Navigation 2


Tulosta tämä sivu
Aurinko

Aurinko on tähti, joka loistaa omalla valollaan. Elämää ei olisi maapallolla ilman auringonvaloa ja Auringosta saatavaa energiaa. Auringon sisällä tapahtuu jatkuva fuusioreaktio, jonka seurauksena vapautuu valtavasti energiaa ympäröivään avaruuteen. Osa tästä sähkömagneettisesta säteilystä muuttuu maanpinnalle osuessaan lämmöksi. Aurinko pyörii itsensä ympäri. Auringossa esiintyy varsinkin päiväntasaajan alueilla viileämpiä keskuksia, joita sanomme auringonpilkuiksi. Näiden esiintymisen aikoihin Aurinko syöksee avaruuteen hiukkasryöppyjä, jotka osuvat myös Maan ilmakehään aiheuttaen revontulia. Kuvassa näkyy kaunis auringonpilari punertavissa pilvissä hetki auringonlaskun jälkeen (kuva IH Finland).




Tavoite: Tutustua Aurinkoon meitä lähimpänä tähtenä, sen Maasta katsottuna erilaisiin liikkeisiin vuoden aikana sekä lämpövaikutuksiin.

Tutkimuksia: Tutkitaan Aurinkoa ja sen maapallolle näkyviä liikkeitä taivaalla. Aurinkona käytämme kirkasta lamppua. Maapalloa havainnollistavaan styrox-palloon piirretään päiväntasaaja, kääntöpiirit, napapiirit sekä meridiaaniympyrät tutkimisen helpottamiseksi. Osa tutkimuksista perustuu varjoihin, joten eri puolille Maata pistämme puutikkuja esineiksi. Pitkä puutikku Maan keskipisteen kautta pistettynä esittää Maan akselia.

Maan kiertäessä Aurinkoa omaa rataansa Aurinko näyttää kulkevan aina samojen tähdistä muodostettujen tähdistöjen kautta. Esimerkiksi aina kesäpäivänseisauksen aikaan Aurinko on Kravun tähdistön kohdalla ja talvipäivänseisauksen aikaan Kauriin tähdistön kohdalla. Tätä Auringon näennäistä rataa taivaan tähdistöjen kautta sanomme ekliptikaksi ja tähdistöjen muodostamaa ketjua Eläinradaksi. Auringon rata kulkee 13 tähdistön kautta, mutta vain 12 niistä on tavallisesti otettu mukaan johtuen vuoden jakamisesta 12 kuukauteen. Käärmeenkantajan tähdistöä ei yleensä mainita Eläinradasta puhuttaessa.

1)  Tutustutaan Auringon rakenteeseen kirjallisuuden tai Internetin avulla. Piirretään kuva Auringon poikkileikkauksesta ja merkitään siihen tärkeimmät rakenneosat. Ydin on kuuma fuusioreaktori, josta virtaa ulospäin kaasupyörteitä. Pinnalta sinkoaa kauas avaruuteen lieskoja, protuberansseja. Lisäksi pinnalla on ohut kaasukerros korona, joka voidaan havaita vain auringonpimennyksen aikana itse Auringon peittyessä Kuun taakse. Viileämpiä kohtia Auringon pinnalla kutsutaan auringonpilkuiksi. Kuvassa on itsevalmistettu auringon malli, keltainen pinnan väri ja pilkut on maalattu valkoisen kevytpallon pinnalle (kuva ja maalaus VH, Finland).

 

 

2)  Tarkastellaan lattiaan tai seinälle kiikareista tai kaukoputkesta heijastettua Auringon kuvaa. Oppilaille on usein korostettava, että Aurinkoa ei saa katsoa suoraan paljain silmin eikä millään laitteella. Heijastetusta kuvasta oppilaat voivat etsiä auringonpilkkuja ja piirtää ne paperille. Viimeistään pilkkuja piirtäessään oppilaat huomaavat, kuinka nopeasti maapallo pyörii. Pilkkujen siirtyminen näkyy selvästi lähemmin kuvaa tarkastellessa.

3)  Aurinkoa voi havainnoida myös jokainen oppilas yhtä aikaa yksinkertaisen välineen avulla. Oppilas seisoo selin Aurinkoon ja pitelee kädessään pahvia tai vahvaa paperia, johon on tehty pieni ympyräreikä. Pahvin takana hän pitää toista paperia, jossa hän näkee Auringon kuvan. Siirtelemällä taaempaa varjostinpaperia hän voi valita kuvan koon sopivaksi. Tämä malli soveltuu erinomaisesti myös auringonpimennyksen havainnointiin.

4) * Edellä esitetty malli toimii neulanreikäkameran tavoin. Parityönä havainnoidessa toinen oppilas voi piirtää varjostinpaperille Auringon kuvan ja mitata varjostimen ja reikäpaperin etäisyyden. Yksinkertaisesta kaaviosta voidaan laskea Auringon halkaisija verrannolla, kun Maan etäisyys Auringosta tunnetaan.

5) * Tutkitaan auringonvalon lämpövaikutuksia eri tilanteissa. Tutkimus voidaan tehdä pitkittäis- tai poikittaistutkimuksena.  Pitkittäistutkimuksessa mitataan kohteen lämpötila valitun ajanjakson aikana. Aika voi olla tunti, valoisa aika, koko vuorokausi tai muu pitempi jakso. Sään vaihtelu vaikeuttaa tätä tutkimusta, varsinkin jos tulee pilvistä pitemmäksi aikaa mittausjakson kuluessa.  Poikittaistutkimuksessa ajankohta on kaikille tilanteille sama, mutta tutkittavat kohteet ovat erilaiset. Tutkija voi valita monista aiheista sen, joka häntä eniten kiinnostaa. Eri tutkimuskohteita voivat olla esimerkiksi valoisa alue, varjo, vaalea kappale, musta kappale, hiekka ja vesi. Jokainen tutkija voi etsiä lisää erilaisia kohteita.  Mitattu lämpötila samoissa olosuhteissa kertoo eri materiaalien lämmönabsorbointikyvystä.

6) * Keskustellaan oppilaiden kanssa Auringon liikkeistä ja niihin liittyvistä ilmiöistä. Sopivia aiheita ovat esimerkiksi Auringon nousu- ja laskuajat ja vastaavat paikat, Auringon korkeus, auringonvalon väri korkealla taivaalla ja lähellä horisonttia sekä energia.  Keskustelun kuluessa voi nousta monia muitakin mielenkiintoisia aiheita esille.

7) * Käsitellään Aurinkoa tähtenä. Etsitään sen paikka Hertzsprungin-Russellin kaaviossa keski-ikäisten tähtien alueelta. Keskustellaan Auringon tulevaisuudesta ja elämänkaaresta.


Menetelmät: Auringon liikkeiden mallintaminen vuorokauden ja vuoden aikana ikkunaan kiinnitettyyn tai pöydällä olevaan paperiin piirtämällä. Auringon tutkiminen heijastetusta kuvasta. Keskustelu eri tilanteista. Lämpövaikutusten tutkiminen sekä halkaisijan määrittäminen.

Materiaalit: Kiikarit tai kaukoputki, pahvia, lämpömittari, almanakka, HR-diagrammi.

Pohdittavaa: Mielenkiintoinen keskustelunaihe on esimerkiksi Auringon nousukohdan muodostama kuvio itäisellä taivaalla samalla paikalla samaan vuorokauden aikaan. Tarkasteluhetki voi olla mikä muu tahansa, mutta auringonnousun (tai -laskun) aikaan valo ei ole niin kirkas kuin päivällä. Tätä kahdeksikon muotoista kuviota sanotaan analemmaksi.

Tulosten tarkastelua: Oppilaiden piirtämiä auringonkuvia vertaillaan keskenään ja keskustellaan pilkkujakautumista. Kerrataan auringonradan erilaiset tilanteet vuoden ja vuorokauden aikojen suhteen Maa-Aurinko-pienoismallin avulla.

Vinkkejä: Auringonkuvaa seinälle heijastettaessa on muistettava peittää kiikarin tai kaukoputken objektiivi aurinkofoliolla. Kuumentumisen välttämiseksi on hyvä muistaa peittää objektiivi valoa läpäisemättömällä kannella tarkasteluhetkien välillä.

Asiasanoja: Aurinko, tähti, aurinkoenergia, lämpösäteily, analemma, tähden elämänkaari.

 

 

 


Previous page: Kuun pinnan muodot
Seuraava sivu: Pimennykset