行星
地球和太空

教学系外行星物理

实践活动11-14

为11至14岁学生提供五项与课程有关的实践活动。

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系外行星是指围绕太阳以外的恒星运行的行星。这些资源的开发是为了帮助将这一新的和令人兴奋的研究领域带入课堂。Exoplanet物理学由五项实际活动组成,与11-14课程相匹配。每个活动都可以用于课程或作为科学俱乐部的一部分。

下载完整的资源包:

EXOPLANET_PHYSICS_RESOURCE_PACK.PDF.

有用的链接和各个下载,每个实际活动中的每一个和CREST扩展可供下面使用。

下一个

行动教学物理资源,由符合11-14岁的5个实际活动组成,可以在页面底部的下载中找到。一个示例资源以及交互式恭维它,如下所示。

行星的轨道运动
地球和太空

运输方法

实践活动11-14

在这项活动中,学生们使用一盏灯和聚苯乙烯球来模拟天文学家如何使用凌日法探测系外行星。


设备和材料

  • 灯(最好是带有蛋白石球形灯泡的)
  • 各种大小的聚苯乙烯球
  • 竹制烧烤串(约30厘米长)
  • 摄像头
  • 轻型格斗软件

每个学生都需要一份指导和工作表的影印本。

健康与安全技术说明

要求学生在建造模型时要小心,因为串可能很敏锐。警告学生不要直接盯着灯。此活动使用一块名为Light Grapher的软件,该软件检测从网络摄像头的输入来以图形方式显示模型星的亮度。

的实践活动

  1. 学生们应该用一盏灯来代表他们的恒星,并把一个球绑在一根棍子或木棍上来代表他们的系外行星。
  2. 然后他们应该移动他们的球在他们的灯前面的串/棍,产生一个光曲线。你需要解释如何使用Light Grapher软件。
  3. 一旦学生制作了一个光线曲线,它们应该预测光线的形状如何改变更大,更快的外延。鼓励他们考虑他们需要保持常量的变量(例如轨道的半径)以测试他们的预测。

下载资源

下面的资源包括老师的笔记,学生的工作表和说明。

行星
地球和太空

可居住的区域

实践活动11-14

学生们研究温度如何随着距离热源的距离而变化,并将其与行星温度联系起来。


设备和材料

(每组2至4人)

  • 安装在支架中的辐射加热器或250 W红外灯泡
  • 2个温度计(一个灯泡发亮,另一个灯泡变黑)
  • 2个夹子和支架
  • 米规则
  • 图纸纸

每个学生都需要一份指导和工作表的影印本。

健康与安全技术说明

旧的由水管供电的辐射加热器与碗状火元件不再被推荐在学校使用。参考CLEAPSS实验室手册11.9.2的安全信息和替代方案。一个240瓦的红外线灯泡就可以了。

谨防烫伤:告诉学生一旦感受到任何东西就会停下来。如果使用灯,警告学生不要直接看光线,因为它将非常亮。

的实践活动

  1. 学生们使用温度计来测量离辐射加热器不同距离处的温度。他们应该在一个良好的距离(约70厘米)从加热器开始,并向它移动。
  2. 学生们可能会意识到,当他们接近加热器时,温度会上升。
  3. 闪亮的灯泡温度计应该显示较低的温度,因为它将辐射反射走。发黑的温度计能更好地吸收辐射。
  4. 学生画完图表后,讨论他们的结果,并解释为什么温度会随着离恒星/加热器的距离而降低。
  5. 还要询问学生他们认为该图表将改变更强大的加热器/明星。

下载资源

以下资源包括教师笔记,学生工作表和指示。

行星
地球和太空

行星密度

实践活动11-14

学生使用铁和沙子来模拟地球的组成,并估计其铁芯占据了地球的一部分。


设备和材料

(每组2至4人)

  • 平衡
  • 量筒
  • 偷球轴承或钢块约。2或3厘米宽
  • 沙子

每个学生还需要指令和工作表的复印件

健康与安全技术说明

如果使用滚珠轴承,请提醒学生,如果任何落在地板上,他们必须迅速拿起,以便在他们身上。为每组一道菜来保持它们。平衡上的一点点薄纸将阻止它们滚动。

的实践活动

  1. 通过展示一个钢球(代表地核)和一些橡皮泥来介绍活动。讨论它们的不同密度。解释如何计算密度和引入单位。
  2. 将一层橡皮泥缠绕在球周围以代表披风和地壳。关于平均密度可以说什么?
  3. 您可以通过将球浸入量的圆筒上的水中测量球+橡皮泥的质量和体积,然后增加覆盖量的橡皮泥。然而,砂是代表岩石的更好的材料,因为它的密度更接近地球表面上的岩石的密度。
  4. 他们应该发现,随着沙子的增加,平均密度比钢的密度降低了。
  5. 活动结束后,你可能想讨论地球的组成。解释尽管地壳的密度与沙子相似,但地幔中的岩石的密度更高

下载资源

以下资源包括教师笔记,学生工作表和指示。

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地球和太空

外产大气压

实践活动11-14

在这项活动中,学生们使用衍射光栅来观察来自不同来源的光谱,并推断出我们如何能计算出哪些化学物质存在于系外行星的大气中。


设备和材料

(每组2至4人)

  • 可接入各种光源(白炽灯、荧光灯、钠灯、LED手电筒)
  • 本生灯火焰
  • 衍射光栅或分光镜
  • 氯化钠 - 几粒

每个学生还需要一份指导和工作表的影印本。

健康与安全技术说明

本生灯注意事项请参考CLEAPSS实验室手册9.10.2。警告学生不要直接盯着灯。

的实践活动

  1. 介绍一种想法,为了更多地了解遥远的恒星和系外行星,天文学家分析它们的光。演示如何通过衍射光栅/分光镜观察光谱。
  2. 重要的是,学生可以观察一些光源。您可能希望在房间周围放置几个房间,让学生从一个到另一个人向另一个移动,按照他们的观点来录制他们的观察。
  3. 或者,您可以在房间前面设置每个来源,以便所有学生都可以同时看到相同的源和频谱。这将允许您讨论他们观察到的内容,以便您可以确保所有学生都看到了许多不同的光谱。
  4. 一些学生可能会发现很难观察光谱。如果你提供了手持分光镜,告诉他们如何改变狭缝的宽度,让更多或更少的光进入。如果他们使用的是未安装的衍射光栅,他们应该将衍射光栅靠近一只眼睛,并直接观察光源。然后,通过观察一边,他们应该看到一个光谱。它可能有助于使用卡片或纸覆盖大部分光栅,留下一个小狭缝未盖。
  5. 您可以访问一组放电管,每个排出管在低压下包含不同的气体。通过连接每个转向电源,您可以显示产生的不同颜色及其光谱
  6. 要产生钠焰,可以在火焰中撒几粒盐,或者使用浸入浓盐溶液中的金属棒。

下载资源

以下资源包括教师笔记,学生工作表和指示。

昼夜循环
地球和太空

日日夜夜,四季更迭

实践活动11-14

学生在星上模拟一个星球的运动,并调查如何在其他行星上的日夜和季节可能不同。


设备和材料

每组2至4名学生

  • 灯(最好是带有蛋白石球形灯泡的)
  • 各种大小的聚苯乙烯球
  • 竹制烧烤串(约30厘米长)
  • 记号笔

每个学生还需要一份指导和工作表的影印本。

健康与安全技术说明

告诉学生不要直接盯着灯。

的实践活动

  1. 说明灯代表明星,聚苯乙烯球代表其周围的轨道上的外延。简要提醒学生为什么经历过日夜和季节。
  2. 学生们必须用一根木棍穿过一个球来代表系外行星的轴。
  3. 他们应该标记两极和赤道作为参考点。
  4. 学生们以结对或小组的形式向彼此展示昼夜和季节。鼓励他们从恒星在天空中的运动、光强和温度等方面描述太阳系外行星上的观察者会注意到什么。
  5. 然后,它们应该继续为其工作表上描述的两种类型的外延行程进行模拟,并以与上述相同的术语讨论它们。他们应该考虑这些外星人世界的生活可能性。
  6. 他们可以以图文并作的书面报告或在课堂上展示自己的发现。

下载资源

以下资源包括教师笔记,学生工作表和指示。

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