Úkol 1: Demonstrace zatmění Slunce
Vzatemněné místnosti demonstrujte vznik zatmění Slunce. Jako model Slunce použijte slabší směrový plošný zdroj světla. Jako modely Země a Měsíce použijte různě velké koule (míče), dodržte vzájemný poměr velikostí – Měsíc má přibližně 3 až 4krát menší průměr než Země. Osviťtesvětlem model Země, umístěte „Měsíc“ do vhodné vzdálenosti mezi „Slunce“ a „Zemi“a pozorujte vznik plného stínu a polostínu na „zemském“ povrchu.
Cíl aktivity
Cílem této aktivity je, aby žáci pochopili princip vzniku zatmění Slunce a oblastí plného stínu a polostínu. Zapamatují si vzájemnou polohu těles při zatmění Slunce (Slunce – Měsíc – Země) v tomto konkrétním pořadí.
Metodické poznámky pro učitele
■ Největším problémem je zajištění vhodného zdroje světla. Zdroj musí být plošný, ideálně kruhový o průměru minimálně 20 cm, lépe 30 a více cm. Zároveň musí být zdroj směrový, aby neozařoval okolí místnosti, ale svítil pouze na „Zemi“ a „Měsíc“. Je vhodné, aby zdroj byl poměrně slabý (žárovka 20 – 40 W při vzdálenosti 2 – 3 metry), aby místnost nebyla ozářena ani světlem odraženým od modelů. Ideální je reflektor s úzkým kuželem o průměru 30 – 40 cm. Lze použít i rozměrnější stropní svítidlo na závěsu (lustr) obalené ze stran a shora kuželem neprůhledné látky (např. přes lustr shora přehozená a zapnutá silnější bunda, mikina či svetr). Pak je samozřejmě optická osa experimentu orientována svisle a „Země“ leží na podlaze pod lustrem.
■ Pro provedení by bylo ideální mít k dispozici místnost s černými stěnami pohlcujícími rozptýlené a odražené světlo. Pak by omezení kladená na světelný zdroj nemusela být tak striktní. (Slunce je také všesměrový zdroj.) Taková místnost však zpravidla není k dispozici.
■ Je vhodné model Měsíce nedržet v ruce, ale umístit na tyčku (špejli), aby v promítaném stínu a polostínu nerušil stín prstů ruky.
■ Vhodné modely jsou například volejbalový míč – Země a tenisový míček – Měsíc; případně molitanový nebo gymnastický míč 15 cm – Země a míček na stolní tenis – Měsíc.
■ Pokud nejsou k dispozici vhodné kulové modely těles, je možné stín a polostín promítat pomocí kruhového stínítka na plochý podklad, viz sousedící obrázek. Oblasti stínu a polostínu jsou i tak dobře patrné, ale model již částečně pozbývá dojmu reálnosti.
■ Nejdůležitější je příprava vhodného zdroje světla a dobré zatemnění místnosti. Doporučujeme toto připravit a vyzkoušet předem, neponechávat na činnosti žáků.
Vzorové řešení:
Jedná se o aktivitu kvalitativní, není možné ani vhodné uvádět vzorové řešení. Konkrétní provedení závisí na dostupných možnostech realizátora, viz poznámky výše.