VE TRÁI ĐẤT VÀ BAU TRỜI - VAT LÍ 10
2.2. Xây dựng thử nghiệm các thí nghiệm đơn giản về Trái Dat và bầu
trời
2.2.1. Sự cần thiết phải xây dựng các thí nghiệm đơn giản về Trái Dat va bầu trời
- Đề thực hiện các mục tiêu dạy học ở phần trên theo yêu cầu cần đạt của chương trình và phát trién năng lực GQVD thi trong quá trình day học HS cần tiễn hành các thí nghiệm sau đây:
1 Xác định được các chòm sao trên bản đồ sao
2 Xác định sao Bắc cực từ đó xác định phương hướng
3 Giải thích được chuyên động của các thiên thé bằng mô hình hệ
nhật tâm của Copernic.
4 Giải thích được các pha nhin thay của Mặt Trăng từ các vị tri khac nhau trên Trái Dat.
5 _Vẽ hinh mô tả vả giải thích được chuyên động tạo thành hình vòng
nút của các hành tinh.
6 Mô hình thí nghiệm dé mô tả hiện tượng nhật thực, nguyệt thực.
Hiện nay ở các trường phổ thông, việc trang bị các thí nghiệm gặp khó khăn vì hầu hết các trường đều chưa trang bị các thí nghiệm trên và nếu có thì học sinh cũng chưa được tiếp xúc nhiều, không biết cách sử dụng như thế nào đề đạt mục tiêu bài học và phát triển NLGQVĐ
Vì thế nên cần thiết phải thiết kế, ché tạo thử nghiệm các dụng cụ và giao nhiệm vụ dé HS tiến hành các thí nghiệm đó dưới hình thức dạy học dự
án
Chúng tôi sẽ lựa chọn bốn dụng cụ thí nghiệm để nghiên cứu trong
luận văn, đó là:
+ Mô hình hệ nhật tâm của Copernic
35
+ Mô hình các pha nhìn thấy của Mặt Trăng, đồng thời mô tả hiện
tượng nhật thực, nguyệt thực
+ Mô hình chuyển động nhìn thấy của Mặt Trời + Bản đồ sao địa phương
2.2.2. Xây dựng thử nghiệm các thí nghiệm
a) Thí nghiệm 1: Mô hình chuyền động các hành tinh trong Hệ Mặt Trời
- Mục đích
Minh hoạ mô hình nhật tâm Copernic, một số đặc điểm cấu tạo và tính chất chuyên động của 8 hành tinh trong Hệ Mặt Trời
M6 hình hệ nhật tam cho rằng:
e Mặt Trời nằm yên ở trung tâm vũ trụ.
e Các hành tinh (Thuy tinh, Kim tinh, Trái Dat, Hoà tinh, Mộc tinh, Thổ tinh) chuyên động xung quanh Mặt Trời theo quỹ đạo tròn va cùng
chiều.
e Trái Đất quay xung quanh trục của nó trong khi chuyển động quanh
Mặt Trời.
e Mặt Trăng chuyền động trên một quỹ đạo tròn quanh Trái Dat.
e Các hành tinh kế theo thứ tự tăng dan từ Mặt Trời la: Thuỷ tinh, Kim tinh, Trái Dat, Hod tinh, Mộc tinh và Thổ tinh.
© Các sao ở rat xa và có định trên thiên cầu.
- Chế tạo dụng cụ
Bảng 2.1. Các bộ phận của mô hình Mat Trời va 8 hành tinh
Tên chỉ tiết Kích thước Số lượng Quả cầu mô tả hành
` 8 kích cỡ khác nhau 8 tinh băng nhựa plastic
Đề đặt Đường kính 15 em | Các thanh nối bằng
Đường kính 0.5 cm 7 nhựa plastic
36
Mỗi quả cầu được gắn lên giá nhựa, có thể quay quanh quả cầu Mặt
Trời ở trung tâm.
- Bố trí & tiến hành
Lắp các quả cầu hành tinh vào giá đỡ, kích thước và vị trí của các quả cầu có tính chính xác tương đối về các hành tinh trong hệ Mặt Trời.
Thí nghiệm đã đạt được các mục đích ban đầu đề ra là minh hoạ mô hình nhật tâm Copernic, một số đặc điểm cấu tạo và tính chất chuyển động
của 8 hành tinh trong Hệ Mặt Trời
Hình 2.1. Mô hình Hệ Mặt Troi-1 Hình 2.2. Mô hình Hệ Mặt Trời
Hình 2.3. Hình ảnh quan sát thấy Thuỷ tinh, Kim tinh, Thổ tinh, Hoa tinh, Mộc tinh
gan thang hang nhau
b) Thí nghiệm 2: Mô hình Mat Trời — Mat
Trang — Trai Dat
37
Hình 2.4. Mô hình Mặt Trời — Mặt Trăng — Trái Dat
Mục đích
Minh hoạ các pha nhìn thấy của Mặt Trăng, minh hoạ chuyển động tương đối giữa Trái Đất Mặt Trăng và Mặt Trời. Mặt phăng quỹ đạo của Mặt Trăng quay quanh Trái Đất và mặt phẳng quỹ đạo của Trái Đất quay quanh Mặt Trời lệch nhau một góc khoảng 5°. Khi Mặt Trời năm trên đường thăng giao giữa hai mặt phăng này thì sẽ xảy ra hiện tượng nhật thực hoặc nguyệt
thực trên Trai Dat.
Nó minh hoạ chuyền động tương đối giữa TD MT mT như thé nào...
Vduj Thế nào là 1 năm, thế nào là 1 ngày đêm, thé nào là 1 tuần
Trăng
Minh hoạ về các pha nhìn thấy của Mặt Trăng - Chế tạo dụng cụ
Bảng 2.2. Các bộ phận của mô hình Mặt Trời — Mặt Trăng — Trái Đất
Tên chỉ tiết Kích thước Số lượng Qua cầu xốp Đường kính 1 cm 1
Quả cầu xốp Đường kính 2 cm 1 Qua cầu xốp Đường kính 3 cm 1
38
Day nit Dai 3 cm 2
Đề gỗ 10x10 em 1
Thanh nối gỗ 10 cm 1 Thanh nối gỗ 4cm 1
- Bo tri & tién hanh
Gan các qua cầu vào đầu các thanh nối bằng các thanh kim loại nhọn, các thanh nối với nhau bang day nit dé có thé quay quanh trục, cả hệ được gắn
lên một đề gỗ.
c) Thí nghiệm 3: Chuyển động nhìn thấy của Mặt Trời
Mục đích
Điều tra chiều chuyên động và sự mọc lặn của Mặt Trời hằng ngày
Nếu đứng nhìn về hướng Bắc, hằng ngày chúng ta sẽ thấy Mặt Trời
mọc ở phía Đông và lặn ở phía Tây hay mọc bên tay phải và lặn bên tay trái
của chúng ta. Đường tưởng tượng phân cách giữa mặt Dat với bau trời gọi là
đường chân trời.
Buổi sáng, khoảng thời gian Mặt Trời nhô lên khỏi đường chân trời gọi là bình minh, sau đó Mặt Trời di chuyền dan lên cao. Budi trưa, Mặt Trời ở vị tri cao nhất. Budi chiều, Mặt Trời hạ xuống thấp dan và lặn xuống phia dưới đường chân trời, khoảng thời gian Mặt Trời lặn xuống dưới đường
chân trời gọi là hoàng hôn.
Đường đi của Mặt Trời quan sát thấy là một cung tròn hướng từ Đông sang Tây trên quả cầu không gian.
Điểm cao nhất của Mặt Trời là lúc giữa trưa, ở vị trí giao giữa đường
đi của Mặt Trời với cung tròn theo trục Bac - Nam của Trái Dat.
39
C A
Đường chan trời
Hưởng Tây Người quan sát Hướng Đông fe
Mat Trời lan nhìn hướng Bắc Mặt Trời mọc Đông
Hình 2.7. Đồng hồ Mặt Trời
Cách xây dựng thang đo
Giả sử rang vĩ độ địa lý là ọ, chiều cao của kim giờ là H, chênh lệch
giữa thời gian được ghi chép và giữa trưa là T, góc giữa vạch thời gian và
kim giờ là A và khoảng cách là D, sau đó công thức tính được tổng hợp như
Sau:
+ Đồng hồ mặt Đất: tanA = tanT x Sing
‹ Đồng hồ Mặt Trời xích đạo: Một nửa đĩa, tương đương mười lam độ
mỗi giờ, vuông góc với đường giữa trưa.
e Vùng địa cực quỹ: D= Hx tan (15T)
‹ Đồng hồ Mặt Trời dọc về phía nam: tanA = tanT x Cos
e Đông hoặc tây dọc: D = H x tan [15(6-T)]
40
ô Doc bờn: là gúc xiờn của tường gấp nếp: tanA = SinO x tan(R + 15T). Đề cập đến góc W giữa kim giờ và đường thắng đứng của tường (tanW = Sin0 x Coto). Đề cập đến góc O phía trên tường khi kim giờ cao (SinO = Sin0 x Coso). Góc giữa kim giờ và mốc thời gian của buổi trưa (Cot R = Cot0 x Sing). Góc S trong khoảng thời gian từ 6 giờ đến 12 giờ (Cot S =
Sin0 x tang).
ô Hỡnh chiều bong Mặt Trời: Giỏ trị của điểm thời gian theo hướng trục đài: D = Sin (15T); Giá trị của điểm thời gian theo hướng trục ngắn: V =
Sing x Cotg; Tỷ lệ của trục chính với trục nhỏ của hình elip: Sing; VỊ trí của cương cứng (người đứng): D = tan del x Cosọ, trong đó del là sự suy giảm của bóng Mặt Trời.
d) Thí nghiệm 4: Xác định các chòm sao trên bản đồ sao
Mục đích
Minh hoạ việc xác định vi trí chòm sao băng bản đồ sao
ĐỀ xác định được các chòm sao trên bầu trời, các nhà thiên văn đã lập bản đồ sao. Bản đồ sao gồm hình ảnh các chòm sao được định vị trên bầu trời dựa vào vi trí quan sát, thời điềm quan sát ở mặt Dat theo các vĩ độ nơi
quan sát.
Ở mỗi một địa điểm trên Trái Đất, khi quan sát bầu trời sao vào các mủa khác nhau, chúng ta sẽ thấy các chòm sao khác nhau.
Chế tạo dụng cụ
Chuẩn bị ban dé sao in A4 ứng với vị trí THPT chuyên Hải Dương
ngày tháng năm...
Chuan bị bản hướng dẫn sử dụng phần mềm Stellarium
Stellarium là phần mềm mô phỏng 3 chiều bầu trời với tất cả các vì sao quan sát được từ trung tâm là Trái Đất theo thời gian với độ chính xác gan như tuyệt đối. Không chi vậy, Stellarium còn cung cấp khá day đủ các
công cụ đê bạn thao tác nêu bạn muôn tìm hiêu sâu hơn vê một hành tinh
4I
nào đó và mối quan hệ của nó với các hành tinh còn lại như: phóng to, thu nhỏ, hiển thị thông số vị trí..
Bố trí và tiến hành
Các bước thực hiện dé xác định vi trí của 3 chùm sao Gấu Lớn, Gau
Bé và Thiên Hậu
Chòm sao Gấu Lớn: Chòm sao Gấu Lớn là một trong những chòm sao sáng nhất bầu trời phương Bắc, được tạo thành từ 7 ngôi sao chính có độ sáng tương đồng nhau.
Chòm Gấu Lớn dễ đề quan sát nhất là vào mủa xuân, sau hoàng hôn.
Bay ngụi sao chớnh của chũm Gấu Lớn cú tờn là ứ (alpha), B (bờta), y
(gama), 6 (delta), ¢ (épxilon), ¢ (zeta), 7 (eta)
bâu trời phương Bắc, cạnh chòm Gâu Lớn.
Chòm sao Gâu Bé cũng được tạo thành từ 7 sao chính. Ngôi sao ở cuôi đuôi chòm sao Gâu Bé chính là sao Bac Cực. Khoàng cách giữa các sao trong chòm Gâu Bé nhỏ hơn so với các sao trong chòm Gau Lớn.
42
sao sáng trên bầu trời phương Bắc, có vị trí quan trọng đề xác định vị trí của sao Bắc Cực. Chòm sao Thiên Hậu mang hình ảnh của nữ hoàng Cassiopeia trong truyền thuyết Hy Lap, được tạo thành từ 5 ngôi sao ở thiên cầu Bắc, đối diện với chòm Gấu Lớn qua chòm Gấu Bé.
Ta đã thay thế bầu trời sao thật bằng các bản đồ sao trên màn hình
máy tính....
2.3. Tổ chức thực hiện và đánh giá dự án 2.3.1. Chuẩn bị dự án
Hoc sinh mỗi lớp được chia thành 4 nhóm, mỗi nhóm 8-10 học sinh
GV giao nhiệm vụ cho từng nhóm:
Nhóm 1: thực hiện dự án “Mô hình các hành tinh trong Hệ Mat Trời”
Nhóm 2: thực hiện dự án “Mô hình các pha nhìn thấy của Mặt Trăng,
nhật — nguyệt thực”