Enerģija no saules gaismas - kosmosa izpēte, izmantojot saules enerģiju
Īss apraksts:
Šajā uzdevumu kopumā skolēni uzzinās par diviem jēdzieniem, kas ietekmē saules paneļu konstrukciju kosmosa misijām: apgrieztais kvadrāta likums un krišanas leņķis.
Skolēni veiks divus vienkāršus pētījumus, izmantojot fotogalvanisko elementu (saules bateriju) un gaismas avotu.
Vispirms viņi mērīs, kā saules bateriju saražotā jauda mainās atkarībā no attāluma no gaismas avota, un eksperimentāli mēģinās iegūt apgriezto kvadrāta likumu gaismas intensitātei.
Pēc tam skolēni veiks otru eksperimentu, lai noskaidrotu saules baterijas izejas jaudas atkarību no krišanas leņķa. Visbeidzot, viņi šos jēdzienus piemēros reālām EKA kosmosa misijām.
Temats:
Zinātne, Fizika
Mācību mērķi:
Gaismas intensitātes izpratne un aprēķināšana.
Izpratne par krišanas leņķi.
Mācības par saules baterijām.
Veikt praktiskus eksperimentus, lai izpētītu apgriezto gaismas kvadrāta likumu un gaismas krišanas leņķa ietekmi.
Datu analīze un attēlošana.
Vienkāršu elektrisko ķēžu konstruēšana, izmantojot saules baterijas.
Mācības par elektrisko potenciālu starpību, elektrisko strāvu, jaudu un gaismas intensitāti.
Saules enerģijas prasību izpēte kosmosa misijās.
Vecuma diapazons:
14 - 18 gadi
Laiks
Sagatavošana: 1 stunda
Eksperimenta montāža: 20 minūtes
Nodarbība: no 1 stundas līdz 30 minūtēm
Valodas: Angļu valodā, Dānijas, Franču, Vācu, Polijas, un Spāņu.
1. uzdevums: apgrieztais kvadrāta likums
Šajā praktiskajā nodarbībā skolēni aprēķinās saules paneļa izejas jaudu, izmērot elektrisko strāvu un elektrisko potenciālu starpību, un mēģinās iegūt apgriezto kvadrāta likumu no saviem eksperimentālajiem mērījumiem.
Aprīkojums
Katrai grupai izdrukāta skolēnu darba lapa
Katrai grupai izdrukāts 1. pielikums
Tumša kaste (atvērta vienā galā)
Pildspalva/zīmuli
Elektriskie kabeļi
Sellotape
Gaismas avots (maza spuldzīte, 4,5 V, 0,3 A)
Valdnieks
30 cm stienis (piemēram, koka nūja)
Materiāls gaismas bloķēšanai (piemēram, sūklis, audums).
ampērmetrs un voltmetrs (vai multimetrs)
Krokodilu klipsi
2. uzdevums: Iedarbības leņķis
Šajā aktivitātē skolēni uzzinās par to, cik svarīgs ir krišanas leņķis un kādas ir priekšrocības, optimāli izvietojot saules baterijas. Veicot eksperimentu, skolēni izmērīs, kā krišanas leņķis ietekmē izejas jaudu.
Aprīkojums
Katrai grupai izdrukāta skolēnu darba lapa
katrai grupai izdrukāts 2. pielikums
Pildspalva/zīmuli
Eksperimentālā iekārta no 1. darbības (sk. 2. pielikumu)
Paliktnis saules baterijas pagriešanai (piemēram, grilēšanas nūja).
Protraktors
3. aktivitāte: kosmosa izpēte ar saules enerģiju
Šajā aktivitātē skolēni vingrinās apgrieztā kvadrāta likumu lietošanā, piemērojot to reālām EKA kosmosa misijām. Skolēni uzzinās, kā apgrieztā kvadrāta likums ietekmē to, cik lieliem jābūt saules paneļiem un cik ļoti svarīgs ir krišanas leņķis misijās, kas dodas tuvu Saulei.
Aprīkojums
Katram skolēnam izdrukāta darba lapa
Pildspalva/zīmuli
Kalkulators
Vai zinājāt?
Starptautisko kosmosa staciju (SKS) darbina saules paneļi. Attēlā pa labi redzami daži no saules paneļiem uz SKS, kurā vienlaikus uzturas līdz pat sešiem astronautiem. Tā kā SKS riņķo ap Zemi, saules paneļus var pagriezt, lai tie būtu vērsti tieši pret Sauli. Panelis aptver 2500 m³ lielu platību, kas atbilst pusei futbola laukuma.
Īss apraksts: Šajā aktivitāšu kopumā skolēni uzzinās, kā zinātnieki ar teleskopiem pēta eksoplanētas, izmantojot tranzīta metodi. Skolēni raksturos eksoplanētas, izmantojot