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制作太阳系模型

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你有没有帮学校制作过太阳系模型,或是看过书上的太阳系图片?这类模型中的行星通常靠得很近,而且也很接近太阳。但是在真实世界中(也就是真实的太阳系中),行星距离太阳非常遥远,彼此间的距离也非常远(这对我们而言是好事,如果地球距离太阳太近,我们就没办法生存了!)

 

重要概念

太阳系

太空

行星

 

背景说明

最接近太阳的行星是水星,距离太阳约5700万公里。那么地球呢?我们与太阳间的距离相当安全(而且舒适),大约是1亿5000万公里。

这么远的距离不是很容易理解。不过运用一些(很小的)家庭用品和(很大的)地板或地面空间,我们可以更清楚地了解太阳和行星之间的距离有多远,尤其是跟星体本身大小相比。

为了简化这个活动中的距离测量,你量长度时可以用简便一点的方式,例如以成人脚掌长度当做30公分,或以成人行走时的步距当做1公尺,不过本文还是会列出精确的公制长度。

 

实验材料

·九个和胡椒粒大小差不多的物体(直径约2.5公厘)

·卷尺

·九张标签,分别写上太阳和八大行星(水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星)

·在室内或室外找一条长度约6.6公尺的净空通道

·葡萄柚一个(非必需)

·两粒食盐(非必需)

·两粒海盐(非必需)

·至少一个方向长度超过10.7公尺的空间(非必需)。

 

准备工作

1. 先想一想:太阳系有多大?太阳系中大部份的空间是被行星占据还是空无一物?

2. 试着清理出长8.6公尺的直线信道。如果没有那么大的空间,至少必须清出1.2公尺的空间。

 

实验开始

1. 将第一粒胡椒粒放在通道一端,并将标注为太阳的标签放在它旁边。

2. 量出8公分距离,放下第二粒胡椒粒。在胡椒粒旁放下「水星」的标签,它就是最接近太阳的行星(如果依照实际比例制作太阳系模型,它当然不可能跟太阳一样大。不过这样一来,它的直径只有0.005公厘,肉眼就看不见了!)

3. 回到太阳的位置,量出15.7公分的距离,放下第三粒胡椒粒,标示为金星。

4. 你知道下一粒胡椒粒代表什么吗?你猜得出来它距离太阳多远吗?

5. 从太阳量出21.8公分的距离,放下第三粒胡椒粒,这个胡椒粒代表的就是地球!

6. 下一个是火星,放在距离太阳33.3公分的位置。

7. 回到太阳的位置,量出1.1公尺的距离,放置下一粒胡椒粒,将它标示为木星。(它是太阳系中最大的行星,但如果太阳跟胡椒粒一样大,木星还是会比一粒食盐还小)

8. 下一粒胡椒粒是土星,距离太阳2.1公尺。

9. 现在从太阳量出4.2公尺,放下一粒胡椒粒,这个胡椒粒代表天王星。

10.太阳系最后一个行星是海王星。从太阳量出6.6公尺的距离,放下最后一粒胡椒粒和最后一张标签。

11.站在代表海王星的胡椒粒旁,看着太阳。如果你住在海王星上,太阳会跟在地球上看起来一样大吗?太阳释放出大量的光和热,但海王星接收到的光和热跟地球比较起来如何?

 

试试看:想进一步了解行星跟太阳相比之下有多小吗?试着用葡萄柚(直径约10公分)当做太阳。如果要完全依照大小和距离比例制作这个行星模型,则离太阳最近的水星大约跟一粒食盐一样大,距离太阳4.2公尺。金星大约和一粒海盐一样大,距离太阳7.9公尺。地球也大约和一粒海盐一样大,距离太阳10.9公尺。那么海王星呢?它跟葡萄柚大小的太阳间的距离超过431.6公尺。

再试试看:想利用其他大小的物体制作太阳系模型吗?试试将它们的尺寸输入的太阳系模型计算器中。

 

观察与结果

你站在太阳的位置时,看得见代表海王星的胡椒粒吗?你是否很惊讶行星间的距离这么遥远?当然,行星之间的太空中不是什么都没有,还有称为「小行星」的飘浮石块,火星和木星间的「小行星带」上就有很多小行星正环绕太阳运行。

太阳系只是银河系的一小部份,银河系又是宇宙的一小部份。距离太阳最近的恒星约在4.24光年之外。如果在太阳跟胡椒粒一样大的宇宙中,它距离胡椒粒太阳大约58.9公里。这样的距离相当遥远,就算用航天飞机也得飞非常久的时间。

 

清理工作

记得要把胡椒粒(或是你用来代表太阳和行星的物体)都捡起来。 

 

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