老師們講木星紅斑、行星與恆星觀測、滿月與月食
有一些天文知識用高中大學的物理基礎打底並不難理解,但是對於只是初步接觸天文的小學生,老師們必須要很耐心很細緻地講解才可以讓他們明白。
本周開始小編會定期總結一些連線老師們分享的知識細講以及適於中小學生的教學方法。希望有教學任務的老師們能藉此交流溝通,不斷完善教學細節。
本期邀請到了兩位教育經驗豐富的老師來講解三個知識點,也算是拋磚引玉吧~
1
木星大紅斑
教學小貼士
快速旋轉杯子模擬漩渦,和學生一起觀察漩渦消失的過程,然後得出結論。
漩渦需要十幾秒才會消失,木星的大紅斑也是一個漩窩,只是因為漩窩很大,所以持續的時間更長,在數百年的時間內,甚至變化都不大。
如果要問大紅斑是怎麼來的,就把雙手放到杯子的兩側,一個向前搓,一個向後搓,杯子會旋轉,木星上大紅斑兩側的氣流會像手一樣搓動大紅斑,產生漩渦。
(最好是能蓋蓋子的塑料水杯。如果沒有的話要注意水不要灑出來。)
補充知識
發現人:英國科學家羅伯特·虎克。
木星——主要成分是氫氣和氦氣,在低溫高壓下是液氣混合的,沒有固定的「大氣」和「海洋」的交界面,大氣和海洋渾然一體,越往深處越濃密。木星的自轉速度比地球快得多,自轉一周不到10個小時,表面的大氣運動就比地球劇烈得多。當兩條方向相反的氣流相遇的時候,它們的中間就會形成氣旋,就是我們所說的風暴。
大紅斑就是木星上的一個風暴,除了大紅斑外,木星上還有一些小的風暴。
從發現起的200年間,大紅斑的位置和大小都在不斷變化。據哈勃天文望遠鏡的觀測,大紅斑已經由最大時的三個地球並列的寬度縮小為只能裝下一個地球的寬度,業餘愛好者也證實了大紅斑不但在縮小,縮小速度也在加快。由於大紅斑中有大量的磷元素,故看上去呈現紅色。不只有木星有風暴,大氣運動和木星同樣強烈的海王星也有自己的「風暴」,被稱為海王星上的「大暗斑」或「大黑斑」,只是很難觀察。
2
為什麼用望遠鏡看恆星是個點而行星是個面?
恆星和行星與地球的距離差距極大,行星距離地球很近,海王星距地球最遠時也不過47億公里,光從海王星到地球不超過5個小時。但恆星距離遠到恆星的光線傳到地球要數光年到數千光年。
在這裡,我們引入一個概念,叫做角直徑。意為天體在天空上佔有的角度。太陽和月亮了的角直徑大約是0.5°。
小一些的,譬如木星的視直徑在0.5』~0.75』,金星的視直徑與木星接近,火星和土星比金星和木星略小,大概在15」左右,不過即使是海王星,其角直徑也在2」以上(當然用望遠鏡看海王星基本上看不出來圓面)。
但恆星的角直徑則要小得多,即使是大角星這樣角直徑很大的恆星,其角直徑也不會超過0.1」。
一般地面望遠鏡放大倍率不超過600倍,也就是說即使是大角星這樣的恆星,經過極致放大後,其直徑也不會超過1』。
但如果木星經過放大之後,其在視野中的大小可以與月球相當,足以看清表面。這也就是為什麼用望遠鏡看行星可以看見表面而用望遠鏡看單顆恆星無法看到細節的原因。
3
為什麼滿月時地球擋不住太陽照向月球的光?
教學小貼士
讓小朋友們觀察一下自己做坐一排或一列,桌椅不擺的很齊、不是嚴格的一條直線的話就不會互相擋住。同理月亮和地球太陽一般都會錯開一點,完全擋住就是月食了。
其根本原因在於地球軌道和月球的軌道有一個夾角,也就是說在大多數情況下,月球會從地球影子的上邊或者下邊走過,而不進入到地球的影子中。
當然如果月球真的進入到了地球的影子中,這時地球就真的擋住了照到月球上面的光了,此時就會發生月食。
原來看似很簡單的知識還有這麼多可以完善的地方,今天的教學分享有沒有讓你更清楚地把這些知識講出來呢?如果你對於這些問題還有更好的方案,歡迎在後台留言告訴我們。
另外如果你在教學當中遇到了想與大家探討的問題,同樣歡迎在後台回復,小編一定會幫你找到最好的解決辦法的~
作者|孫博勛
田耀宇
編輯|王思雨
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