Quasars verden - vores fysiske virkelighed Lærervejledning 1
Quasars verden - vores fysiske virkelighed set med andre øjne Quasars verden er et webbaseret undervisningstilbud fra Tycho Brahe Planetarium, der tager fat i fem overordnede temaer: tyngdekraft, vægtløshed, op og ned, atmosfære samt varme og tryk. Temaerne belyses ved at se på hvordan de forhold vi kender her fra Jorden er forskellige fra andre steder i Solsystemet fx på Månen, Mars eller Venus. Som titlen antyder, er Quasars verden opbygget omkring en karakter ved navn Quasar. Han er et rumvæsen en alien der sammen sin veninde Nova besøger vores Solsystem. I en lang række animerede sekvenser lægger de både krop og forklarende stemmer til undersøgelserne af vores fysiske virkelighed. Netop fordi Quasar og Nova er aliens og derfor kan klare alt, kan de gennemføre eksperimenter, der ellers er umulige eller alt for farlige i klasseværelset eller fysiklokalet. Deres oplevelser i Solsystemet er derfor et virtuelt supplement til de forsøg, der normalt kan gennemføres i skolen. Quasars verden er lavet med et minimum af tekstinformation. Alle introduktioner og forklaringer er indtalt og gives løbende af primært Quasar, men også nogle gange af Nova. Den minimale tekstmængde er et bevidst valg for at gøre Quasars verden anvendelig selv i indskolingen. Grundlæggende set er temaerne i Quasars verden dog på ingen måde banale og materialet kan derfor med fordel anvendes på alle klassetrin i grundskolen og også i det naturvidenskabelige grundforløb i gymnasieskolen. På de forskellige niveauer vil der dog være forskellige muligheder for diskussioner og aktiviteter, der kan udføres som forlængelse af eller i forbindelse med et besøg i Quasars verden. I denne vejledning giver vi information om de enkelte elementer i Quasars verden samt forslag til forsøg og/eller diskussioner, der kan supplere de forskellige sekvenser. God fornøjelse! Tycho Brahe Planetarium December 2007 2
Tyngdekraft Temaet tyngdekraft er forankret i en af videnskabens store gåder: Hvad er tyngdekraft? Selvom tyngdekraftens inderste væsen stadig er et mysterium, har vi dog matematiske beskrivelser af, hvordan tyngdekraften opfører sig. Den mest dækkende beskrivelse, vi har i dag, er Albert Einsteins generelle relativitetsteori fra 1916, men denne teori er meget vanskelig at arbejde med. I langt de fleste tilfælde kan vi heldigvis klare os med den langt enklere tyngdelov, der blev præsenteret af Isaac Newton i 1687 i bogen Philosophiae Naturalis Principia Mathematica blandt venner bare kaldet Principia. Efter sigende fik Newton idéen til sin tyngdelov, fordi han sad under et æbletræ og fik et æble i hovedet. Det er netop med udgangspunkt i denne anekdote, at Quasar indleder temaet om tyngdekraft. Eksperimenter Under temaet tyngdekraft gennemfører Quasar og Nova tre eksperimenter: et eksperiment, hvor Quasar lader en hammer og en fjer samtidig, et eksperiment, hvor Quasar taber en hammer ned på Novas fod og et eksperiment, hvor Nova smider en hammer efter Quasar. Hammer og fjer Her kan eleverne lade Quasar smide en fjer og en hammer samtidigt på Jorden eller på Månen. På Jorden falder hammeren hurtigt til Jorden mens fjeren daler langsomt. På Månen flader de lige hurtigt. Eksperimentet handler naturligvis om tyngdekraften, da det er den, der får fjeren og hammeren til at falde. Den vigtige forskel er dog fraværet af atmosfære på Månen, så den lette fjer ikke bremses. Forsøg og diskussion Lad eleverne selv gennemføre eksperimenter med faldende genstande. Find genstande, der er lige tunge (vej dem), men har forskellig form. Hvilken betydning har formen for faldtiden? Faldtiden kan bedst måles ved at lade genstandene falde fra samme højde fx fra overkanten af tavlen eller fra et vindue ned i skolegården. En elev holder genstanden, mens en anden elev med et stopur holder øje med gulvet. Når en tredje elev siger Nu! slippes genstanden og stopuret startes. Når genstanden rammer gulvet, stoppes stopuret igen. Gennemfør evt. flere fald med samme genstand for at se, hvor meget resultatet varierer. 3
Tabe hammer Her kan eleverne lade Quasar tabe en hammer ned på Novas ene fod på enten Jorden eller Månen. Virkningen af dette eksperiment aflæses med et Av-O-Meter, der fortæller, hvor hårdt hammeren rammer Novas fod. På Månen gør hammerens fald ikke nær så ondt på Nova som på Jorden. Det skyldes, at Månens tyngdekraft og dermed dens tyngdeacceleration ved overfladen er seks gange mindre end Jordens. Da hammeren falder det samme stykke vej på Jorden og Månen (fra Quasars hånd og ned på Novas fod) når den ikke op på nær samme hastighed på Månen som på Jorden og slår derfor ikke så hårdt på Månen. Baggrund og diskussion Faldtiden, t, for en genstand kan beregnes med formlen: t = (2*x)/g. Her er x det stykke vej genstanden falder og g er tyngdeaccelerationen. På Jorden er tyngdeaccelerationen g = 9,8 meter/sekund 2. Hvis en genstand falder 20 meter, så tager det altså: t = (2*20 meter)/9,8 meter/sekund 2 = 2,0 sekund. Hastigheden, v, for en genstand, der falder, kan beregnes med formlen v = g*t. Her er t faldtiden og g igen tyngdeaccelerationen. På Jorden har en genstand efter et fald på 2,0 sekunder således en hastighed på v = 9,8 meter/sekund 2 *2,0 sekund = 19,6 meter/sekund = 70,6 kilometer/timen. Lad eleverne beregne faldtider og hastigheder på Jorden og på Månen. Læg mærke til, at faldtiden er den samme, uanset hvor tung den faldende genstand er. Det blev allerede vist af den italienske videnskabsmand Galileo Galilei for mere end 400 år siden. Tyngdeaccelerationen bestemmer også din vægt. Jo mindre tyngdeaccelerationen er, desto mindre vil din vægt være. Lad eleverne beregne deres vægt på Månen. Kaste hammer I det sidste tyngdekrafts-eksperiment kan eleverne lade Nova kyle en hammer i hovedet på Quasar. Igen anvendes vores Av-O-Meter til at vise, hvor hårdt hammeren slår. Det viser sig, at hammeren slår lige hårdt på Jorden og på Månen. Selvom tyngdekraften og dermed tyngdeaccelerationen på Månen er seks gange mindre end på Jorden har hammeren stadig samme masse og Nova kaster med samme kraft. Diskussion Diskuter forskellen mellem masse og vægt. Massen af en genstand er som udgangspunkt den samme uanset hvor den befinder sig. Genstandens vægt derimod afhænger af den tyngdekraft og dermed tyngdeacceleration, den føler. Dette emne er også nært beslægtet med temaet vægtløshed. 4
Vægtløshed Som udgangspunkt er en genstand vægtløs, når den ikke påvirkes af tyngdekraften. Men et rumskib, der kredser om Jorden, bliver holdt fast af Jordens tyngdekraft ellers ville det flyve ud i rummet. Men hvorfor er astronauterne så vægtløse om bord i rumskibet? I temaet om vægtløshed viser Quasar os både hvorfor astronauter oplever vægtløshed i et rumskib i kredsløb om Jorden og at det endda er muligt at være vægtløs hernede på Jorden men kun i meget kort tid! Begge dele handler om frit fald. Frit fald Quasar demonstrerer, hvordan det er muligt at være vægtløs her på Jorden. Han har stoppet Nova ind i en elevator i toppen af en høj bygning og har klippet elevatorkablerne over. Mens elevatoren er i frit fald mod Jorden oplever Nova vægtløshed inde i elevatoren. Det er fordi hun falder frit sammen med elevatoren. Vægtløsheden stopper dog brat i det øjeblik elevatoren når bunden af elevatorskakten! Et eksperiment, der kun skal prøves af hårdhudede rumvæsner! Baggrund Ved hjælp af et fly er det faktisk muligt at opleve vægtløshed i kortere perioder uden at det går galt. Ved at lade flyet flyve op og ned i kæmpemæssige rutsjebanekurver skabes vægtløshed om bord i op til ca. et halvt minut ad gangen. Både NASA og det europæiske rumagentur, ESA, anvender ombyggede passagerfly til sådanne flyvninger, der både bruges til videnskabelige forsøg og træning af astronauter. Kredsløb Vægtløsheden i et rumskib, der kredser om Jorden, skyldes også det frie fald. Rumskibet falder frit mod Jorden, men fordi fartøjet har en hastighed i forhold til jordoverfladen rammer det ikke Jorden. Du kan sige, at rumskibet falder rundt om Jorden. Alle personer og ting inde i rumskibet falder med og oplever derfor vægtløshed. Igen er det Nova, der får lov til at være forsøgskanin, men denne gang er turen noget mere behagelig end i elevatoren. Mens rumskibet kredser om Jorden oplever Nova vægtløshed uden en brat og ubehagelig afslutning! 5
Baggrund og diskussion For at et rumskib, en rumstation eller en satellit kan være i kredsløb om Jorden i en bestemt højde kræves en bestemt hastighed. Jo tættere rumskibet er på Jorden, desto højere skal hastigheden være. Den Internationale Rumstation kredser om Jorden i en højde på ca. 350 km over jordoverfladen. Et kredsløb varer ca. halvanden time. Lad eleverne regne ud, hvor hurtigt Rumstationen flyver i forhold til jordoverfladen. Lav samme beregning for en geostationær satellit, der altid står over samme punkt på jordoverfladen. Geostationære satellitter befinder sig 35.800 km over jorden. Op og ned Temaet op og ned tager fat i spørgsmålet om, hvad der er op og ned ude i rummet. Her på Jorden er det indlysende, hvad der er op og ned i hvert fald lige der hvor du står. Når du ser på en globus er det måske ikke så indlysende. Hvad med de mennesker, der bor på den anden side af Jorden? Igen er det tyngdekraften, det handler om. Ned er den vej tyngdekraften trækker. Tyngdekraften trækker alting ind mod Jordens centrum, så derfor er ned altid retningen ind mod centrum uanset hvor på planeten du befinder dig. Det gælder naturligvis også på andre planeter, måner etc. I temaet om op og ned har Quasar sendt Nova ud til en lille unavngiven asteroide. Den er medlem af asteroidebæltet, der er en stor samling af større og mindre klippestykker, som kredser om Solen mellem Mars og Jupiters baner. Ved at lave asteroideløb og asteoridehop viser Nova, hvordan op og ned afhænger af dit synspunkt og at det er tyngdekraften, der afgør, hvad der er op eller ned. Asteroideløb Her er det muligt at se Nova løbe rundt om den lille asteroide enten fra hendes synspunkt (1. person) eller set udefra. Når du ser asteroideløbet sådan som Nova selv oplever det, ser det ud som om, at asteroiden drejer under hendes fødder. Det skyldes, at hendes løb hele tiden ændrer op og ned i forhold til omgivelserne. Det samme sker, hvis du rejser rundt på Jorden, men her går bevægelsen så langsomt i forhold til Jordens størrelse, at vi ikke rigtig ser det. Når du ser Novas asteroideløb udefra, så er det tydeligt at hun hele tiden ændrer op og ned i forhold til omgivelserne. Du kan også se, at ned altid er retningen ind mod midten af asteroiden den vej tyngdekraften hiver i Nova. 6
Asteroidehop Her kan eleverne lade Nova foretage tre forskellige hop på den lille asteroide: et lille hop, et mellem hop og et højt hop. Når du hopper her på Jorden vil dit hop blive højere, desto flere kræfter du bruger på at hoppe. Men du kommer altid ned på jorden igen. Fordi den lille asteroide har en meget svag tyngdekraft, har det stor betydning, hvor kraftigt Nova hopper. Selv når hun kun bruger få kræfter, hopper hun alligevel meget højt og falder kun langsomt tilbage til asteroiden. Lægger hun flere kræfter i, kan hun lave et hop, der bringer hende i kredsløb om den lille asteroide. Det kræver, at hun giver sig selv lige præcis den rigtige hastighed for at komme i netop denne bane. Det er dog ikke en særlig heldig situation. Nova kan nemlig ikke umiddelbart komme ned igen. For at komme tilbage til asteroiden skal hun nemlig bremse op, så hun igen kan falde ned. Da der ikke er nogen atmosfære om asteroiden, er der som udgangspunkt ikke noget, der bremser hende. Vi må håbe, hun har en spraydåse i lommen. Så kan hun bruge den som raketmotor til at bremse med. Med et meget kraftigt hop kan Nova ganske enkelt flyve helt væk fra den lille asteroide. I den retning hun hopper, ligger der imidlertid en anden asteroide, som hun hopper op i eller falder ned på. Spørgsmålet er så: hopper hun op i den anden asteroide eller falder hun ned på den? Svaret er, at hun falder ned. Men hvornår sker så overgangen fra hop til fald? Her er det igen tyngdekraften, det drejer sig om. De to asteroider har hver deres tyngdekraft. Overgangen fra hop til fald sker, når tyngdepåvirkningen fra den asteroide, hun bevæger sig hen imod, bliver større end den hun kommer fra. Baggrund og diskussion Den lille asteroide er ikke rund, men har nærmest form som en stor kartoffel. Det gælder for alle mindre himmellegemer. Men hvorfor er Solen, Jorden, Månen etc. runde, når de små asteroider ikke er? Tænk på, at tyngdekraften trækker ind mod midten af ethvert objekt. Men det materiale, objektet er lavet af, stritter imod. Den runde form opstår som en balance mellem tyngdekraftens træk indad og materialets modstand. Kun når himmellegemer er store og tunge nok kan tyngdekraften trække dem runde. Typisk skal asteroider have en diameter på mindst 500 km for at blive runde og dem er der ikke så mange af. Men hvad med op og ned ude i rummet langt fra stjerner og planeter? Vi kan altid vælge op og ned ud fra omgivelserne. Vi kan bruge Jordens bane om Solen eller Mælkevejen til at angive retning i forhold til. 7
Atmosfære Jordens atmosfære er enestående i Solsystemet den er nemlig tilpas tæt og indeholder vigtige luftarter (gasser), der gør det muligt for livet at eksistere. Atmosfæren indeholder 78 % kvælstof (nitrogen), 21 % ilt (oxygen) og 1 % andre gasser (vanddamp, argon, kuldioxid, neon, helium, metan, krypton og brint). For både mennesker og dyr er ilt afgørende for at kunne leve. Ilten i Jordens atmosfære kommer ikke af sig selv, men produceres af levende organismer som grønne planeter og alger. I temaet om atmosfære viser Quasar og Nova eksempler på, hvilken betydning forskellige planeters atmosfærer har for forholdene på disse planeter. De ser på fysiske forhold som drivhuseffekt og temperatur. De ser også på, hvordan vores evne til at bedømme afstande og vores oplevelse af en solnedgang påvirkes af atmosfæren. Quasar og Nova ser også på, hvordan det er ikke at have nogen tæt atmosfære, som det fx er tilfældet på Månen. Drivhuseffekt Jordens atmosfære virker som et drivhus, der holder på varmen. Solens energi kommer ind som sollys og opvarmer landjorden og havene. Varmen forsvinder igen i form af varmestråling (infrarødt lys), men luftarter (gasser) atmosfæren holder på noget af varmen. Det er gasser som vanddamp, metan, kuldioxid (CO 2 ) og kvælstofoxider. Atmosfærens drivhuseffekt er altså en god ting, da den er med til at give Jorden tilpas temperaturer til, at livet kan eksistere. På nuværende tidspunkt er gennemsnitstemperaturen på Jorden ca. 15 C. I disse år taler vi meget om global opvarmning og klimaforandringer. Mange forskere mener, at vi mennesker gør Jorden varmere, fordi vi slipper store mængder drivhusgasser ud i atmosfæren, så Jordens drivhuseffekt bliver kraftigere. Det er vanskeligt at sige, hvad der vil ske, men meget tyder på, at vi i de kommende år vil få et varmere klima. Det er dog langt fra klart, hvordan naturen vil reagere på de forandringer, der sker. Andre steder i Solsystemet kan vi se effekten af for meget eller for lidt drivhuseffekt. For meget drivhuseffekt finder vi på Jordens søsterplanet, Venus. Planeten har en meget tæt atmosfære, der hovedsageligt består af kuldioxid. Selvom Venus tilbagekaster en stor del af Solens lys, så er dens drivhuseffekt så effektiv, at planetens gennemsnitstemperatur er ca. 465 C og der er ikke store forskelle på temperaturerne ved ækvator og ved polerne. Mars har også en atmosfære, der hovedsageligt består af kuldioxid, men den er meget tyndere end Jordens. Planetens drivhuseffekt er ikke særlig effektiv og det giver en lav gennemsnitstemperatur (-63 C) samtidig med, at der er store forskelle på temperaturen ved ækvator og ved polerne. 8
Afstandsbedømmelse Når vi mennesker vurderer afstande tæt på bruger vi vores stereosyn. Fordi vi har to øjne, kan vi sanse rumlig dybde og dermed vurdere afstande. Det virker dog kun ud til en afstand på 500-700 meter, men alligevel kan vi vurdere afstanden til fjernere objekter. Vi benytter os af, at genkende forskellige ting i landskabet fx træer. Vi ved hvor stort et træ ca. er og derfor kan vi vurdere afstanden til et træ, der står langt væk. Det er naturligvis ikke en meget nøjagtig metode, men den giver os et fingerpeg om afstanden. Her på Jorden ser fjerne ting fx en fjern bjergkæde ud til at have en blålig farve. Det skyldes, at vi ser genstanden gennem dis i atmosfæren og jo længere tingen er væk desto mere dis ser vi igennem. Denne blålige dis kaldes for afstandsdis. På Månen er det meget vanskeligt at vurdere afstande. Her er der ingen træer eller huse, der kan bruges som holdepunkter ved afstandsbedømmelsen. Fordi Månen ikke har en tæt atmosfære findes der ingen afstandsdis på Månen. En bakke tæt på vil derfor stå ligeså skarpt og usløret som et bjerg, der er langt væk. På Venus er situationen på sin vis ligesom på Månen: Her er ingen træer, huse el.lign. der kan hjælpe til at vurdere afstand. Til gengæld er der den meget tætte venusatmosfære, der giver en afstandsdis. Atmosfæren virker dog også som en linse. Denne linseeffekt forvrænger alt hvad du ser, så omgivelserne altid ser ud som om du står på bunden af et stort krater. Jordens atmosfære virker også som en linse, men i meget mindre grad end på Venus. Hos os betyder linseeffekten (atmosfærisk refraktion), at det faktisk er muligt lige netop at se Solen eller Månen selvom de lige er gået ned eller er lige ved at stå op. Solnedgang En planets atmosfære eller mangel på samme spiller en stor rolle for, hvordan du vil opleve en solnedgang her. Når det ikke er alt for overskyet er solnedgange på Jorden kendetegnet ved orange og røde farver. Det skyldes Jordens atmosfære. Solens lys indeholder nemlig alle farver, men de gasser, der er i Jordens atmosfære, spreder de blå farver i sollyset ud i alle retninger. Det er derfor himlen på en klar dag er blå. Når Solen går ned, skal sollyset gennem mere atmosfære, end når den står højt på himlen. Under den lange vej gennem atmosfæren bliver det meste blå lys spredt væk, så der primært er orange og røde farver tilbage. De nøjagtige farvenuancer afhænger bl.a. af hvor meget støv, der er i atmosfæren. Solen er i virkeligheden hvid, men ser gul ud i forhold til den blå himmel. Gul og blå er modsatte farver såkaldte komplementærfarver. Hvis du kigger ind i en gul lampe og 9
så lukker øjnene, så kan du se en blå plet, der hvor lampen var. Det hænger sammen med den måde vi sanser farver på. Andre steder i Solsystemet ser solnedgange anderledes ud. Quasar og Nova kigger her på solnedgange på Venus, Mars, Månen og på dværgplaneten Pluto. På Venus er det en kedelig oplevelse. Da Venus altid er pakket ind i et tæt skylag, er det faktisk aldrig muligt at se Solen gå ned. Hvis der ikke var skyer på Venus ville solnedgangen skulle ses mod øst. Det er fordi, planeten drejer den modsatte vej rundt i forhold til de andre planeter i Solsystemet, hvor Solen står op i øst og går ned i vest. På Månen er der ingen tæt atmosfære, så her er det faktisk muligt at se stjerner på himlen inden Solen er gået ned. Det kræver dog, at du befinder dig i skyggen, så dine øjne kan vende sig til mørket. Stjernerne lyser nemlig meget svagere end Solen. Her på Jorden er der også stjerner på himlen om dagen, men fordi Solens blå lys bliver spredt, bliver himlen så lys, at de svage stjerner drukner i den lyse himmel. Kontrasten er simpelthen for lav til, at vi kan se stjernerne. På Mars har solnedgangene omvendte farver sammenlignet med her på Jorden. Det skyldes, at marsatmosfæren indeholder masser af rødligt støv, der spreder sollyset på en anden måde end her på Jorden. På den fjerne dværgplanet Pluto er det svært at tale om en solnedgang. Solen er så langt væk, at den bare ligner de andre stjerner. Ingen atmosfære Quasar og Nova viser her flere eksempler på betydningen af, at Månen ikke har en tæt atmosfære. Eleverne kan vælge at se effekten på lyd og på varme. For at lydbølger kan udbrede sig, skal de have et medium at udbrede sig i. Her på Jorden er det fx atmosfærens luft. Når vi taler, skaber vi lydbølger, der breder sig ud. Når de rammer et øre eller en mikrofon, bliver disse forskelle registreret. På Månen er der næsten ingen atmosfære og Novas forsøg med at tale i en mikrofon går derfor ikke særlig godt. Her på Jorden fordeler atmosfæren varmen, så selvom Solen går ned, falder temperaturen ikke voldsomt. Det er helt anderledes på Månen, hvor der ikke er en tæt atmosfære til at holde på og fordele varmen. Der hvor Solen skinner er temperaturen +130 C, mens temperaturen i skyggen er -170 C. Forsøg og diskussion Lad eleverne lave forsøg med afstandsmåling og afstandsbedømmelse. Øvelser med afstandsbedømmelse kan med fordel laves på en tur til et område, hvor eleverne normalt ikke færdes. Lad dem enkeltvis eller i grupper vurdere afstande til udvalgte genstande i landskabet (et træ, en kirke etc.). Diskutér, hvordan de er nået frem til 10
deres resultater. Sammenlign med et kort og diskuter, hvorfor nogle bestemmelser evt. var bedre end andre. Har atmosfæren andre virkninger? Diskuter hvorfor stjernerne blinker. Svaret er, at varm luft, der stiger op i atmosfæren, laver uro. Denne uro forstyrrer lyset fra stjernerne. Lad eleverne lave et forsøg, der viser denne effekt. I en lang gang uden vinduer fx i skolens kælder sættes en laser op i den ene ende af gangen, så den laver en lysplet i den anden ende af gangen. Lyspletten vil stå på samme sted på væggen. Sæt nu en bakke med fyrfadslys op under den afsluttende del af laserstrålens vej. Når lysene tændes, vil laserpletten ikke længere stå på samme sted, men hoppe og danse rundt. Det er fordi den varme opadstigende luft fra lysene afbøjer laserstrålen. Lad eleverne undersøge om lyd kan udbrede sig i lufttomt rum. Læg en tændt mobiltelefon i en lufttæt glasklokke og brug en pumpe til at pumpe luften ud af klokken. Ring til mobiltelefonen og find ud af, om dens ringetone kan høres! Varme og tryk Her på Jorden er det gennemsnitlige lufttryk ved overfladen én atmosfære svarende til 1014 mbar (milli bar) eller 1014 hpa (hecto Pascal). Ser vi på vores naboplaneter, Venus og Mars, så er atmosfæretrykket ved deres overflader hhv. 92 atm og 0,01 atm. I rummet er lufttrykket forsvindende lavt. Både temperatur og tryk spiller en rolle for, hvordan forskellige stoffer opfører sig. Stoffer kan enten være faste, flydende eller i gasform (der findes også en fjerde form, hvor gassen er elektrisk ledende en såkaldt plasma). For vands vedkommende har vi her på Jorden alle tre former: fast (is), flydende (vand) og gas (vanddamp). På overfladen af andre planeter findes vand ikke i alle tre tilstandsformer, da tryk og/eller temperatur ikke gør det muligt. I temaet om varme og tryk viser Quasar hvilken rolle ikke mindst trykket spiller for vand i det tomme rum og på planeten Mars. Uden rumdragt Hvis en astronaut forlader sit rumskib uden rumdragt, så vil han dø. Men hvorfor? De fleste tror, at astronauten vil eksplodere, men det er faktisk ikke tilfældet. Astronauten dør, fordi hans blod og andre kropsvæsker begynder at koge. Det er ikke, fordi der er kogende varmt i rummet, men fordi lufttrykket er forsvindende lavt. Vands kogepunkt falder med lufttrykket og derfor koger blodet og de andre vandholdige kropsvæsker. Når al energien er blevet brugt på at koge vil den døde astronaut fryse til is. 11
På Mars På Mars er lufttrykket ca. hundrede gange mindre end på Jorden. Selvom temperaturen på Mars en varm sommerdag ved ækvator godt kan komme op på 20 C eller mere, så vil den is, der findes på Mars, ikke blive flydende. Det lave atmosfæretryk på Mars betyder, at vands kogepunkt er så lavt, at vandet ved opvarmning vil gå direkte fra fast form (is) til gasform (vanddamp). Forsøg og diskussion Der kan udføres flere forsøg med en lufttæt glasklokke og en pumpe, der kan pumpe luften ud af glasklokken. Sæt et glas med vandhanevand i glasklokken og se hvad der sker, når trykket falder. På et tidspunkt begynder vandet at koge ganske som astronautens blod og kropsvæsker ville gøre, hvis han glemmer rumdragten. En flødebolle i glasklokken vil tydeligt demonstrere virkningen af det lufttryk, vi hele tiden er udsat for. Når luften pumpes ud og trykket falder, vil luften inden i flødebollen få bollen til at udvide sig som en eksplosion i slowmotion. Hvad betyder det lave lufttryk på Mars for mulighederne for liv? Lad eleverne diskutere mulighederne for liv forskellige steder i Solsystemet ved at se på mulighederne for at finde flydende vand. Lad eleverne finde oplysninger om planeterne og informationer om hvilke kombinationer af tryk og temperatur, der gør det muligt for vand at eksistere i flydende form. 12
Praktiske bemærkninger Quasars verden findes på adressen: http://emuseum.tycho.dk/ Quasars verden er optimeret til en computer med skærmopløsning på 1024 x 768, hvor web-browseren kører i fuld skærm. For at få fuld skærm tast F11. Husk at computeren skal have lydkapacitet enten i form af højttalere eller hovedtelefoner. Sidst nævnte er bedst, hvis flere elever/grupper skal arbejde med Quasars verden på samme tid. Navigationen er simpel og visuel med faneblade øverst til venstre, hvor forsiden (længst til venstre) og de fem temaer til enhver tid kan findes (fra venstre mod højre: tyngdekraft, vægtløshed, op og ned, atmosfære samt tryk og temperatur). Under billedvinduet findes knapper til de forskellige underemner under et givent tema. Yderst til venstre en tilbage-knap. På selve billedvinduet vises en gentag-knap (to grønne pile), når filmen er kørt færdig. Det er ikke nødvendigt at vente på filmen, før du kan gå videre til næste tema eller delemne. Øverst til højde ses en informations-knap, der giver oplysning om, hvem der står bag Quasars verden. Der er ingen decideret hjælpefunktion, da siderne er selvforklarende. 13
Spørgsmål eller kommentarer Har du spørgsmål eller kommentarer til Quasars verden eller til denne lærervejledning, så kontakt Tycho Brahe Planetariums Skoleservice på tlf. 33 18 19 80 eller pr. e-mail: skole@tycho.dk. Bidragsydere Quasars verden er blevet realiseret med støtte fra e-museums-puljen etableret af Undervisningsministeriet og Kulturministeriet med det formål at få den faglige viden fra museer og science centre ud til skolerne. Quasars verden er udviklet som et samarbejde mellem følgende institutioner og virksomheder: Tycho Brahe Planetarium TychoVision ApS Krogh Mortensen Animation A/S Danmarks Rumcenter, DTU Geologisk Museum, Københavns Universitet Billedmateriale og data til produktionen er leveret af: European Space Agency (ESA) National Aeronautic and Space Administration (NASA) European Southern Observatory (ESO) 14