матеріал 9

9. Сонце

Матеріал

Для вчителя

Для учня

Завантажити матеріал (PDF)

Урок №9. Сонце

Очікувані результати навчання

оцінює самостійно або в співпраці з іншими значення природничих наук, техніки і технологій для суспільного прогресу й сталого розвитку [12 ПРО 3.4.1];
опрацьовує та аналізує самостійно або в співпраці з іншими результати дослідження [12 ПРО 1.5.1];
аналізує, систематизує і використовує інформацію природничого змісту, здобуту з різних джерел [12 ПРО 2.1.1-1];
здійснює самостійно або в співпраці з іншими дослідження, фіксує результати [12 ПРО 1.4.2];
добирає самостійно або в співпраці з іншими ознаки класифікації природних і техногенних об’єктів, явищ і процесів [12 ПРО 3.2.1];
формулює словесні описи обʼєктів, явищ і процесів на основі нетекстової інформації (табличної, графічної/інфографіки) [12 ПРО 2.2.2-2];
створює/розробляє самостійно або в співпраці з іншими медіапродукти на основі опрацьованої інформації, зокрема з використанням цифрових ресурсів, технологій і пристроїв [12 ПРО 2.2.2-3];
презентує самостійно або в співпраці з іншими результати дослідження в обраний спосіб [12 ПРО 1.5.3].

Мета уроку: установлювати взаємозв’язки між фізико-хімічними процесами та будовою Сонця, розпізнавати й класифікувати явища на Сонці, а також формувати вміння опрацьовувати, аналізувати й презентувати результати досліджень, використовуючи цифрові ресурси та технології.

Цілі сталого розвитку:

Які цілі сталого розвитку (у порядку пріоритетності) опрацьовуємо на уроці:

9. Інновації й інфраструктура.
17. Співпраця заради досягнення цілі.

Ключові слова: корона, хромосфера, фотосфера, конвективна зона, зона радіації, ядро, протуберанець, пляма, сонячний вітер, магнітні бурі, сонячний цикл, плазма.

План уроку

Що ми знаємо про Сонце. Опційно: повторення.
Сонце: хімічний склад, будова, спектр.
Сонячна активність: сонячні плями, протуберанці, сонячні петлі, спалахи, корональний викид маси.
Рефлексія.

Очікувані результати для вчителя:

установлює взаємозв’язки між фізико-хімічними процесами на Сонці та його будовою;
наводить приклади складників будови Сонця;
спостерігає, розпізнає та класифікує явища на Сонці;
уміє працювати з діаграмами та схемами.

Очікувані результати для учнівства:

установлює взаємозв’язки між фізико-хімічними процесами на Сонці та його будовою;
наводить приклади складників будови Сонця;
спостерігає, розпізнає та класифікує явища на Сонці.

1. Мотивація

Що ви знаєте/чули про Сонце? Його будову? Процеси?
Як люди досліджують Сонце?

Дружня порада вчителю

Тривалість — 3 хв.

На початку уроку важливо запитати, що учні вже знають з цієї теми для того, щоб нова інформація мала до чого приєднатися. Тому заохочуємо учнів говорити більше.

Відповіді учнів можна фіксувати на дошці. Записуємо всі відповіді учнів, навіть якщо є хибні уявлення. Хибні уявлення (міфи) будуть потребувати подальшої корекції в процесі навчання.

2. Тобі може знадобитися

Дружня порада вчителю

Тривалість — 5 хв.

Читати вголос НЕ треба, учні до цього розділу будуть ще повертатися під час виконання роботи. Їм необхідно переглянути, що є в цьому блоці та за необхідності повертатися до цього блоку при виконанні завдань. Зверніть увагу, на те звідки береться енергія в Сонці.

Розглянути будову Сонця можна і за допомогою 3D-моделі Сонця. https://www.solarsystemscope.com/

Рис. 1. Зображення створено з ChatGpt на основі даних з Джерела

Кожну секунду Сонце випромінює більше енергії, ніж усі люди споживають за цілий рік [https://youtu.be/GAGFC8-wn1g , https://spaceplace.nasa.gov/sun-heat/en/].

Відео

Сонце виробляє енергію завдяки каскаду термоядерних реакцій, у ході яких водень перетворюється на гелій у своєму ядрі. Цікаво, що при перетворенні 1 кг водню на гелій, виділяється кількість теплоти достатня, щоб закип’ятити 1,5 млн м³ води.

Червоні стрілки показують зовнішній тиск, зумовлений виділенням тепла, який змушує Сонце розширюватися. Сині стрілки показують внутрішній тиск — дію гравітації, що змушує Сонце стискатися. Ці два впливи врівноважують один одного.

Внутрішня будова Сонця

Спектром називають набір хвиль певних довжин або частот, які утворюються в результаті випромінювання, поглинання або іншої взаємодії електромагнітних хвиль із речовиною. Розрізняють спектр випромінювання (хвилі, що випромінює тіло) й спектр поглинання (хвилі, що тіло поглинає, пропускаючи інші).

Метод визначення хімічного складу речовини за спектральними лініями називається спектральним аналізом. Він має широке застосування в різних галузях науки, техніки та промисловості.

Таблиця спектральних ліній (Примітка: 1 нм дорівнює 10 ангстремам)

Довжина хвилі (нм)	Ширина лінії (нм)	Елемент	Довжина хвилі (нм)	Ширина лінії (нм)	Елемент
393.3682	2.0253	Ca II	440.4761	0.0898	Fe I
394.4016	0.0488	Al I	441.5135	0.0417	Fe I
396.1535	0.0621	Al I	452.8627	0.0275	Fe I
396.8492	1.5467	Ca II	455.4036	0.0159	Ba II
404.5825	0.1174	Fe I	470.3003	0.0326	Mg I
406.3605	0.0787	Fe I	486.1342	0.3680	H
407.1749	0.0723	Fe I	489.1502	0.0312	Fe I
407.7724	0.0428	Sr II	492.0514	0.0471	Fe I
410.1748	0.3133	H	495.7613	0.0696	Fe I
413.2067	0.0404	Fe I	516.7327	0.0935	Mg I
414.3878	0.0466	Fe I	517.2698	0.1259	Mg I
416.7277	0.0200	Mg I	518.3619	0.1584	Mg I
420.2040	0.0326	Fe I	525.0216	0.0062	Fe I
422.6740	0.1476	Ca I	526.9550	0.0478	Fe I
423.5949	0.0385	Fe I	532.8051	0.0375	Fe I
425.0130	0.0342	Fe I	552.8418	0.0293	Mg I
425.0797	0.0400	Fe I	588.9973	0.0752	Na I (D₂)
425.4346	0.0393	Cr I	589.5940	0.0564	Na I (D₁)
426.0486	0.0595	Fe I	610.2727	0.0135	Ca I
427.1774	0.0756	Fe I	612.2226	0.0222	Ca I
432.5775	0.0793	Fe I	616.2180	0.0222	Ca O
434.0475	0.2855	H	630.2499	0.0083	Fe I
438.3557	0.1008	Fe I	656.2808	0.1020	H

3. Життєва ситуація

Люди здавна досліджували Сонце. Перший опис сонячних плям з’являється ще у 800 р. до н.е. у китайському філософському трактаті «І-цзін. Книга змін». Систематичні спостереження за плямами на Сонці датують із початком ХVІI ст.
[https://www.nasa.gov/history/spots-waves-and-wind-a-solar-science-timeline-full-text/ ].

Сьогодні ж NASA та інші міжнародні космічні агентства спостерігають за Сонцем 24/7 за допомогою мережі сонячних обсерваторій. Люди вивчають все, починаючи від атмосфери Сонця до його поверхні. У серпні 2018 року запустили сонячний зонд NASA Parker, який 14 грудня 2021 року пролетів крізь верхні шари атмосфери Сонця — корону. Так уперше в історії космічний апарат торкнувся Сонця. [https://science.nasa.gov/mission/parker-solar-probe/ ]

Інші активні космічні апарати, що здійснюють моніторинг Сонця: Solar Orbiter, SOHO, ACE, IRIS, WIND, Hinode, Обсерваторія сонячної динаміки та STEREO.[https://science.nasa.gov/sun/exploration/ ].

Дружня порада вчителю

Тривалість — 3 хв.

Тут важливо зазначити про міжнародне співробітництво країн для дослідження Сонця (17-та ціль сталого розвитку).

3.1. Знайдіть кожну з цих «відомих» спектральних ліній, від A до K, на малюнку нижче.

На зображенні представлений сонячний спектр. Шкала довжини хвилі вимірюється в ангстремах (1 мм = 10 000 ангстрем, 1 нм = 10 ангстрем).

У таблиці 1 нижче наведено деякі з важливих спектральних ліній, які легко ідентифікувати. Зверніть увагу, що лінії кисню відповідають атомам кисню в атмосфері Землі.

Таблиця 1 – «Відомі» спектральні лінії
Позначення	Довжина хвилі (ангстрем)	Походження
А	7594	земний кисень
Б	6867	земний кисень
C	6563	водень (Hα)
D ₁	5896	нейтральний натрій (Na I)
D ₂	5890	нейтральний натрій (Na I)
І	5270	нейтральне залізо (Fe I)
F	4861	водень (Hβ)
H	3968	іонізований кальцій (Ca II)
K	3934	іонізований кальцій (Ca II)

Дружня порада вчителю

Тривалість — 5 хв.

Зверніть увагу учнів на опис до зображення, що знизу позначена довжина хвилі в ангстремах.

У розділі “Тобі може знадобитися” знаходиться таблиці. Знайдіть у ній “Відомі” спектральні лінії. За потреби нагадайте, як перевести одиниці вимірювання (щоб перевести ангстреми в нанометри, їх необхідно поділити на 10).

Диференціювання: залежно від рівня підготовки учнів, вони можуть знайти не всі спектральні лінії.

3.2. Розгляньте зображення та дайте відповіді на запитання:

Якого кольору Сонце на цих зображеннях?
Чому Сонце має різний колір на різних зображеннях?
На основі ваших спостережень за Сонцем, укажіть, якого кольору Сонце ззовні (на вулиці) та на цих зображеннях?

Блакитним позначені сонячні плями, помаранчевим — корональні діри.

Дружня порада вчителю

Тривалість — до 5 хв.

У цьому завданні задача вчителя не приймати одразу правильну відповідь, а дати можливість висловитися більшій кількості учнів і ставити запитання: “Чому ви так думаєте?”

Обов’язково, зверніть увагу учнів на зображеннях на сонячні плями, корональні діри, петлі, спалахи, протуберанець та викиди корональної маси.

4. Попрактикуймо самостійно

4.1. Визначте правильні твердження:

Гідроген і Гелій разом складають понад 90% від усього складу Сонця.
У групі “Інші” Магній (Mg) має найбільшу частку.
До складу Сонця входять як металічні, так і неметалічні елементи.

Відповідь: А та С — правильні.

Дружня порада вчителю

Тривалість — до 3 хв.

4.2. Знайдіть на малюнку нижче три спектральні лінії, позначені маленькими літерами.

На зображенні представлений сонячний спектр. Шкала довжини хвилі вимірюється в ангстремах (1 мм = 10 000 ангстрем, 1 нм = 10 ангстрем).

Дружня порада вчителю

Тривалість — 5 хв.

Це завдання можна зробити за варіантами.

У розділі “Тобі може знадобитися знаходиться таблиця”. Знайдіть в ній “Відомі” спектральні лінії. За потреби нагадайте, як перевести одиниці вимірювання. Щоб перевести ангстреми в нанометри, їх необхідно поділити на 10.

Диференціювання: залежно від рівня підготовки учнів, вони можуть знайти менше або більше спектральних ліній.

4.3. Дослідіть сонячну активність за допомогою

https://helioviewer.org/

	Сонячні плями	Протуберанці	Сонячні петлі	Спалахи	Корональний викид маси
Observatory	SDO	SDO	STEREO-A	SDO	SOHO
Instrument	HMI	AIA	SECCHI -> EUVI	AIA	LASCO
Measurement	magnetogram	304	171	94,131,211,195	White light

Для кожного параметру зробіть окремий слайд у презентації.
На зображені Сонця обведіть та позначте, що Ви знайшли: сонячні плями, протуберанці, сонячні петлі, спалахи, корональний викид маси (CMEs).

Дружня порада вчителю

Орієнтовна тривалість — 12 хв.

У таблиці наведені параметри, що необхідно встановити за посиланням на листопад-грудень 2024 року.
/можливо для вчителя додати скріни де знаходиться/

Диференціація:

якщо у Вас є учні, які працюють повільніше, вони можуть виконати не усі пункти;

якщо є ті, хто працює швидше, запропонуйте їм подивитися, які явища були в дату їх народження.

Рефлексія

Виконайте рефлексію змісту вивченого матеріалу за допомогою практики «Пригадування»
(Retrieval Practice) та дайте відповіді на запитання:

Відео

Які хімічні елементи входять до складу Сонця?
Якого кольору Сонце? Що таке сонячний спектр?
Поясніть, які явища виникають на Сонці?

Дружня порада вчителю

Тривалість — 3 хв.

Практика пригадування. Тренує учнів пригадувати необхідну інформацію достатньо точно.

Учні беруть чистий аркуш паперу, кладуть альбомно та на лівій половині пишуть все, що запам’ятали. Потім відкривають конспект чи робочий аркуш і додають, які блоки інформації забули. Їх необхідно повторити.

Завдання не оцінюється вчителем.

У вільний від відпочинку час

Діана Сяркі. Чому над територією України вдруге за рік бачили північне сяйво
Що під поверхнею Сонця? https://www.youtube.com/watch?v=LjJK0zZCJag

Відео

Термоядерна реакція в Сонці https://youtu.be/XvYr14cfgCo

Відео

ВШО: Види спектрів. Основи спектрального аналізу https://youtu.be/7OYgrH926bQ

Відео

Види спектрів. Основи спектрального аналізу https://youtu.be/pw8ZGrFcprA

Відео

с.107 підр. Астрономія
https://link.springer.com/article/10.1007/s41116-020-0023-y

Завантажити матеріал (PDF)

Урок №9. Сонце

Очікувані результати навчання:

Мета уроку: установлювати взаємозв’язки між фізико-хімічними процесами та будовою Сонця, розпізнавати й класифікувати явища на Сонці, а також формувати вміння опрацьовувати, аналізувати й презентувати результати досліджень, використовуючи цифрові ресурси та технології.

Цілі сталого розвитку:

Які цілі сталого розвитку (у порядку пріоритетності) опрацьовуємо на уроці:

9. Інновації й інфраструктура.
17. Співпраця заради досягнення цілі.

Ключові слова: корона, хромосфера, фотосфера, конвективна зона, зона радіації, ядро, протуберанець, пляма, сонячний вітер, магнітні бурі, сонячний цикл, плазма.

План уроку

Що ми знаємо про Сонце. Опційно: повторення.
Сонце: хімічний склад, будова, спектр.
Сонячна активність: сонячні плями, протуберанці, сонячні петлі, спалахи, корональний викид маси.
Рефлексія.

Очікувані результати для учнівства:

установлює взаємозв’язки між фізико-хімічними процесами на Сонці та його будовою;
наводить приклади складників будови Сонця;
спостерігає, розпізнає та класифікує явища на Сонці.

1. Мотивація

Що ви знаєте/чули про Сонце? Його будову? Процеси?
Як люди досліджують Сонце?

2. Тобі може знадобитися

Кожну секунду Сонце випромінює більше енергії, ніж усі люди споживають за цілий рік [https://youtu.be/GAGFC8-wn1g , https://spaceplace.nasa.gov/sun-heat/en/].

Відео

Сонце виробляє енергію завдяки каскаду термоядерних реакцій, у ході яких водень перетворюється на гелій у своєму ядрі. Цікаво, що при перетворенні 1 кг водню на гелій, виділяється кількість теплоти достатня, щоб закип’ятити 1,5 млн м³ води.

Червоні стрілки показують зовнішній тиск, зумовлений виділенням тепла, який змушує Сонце розширюватися. Сині стрілки показують внутрішній тиск — дію гравітації, що змушує Сонце стискатися. Ці два впливи врівноважують один одного.

Внутрішня будова Сонця

Спектром називають набір хвиль певних довжин або частот, які утворюються в результаті випромінювання, поглинання або іншої взаємодії електромагнітних хвиль із речовиною. Розрізняють спектр випромінювання (хвилі, що випромінює тіло) й спектр поглинання (хвилі, що тіло поглинає, пропускаючи інші).

Метод визначення хімічного складу речовини за спектральними лініями називається спектральним аналізом. Він має широке застосування в різних галузях науки, техніки та промисловості.

Таблиця спектральних ліній (Примітка: 1 нм дорівнює 10 ангстремам)

Довжина хвилі (нм)	Ширина лінії (нм)	Елемент	Довжина хвилі (нм)	Ширина лінії (нм)	Елемент
Довжина хвилі (нм)	Ширина лінії (нм)	Елемент	Довжина хвилі (нм)	Ширина лінії (нм)	Елемент
393.3682	2.0253	Ca II	440.4761	0.0898	Fe I
394.4016	0.0488	Al I	441.5135	0.0417	Fe I
396.1535	0.0621	Al I	452.8627	0.0275	Fe I
396.8492	1.5467	Ca II	455.4036	0.0159	Ba II
404.5825	0.1174	Fe I	470.3003	0.0326	Mg I
406.3605	0.0787	Fe I	486.1342	0.3680	H
407.1749	0.0723	Fe I	489.1502	0.0312	Fe I
407.7724	0.0428	Sr II	492.0514	0.0471	Fe I
410.1748	0.3133	H	495.7613	0.0696	Fe I
413.2067	0.0404	Fe I	516.7327	0.0935	Mg I
414.3878	0.0466	Fe I	517.2698	0.1259	Mg I
416.7277	0.0200	Mg I	518.3619	0.1584	Mg I
420.2040	0.0326	Fe I	525.0216	0.0062	Fe I
422.6740	0.1476	Ca I	526.9550	0.0478	Fe I
423.5949	0.0385	Fe I	532.8051	0.0375	Fe I
425.0130	0.0342	Fe I	552.8418	0.0293	Mg I
425.0797	0.0400	Fe I	588.9973	0.0752	Na I (D₂)
425.4346	0.0393	Cr I	589.5940	0.0564	Na I (D₁)
426.0486	0.0595	Fe I	610.2727	0.0135	Ca I
427.1774	0.0756	Fe I	612.2226	0.0222	Ca I
432.5775	0.0793	Fe I	616.2180	0.0222	Ca O
434.0475	0.2855	H	630.2499	0.0083	Fe I
438.3557	0.1008	Fe I	656.2808	0.1020	H

3. Життєва ситуація

Люди здавна досліджували Сонце. Перший опис сонячних плям з’являється ще у 800 р. до н.е. у китайському філософському трактаті «І-цзін. Книга змін». Систематичні спостереження за плямами на Сонці датують із початком ХVІI ст. [https://www.nasa.gov/history/spots-waves-and-wind-a-solar-science-timeline-full-text/ ].

Сьогодні ж NASA та інші міжнародні космічні агентства спостерігають за Сонцем 24/7 за допомогою мережі сонячних обсерваторій. Люди вивчають все, починаючи від атмосфери Сонця до його поверхні. У серпні 2018 року запустили сонячний зонд NASA Parker, який 14 грудня 2021 року пролетів крізь верхні шари атмосфери Сонця — корону. Так уперше в історії космічний апарат торкнувся Сонця. [https://science.nasa.gov/mission/parker-solar-probe/ ]

Інші активні космічні апарати, що здійснюють моніторинг Сонця: Solar Orbiter, SOHO, ACE, IRIS, WIND, Hinode, Обсерваторія сонячної динаміки та STEREO.[https://science.nasa.gov/sun/exploration/ ].

3.1. Знайдіть кожну з цих «відомих» спектральних ліній, від A до K, на малюнку нижче.

На зображенні представлений сонячний спектр. Шкала довжини хвилі вимірюється в ангстремах (1 мм = 10 000 ангстрем, 1 нм = 10 ангстрем).

У таблиці 1 нижче наведено деякі з важливих спектральних ліній, які легко ідентифікувати. Зверніть увагу, що лінії кисню відповідають атомам кисню в атмосфері Землі.

Таблиця 1 – «Відомі» спектральні лінії
Позначення	Довжина хвилі (ангстрем)	Походження
А	7594	земний кисень
Б	6867	земний кисень
C	6563	водень (Hα)
D ₁	5896	нейтральний натрій (Na I)
D ₂	5890	нейтральний натрій (Na I)
І	5270	нейтральне залізо (Fe I)
F	4861	водень (Hβ)
H	3968	іонізований кальцій (Ca II)
K	3934	іонізований кальцій (Ca II)

3.2. Розгляньте зображення та дайте відповіді на запитання:

Якого кольору Сонце на цих зображеннях?
Чому Сонце має різний колір на різних зображеннях?
На основі ваших спостережень за Сонцем, укажіть, якого кольору Сонце ззовні (на вулиці) та на цих зображеннях?

Блакитним позначені сонячні плями, помаранчевим — корональні діри.

4. Попрактикуймо самостійно

4.1. Визначте правильні твердження:

Гідроген і Гелій разом складають понад 90% від усього складу Сонця.
У групі “Інші” Магній (Mg) має найбільшу частку.
До складу Сонця входять як металічні, так і неметалічні елементи.

4.2. Знайдіть на малюнку нижче три спектральні лінії, позначені маленькими літерами.

На зображенні представлений сонячний спектр. Шкала довжини хвилі вимірюється в ангстремах (1 мм = 10 000 ангстрем, 1 нм = 10 ангстрем).

4.3. Дослідіть сонячну активність за допомогою

https://helioviewer.org/

	Сонячні плями	Протуберанці	Сонячні петлі	Спалахи	Корональний викид маси
Observatory	SDO	SDO	STEREO-A	SDO	SOHO
Instrument	HMI	AIA	SECCHI -> EUVI	AIA	LASCO
Measurement	magnetogram	304	171	94,131,211,195	White light

Для кожного параметру зробіть окремий слайд у презентації.
На зображені Сонця обведіть та позначте, що ви знайшли: сонячні плями, протуберанці, сонячні петлі, спалахи, корональний викид маси (CMEs).

Рефлексія

Виконайте рефлексію змісту вивченого матеріалу за допомогою практики «Пригадування»
(Retrieval Practice) та дайте відповіді на запитання:

Відео

Які хімічні елементи входять до складу Сонця?
Якого кольору Сонце? Що таке сонячний спектр?
Поясніть, які явища виникають на Сонці?

У вільний від відпочинку час

Діана Сяркі. Чому над територією України вдруге за рік бачили північне сяйво
Що під поверхнею Сонця? https://www.youtube.com/watch?v=LjJK0zZCJag

Відео

Термоядерна реакція в Сонці https://youtu.be/XvYr14cfgCo

Відео

ВШО: Види спектрів. Основи спектрального аналізу https://youtu.be/7OYgrH926bQ

Відео

Види спектрів. Основи спектрального аналізу https://youtu.be/pw8ZGrFcprA

Відео

https://link.springer.com/article/10.1007/s41116-020-0023-y
с.107 підр. Астрономія

Завантажити матеріал (PDF)

Ділись та обговорюй важливе