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星星多大了?

你需要什么

材料

  • 要采取测量,学生需要一个标记,公制标尺和分度器。如果棱镜仪不可用,请切出8-10厘米的直径,为学生使用标记追踪其图像。
  • 一个顶上的图像南半球星座
  • 优质的副本Jewelbox Cluster和星际拍在彩色打印机上制作
  • 可选:图片北半球星座也可以进行比较。
  • 副本图表工作表每个学生都可以在《夜之珠宝》中找到
星星多大了?

目的

通过观察,测量和绘制天文数据来确定星形集群的年龄。


语境

星星总是让人着迷;它们从上面向我们闪耀,提醒我们宇宙的浩瀚。了解我们的宇宙及其组成部分是如何工作的,可以让我们了解我们自己在这个星球上的存在。对恒星和宇宙的研究也是人类思想和文化史上的重要一课。随着时间的推移,星星的运动模式被用来导航船只,计划作物种植和研究季节。星星也是故事、神话、宗教、哲学、艺术和美丽诗歌的灵感来源。

除了星星的文化和审美价值之外,科学还是我们可以看到天空的另一个镜头。科学通过允许我们有机会确定实际的恒星,以及它们的表现,以及它们的形成。尽管他们坐在掌握之外,但望远镜,电脑,空间探针和摄影的发展将使星星带给我们。通过这样的工具,宇宙的细节开始解决自己,宇宙的美丽比以往任何时候都变得更加明显。

此外,研究明星是我们存在和起源的研究以及将我们所有人束缚为宇宙的普遍现象。如上所述科学素养基准“如果受过良心的时间和地点的教育意味着,那么一个人必须熟悉宇宙的科学方面,并知道其起源和结构的某些东西。”(科学素养基准p.61。)

在本课程中,学生们研究了位于南部星座症的珠宝盒集群,并使用温度,颜色和光度之间的关系确定其年龄。在开始本课程之前,学生应该了解恒星由他们的生命周期组成。学生还应该了解温度和颜色之间的关系。

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提前计划

为获得最佳结果,该网站建议使用最高分辨率和专为喷墨打印机使用的最高分辨率和优质纸张在喷墨打印机上打印珠宝盒图像和星形轨道。720 DPI的分辨率应该是可接受的,并且在大多数喷墨打印机上可用。如果可用的话,最高可达1440的决议是首选,因为学生将能够更容易地区分精细细节。也可以使用彩色激光打印机,但可能不会产生质量好像是良好的喷墨打印机的图像。

这些图片可以在NOAO夜间之宝网站上以TIFF、PDF和JPEG三种格式获得。PDF图像只能与免费的Adobe Acrobat程序一起使用。TIFF和JPEG图像都可以直接从Web上打印;TIFF文件为这个练习提供了最高质量的图像。该网站还提供了如何以每种格式打印图像的指导。为了允许多用途的图像,叠层打印输出和使用剪刀分开的珠宝盒图像从StarGauge。


动机

问学生:

  • 你对星星了解了什么?


在黑板上列出学生对星星的想法。当学生进行头脑风暴时,问他们以下的指导性问题:

  • 明星在哪里找到?
  • 什么是星星?
  • 来自地球的星星有多远?
  • 明星搬家吗?
  • 星星如何移动?
  • 星星有多大?
  • 星星如何产生光明?
  • 星星多大了?
  • 如何产生星星?

发展

向学生展示头顶上南半球星座的图片。告诉学生,居住在南半球(赤道以下)的人全年都可以看到这些星座。如果你愿意,你可以将这张图片与北半球星座的头顶进行对比。

指出星座症状或南部十字架。告诉学生这个星座是整个天空中最小的,只是从南半球看到的。因此,南半球的探险者使用南半球的探险者。巴布亚新几内亚,新西兰和澳大利亚各自都有南方的旗帜。

告诉学生们,他们将研究Crux内的一簇被称为珠宝盒星团的星星。这个由大约100颗恒星组成的星团位于Crux的南部,大约7500 - 7800光年远(1光年= 6万亿英里或10万亿公里)。

指出此集群中的星星的一些差异(大小,亮度,颜色)。问学生:

  • 为什么你认为一些明星是不同的颜色?(学生应该考虑颜色和温度如何相关。给学生在烤架中的木炭的例子。红色,发光煤比白色更凉爽。如果学生不了解颜色和温度之间的这种关系,请使用Bunsen燃烧器火焰。问火焰最热门部分的学生是中心。这个中心部分是白色的,而火焰的外部区域是红色或橙色的。)
  • 为什么一些明星比其他明星更明亮?(学生应该建议,明星更明亮,它会出现越大。当学生考虑为什么有些星星比其他星光亮了,举例说明两个手电筒 - 一个小小的小灯和常规的手电筒。请学生考虑从小字灯发出的光不同的方式与常规手电筒发射的方式不同。学生可能会说常规尺寸的手电筒会放弃更多的光线,因为它更大。但是,还要询问学生的距离如何影响多少我们从每个手电筒看的光。如果持有常规手电筒的人距离很近,那么从那个手电筒的光线可能看起来像在你面前举行的小小的光线的光一样明亮。)

告诉学生他们的目标是确定珠宝盒集群的年龄。将学生分成两组。为每个组提供珠宝盒集群的彩色图像和星形格。问学生:

  • 你认为这幅图中珠宝盒集群的边缘在哪里?

让学生使用标记概述群集的边界。使用标记和分度器(或教师制作的剪切),让学生在群集中的标记边界内绘制8 - 10厘米的圆圈。每组应在不同的地方制作一个圆圈,尽管由于打印的尺寸小而重叠。

为每个学生提供一个《夜之宝石》图表工作表。使用StarGauge,学生们将通过比较图像中恒星的大小和StarGauge上圆点的大小来测量恒星的亮度。他们还将使用StarGauge的颜色部分来估计恒星的颜色。结果将绘制在图形工作表上。以课堂为例,让学生熟悉星表的使用。

在每一组中,让一个学生测量星星的亮度,另一个学生记录星星的颜色。两个学生都应该在各自的图表工作表上绘制信息。学生应该转换角色,以便小组的每个成员都有机会进行两种测量。在记录下一颗恒星的信息后,让学生用记号笔点上一个点,然后以某种系统的方式继续测量下一颗恒星的亮度和颜色。

不属于珠宝盒星团的恒星被称为“野星”。如果时间允许,给学生提供另一份图表工作表,让他们确定这些星形图的年龄。为了做到这一点,让学生们在印刷品边缘画一个4厘米的正方形或圆形,并用StarGauge测量这些星星的颜色和亮度。

问学生:

  • 你的图表上的珠宝盒明星似乎是随机分散的还是落在任何模式?
  • 将珠宝盒集群的模式与图形工作表上的三个示例图形进行比较。使用这些样本图表,确定珠宝盒集群的年龄。(“珠宝盒”是一个只有1200万年历史的年轻星团。)
  • 将野外星星的模式与Jewelbox集群的模式进行比较。描述为什么您可能会看到两种模式之间的相似之处或差异。
  • 看着三个样本图,什么类型的星星表征了一群年轻群集?(新成立的星星从左上角到右下角的图表中占据了一条乐队。最大的恒星是热的[蓝色]和光明。最少的恒星是较冷的[红色]和暗淡。这支恒星是称为“主要序列”。)
  • 使用样本图形,描述趋势,使其表征为较大的星星。(年轻的恒星[o / b],蓝色和明亮,开始冷却。结果,虽然它们保持着亮,但它们仍然很明亮。最巨大的星星迅速燃烧他们的燃料,是集群中的第一颗星。将主要序列留成红色巨人。它们扩展和凉爽,变得更加亮,变为更亮,移动到图表的右上角。随着集群年龄,较少和更少的巨大的恒星将主序列留成红色巨头。这些恒星被归类为k或m stars。)

使用课程浏览星级的生命序列,使用以下几点来指导您:

  1. 星星出生在星云中,是一个巨大的氢气和灰尘的球。随着时间的推移,重力将氢气拉到一起,并开始旋转。随着气体旋转更快,它热量升温并最终温度升高到15,000,000℃。这种极热的温度使氢原子组合在一起以形成氦原子,云开始发光。
  2. 在此点和温度下,恒星变得有点稳定并停止收缩。它现在成为一个主要的序列明星,将留在这个阶段,闪耀百万或数十亿年来。(请参阅“年轻群集”样本图。)
  3. 随着主要序列星光的发光,核心的氢继续通过融合,与本身相结合以形成氦气。在某些时候,核心的氢气耗尽。发生这种情况时,核心变得不稳定和合同。然而,仍然具有氢的星的外壳开始膨胀。
  4. 随着它的扩展,它很酷并闪烁红色。这颗恒星现在已经达到了红色巨型阶段。它是红色的,因为它比在主序列星舞台上的凉爽,它是一个巨头,因为外壳已经向外扩张。所有的明星都以与红巨星相同的方式发展。
  5. 在整个红色巨阶段中,外壳中的氢气继续燃烧并且核心的温度继续增加。在20万℃,氦原子在核心保险丝中形成碳原子。
  6. 当核心中的最后一个氦原子融合成碳原子时,中尺寸的星星开始死。重力导致明星的最后一个物质折叠内和紧凑。这是白矮星阶段。在这个阶段,明星的物质非常密集。白矮星闪耀着白热的光芒。但白矮星非常小(等于地球的大小,直径为12,600公里),并且在Jewelbox集群的此图像中无法看到它们。一旦他们的所有能量都消失了,他们就不再发光了。这颗恒星现已达到黑色矮人阶段,其中它将永远留下。

评估

为学生提供星星和赫兹斯普隆罗素图学生表。指导学生去那明星有多热?地点。学生将阅读本网站上的信息并使用它来回答问题。问题的答案可以在其中找到星星和赫兹斯普隆罗素图老师答题纸上。

总结在课程中的想法,告诉学生太阳是一个G星,这意味着它已经燃烧了一半的一生。它将大约居住在另外50亿年。

要评估学生理解,请询问以下问题:

  • 燃烧的阳光是多少?(氢)
  • 当太阳继续以主序星的形式燃烧时,当它超越G级后会变成什么类型的恒星?(太阳会变成K星,然后是M星。)
  • 当太阳终于烧伤了所有的氢气时,会变得更热或凉爽吗?(太阳会很酷。)
  • 当太阳冷却下来时,它会变成什么颜色?(红色的)
  • 阳光下偏离主要序列后,太阳会变得什么样的明星?(太阳将成为一个红色的巨人。)
  • 作为一个红巨人,太阳的大小会发生什么?(它大小会增加,因为它变得更加明亮。)
  • 当太阳变成红巨星时,你认为离太阳近的行星会发生什么?(太阳可能会吞噬水星和金星,也许还有地球。)
  • 在红巨阶段之后,太阳生命的最后阶段是一颗星的最后阶段?(它将成为一个白色的矮人。)
  • 描述太阳的温度,颜色,尺寸和亮度,为白色矮种。(太阳会变得非常热,蓝色,小,暗淡。)

扩展

有关恒星的更详细资料,请浏览事情怎么样地点。本网站提供了一个非常清晰的星星和可打印版本的网站。



Starchild.,提供了关于恒星和恒星演化的良好背景信息。



背景技术人员可以找到宇宙大小和年龄的信息我们如何衡量宇宙的大小和年龄?和在今天天文学


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课程详细信息

成绩 主题 类型 项目2061基准
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