Zagadnienia
- Stożek cienia
- Zaćmienie Słońca
- Zaćmienie Księżyca
- Rodzaje zaćmień
Opis
Wieloaspektowy zbiór symulacji umożliwiający uczniom badanie zaćmień z wielu perspektyw. Dostępnych jest 5 komponentów symulacji.
Jest to polska wersja językowa zaadaptowana z angielskiej wersji symulatora Eclipse 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
- Analiza podziału obszarów rzucanego cienia
- Zapoznanie się z przebiegiem zjawisk zaćmienia Słońca i Księżyca
- Analiza rodzajów zaćmień i warunków, które muszą być spełnione, żeby do nich doszło
Przykładowe materiały teoretyczne
Sterowanie symulacją
Ekran Opisany diagram cieni
Obszary cienia rzucanego przez obiekt można oglądać na przesuwanym ekranie lub za pomocą ruchomego oka.
Ekran Interaktywny diagram cieni
Pokazane są obszary cienia rzucane przez dwa obiekty, które możemy dowolnie przeciągać.
Ekran Widok z góry Ziemia-Księżyc
Umożliwia badanie zakresu odległości i średnic kątowych zarówno w przypadku zaćmień Słońca, jak i Księżyca.
Ekran Widok z boku Ziemia-Księżyc
Pozwala widzowi z perspektywy Słońca obserwować układ Ziemia-Księżyc i eksplorować sezony zaćmień na osi czasu.
Ekran Tabela zaćmień
Ilustruje częstotliwość zaćmień Księżyca (szare kule) i Słońca (żółte kule) w latach 2000-2100 wraz z linkami do zasobów NASA Goddard, zawierającymi opis i diagram ilustrujący przebieg każdego zaćmienia i ewentualne zdjęcia (sygnalizowane przez czerwone kropki).
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 Opisany diagram cieni
- Jaki kształt ma umbra (cień całkowity)? Czy ma skończoną czy nieskończoną długość? A co z penumbrą (półcieniem)?
- Jaki jest układ cieni widoczny na ekranie, gdy jest on blisko czerwonego obiektu? Jaki jest układ cieni widoczny na ekranie, gdy jest on daleko od czerwonego obiektu?
- Wyobraź sobie, że twoje oko znajduje się w obszarze umbry, jak wyglądałoby Słońce? Powtórz dla obszaru penumbry i antumbry. Możesz sprawdzić swoje odpowiedzi w symulatorze.
- Jakie znaczenie ma punkt, w którym kończy się umbra, a zaczyna antumbra? Co zobaczyłoby tam Twoje oko? Możesz sprawdzić swoją odpowiedź w symulatorze.
Ekran Interaktywny diagram cieni
- Użyj ustawienia #1 i umieść oba obiekty w równej odległości od Słońca. Jak wypada porównanie długości ich obszarów umbry?
- Porównaj długości umbry dla ustawienia #1, gdy obiekty znajdują się w równej odległości od Słońca, a następnie powtórz dla ustawienia #2. Czy możesz podać ogólną zasadę dotyczącą powiązania długości umbry z rozmiarem obiektu?
- Często panuje błędne przekonanie, że fazy księżycowe są spowodowane cieniem Ziemi padającym na Księżyc. Skorzystaj z symulacji, aby wyjaśnić znajomemu, dlaczego występują fazy Księżyca, dlaczego nie mogą być spowodowane cieniem i jak mają się do tego zaćmienia.
Ekran Widok z góry Ziemia-Księżyc
- Jaki typ zaćmienia może wystąpić, jeśli kolejność obiektów w przestrzeni kosmicznej jest następująca: a) Słońce-Księżyc-Ziemia, b) Słońce-Ziemia-Księżyc?
- Gdy występuje całkowite zaćmienie Księżyca, na jakiej części powierzchni Ziemi można je zaobserwować? A jak to wygląda w przypadku całkowitego zaćmienia Słońca?
- Kiedy, w widoku zaćmienia Słońca w normalnej skali, umbra Księżyca dociera do Ziemi, a kiedy nie? Jakie to ma znaczenie?
- Często podaje się, że średnica kątowa Księżyca i Słońca wynosi 0,5°. Jak w rzeczywistości zmieniają się średnice kątowe Słońca i Księżyca i jak wpływa to na rodzaj obserwowanego zaćmienia?
- Załóżmy, że Księżyc krąży wokół Ziemi po większej orbicie. Czy nadal możliwe byłyby zaćmienia? Jeżeli tak, to jakiego rodzaju?
- Co by było, gdyby Ziemia była większa? Jaki miałoby to wpływ na zaćmienia? A gdyby była mniejsza?
- Co by było, gdyby Księżyc był większy? Jak wpłynęłoby to na zaćmienia? A gdyby był mniejszy?
Ekran Widok z boku Ziemia-Księżyc
- Kliknij przycisk Start i obejrzyj animację. Jak często, w stosunku do Słońca, można zaobserwować Księżyc przebiegający przed Ziemią? Jak często Ziemia przechodzi przed Księżycem?
- Zwróć uwagę na przedziały czasu oznaczone jako “Sezon zaćmień”. Jakie jest ich znaczenie?
- Jak długo trwa sezon zaćmień? Jak często się zdarza?
- Zatrzymaj symulację w kilku różnych momentach zaćmienia. Jaka jest faza Księżyca w tym czasie? Jaki jest typ zaćmienia, które ma miejsce? Czy po kilkukrotnym powtórzeniu tej czynności możesz podać ogólną zasadę odnoszącą typ zaćmienia do fazy Księżyca?
- Płaszczyzna orbity Księżyca jest nachylona pod kątem 6° do płaszczyzny orbity Ziemi. Załóżmy, że kąt ten byłby dwa razy większy, czy nadal występowałyby sezony zaćmień? Czy byłyby one takie same?
- Sezony zaćmień są często opisywane w kategoriach linii węzłów. Kliknij przycisk Start i obserwuj, jak symulacja postępuje w czasie i opisz, gdzie przebiega linia węzłów w różnych momentach.
Ekran Tabela zaćmień
- Ile zaćmień występuje średnio w ciągu roku?
- Ile zaćmień Księżyca występuje średnio w ciągu roku? Czy ma na to wpływ położenie na Ziemi?
- Ile zaćmień Słońca występuje średnio w ciągu roku? Czy ma na to wpływ położenie na Ziemi?
- Jak długo trwa sezon zaćmień? Jak często się zdarza? Jak te interwały wyglądają na diagramie?
- Jeśli obserwator widział zaćmienie Księżyca 1 stycznia, kiedy może zobaczyć je ponownie?
- Jeśli obserwator widział zaćmienie Słońca 1 stycznia, kiedy może zobaczyć je ponownie?
- Skorzystaj z tabeli zaćmień i powiązanych z nią obrazów, aby określić, kiedy zaćmienie Księżyca wystąpi w Twojej okolicy? W okolicy, w której mieszka daleki przyjaciel/krewny?
- Skorzystaj z tabeli zaćmień i powiązanych z nią obrazów, aby określić, kiedy zaćmienie Słońca wystąpi w Twojej okolicy? W okolicy, w której mieszka daleki przyjaciel/krewny?
Interaktywne arkusze ćwiczeń
Interaktywny quiz zawierający 5 pytań na poziomie podstawowym. Ten zestaw zadań bada geometrię leżącą u podstaw dwóch różnych głównych rodzajów zaćmień ( Słońca i Księżyca) oraz sześciu różnych rodzajów zaćmień. Link na górze po prawej.
