Внутреннее строение Солнца и звёзд главной последовательности. Эволюция звёзд - ОСНОВНЫЕ ОБЪЕКТЫ, ЯВЛЕНИЯ И ЗАКОНОМЕРНОСТИ МЕГАМИРА - ОСНОВЫ АСТРОНОМИИ

Задачи урока: показать, что законы физики хорошо применимы для описания процессов внутри звёзд; изучить существенные характеристики четырёх групп звёзд; ввести понятие о новом астрономическом объекте — чёрной дыре; раскрыть основные

Ход урока

I. Повторение организуется при решении задачи, аналогичной примеру 2 на с. 406 учебника, и обсуждении вопросов: каково строение оболочки Солнца? К какому типу звёзд относится Солнце? Каковы основные характеристики звёзд?

II. Рассказ с элементами беседы строится по следующему плану:

1. Модель строения Солнца: ядро, центральная часть с фотосферой, атмосфера-оболочка (рис. 142, см. рис. 141). Характеристики частей Солнца и типичных процессов в них: 1) плотное ядро — термоядерные реакции, теплопередача излучением и конвекцией в плазме; 2) атмосфера-оболочка — механическое движение газа, излучение электромагнитных волн, выброс заряженных частиц.

Обязательно нужно обсудить вопрос: почему рисунку 142 больше соответствует подпись “Модель строения Солнца”, а не подпись “Строение Солнца”?

2. Характеристики основных типов звёзд и основных процессов лучше всего представить в сравнении с помощью таблицы 54.

Таблица 54

Тип звёзд	Характеристики объекта	Характеристики типичных процессов
Звёзды главной последовательности Гиганты Белые карлики Нейтронные звёзды Чёрные дыры	Солнце — газовый шар. Температура в центре до 107 К. Состав — водород и гелий Размеры в десятки раз больше Солнца, светимость в сотни раз больше Размеры — тысячи километров, плотности порядка 104—108 кг/м3 Плотности порядка 1017 кг/м3, размеры — десятки километров, иногда вращение с большой скоростью — пульсар Малые размеры (десятки километров!), массы порядка массы нескольких Солнц (10 МС), громадные плотности	Термоядерные реакции в центре. Излучение света в течение миллиардов лет Излучение красного цвета. Образование химических элементов вплоть до железа в термоядерных реакциях Малая светимость Пульсар — радиоисточник с высокой стабильностью и периодичностью сигнала излучения По теории для чёрной дыры вторая космическая скорость должна быть больше скорости света. Чёрная дыра ничего не излучает, но поглощает всё: и вещество, и излучение

3. Этапы жизни звезды: возникновение, функционирование, превращение в новый объект. Вопросы для обсуждения: можно ли в самом деле считать, что звёзды умирают, если даже в случае взрыва сверхновой звезды остаётся, например, нейтронная звезда? Можно ли проследить за жизнью отдельной звезды? На основании чего учёные убеждены в эволюции звёзд? Во что превращаются звёзды в конце жизни?

III. Отработка изученного материала может быть организована: а) при работе с учебником по материалу параграфов главы; б) в возможных сообщениях школьников об открытиях пульсаров, чёрных дыр; в) при коллективном выполнении и комментировании модели рисунка пульсара (рис. 143).

В заключение урока делают обобщение о применении физических знаний, полученных на Земле, к весьма далёким объектам и явлениям. Во-первых, всегда есть проблема применения знаний к новым объектам. Физики, например, установили, что законы механики неприменимы к микромиру. А применимы ли они к мегамиру? Опыт теоретических и экспериментальных исследований убеждает: наши физические законы хорошо применимы и для других звёздных миров! Вывод: мир обладает единством. Хотя очевидно, что нас ещё ждут здесь открытия... Во-вторых, физические законы позволяют, хотя бы качественно, объяснять и даже предсказывать существование уникальных астрономических объектов и явлений. Например, объяснять такие факты наблюдений, как белые карлики, пульсары, чёрные дыры... Но главное — на основе физических знаний можно активно искать (что весьма трудно!) такие необычные объекты во Вселенной. В-третьих, физика развивается при применении физических знаний к объектам мегамира: совершенствуются теоретические модели пространства—времени, физических процессов внутри звёзд, предсказываются новые свойства вещества и излучения и т. д.

Вопросы для выделения главного: как объясняет наука излучение звёздами громадной энергии в течение миллиардов лет? Какие типичные изменения происходят со звездой? (Ответ. Сжатие газопылевого облака и образование протозвезды, повышение температуры; звезда главной последовательности — термоядерные реакции, излучение света; выгорание водорода и образование красного гиганта; некоторые звёзды в итоге не могут удержать оболочку, и остаётся только ядро — белый карлик; массивные звёзды могут взрываться как сверхновые, в течение нескольких дней светят как миллиард Солнц, в результате чего звезда превращается в нейтронную звезду или чёрную дыру.) Может ли в ходе термоядерных реакций образовываться кислород? (См. фрагмент текста учебника на с. 389.) Чем звёзды отличаются от планет? Из чего состоят звёзды?

IV. Домашнее задание: § 104*, 105; упр. на с. 391 (ЕГЭ).