Физика
Ерғалиева Гүлмира Темірешқызы, Стефан заңы және Вин ығысуы. Жұлдыз спектрінің негізгі кластары

Стефан заңы және Вин ығысуы. Жұлдыз спектрінің негізгі кластары

Мақала авторы: Ерғалиева Гүлмира Темірешқызы
Жұмыс орны: Атырау қаласы,ХББ НЗМ
Лауазымы: физика пәнінің мұғалімі
Порталға жариялану мерзімі: 01.02.2017


Сабақ жоспары

Ұзақ мерзімді жоспар бөлімі:

4B бөлім: Астрофизика

 
Күні:  
Сынып: 11  
Сабақ тақырыбы Стефан заңы және Вин ығысуы. Жұлдыз спектрінің негізгі кластары.
Осы сабақта қол жеткізілетін оқу мақсаттары (оқу бағдарламасына сілтеме) ü  Абсолютті қара дененің сәуле шығаруы және күн сияқты шығыс қуаты беретін көздер үшін қажетті ауданды бағалау бойынша есептер шығару үшін Стефан-Больцман мен Виннің заңдарын пайдалану.

ü  Жұлдыздардың негізгі спектрлік түрлерін сипаттау;

Сабақ мақсаттары Абсолютті қара дененің сәуле шығаруы Стефан-Больцман мен Виннің заңдарын пайдаланып есептер шығара білу және жұлдыздардың негізгі спектрлік түрлерін сипаттау
Жетістік критерийлері Оқушылар есептеулер жүргізе алады, соның ішінде Күннің шығыс қуаты (бірақ температурасы әр түрлі) сияқты көздер саласын, Жер бетінен бөлінетін энергия және кәдімгі шам бетінің ауданын есептей алады.Қабілетті оқушылар Стефан заңын дәлелдеу мақсатында, қуаты төмен шамның температурасы мен күшін анықтау үшін, оның кедергісін қолдана алады
Күтілетін нәтиже Абсолютті қара дененің сәуле шығаруы Стефан-Больцман мен Виннің заңдарын пайдаланып есептер шығара біледі және жұлдыздардың негізгі спектрлік түрлерін сипаттайды.
Тілдік  мақсаттар

 

 Физикалық терминдер мен қосымшалар атауын дұрыс айта және жаза білу,жүйелі түрде сөздік қорды дамыту.

Пәндік лексика және терминология:

Абсолют қара дене,Вин ығысуы,сәуле шығарғыштық қасиеті

Вин және Стефан заңдары, олардың дәуірі мен жіктелуі, спектрдің қолданылуын көрсету және айналмалы қозғалыс пен гравитациялық өріс теориясының кейбір мысалдарын тәжірибеде көрсету мүмкіндігін қарастыратын идеяларды сипаттай алады

Абсолютно черное тело Абсолют қара дене Black body
Смещение Вина Вин ығысуы Wines offset
Тепловое излучение Жылулық сәулелену Thermal  radiation
светимость Жарқырау Luminosity
площадь поверхности Бетінің ауданы surface area
Спектр спектр speсtrum
Құндылықтарды дарыту  Оқушыларды оқу үдерісінде бақылау жүргізуге, топтастыруға, құбылыстарды бір-бірімен байланыстыру мен оларға түсінік беруге үйрету. Маңызды тапсырмалары контексінде ғылыми мәселелерді ойлауға қабілетті ақпараттандырылған және сындарлы ойлай білетін азаматтар  тәрбиелеу.
Пәнаралық байланыстар Астрономия, химия, физика тарихы , математика.
АКТ қолдану дағдылары Оқушылар  АКТ қолдану дағдыларын дамыту.
Бастапқы білім

 

Электромагниттік сәуле шығару шкаласы(8 сынып).

Жұлдыздық шамалар. (11 сынып)

Сабақ барысы
Сабақтың жоспарланған кезеңдері Сабақтағы жоспарланған іс-әрекет 

 

Ресурстар
Сабақтың басы

5 мин

 

 

 

 

5 мин

 

 

7 мин

 

 

 

 

 

 

3мин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 мин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20 мин

1.      Ұйымдастыру кезеңі

2.      Ой қозғау:Металл скрепка сәуле шығара ма?Сәуле шығаруы үшін не істер едіңіз?

D Мұғалім абсолют қара дененің сәуле шығаруы туралы бейне-көрсетілім көрсетеді.

http://www.youtube.com/watch?v=01U7ZUKVW8o

 

G Жұптық жұмыс: Қара дене симуляторымен жұмыс жасайды.

 

Оқушылар қара дененің моделін қарап, температурасы өзгерген кезде  толқын ұзындығын өлшей отырып, температурасы жоғарылаған кездегі қара дене сәуле шығаруына сипаттама береді.

Соңында   1/T    толқын ұзындығына тәуелділік графигін салады және b анықтайды.

W Мұғалім түрлі температураларда  қара денелер сәуле шығаруы туралы ақпарат береді. P=sAT4, мұндағы А – жер бетінің ауданы, ал s Стефан тұрақтысы.

Стефан заңы — бір секундта қара денеден бөлінетін    энергиясы .

Күннің шығыс қуаты = 3,8 х 1026Вт

Күн радиусы = 7,0 х 108м

Күн бетінің температурасы = 5,8 · 103K  Стефан тұрақтысын есепте  5,67*10-8 Вт/м24

 

P1, P2 энергия қуаты бар, диаметрі d1,d2 және температурасы T1,T2 екі жұлдыз диаметрлерін салыстыр:

байланысты

 

Тәжірибе:

Шоқ аппаратымен эксперимент

 

Вин заңы lmaxT=b, мұндағы T температура К-мен өлшенеді, ал b Вин тұрақтысы.

Еске түсіру: °С және К температураларының арасындағы қатынасты қайталау.

D Мұғалім: Шамамен 800К және екі есе артық 1400К температура кезіндегі жұмыс істейтін электр шамының қуатын өлшеп (VI), ол екі еседен артық екенін көрсетіп, Стефан заңына сәйкес  24= 16 болуы керек екі температура қатынасымен  екі қуатты салыстырыңыз. Күн қуатын, температурасын және радиусын қолдана отырып, Стефан тұрақтысын қалай есептер едіңіз?

Жұлдыздың жалпы шығыс қуаты жұлдыздың жарықтылығы сияқты анықталуы мүмкін, содан кейін L=sAT4 сияқты жазылуы мүмкін.

I /(f) Қалыптастырушы бағалау:

1.      b мәнін қолдана отырып, адам денесі бөлетін толқын ұзындығы мен ең үлкен дегенде 1 мм-ге дейін жететін Ғаламның фондық реакция температурасын есепте.

2.      Күн бетіндегі фотосфераның эффективті  температурасын есепте.Q = 1,37∙103 Вт/м2.

3.      Две звезды имеют одинаковые размеры, но температура поверхности у первой звезды равна 30 000 К, а у второй – 5000 К. Во сколько раз первая звезда излучает больше энергии чем вторая и какого цвета будут эти звезды?

4.      The period of a Cepheid variable is 10 days and its brightness 1.0 x 10-10Wm-2. How far is it from the Earth?

G Стефан заңын дәлелдеу мақсатында, қуаты төмен шамның температурасы мен күшін анықтау үшін, оның кедергісін қолдана аламыз ба?

Бағалау

 

Бейне көрсетілім

http://www.youtube.com/watch?v=01U7ZUKVW8o

 

https://www.youtube.com/watch?v=n_KyYFYNvpI

 

 

Қара дене симуляторы

http://phet.colorado.edu/en/simulation/blackbody-spectrum

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

http://www.pasco.com/file_downloads/product_manuals/Radiation-Sensor-Manual-TD-8553.pdf

 

 

 

 

https://www.pasco.com/resources/blogs/physics/impulse-of-a-rocket-engine-area-under-a-force-curve.cfm

 

 

https://www.youtube.com/watch?v=FKwTUkf7eI4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сабақтың ортасы

5мин

 

 

 

 

 

 

3 мин

 

 

 

 

 

 

7 мин

 

 

 

 

 

 

 

7мин

 

 

10 мин

W жұлдыздардың түрлері бойынша бейнеүзінді :

 

G Мнемоникалық сөйлем бойынша еске сақтау,оқушылар спектрлердің түрлерінің ретін жаттау үшін төмендегі сөйлемді қолданады:

 

G Сынып бірнеше топқа бөлініп,төмендегі тақырып бойынша ізденеді:

A.    жұлдыздың температурасы ,спектр мен энергетикалық ауысуларлардың арасындағы байланыс.

B.      Неге әр түрлі температуралар әр түрлі түстер шығарады?

C.      Неге сіңіру желілері желілер спектріндегі әртүрлі кластарда болады?

Содан кейін өз қорытындыларын сыныптың қалған бөлігіне көрсетеді.

G Жұптық жұмыс:

Оқушыларға жұлдыздың спектрлік түрлеріне сипаттама беруге тапсырма.

Класс Ішкі түс Темп./ K
О көк 30000 — 60000
  B көк 10000 — 30000
  А көкшіл ақ 7500 — 10000
  F ақ 6000 — 7500
  G сары-ақ 5000 — 6000
  К  сарғылт 3500 — 5000
  M қызыл <3500

 

G Оқушылар жұлдыздардың жіктелуінің тарихы бойынша презентация дайындап, зерттеу жүргізеді және өз жобаларын қорғайды.

Мынадай бейне

https://www.youtube.com/watch?v=WFJJsr3yyaE

немесе

https://www.youtube.com/watch?v=WFJJsr3yyaE

 

 

 

Q5 және 6 спектрлі түр мәселесі бойынша іс-шаралар дайындау

http://skyserver.sdss.org/dr1/en/proj/basic/spectraltypes/lines.asp

 

Сабақтың соңы  

 

3 мин

Сабақ соңында оқушылар рефлексия жүргізеді:

 

 

 

 

 

 

Newell D. B. A more fundamental International System of Units // Physics Today. — 2014. — Vol. 67. — № 7. — P. 35—41.