Zons- en maansverduistering Wat weet jij van de maan en de zon? Weet je wat een zonsverduistering is? En een maansverduistering? Door deze opdracht te doen, kan je er zelf achterkomen. Je bouwt eerst een opstelling van de zon, de aarde en de maan. Met deze opstelling kun je vervolgens je vragen zelf onderzoeken!
WAT HEB JE NODIG VOOR HET BOUWEN VAN DE OPSTELLING? Materialen: - foamboard (karton met ‘foam’ in het midden; je kunt ook stevig karton gebruiken) - wc-rol (of kartonnen koker) - piepschuim bol, diameter 15 centimeter - piepschuim bol, diameter 7,5 centimeter - contactlijm (bijvoorbeeld van Bison transparant) - houten latje- minstens 60 cm, of 2 stuks van 30 cm - plank - minstens 30 bij 65 cm - spijkers - gestrekt ijzerdraad - tenminste 55 cm Gereedschappen: - potlood - liniaal - schaar - breekmes - hamer - passer - kranten - verf - kwasten - verfschort - tang (voor het knippen en buigen van ijzerdraad) - zaag - werkbank
1
HOE GA JE HET MAKEN? Je gaat in tweetallen aan de slag. Om samen deze opstelling te bouwen moet je veel overleggen en afspraken maken. Hoe gaan jullie het aanpakken? Wie doet wat? Verdeel de taken zo eerlijk mogelijk. Want jullie moeten allebei evenveel te doen hebben. Probeer zo veel mogelijk samen te werken zodat je allebei ervaring opdoet met het bouwen. Als je moeilijke woorden tegenkomt, zoek je die op in een woordenboek. 1. De grote piepschuimbol is de aarde; de kleine bol is de maan. Beschilder beide piepschuimbollen zodat ze echt op de aarde en de maan lijken. Zoek je voorbeeldplaatjes, van hoe de maan en aarde er vanaf de ruimte uitzien? Kijk dan eens op: http://www.sterrenkids.nl/page.php?7 en http://www.sterrenkids.nl/page.php?9 Laat de bollen na het verven drogen. 2. Begin met het maken van een standaard. Hierop bouw je straks je opstelling. Pak de houten plank. Zaag de plank op maat als dat nodig is. De plank moet 30 bij 65 centimeter groot zijn. Teken met potlood en liniaal een rechte lijn op de plank, 5 cm vanaf de rand van de korte zijde van de plank. 3. Neem het latje. Zaag hier twee stukken van 30 centimeter van af op de werkbank. Spijker de latjes aan beide zijden van de lijn vast met een paar dunne spijkers (dit kan ook met contactlijm of houtlijm). Tussen de twee latjes laat je zo veel ruimte over, dat er precies een stuk foamboard (of stevig karton) tussen past. Teken een rechte lijn 5 cm vanaf de rand van de plank
Spijker de latjes aan beide zijden van de lijn 30
60
↔ 5
4. Pak het foamboard. Met het breekmes snij je er een stuk af van 20 x 30 centimeter. Zet dit met de lange zijde in de standaard. 5. De zaklamp moet de zon voorstellen die de aarde en de maan beschijnt. Je gaat een rond gat in het foamboard maken, waar de voorkant van de zaklamp net doorheen past. Het gat krijgt daarom een diameter, die net iets groter is dan de zaklamp.
2
Haal het foamboard uit de standaard en teken precies in het midden van het foamboard een kruis. Meet de diameter van de voorkant van de zaklamp. Het is handig deze afstand even op te schrijven. Tel daar 3 millimeter bij op. Dit is de diameter van het gat dat je gaat maken. Zet de punt van de passer precies op het midden van het kruis en teken de cirkel.
30
20
Snij het gat heel voorzichtig uit met het breekmes. Probeer of de zaklamp door het gat past. Als hij niet goed past, kun je het gat wat groter maken.
?
6. Maak een standaard voor de aarde. Pak de wc-rol. Zet met een potlood een streep op 8 centimeter hoogte. Knip daar de wc-rol doormidden. Het kleinste stuk wc-rol gooi je weg. Bij het overgebleven stuk wc-rol maak je nu met een schaar aan één zijde inkepingen van 2 centimeter lang. Dit doe je de hele wc-rol rond. Zorg hierbij, dat er tussen de inkepingen steeds ongeveer 1 centimeter zit. Het is handig dit eerst af te meten en streepjes te zetten waar je moet knippen. Aan de andere zijde maak je inkepingen van 3 centimeter lang, ook hier zit tussen de inkepingen steeds ongeveer 1 centimeter. Vouw nu alle strookjes die je hebt geknipt naar buiten. Zet de wc-rol met de lange strookjes naar beneden op tafel. De standaard is nu ongeveer 3 centimeter hoog. Klopt dit?
2 cm 3 cm 8 cm
3 cm
7. Met de ronde standaard, die je net gemaakt hebt, zet je de onderkant van de aarde (de grote piepschuimbol) op de grote plank vast. Teken met potlood en liniaal een lijn op het midden van de plank. Zet 8 centimeter vanaf de rand een kruisje op de lijn, zoals op de tekening. Plak met lijm de standaard met de lange strookjes vast op de plek van het kruisje.
Zet hier de ronde standaard neer
Dit is de standaard voor het foamboard met de zaklamp
x 8 cm
3
Staat hij stevig? Plak de onderkant van de aarde vast aan de bovenste strookjes van de standaard. 8. Je gaat nu de maan aan de aarde vastmaken met een stuk ijzerdraad. Pak: - de bovenkant van de aarde; - een stuk ijzerdraad van 55 cm; - de maan. Pak het ijzerdraad en meet 21 centimeter af. Zet hier een streep met potlood of een zwarte stift. Meet vanaf dat punt 20 centimeter af en zet weer een streepje. Buig het ijzerdraad vanaf de streepjes naar beneden. 20 cm
14 cm 21 cm
Steek de lange kant van het ijzerdraad door de bovenkant van de aarde. Probeer dit zo goed mogelijk in het midden te doen. Steek hetzelfde stuk ook door de onderkant van de aarde en druk het ijzerdraad door tot de plak. Zet nu de bovenkant van deze aarde op de onderkant die op de standaard vastzit. Doe dit heel voorzichtig, het uiteinde van het ijzerdraad dat loshangt is heel puntig. De aarde is af! Nu de maan nog … Het ijzerdraad moet helemaal door de maan. Rijg het uiteinde van het korte stuk ijzerdraad door het midden van de maan. Het midden van de maan moet even hoog hangen als de evenaar van de aarde. Hangt de maan goed? Zorg ervoor dat het draad aan de onderkant van de bol een paar centimeter uitsteekt. Knip de rest af met een tang. Buig dan het ijzerdaad aan de onderkant van de maan om. Het kan zijn dat je het ijzerdaad weer even uit de aarde moet halen zodat je er goed bij kan. 20 cm
Het midden van de maan hangt even hoog als de evenaar van de aarde
4
Je kunt je opstelling nog mooier maken. Bijvoorbeeld door het foamboard te verven zoals de zon! Je ziet de zon bijna elke dag, dus je weet wel hoe die eruit ziet. Maar weet je hoe de zon er van dichtbij uitziet? Zoek je voorbeeldplaatjes? Kijk dan eens op http://www.sterrenkids.nl/page.php?4. Misschien weet je zelf ook nog een goede website. Je kunt de ruimte eromheen ook nog beschilderen, met sterren, verre planeten en supernova’s!
HOE WERKT HET? Je opstelling is nu klaar. Het werkt als volgt: schijn met de zaklantaarn door het gat in het foamboard. De zaklamp is de zon. Zie je dat de zon de aarde en de maan verlicht? Draai nu de maan om de aarde heen. Hangt de maan goed en stevig? Kun je de maan soepel om de aarde heen draaien? Als het niet zo gemakkelijk gaat, kun je het ijzerdraad een beetje bij buigen. WAT ZIE JE GEBEUREN? Met de gemaakte opstelling kun je onderzoeken hoe zons- en maansverduisteringen optreden. Doe de onderstaande onderzoekjes. Schrijf de antwoorden op werkblad 1. 1. Wat valt je op als de maan precies voor de zon hangt? Hoe noem je dit? 2. Wat valt je op als je de maan langzaam verder draait, en hij bijna achter de aarde is? Wat zie je dan op de maan? Hoe noem je dit? HOE ZIT DAT? Ga op zoek naar informatie over de zons- en maansverduistering. Je kunt gebruik maken van de schoolmediatheek, de bibliotheek of internet. Of misschien ken je wel iemand die er veel van af weet. Beantwoord de onderstaande vragen en schrijf de antwoorden op werkblad 2. 1. Wat is een zonsverduistering? 2. Wat is een maansverduistering? 3. Zie je overal op aarde de zonsverduistering? Waarom? 4. De maan is veel kleiner dan de zon. Toch zien we dat de maan bij een zonsverduistering de gehele zon kan bedekken. Hoe kan dat? 5. Waarom zien we niet elke maand een zonsverduistering en een maansverduistering? 6. Geeft de maan zelf licht?
Wist je dat…? ● De laatste totale zonsverduistering die in Nederland zichtbaar was, was op 3 mei 1715. De eerstvolgende is pas weer op 7 oktober 2135! Maar zolang hoef je niet te wachten. Op 23 juli 2093 vindt er een ringvormige zonsverduistering plaats, zichtbaar vanuit Nederland (deze is dus niet totaal, maar wel bijna). Hoe oud ben jij dan? ● Als dat je te lang duurt, dan moet je misschien op reis! Er zijn wel zonsverduisteringen op andere plekken: De volgende volledige zonsverduistering op 1 augustus 2008 is te zien vanuit de Noordpool en Noord-Azië! Hier kan je alle toekomstige zonsverduisteringen vinden: http://www.dekoepel.nl/zenit/eclipsweb/toekomst.html
5
Tip: De volgende totale maansverduistering is op 3/4 maart 2007. Deze is, bij helder weer, in zijn geheel vanuit Nederland te zien. Ga je ook kijken?
Achtergrondinformatie Hieronder staan een aantal websites, waar je achtergrondinformatie over eclipsen kunt vinden. Zonsverduistering: http://www.sterrenkids.nl/page.php?20 http://www.dekoepel.nl/zenit/eclipsweb/ http://nl.wikipedia.org/wiki/Zonsverduistering http://www.orionweb.nl/zonsverduistering1.htm http://users.skynet.be/zoekheteensop/zonsverduistering.htm
Maansverduistering: http://www.sterrenkids.nl/page.php?19 http://www.sterrenkunde.nl/index/encyclopedie/maansverduistering.html http://users.skynet.be/zoekheteensop/maansverduistering.htm
6
Handleiding en tips voor de leerkracht: Ter voorbereiding kun je in de klas een brainstorm houden over het onderwerp. Maak bijvoorbeeld met de leerlingen een woordspin op het bord over de zon, de maan en eclipsen. Breng in kaart wat de leerlingen (willen) weten van het onderwerp en pas de les hier eventueel op aan.
Als extra uitdaging kun je de leerlingen voor het bouwen een bouwtekening laten maken op schaal. Gebruik hiervoor de tekst hieronder. Een extra rekenles over schaalberekening kan dan handig zijn. Voor bovenstaande uitbreiding kun je de volgende tekst gebruiken: ●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●● BOUWTEKENING Jullie gaan eerst een bouwtekening maken. Een bouwtekening laat zien hoe je iets moet maken en hoe groot het wordt. Bekijk eerst de foto en de tekeningen bij ‘Hoe ga je het maken?’ Zo krijg je een idee hoe de opstelling er uit komt te zien en hoe die in elkaar zit. Tips:
1. Je kunt ook de tekst bij de tekeningen alvast doorlezen. 2. Als de materialen voor jouw opstelling al aanwezig zijn, is het goed om die er bij te pakken.
Bij ‘Wat heb je nodig?’ staat welke materialen en gereedschappen jullie allemaal nodig hebben. Bij de materialen staat alleen nog niet precies hoeveel je daarvan nodig hebt. Dat weten jullie pas als jullie bedacht hebben hoe groot de opstelling wordt. Bedenk daarom eerst samen met je maatje hoe groot de opstelling moet worden en hoe je deze wilt gaan tekenen. Bespreek jullie plan met je leerkracht. Maak nu met potlood en een liniaal een bouwtekening op ruitjespapier. Je maakt samen één eigen bouwtekening. Je maakt de tekening op schaal 1:2. Dit betekent dat één centimeter in de tekening in het echt twee centimeter is. Dus als de opstelling op je bouwtekening 10 centimeter hoog is, is die in het echt twintig centimeter hoog. Schrijf naast de verschillende onderdelen wat de lengte in het echt is. Gebruik de beschrijving onder ‘Hoe ga je het maken?’ Als je leerkracht je bouwtekening tekening heeft goedgekeurd, kunnen jullie samen de materialenlijst gaan maken. MATERIALENLIJST De bouwtekening is klaar. Dus de maat van alle materialen is nu bekend, en je kunt tellen hoeveel stuks je van een onderdeel nodig hebt. Maak een materialenlijst. Deze lijst lever je in bij je leerkracht. Overleg met haar of hem waar je deze spullen vandaan moet halen. Dan kan je echt gaan bouwen! ●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●
7
Voor het bouwen van de opstelling: -Zorg dat je extra foamboard en ijzerdraad bij de hand hebt voor al er iets misgaat met het afmeten. -Zorg voor hulp bij het zagen.
●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●● Extra uitdaging ná het bouwen: Fasen van de maan: Wat weten de leerlingen van de fasen van de maan? Maanfasen zijn het makkelijkst te begrijpen door het de leerlingen zelf te laten zien. Dit is betrekkelijk eenvoudig. Een voorbeeld is hieronder gegeven.
Wat heb je nodig? ● Een bol of ballon. Je zou hier een grote piepschuimbol voor kunnen gebruiken. Het is het beste als die op een potlood of stokje kan worden geplaatst. ● een goede (zak)lamp. Het is het handigst deze activiteit met twee leerlingen* te doen. Een leerling houdt de zaklamp vast. De andere leerling houdt de bol vast (op een stokje), met gestrekte arm voor zich uit. De zaklamp is de zon, de bol is de maan, en de leerling die de maan vasthoudt is de aarde. 1. Bij het startpunt, blokkeert de maan de zon. De leerling met de maan moet ervoor zorgen dat de maan niet precies de zon blokkeert, dit is namelijk slechts het geval bij een zonsverduistering. In alle andere situaties staat de maan, vanaf de aarde gezien, onder of boven de zon. Vanuit de aarde zie je nu alleen de donkere kant van de maan. Het is dan nieuwe maan. In het echt kan je de maan nu niet zien, maar hij is er wel! Vanuit de zon zou je hem wel zien.
2. De leerling die de aarde speelt, draait nu een kwartslag naar links. Laat de leerling tijdens het omdraaien naar de maan kijken. Langzaam aan zal de maan vanaf de rechterkant verlicht worden. Als de leerling een kwartslag gedraaid is, is de volledige rechterhelft van de aarde verlicht. Dit is het eerste kwartier. Je ziet een halve maan met een ‘p vorm’
3. Laat de leerling nu langzaam verder draaien naar links, tot weer een kwartslag, en de maan tegenover de zon staat. De leerling kijkt nu tegen de verlichte kant van de maan aan. Het is nu volle maan! Hoewel nog steeds de helft van de maan verlicht is, kijkt de leerling tegen alleen maar de verlichte kan van de maan aan. Het donkere gedeelte zit aan de achterkant. Let op: als de leerling het licht van de zaklamp blokkeert, is er sprake van een maansverduistering. Laat de leerling bij dit gedeelte de bol een beetje boven zijn hoofd houden.
8
4. De leerling draait weer een kwartslag naar links, totdat alleen nog maar de linkerkant van de maan verlicht is. Dit is het laatste kwartier. Je ziet een halve maan met een ‘d vorm’. Als de leerling nog een kwartslag naar links draait, dan zal de verlichte kant van de maan, die we vanuit aarde zien, steeds smaller worden. Totdat de leerling weer op het startpunt is uitgekomen. Het is dan weer nieuwe maan.
Deze volledige cyclus van nieuwe maan-eerste kwartier-volle maan-laatste kwartier- duurt 29,53 dagen. De cyclus is in het volgende filmpje te zien : http://www.solarviews.com/raw/moon/vmoon2.mpg * Deze activiteit kan ook met meerdere leerlingen gedaan worden. Neem in plaats van een zaklamp dan bijvoorbeeld een looplamp en plaats deze in het midden van het klaslokaal. De leerlingen staan dan in een kring om de lamp (zon) heen met ieder een bal. De leerlingen in de verschillende posities zien dan allemaal een andere fase van de maan, maar wel tegelijkertijd. (Afbeeldingen van: http://www.calculatorcat.com/moon_phases/moon_phases.phtml) ●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●
Als ze de fasen van de maan kennen, kan je ze de volgende vragen laten beantwoorden: 1. In welke fase van de maan kan er een zonsverduistering zijn? nieuwe maan 2. In welke fase van de maan kan er een maanszonsverduistering zijn? volle maan 3. Waarom kunnen we bij Nieuwe Maan vanaf de aarde de maan niet zien? Omdat van ons uit gezien de maan dan in de richting van de zon staat - wij kijken dan tegen de donkere nachtzijde van de maan aan, terwijl de maan overdag aan de hemel staat. De hemel is dan te licht om de maan te kunnen zien (op de nachtzijde van de maan is het dan overigens 'volle aarde', dus niet helemaal donker). Dit plaatje verduidelijkt het wellicht: http://www.dekoepel.nl/zenit/eclipsweb/maanomloop.gif
9
Bonusvragen voor Bollebozen Bonus 1: Wat is het verschil tussen een volledige en een gedeeltelijke zonsverduistering? Dat kan je ook in de opstelling zien. De schaduw van de maan op de aarde tijdens een zonsverduistering is niet helemaal scherp. Op de plekken in de wat lichtere ring is een gedeeltelijke maansverduistering te zien. De maan bedekt vanaf dat punt niet helemaal precies de zon, slechts gedeeltelijk. Bonus 2: Wat zou je bij een maansverduistering zien als je vanaf de maan naar de aarde keek? Bij een maansverduistering is het eigenlijk volle maan. Op de maan kijk je dan tegen een donkere aarde aan. Maar omdat de zon pal achter de aarde staat, zien we de atmosfeer van de aarde het zonlicht afbuigen. De verduisterde maan is rood van kleur en feitelijk is dat het licht van alle zonsopkomsten en -ondergangen op aarde! Waarschijnlijk zien we dan vanaf de maan een zeer dunne ring rood licht rond een zwarte aardschijf. Maar bij mijn weten is dat nog nooit vanaf de maan gefotografeerd. http://www.spaceweather.com/delights/pics/LE0503.GIF Bonus 3: Hoe ziet de maan eruit als ie verduisterd wordt (rood) waarom? Het licht van de maan is alleen maar de reflectie van het zonlicht. Een maansverduistering ontstaat doordat de aarde tussen de maan en de zon staat. De maan staat dus in de schaduw van de aarde. Een gedeelte van het zonlicht (het rode licht) wordt afgebogen door de dampkring van de aarde. Dit licht komt op de verduisterde maan terecht. Vandaar dat de maan rood kleurt tijdens een maansverduistering.
10
ZONS -EN MAANSVERDUISTERING. Werkblad 1: WAT ZIE JE GEBEUREN?
Wat zie je gebeuren als de maan precies voor de zon hangt?
Hoe noem je dit?
Je ziet een schaduw op de aarde
Zonsverduistering
Wat zie je gebeuren als je de maan langzaam verder draait, en hij bijna achter de aarde is? Wat zie je dan op de maan?
Hoe noem je dit?
De maan verdwijnt in de duisternis- Je ziet een schaduw op de maan verschijnen
Maansverduistering
11
ZONS -EN MAANSVERDUISTERING Werkblad 2: HOE ZIT DAT? 1. Wat is een zonsverduistering?
2. Wat is een maansverduistering?
3. Zie je overal op aarde de zonsverduistering? Waarom?
4. De maan is veel kleiner dan de zon. Toch zien we dat de maan bij een zonsverduistering de gehele zon kan bedekken. Hoe kan dat?
5. Waarom zien we niet elke maand een zonsverduistering en een maansverduistering?
6. Geeft de maan zelf licht?
Antwoord: de maan schuift tussen de aarde en de zon
Antwoord: de maan komt in de schaduw van de aarde
Antwoord: Nee, alleen op de plek waar de maan de zon volledig bedekt. Je kan dit in de opstelling heel duidelijk zien
Antwoord: De maan is veel kleiner, maar staat ook veel dichter bij: De maan is met een diameter van 3.478 kilometer veel kleiner dan de zon, maar lijkt aan de hemel ongeveer even groot te zijn omdat ze veel dichterbij staat: gemiddeld 384.400 kilometer tegen 150 miljoen kilometer voor de zon, die een diameter heeft van 1,4 miljoen kilometer. Heel toevallig – en dat is uniek in het zonnestelsel – is de maan ongeveer 400 keer kleiner dan de zon en staat ze ook 400 keer dichterbij. Ook met je eigen vinger kun je immers de zon afdekken als je wilt. De truc is dat die vinger ook vlakbij staat.
Antwoord: De opstelling suggereert dat de maan bij elke omloop precies tussen zon en aarde doorgaat, wat een zonsverduistering zou geven, en bij elke Volle Maan precies achter de aarde staat, in de schaduw van de aarde, waarbij een maansverduistering te zien zou zijn. Dat dit niet gebeurt, komt doordat het vlak waarin de maan cirkelt een kleine hoek maakt met het vlak waarin de aarde beweegt. Daardoor beweegt de maan bij Nieuwe Maan meestal onder of boven de zon langs en wordt deze niet verduisterd. Bij Volle Maan beweegt de maan meestal boven of onder langs de aardschaduw en zien we ook niets bijzonders gebeuren. Maar af en toe staan de objecten wel precies op één lijn en zien we een zons- of een maansverduistering.
Antwoord: Nee, het is weerkaatst zonlicht. (zie ook link met plaatje van de achterkant van de maan:
12
http://www.kennisnet.nl/po/leerkracht/perdagwijzer/achterkantmaan/in dex.html).
13
