Orbit TM Tellerium Kat. číslo

Transkript

1 Orbit TM Tellerium Kat. číslo Orbit TM Tellerium s velkým glóbusem Země pro demonstrování ročních období, stínů a dne a noci Orbit TM Tellerium s malou Zemí pro demonstrování fází Měsíce a zatmění Strana 1 ze 21

2 OBSAH Úvod... 3 Tellerium Model A... 6 Noc a den... 6 Zdánlivý pohyb Slunce... 7 Roční období... 8 Sluneční hodiny a tyč vrhající stín Měsíční fáze Model B Další fakta o Měsíci. 15 Zatmění Měsíce a Slunce Model C.. 16 Příloha 1 Jak vytvořit poledník na Vaší škole.. 18 Příloha 2 Jak porovnat čas na Vašich hodinách s pravým slunečním časem 18 Příloha 3 Skladování, údržba a části. 20 Příloha 4 Měsíční tabulka ke kopírování 22 Strana 2 ze 21

3 Úvod Orbit TM Tellerium pomáhá dětem osvojit základní kompetence z učebního plánu tím, že je na něm možno jednoduše a přesně demonstrovat noc a den, zdánlivý pohyb Slunce po obloze, roční období, změnu délky dne, použití slunečních hodin a tyčí vrhajících stín, měsíční fáze, změnu délky a směru stínů a zatmění Měsíce a Slunce. Způsob montáže Jaké díly použít k jednotlivým demonstracím 1. a 2. Pomocí velkých matic upevněte držadlo na spodní stranu úložného prostoru. 3. Nasaďte odrazové zrcadlo. 4. Zašroubujte žárovku. 5. Zkontrolujte, zda jsou na kladkách nasazeny gumové kroužky. 6. Připojte adaptér (6 V stejnosměrného napětí, proud 900 ma až 2 A). Přístroj je nutné sestavit podle toho, co chcete učit. Sestava pro každou demonstraci je popsána na úvod každé části tohoto návodu. Budete potřebovat následující díly: Strana 3 ze 21

4 Pohyby přístroje Umístěte velký glóbus na nakloněnou osu. Ručně přístroj roztočte. Otáčením přístroje pohání soukolí Měsíc kolem Země a otáčí glóbem kolem osy. Soukolí tak vytvoří více jak 12 lunárních měsíců za rok tak je možné diskutovat svátky které se vztahují k pohybům Měsíce (Ramadán, Velikonoce). Soukolí přístroje také zachovává stálý směr osy Země, která je skloněna pod úhlem 22,5 a míří stále stejným směrem. Rovina oběhu Měsíce kolem Země je skloněna vůči rovině oběhu Země kolem Slunce (k ekliptice). Ve skutečnosti je tento sklon roven 5. Z demonstračních důvodů je u přístroje tento úhel zvětšen je tak lépe vidět vliv tohoto sklonu na zatmění. Dále ovlivňuje pohyb Měsíce a Země v přístroji tření. To snižuje pravděpodobnost poškození soukolí nesprávným používáním a umožňuje učiteli, aby snadno řídil postavení glóbu a Měsíce při demonstracích. Jakým směrem točit? Když se díváte shora na severní pól, nechte Zemi obíhat kolem Slunce proti směru hodinových ručiček. Měsíc obíhá také proti směru hodinových ručiček. Země se otáčí kolem své osy také proti směru hodinových ručiček. Z pohledu zespoda (na jižní pól) jsou všechny pohyby ve směru hodinových ručiček. Jaké je datum? Datový kotouč Vám umožňuje nastavit přístroj na libovolné období v roce a naopak určit období v roce při daném postavení objektů na přístroji. Tento kotouč zobrazuje 12 měsíců a data jarní a podzimní rovnodennosti a letního a zimního slunovratu. Rovnodennosti a slunovraty jsou součásti pozemského slunečního kalendáře. 365denní kalendářní rok s 12 měsíci je srovnán se slunečním rokem přidáním jednoho dne každé 4 roky. Aktivity pro pozorovatele na jižní polokouli Aktivity v tomto návodu jsou popsány pro pozorovatele na severní polokouli, přesto je možné vše adekvátně popsat pro pozorovatele na jižní polokouli. Při montáži se severním pólem směrem vzhůru nejsou na glóbu dobře vidět místa pod 30 jižní šířky. Glóbus je pak možné umístit jižním pólem směrem vzhůru v tomto případě je nutné konat všechny pohyby ve směru hodinových ručiček a navíc obrátit směr měsíců v roce. Strana 4 ze 21

5 Slunce a stíny Slunce je představováno žárovkou a parabolickým odrazovým zrcadlem. Tento model Slunce osvětluje glóbus a vytváří stíny, které jsou součástí demonstrací v tomto návodu. Aby byly stíny lépe pozorovatelné, doporučujeme částečně zatemnit učebnu. Přístroj obsahuje sluneční stínidlo disk s otvorem uprostřed. Stíny modelu člověka nebo tyče slunečních hodin je možné zaostřit právě použitím slunečního stínidla. Efekt obzvláště vynikne, když je model nastaven na rovnodennost nebo léto a je nejvíce užitečný pro aktivity zahrnující zdánlivý pohyb Slunce a sluneční hodiny. Pozorování Obr. 1: Použití slunečního stínidla Přístroj demonstruje vliv rotací Země a Měsíce na denní a roční jevy, které běžně pozorujeme. Právě demonstrace na tomto přístroji s propojením znalostí ze skutečného pozorování zvýší pochopení celé problematiky. Poznatky o skutečném pozorování: - žáci mohou znát již před vlastní výukou s přístrojem (např. kde vychází Slunce), - žáci mohou sami získávat vlastními pozorováními v průběhu výuky s přístrojem, - žáci mohou čerpat z knih, novin, internetu nebo z poznatků získaných žáky vyšších tříd. Každá část tohoto návodu obsahuje podklady. Užitím více rozličných zdrojů zatraktivníte výuku. Pomocí kompasu je možné ve třídě naznačit světové strany viz příloha 1. Měřítko Přístroj obsahuje velký a malý model Země a Měsíce. Tak je možné jednotlivá témata lépe demonstrovat. Malé modely Země a Měsíce jsou ve stejném poměru jako skutečná tělesa a zároveň je na nich vidět v daném poměru i přibližnou vzájemnou vzdálenost. Ve skutečnosti je malý Měsíc dále od Země a Slunce je mnohem větší a vzdálenější od Země a Měsíce. Velký glóbus Země používáme na ukázku noci a dne, ročních období a vysvětlení principu slunečních hodin. Model člověka je samozřejmě mimo jakákoli měřítka při použití na glóbu vstupuje model do slunečního svitu tím, že světlo dopadne na prsty u nohou, nikoli když světlo dopadne na hlavu modelu. Při použití velkého glóbu na demonstrace, u kterých není zahrnut Měsíc, je možné model Měsíce odstranit. Pak zbytečně nerozptyluje pozornost žáků a nezkresluje měřítko. Strana 5 ze 21

6 Tellerium Model A Na obrázku je vidět sestava modelu pro dále popsané aktivity. Obr. 2: Tellerium jako model A 1. Na zemskou osu umístěte velký glóbus Země. 2. Zasuňte do glóbu nástavec prodloužení osy, aby byl vidět úhel sklonu zemské osy. 3. Na glóbus umístěte lepicí hmotou model člověka. 4. Pokud do modelu zahrnete model Měsíce, zvětšete Měsíc tím, že umístíte na malý Měsíc bílou kouli. Jako alternativu je možné Měsíc úplně vyjmout. 5. Umístěte datový disk na rovný povrch pod Zemí tak, aby červnový slunovrat ležel nejblíže ke Slunci. Noc a den Podklady Nechte žáky, aby popsali noc a vysvětlili, jak k ní dochází. Očekávejte rozličné odpovědi: 1. Slunce se na noc vypíná a jde spát. 2. Slunce se schová za Měsíc. 3. Slunce spadne s oblohy. 4. Slunce se skryje za Zemi. Vysvětlení číslo 4 je pravdivé vzhledem k pozorovateli na Zemi. Z pohledu pozorovatele ve vesmíru, který se na Sluneční soustavu dívá shora, je však situace naprosto jiná. Zeptejte se žáků, zda noc nastává ve stejný čas na všech místech na Zemi. Aktivita Co způsobuje noc a den? Sestavte Tellerium jako model A. Demonstrace bude nejlepší, když je Země postavena v poloze rovnodennosti. Pomalu roztočte Zemi proti směru hodinových ručiček. Upozorněte na model člověka, který vstupuje a vystupuje ze slunečního světla. Vzdělávací cíl Den a noc jsou projevy rotace Země kolem její osy jednou za den. Pozorovatel na povrchu Země (avšak ne v blízkosti pólů) tak bude mít část dne den (světlo) a část noc (tmu). Strana 6 ze 21

7 Zdánlivý pohyb Slunce Podklady Požádejte žáky, aby zakreslili a popsali, jak Slunce cestuje po obloze a jak jejich vlastní stín nebo stín kolmo zapíchnuté tyče na hřišti mění svou délku a směr v průběhu dne. Ideálně by žáci sami mohli provést pozorování výšky Slunce a směru a délky stínu tyče. Pro pozorování je možné použít velmi jednoduché pozorovací přístroje. Žáci se nesmějí dívat přímo do Slunce, protože by si mohli trvale poškodit svůj zrak! Žáci pro pozorování budou potřebovat referenční body, kterými mohou být místní orientační body (např. památky) nebo světové strany určené kompasem. Světové strany jsou univerzálněji použitelné a je možné je užít i v modelu přístroje. Obr. 3: Kresba dráhy Slunce po obloze Žáci by měli vzájemně porovnat své výsledky polohy Slunce a délky stínů v různých časech dne. Slunce se po obloze pohybuje po oblouku od východu k západu. Délka stínu a jeho směr je dán právě postavením Slunce na obloze. Aktivita Pohyb Slunce po obloze a změna směru stínu Sestavte přístroj jako model A. Pozice Země bude přibližně na rovnodennosti. Vylepšete stín modelu člověka tím, že použijete sluneční stínidlo. Pomalu roztočte Zemi vůči ose proti směru hodinových ručiček a zeptejte se: Jak se model člověka posunuje ze tmy do světla (obr. 4a): - kterým směrem se člověk dívá, aby viděl Slunce? (Odpověď: na východ a nízko k obzoru.) - jak dlouhý je jeho stín a kterým směrem míří? (Odpověď: je dlouhý a míří směrem na západ.) Obr. 4a: ráno Strana 7 ze 21

8 Jak se model člověka dostává k poledni (obr. 4b): - kterým směrem se člověk nyní musí dívat, aby viděl Slunce? (Odpověď: na jih a nahoru na oblohu.) - jak dlouhý je jeho stín a kterým směrem míří? (Odpověď: je krátký a míří směrem k severu.) Jak se model člověka posunuje ze světla do tmy (večer, obr. 4c), položte otázky znovu. Odpovědi by měly odrážet výsledky vlastního pozorování žáků venku. Obr. 4b: poledne Vzdělávací cíl Slunce vypadá, jako by se pohybovalo po obloze, protože se Země otáčí kolem své osy. Obr. 4: Rotace Země způsobuje změny směru ke Slunci a délky našeho stínu Roční období Poklady Obr. 4c: večer V polárních oblastech a oblastech mírného pásu jsou změny ročních období (jara, léta, podzimu a zimy) způsobeny změnami délky dne a výšky Slunce v poledne. Pokud se Slunce nachází výše, je sluneční světlo a teplo intenzivnější. Delší dny přicházejí ve stejný čas jako narůstá výška Slunce na obloze v poledne. Tyto faktory ovlivňují nárůst (nebo naopak pokles) denního přílivu tepla a světla ze Slunce a tak ovlivňují počasí a růst vegetace. Poblíž zemského rovníku jsou změny délky dne a výšky Slunce v poledne menší, a tak mají na vliv na změny podnebí jiné faktory. Můžete žáky požádat, aby získali data východů a západů Slunce pro každý měsíc v roce a vypočítali přibližné délky dní v daných měsících. Informace mohou získat z hvězdářských ročenek nebo z novin. Žáci také mohou zaznamenat místa východu a západu Slunce a výšku Slunce v poledne pro různá období v roce. Aktivita Zemská osa a polokoule Nastavte přístroj jako model A. 1. Odstraňte glóbus a ukažte zemskou osu (zemská osa je skloněna o úhel 23,5 od vertikálního směru). Strana 8 ze 21

9 2. Vraťte glóbus zpět a nasaďte na něj prodloužení zemské osy. 3. Postrčte Zemi okolo Slunce a ukažte, že zemská osa stále míří na jeden bod v učebně, a tím se mění její poloha vůči Slunci. 4. Na polokouli, na které se v skutečnosti nyní nacházíte, umístěte model člověka. Vysvětlete, že Zemi rozdělujeme na dvě polokoule severní (na sever od zemského rovníku) a jižní. Roztočte přístroj a ukažte, jak je jedna polokoule v době slunovratu přivrácena ke Slunci a druhá odvrácena od od Slunce. Když je model člověka přivrácen ke Slunci, daná polokoule je jasnější a Slunce se nachází pro člověka na Zemi výše. Obr. 5: Zemská osa mířící směrem vzhůru nalevo vytváří na severní polokouli léto (vpravo), o šest měsíců později na opačné straně Slunce zimu (vlevo). Roční období a datum se ukazuje na datovém disku. Aktivita Délka dne Sestavte přístroj jako model A a umístěte model člověka do vybrané země. Roztočte Zemi okolo Slunce a zastavte ji při jarní rovnodennosti, letním slunovratu, podzimní rovnodennosti a zimním slunovratu. V každém místě pozorujte, jak dlouho zůstává model člověka na denním světle a jak dlouho v noci. (Doba je samozřejmě závislá na zeměpisné šířce místa pozorování.) Výsledky by hrubě měly souhlasit s informacemi, které získali žáci pozorováním. Při jarní rovnodennosti jsou dny a noci stejně dlouhé ve všech zeměpisných šířkách. Rozhraní mezi dnem a nocí prochází póly (obr. 6). Na pólech tak je stálý soumrak. Při letním slunovratu je více osvětlena Vámi vybraná polokoule. Dny jsou delší než noci. Na pólu je stálý den, na opačném je stálá noc (obr. 7). Strana 9 ze 21 Obr. 6: Rozhraní dne a noci prochází při rovnodennosti póly.

10 Při podzimní rovnodennosti jsou výsledky stejné jako při jarní rovnodennosti. Při zimním slunovratu je většina zemského povrchu Vaší polokoule ve tmě, dny jsou kratší než noci. Jeden pól má stálý den a druhý stálou noc. Podíváte-li se na 60 severní šířky, na které se nachází Hudson Bay v Kanadě, uvidíte uprostřed léta, jak je osvětlena jen jedna třetina rovnoběžky. Den tedy trvá 8 hodin a noc 16 hodin. Obr. 7: Severní pól má během léta stále den. Aktivita Výška Slunce v poledne během roku Výška Slunce je úhel mezi horizontem a Sluncem na obloze. Měří se ve stupních. Sestavte přístroj jako model A. Pro každou čtvrtinu roku zaznamenejte výšku Slunce v poledne a délku stínu modelu člověka nebo kolmo zapíchnuté tyče. Obrázky 8 až 11 ukazují délky stínů tyče a výšky Slunce na 30 severní šířky. Obr 8 a 9: Uprostřed zimy je stín v poledne dlouhý a Slunce nízko nad obzorem Obr. 10 a 11: Uprostřed léta je stín v poledne krátký a Slunce vysoko nad obzorem Strana 10 ze 21

11 Vzdělávací cíl Sklon zemské osy spolu s oběhem Země kolem Slunce způsobuje, že se pro jakéhokoli pozorovatele na Zemi mění v průběhu roku délka dne a zdánlivá výška Slunce. Když je polokoule s pozorovatelem přivrácena ke Slunci, jsou pozorovatelovy dny delší a stíny v poledne kratší (díky větší výšce Slunce) a je tepleji. Když je pozorovatelova polokoule odvrácena od Slunce, pozorovatel má kratší dny a delší stíny (Slunce je níže) a je chladněji. Při rovnodennostech jsou na obou polokoulích dny i noci stejně dlouhé. Na pólech je po 6 měsíců den a po 6 měsíců noc. Sluneční hodiny a tyč vrhající stín Podklady Jednoduché sluneční hodiny vytvořené kolmo zapíchnutou tyčí nebudou ukazovat správný čas po celý rok, kromě hodin umístěných na severním nebo jižním pólu. Stejně špatně budou čas ukazovat sluneční hodiny, které jsou vyrobeny pro konkrétní zeměpisnou šířku a jsou přemístěny do jiné zeměpisné šířky. Následující aktivita Vám umožní pochopit, proč tomu tak je. Použijete-li podobné záznamy ze skutečného pozemského měření, bude aktivita reálnější, zábavnější a pochopitelnější. Pokud se chystáte aktivitu reálně měřit, tyč musí být odkloněna od horizontálního směru o úhel, který odpovídá hodnotě zeměpisné šířky místa Vašeho pozorování (např. pro pozorování na 40 severní šířky je nutné odklonit tyč od země o 40 směrem k severu). Aktivita Sluneční hodiny Připravte si tabulku (viz vpravo). Léto Rovnodennost Zima Vertikální tyč Skloněná tyč Sestavte přístroj jako model A. Připevněte základnu modelu slunečních hodin na glóbus na 30 zeměpisné šířky (např. do Káhiry v Egyptě) se šipkou směřující k nejbližšímu pólu (v tomto případě k severnímu pólu). Umístěte dvojitou tyč do středového otvoru a to tak, aby nakloněná tyč směřovala k pólu. Zkontrolujte nastavení základny vůči poledníkům. Strana 11 ze 21

12 Posuňte glóbus na pozici uprostřed zimy a zaznamenejte pozice obou stínů ve 12:00 a v 15:00. (V 15:00 pro Egypt nastane poledne na Kanárských ostrovech, vzdálených 45 západně, a tak je nutné nastavit Kanárské ostrovy na poledne.) Postup opakujte pro rovnodennost a polovinu léta. Vyplněná tabulka by měla vypadat takto: (obrázek) Vertikální tyč Skloněná tyč Léto Ɩ Ɩ Rovnodennost Ɩ Ɩ Zima Ɩ Ɩ Obr. 12: Stín vertikální a skloněné tyče Všechny polední stíny míří k (severnímu) pólu, směry stínů pro 15:00 se pro vertikální tyč mění, ale jsou stálé pro skloněnou tyč. Vzdělávací cíl Sklon zemské osy spolu s pohybem Země kolem Slunce způsobuje v průběhu roku změny směru stínu, který vrhá vertikálně položená tyč v konkrétním čase v průběhu dne (např. 15:00 hodin). To můžeme vyrušit odkloněním tyče o úhel, který odpovídá zeměpisné šířce místa pozorování. Pak stín v konkrétním čase míří stále stejným směrem a tyč může být použita pro určování času po celý rok. Sluneční hodiny fungují spolehlivě jen v zeměpisné šířce, pro kterou byly vyrobeny. Strana 12 ze 21

13 Měsíční fáze Model B Podklady Rozdejte žákům dvě kopie tabulky z přílohy 4 a požádejte je, aby nakreslili vzhled Měsíce pro tolik dní, kolik jen dokážou. Mohou použít vlastní pozorování a další zdroje. Pokud vynechají den, musí také vynechat jednu buňku v tabulce. Pokud je to možné, měli by žáci zaznamenat do tabulky pozorování z doby dvou měsíců. Jedině tak budou mít dostatečné množství podkladů. Poté žáky požádejte, aby popsali Měsíc, odpověděli, proč svítí a jak se mění jeho vzhled. Dále by mohli určit z dat: - délku měsíce, - jaký vzhled bude mít Měsíc 14 dní po posledním pozorování, - jak vypadal Měsíc ve dnech, kdy ho nemohli pozorovat. Aktivita Půlměsíc Sestavte přístroj tak, jak je vidět na obrázku vpravo (model B). 1. Zvětšete Měsíc umístěním bílé koule na vrchol malého Měsíce. 2. Použijte modrou kouli jako Zemi. 3. Položte disk měsíčních fází na rameno přístroje tak, aby byl kroužek označený Nov (New Moon) nejblíže Slunci. Všimněte si, že piktogram pod modelem Měsíce ukazuje měsíční fázi. Pozor: ukazatel data neindikuje fázi Měsíce. Také si všimněte, že díky použití malého modelu Země se zvětšila vzdálenost mezi Zemí a Měsícem, který je tak lépe pozorovatelný. Obr. 13: Tellerium nastavené jako model B Strana 13 ze 21

14 Posuňte Měsíc do polohy půlměsíce (Half Moon). Zatemněte učebnu a všimněte si, že: 1. Sluneční světlo osvětluje stále jednu polovinu Měsíce (stejně jako osvětluje jednu polovinu Země). 2. Pozorovatel ze Země vidí vždy jen osvětlenou část Měsíce, protože temné části Měsíce nemá šanci spatřit. 3. Pokud je Měsíc v této pozici, strana Měsíce přivrácená k Zemi je osvětlena jen z jedné poloviny, a tak pozorovatel vidí půlměsíc (jak je vidět na obrázku vpravo). Aktivita Srpek, dorůstající a ubývající Měsíc, úplněk Posuňte Měsíc do pozic srpku, dorůstajícího Měsíce a úplňku. V každé z těchto pozic si všimněte, jak je vidět ze Země. Stejně tak je možné si všimnout, jak se tento pohled ze Země mění. V této aktivitě je nutné, aby žáci byli přístroji co nejblíže a dívali se na Měsíc ze směru od Země tedy aby neustále měnili místo, odkud pozorují. Vzhled Měsíce by se měl měnit tak, jak je naznačeno níže a na vytištěném disku měsíčních fází. Obr. 14: Půlměsíc viditelný ze Země Obr. 15: Srpek Měsíce, jak je vidět ze Země Strana 14 ze 21

15 Fáze Měsíce tak, jak jsou vidět na modelu Tellerium) Orientace srpku, dorůstajícího a ubývajícího Měsíce a půlměsíců závisí na ročním období, zeměpisné šířce a polokouli, na které se nachází pozorovatel (viz část níže Další fakta o Měsíci). Vzdělávací cíl Fáze Měsíce jsou způsobeny změnou osvětlené části Měsíce, která je vidět ze Země. V průběhu lunárního měsíce se mění osvětlení Měsíce od žádného (nov) po úplné (úplněk) a zpět k žádnému. Fáze Měsíce je závislá na relativní poloze Měsíce vzhledem ke Slunci a k Zemi. Další fakta o Měsíci Měsíční dny a měsíce - Střední doba, za kterou Měsíc projde všemi fázemi (od novu po nov) je dlouhá 29,5 pozemských dní. - Zatímco Měsíc jednou oběhne kolem Země, otočí se také jednou kolem vlastní osy. Lunární den je tedy stejně dlouhý jako lunární měsíc (29,5 pozemského dne). To také znamená, že Měsíc směrem k Zemi nastavuje stále stejnou přivrácenou tvář. - Zatímco náš kalendář obsahuje 12 měsíců, 12 lunárních měsíců trvá pouze 354 dní (29,5. 12). Proto svátky (jako například Ramadán), které nastávají každých 12 lunárních měsíců, začínají vždy každý rok o 11 dní dříve. Srpek Měsíce viděný z různých zeměpisných šířek Neobvyklý vzhled srpku Měsíce vždy lákal k pozorování. Vypadá ale stejně na různých místech na Zemi? Odpověď zní ne. Tvar srpku je stále stejný, ale orientace celého srpku se mění podle toho, odkud srpek na Zemi pozorujeme. Strana 15 ze 21

16 Ze severní Evropy pozorujeme srpek takto: Ze severní Afriky pozorujeme srpek takto: Z rovníku pozorujeme srpek takto: Z Austrálie pozorujeme srpek takto: Nepřekvapí, že na některých místech naší planety přirovnávají srpek Měsíce v loďce. Zatmění Měsíce a Slunce Model C Podklady Zatmění Slunce nastává, když Měsíc leží přesně mezi Sluncem a Zemí. Stín vrhaný Měsícem nepokryje celý povrch Země viz obrázek 16. V konkrétním čase je možné pozorovat úplné zatmění jen na malé části planety, v další malé části je pozorovatelé částečné zatmění, ale na většině míst zatmění Slunce nenastává. Jev je tak velmi závislý na místě pozorování. Sluneční zatmění trvají až několik hodin, díky rotaci Země kolem vlastní osy se pozorování zatmění přesouvá na různá místa na povrchu Země. Právě rotace Země způsobuje posun míst pozorování zatmění, ne pohyb Měsíce (který se v průběhu úkazu posune jen velmi málo). Zatmění Měsíce nastává, když Měsíc vstoupí do stínu Země. Úkaz spatří každý pozorovatel, který v té chvíli vidí Měsíc. Aby nastalo zatmění, musí být Měsíc ve fázi novu nebo úplňku a zároveň se musí nacházet v rovině oběhu Země kolem Slunce. Většinu času se Měsíc nachází nad nebo pod touto rovinou; to proto, že je rovina oběhu Měsíce mírně skloněna vůči rovině oběhu Země kolem Slunce. Vzhledem k tomu dochází k měsíčnímu nebo slunečnímu zatmění každých přibližně šest měsíců. Strana 16 ze 21

17 Aktivita Cyklus zatmění Sestavte přístroj jako model C (viz vpravo). 1. Umístěte modrou kouli na zemskou osu tím vytvoříte malou Zemi. 2. Použijte malý Měsíc. 3. Umístěte bílé stínítko do držáku, aby bylo možné pozorovat stíny Země a Měsíce. V tomto modelu jsou velikosti Země a Měsíc ve skutečném poměru, stejně jako vzájemná vzdálenost modelů indikuje velkou vzdálenost mezi těmito objekty ve skutečnosti. Posuňte rameno a ukažte žákům stíny Země a Měsíce na stínítku. Po většinu měsíců mine stín Měsíce Zemi, ale někdy dojde k zatmění. Zatmění nastane na modelu tehdy, když je patrný stín Měsíce na Zemi (zatmění Slunce), nebo když Měsíc ztemní tím, že vstoupil do stínu Země (zatmění Měsíce). Obr. 16: Zatmění Slunce. Stín Měsíce dopadá na Zemi. Umístění stínu na Zemi se mění zatmění od zatmění. Obr. 17: Zatmění nenastává. Po většinu měsíců nenastává zatmění, protože Měsíc prochází nad nebo pod spojnicí Země se Sluncem. Strana 17 ze 21

18 Příloha 1 Jak vytvořit poledník na Vaší škole Poledník je možné zakreslit ve Vaší třídě a venku s využitím kompasu. Jen tak je možné porovnat pozorování z různých míst na planetě. Poledník je možné najít různými metodami: 1. Je možné pracovat s magnetickým kompasem. Pamatujte však, že na různých místech na planetě může být směr střelky kompasu odchýlen od skutečného směru světových stran (na dobrých mapách je tato odchylka zakreslena). Pokud je odchylka 6 západně, znamená to, že se sever ve skutečnosti nachází o 6 východněji než ukazuje střelka kompasu. Je dobré se přesvědčit, že kompas nereaguje na okolní kov budovy či elektrická pole; ta jsou hodně silná v okolí elektrických motorů (např. motorů výtahů). Z důvodu přesnosti je nejlepší využít kompas venku a přenést pak poledníkovou čáru skrz okna (pokud je vhodně určen poledník). 2. Jinou metodou je využít mapu okolí s velkým zvětšením. Označte dvěma špendlíky svou polohu a význačný bod v krajině. Položte mapu na rovinu a zarovnejte špendlíky s daným význačným bodem. Poledník na mapě pak leží na poledníku ve skutečnosti. Takto nalezený poledník vyznačte nastálo na zemi, a to pomocí svou kolíků (případně na okenní parapet, jak to prý udělal Isaak Newton). 3. Poledník je možné najít pomocí Slunce: - Jde o směr, kam míří nejkratší stín (to se velmi těžko určuje). - Jde o směr, kam míří stín v pravé poledne (přečtěte si pozorně přílohu 2, ve které je vysvětleno, jak zjistit okamžik pravého poledne). - Je možné použít stín kolmo zapíchnuté tyče, která byla vztyčena ve středu několika soustředných kružnic. Ráno označte bod, kde se konec stínu tyče dotkl jedné z kružnic. Odpoledne se konec stínu dotkne stejné kružnice tento bod označte. Narýsujte čáru mezi těmito dvěma body to je místní poledník. Využití dalších kružnic zpřesní měření. Strana 18 ze 21

19 Příloha 2 Jak porovnat čas na Vašich hodinách s pravým slunečním časem Asi očekáváte, že v 12:00 hodin bude stín ležet na místním poledníku. To je však velmi nepravděpodobné, a to ze tří hlavních důvodů: 1. Vaše hodiny mohou používat letní čas, který je posunut od skutečného času o jednu hodinu, tedy pravé poledne nastává v 13: Vaše hodiny ukazují čas místního časového pásma. Abyste získali pravý sluneční čas, musíte nastavit svůj čas o 4 minuty za každý stupeň zeměpisné délky, o který jste na východ či na západ od zeměpisného poledníku, který je násobkem 15. Každých 15 zeměpisné délky posunuje čas o jednu hodinu od Greenwichského času tedy od času na nultém poledníku (prochází Královskou observatoří v Greenwichi), který leží na 0 zeměpisné délky. 3. Slunce Vám udává pravý sluneční čas na Vašem poledníku, zatímco upravený čas na Vašich hodinách bude ukazovat střední sluneční čas. Rozdíl činí až 15 minut a je způsoben dráhou Země kolem Slunce, která je mírně eliptická. To znamená, že se rychlost oběhu Země kolem Slunce v čase mění. To ovlivňuje dobu, za kterou nastanou dvě pravá poledne pro pozorovatele na Zemi. Příklad: Čas na Vašich hodinách: 12:30 Nastaveno pro letní čas: -1:00 11:30 Úprava pro místní poledník. Pokud je Vaše škola 3 na západ od základního poledníku časového pásu. Hodiny se Vám tedy předcházejí o 3-4 minuty: -0:12 11:18 A i nyní sluneční hodiny ukazují pravý sluneční čas s přesností minut. Strana 19 ze 21

20 Příloha 3 Skladování, údržba a části Skladování Uchovávejte přístroj na suchém místě mimo dosah slunečních paprsků a zdrojů horka nebo prachu. Pokud přístroj nepoužíváte, zakryjte ho ochranným pytlem, který se s přístrojem dodává. Čištění, údržba Přístroj je možné čistit nezaprášeným hadříkem. Odstraňte kolečko kladky s připevněným Měsícem a očistěte kolečko a černou hřídel, kolem které rotuje. Jednou ročně kápněte trošku oleje na kuličkové ložisko. Přístroj by se měl pohybovat hladce. Pokud tomu tak není, ujistěte se, že jsou správně nasazeny gumové kroužky na kolečkách pod Zemí. Měli by být nasazeny tak, jak je naznačeno na vedlejším obrázku. Všechny šroubky byly správně utaženy ve výrobně. Přetažením šroubků ztížíte možnost obíhání Země a Měsíce. Náhradní díly Náhradní díly může dodat prodejce. Žárovka a zdroj napětí Zdroj napětí spolu se žárovkou jsou nastaveny pro optimální světelný výkon. Pokud se jeden z nich zničí, nahraďte díl novým od výrobce. Vyměnění žárovky nebo zdroje napětí za jiný typ může způsobit slabší osvětlení nebo zničení součástí přístroje. Strana 20 ze 21

21 Příloha 4 Měsíční tabulka ke kopírování Pro každý den zakreslete vzhled Měsíce, poznamenejte si čas pozorování a označte polohu Měsíce na obloze vzhledem ke stromu nebo komínu. Pozorujte vždy ze stejného místa (může jít o zahradu nebo roh ulice). Strana 21 ze 21