Gwiezdne szlaki

Zagadnienia

• Obrót sfery niebieskiej
• Pozorny ruch gwiazd
• Gwiazdy okołobiegunowe

Opis

Interaktywna wizualizacja pomagająca poznać i zrozumieć pozorny ruch gwiazd na sferze niebieskiej, wynikający z ruchu obrotowego Ziemi. Ta symulacja ilustruje dwa widoki ruchów gwiazd: 1) reprezentację sfery niebieskiej, w której można określić szerokość geograficzną (i pozycje biegunów), oraz 2) widok obserwatora patrzącego w dowolnym kierunku kardynalnym. Aplikacja może być wykorzystywana do badania położenia biegunów niebieskich na niebie w funkcji szerokości geograficznej i kąta, jaki ścieżki gwiazd tworzą z horyzontem. Do zestawu dołączone są pytania pomocne w eksploracji.

Jest to polska wersja językowa zaadaptowana z angielskiej wersji Star Trails Explorer hostowanego na platformie Astronomy Education at the University of Nebraska-Lincoln Web Site (https://astro.unl.edu)

W szablonie strony niniejszego poradnika wykorzystano kod html/css: phydemo.app.

Poziom

Szkoła podstawowa, Szkoła średnia

Przykładowe cele nauczania

• Opis ruchu gwiazd na niebie
• Powiązanie pozornego ruchu gwiazd z ruchem obrotowym Ziemi
• Porównanie pozornego ruchu gwiazd obserwowanych w różnych szerokościach

Przykładowe materiały teoretyczne

• Obserwujemy niebo wieczorne (ZPE)
• Mapa nieba (ZPE)
• Ujęcie matematyczne geografii astronomicznej – powtórzenie (ZPE)

Sterowanie symulacją

Ekran Widok nieba

Animacja pokazująca to co widzi obserwator patrzący w dowolnym kierunku kardynalnym.

Ekran Diagram horyzontu

Animacja pokazująca reprezentację sfery niebieskiej, w której można określić szerokość geograficzną obserwatora (i pozycje biegunów).

Ekran Oba widoki

Ekran, na którym możemy porównać widok nieba zsynchronizowany z diagramem horyzontu w dowolnej szerokości geograficznej.

Sugestie dotyczące wykorzystania

Wskazówki dotyczące wszystkich symulacji zawarte są w informacjach ogólnych.

Więcej porad dotyczących korzystania z symulacji z uczniami można znaleźć na stronach PhET w sekcji Wskazówki dotyczące korzystania z PhET.

Polecenia i pytania zawarte w symulacji

Ekran Widok nieba

• Jak wyglądają ścieżki gwiazd na biegunie północnym? Czy ma znaczenie, w którym kierunku patrzysz? A na biegunie południowym?
• Naciśnij przycisk Ustaw, aby ustawić szerokość geograficzną na 0°. Jak wyglądają ślady gwiazd z równika patrząc na wschód? Albo na zachód?
• Naciśnij przycisk Ustaw, aby skonfigurować symulator. Jak wyglądają ślady gwiazd z równika patrząc na północ? Jaka jest deklinacja czerwonej gwiazdy A?
• Zacznij od równika, patrząc na północ i powoli zwiększaj szerokość geograficzną. Jak skorelowane są szerokość geograficzna i wysokość północnego bieguna niebieskiego?



Ekran Diagram horyzontu

• Naciśnij przycisk Animuj. Ile czasu zajmuje gwieździe powrót do miejsca, z którego wyruszyła?
• Naciśnij przycisk Animuj. Czy gwiazdy naprawdę się poruszają, czy tylko wydają się być w ruchu?
• Naciśnij przycisk Ustaw, aby skonfigurować symulator. Zanotuj położenie szczególnej gwiazdy A, a następnie naciśnij przycisk Animuj. Opisz gwiazdę i jej ruch.
• Naciśnij przycisk Ustaw, aby skonfigurować symulator. Zwróć uwagę na położenie szczególnej gwiazdy B, a następnie naciśnij przycisk Animuj. Opisz gwiazdę i jej ruch.
• Naciśnij przycisk Ustaw, aby skonfigurować symulator. Zwróć uwagę na położenie szczególnej gwiazdy C, a następnie naciśnij przycisk Animuj. Opisz gwiazdę i jej ruch.
• Manipuluj suwakiem szerokości geograficznej, jednocześnie zwracając uwagę na położenie każdego z biegunów na niebie obserwatora. Sformułuj ogólną regułę dotyczącą widoczności biegunów i ich położenia na niebie jako funkcji szerokości geograficznej.
• Upewnij się, że opcja Pokaż gwiazdy szczególne jest zaznaczona. Przyjrzyj się tym trzem szczególnym gwiazdom, zmieniając szerokość geograficzną. Które gwiazdy mają stałą wartość deklinacji, a które mają zmienną szerokość geograficzną, która zależy od szerokości geograficznej obserwatora?



Ekran Oba widoki

• Przejdź na szerokość geograficzną 30°N. Jaki kąt tworzą ślady gwiazd z horyzontem? Powtórz dla 60°N.
• Przejdź do szerokości geograficznej 30°N. Jakie są lokalizacje a) północnego bieguna niebieskiego i b) punktu przecięcia południka obserwatora i równika niebieskiego. Powtórz dla 60°N.
• Kliknij przycisk Ustaw, a następnie oszacuj szerokość geograficzną obserwatora.

Interaktywne arkusze ćwiczeń

Interaktywny quiz zawierający 3 pytania na poziomie podstawowym. Link bezpośredni na górze po prawej.

Symulacje zbliżone tematycznie