Інформація для вчителів
Застосування

Лише приблизно раз на півтора року повна тінь Місяця проходить по Землі й на смузі завширшки від одного кілометра до щонайбільше трохи більш ніж 200 кілометрів і завдовжки багато тисяч кілометрів на кілька коротких митей повністю, тобто цілком, закриває Сонце. Повна тінь Місяця востаннє у XX столітті торкнулася земної кулі 11 серпня 1999 року. Її шлях пролягав тоді й через німецькомовний простір. Багато людей змогли долучитися до цього унікального явища природи, хоча подекуди хмари й затулили погляд на чорне Сонце.
Інша інформація для вчителя (1/5)
Попередні знання

У досліді «Утворення тіні» учні дослідили виникнення повної тіні й півтіні. При цьому вони встановили, що ділянки тіні виникають лише позаду освітлених непрозорих тіл і що прямолінійне поширення світла належить до причин утворення тіні.
Принцип

Використовується модель «Земля - Місяць», яку виготовляють самостійно, щоб учні могли скласти уявлення про виникнення сонячних і місячних затемнень.
Інша інформація для вчителя (2/5)
Навчальна мета

Завдання

Як застосування для закріплення знань про утворення тіні учні мають у цьому досліді дослідити умови виникнення місячного та сонячного затемнення. При цьому не лише повторюються щойно згадані фізичні знання, а й робиться важливий внесок у розуміння цих природних явищ.
- Створення моделі «Земля - Місяць»
- Дослідження умов, за яких виникають місячні та сонячні затемнення
Інша інформація для вчителя (3/5)

Однак особлива складність цього досліду полягає в тому, що учень має змінювати площину спостереження, щоб правильно охопити перебіг явищ - особливо при виникненні сонячного затемнення. Тому за допомогою відповідних прикладів, не пов'язаних із дослідом (напр., пасажир, який спостерігає з потяга або з перону), слід повправлятися в перенесенні точки спостереження.
| середній діаметр Землі | 12 740 км = 1 d |
| середній діаметр Місяця | 3 470 км = 0,27 d |
| середній діаметр Сонця | 1 390 000 км = 110 d |
| середня відстань Земля - Місяць | 384 000 км = 30 d |
| середня відстань Сонце - Земля | 149 600 000 км = 11 700 d |
Інша інформація для вчителя (4/5)
Порада
Замість кулі як моделі Землі використовують перевернуту кювету. Слід звернути увагу, щоб завдяки самостійно виготовленій і закріпленій паперовій смужці кювета стала непрозорим тілом на шляху світла від освітлювача. Проте клейку стрічку треба одразу після досліду знову зняти, щоб на кюветі не лишилося решток клею, які могли б погіршити оптичну якість кювети для подальших дослідів.
Інша інформація для вчителя (5/5)
Примітка
Для виготовлення кулі-Місяця (якщо немає скляної кульки) підходить пластилін (10 паличок, арт. № 03935-03); земну кулю також можна виліпити з цього матеріалу. Куля-Місяць із пластиліну має ту перевагу, що її можна наколоти на олівець і так простіше вести вздовж кола.
Про відмінності між моделлю та дійсністю слід поговорити з учнями. Для цього варто взяти до уваги також справжні розміри трьох небесних тіл та відстані між ними.
Правила безпеки


- Галогенні лампи при тривалому використанні нагріваються
- Уникайте дивитися прямо в джерело світла
Інформація для учнів
Мотивація

Сонячне затемнення 1999 року
Переживання повного сонячного затемнення - це набагато більше, ніж просто спостереження за особливим розташуванням світил. Мало що може виразніше нагадати нам, що ми як частина космосу є мешканцями однієї з багатьох планет. Космічна гра світла й тіні дасть тобі пережити Землю, Сонце, Місяць і планетну систему в цілком новий і навіть несподіваний спосіб.
Завдання

- Створи модель «Земля - Місяць».
- Дослідь, за яких умов виникають місячні та сонячні затемнення.
Схема досліду
Обладнання
| Позиція | Обладнання | Артикул | Кількість |
|---|---|---|---|
| 1 | Освітлювач галогенний, 12 В / 20 Вт | 09801-00 | 1 |
| 2 | Кювета, подвійний півкруг, r = 30 мм | 09810-06 | 1 |
| 3 | PHYWE Джерело живлення пост. струм: 0...12 В, 2 A / змін. струм: 6 В, 12 В, 5 A | 13506-93 | 1 |
Додаткове обладнання
| Позиція | Обладнання | Кількість |
|---|---|---|
| 1 | Білий папір (DIN A4) | 1 |
| 2 | Циркуль | 1 |
| 3 | Ножиці | 1 |
| 4 | Клейка стрічка | 1 |
| 5 | Куля, непрозора (з пластиліну або скляна кулька), d прибл. 15 мм | 1 |
Складання (1/3)

Побудова моделі Землі
Побудуй на правому боці аркуша паперу коло радіусом 8 см.
Складання (2/3)

Закріплення клейкої стрічки
Виріж смужку паперу точно за розмірами 1,5 см × 9,5 см і обережно закріпи її клейкою стрічкою на зовнішньому краї кювети так, щоб одна половина ззовні стала непрозорою.
Складання (3/3)

Повна модель «Земля - Місяць» з освітлювачем
- Якщо в тебе немає скляної кульки, виліпи з пластиліну кулю діаметром приблизно 1,5 см і поклади її на край кола. Поклади перевернуту кювету в центр кола. Постав освітлювач боком із лампою ліворуч біля паперу.
Виконання (1/3)
Виконання (1/4)

Підготовка
Під'єднай освітлювач до блока живлення (12 В~).
Виконання (2/3)
Виконання (2/4)

Розглядання об'єкта
- Пересувай скляну кульку або кулю вздовж кола. Поспостерігай за тінню, яку відкидає куля, і за тінню кювети на кулі.
- Постав кулю в положення, показані на рисунку. Поспостерігай за кожного положення, які тіні виникають на кюветі та на кулі.
- Занеси свої спостереження в протоколі до таблиці на сторінці результатів.
Виконання (3/3)
Виконання (3/4)

Утворення тіні у трьох вимірах
- Підніми кулю приблизно на 2,5 см у тих положеннях, у яких вона на колі стоїть перед кюветою або за нею. Знову поспостерігай за утворенням тіні!
- Порівняй із попередніми спостереженнями і запиши свої результати також у таблицю.
- Вимкни блок живлення і відстав освітлювач убік.
- Прибери паперову смужку та рештки клейкої стрічки з кювети.
Протокол
Таблиця 1
Результат - Таблиця 1
Запиши свої спостереження:
Спостереження тіні кулі / кювети Вид затемнення
voraufKreis: Спостереження:
voraufKreis: Тип:
hinteraufKreis: Спостереження:
hinteraufKreis: Тип:
Положення кулі
перед кюветою на колі
за кюветою на колі
біля кювети на колі
перед кюветою на висоті 2,5 см
за кюветою на висоті 2,5 см
nebenaufKreis: Спостереження:
nebenaufKreis: Тип:
vorHoch: Спостереження:
vorHoch: Тип:
hinteraufKreis: Спостереження:
hinterHoch: Тип:
Таблиця 2
Опрацювання - Таблиця 1
Які 3 небесні тіла моделюють у цьому досліді дослідні прилади? Доповни огляд.
Модель небесного тіла
Ergebnis, Leuchtbox: Небесне тіло:
Дослідний прилад
Освітлювач
Кювета
Куля / скляна кулька
Ergenis, Kuvette: Небесне тіло:
Ergebnis, Kugel: Небесне тіло:
Завдання 1
Тимчасове затемнення повного Місяця називають місячним затемненням. Порівняй наступний рисунок зі своєю дослідною установкою.
Доповни рисунок, вписавши назви змодельованих небесних тіл.

Завдання на схемі: розташуйте підписи по місцях. Підписи: Земля; Сонце; Місяць. Місця на схемі: Земля; Сонце; Місяць.
Завдання 2
За яких умов виникає місячне затемнення? Якщо Сонце, Земля і Місяць перебувають в одній ____ і ____ під час свого обертання навколо ____ потрапляє в її (повну) ____, то з Землі його вже не видно. Тоді ми переживаємо ____.
Завдання 3
Один оберт Місяця навколо Землі триває прибл. 29 днів. Попри це, місячне затемнення можна спостерігати лише прибл. раз на рік. Спираючись на ці факти й на своє спостереження під час виконання досліду, висуни припущення, чому ми переживаємо місячне затемнення не за кожного оберту Місяця. Лише коли 3 небесні тіла ____, ____ і ____ перебувають в одній ____, може виникнути місячне затемнення.
Завдання 4
Яка тінь має значення для виникнення сонячного затемнення? Якщо тінь ____ лежить на частині ____, то звідти не видно ____. Для спостерігача, який перебуває в цьому місці на Землі, настає ____.
Завдання 5
Чому Місяць може бути повністю затемнений тінню Землі? Чому натомість при сонячному затемненні щоразу затінюються лише частини земної поверхні? Оскільки ____ приблизно вчетверо менший за ____ і, порівняно з відстанню Сонце-Земля, розташований дуже близько до ____, ____ Землі може повністю його ____. І навпаки, з цих причин він ніколи не може своєю тінню повністю ____ більшу земну поверхню.
Завдання 6
Останнє видиме в Німеччині повне сонячне затемнення було 11.08.1999, а наступне буде 03.09.2081. Обґрунтуй за допомогою своїх спостережень і міркувань про виникнення сонячного затемнення, чому ми так рідко можемо спостерігати сонячне затемнення. Лише коли Сонце, Земля і Місяць перебувають у ____і і ____ під час свого обертання відкидає тінь на ____, з відповідної точки на ____ можна спостерігати ____.
Додаткове завдання
При сонячних і місячних затемненнях тіні на небесних тілах завжди мають кругову межу. Який висновок з цього випливає щодо поширення світла? Завдяки ____ світла виникають ____, які мають ту саму ____, що й тіло, ____.