II Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
ПРИМЕНЕНИЕ ДЕКАРТОВЫХ КООРДИНАТ В АСТРОНОМИИ
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение.
Город, в котором я живу, назван в честь академика С.П. Королёва. Это город Королев Московской области. Все в нем связано с космонавтикой. Это современный наукоград, и не редко, его называют космической столицей России. Также в нём находится центр управления полётами. И вдобавок к этому, мой дедушка работает в Ракетно - космической корпорации «Энергия». Он не понаслышке знает, как конструировать ракеты, и даже имеет несколько наград. Поэтому о космических исследованиях и пусках, я слышу с детства.
В наше время космос является неотъемлемой частью развития науки. Практически всё с ним связано. Важную роль в его развитии сыграла и математика. Кто бы мог подумать, что созвездия это не просто россыпь звёзд, похожая на фигуру, а целая математическая задача, которая требует решения. В своей работе я подробнее расскажу о космосе и созвездиях, покажу, как же построить изображение созвездия на координатной плоскости.
Основная часть
1.Астрономия как наука, её первоначальное значение
Астрономия - одна из древнейших наук о свойствах, создании , происхождении небесных тел. Она возникла из потребностей человека. Но также есть и другие причины её возникновения. Например, ориентирование на местности и ведение сельского хозяйства. Кочевые племена в своих странствиях даже не представляли , как можно не ориентировать по Солнцу, Луне и звёздам. Земледельцу эта наука помогает различить сезоны года. Уже позже, это наука стала использоваться в составлении календарей. Первые астрономические записи были сделаны около 13 века до н.э.
2. Астрономия в Древнем Египте
Неудивительно, что именно Нил, от которого зависела жизнь египтян, стал зарождать астрономию для цивилизации. Планеты, египтянам были известны с давних времён. Они делили их на верхние ( можно наблюдать в противостоянии солнцу) и нижние (появлялись, то днём, то вечером, известные как светила). Также, египтяне делили небо на созвездия. Об этом мы можем судить по текстам и рисункам на древних гробницах. Сохранившиеся росписи, не образуют звёздные карты, и расположение созвездий мы можем узнать, лишь приблизительно. Именно в Египте появился календарь, с помощью которого египтяне могли определить точные интервалы между созвездиями. Именно этим календарём, в своих расчётах , пользовался Птолемей, и даже Коперник. Именно в Александрии учёные положили начало современной астрономии.
3.Астрономические познания майя.
Для майя астрономия служила практическим целям. В условиях тропиков нет чётко обозначенных времён года и длительность дня и ночи остаётся почти одинаковой . У майя астрономией занимались жрецы. Наблюдения происходили с каменных обсерваторий- караколей. Им было известно 5 планет, существовали свои созвездия. Астрономия, также использовалась для вычисления наиболее благоприятного момента начала сельскохозяйственных работ. Астрономия была для них своеобразным инструментом власти. Как же древние астрономы смогли добиться точности, поражающей нас? Какими инструментами для этого пользовались? Как вели наблюдения? Я думаю, это останется тайной, безвозвратно ушедшей в прошлое.
4. Кто придумывал названия созвездиям?
Сколько звёзд на небе! Этих маленьких небесных огоньков столько, что невозможно сосчитать. А ведь многие звёзды имеют свои имена. Как тут разобраться? А древние греки очень хорошо знали звёздное небо. С земли нам кажется, что от одной звезды до другой рукой подать, но это совсем не так. На самом деле между звёздами простилаются огромные расстояния космической пустоты. Грекам представилось, группы звёзд образуют некие фигуры, напоминающие контуры предметов, животных ,людей. Названия созвездий и звёзд, которые давали древние греки, сохранились до сих пор. Эти и другие имена отражают представления древних греков об окружающем мире и имеют продолжения в мифах, легендах о богах и героях.
5. Координатная плоскость
История возникновения координат и системы координат, относится к Анаксимандре Милетскому (ок.610-546г. до н.э.). Он считается составителем первой географической карты.
Анаксимандр Милетский Рене Декарт
Но основная заслуга в создании современного метода координат принадлежит французскому математику, философу и естествоиспытателю Рене Декарту( 1596-1650)
До наших времён дошла такая история, которая подтолкнула его к открытию. Занимая места в театре согласно купленным билетам, мы даже не подозреваем, кто и когда предложил ставший обычным в нашей жизни метод нумерации кресел по рядам и местам. Оказывается, эта идея принадлежала именно Рене Декарту. Посещая парижские театры, он не уставал удивляться путанице, перебранкам и вызовам на дуэль, возникавших из- за элементарного беспорядка в распределении публики в зрительном зале. Предложенная им система нумерации, в которой каждое место получало номер ряда и порядковый номер от края, сразу сняла все поводы для раздоров и произвела настоящий фурор в парижском высшем обществе. Научное описание системы координат Рене Декарт впервые сделал в работе « Рассуждение о методе» в 1637 году. Поэтому прямоугольную систему координат называют также - декартова система координат.
6. Астрономия на координатной плоскости
1.У древних греков существовала легенда о созвездиях Большой Малой Медведиц. Всемогущий бог Зевс решил взять себе в жены прекрасную нимфу Калисто, одну из служанок богини Афродиты, вопреки желанию последней. Чтобы избавить Калисто от преследований богини, Зевс обратил Калисто в Большую медведицу, ее любимую собаку – в Малую Медведицу и взял их на небо.
2. В незапамятные времена у царя эфиопов Цефея была красавица-жена – царица Кассиопея. Однажды Кассиопея имела неосторожность похвастать своей красотой в присутствии нереид – жительниц моря. Обидевшись, завистливые нереиды пожаловались богу моря Посейдону, и он напустил на берега Эфиопии страшное чудовище – Кита. Чтобы откупиться от Кита, опустошавшего страну, Цефей вынужден был по совету оракула отдать на съедение чудовищу свою любимую дочь Андромеду. Ее приковали к прибрежной скале. Каждую минуту Андромеда ожидала, что из морской пучины вынырнет Кит и проглотит ее.
В это время герой древней Греции Персей совершал один из своих подвигов: он проник на уединенный остров на краю света, где обитали три страшные женщины – горгоны с клубками змей на голове вместо волос. Взгляд Горгоны превращал в камень все живое. Воспользовавшись сном горгон, Персей отсек голову одной из них по имени Медуза. Из ее тела выпорхнул крылатый конь Пегас. Две другие горгоны, проснувшись, хотели броситься на Персея, но он вскочил на крылатого Пегаса и, держа в руках драгоценную добычу – голову Медузы, полетел домой.
Пролетая над Эфиопией, Персей заметил прикованную к скале Андромеду. К ней уже направлялся Кит, вынырнувший из морской пучины. Персей вступил в смертельный бой с чудовищем. Одолеть кита удалось лишь после того, как на него упал леденящий взгляд мертвой головы Медузы. Кит окаменел , превратившись в небольшой остров. Персей расковал Андромеду, привел ее к Цефею, а впоследствии женился на ней. Главных героев этого мифа фантазия древних греков поместила на небо. Так появились названия созвездий Цефея, Кассиопеи, Андромеды, Персея, Пегаса, Кита.
7. Умение изображать созвездия на координатной плоскости
Как же составлять схемы созвездий на координатной плоскости? Это только звучит сложно и непонятно. На самом деле это совсем просто и даже интересно. Что же для этого нужно сделать? Надо построить координатную плоскость, отложить точки на осях х и у, а затем их соединить.
Созвездие Дракона
(12; 6), (14; 0), (12; – 1), (9; – 5), (4; – 7), (1; – 7), (– 1; – 6), (– 4; – 2), (– 4; 2), (– 7; 5), (– 10; 5), (– 10; 2),(– 8; – 5), (– 11; – 7), (– 7; – 9),
Созвездие пегаса
(– 6; 8), (– 4; 9), (0; 7), (1; 5), (8; 5), (8; – 2), (0; – 1), (– 2; – 4)(– 2; – 2)
Созвездие Малой медведицы
(6; 6),(– 3; 5,5),(– 8; 5), (0; 7,5), (3; 7),(– 5; 7),(– 6; 3)
Созвездие Большой медведицы
(– 15; – 7), (– 3; – 6), (5; – 10), (– 6; – 5,5), (– 10; – 5), (6; – 6), (– 1; – 10)
Вывод:
Таким образом, мы познакомились с наукой астрономия. Узнали много нового, о её истории, развитии в разные времена и в разных цивилизациях. Также, мы узнали историю происхождения созвездий и познакомились с понятием координатной плоскости. Немало важно то, что научились применять наши знания на практике.
Список рекомендованной литературы:
1. Детская энциклопедия. Т. 2, – М., Просвещение, 1964.2. Астрономия в картинках. – М., Детская литература, 1988.3. Географический атлас «Мир вокруг нас». – Минск, ГУГК СССР, 1989.
4. Новая энциклопедия школьника изд. «Махаон» 2009.
5.Учебник по математике 7 класс Вощан И.О, Сахацкая А.К.