Měření závislosti teploty povrchu Země na úhlu insolace - roční období (experiment)

Transkript

1 Zvyšování kvality výuky v přírodních a technických oblastech CZ.1.07/1.1.28/ Měření závislosti teploty povrchu Země na úhlu insolace - roční období (experiment) Označení: EU-Inovace-F-9-09 Předmět: Fyzika Cílová skupina: 9. třída Autor: Mgr. Monika Rambousková Časová dotace: 1 vyučovací hodina Forma: skupinová, dvojice Anotace: tento experiment lze zařadit při probírání učiva o světelných jevech a jejich využití nebo Země a vesmír Cíl: zkoumat vztah mezi úhlem insolace a teplotními změnami v důsledku vstřebávání energie ze simulace Slunce ze žárovky. Pomůcky: teploměr Go!Temp, LabQuest, počítač s programem LoggerLite, zdroj světla (např. stolní lampa se žárovkou alespoň 100W), glóbus, lepicí páska, provázek, úhloměr Teorie Insolace je tok sluneční energie na osvětlený povrch Země bez atmosféry. Závisí na výšce Slunce, maximální insolace je pro Slunce v zenitu. Výška Slunce závisí na zeměpisné šířce, části dne a části roku. Denní insolace závisí na úhlu dopadu slunečních paprsků a době expozice. Na rovníku existují dvě maxima, která jsou v době rovnodennosti. Od rovníku k obratníkům se postupně přibližují, až splynou v jedno maximum, které je v době letního slunovratu.

2 Roční insolace plynule klesá od rovníku k pólům. Na pólu je asi 40% hodnota insolace na rovníku. Vlivem sklonu zemské osy je insolace přerozdělena od rovníku k pólům tak, že se ve vyšších zeměpisných šířkách v důsledku pravidelných ročních odchylek v insolaci mohou střídat roční období. Solární záření v České Republice Solární záření v Evropě Motivace: Přemýšleli jste někdy nad tím, proč je v létě větší teplo a v zimě větší zima? Je to proto, že zemská osa je nakloněná. Země zůstává nakloněná během celého svého oběhu kolem Slunce. Díky tomuto naklonění jsou různá místa na Zemi vystavena v různých částech roku různému množství slunečního záření. Množství slunečního záření, jakému je vystavena Země nebo jiná planeta, se říká insolace. Postup: 1. Žáci teplotní čidlo přilepí lepicí páskou na globus na místo, kde je naše republika. 2. LabQuest připojí přes USB k počítači, teplotní čidlo připojí k LabQuestu.

3 3. V menu Experiment Sběr dat zvolí: Trvání: 5 minut, Vzorkovací frekvence: 1 vzorek/sekundu. 4. Glóbus umístí 20 cm od zdroje světla tak, aby poloha naší republiky vůči Slunci (zdroj světla) byla jako v létě. Zdroj světla případně podloží, střed zdroje světla musí být ve stejné výšce jako teplotní čidlo přilepené na glóbusu. 5. Pomocí dvou provázků, z nichž jeden napnou od středu žárovky k místu měření na glóbusu a druhý ve směru zemské osy, změří úhel dopadu paprsků a zapíší do tabulky v pracovním listu. 6. Stisknou tlačítko na LabQuestu a zahájí měření. 7. V menu programu LoggerLite zvolí Experiment Uchovat poslední měření. 8. Získané hodnoty teploty zapíší do tabulky v pracovním listu. 9. Glóbus umístí 20 cm od zdroje světla tak, aby poloha naší republiky vůči Slunci (zdroj světla) byla jako v zimě, a měření zopakují. 10. Vysloví závěr, zamyslí se nad vztahem mezi teplotní změnou a úhlem insolace. Závěrečné zhodnocení: Pracovní list:

4 Název úlohy: EU-Inovace-F-9-09 LABORATORNÍ PRÁCE č. Měření závislosti teploty povrchu Země na úhlu insolace - roční období Jméno: Datum: Třída: Školní rok: Spolupracovali: Úkol: zkoumat vztah mezi úhlem insolace a teplotními změnami v důsledku vstřebávání energie ze simulace Slunce ze žárovky Pomůcky: teploměr Go!Temp, LabQuest, počítač s programem LoggerLite, zdroj světla (např. stolní lampa se žárovkou alespoň 100W), glóbus, lepicí páska, provázek, úhloměr Postup: 1. Teplotní čidlo přilepte lepicí páskou na globus na místo, kde je naše republika. 2. LabQuest připojte přes USB k počítači, teplotní čidlo připojte k LabQuestu. 3. V menu Experiment Sběr dat zvolte: Trvání: 5 minut Vzorkovací frekvence: 1 vzorek/sekundu. 4. Glóbus umístěte 20 cm od zdroje světla tak, aby poloha naší republiky Vůči Slunci (zdroj světla) byla jako v létě. Zdroj světla případně podložte, střed zdroje světla musí být ve stejné výšce jako teplotní čidlo přilepené na glóbusu. 5. Pomocí 2 provázků, z nichž jeden napnete od středu žárovky k místu měření na glóbusu a druhý ve směru zemské osy, změřte úhel dopadu paprsků a zapište do tabulky v pracovním listu. 6. Stiskněte tlačítko na LabQuestu a zahajte měření. 7. V menu programu LoggerLite zvolte Experiment Uchovat poslední měření. 8. Získané hodnoty teploty zapište do tabulky v pracovním listu. 9. Glóbus umístěte 20 cm od zdroje světla tak, aby poloha naší republiky vůči Slunci (zdroj světla) byla jako v zimě, a měření zopakujte. 10. Vyslovte závěr, zamyslete se nad vztahem mezi teplotní změnou a úhlem insolace. Vypracování:

5 Počáteční teplota ( C) Léto Zima Maximální teplota ( C) Minimální Teplota ( C) Rozdíl teplot ( C) Úhel insolace ( ) Závěr:

6 Použité zdroje: [online] [ cit ] Dostupné z: obrázek Roční období na severní polokouli Země [online] [ cit ] Dostupné z: KOLÁŘOVÁ, R. BOHUNĚK, J., Fyzika pro 9. ročník základní školy Praha: Prometheus, spol. s r. o., s. ISBN Doc. Dr. Ing. RAUNER K. a kol., Fyzika 9 učebnice pro základní školy a víceletá gymnázia Plzeň: Nakladatelství Fraus, s. ISBN