활동 1: 달의 반대편 모형
2명의 지원자: 중심에 한 사람(지구)과 다른 사람은 지구 주위를 공전(달)
달이 지구를 향하도록 하고, 90도 공전할 동안 90도 자전한다. 시작지점으로 올 때까지 이 과정을 반복한다.
활동 2: 손전등(태양)을 가지고 달의 위상을 설명하는 모형
5명의 지원자: 중심에 한 사람(지구)과 나머지 4명이 마스크를 쓰고 각기 달의 위상 4개를 보여준다. (1명은 전체 반사, 2명은 부분 반사, 나머지 1명은 완전 어두움)
활동 3: 달의 위상 시뮬레이션
작은 모형의 달을 달에게 향하게 하면 두개의 크기(Phase)가 같아지는 것을 볼 수 있다.
활동 4: 틀린 그림 찾기
달의 위상은 태양의 위치와 관련 있다.
활동 5: 월식
월식은 보름달일때만 일어난다.
활동 5: 월식 시뮬레이션
월식은 지구상의 반만 관찰할 수 있음.(밤에)
활동 6: 일식
일식은 삭일 때만 일어난다.
활동 6: 일식 시뮬레이션
일식은 지표면의 좁은 영역에서만 보인다.
활동 7: 큰 '태양'이 작은 '달'처럼 보이게 만듦.
활동 8: '책장 넘기기' 식현상 시뮬레이터
그림을 자르고 순서대로 놓는다.
공책에 각 그림을 붙인다.
식현상과 비슷하게 보기 위해 페이지를 빨리 넘긴다.
활동 9: 태양 크기 결정 - 관측과 측정
비례를 세워 태양크기를 계산할 수 있다.
L=150,000,000km 지구-태양 거리; l=통의 길이; d=반투명 종이 위의 태양의 크기
활동 10: 아리스타쿠스의 실험(310~230BC)
지구-달-태양의 크기와 거리와의 관계를 파악 (하지만, 절댓값을 얻지는 못함). 에라토스테네스가 얻어냄.
1) 지구에서 달까지 거리와 지구에서 태양까지의 거리
2) 달과 태양의 반지름
3) 지구에서 달까지의 거리와 달의 반지름
4) 지구위에 맺힌 그림자의 원뿔
5) 이들 모두의 관계
1) 지구-달과 지구-태양 거리
cos a = EM / ES therefore
아리스타쿠스 a = 87º then ES = 19 EM
현재 a = 89º 51’ therefore
2) 달과 태양의 반지름
지구에서 보면 달과 태양의 각반지름은 0.5° 로 관측됨
그러므로, 반지름은
3) 지구-달 거리와 달의 크기
지구에서 바라본 달의 각지름은 0.5 º
이 지름의 720배를 하면, 달의 원 궤적을 계산할 수 있다.
720 = 2 π EM
3) 지구-달 거리와 태양의 반지름
비슷하게 Es= 720 Rs/π
아리스타쿠스의 첫 번째 태양 중심 모형
4) 지구상 그림자 원뿔
월식 때, 아리스타쿠스는 달이 지구의 그림자 영역(원뿔)을 지나가는 시간을 측정했고, 달의 크기의 두배 정도의 크기임을 알았다. (i.e. 2:1)
실제 값, 2.6:1
5) 이들 모두의 관계
(x+EM+ES)/Rs = (x+EM)/RE =x/2.6RM)
이 계가 보여주는 것을 풀어보자 (모든 것은 지구의 크기와 비례하여 표현):
활동 11: 에라토스테네스의 실험 (280 -192BC)
같은 자오선의 두 도시
동시 관측
그림자 다름... 오! 지구는 둥글다!
여기서 α와β는 라디안으로 측정
180 degrees =π radians
수직선(혹은 막대)와 그 그림자의 길이를 측정
에라토스테네스 방법으로 한 우리 결과