教材・解説など
PAOFITS WG の開発教材について
PAOFITS WG で開発した教材です。今後も、新しい教材が完成し次第、順次公開していく予定です。
各教材のワークシート(Wordファイル)は改変自由です。教材の用い方はそれぞれのクラスの事情によってさまざまだと思います。適宜編集しておつかいください。
FITS教材
教材ごとに、教師用解説書や生徒用ワークシート、観測データ(FITS画像)、その他解析用マクロなどが用意されています。詳細については、教材名のリンクをたどってください。
太陽観測衛星「ひので」により得られたデータを利用して、太陽表面でのプロミネンスのガス塊の動きを調べます。実習を通じて、物理基礎や物理で学習する理想的な等速度運動や等加速度運動の法則が、自然現象のどのような運動に当てはめることができるのか理解を深めます。
太陽に関する実習を単に観察のみに終わらせず、現在、使用可能な太陽の専門観測画像(FITS 画像)を使って、太陽光球面の諸現象について、その各部の光強度を手がかりに、より解析的に調べ、各現象の光強度と温度の関係について理解を深める教材です。
太陽の視直径を精密に測定することによって、太陽地球間の距離が変化していること、地球が楕円軌道を回っていることを知り、地球軌道の離心率を求めます。
(距離梯子1)『金星の太陽面通過(1天文単位を求めよう)』
日本とタイで観測した2012年6月6日の「金星の太陽面通過」のデータから、金星の視差を測定し、「1天文単位」の距離を求めます。
(距離梯子2)『星団の分光視差(散開星団までの距離を求めよう)』
散開星団NGC1912(M38)のFITS 画像を用いて星団の個々の恒星のみかけの等級を求め、主系列星の絶対等級との等級差(距離指数)を見積もり、散開星団ま での距離を求めます。
(距離梯子3)『セファイド変光星(系外銀河M100の距離を求めよう)』
ハッブル宇宙望遠鏡(HST)で撮像されたM100(NGC4321)という銀河にみつかった約70個のセファイド変光星のひとつについて、明るさを測り、変光周期からM100までの距離を求めます。
(距離梯子4)『ハッブルの法則』
距離のわかっている銀河のスペクトルデータ(※)からハッブルの法則を求め、宇宙の膨張速度であるハッブル定数を決定します。
(※) 使用するデータは、国立天文台岡山天体物理観測所188cm望遠鏡カセグレン分光器で得られ、公開されている研究観測データ。
(距離梯子5)『超新星の明るさと銀河の距離』
最も明るくなった時の絶対等級がほぼ一定値になるIa型超新星の明るさを測り、Ia型超新星の絶対等級と銀河の距離との関係を調べます。
Ia型超新星の絶対等級を求めるとほぼ一定になることを確認する実習と、絶対等級を既知として実際に現れたIa型超新星の明るさの変化を測定し銀河の距離を求める実習の、2セットの構成になっています。
ハッブル宇宙望遠鏡・すばる望遠鏡・木曾シュミット望遠鏡などが撮影した画像データ(FITS画像)を測定して、星団のHR図を作成します。
『球状星団編 -星団の年齢を求めてみよう-』、『散開星団編 -主系列星を見てみよう-』、『(球状+散開)星団編 -恒星の進化-』の3通りの展開に合わせた教材があります。
デジカメ教材
教材ごとに、指導者用の教材解説書や生徒用ワークシート、観測データ(JPEG)、などが用意されています。詳細については、教材名のリンクをたどってください。
画像から天体の大きさを測り、画角等の情報をもとに視直径になおします。さらにその天体までの距離を使って実際の大きさも求めます。
木星のガリレオ衛星を撮影した複数のデータから衛星の動きを求め、ケプラーの法則から木星の質量を求めます。
解説教材
光の色と星の色
天体の色のちがいに着目して、星の性質を考察する教材です。この教材は、あいまいな表現に陥りがちな「色」を、物理的な対象として扱うための考え方をつかむことを目的としています。また、そのために「分光」という技術を利用することも扱っています。逆に、物理などで学ぶ「光の色」が天文分野ではどのように使われているかを学ぶ教材としても、利用できます。ただし、人間の色の感覚については触れていません。
星の等級と明るさの関係
肉眼による星の明るさを表す「等級」は、「星の光量(明るさ)」を対数スケールで表現した単位です。「等級の5等差で明るさは100倍になる」というポグソンの定義を、CCD 画像(FITS 画像)を実際に測光することで確かめます。
解説用スライド(PowerPointスライドショーファイル)
画像データ m45v1_4.fit M45(プレアデス星団)
ハッブルの音叉図(PDFファイル、2MB)
すばる望遠鏡の観測で撮られた銀河の画像を使って、ハッブルの音叉図(銀河の分類)を作りました。
その他の教材(外部リンク)
hscMap教材開発グループが開発した教材の配布サイトです。PAOFITSのメンバーが開発に関わっています。