Система земля луна в масштабе: Система Земля — Луна — урок. География, 5 класс.

как представить себе масштабы Вселенной

Автор: 
Евгения Сафонова
|
03.10.2014 04:30:39
|

Версия для печати

Земля — крошечная песчинка в огромном космическом океане. Очень сложно представить себе, насколько она мала даже по сравнению с Солнцем, а уж тем более в масштабах галактик или скоплений галактик. Но давайте все-таки попробуем это сделать. Сегодня нас ждет космический натюрморт из очень вкусных планет.

Солнечная система. Изображение отсюда

Для начала давайте разберемся, насколько далеко от нас находится спутник Земли, Луна. Это самое близкое к нам космическое тело, а между тем, если бы мы смогли уменьшить Землю до размера средней сливы, Луна оказалась бы ягодкой смородины, летающей вокруг сливы на расстоянии примерно полтора метра. Получается, наш спутник не так уж и близок. Примерно так это выглядит со стороны:

Земля и Луна, их размеры и расстояние между ними показано в масштабе. Свет от Земли до Луны летит чуть больше секунды. Изображение отсюда

Давайте теперь посмотрим на Солнечную систему. Если Землю мы опять представим в виде сливы, то какими окажутся остальные планеты? Меркурий примерно в 1.5 раза больше Луны, то есть в нашем натюрморте его роль может сыграть небольшая вишенка. Это самая маленькая планета в Солнечной системе. Венера почти не отличается по размеру от Земли (берем еще одну сливу), а Марс примерно в два раза меньше нашей планеты (пусть для наглядности он будет большой спелой ягодой черешни). Уран с Нептуном окажутся небольшими круглыми дынями диаметром примерно по 20 сантиметров каждая. А вот самую большую планету Солнечной системы, Юпитер, в нашем космическом натюрморте придется изображать двум арбузам, ведь его диаметр окажется около полуметра! Сатурн же лишь немногим меньше Юпитера.

Чтобы представить себе размеры Солнца, нам сложно будет придумать какой-то фрукт. Оно больше Земли примерно в 109 раз, это значит, что по сравнению с Землей-сливой оно окажется огромным шаром диаметром 5 или 6 метров — это примерно равно высоте двух этажей в обычном доме!

Итак, если вы приготовили все нужные фрукты, давайте попробуем их правильно разложить, чтобы представить себе масштаб Солнечной системы. Меркурий (вишенку) мы отнесем на расстояние примерно 250 метров от нашего огромного шара-Солнца, это довольно много. А ведь Меркурий — самая близкая к Солнцу планета, все остальные будут еще дальше.

Земля окажется на расстоянии в 600 метров от шара-Солнца. Нептун, самая дальняя планета Солнечной системы, в 30 раз дальше от нашей звезды, чем Земля, значит, его придется отнести на целых 18 километров. То есть если Солнце поместить в центре Москвы, то нашу дыню-Нептун надо будет положить примерно в районе Московской кольцевой автодороги. Все остальные планеты окажутся внутри орбиты Нептуна.

Масштабы Вселенной. Изображение отсюда

Теперь изменим масштаб, пускай Солнце будет размером со сливу. Тогда ближайшую к нему звезду, Проксиму Центавра, нам придется отнести на целых 800 километров — это больше, чем расстояние от Москвы до Петербурга! Стоит отметить, что Солнце — далеко не самая крупная звезда. Некоторые звезды больше него в тысячу раз. В масштабах Солнца-сливы это будет соответствовать гигантскому шару размером около 50 метров. И в таком же масштабе наша Галактика была бы размером 20 миллионов километров, то есть поместилась бы внутри четверти настоящей орбиты Меркурия. А если сливой окажется наш Млечный Путь, то ближайшую к нам галактику, Туманность Андромеды, мы расположим на расстоянии чуть больше одного метра.

Для того, чтобы еще лучше представить себе масштабы Вселенной, посмотрите вот это приложение. Здесь есть все, от масштабов атомов и кварков до масштабов всей Вселенной.

Комментариев: 0

|
Просмотров: 26097
|

Добавить комментарий

Система Земля — Луна | Статья в журнале «Юный ученый»



Земля




— живая планета.

Планета Земля — третья от Солнца планета, самая большая из планет земной группы, с крупным каменным спутником. Период вращения Земли вокруг своей оси составляет 24 часа, период обращения вокруг Солнца — около 365 дней. От Солнца ее отделяет около 150 млн. километров. Это расстояние получило название астрономической единицы. Спутник Земли Луна обходит нашу планету по своей орбите на расстоянии 384 400 км примерно за 28 земных суток.

Радиус земного шара 6371 км., масса нашей планеты 5, 98 * 10 в 24 ст кг. Так же, как и другие планеты земной группы, Земля имеет каменную кору и ядро. Между ними находится жидкая оболочка — мантия. Средняя толщина коры более 40 км. На дне океанов она может быть всего несколько км. А в горных районах достигает нескольких десятков километров. Кора вместе с верхним слоем мантии образует литосферу — наружную зону Земли толщиной около 70 км. Граница между мантией и ядром пролегает примерно в 2900 км. от поверхности Земли. В ядре выделяют внешнюю, жидкую часть и внутреннюю, твердую. Внешнее ядро состоит из жидкого железа, именно оно и создает магнитное поле Земли. Радиус твердого внутреннего ядра — около 1220 км., оно имеет огромную плотность: до 10 000 кг/м 3.

Планета Земля сильно отличается по своим свойствам от остальных планет Солнечной системы. Две трети ее поверхности занято водой — это моря и океаны. Оставшаяся часть — суша, материки — постоянно меняется. Когда-то на Земле существовал единственный суперматерик Пангея. Потом он раскололся на отдельные материки, которые начали движение один относительно другого.

Внутреннее строение Земли отражает ход ее развития после образования из сгустков материи, вращающихся вокруг только что возникшего центрального тела — Солнца. Вещество, попавшее в состав Земли, содержало много радиоактивных элементов, которые распадаясь, выделяли тепло. Все вещество расплавилось, и началось его разделение. Тяжелые элементы опустились к центру и сформировали металлическое ядро планеты. легкие всплыли вверх и застыли в виде земной коры — тонкой скорлупы толщиной не более 40 км. На ней мы и существуем. Но расплавленное вещество под корой — магма — постоянно дает о себе знать. Земная кора как бы разбита на отдельные блоки, между котором есть трещины (рифтовые зоны), а в них проникает жидкое вещество магмы. Поднимаясь, оно застывает и как бы наращивает края материковых плит, заставляя их раздвигаться. Материки «расходятся» от рифтовых зон, но с противоположного края они «наползают» на соседние плиты. Происходит смятие поверхности, рождающее складчатые горы, а также опускание отдельных частей в магму, возникновение зон сейсмической и вулканической активности. Такие зоны есть в Америке, (Анды, Кордильеры), по краям тихого океана (Курилы, Япония). Полуостров Индостан «въехавший» в азиатский континент с юга, образовал самую высокую складку на поверхности Земли — горы Гималаи. То, что раньше, континенты находились совсем в других местах, доказывают палеоархеологические находки. Так в Антарктиде имеются минералы, представляющие собой окаменелую древесину.

Планета Земля обладаем уникальной атмосферой, содержащей кислород, необходимый для жизнедеятельности живых организмов. Большую часть земной атмосферы составляет газ азот. Такой состав атмосферы не первичен, он образовался уже под действием возникших на Земле живых организмов.

На Земле существует такая температура, при которой вода может находиться в жидком виде, а не в виде льда или пара. Это обстоятельство наряду с наличием у Земли атмосферы стало определяющим для возникновения жизни на нашей планете, а живые организмы, в свою очередь, изменили состав атмосферы — воздушной оболочки, окружающей Землю. Первоначально атмосфера Земли была преимущественно углекислой, но микроорганизмы, водоросли и растения забирали из нее углерод для строительства своих тел, а взамен отдавали кислород. Значительная часть углекислоты оказалась под землей в виде каменного угля — остатков древних растений. Используя каменный уголь как топливо, люди возвращают углекислый газ в атмосферу. Большое количество — около 20 % кислорода в воздухе Земли сделало возможным появление в процессе эволюции высших животных, а потом и человека.

Земля имеет магнитное поле. Оно порождается движением в недрах масс, переносящих электрические заряды. Магнитные полюсы Земли не совпадают с географическими, и в каждом месте магнитная стрелка только приблизительно показывает направление на север и юг. Изучение древних горных пород показывает, что в определенные эпохи менялся знак магнитного поля, то есть менялись местами северный и южный магнитные полюсы.

Уникальность нашей планеты состоит в том, что на ней сложились благоприятные условия для органической жизни, возникла и существует сама жизнь. До сих пор подобные условия нигде о вселенной не обнаружены.

На жителях планеты лежит ответственность за сохранение этих исключительных условий. Мы должны бережно относиться к нашей планете.

Луна




— спутник Земли

Луна — спутник Земли, ближайшее к нашей планете небесное тело.

Одной из первых книг в России о естественном спутник Земли была научно-фантастическая повесть «На луне», написанная Константином Эдуардовичем Циолковским, гениальным русским ученым — самоучкой в 1887 году. Циолковского по праву считают основоположником научной космонавтики. Мечта человечества о полетах к планетам и звездам, тысячелетиями владевшая умами людей, обрела конкретные формы в конце XIX столетия, превратилась из фантастики в науку. Ученый предсказывал, что естественный спутник Земли будет первым, куда человек устремит свой космический полет. Спутник Земли практически лишен атмосферы и воды. Большую часть его поверхности занимают обширные гористые области. По диаметру Луна меньше Земли в 4 раза, а по массе — в 81 раз. Сила тяготения на ней в 6 раз меньше, чем на Земле. Луна вращается вокруг оси с тем же периодом, что и по орбите. Из-за этого с Земли видна только одна ее сторона. В октябре 1959 года автоматическая станция «Луна-3» получила и передала на Землю снимки обратной стороны луны. Оказалось, что задняя сторона похожа на обращенную к нам, разве что там меньше «морей». Одно из самых примечательных образований на невидимом с Земли полушарии было названо именем К. Э. Циолковского. Это кратер размером около 190 км с темным дном и яркой центральной горкой.

Поскольку Луна находится близко к Земле, многие детали ее поверхности можно разглядеть в телескоп. Невооруженным глазом на поверхности Луны различали светлые и темные участки — «материки» и «моря». Лунные моря — это относительно ровные пространства темного света. Галилей, первым направивший на Луну телескоп, обнаружил на ней горы. Горные хребты похожи на земные, а кратеры округлой формы имеют кольцевой вал, возвышающийся над окружающей их местностью и плоское дно, иногда с центральной горкой. Падение крупных метеоритов вызывает взрыв с образованием кратеров самых разных размеров. При взрыве выбрасывается огромное количество обломков лунной породы, разлетающихся на большие расстояния по лунной поверхности. Но крупные метеориты реже встречаются в межпланетном пространстве. Поэтому крупных кратеров на Луне значительно меньше, чем кратеров малых размеров.

Лунные моря образовались при падении крупных метеоритов. они пробили лунную кору и вызвали излияние на поверхность больших масс темной лавы — так и получились моря. Почти все моря на Луне расположены на стороне, обращенной к Земле. На обратной стороне обнаружено лишь несколько морских образований. Это объясняется неодинаковой толщиной коры. На полушарии, обращенном к Земле, толщина лунной коры 50 -60 км, а на обратном полушарии около 100 км. На обратной стороне сквозь толстый слой твердых пород лавы пробились к поверхности по отдельным трещинам и лишь в немногих местах.

Одни участки на Луне просто испещрены кратерами, а на других их мало. Это потому, что некоторые участки поверхности образовались поздно и меньшее время были подставлены метеоритной бомбардировке.

И крупные, и мелкие метеоритные частицы падают на лунную поверхность с очень большой скоростью. Их падение сопровождается взрывами и значительным выделением тепла. Поэтому в лунном обломочном слое много оплавленных и спекшихся частиц породы. Крупные обломки пород имеют углубления, как бы выстланные стеклом. Это места ударов мелких метеоритов, которые расплавили до жидкого состояния вещество каменных обломков, встречающихся в грунте.

Выбросы из жидкого расплава застывают в виде сферических или продолговатых округлых стеклянных зерен прямо на лету. Остелованные углубления и стеклянные частицы придают лунному грунту искрящийся переливающийся радужными отблесками вид.

Кратеры на Луне сохраняются очень долго, потому что там нет ни воды, ни атмосферы.

Как и предсказал гениальный Циолковский — Луна первое небесное тело, на котором побывали сначала луноходы Советского Союза, а затем и люди — астронавты США. Полученные образцы камней и пыли позволили определить, что возраст Луны примерно равен земному — около 4,5 миллиардов лет.

За лунный день поверхность Луны на экваторе нагревается до +130 Градусов Цельсия. Зато за ночь температура падает до -180 град Цельсия. Такое колебание температуры происходит из-за того, что поверхность Луны лишена атмосферы. Солнечное излучение, получаемое Луной, все целиком воспринимается твердой поверхностью и превращается в тепло. Но теплопроводность лунного вещества низкая, и поэтому разогревается только самый верхний слой, достигающий толщины около 1 метра. Ниже этой глубины температура пород остается почти постоянной. Низкая теплопроводность поверхностных слоев Луны объясняется тем, что лунный шар весь покрыт «одеялом» раздробленных пород.

С первых космических аппаратов, осуществивших посадку на Луну, удалось разглядеть подробно, что собой представляет лунный грунт.

Поверхностный слой Луны — это рыхлый покров раздробленных пород, состоящий из обломков различной величины и пыли. Такой слой носит название реголита. Реголитом покрыт сверху весь лунный рельеф. Толщина реголита зависит от местности. На дне впадин и под склонами возвышенностей раздробленные породы залегают слоем в 10 и более метров. На вершинах возвышенностей и на крутых склонах глубоких впадин слой реголита уменьшается до нескольких десятков сантиметров. А кое где на поверхность, возможно, выходят обнаженные скальные породы.

Если небесное тело не окружено атмосферой, даже самые маленькие метеоритные частицы, которых множество в межпланетном пространстве, беспрепятственно достигают поверхности. Эти частицы движутся с огромными скоростями. Микрометеориты падают очень часто. Под воздействием такого постоянного «микрометеоритного дождя» более крупные частицы в поверхностном слое Луны разрушаются, распадаясь на все более мелкие.

Типичный ландшафт лунного шара — это довольно плоская равнина с большим количеством камней, разбросанных по поверхности, и пологими холмами на горизонте. Камни имеют самые разные размеры, но наиболее крупные из них не превышают 10–15 метров в поперечнике. острых вершин или резко обрывистых склонов на Луне нет. Формы рельефа сглажены метеоритной эрозией и кажутся еще более округлыми из-за того, что покрыты слоем реголита. Множество кратеров. Изредка встречаются отдельные трещины или пологие валы.

Лунный день длится две земных недели. Полная Земля освещает ночи своего спутника в 40 раз ярче, чем полная Луна освещает Землю. Не только потому, что площадь земного шара в 14 раз больше площади Луны, а еще и по той причине, что Земля со своими облаками намного лучше, чем Луна, отражает свет.

Луна — безжизненное тело. Об этом еще Циолковский говорил в своей повести. Теперь можно это утверждать достоверно. Доставленные с лунной поверхности образцы грунта тщательно исследовали самыми различными способами — но никаких следов микроорганизмов ученые не нашли. Подобные опыты ученые повторяли много раз, но результаты неизменно оставались отрицательными. Земные же микробы и грибки, помещенные на различных образцах лунного грунта, не погибали. Изучалось влияние лунной пыли на растения, лунным грунтом «удобряли» всходы бобов, томатов, пшеницы. Они не только выжили, а стали нормально расти и развиваться. В отдельных случаях росли даже быстрее.

Значит, причиной безжизненности Луны являются условия, царящие на ней: высокий вакуум облучение солнечной и космической радиацией, перепады температур. Несмотря на высокую приспособляемость микроорганизмов, лунные условия полностью лишают их способности к существованию.

Исследования последних лет дали много новых данных о природе Солнечной системы. Ученые оценивают возраст Солнечной системы 4,5–5 миллиардов лет. За это время внешность планет неоднократно изменялась. И только Луна отличается постоянством внешнего мира. «На Луне мы оказываемся как б ы в заповеднике, где бережно сохранены образования, сформировавшиеся 3–4 миллиарда лет назад, на заре истории всей Солнечной системы».

МАРС

Солнечная система является для жителей Земли ближайшим космосом. Мы видим планеты Солнечной системы в разных точках их пути вокруг Солнца. Солнце — самое значительное из тел Солнечной системы, оно очень большое, в нем сосредоточена 99,87 % массы Солнечной системы.

Мощное поле тяготения Солнца удерживает вместе все остальные тела системы. Без него планеты бы просто рассеялись по безбрежному космосу.

Вокруг Солнца обращаются 9 больших планет. Вместе с планетами, сопровождая их, движутся и более мелкие тела — спутники. Пояс астероидов делит Солнечную систему на 2 части. Ближе к Солнцу расположены Меркурий, Венера, Земля и Марс. Их называют планетами земной группы.

Дальше от Солнца — планеты-гиганты. Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Последняя планета Плутон — маленькая, ее открыли только в XX веке, но принято считать ее девятой большой планетой.

Марс — 4-я планета от Солнца. Эту планету люди наблюдали с глубокой древности. Время от времени он появляется на небе оранжево-красной звездой. За это сияние планеты греки посвятили ее богу войны Аресу. У римлян бог войны — Марс, от него планета и получила свое название. От Солнца Марс отделяют 228 миллионов километров. Он в 2 раза меньше Земли в диаметре и в 10 раз легче ее по массе. Красный цвет планеты объясняется тем, что ее грунт богат железом. Атмосфера Марса образована в основном углекислым газом, она очень тонкая и разреженная. из замерзшей смеси водяного пара, пыли и углекислого газа состоят даже полярные шапки планеты. Размеры полярных шапок уменьшаются летом и тогда состоят почти целиком из водяного льда. Ближе к зиме на шапку начинает намерзать углекислый газ из атмосферы планеты, и зимние шапки состоят в основном из «сухого льда». Весной углекислота испаряется, большие массы газа поступают в атмосферу, вблизи шапки возрастает атмосферное давление и начинают дуть сильнейшие ветры. они поднимают столько пыли песка, что с Земли становятся неразличимы никакие детали на диске планеты.

Смена времен года на планете выражена довольно четко. Год на Марсе длится 687 суток — около двух земных лет, а один оборот вокруг своей оси планета совершает почти как Земля — за 24 часа 37 минут. Средняя температура на Марсе минус 70 град Цельсия, и только вблизи экватора она немного выше 0 град Цельсия.

Рельеф планеты довольно сложный. Это многочисленные кратеры с центральной горкой, плоские возвышенности, горные хребты, отдельные вершины. Самая высокая точка — вулкан Олимп. Высота его 27 километров, а высочайшая горная вершина Земли не достигает высоты и 9 километров. Если бы на Земле образовалась такая массивная гора, земная кора не выдержала бы такой нагрузки и стала бы прогибаться. А на Марсе кора толще и прочнее — масса планеты меньше земной, и остывала она быстрее.

Имеются на Марсе и гигантские разлом и трещины. У самого большого разлома ширина 120 километров и длина почти 4 000 километров. Большую часть Южного полушария занимают пустыни. Над ними почти все время дуют ветры, поднимая облака пыли. Воздушные массы иногда перемещаются с огромнейшей скоростью, и тогда пылевые бури приобретают планетарный масштаб. «И все-таки красные пустыни Марса очень красивы».

«Есть на Марсе удивительная разветвленная система каньонов Долины Маринеров». Метеоритные кратеры тоже встречаются в изобилии. По утрам каньоны затянуты туманной дымкой. А еще на Марсе есть сухие русла. Вероятно, по ним когда-то текла вода, но это не были реки в земном смысле слова. У них совсем нет притоков. Значит, это не вода, выпавшая на поверхность в виде осадков, а растаявший при падении крупного метеорита лед, находившийся под поверхностью Марса.

В течение двух лет Марс и Земля однажды оказываются по одну сторону от Солнца, расстояние между планетами тогда минимальное — 60 миллионов километров. Для наблюдений за Марсом это наиболее благоприятные моменты. В такое время все телескопы направлены на эту планету. В один из таких моментов итальянский ученый Джованни Скиапарелли увидел, что поверхность планеты покрыта правильной сеткой геометрических линий. Эти линии были приняты за сеть каналов, проведенных от полярных шапок, в которых есть вода. Но первые же полеты космических аппаратов к Марсу доказали, что никаких каналов на планете нет. Это был всего лишь оптический эффект. Люди долгое время думали, что Марс может быть обитаемым, так как планета эта в чем-то похожа на нашу Землю. Так может ли быть жизнь на Марсе? Атмосфера на Марсе очень разряженная, плотность ее в 100 раз меньше, чем у поверхности Земли. А чем ниже давление, тем раньше закипает вода. При марсианском давлении она кипит при +2 град Цельсия, а при 0 градусов — замерзает. Очевидно, что в жидком состоянии вода не может находится на поверхности Марса. Эта планета находится в полтора раза дальше от Солнца, чем Земля, значит, и условия там суровее. Средняя температура на Марсе -70 град Ц. и только вблизи экватора она поднимается немного выше 0 градусов Ц.

Состав атмосферы не такой как на земле — очень много углекислого газа и почти нет кислорода. Данные эти — серьезное возражение существования жизни на этой планете.

Один из посетивших Марс космических аппаратов имел специальную программу, рассчитанную на поиски следов жизнедеятельности организмов. Полностью осуществить ее не удалось, но из проведенного эксперимента был сделан вывод: если и есть на Марсе жизнь, то только на уровне микроорганизмов. Надежды на более развитые формы жизни безосновательны.

Спутники Марса.

Еще в 1877 г. у Марса были открыты два спутника, которые назвали Фобос и Деймос. По-гречески это «страх» и «ужас». Представляют он собой каменные куски, напоминающие по форме картофелины. Длина Деймоса всего 16 километров, а Фобоса — 28 километров. Сравнивают их с астероидами. В далеком прошлом эти спутники подверглись метеоритной «бомбардировке», — «изуродованы кратерами». Но Фобос кроме кратеров покрыт еще и загадочной системой параллельных глубоких борозд длиной до 1 километра и глубиной до 20 метров. Этот факт снова дал пищу для размышлений сторонникам гипотезы жизни на Марсе. В 1996 году американские ученые, исследовав найденный в Антарктиде метеорит марсианского происхождения, обнаружили в нем формы, похожие на окаменевшие следы бактерий. исследования продолжаются. Вопрос о жизни на Марсе остается открытым.

Расстояние Земля-Луна

Расстояние Земля-Луна

Посмотрите на изображение ниже и видимое расстояние
между Землей и Луной. Как это согласуется с вашим предыдущим
идеи?

Использовать диаметр Земли как 1 единицу. Как много
Диаметры Земли находятся между Землей и Луной на изображении?

Изображение, которое вы видите ниже, связано с более крупным
изображение, которое вы будете использовать для назначения обработки изображения. Нажмите на
изображение, чтобы перейти к увеличенному изображению, которое вам нужно
скачать.

Прежде чем приступить к техническим аспектам этого
проекта, вам нужно будет провести практическую демонстрацию. Во время модуля
2 вы нашли, что окружность Земли на экваторе чуть больше
40 000 км. Среднее расстояние от Земли до Луны составляет около 385 000 км, что
примерно в 9,5 раз больше длины окружности. Для быстрого изготовления масштабной модели
этой системы вам понадобится глобус и шар примерно на четверть его
диаметр для представления Луны. Затем

• Возьмите нитку и оберните ею глобус
  экватор примерно в 9,5 раз.
• Прикрепите (или удерживайте) один конец веревки к
  поверхность земного шара
• Переместите «луну» на расстояние строки,
  с земного шара

Вы только что построили грубую модель
Система Земля-Луна с масштабированием размера и расстояния.

Примечание. Фактическое расстояние от Земли до Луны колеблется от
от 360 000 до 405 000 километров, в зависимости от положения в
орбита Луны.

Для выполнения этого задания вам необходимо
загрузите изображение расстояния Земля-Луна. Изображение выше связано с
большего размера, поэтому возьмите ссылку на увеличенное изображение, затем загрузите.
Вы заметите, что это изображение в формате JPG. Ваше изображение
ПО для обработки требует, чтобы все изображения были в формате TIFF. Пока
некоторые сайты позволяют загружать изображения в формате TIFF, многие изображения
вы будете скачивать из Интернета, придет в формате JPG или GIF
формат. Вам нужно будет преобразовать эти изображения из их оригинала в
формат TIFF. Вы можете сделать это с помощью условно-бесплатного программного обеспечения для редактирования изображений. Хороший
источник условно-бесплатного программного обеспечения для всех компьютеров — Tucows
сайт. Ссылки на программы для редактирования изображений
являются:

Условно-бесплатное ПО — это программное обеспечение, позволяющее вам его использовать.
бесплатно на пробный период. После окончания пробного периода вы
просят заплатить небольшую плату за условно-бесплатное программное обеспечение, если вы намерены сохранить
программного обеспечения.

Независимо от того, какое программное обеспечение вы выберете, вы
нужно открыть JPG-изображение Земля-Луна и преобразовать его в TIFF
формат. Поскольку знание того, как конвертировать изображения, является важным инструментом в
используя процесс изображения, мы просим вас научиться делать этот шаг. Помощь
друг друга, но, пожалуйста, не конвертируйте изображение для кого-то другого.
Знание того, как конвертировать изображения, позволит вам использовать это программное обеспечение для
несколько целей в ваших классах. После того, как вы скачали и
преобразовал ваше изображение, следуя инструкциям программного обеспечения, которое вы
выберите, вы готовы использовать программное обеспечение для обработки изображений, чтобы сделать
измерения.

При измерении можно использовать как верхнюю, так и
нижнюю часть изображения, не имеет значения, какую из них вы
выберите. Для выполнения этого действия выполните следующее
шагов:

• Откройте программу и импортируйте свое изображение – будьте
  обязательно загрузите и конвертируйте прикрепленное изображение jpg. Это больше
  чем оригинал с сайта НАСА, чтобы сделать измерения проще и
  более точным.
• Вы помните из своих руководств, что
  выполните измерения с помощью программного обеспечения, необходимого для первой настройки
  шкала. Есть несколько способов сделать это, один из них — сообщить
  программа, какой размер пикселя. Другой использует известное расстояние,
  именно так вы установите масштаб в этом упражнении.
• После импорта изображения выберите «Линейный
  Инструмент выделения»
• Проведите линию через диаметр Земли —
  постарайтесь быть максимально точным.
• В разделе «Анализ» в строке меню выберите «Установить
  Весы»
• В появившемся окне в разделе «Единицы» выберите
  «Километры» — всегда необходимо выбирать единицу измерения
  перед вводом известного расстояния — если вы делаете эти шаги в
  обратные измерения НЕ будут точными.
• В поле «Известное расстояние» введите
  фактический диаметр Земли — 12756 (километров)
• Введите «ОК»
• Снова с помощью «Инструмента выделения линии» нарисуйте
  линия от Земли до Луны.
• В разделе «Анализ» в строке меню выберите
  «Мера»
• В разделе «Анализ» в строке меню выберите «Показать
  Результаты»
• Прочитайте и запишите свои результаты. Информация
  который появится (длина = расстояние), даст вам результаты вашего
  измерение!

• Результаты деятельности по обработке изображений —
  Расстояние Земля-Луна в км
• Расстояние между Землей и Луной, в единицах
  Диаметры земли
• Сравнение результатов изображения с 3-D
  результаты

3.1: Изготовление масштабной модели системы Земля-Луна

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

• Дэниел Э. Барт
• Университет Арканзаса, Фейетвилл

Поскольку эта модель больше и сложнее, чем то, что мы делали раньше, мы разделим построение модели и ее научное исследование на два отдельных действия. Предполагается, что Действия 3 и Действия 4 будут выполняться последовательно, одно следует за другим.

Академические стандарты

Научная и инженерная практика

• Разработка и использование моделей.
• Использование математики.

Концепции поперечного сечения

• Масштаб, пропорции и количество.
• Системы и модели систем.

Научные стандарты следующего поколения

• Космические системы (К-5, 6-8, 9-12).
• Система Земля-Луна (6-8, 9-12).
• Гравитация и орбиты (6-8, 9-12).

Для преподавателей

Факты, которые необходимо знать

1. Луна составляет примерно ¼ размера Земли (если сравнивать диаметры).
2. Луна находится на расстоянии около 385 000 км (250 000 миль) от Земли (среднее расстояние). Это примерно в 30 раз больше ширины Земли.
3. Луна обращается вокруг Земли примерно за 28 дней.
4. Одна сторона Луны всегда обращена к Земле, мы называем это ближней стороной ; сторона, которую мы никогда не видим с Земли, называется дальней стороной .

Преподавание и педагогика

Эта модель системы Земля-Луна — одна из самых больших моделей, которые мы построим в этой книге. Фактически, полная модель имеет диаметр около 60 футов и идеально подходит для активного отдыха!

Несмотря на большие размеры модели, материалы для модели поместятся в один продуктовый пакет — оказывается, система Земля-Луна — это в основном пустое пространство! Это огромное пространство по сравнению с относительно небольшими Землей и Луной — одна из главных вещей, о которых узнают ваши ученики.

Схемы Земли и Луны в учебнике должны быть сжаты, чтобы уместиться на одной странице. Физические модели системы Земли и Луны должны быть сделаны достаточно компактными, чтобы поместиться на столе. Вы можете нарисовать или построить такие модели в правильном масштабе, но рисунок на вашей странице будет изображать Землю размером не больше BB, а Луна будет одиночной точкой на странице.

Ваша первая реакция может быть: «Эти модели лгут!» На самом деле почти каждая научная модель допускает множество компромиссов и упрощений. Некоторые из этих компромиссов являются преднамеренными, другие — по незнанию. К сожалению, когда мы привыкаем к компромиссам — а нам о них никто не говорит, — мы начинаем думать об этих вещах как о фактах.

Это будет первая модель системы Земля-Луна в реальном масштабе, которую увидят ваши ученики. Знакомство с безбрежностью космоса — прекрасный опыт, но не менее важно копнуть глубже и обратить внимание учащихся на компромиссы, на которые идут научные модели. Осведомленность о том, как ученые представляют модели, поможет вашим ученикам лучше интерпретировать и понимать эти модели!

Результаты учащихся

Что откроет ученик?

1. Масштабы системы Земля-Луна огромны!
   • Почти каждая схема Земли и Луны, изображенная в учебниках, сильно отличается от масштаба. Когда мы используем 12-дюймовый виниловый игровой мяч в качестве Земли и резиновый Т-образный мяч в качестве Луны, диаметр лунной орбиты составляет 60 футов!
2. Каждую ночь Луна пересекает небосвод с Востока на Запад .
   • Это движение с востока на запад называется кажущимся движением , это вызвано быстрым вращением Земли вокруг своей оси, и на самом деле это не то, как Луна движется в космосе, вращаясь вокруг Земли.
3. Луна движется с запада на восток , когда она вращается вокруг Земли в космосе.
   • Это истинное орбитальное движение Луны , которое находится в направлении, противоположном кажущемуся движению с востока на запад, которое мы наблюдаем каждую ночь. мы может увидеть это движение Луны на восток отсюда, на Земле, но мы должны внимательно наблюдать за Луной в течение нескольких ночей, чтобы увидеть ее!
4. В отличие от нашего постоянного восхода и захода солнца, время восхода и захода луны меняется примерно на час каждую ночь.
   • Поскольку Земля вращается, когда Луна вращается вокруг нашей планеты, наша Земля должна совершить более 360 ^o оборотов каждый день, прежде чем мы снова сможем увидеть Луну. Это означает, что требуется 902:30 более 24 часов от одного восхода луны до другого, и каждый день Луна восходит примерно на 50 минут позже. Будьте терпеливы, этот факт будет гораздо легче увидеть в одном из наших последующих занятий, чем объяснить сейчас!
5. Мы можем видеть только одну сторону Луны с Земли ( ближняя сторона ), чтобы увидеть дальнюю сторону , мы должны физически путешествовать в космосе.
   • Этот уникальный факт будет изучен в нескольких предстоящих заданиях. Мы обнаружим, что это верно и, что более важно, почему происходит .

Что ваши ученики узнают о науке?

1. Мы узнаем, что, улучшив научную модель , мы сможем начать отвечать на Почему это происходит? и Как это работает? вопросов – не только Что будет дальше? вопросов.
   • Когда мы строим и совершенствуем научную модель, мы участвуем в традиции научных исследований, которой буквально тысячи лет. В науке нет священных идей, которые нельзя было бы оспорить. На самом деле, чтобы быть хорошими учеными, мы должны бросать вызов каждой идее и научной модели. Если модель надежна, она сможет отвечать на вопросы и реагировать на вызовы; если его нет, то его надо менять, а то и вообще выбросить!
2. Важно играть с научными моделями. Это помогает нам задавать вопросы (и отвечать на них!) кинестетическим способом — даже до того, как у нас будет словарный запас и концептуальное понимание, чтобы правильно сформулировать эти вопросы на английском языке!
   • Понимание научной модели физически и кинестетически часто происходит до появления надлежащего описания на языке математики или английском языке. Учащиеся ESL часто особенно хорошо реагируют на хорошую научную модель и демонстрацию, потому что они могут сначала мысленно сформулировать идеи на своем родном языке, а затем приобрести правильный словарный запас английского языка вместе со всеми остальными в классе. Ученые часто изобретать новый словарь для описания своих открытий, эти термины вообще приняты почти во всех языках без перевода. Наука и математика поистине универсальные языки человечества!
3. Наука позволяет нам исследовать форму и структуру вещей, даже если они находятся слишком далеко, чтобы мы могли потрогать их и исследовать лично.
   • Создавая модели далеких объектов, таких как Луна, здесь, на Земле, мы можем начать понимать, как они устроены и как они работают. Конечно, модели — это просто научные теории, так сказать, воплотившиеся; они не идеальны и никогда не говорят нам всего, что мы хотим знать, но они помогают нам сформулировать следующий вопрос и указать нам, где мы можем найти ответ! В этом разделе мы также проведем сравнение между обычными вещами, такими как капли дождя, и далекими вещами, такими как Луна. Сравнение структуры этих вещей может помочь нам увидеть темы в природе и то, как простые силы, такие как гравитация, формируют почти все вокруг нас!

Проведение занятия

Это задание включает в себя создание модели системы Земля-Луна в реальном масштабе, и этот малыш будет БОЛЬШИМ! Масштабные вещи радуют детей, а эта модель достаточно велика, поэтому вам понадобится дополнительное пространство, чтобы просто играть с ней и исследовать; если вы не преподаете в спортзале, эта модель не подойдет для вашего класса. Не волнуйтесь, детали этой модели могут поместиться в пластиковый пакет для продуктов — вы поймете, что я имею в виду, когда мы начнем собирать модель! Предварительное построение модели с помощью клея и острых инструментов, вероятно, должен проводить учитель, особенно у младших школьников; используйте свое собственное суждение здесь! Студенты могут украшать и управлять моделью после того, как она построена.

Материалы

1. Классные краски и кисти или перманентные маркеры
2. Тротуарный мел
3. Один 12-дюймовый виниловый мяч для игры (предпочтительнее синий)
4. Один светлый 4-дюймовый резиновый мяч (я использовал резиновый мяч для бейсбола)
5. 50 футов прочного нерастяжимого шнура (подходит бельевая веревка или шнур для жалюзи)
6. Клейкая лента (предпочтительно синяя)

Создание модели Земля-Луна

1. Больший виниловый игровой мячик будет нашей Землей, Т-образный мяч будет нашей Луной. Обратите внимание, что соотношение размеров этих шаров 4:1 отражает истинный масштаб размеров Земли и Луны в космосе!
2. [ Учитель ] Завяжите узел на одном конце шнура и используйте липкую ленту, чтобы прикрепить его к виниловому игровому мячу. В качестве альтернативы вы можете использовать присоску, например, те, которые используются для крепления мыльницы к стене душа. У этих виниловых мячей обычно есть углубление в месте надувания, вы должны держать его чистым, чтобы при необходимости мяч можно было снова надуть. Приклейте линию к противоположной стороне мяча.
3. [ Учитель ] Отмерьте 30 футов шнура плюс несколько дополнительных дюймов. Отрежьте шнур и сохраните остаток.
4. [ Учитель ] Из остатка шнура завяжите два узла на расстоянии 6’-10 дюймов друг от друга, закрепите узлы несколькими каплями клея ПВА и дайте полностью высохнуть. Обрежьте лишний шнур и выбросьте его. Эта мера покажет нам, как далеко Луна перемещается каждый день по своей орбите вокруг Земли!
5. [ Учитель ] Завяжите узел на конце шнура. (Необязательно: закрепите узел каплей клея ПВА и дайте ему полностью высохнуть, прежде чем продолжить.)
6. [ Учитель ] Завяжите узел на резиновом Т-образном шаре Moon. Лучший способ сделать это — взять острый нож (хорошо подойдет канцелярский нож) и прорезать в Т-образном шаре глубокую прорезь диаметром ½ дюйма. Вдавите узел в прорезь с помощью отвертки, заклейте прорезь несколькими каплями суперклея и зажмите; горячий клей также работает хорошо.
   • Теперь, когда модель построена, ученики могут ее украсить. Напомните им, что две части связаны вместе, и будьте осторожны, чтобы не потянуть и не споткнуться! Луну следует по возможности покрасить в белый цвет — учитель может сделать это с помощью баллончика с краской, прежде чем разрешить ученикам украсить Луну по вашему желанию.
7. Думайте о месте, где шнур прикрепляется к Луне, как о «Южном полюсе». Нарисуйте жирную красную линию «экватора» на Луне.
8. Эта линия на самом деле не экватор; вместо этого он отделит ближнюю сторону от дальней стороны ! Аккуратно пометьте ближнюю и дальнюю стороны красным цветом.
9. Используйте темные маркеры или краски, чтобы добавить кратеров , лучей (слабые следы брызг, уходящие от кратера во всех направлениях!), и мария (темные моря застывшей лавы, обычно круглой или овальной формы). Некоторые учащиеся захотят быть очень артистичными и использовать фотографии Луны, чтобы модель выглядела более точной. Но не переживайте, если ваша Луна на небе не похожа на настоящую — наша модель точно так же будет работать!
10. Теперь пришло время украсить Землю. Считайте, что место, где узел прикреплен к мячу, находится где-то на экваторе, возможно, в Атлантическом или Тихом океанах. Опять же, некоторые ученики захотят быть очень точными и артистичными, другие могут захотеть создать планету с диким воображением, которая существует только в их воображении; в любом случае, наша модель будет работать нормально!

Исследование модели «Земля-Луна»

Теперь, когда наша модель построена, мы можем выполнять с ней несколько действий, большинство из которых лучше всего работает на улице, на игровой площадке. Хотя я не рекомендую это в качестве первого выбора, вы можете построить меньшую модель «внутри класса», если хотите. Если вы преподаете в школе с небольшой игровой площадкой снаружи, или если вы просто хотите проводить мероприятия внутри, эта модель меньшего размера отлично подойдет. Для меньшей модели используйте резиновый Т-образный шар в качестве Земли и стеклянный шарик в качестве Луны. Чтобы сохранить расстояние от Земли до Луны в масштабе, не забудьте сделать соединяющую их струну короче, всего 7,5 футов в длину, и сделайте измерительную струну длиной всего 2 фута-4 дюйма. Эта меньшая (и менее впечатляющая) модель поместится в большинстве классных комнат, но при ширине в 20 футов вам все равно будет тесно в большинстве стандартных классных комнат!

Эта страница под названием 3.1: Создание масштабной модели системы Земля-Луна распространяется под лицензией CC BY-NC-SA 4.0 и была создана, изменена и/или курирована Даниэлем Э. Бартом через исходный контент, который был отредактирован.