Πως να δημιουργήσετε εκλείψεις στην τάξη Teach article

Μετάφραση από την Αιμιλία Ξανθοπούλου (Emily Xanthopoulos). Κατά την διάρκεια μιας έκλειψης, ο Ήλιος η το Φεγγάρι φαίνεται να εξαφανίζεται. Τι συμβαίνει; Γιατί να μην…

Οι ηλιακές και σεληνιακές εκλείψεις είναι αστρονομικά φαινόμενα που έχουν βυθιστεί μέσα στον μύθο και τον θρύλο καθ’ όλη την διάρκεια της ιστορίας. Οι αρχαίοι Κινέζοι, για παράδειγμα, πίστευαν ότι οι ηλιακές εκλείψεις συνέβαιναν όταν ο ουράνιος δράκος καταβρόχθιζε τον Ήλιο. Ακόμη και η Κινέζικη λέξη για την έκλειψη , ‘chih’, σημαίνει ‘για να φάει’.

Επειδή οι εκλείψεις είναι συχνές και μπορούν να παρατηρηθούν χωρίς τηλεσκόπιο, είναι ένα εξαίσιο θέμα με το οποίο μπορούμε να εισάγουμε την αστρονομία στο σχολείο. Αυτό το άρθρο περιγράφει μια απλή δραστηριότητα που μπορεί να βοηθήσει τους μαθητές ηλικίας 6-14 να καταλάβουν τις εκλείψεις, το Ηλιακό μας Σύστημα και την κίνηση της Γης και της Σελήνης μέσα σ’ αυτό. Οι μαθητές ξεκινούν με την κατασκευή και την χρήση του δικού τους μοντέλου του Ήλιου, της Σελήνης και της Γης. Για να εμπεδώσουν και να επεκτείνουν αυτά που έμαθαν, το UNAWE project^w1 – ένα πρόγραμμα αστρονομίας που προωθεί την γνώση για το σύμπαν – τότε δίνει την δυνατότητα στους μαθητές να δουλέψουν με άλλους μαθητές από όλο τον κόσμο. Ποια ώρα της ημέρας είναι για αυτούς; Ποια εποχή; Τι μπορούν να δουν στον ουρανό σε μια δεδομένη χρονική στιγμή;

Σεληνιακές εκλείψεις

Αν και η Σελήνη εμφανίζεται έντονα στον νυχτερινό ουρανό, στην πραγματικότητα δεν ακτινοβολεί αλλά απλά αντανακλά το φως από τον Ήλιο. Το σχήμα της Σελήνης που βλέπεις εξαρτάται και από το που βρίσκεσαι εσύ πάνω στην Γη και από το που βρίσκεται η Σελήνη στην τροχιά της γύρω από την Γη. Κάθε μήνα η Σελήνη συμπληρώνει έναν κύκλο (μια χρονική περίοδο) ξεκινώντας ως ένας πλήρης σε σχήμα κύκλος (πανσέληνος), συρρικνώνοντας στην συνέχεια ώστε να γίνει σχεδόν αόρατη (νέα σελήνη), και μετά διογκώνοντας ξανά σε πλήρη κύκλο˙ αυτά τα στάδια ονομάζονται φάσεις της Σελήνης (σχήμα 1). Για να μάθετε περισσότερα, δείτε το άρθρο Mitchell et al., 2008.

Συνήθως, όταν η Σελήνη είναι στην απώτερη πλευρά της Γης από τον Ήλιο (σχήμα 1B), τα τρία σώματα δεν βρίσκονται σε μια ευθεία γραμμή˙ αντί αυτού, η Σελήνη είναι λίγο πάνω από την Γη και είναι ακόμη φωτισμένη, και έτσι βλέπουμε την πανσέληνο. Περιστασιακά, ωστόσο, η Γη περνάει ακριβώς μεταξύ του Ήλιου και της Σελήνης, και η Σελήνη βρίσκεται τελείως στην σκιά της Γης – το ονομάζουμε αυτό σεληνιακή έκλειψη. Μπορείς να την δεις με το γυμνό μάτι, καθώς η Σελήνη μπαίνει στην σκιά της Γης ( σκιά) και την διασχίζει, προσλαμβάνοντας ένα όμορφο αμυδρό κόκκινο χρώμα^w2. Ενώ η Σελήνη μπαίνει και βγαίνει από την σκιά, μπορείς ακόμη να δεις την καμπύλη της Γης να προκαλεί μερική σκίαση της Σελήνης. Αυτή η μερική σκιά ονομάζεται παρασκιά.

Ηλιακές εκλείψεις

Σε αντίθεση με τις σεληνιακές εκλείψεις, οι ηλιακές εκλείψεις είναι πολύ σπάνιες. Οι περισσότεροι άνθρωποι δεν θα δουν καμία γιατί οι ηλιακές εκλείψεις είναι ορατές μόνο από σχετικά μικρές περιοχές στην Γη ανά πάσα στιγμή. Οι ηλιακές και σεληνιακές εκλείψεις έχουν κάπως διαφορετικά αίτια: κατά την διάρκεια μιας ηλιακής έκλειψης, εμείς είμαστε στην σκιά. Όταν η Σελήνη περνά ακριβώς μπροστά από τον Ήλιο, ρίχνει μια σκιά στην Γη. Επειδή το φαινόμενο μέγεθος της Σελήνης είναι τόσο πολύ μικρότερο από αυτό του Ήλιου, αυτή η σκιά μπορεί να είναι ορατή μόνο από μια μικρή περιοχή της Γης.

Για να το καταλάβετε αυτό, κρατήστε τον αντίχειρά σας μπροστά από τον Ήλιο έτσι ώστε αυτός να είναι τελείως καλυμμένος. Τα μάτια σας είναι στην σκιά του αντίχειρά σας, αλλά δεν επηρεάζει τον άτομο που στέκεται δίπλα σας, καθώς δεν βρίσκονται στην ίδια σκιά. Βλέπουν κανονικά τον Ήλιο. Μόλις η Σελήνη κινηθεί κατευθείαν μεταξύ της Γης και του Ήλιου^w3, ο ουρανός εμφανίζει ένα τρομακτικό λυκόφως, που προκαλεί στα ζώα μια σύγχυση. Ο αέρας ψύχεται και, κατά την διάρκεια της ολικής έκλειψης, η Σελήνη εμφανίζεται σαν ένας μαύρος δίσκος στον ουρανό που περιβάλλεται από ένα στέμμα φωτιάς. Αυτή η φωτιά είναι στην πραγματικότητα ο Ήλιος πίσω από την Σελήνη˙ καθώς περνάει η Σελήνη, το πλήρες φλεγόμενο φως του Ήλιου επιστρέφει.

Εκλείψεις στην σχολική αίθουσα

Η κατασκευή του συστήματος Ήλιου-Γης-Σελήνης όπως περιγράφεται παρακάτω θα επιτρέψει στην τάξη σας να ανακαλύψει πως και γιατί συμβαίνουν οι εκλείψεις. Θα μπορούν να καταλάβουν ακριβώς τι βλέπουν αν ποτέ δουν μια αληθινή έκλειψη. Η κατασκευή του μοντέλου, που δεν είναι σε κλίμακα, χρειάζεται περίπου 45 λεπτά.

Υλικά

Για κάθε μοντέλο, θα χρειαστείτε:

• Κολλητική ταινία
• Κόλλα
• Δύο σωλήνες από χαρτόνι (π.χ. άδεια ρολά τουαλέτας)
• Φακός
• Ψαλίδι (κατάλληλο για να κόβετε χαρτόνι)
• Αλουμινόχαρτο
• Ανθεκτικό αλλά εύκαμπτο σύρμα (35-50 εκατοστά σε μήκος)
• Μπάλα από φελιζόλ στο μέγεθος ενός μεγάλου πορτοκαλιού

• Μπάλα του πινγκ πονγκ (η μπάλα από φελιζόλ ίδιου μεγέθους)

• Μεγάλη λωρίδα από χαρτόνι (περίπου 60 εκατοστά σε μήκος και όχι λιγότερο από 20 εκατοστά σε πλάτος)
• Στοίβα από βιβλία η περιοδικά

Μέθοδος

1. Χωρίστε την τάξη σε ομάδες των τριών η τεσσάρων. Δώστε σε κάθε ομάδα τα δικά τους υλικά για να κατασκευάσουν το μοντέλο.
2. Πάρτε τον έναν σωλήνα από χαρτόνι κάντε μια σειρά από μικρές (2 εκατοστά) όμοιες, κάθετες τομές γύρω από την περιφέρεια σε κάθε άκρο.
3. Σε κάθε άκρο, κάμψτε τα κομμένα κομμάτια προς τα έξω, και καθίστε τον σωλήνα όρθιο. Στο πάνω μέρος, οι κομμένες άκρες θα πρέπει να απλώνονται όπως ένα λουλούδι (δείτε την εικόνα).

4. Χρησιμοποιώντας κολλητική ταινία, στερεώστε στο ένα άκρο του σωλήνα από χαρτόνι την λωρίδα από χαρτόνι˙ αυτή είναι η βάση για το μοντέλο. Ο σωλήνας πρέπει να είναι σε απόσταση τουλάχιστον 30 εκατοστά από την μια άκρη της λωρίδας από χαρτόνι.
5. Χρησιμοποιώντας κολλητική ταινία η κόλλα, συνδέστε την μεγαλύτερη μπάλα στο ανοιχτό λουλούδι του σωλήνα. Αυτή η μπάλα είναι η Γη.

6. 

   Καλύψτε την μικρότερη μπάλα με αλουμινόχαρτο, με την γυαλιστερή πλευρά προς τα έξω. Αυτή είναι η Σελήνη.

7. Βάλτε την μια άκρη του σύρματος στην κορυφή της Γης, ώστε το σύρμα να είναι κάθετο.
8. Μετρήστε το μήκος ενός δακτύλου κατά μήκος του σύρματος. Λυγίστε το σύρμα σε ορθή γωνία για να σας δώσει έναν οριζόντιο βραχίωνα.
9. Βάλτε την άλλη άκρη του σύρματος μέσα στην Σελήνη.
10. Περίπου στη μέση της απόστασης μεταξύ της Γης και της μακρινής πλευράς της λωρίδας από χαρτόνι, μετρήστε ένα μήκος ίσο με ένα δάκτυλο στο σύρμα και λυγίστε το προς τα κάτω σε ορθή γωνία, προς την βάση από χαρτόνι. Ο ισημερινός της Σελήνης θα πρέπει να βρίσκεται στο ίδιο ύψος με τον ισημερινό της Γης.
11. Εξισορροπήστε τον φακό σε μια στοίβα από βιβλία η περιοδικά στην άλλη άκρη της λωρίδας από χαρτόνι από αυτήν που βρίσκεται η Γη. Σιγουρευτείτε ότι το ύψος είναι σωστό: το μέσο της δέσμης φωτός του φακού θα πρέπει να χτυπά τον ισημερινό της Γης. Αν η δέσμη φωτός είναι πολύ διάχυτη, βάλτε τον δεύτερο σωλήνα από χαρτόνι στην άκρη από τον φακό ώστε να κατευθύνεται το φως οριζόντια. Εξασφαλίστε ότι η δέσμη χτυπά απευθείας το πλησιέστερο μισό της Γης και της Σελήνης. Αν η δέσμη φωτός δεν είναι αρκετά φωτεινή, μετακινήστε την στοίβα με τα βιβλία πιο κοντά.

Χρησιμοποιώντας το μοντέλο

Διάρκεια: 30-45 λεπτά.

1. Ρωτήστε τους μαθητές σας αν έχουν δει ποτέ έκλειψη. Ήταν αυτή μια ηλιακή η σεληνιακή έκλειψη^w4? Εξηγήστε ότι οι ηλιακές εκλείψεις είναι πιο σπάνιες αλλά σήμερα θα είναι αρκετά τυχεροί και θα δουν και τις δύο.
2. Δημιουργήστε μια ηλιακή έκλειψη. Σταθείτε απέναντι από τον φακό και κουνήστε το σύρμα γύρω-γύρω μέχρι η Σελήνη να ρίξει μια σκιά πάνω στην Γη˙ αν χρειαστεί, χαμηλώστε τα φώτα. Η Σελήνη βρίσκεται τώρα μεταξύ της Γης και του Ήλιου και μπλοκάρει την ηλιοφάνεια σε μερικούς ανθρώπους στην Γη. Επισημάνετε ότι μόνο άνθρωποι άμεσα στην σκιά βλέπουν την ολική έκλειψη του Ήλιου. Μπορείτε να δείξετε πως κινείται η σκιά περιστρέφοντας αργά το σύρμα.

3. Τώρα δημιουργήστε μια σεληνιακή έκλειψη. Σταθείτε απέναντι από τον φακό και μετακινείστε το σύρμα ώστε η Σελήνη να είναι πίσω από την Γη. Καθόλου φως δεν πρέπει να χτυπά την Σελήνη: Η Γη είναι ανάμεσα στον Ήλιο και την Σελήνη, και ρίχνει μια σκιά πάνω σε ολόκληρη την Σελήνη. Εξηγήστε, ότι σε αντίθεση με ότι συμβαίνει στην ηλιακή έκλειψη, κατά την διάρκεια της σεληνιακής έκλειψης ολόκληρη η ‘σκοτεινή πλευρά’ της Γης μπορεί να δει την σεληνιακή έκλειψη.

Παγκόσμια συνεργασία

Η συνεργασία με άλλα σχολεία από όλο τον κόσμο μπορεί να βοηθήσει τους μαθητές σας να καταλάβουν το θέμα ακόμη καλύτερα.

1. Επικοινωνήστε με το UNAWE^w1 για να κανονίσει μια συνεδρία μέσω Skype με μια σχολική τάξη σε κάποιο άλλο μέρος του κόσμου. Το UNAWE θα προσπαθήσει να συνδέσει σχολεία που μιλούν την ίδια γλώσσα.
2. Βάλτε του μαθητές της τάξης σας σε ζευγάρια˙ θα μιλήσουν σε ζευγάρια μαθητών από την συνεργάτιδα τάξη.
3. Ζητήστε από κάθε ζευγάρι μαθητών να κάνει μια λίστα με πέντε σχετικές ερωτήσεις που θα θέσει στους διεθνείς συνεργάτες. Οι δύο πρώτες ερωτήσεις μπορεί να είναι:

Ηλικίες 6-10:

• Πως σου φαίνεται ο ουρανός ακριβώς αυτήν την στιγμή; Τι ώρα είναι;
• Γνωρίζεις καθόλου ιστορίες η μύθους για τον λόγο που συμβαίνουν οι εκλείψεις;

Ηλικίες 10-14:

• Υπάρχουν καθόλου δεισιδαιμονίες σχετικά με τις εκλείψεις στην κουλτούρα σου;
• Αν γινόταν σεληνιακή έκλειψη, θα μπορούσαμε και οι δύο να την δούμε ακριβώς την ίδια ώρα; Ποια θα ήταν η απάντηση στην ίδια ερώτηση για μια ηλιακή έκλειψη; [Οι απαντήσεις θα εξαρτηθούν από την τοποθεσία των δύο εμπλεκόμενων χωρών.]

4. Κατά την διάρκεια της συνεδρίας μέσω Skype, τα ζευγάρια των μαθητών μπορούν να κάνουν τις ερωτήσεις εναλλάξ και να ηχογραφούν τις απαντήσεις.
5. Μετά την συνεδρία μέσω Skype, οι μαθητές σας μπορούν να παρουσιάσουν τους διεθνείς συνεργάτες και τις απαντήσεις τους στην υπόλοιπη τάξη.

Συζήτηση

Ηλικίες 6-10:

Κατά την διάρκεια μιας σεληνιακής έκλειψης:

• Ποιο φωτεινό σώμα βρίσκεται στην σκιά; Ποιο σώμα ρίχνει την σκιά;
• Μπορούν να την δουν όλοι στην κόσμο; Ποιος δεν μπορεί να δει μια σεληνιακή έκλειψη;

Κατά την διάρκεια μιας ηλιακής έκλειψης:

• Ποιο φωτεινό σώμα είναι καλυμμένο; Ποιο σώμα μπλοκάρει το ηλιακό φως;
• Μπορούν να την δουν όλοι στην κόσμο; Ποιος δεν μπορεί να δει μια ηλιακή έκλειψη;

• Ζωγραφίστε μια εικόνα που να δείχνει τις θέσεις της Σελήνης, της Γης και του Ήλιου κατά την διάρκεια μιας σεληνιακής και μιας ηλιακής έκλειψης. (Χρησιμοποιείστε το μοντέλο για βοήθεια.)
• Βλέπεις σεληνιακές εκλείψεις κατά την διάρκεια της νύχτας η της ημέρας; Η ίδια ερώτηση για τις ηλιακές εκλείψεις;
• Γιατί είναι οι ηλιακές εκλείψεις τόσο πιο σπάνιες σε σχέση με τις σεληνιακές εκλείψεις;

Ηλικίες 10-14:

• Κατά την διάρκεια την ηλιακής έκλειψης, τι θα έβλεπες αν στεκόσουν στην Σελήνη και κοιτούσες την Γη;
• Ποια είναι η φάση της σελήνης κατά την διάρκεια μιας ηλιακής έκλειψης; Και κατά την διάρκεια μιας σεληνιακής έκλειψης;
• Γιατί δεν βλέπουμε μια σεληνιακή έκλειψη κατά την διάρκεια κάθε πανσέληνου;
• Έχουν οι άλλοι πλανήτες εκλείψεις;

Download

Download this article as a PDF