5. Astronomi

Centralt innehåll

Kapitlet handlar om:

  • att vi är en del av världsrymden
  • jordens rotation som ger oss årstider, dag och natt
  • månen, solförmörkelse och månförmörkelse
  • solen 
  • de åtta planeterna
  • varför vi sänder satelliter ut i rymden.

Undervisningstips och tilläggsinformation

s. 115 Raket av plastburk

Experimentet brusraketen görs med fördel utomhus. 

s. 116 Stjärnorna i galaxen

I bildtexten sägs att alla enskilda stjärnor vi kan se med blotta ögat finns inne i cirkeln. Här är det viktigt att tänka att de allra flesta stjärnor vi kan se egentligen syns i en cirkel som är bara en tiondel så stor som den på bilden. Alla stjärnor lyser inte lika starkt. Däremot är det möjligt att se det sammanlagda skenet från stjärnorna i vår granngalax, Andromedagalaxen, med blotta ögat om förhållandena är goda, det vill säga vid klart väder, månen i nedan och när inga artificiella ljus i närheten stör sikten.

s. 117 Star Walk

Det finns många appar som är enkla och mångsidiga att använda. Välj en som verkar behändig och använd den. Den blir ju heller inte sämre bara för att det kommer en ny som är bättre. 

Star Walk är en gratisapp som i skrivande stund fungerar bra. Den har de viktigaste funktionerna. Man kan hålla den på bordet och titta sig omkring på stjärnhimlen och även se både framåt och tillbaka i tiden. Lyfter man upp den över ögonens nivå, så att skärmen vinklas nedåt, övergår den automatiskt i live-view-läge så att man kan identifiera det man för tillfället ser på stjärnhimlen.

s. 120–121 Vad är gravitation och hur hålls en satellit i sin omloppsbana?

I bildtexten på sidan 120 skrivs om rymdstationen ISS. Men frågan om hur ISS hålls i sin bana runt jorden behöver förklaras. Använd bilden här under som hjälp. Gravitationen påverkar allt som har massa. Vi kan utföra så noggranna beräkningar att det är möjligt att sända iväg en farkost som efter åratal i rymden passerar den himlakropp man vill utforska, på rätt tid, på rätt avstånd. 

Vad det däremot exakt är som gör att två kroppar med massa dras mot varandra är ännu höljt i dunkel. 

Omloppsbana

Bild: NASA EPIC Team / Jan Holmgård

En satellits färd kring vår planet beskrivs i rött. Jordens gravitation visas i blått. Balansen mellan satellitens hastighet och jordens gravitation gör att satelliten hålls i sin bana. Jordens gravitation är konstant. Därför får den övertag om hastigheten sjunker. Då kommer satelliten allt snabbare mot jordens yta. Om vi ökar satellitens hastighet får hastigheten övertaget. Då rätas satellitens bana ut och den försvinner ur jordens omloppsbana.

På detta sätt hålls satelliter, inklusive rymdstationen med besättning och utrustning, på plats i sina omloppsbanor. 

s. 122 Avstånd i rymden

Astronomisk enhet kan också användas för att bilda sig en uppfattning om planeter kring andra stjärnor än solen. Om en planet befinner sig 1 AE från sin stjärna är den lika långt borta som vi är från solen. En planet som befinner sig 0,4 AE från stjärnan har en omloppsbana med en radie som är 40% av radien i jordens omloppsbana.

s. 123 Förhållandet mellan ljusår och kilometer

Om man vill räkna ut hur långt ett ljusår är i kilometer kan man multiplicera 300 000 km med 60 sekunder för att komma till en ljusminut. Fortsätt och multiplicera den produkten med 60 minuter för att komma till en ljustimme, fortsätt ännu att multiplicera med 24 timmar för att få ett ljusdygn. 365,25 (p.g.a. att vi har skottår vart fjärde år) ljusdygn är sedan ett ljusår.

s. 124–125 Temperaturskillnader mellan jorden och månen

Diskutera med eleverna varför människor inte kan bo på månen och vad det är som gör att vi kan bo på jorden. Be eleverna ta reda på högsta och lägsta medeltemperaturen på jorden och månen och fundera på varför det är skillnader även om månen är precis lika långt från solen som jorden är. 

Månen saknar atmosfär som jämnar ut temperaturerna. Växthuseffekten är en förutsättning för en dräglig temperatur på det här avståndet från solen. Däremot får växthuseffekten inte bli för stor. Utan växthuseffekten och den termiska värmen i jordens inre skulle genomsnittstemperaturen på jorden vara -19°C.

Eleverna kan med fördel använda denna artikel på Svenska Yles webbplats för att ta reda på fakta om månen:

I början av följande artikel kommer en quiz som eleverna kan göra när ni diskuterat temat månen. Sist i artikeln finns länk till en video med samma titel, Allt du behöver veta om månen och lite till (Yle Arenan, Vetamix, 6 min).

s. 126 och 129 Skillnaden mellan solförmörkelse och månförmörkelse

Eftersom solförmörkelser och månförmörkelser har en del gemensamt, men ändå skiljer sig stort från varandra är det skäl att låta eleverna resonera sig fram till både likheter och skillnader. Du kan be eleverna parvis lista det de vet om både solförmörkelse och månförmörkelse och sedan i helklass diskutera vilka likheter och vilka skillnader de märker. En månförmörkelse sker på månen. Det betyder att alla på den sida av jorden som är vänd mot månen under en månförmörkelse kan se den samtidigt.

En solförmörkelse däremot sker på jorden. Det är skuggan från månen som sveper fram över en smal sträng på jordens yta. Avståndet mellan månen och jorden varierar. När månen är som närmast jorden är den mörka strängen bredare. När månen är så långt ifrån jorden som den kan vara, räcker den inte till för att helt skymma solen. Vi ser då en ringformad solförmörkelse.

s. 127–128 Solen är en varm stjärna

Frågan om vad en stjärna och vad solen är engagerar många elever. Diskutera i klassen och låt eleverna komma fram med både frågor och kunskaper. Använd bilden nere på sidan 127 för att förklara solens olika lager och hur solen kan behålla sin form. Förtydliga också att solen är en stjärna.

En stjärna, t.ex. solen, har ingen yta. Det finns dock en nivå på vilken det inte går att se längre in mot stjärnan. Det är den nivå som kallas fotosfär och den vi uppfattar som en yta. Laddade gaser, plasma, är inte transparenta. Försöker man se genom en ljuslåga, som också är plasma, är det dömt att misslyckas.

Utan en stor massa, och därmed kraftig gravitation, skulle energin från kärnprocesserna inne i en stjärnas kärna slunga ut all materia i rymden. Utan motstånd från stjärnans inre skulle gravitationen dra ihop allt till ett tätt gasklot. Denna balans gör att solen håller sin form.

s. 130 De åtta planeterna

Här är det viktigt att diskutera hur man gör modeller för att visa något. I översiktsbilden är ingenting skalenligt. I verkligheten är jordens radie mindre än en tiondel av Jupiters, vilket gör att det inte är ändamålsenligt att hålla samma skala för de inre stenplaneterna som för gasplaneterna från Jupiter och utåt. Dessutom händer det inte under överskådlig tid att alla planeter skulle befinna sig på samma sida om solen, än mindre på en rät linje. Men för att kunna visa på förhållanden, likheter och olikheter gör vi modeller som har både styrkor och svagheter.

Låt gärna eleverna fundera över hur de skulle göra en modell som skulle vara så nära verkligheten som möjligt. Ifall ni gjort experimentet med att hänga ut solsystemet i skolans utrymmen är de ju förtrogna med utmaningarna i att skapa en modell. 

Om ni vill diskutera klimat och atmosfär bjuder Venus på spännande uppgifter. Det är den hetaste planeten i solsystemet. Det beror på den enorma växthuseffekt planetens täta atmosfär bjuder på. Atmosfären där består till största delen av koldioxid och trycket motsvarar trycket en kilometer under havsytan på jorden.

s. 132 Teleskop

Diskutera elevernas uppfattning om teleskop. Var finns de, vem använder dem och varför används de? Eleverna är kanske inte medvetna om att det finns ett flertal teleskop i rymden. Det mest berömda teleskopet är Hubble. Sök gärna reda på bilder tagna med det teleskopet. Andra spännande teleskop är de som söker efter exoplaneter och GAIA som skannar vår egen galax för att skapa den största 3D-bilden hittills av Vintergatan.

Tilläggsexperiment till kapitel 5

Att beräkna jordens lutning

Ni behöver en stor gradskiva (t.ex. en tavelgradskiva), en penna, anteckningsmaterial eller en telefon med kamera.

  1. Kring höst- och vårdagjämningen kan man enkelt mäta lutningen på jordens axel. Sätt en stor gradskiva, typ tavelgradskiva, på marken med basen, alltså linjalen, längs marken i riktning mot solen. Vänd den lite grann så att solljuset nuddar den sida skalan finns på. 
  2. Sätt en penna tvärs över gradskivan på den sida som är mot solen. För pennan längs bågen tills skuggan från pennan träffar markeringen för vinkelns spets. 
  3. Anteckna eller ta en bild med smarttelefonen det gradantal vid vilken pennan finns i det ögonblicket. Det ni då har mätt hur många grader solen är över horisonten.
  4. Genom att beräkna infallsvinkeln, 90° minus vårt resultat, får ni reda på vilken breddgrad ni befinner er på.

Obs! Detta bör göras den tid på dagen när solen når sin högsta höjd över horisonten. Om man gör samma sak just före höstterminens slut ser man att resultatet skiljer drygt 23° från mätningarna vid dagjämningen.

Vill man utveckla detta kan man upprepa Erastothenes experiment med hjälp av länken.

Månfaser 

Ni behöver en ljuskälla och en boll, helst på en pinne.

  1. Lys upp utrymmet med en enda ljuskälla. Den får symbolisera solen. En lämplig boll, helst på en pinne, får utgöra månen. 
  2. När personen sakta svänger sig ett varv runt på stället (moturs för att följa månens rörelse) ser hen bollen upplyst på olika sätt, precis så som månens faser ser ut från jorden.

Om ni går in på JPL Education-webbplats hittar ni ett strukturerat och utförligt lektionsupplägg för skola. Observera att bilderna ska ses moturs, enligt månens rörelse.

Förklaringar:
New Moon: nymåne
Last Quarter: halvmåne
First Quarter: halvmåne
Full Moon: fullmåne
Side view: Månen, sedd från sidan.
Student view: Månen, som eleven ser den.

Planeternas storleksförhållanden

Ni behöver modellera, arbetsbladet här under och eventuellt en miniräknare eller en telefon med kalkylator.

  1. Ladda ner arbetsbladet från Edugalaxen-webbplats.
  2. För att gör en skalenlig, tredimensionell modell av planeternas storlek i modellera behöver ni först bestämma vilken storleksskala ni ska använda. Om du som lärare vill spara tid kan du bestämma skalan på förhand utgående från den mängd modellera du har till förfogande. 
  3. Jupiter är större och mer massiv än alla de andra planeterna tillsammans så ni kan ta hälften av modelleran, forma den till ett klot och kalla det Jupiter för att få en utgångspunkt. 
  4. Beräkna tillsammans vilken storlek ni ska göra åtminstone en av planeterna för att bibehålla skalan. Utgående från denna beräkning kan eleverna sedan försöka beräkna vilken radie och diameter ni behöver för de andra planeterna. Eleverna antecknar på arbetsbladet.
  5. Att utgående från detta göra de inre planeterna, Saturnus, Uranus och Neptunus och jämföra det klotet med Jupiter brukar vara en aha-upplevelse för alla. Även om man känner till Jupiters storlek i förhållande till de andra planeterna finns det en poäng i att se det mera konkret.

Bildanalysfrågor

Här finns frågor som förslag till ganska fri bildanalys. Du kan använda frågeorden på pärmen, välja bland frågorna här under eller formulera helt egna frågor och funderingar.

s. 114 Inledningsbilden

Vad gör personen på bilden?
Vilket verktyg använder hen?
Är det möjligt att titta på stjärnhimlen med ett sådant verktyg på dagen?
Vilken stjärnbild tittar hen på?
Varför kallar vi stjärnbilden just så?
Varför kallas stjärnbilden skopan i Storbritannien och renen i sàpmi?
Kommer du på ett eget, ännu bättre namn för stjärnbilden?

Efter att ni har läst kapitlet:
Vilka nya ord och begrepp som du lärt dig hittar du i bilden?

s. 130–131 De åtta planeterna

Vad föreställer bilden?
Vilket eller vilka fel hittar du i bilden?
Varför finns detta fel, tror du?
Hur skulle illustratören vara tvungen att göra för att det ska bli helt korrekt?
Vilka av planeterna på bilden har människor faktiskt sett en bild av?
Vilken av planeterna skulle du helst vilja besöka?
Varför väljer du just den?
Hur tror du att det ser ut där?
Vilken av planeterna skulle du absolut inte vilja besöka?
Varför vill du absolut inte besöka just den planeten?
Vilka planeter tror du att människor kommer att ha besökt om hundra år?

Facit till uppgifterna på sidorna 134–135

1.
A)
Stjärnkikare, teleskop.

2.
A)
Ett dygn.

B) Ett år.

C) En månad.

3.
A)
Fotosfär är den yttersta delen av solen.

B) Korona är det yttersta skiktet av solens atmosfär.

C) Protuberans är eldtungor av plasma som slungas ut från kromosfären på solen.

4. 
Jordaxeln lutar 23 grader och det leder till att vi i Finland, som befinner oss på norra halvklotet, lutar bort från solen på vintern och lutar mot solen på sommaren. Lutningen gör att vi upplever de fyra årstiderna. 

5.
A)
Sommarsolstånd ca 22 juni.

B) Höstdagjämning ca 20 september.

C) Vintersolstånd ca 20 december.

D) Vårdagjämning ca 20 mars.

6. 
Tips: Asteroiden slog ner i nuvarande Mexico. Den gav upphov till många tsunamier, speciellt Kuba var hårt utsatt. Nedslaget gjorde att ett enormt dammoln skymde jordens yta i många år. Dammolnet gjorde att solens strålar inte kunde nå jorden. Det här ledde till att många växter dog då inte fotosyntesen fungerade. Att växter dog ledde i sin tur till att många djur dog ut tex dinosaurierna. 

7.
A)
Karlavagnen syns på norra stjärnhimlen. 

B) Karlavagnen syns alltid på norra stjärnhimlen.

C) Nej.

D) Drygt 85 ljusår i snitt.

I pdf-filen finns råd inför övningen med programmet Stellarium. För att konkretisera arbetsgången finns skärmdumpar av centrala skeden i uppgiften.

Pdf-dokument att skriva ut.

Ordförklaringar

  • Asteroid 
  • Atmosfär
  • Fotosfär
  • Galax 
  • Gravitation 
  • Höstdagjämning 
  • Jordaxel 
  • Kaamos 
  • Koronan 
  • Kromosfär 
  • Ljusår 
  • Protuberans 
  • Solfläckar 
  • Sommarsolstånd 
  • Teleskop 
  • Vintersolstånd 
  • Vårdagjämning

Pdf-dokument att skriva ut. Kontrollera inställningarna på din skrivare så att korten skrivs ut rätt. Ordet ska finnas på kortets ena sida och förklaringen på andra sidan.