menu 5 СЛЪНЧЕВА СИСТЕМА
Erasmus+: КД2: Стратегически партньорства в областта на образованието, обучението и младежта

Задача 4: Наблюдение на пълни слънчеви затъмнения от други планети

Решете дали пълното слънчево затъмнение може да се наблюдава и от други планети в нашата Слънчева система. Проверете в интернет необходимите данни за планетите и техните спътници. Препоръчителни източници: http://astronomia.zcu.cz alebo https://cs.wikipedia.org

Цел на задачата 

Целта на тази дейност е да се задълбочи представата за механизма на слънчевото затъмнение и да се подчертае съществуването и на друго тяло със същия или по-голям ъглов размер като необходимо условие за пълно затъмнение, което може напълно да затъмни Слънцето. Целта на тази дейност е да се припомни допълнителна информация за Слънчевата система, планетите, техните спътници и разстоянията между тях.

Методически бележки за учителите

■ За да се осъществи тази дейност успешно, учениците трябва да са получили основни познания за планетите в Слънчевата система и техните спътници. Освен това те трябва да могат самостоятелно да намират необходимата информация в Интернет.
■ Някои ситуации могат да бъдат решени недвусмислено само въз основа на качествени разсъждения, други трябва да се изчислят количествено – да се сравни ъгловият размер на Слънцето и тялото, което евентуално би могло да покрие слънчевия диск.
■ Не е необходимо да се взема предвид наклона на траекторията на затъмняващото тяло спрямо еклиптичната равнина. Това се отразява само на честотата на затъмненията.
■ Струва си да се отбележи, че когато планетите са далеко, има пълно слънчево затъмнение, но тъй като разстоянието, на което се движат тези планети е много голямо, то слънчевото затъмнение е значително по-слабо, отколкото на Земята, и то няма да бъде толкова впечатляващо, както на нашата планета.
■ При всяка планета също така посочваме дали разсъжденията са тривиални, стандартни или подходящи само за надарени ученици. По това можем да изберем само някои планети.

Примерно решение:

Меркурий: Планетата няма спътници и е най-близо до Слънцето. Няма тяло, което да причини пълно слънчево затъмнение, наблюдавано от повърхността на Меркурий. НЕ (тривиално разсъждение) 

Венера: Планетата няма спътници. Единственото тяло, което може да се намери между Венера и Слънцето, е Меркурий. Когато се гледа от Венера, ъгловият размер на Меркурий със сигурност е по-малък от ъгловия размер на Слънцето. (Проверка с изчисление – диаметър на Слънцето: 1,4 · 106 km, отдалеченост от Слънцето: 108 · 106 km, ъглов размер 0,013 rad; диаметър на Меркурий: 5 · 103 km, минимална отдалеченост на Слънцето от Меркурий: 50 · 106 km (разликата между полуосите), ъглов размер 0,000 1 rad – няма да покрие Слънцето.) Няма тяло, което би могло да причини пълно слънчево затъмнение, наблюдавано от повърхността на Венера. НЕ (стандартно разсъждение)

Марс: Планетата има две миниатюрни луни – Фобос и Деймос и трябва да се има предвид затъмнението на Слънцето от Земята. Предположението е, че нито едно тяло не е достатъчно голямо, за да причини пълно слънчево затъмнение на повърхността на Марс. Ако Слънцето не се закрива от Земята, вече не е необходимо да се разглеждат вътрешните планети Венера и Меркурий, защото те са по-малки и по-далеч. (отдалеченост от Слънцето 228 · 106 km, размер на ъгъла 0,0061rad; диаметър на Фобос 10 km, разстояние от повърхността на Марс 6 000 km (радиусът на орбитата минус радиуса на Марс), ъглов размер 0,0017rad – няма да затъмни Слънцето; Деймос е по-малък и е по-далеч – също не затъмнява Слънцето; диаметър на Земята 13 000 km, минимално разстояние от Марс: 54,5 · 106 km ъглов размер 0,00024 rad – не закрива Слънцето.) Няма тяло, което да причини пълно слънчево затъмнение, наблюдавано от повърхността на Марс. НЕ (по-сложно разсъждение).

Юпитер: Планетата има много големи спътници и е далеч от Слънцето, което изглежда много малко от това разстояние. Възможно е да има пълни слънчеви затъмнения от луните на Юпитер. (Проверка чрез изчисление за вътрешна луна Йо – диаметър на Слънцето: 1,4·106 km, отдалеченост от Слънцето 779 · 106 km, ъглов размер 0,001 8 rad; диаметър на Йо 3 600 km, отдалеченост от повърхността на Юпитер 352 000 km (радиусът на орбитата минус радиуса на Юпитер), ъглов размер 0,01 rad – ще закрие Слънцето.) На повърхността на Юпитер може да възникне пълно слънчево затъмнение. ДА (стандартно разсъждение).

Сатурн: Планетата има много големи спътници и е далеч от Слънцето, което изглежда много малко от това разстояние. Възможно е да има пълни затъмнения на Слънцето на Сатурн. (Проверка чрез изчисление за най-голямата луна Титан – диаметър на Слънцето: 1,4·106 km, отдалеченост от Слънцето 1,43 · 109 km, ъглов размер 0,00098 rad; диаметър на Титан 5100 km, отдалеченост от повърхността на Сатурн 1,16 · 106 km (радиусът на орбитата минус радиуса на Сатурн), ъглов размер 0,0044 rad – ще закрие Слънцето.) Възможно е да има пълно слънчево затъмнение на повърхността на Сатурн. ДА (стандартно разсъждение).

Уран: Той е няколко пъти по-отдалечен от Слънцето от Сатурн и има големи спътници на малко разстояние от него. Ъгловият размер на спътниците му е по-голям от ъгловия размер на Слънцето. (Проверката може да бъде завършена чрез изчисление, вж. по-горе.) На повърхността на Уран може да възникне пълно слънчево затъмнение. ДА (тривиално разсъждение, изхождащо от предишните).

Нептун: Той е по-далеч от Слънцето, отколкото Уран, а голямата му луна Тритон е на малко разстояние от него. Ъгловият размер на Тритон е по-голям от ъгловия размер на Слънцето. (Проверката може да бъде завършена чрез изчисление, вж. по- горе.) На повърхността на Нептун може да възникне пълно слънчево затъмнение. ДА (тривиално разсъждение, изхождащо от предишните).

Адаптиране на указанията за ученици със СОП

Ученици със затруднения 

На учениците със затруднения могат да се дадат разсъжденията само за вътрешните планети Меркурий и Венера, където ситуацията е сравнително по- лесна. В допълнение, те могат да бъдат уведомени за резултатите, отнасящи се до Юпитер и Сатурн и сами да направят своите заключения за Уран и Нептун, които имат сравнително големи и отдалечени луни и са по-далеч от Слънцето.


Надарени ученици

Надарените ученици могат да решат задачите за всички планети на Слънчевата система. В допълнение, те могат да сравняват ъгловите разстояния на отделните луни на дадена планета въз основа на задачата: „Подредете луните на дадена планета според тяхната ъглова (видима) величина.“ Интересен е и въпросът дали от Луната се наблюдава пълно слънчево затъмнение.