Εργαστήριο: Παρατηρώντας με τη NASA.

Transcript

1 Εργαστήριο: Παρατηρώντας με τη NASA Οι επιστημονικοί ερευνητές του διαστήματος στη NASA ελέγχουν μερικές από τις πιο εξελιγμένες, σε παγκόσμιο επίπεδο, διαστημικές συσκευές και τηλεσκόπια που βρίσκονται σε τροχιά για τη λήψη εκπληκτικών φωτογραφιών σωμάτων στο διάστημα. Τώρα μπορείτε και ΕΣΕΙΣ να συνδεθείτε με αυτά χάρη στα ΔΙΚΑ ΣΑΣ «MicroObservatories» (ΜικροΠαρατηρητήρια) που βρίσκονται στη γη αληθινά ρομποτικά τηλεσκόπια τα οποία ελέγχετε μέσω αυτής της ιστοσελίδας! Το «MicroObservatory» είναι ένα δίκτυο αυτοματοποιημένων τηλεσκοπίων που ελέγχονται μέσω διαδικτύου. Τα τηλεσκόπια αναπτύχθηκαν από επιστήμονες και εκπαιδευτικούς στο Κέντρο Αστροφυσικής Harvard-Smithsonian και σχεδιάστηκαν, ώστε να επιτρέψουν στους νέους όλου του κόσμου να διερευνήσουν τα θαύματα του βαθέως ουρανού από τις τάξεις τους ή κέντρα εξωσχολικής αγωγής. Βρίσκονται και συντηρούνται σε συνεργαζόμενα με το Παρατηρητήριο του Harvard College στο Cambridge, MA και το Παρατηρητήριο Whipple στο Amado, AZ. Συνοπτικά στοιχεία εργαστηρίου: o Επιστημονικό αντικείμενο: Αστρονομία o Προσφέρεται από: Κέντρο Αστροφυσικής Harvard Smithsonian o Γλώσσα διεπαφής: Αγγλικά o Απαιτείται καταχώριση/εγγραφή: ΟΧΙ o Συστήνεται επειδή: # o Απαιτούμενο πρόσθετο λογισμικό: Είναι αναγκαίο το MicroObservatory Image για την επεξεργασία εικόνων. Οδηγοί και υλικό για εκπαιδευτικούς: o Προσφερόμενο διδακτικό και εκπαιδευτικό υλικό: Εδώ είναι δυνατή η καταφόρτωση πλήθος υλικού, όπως ενός οδηγού για εκπαιδευτικούς, ενός οδηγού για μαθητές/εκπαιδευόμενους, τεκμηριώσεων κ.λ.π. o Ακαδημαϊκές δημοσιεύσεις για την παιδαγωγική χρήση εργαστηρίων: Sadler, P. M., Gould, R., Leiker, P. S., Antonucci, P., Kimberk, R., Deutsch, F., & Hoffman, B. 2001, «MicroObservatory Net: A Network of Automated Remote Telescopes Dedicated to Educational Use», Journal of Science Education and Technology, 10(1), 39. Δραστηριότητα: Η πρόκληση Καθόσαστε την παραλία, κοιτάζοντας το Φεγγάρι που ανεβαίνει στον ουρανό. Φαίνεται μεγάλο πραγματικά μεγάλο. Λίγες ώρες αργότερα, όταν είναι ψηλά στον ουρανό, φαίνεται πολύ μικρότερο. Τι συμβαίνει; Ξέρετε ότι το Φεγγάρι δεν έχει συρρικνωθεί. Όμως, η εικόνα του Φεγγαριού όταν βρίσκεται κοντά στον ορίζοντα είναι στην πραγματικότητα μεγαλύτερη; Ή το μυαλό σας στήνει παιχνίδια; Η πρόκληση για σας είναι να σχεδιάσετε και να διεξάγετε ένα πείραμα, χρησιμοποιώντας το τηλεσκόπιο και τη φωτογραφική του μηχανή, ώστε να απαντήσετε στην ερώτηση «Είναι το Φεγγάρι πραγματικά μεγαλύτερο όταν βρίσκεται κοντά στον ορίζοντα από ό,τι όταν βρίσκεται ψηλά στον ουρανό;» Περισσότερα από όσα φαντάζεστε κρύβονται σε αυτήν την

2 ερώτηση. Στην πραγματικότητα, το ερώτημα αυτό ταλαιπωρεί τους ειδικούς. Δείτε αν μπορείτε να αποκαταστήσετε την αλήθεια! Φαίνεται μεγαλύτερο το Φεγγάρι όταν το βλέπετε στον ορίζοντα; Οι σκέψεις σας για το Φεγγάρι Πριν αρχίσετε την έρευνα, θα ήταν χρήσιμο να καταγράψετε τι περιμένετε να βρείτε. Αν τα αποτελέσματα δεν υποστηρίζουν την πρόβλεψή σας, θα πρέπει να εξηγήσετε γιατί. Η φύση είναι γεμάτη εκπλήξεις! Καταφορτώστε και συμπληρώστε την εργασία πρόβλεψης. Σχεδιασμός Εδώ είναι μια εικόνα της Σελήνης η οποία τραβήχτηκε από ένα από τα τηλεσκόπια που θα χρησιμοποιήσετε:

3 Καταφορτώστε το αρχείο, εξοικειωθείτε με το λογισμικό και μετρήστε. Ελέγξτε τις οδηγίες αναφορικά με τους δυνητικούς τρόπους για να το κάνετε. Μόλις εξοικειωθείτε με τα εργαλεία που θα χρησιμοποιήσετε για τις έρευνές σας, φτιάξτε ένα σχέδιο και προχωρήστε. Καταφορτώστε την εργασία σχεδιασμού, συζητήστε με την ομάδα σας, συμπληρώστε το σχέδιό σας και ανεβάστε το στον φάκελο της ομάδας σας. Διεξαγωγή της εξερεύνησής σας Τώρα είσαστε έτοιμοι να ελέγξετε την πρόβλεψή σας, τραβώντας φωτογραφίες τη Σελήνη και συγκρίνοντας το μέγεθός της σε αυτές σε διαφορετικά υψόμετρα πάνω από τον ορίζοντα. Οι προτεινόμενες ρυθμίσεις για το τηλεσκόπιο για τη θέαση της Σελήνης παρατίθενται παρακάτω. Μην ξεχάσετε να καταγράψετε τις μετρήσεις σας προσεκτικά στη ΣΕΛΙΔΑ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ παρακάτω. Δείτε την από κοντά (Scope it out): Τραβώντας φωτογραφίες τη Σελήνη Πότε να τραβήξετε φωτογραφίες: Η Σελήνη είναι κοντά στον ορίζοντα ΔΥΟ φορές κάθε μέρα: όταν ανατέλλει και όταν δύει. Για την παρούσα εξερεύνηση, μπορείτε να τραβήξετε φωτογραφίες τη Σελήνη ΕΙΤΕ σύντομα

4 μετά την ανατολή της και μετά λίγες ώρες αργότερα ΕΙΤΕ σύντομα μετά τη δύση της και λίγες ώρες πριν από αυτήν. Πότε ανατέλλει (ή δύει ) η Σελήνη στο τηλεσκόπιο που έχετε επιλέξει; Μπορείτε να μάθετε για την ιστοσελίδα του Ναυτικού Παρατηρητηρίου των ΗΠΑ: Ή να μεταβείτε κατευθείαν στην σελίδα για την ανατολή της Σελήνης: Φροντίστε να χρησιμοποιήσετε τη σωστή ημέρα (θυμηθείτε ότι τα μεσάνυχτα ξεκινάει μια καινούργια μέρα). Για την τοποθεσία, εισάγετε την τοποθεσία του τηλεσκοπίου που χρησιμοποιείτε (είτε Boston, MA Tucson, AZ Ή Hilo, Hawaii). ΣΗΜΑΝΤΙΚΟ: Προγραμματίστε την παρατήρηση της ανατολής της Σελήνης μία ώρα μετά την ώρα που πραγματοποιείται η ανατολή. Αυτό θα δώσει το χρόνο στη Σελήνη να υψωθεί πάνω από τα κτήρια της περιοχής. Το τηλεσκόπιο δεν θα πάρει φωτογραφίες που είναι πολύ κοντά στον ορίζοντα. Επιλέγοντας τον στόχο σας: Χρησιμοποιήστε το αναπτυσσόμενο μενού για να επιλέξετε τη Σελήνη ως στόχο. Φίλτρο: Χρησιμοποιήστε το γκρι («ουδέτερης πυκνότητας») φίλτρο, για να περιορίσετε το εκτυφλωτικό φως που αντανακλά η Σελήνη. Χρόνος έκθεσης: Χρησιμοποιήστε έκθεση 0,5 δευτερολέπτου ή λιγότερο. Αποθηκεύοντας τη φωτογραφία σας: Μην ξεχάσετε να καταφορτώσετε την εικόνα στον υπολογιστή σας μόλις είναι έτοιμη. Να θυμόσαστε ότι οι εικόνες διαγράφονται από τον εξυπηρετητή ιστού μετά από μία εβδομάδα. Καταφορτώστε την εικόνα σε μορφή GIF (απλά πατήστε το κουμπί στο ποντίκι σας, κρατήστε το πάνω στην εικόνα και επιλέξτε «Save this Image» (αποθήκευση εικόνας) ή «Download this Image» (καταφόρτωση εικόνας). ΣΗΜΑΝΤΙΚΟ: Μην ξεχάσετε να τιτλοφορήσετε προσεκτικά τις φωτογραφίες σας, ώστε να είσαστε βέβαιοι ποια φωτογραφία τραβήχτηκε ποια ώρα! ΣΗΜΑΝΤΙΚΟ: Μην ξεχάσετε να καταφορτώσετε (ή να εκτυπώσετε) το αρχείο Image Info (πληροφορίες εικόνας) με κάθε φωτογραφία επίσης. Αυτό σας λέει πόσο ψηλά στον ορίζοντα βρισκόταν η Σελήνη. Εκτυπώνοντας τη φωτογραφία σας: Μπορείτε να εκτυπώσετε τις φωτογραφίες σας κατευθείαν από τον φυλλομετρητή σας. Ειδάλλως, αφού έχετε καταφορτώσει τις εικόνες στον υπολογιστή σας, μπορείτε να τις ανοίξετε σε ένα πρόγραμμα θέασης εικόνων και να τις εκτυπώσετε από εκεί. Μπορείτε να αντιστρέψετε τα χρώματα στη φωτογραφία σας, ώστε το Φεγγάρι να είναι μαύρο και το φόντο άσπρο. Έτσι θα εξοικονομήσετε τόνερ και θα είναι ευκολότερη η μέτρηση της φωτογραφίας σας. Μετρώντας τις φωτογραφίες της Σελήνης Τώρα μετρήστε τη διάμετρο της Σελήνης σε κάθε φωτογραφία. Εφόσον συγκρίνετε φωτογραφίες, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε όποια μονάδα θέλετε - pixels, ίντσες, εκατοστά, κ.λπ. Αν το Φεγγάρι δεν είναι γεμάτο, μπορείτε να μετρήσετε την απόσταση μεταξύ οποιονδήποτε

5 δύο σημείων με τη μέγιστη δυνατή απόσταση υπό τον όρο ότι θα μετρήσετε μεταξύ των ίδιων ακριβώς σημείων και στις δύο φωτογραφίες. Πόσο ψηλά πάνω από τον ορίζοντα ήταν η Σελήνη σε κάθε φωτογραφία; Για να το βρείτε, χρησιμοποιήστε την επιλογή IMAGE INFO όταν καταφορτώσετε κάθε φωτογραφία και καταγράψτε την τιμή του ΥΨΟΜΕΤΡΟΥ (ALTITUDE). Αυτή σας λέει πόσο πάνω από τον ορίζοντα, σε μοίρες, ήταν το αντικείμενο όταν ελήφθη η φωτογραφία. ΣΥΜΒΟΥΛΗ: Χρησιμοποιείτε ημισέληνο; Τότε απλά μετρήστε την απόσταση μεταξύ των δύο σημείων του ημισεληνοειδούς. ΣΕΛΙΔΑ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ: Μετρήσεις Σελήνης Είναι πραγματικά μεγαλύτερη η Σελήνη όταν τη βλέπουμε κοντά στον ορίζοντα; Μετρήστε το μέγεθος της Σελήνης στις φωτογραφίες σας. Για κάθε φωτογραφία, καταγράψτε επίσης σε ποιο ύψος πάνω από τον ορίζοντα βρίσκεται η Σελήνη (καταχωρημένο στον φάκελο Image Info file για την φωτογραφία σας). ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΑ ΣΕΛΗΝΗΣ (όνομα φακέλου) ΜΕΓΕΘΟΣ ΣΕΛΗΝΗΣ (προσδιορίστε μονάδες) ΥΨΟΣ ΠΑΝΩ ΑΠΟ ΤΟΝ ΟΡΙΖΟΝΤΑ (μοίρες) Ερμηνεύστε τα αποτελέσματά σας Συμπληρώστε την εργασία πριν τη συζήτηση στην τάξη. Σχετικές πληροφορίες Ερμηνεύστε τα αποτελέσματά σας Ποια είναι τα αποτελέσματα της έρευνάς σας; Η όψη της Σελήνης κοντά στον ορίζοντα είναι μεγαλύτερη από την όψη της όταν βρίσκεται πιο ψηλά. Η όψη της Σελήνης κοντά στον ορίζοντα είναι το ίδιο μέγεθος. Η όψη της Σελήνης κοντά στον ορίζοντα είναι μικρότερη. Πώς ανταποκρίνονται τα αποτελέσματά σας στην αρχική σας πρόβλεψη; Πώς ανταποκρίνονται στην πρόβλεψη από το μοντέλο Γης-Σελήνης; Μπορείτε να σκεφτείτε παραδείγματα στη ζωή σας, όπου οι αισθήσεις σας να μην είναι αξιόπιστες για την ορθή αντίληψη της πραγματικότητας;

6 Μετρώντας τις φωτογραφίες Οι μαθητές μετρούν το μέγεθος της Σελήνης με έναν από τους εξής δύο τρόπους: είτε ΣΤΗΝ ΟΘΟΝΗ είτε σε ΤΥΠΩΜΕΝΗ ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΑ (βλέπε παρακάτω). Για να μετρήσετε τις φωτογραφίες στην οθόνη: Ξεκινήστε το πρόγραμμα MOImage στον υπολογιστή σας Από το πρόγραμμα, ανοίξτε τη φωτογραφία της Σελήνης που θέλετε να μετρήσετε Μετακινήστε τον κέρσορα μεταξύ των δύο σημείων που θέλετε να μετρήσετε, ενώ κρατάτε πατημένο το πλήκτρο του ποντικιού. Η απόσταση μεταξύ των δύο σημείων θα εμφανιστεί σε pixel στο «display box». Εναλλακτικά, για να μετρήσετε τυπωμένες φωτογραφίες: Εκτυπώστε τη φωτογραφία της Σελήνης. (Για να εξοικονομήσετε μελάνι, θα μπορούσατε να αντιστρέψετε τα χρώματα της φωτογραφίας με ένα πρόγραμμα όπως το MOImage, πριν την εκτυπώσετε, ώστε να περιοριστεί η μαύρη επιφάνεια που πρέπει να τυπωθεί) Οι μαθητές μετρούν τη διάμετρο της Σελήνης χρησιμοποιώντας έναν χάρακα που μετράει σε χιλιοστόμετρα ή σε άλλες λεπτές διαβαθμίσεις. Φροντίστε οι μαθητές να καταγράψουν τα αποτελέσματά τους στη ΣΕΛΙΔΑ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ της δραστηριότητας. Η Σελήνη δεν χρειάζεται να είναι γεμάτη για αυτή τη δραστηριότητα. Οι μαθητές μπορούν να μετρήσουν την απόσταση μεταξύ οποιωνδήποτε δύο σημείων της Σελήνης, αντί για τη διάμετρό της, υπό τον όρο ότι τα σημεία αυτά έχουν μεταξύ τους απόσταση ίση με τη διάμετρο της Σελήνης. Για μια ημισέληνο, είναι ευκολότερη η μέτρηση της απόστασης μεταξύ των άκρων της ημισελήνου. ΣΗΜΑΝΤΙΚΟ: Πρέπει να δοθεί η οδηγία στους μαθητές να μετρήσουν προσεκτικά. Οι διαφορές μεταξύ των φωτογραφιών θα είναι μικρές αλλά αξιοσημείωτες. Οι μαθητές πρέπει να καταγράφουν με ακρίβεια το όνομα κάθε φωτογραφίας και σε ποιο σημείο του ουρανού (στον ορίζοντα ή ψηλότερα) βρισκόταν η Σελήνη. Το «Image Info File» που συνοδεύει κάθε φωτογραφία θα βοηθήσει, αλλά αυτές οι πληροφορίες μπορεί να χαθούν, αν η φωτογραφία τύχει επεξεργασίας ή μετατραπεί σε αρχείο με μορφή άλλου τύπου. Σχεδιάζοντας την έρευνά σας Συζητήστε με την ομάδα σας ποια θα είναι η στρατηγική σας. Πόσες φωτογραφίες θα χρειαστείτε; Πότε πρέπει να γίνει η λήψη τους;..

7 Συζητήστε με την ομάδα σας πώς θα μετρήσετε το μέγεθος της Σελήνης στις φωτογραφίες σας: Από πού μέχρι πού πρέπει να μετρήσετε τη φωτογραφία; Πώς θα ξέρετε ότι έχετε την πλήρη διάμετρο της Σελήνης; Με πόση ακρίβεια πρέπει να γίνουν οι μετρήσεις; Πρέπει να μετρήσετε περισσότερες από μία εικόνες του Φεγγαριού για κάθε υψόμετρο στον ορίζοντα, ώστε να βεβαιωθείτε πως έχετε μια αναπαράξιμη μέτρηση; Θα έπρεπε αρκετά διαφορετικά άτομα να μετρήσουν κάθε εικόνα και να συνδυάσουν τα αποτελέσματά τους; Ποιοι παράγοντες μπορεί να επηρεάσουν τη μέτρησή σας;.. Έρευνα των προηγούμενων παρατηρήσεών σας: Προσπαθήστε να ανακαλέσετε πώς φαίνεται η Σελήνη, όταν τη βλέπετε κοντά στον ορίζοντα. Βάσει της εμπειρίας σας, κυκλώστε όποιο από τις Σελήνες που βρίσκονται κοντά στον ορίζοντα φαίνεται πως έχει το σωστό μέγεθος, συγκριτικά με αυτήν που βρίσκεται ψηλότερα στον ουρανό: Σκέψεις για το «γιατί»: Γιατί πιθανώς η Σελήνη φαίνεται μεγαλύτερη, όταν βρίσκεται κοντά στον ορίζοντα; Συζητήστε με την ομάδας σας, και φτιάξτε έναν κατάλογο εδώ, για τους παράγοντες που πιθανώς επηρεάζουν το πόσο μεγάλη φαίνεται η Σελήνη...

8 Η πρόβλεψή σας Πιστεύετε ότι μια φωτογραφία της Σελήνης που τραβήχτηκε με το τηλεσκόπιο θα είναι μεγαλύτερη όταν αυτή είναι κοντά στον ορίζοντα από ό,τι όταν βρίσκεται ψηλότερα; Πριν αρχίσετε την καταγραφή, συζητήστε με την ομάδα σας: Ποιοι παράγοντες επηρεάζουν το εμφανές μέγεθος της Σελήνης που βλέπετε; Επηρεάζει η ατμόσφαιρα; Επηρεάζει η απόσταση από τη Σελήνη; Επηρεάζει η δική σας αντίληψη; Το τηλεσκόπιο θα «δει» το ίδιο πράγμα με το μάτι σας; Σκεφτείτε αυτούς τους παράγοντες και κατόπιν κάντε μια πρόβλεψη. Η φωτογραφία της Σελήνης κοντά στον ορίζοντα θα είναι μεγαλύτερη από την εικόνα της Σελήνης πιο ψηλά. Η φωτογραφία της Σελήνης κοντά στον ορίζοντα θα είναι το ίδιο μέγεθος. Η φωτογραφία της Σελήνης κοντά στον ορίζοντα θα είναι μικρότερη. TRANSLATION BY SCIENTIX (