首頁 > 訊息與活動 > 科學教育
生命科學
科學教育
人體研究
醫護教育
 
 
 
 
科學教育
 
PASCO數位化實驗 –太陽與四季
2017-03-23

透過簡單的地球儀模型與無線光感應器,我們可以來模擬四季的變化,設計如下圖所示的模擬系統,包括一個模擬太陽的燈泡,一個地球儀,並且利用魔術貼將無線光感應器粘在地球上,以及一把尺,用於解決關於照度是由於地球對太陽距離的迷思與誤解。

透過簡單的地球儀模型與無線光感應器,我們可以來模擬四季的變化,設計如下圖所示的模擬系統,包括一個模擬太陽的燈泡,一個地球儀,並且利用魔術貼將無線光感應器粘在地球上,以及一把尺,用於解決關於照度是由於地球對太陽距離的迷思與誤解。

若無法正常顯示請 按此

太陽與四季


時值春天尾聲,北半球白天的時間變得越來越長,這是學生探索季節成因的最好實例。很多學生常常誤解,認為地球與太陽的距離是季節變化的主要因素,但是如果是這樣,那麼北半球與南半球在一年中的同一時間應該會有相同的季節,而事實上它們是相反的。為什麼?


透過簡單的地球儀模型與無線光感應器,我們可以來模擬四季的變化,設計如下圖所示的模擬系統,包括一個模擬太陽的燈泡,一個地球儀,並且利用魔術貼將無線光感應器粘在地球上,以及一把尺,用於解決關於照度是由於地球對太陽距離的迷思與誤解。


太陽與四季-PASCO數位化實驗

首先,我們先看看北半球的1月。學生應注意緯度並使用 SPARKvue 測量光強度。


太陽與四季-PASCO數位化實驗

然後將 無線光感應器 固定在與前面相同緯度的南半球,但遠遠低於赤道,以測量那裡的光強度。


太陽與四季-PASCO數位化實驗

較優秀的學生可能會發現,地球的傾斜角度,極大地影響了感應器相對於燈的角度。然而入射角是否也會影響光的強度?這可能會有一番激烈的辯論,我們可以讓學生在他們收集數據之前創建一個假設,然後檢查數據找出答案!


太陽與四季-PASCO數位化實驗

隨著地球自轉的傾斜角度,有更多的光進入南半球。抵達地球表面上的一個區域的光量稱為日射。地球的傾斜影響太陽輻射,這是為什麼北半球處於冬季時,而南半球正好經歷夏季。對於假設季節是基於與太陽的距離的學生,這是真正推翻錯誤假設的驗證!


而地球在它的軌道運行時中發生了什麼?現在不需要再等待6個月,我們可以將時間快轉到7月,只需將地球移動到燈的另一邊。使用直尺確保地球與“太陽”等距,並將無線光感應器固定在北半球。


太陽與四季-PASCO數位化實驗

地球的相對的距離沒有改變,但現在北半球更直接地面向燈。接下來,我們可以將感應器再度移動到南半球,看看日射是否仍然像以前一樣強。


太陽與四季-PASCO數位化實驗

我們可以通過再次檢查SPARKvue數據來驗證效果。

太陽與四季-PASCO數位化實驗

隨著入射角改變,光強度與上一次的數據結果相反。現在北半球沐浴在陽光下,而南半球日照大幅下降。


使用SPARKvue軟體,我們可以通過比較數據得到一年的變化。

太陽與四季-PASCO數位化實驗

在這個有趣的活動中,學生應該看到,在一年的不同時間照射到地球表面的光通量是基於地球自轉軸的傾斜,而不是與太陽的距離。希望這項活動可以幫助學生理解季節的真正原因。




欲知更多詳情,歡迎與總代理  錫昌科教聯絡。



錫昌科技股份有限公司
KYS Technology

info@kyst.com.tw
T  02-2911-5233
F  02-2911-6855
education.kyst.com.tw

KYS Youtube KYS_FB line@