Ето някои демонстрации за използване в класната стая, която би трябвало да помогне за размерите и разстоянията на астрономически обекти в по-разбираема перспектива. Тези демонстрации са ефективни за всички възрастови групи, макар и за адаптиране на нивото на детайлност, за най-малките възрастови групи се препоръчва. Идеята тук е да се комуникира относителните размери и разстояния на различни обекти, без да се прекалено попаднали в точността на сравненията. (Интересен ниво на активност ОУ ще бъде да се направи по-точен макет на слънчевата система, която ще се вмести в двора на училище, като продължение на проекта.)

1. Системата Земя-Луна

Луната е най-близкото ни съседка в пространството, и все пак дори и да е на разстояние и размер по отношение на земята, често са неразбрани. Също така, особено сред по-младите възрастови групи (които имат някаква представа, че хората действително са били на луната и се върнахме, но не знам подробности), изглежда има обща погрешно схващане, че космическата совалка може да лети до Луната (тъй като тя отива в космоса!). Ето една проста демонстрация, че съм намерил ефективна за извършване на някакъв смисъл от системата Земя-Луна за общи аудитории.

Много каталози и обекти, като например Природа Дружеството” носят надуваеми плажна топка” земни глобуси; Аз имам една, която е около 16 см в диаметър, който е достатъчно голям, за да бъде като цяло видими и разпознаваеми в класна стая или малка настройка аудитория (дори и от дъното на залата!). [В зависимост от вашата аудитория, същият този свят може да се използва с шрайбпроектор или друг източник на светлина в затъмнена друго място, за да докаже, ден и нощ (въртене на Земята) и върха на земната ос по отношение на посоката на слънцето, което предизвиква сезоните. Виж ми хвалебствена на Някои основни Астрономия Демонстрации за ранно Начални векове.]

Тук е основната информация, необходима за доказване: мащабирани разстоянията и размери.

Таблица 1

           Земя/Луната система мащабирани до 16-инчов Земя

Параметър             Реал Разстояние        Разстояние/Размер
-----------------   -------------------    ---------------------

Земя (диаметър)             12,756 Км               16.0 инча
Луната (диаметър)           3,476 Км                4.4 инча
Луната (разстояние)         384,400 Км              40.2 фута
Слънцето (диаметър)        1,392,000 Км             145.5 фута
Слънцето (разстояние)      150 млн км         15,700 фута = близо 3 мили!

Трансфер орбита              350 Км               0.4 инча по-горе
(типично)                                        плажна топка
Международен стънция         402 Км               0.5 инча по-горе
                                                 плажна топка 

Забележка: 1 км = 0,6 мили, и 1 инч = 2,54 см (0.0254 м)
 ако искате да конвертирате всички единици.

Дори от таблицата по-горе, вероятно можете да видите, когато това се случва! Във всеки случай, ето какво правя:

 След известно предварително обсъждане, за да постави на сцената, задайте плажната топка на масата (или има доброволец задръжте топката). За Луната, можете да използвате софтбол или стиропор топка от 4.5 инчов диаметър или Аз открих, че удобно да се взема бял балон от джоба си и го взриви до приблизителния размер. (По този начин можете да поискате от публиката колко е голям Луната е по отношение на земята и да каже "Стига!", Когато те мислят, че е "право" размер.)

 След като се установи размера на Луната, попитайте за разстоянието на Луната от Земята в този мащаб. Отново, аз започвам с Луната в непосредствена близост до земята и да поиска от публиката да извика: "Спри!" когато си мислят, че това е правилният разстояние. Започвам отначало бавно, а след това да вземе по-големи и по-големи стъпки, докато не се обърне на около 40 фута. (В зависимост от настройката, може да сте в коридора от този момент!) Отново, това става точно 40 фута далеч не е точката, - само че разделението е много голям в сравнение с очакванията на повечето хора. Аз обикновено го правят точка да се засили в този момент, че Луната транскрибира един голям кръг около Земята от това разстояние, като за един месец (27 дни), за да направи верига направи.

 Ако е удобно, може да има доброволец задръжте "Луната" на приблизителното разстояние, докато се върнеш в "земята". Сега донесе на космическата совалка в картината. Очевидно "мащабира" совалка в този мащаб ще бъдат невидими, така че аз обикновено използвате малка (ок. 3-инчов) космическа совалка модел (която може да бъде получена от различни НАСА или Смитсониън магазини за подаръци, или дори местен магазин за играчки) и се шега за мащаб същество греши (само за да се уверете, че няма недоразумения по този въпрос!). Сега има обратно броене и доменните совалката "в орбита" - само половин инч над повърхността на плажната топка! Аз обикновено се прави един или повече от следните точки (а публиката взима своите челюсти от пода):

  • Това дори и тази в близост до земната повърхност, един вече е в космоса”.
  • Това всичко, което знаем, че е жив във Вселената е под разредена атмосфера обгръща Земята, на повърхността” на плажната топка, ако щете.
  • Това, че космическата совалка е наистина пространство “камион” за получаване на ниска околоземна орбита, но не може да лети навсякъде в близост до Луната.
  • Това поставя хората на повърхността на Луната (камо ли на повърхността на друга планета) е напълно различна способност от пускането им в орбита около Земята.

 В този момент, в зависимост от публиката и на общите цели на вашата презентация, можете да вземете по-нататъшната стъпка на описване на относителния размер и разстоянието на слънцето върху същата тази скала (виж таблицата по-горе). Отново точните числа са по-малко важни от цялостния ефект. Отличителна забележителност в приблизително прав разстоянието добавя хубаво докосване. Например от Хопкинс Хоумвуд колежа аз вероятно ще каже: "По тази скала, слънцето е голямо кълбо от нажежен газ около 150 метра в диаметър, седящи в Вътрешната пристанище!"

 2. Слънцето, Земята и Слънчевата система

 Тази демонстрация просто отнема по-горе идея една крачка напред. Може да се използва във връзка с по-горе, или като отделен демонстрация, отново в зависимост от размера и възрастта на публика и количество на наличната време.

 В тази демонстрация, ние използваме диаметъра на слънцето като наш аршин, и погледнете в Слънчевата система от такъв мащаб. Таблиците по-долу дава някои от основната информация за два различни окалина на интерес, въпреки че по никакъв начин не се направи това, както трябва да се използват в даден представяне.
Таблица 2a

                  Слънчева система мащабирани до 3-инчов

Параметър         Реал Разстояние/Размер  Мащабирани Разстояние/Размер 
-----------------   -------------------    ---------------------

Слънцето (диаметръ)          1,392,000 км        3 инча (топка за тенис или
                                                 малък оранжево)
Меркурий (разстояние)         0.39 AU            10.4 фут
Меркурий (диаметър)         4880 км             0.01 инча (песъчинка)
Венера (разстояние)           0.72 AU            19.1 фут
Венера (диаметър)          12112 км             0.03 инча (песъчинка)
Земята (разстояние)    150 million km = 1 AU     26.6 фут
Земята (диаметър)         12,756 км             0.03 инча (песъчинка)
Марс (разстояние)        228 million км         40.9 фут
Марс (диаметър)           6,800 км              0.015 инча (песъчинка)
Юпитер (разстояние)         5.20 AU             138  фут
Юпитер (диаметър)      142,984 км               0.30 инч (череша яма)
Сатурн (разстояние)          9.54 AU            253  фут
Сатурн (диаметър)       120,536 км             0.26 инча (череша яма без пръстени!)
Плутон (разстояние)          39.54 AU          1050.0 фут (> 3 футболни игрища)
Плутон (диаметър)          2,300 км            0.005 инч(песчънка)
 

Следваща-близката звезда 4,3 светлинни години = 1420 мили (!) Или 2370 км
 (Проксима Сентори) 25 трлн миля = (приблизително от Балтимор в Далас!)
 42 трлн км

   -------------------------------------------------------------------

                             Таблица 2b

                  Solar система мащабирани до 12-инчов

Параметър         Реал Разстояние/Размер   Мащабирани Разстояние / Размер 
-----------------   -------------------    ---------------------

Слънцето (диаметър)          1,392,000 км          12 инч (баскетбол)
Меркурий (разстояние)         0.39 AU            41.5 фут
Меркурий (диаметър)        4880 км            0.05 инча (песъчинка)
Венера (разстояние)           0.72 AU            76.6 фут
Венера (диаметър)          12112 км            0.11 инча (малко камъче)
Земята (разстояние)    150 милион км = 1 AU    106.4 фут
Земята (диаметър)         12,756 км            0.12 инча (малко камъче)
Марс (разстояние)        228 million км        163.6 фут
Марс (диаметър)           6,800 км            0.06 инча (песъчинка)
Юпитер (разстояние)         5.20 AU            552  фут
Юпитер (диаметър)      142,984 км            1.2 инча (пинг-понг топка)
Сатурн (разстояние)          9.54 AU           1012  фут (> 3 футболни игрища)
Сатурн (диаметър)       120,536 км            1.04 инча (пинг-понг топка без пръстени!)
Плутон (разстояние)          39.54 AU          4200 фут (почти 0.8 мили)
Плутон (диаметър)          2,300 км          0.02 инча (песъчинка)

Следваща-близката звезда 4,3 светлинни години = 5680 мили (!) Или 9088 км
 (Проксима Сентори) 25 трлн = (приблизително от Балтимор до Хавай!)
 42 трлн км

   -------------------------------------------------------------------

Забележка: 1 AU = "астрономически единица" се определя като средното разстояние от
 земята до слънцето. Тъй като ние се интересуваме от "относително" разстояния,
 Аз избирам да се запази масата толкова просто, колкото е възможно и мащабни разстояния
 в сравнение с този аршин.

 Също така, орбитата на Плутон е относително не е кръгло, така че броят даден е
 средна стойност.

 1 "светлинна година" = разстояние светлината се движи в една година, в размер на
 186282миля в секунда (около 300 000 км в секунда), или около 5.8
 трилиони мили. (За нещастие, 5800.000 милиарда щатски долара е за размера на
 US националния дълг, който поставя, че в една различна гледна точка, също!)

Отново започнете с определяне на етапа: че ние ще вземем цялата слънцето и го скранч до 3-инчов топка. A топка за тенис (или лакрос топка) е около прав, но съм използвал и малък портокал или мандарина за добър ефект (особено след като Асоциацията Земеделските производители, Флорида Оранжев ще ни накара да повярваме, че портокалите са "уловени" слънце!).

 Сега върви през няколко стъпки от таблицата по-горе. Добре е да се включва на земята като отправна точка, и Юпитер, защото това е най-голямата планета. Включително Сатурн (следващата планета от Юпитер) е хубаво, защото това показва колко бързо разстоянията стават много големи за външната част на Слънчевата система, и Плутон, за по-добро от зло, е признат за най-далечната планета (въпреки че вече не се счита за е "на ръба" на Слънчевата система - но това е друга тема). Това Плутон е по-дълъг от три футболни игрища далеч от "оранжевата" слънцето може да се направи още по-ефективно, ако се стои върху или близо до футболно игрище в момента! Също така, да засили идеята, че тези разстояния са радиусите на орбитите - че всяка планета измита от едно голямо "кръг" в своя поход около слънцето.

 Най Зингер тук, разбира се, е, ако направите последната стъпка в таблицата по-горе (към следващата най-близката звезда). Снимки на звездни купове и близките галактики са подвеждащи в известен смисъл, защото истинските разстоянията между обектите не са често се поставя в подходящ контекст. Нашата галактика, Млечния път, е огромна спирала от звезди около 100 000 светлинни години. Около 100 милиарда звезди пренесат Галактиката. Слънцето и най-близките звездни съседи са доста сходни по размер и температура, и така "оранжевите" си остава добър референтен размер. Въпреки това, разстоянието е съвсем друг въпрос. Вместо да се използват краката или футболни игрища, ние трябва да се увеличи мерилото за мили или километри. Следващата най-близката звезда до Слънцето е друг оранжев размер обект повече от 1400 километра! Оставям възможност за описване на размера на Млечния път в този мащаб (100 000 Ly, която мащабира до 33 милиона мили!) Да си преценка, но мисля, че като цяло това разстояние губи значението си за повечето хора.

 3. Други окалина

 Можете да генерирате други окалина до насита; наистина всичко, което трябва, е един добър учебник по астрономия с някои цифри и няколко подпори на дясната приблизителната измерение. Тук съм да спомена само две други: един, който "събира" на горните две демонстрации в един (по-кратък) демонстрация, и един, който взема още една голяма стъпка навън в Вселената.

 а) Междинно на мащабиране пример

 В много ситуации, може да искате да настроите мащаба за нещо повече от земята - система луна, но напускане на земята като напълно незначителна песъчинка може да се отива твърде далеч за вашите вкусове. Използвал съм следните мащабирането и комбинира ефективно някои акценти от двата горни демонстрациите в една презентация с много добри резултати. В този един, ние нека земята да бъде намалена до 3 инча (вместо на слънцето), която поддържа повечето от размерите и разстоянията в сферата на разбиране. Намирам за особено ефективно да се използва земята "топка" или преспапие с континентите маркирани. Сквиши земни топки от около дясното измерение се предлагат в много подаръци или играчки магазини на много изгодни цени.
 
Таблица 3

                Слънчева система мащабирани до 3-инчов Земя 

Параметър         Реал Разстояние/Размер Мащабирани Разстояние/Размер 
-----------------   -------------------    ---------------------

Земята (диаметър)         12,756 км              3 инча
Луната (диаметър)           3,476 км            0.8 инча (пинг-понг топка)
Луната (разстояние)         384,400 км            7.5 фута
Слънцето (диаметър)          1,392,000 км         27.3 фута
Слънцето (разстояние)    150 млн км = 1 AU      0.55 мили (=0.9 км)
Юпитер (разстояние)         5.20 AU            2.9 мили (от слънцето) 
Юпитер (диаметър)      142,984 км            2.8 фута 
Сатурн (разстояние)          9.54 AU            5.2 мили (от слънцето) 
Сатурн (диаметър)       120,536 км            2.4 фута
Плутон (разстояние)          39.54 AU           21.7 мили (от слънцето) 
Плутон (диаметър)          2,300 км            0.5 инча 

Следваща най-близката звезда 4,3 светлинни години 156 000 мили (или повече от 6/10 
                                                   на пътя към луна на 
                                                   "истински" скала на нещата!) 
В тази презентация, можете да го направите на "разделяне Земя-Луна" демонстрация от горе до добър ефект, но "совалката над земята" част (по-малко от 0,1 инча на тази скала) може да е твърде малък. Също така, най-близката звезда е 156 000 мили в този мащаб получава доста голяма, но в комбинация с Плутон е само на 22 мили от слънцето тя все още може да се постигне желаният ефект.

 б) Най Вселена Отвъдното ...
 (... или от възвишеното към нелепото!)

 Както ние се опитваме и да излязат от районите, прилежащи към слънцето, за мащаба на нашата Галактика, близките галактики, и накрая далечната Вселена, това става много трудно за повечето хора да проумеят истинската необятност на разстоянията, които участват. Очевидно "мили" или "км", вече не са полезни единици, а дори и на преподобния "светлинна година" става само незначително приемливо. Дори най-близката голяма галактика, галактиката "Андромеда" (известен още като Messier 31 или M31) е най-зашеметяващите разстояние от около 2 милиона светлинни години разстояние (с надяваме очевидно конотация, че светлината от дори и това "близката" галактика се около 2 милиона години, за да достигнат до земята!). Че това разстояние се счита за почти незначителна в сравнение с най-далечните обекти, известни във Вселената, които са приблизително 10 милиарда светлинни години от нас (или 5000 пъти на разстояние до нашата "съсед", M31) трябва да даде представа за мащаба на проблема .

 За осигуряване на обезмастиляване на това, което тези разстояния са като, Използвал съм на следното описание на общите публика до добър ефект, особено във връзка с един или повече от по-горе, за да го даде на правилното перспектива. Това е адаптиран и осъвременен от част от статия, озаглавена " Incredible Вселената", в списание National Geographic от май 1974 г., написана от КФ Уивър и ЖП Блеър (няма никаква връзка!). Това е особено навременна предвид неотдавнашното освобождаване на нова, много чувствителен образ направени с космическия телескоп Хъбъл показва по същество "празен" район на небето, за да бъде буквално осеяна с галактики от всички видове, форми и цветове! Оценките се основават на настоящата картинка показват, че може да има пет (или повече) пъти, тъй като много галактики във Вселената, както се смяташе по-рано, на базата на най-добрите налични данни! С настоящето, моята адаптация:

 Днес ние знаем, че галактиките са толкова обичайни, колкото стръкчета трева в една ливада. Най Хъбъл космическа телескоп наскоро завършили особено дълбоко (слаб) преброяване на една малка "молив лъч" разширяване далеч във Вселената. Това изследване, наречено "Хъбъл Дълбоко Поле," беше насочена върху регион от небето, че е почти лишена от познати обекти, така че да бъде (да се надяваме) представител на условията в далечната Вселена. Получените изображения са наистина невероятни. Разпръснати в тази малка част от небето, са може би 1500 или повече галактики от всички форми, размери и цветове! Тъй като това изследване се отнася до такова малко парче от небето, последствията са потресаващи: ако района на небе демарк от "купата" на Голямата мечка се огледа за една и съща дълбочина, тя ще съдържа около 32 милиона галактики! И на прогнозата за цялата видима Вселена е, че има нагоре от 40 милиарда галактики, всяка от които съдържа десетки до стотици милиарди звезди!

 Но как може човек да разбере размера на тази галактика напълнена Вселена, и се възползва от концепцията, че най-много разстояние обекти можем да видим, са може би 10 милиарда (или повече) светлинни години? Си представим, че разстоянието от земята до слънцето (93000000миля, или около 8 светлинни минути) се пресова на дебелината на типичен лист хартия. По тази скала, най-близката звезда (4,3 светлинни години) е на разстояние от 71 метра. Диаметърът на Млечния път (100 000 светлинни години) ще изисква 310 мили високо топче хартия, а разстоянието до галактиката Андромеда (на 2 милиона светлинни години една от най-далечните обекти, видими с невъоръжено око) ще изисква комин на хартия повече от 6000 мили дълбок! По тази скала, "на ръба" на Вселената, определена като най-много разстояние известен квазарите около 10 милиарда светлинни години оттук, не се достига до топчето хартия е 31.00 милиона мили висок - една трета от пътя към слънцето реалния мащаб на нещата!

Първоначално в http://fuse.pha.jhu.edu/~wpb/scale.html. Отиди на главната страница.

Leave a Comment