Fagdidaktik 27. nov 2014

Transkript

1 Fagdidaktik 27. nov 2014

2 Fra læreplanen - målene kunne orientere sig på stjernehimlen og kunne identificere planeter og udvalgte stjernebilleder kunne indsamle, bearbejde og fortolke astronomiske data have indsigt i anvendelsen af modeller til kvalitativ og kvantitativ beskrivelse af astronomiske fænomener og processer demonstrere viden om fagets identitet og metoder

3 Fra læreplanen - udpenslet Eksperimentelt arbejde Målet med det eksperimentelle arbejde i astronomi er at sikre eleverne fortrolighed med naturvidenskabelige arbejdsmetoder og give dem indsigt i samspillet mellem teori og eksperiment. Det eksperimentelle arbejde omfatter: egne observationer af blandt andet nattehimlen med eller uden hjælpemidler behandling af egne eller andres data digital billedbehandling analyse og fortolkning af bearbejdede data virtuelle eksperimenter.

4 Fagdidaktisk kursus 27. nov 2014 SOHO-data Kometjagt (SOHO-data) Solens rotationstid (SOHO-data) Billedanalyse Introduktion til SalsaJ Afstanden til NGC 691 CLEA-pakken. (Simuleringssoftware.) Vej Jupiter Hubbleloven

5 SOHO-data Formål: Kometsøgning Solens rotationstid

6 Kometsøgning Fagligt indhold At søge efter data via Internettet At finde kometer At finde et mål for komethalelængden samt hastighed Sværhedsgrad Let til middel Forudsætninger Skalaforhold, definition af hastighed.

7 SOHO-satellitten Instrumenter MDI. (Til solpletter.) Lasco C2 og C3. (Til kometjagt.) EIT 171Å, 195Å, 284Å, 304Å. (Til solaktivitet.) Proba 2/SWAP. (Hvis man vil se solaktivitet i stor detalje.)

8 SOHO-data/Kometer At hente satellitdata fra SOHO vha en applet At lave en filmsekvens inde i programmet Programmet kan hentes her:

9 SOHO-data/Kometer Vælg: Windows-Time Animator. Vælg Instrument. (Lasco C3). Vælg datointerval. Vælg antal billeder. Vælg 22/ Eller 12/

10 SOHO-data/Kometer 23/ Kl. 05:34UT. Hvide ring svarer til Solens omrids. Afstand mellem Sol og SOHO er 148 mio. km. (L1-punktet.) Inklination af kometbane ukendt. Ved kendskab til skalaforhold kan man udmåle længden af skyen samt diameteren af den hvide ring. Det giver følgende order of magnitude : d ~ 3,5 mio km. v ~ 247 km/s.

11 SOHO-data/Solens omløbstid Solpletter til at bestemme Solens periode Instrument: MDI (Sidste billeder 12/ ) Øvelsesvejledning: F.eks. Skriv jeres egen! Det kan kun blive bedre på den måde.

12 SOHO-data/Solens omløbstid Fagligt indhold Indhente data fra Internettet. Analysere billederne og bestemme Solens rotationstid ved forskellige breddegrader. Sværhedsgrad Svær Forudsætninger Siderisk- og synodisk omløbstid, sinus, regressionsanalyse, regneark.

13 SOHO-data/Solens omløbstid Hent billeder af solpletter vha SSA-appletten. Indlæs dem i SalsaJ eller et tilsvarende program, som eleverne er fortrolige med. Indtegn pol- og ækvatorlinie. Mål x-værdier og lav en tabel i et regneark indeholdende tid og x-værdi. Husk at Jorden også bevæger sig. Det skal der tages højde for.

14 SOHO-data/Solens omløbstid

15 SOHO-data/Solens omløbstid Solpletserie 2 80 Θ=sin-1(x/r2)/ 60 f(x) = 1,5106E-004x - 3,5125E+001 R² = 9,9902E Vinkel ,00E+000 2,00E+005 4,00E+005 Tid/s 6,00E+005 8,00E+005 T sid (b=0)=25,7 dage. Solpletserie Vinkel f(x) = 1,4864E-004x - 7,0895E+001 R² = 9,9889E Θ=sin-1(x/r1)/ -20 Lineær (Θ=sin-1(x/r1)/ ) ,00E+000 2,00E+005 4,00E+005 6,00E+005 Tid/s 8,00E+005 1,00E+006 T sid (b=20)=26,1 dage.

16 SalsaJ

17 Lær programmet at kende Installer programmet.

18 Afstanden til NGC 691

19 NGC 691 Fagligt indhold Absolut- og tilsyneladende luminositet Afstandsbestemmelse Sværhedsgrad Let til middel Forudsætninger Kendskab til SalsaJ, Afstandskvadratloven.

20 SN 1a observationer SN 1a er en standardkerte med L=1,4 1036W. L l= 2 4 π d Referencestjernes flux kendes i SI-enheder, så størrelsesklassebegrebet er unødvendigt at lære her. L d= 4 π l

21 CLEA-pakken (Vireo+enkeltapps. Formål At veje Jupiter Finde Hubblekonstanten

22 Jupiter Lab Faglige mål Anvendelse af Keplers 3. lov Observation af måner Sværhedsgrad Middel til svær Forudsætninger Regneark, Keplers 3. lov, fitning af sinus-funktion

23 Jupiter Lab Download af programmet Gettysburg College

24 CLEA-pakken/Jupiters masse Set f.eks. observationsstep til 1h. (Io og Europa.) Datasæt

25 Jupiters masse med fitte-program

26 Jupiters masse/resultat 3 a G M = 2 2 T 4 π π 2 (2,988 1, m) M= 2 G (1, s) 27 M =1, kg=327 M Jord

27 Jupiters masse med regneark Jupiters masse Månes placering 5,00E+008 4,00E+008 3,00E+008 2,00E+008 Kolonne D Kolonne E r (m) 1,00E+008 0,00E+000 0,00E+000-1,00E+008 5,00E+004 1,00E+005 1,50E+005-2,00E+008-3,00E+008-4,00E+008-5,00E+008 t (s) Afv = 8,24E-002 R= 4,20E+008 m ω= 4,10E-005 s-1 φ= M= 2,05 rad 1,87E+027 kg

28 Vireo Installer programmet fra udleveret CD-rom. Prøv at bestemme Hubbles konstant. Prøv Stellar Spectra.

29 Vireo/Hubblekonstanten Fagligt indhold Sværhedsgrad Afstandsbestemmelse på intergalaktisk skala Let til middel Forudsætninger Kendskab til størrelsesklasser og rødforskydning.

30 Vireo/Hubbles konstant

31 Vireo/Hubbles konstant NB

32 Vireo/Hubbles konstant m M=5 log (d) 5 v=c z

33 Aladin At finde data på Internettet

34 Aladin

35

36 Slut Spørgsmål?

37 Jupiterbillede: moons-of-jupiter/ Solen: SOHO/NASA. Exoplanet: ESO. Asteroide: Liverpoolobservatoriet.

38

39

40 Exoplaneter er ikke med, da det er ret svært, og da Michael O allerede har talt om Kepler-satellitten.

41

42

43 Satellitbillede: MDI: Michelson Doppler Imager EIT: Extreme Ultraviolet Imaging Telescope LASCO: Large Angle Spectroscopic Coronagraph Læs mere her: entations/series.pdf

44

45 Ved 12/ kan man se Merkur 2,2 grader fra Solen.

46 Vi kan kun måle transversallængden, og da vi ikke kender banedata, kan vi ikke beregne den eksakte halelængde men vi kan få en fornemmelse for størrelsen. Selv en yderst sprogligt mindet elev, kan lave denne øvelse. Med Keplers 3. lov fik jeg v=230km/s.

47

48

49

50 6 billeder er ikke nok. Man skal gerne have billeder, der kan dække hele banen fra øst til vest.

51 Formel hugget fra Wikipedia 360 grader/hældningstal/86400=tsyn (døgn) o 1/T_syn+1/T_sid,jord=1/_Tsid,sol ω=14,713 / dag 2,396o /dag sin 2 (b) 1,787 o / dag sin 4 (b) 360o T =ω.

52

53 Lad folk installere programmet, åbn det og vis dem lidt om Set scale, photometry, og knapperne på forsiden.

54

55

56

57

58

59

60 Til analysen vælges File-Data-Analyze.

61

62

63

64

65

66

67

68

69

70

71

72