في وقت مبكر من صباح يوم 31 يناير ، سيتم معالجة ما يقرب من نصف الأرض لكسوف القمر الكلي. عندما يتحرك القمر في ظل الأرض ، سيختفي ببطء من الأنظار ، ليعاود الظهور في غضون ساعات قليلة. يوفر الحدث السماوي فرصة ممتازة لإشراك الأطفال والمراهقين (وحتى البالغين) في الأنشطة المثيرة للاهتمام لمعرفة المزيد عن أقرب جيران الأرض.
يحدث الخسوف القمري عندما تصطف الشمس والقمر والأرض ، مع الأرض بين القمر والشمس. هذا يعني أنه يمكن أن يحدث فقط أثناء اكتمال القمر ، عندما تكون الشمس والقمر على جانبي كوكبنا. عند هذه النقطة ، يمكن أن ينتقل القمر إلى ظل الأرض ، مما يتسبب في حدوث خسوف للقمر. [سوبر بلو بلو مون مون 2018: متى وأين وكيف يمكن رؤيته]
فلماذا لا يكون لدينا خسوف للقمر كل شهر؟ يميل مدار القمر قليلاً على مسار يجلبه عادةً فوق ظل الأرض أو تحته مباشرة. لكي يكون الكسوف ، يجب أن تصطف الأجرام السماوية الثلاثة على نفس المستوى. تسمى هذه المجموعة بموسم كسوف. تحدث مواسم الكسوف كل ستة أشهر تقريبًا وتستمر حوالي 34 يومًا. عندما يحدث اكتمال القمر خلال موسم الكسوف ، يمكن أن يشهد الجانب الليلي من الكوكب خسوفًا قمريًا.
لأن هذا سيكون ثاني قمر كامل في شهر يناير ، يُعرف أيضًا باسم القمر الأزرق ، سيكون هذا أول كسوف كلي للقمر الأزرق منذ 150 عامًا.
ما هي أفضل طريقة لإشراك العقول الشابة في الكسوف؟ إليك بعض الأنشطة.
نماذج النظام الشمسي (جميع الأعمار)
تعد نماذج النظام الشمسي طريقة رائعة لتوضيح كيفية عمل الكسوف ، ويمكن بناؤها بمختلف التعقيدات لجميع الأعمار. من خلال إنشاء الشمس والقمر والأرض ، يمكن للآباء والمعلمين إظهار مراحل القمر بالإضافة إلى الكسوف.
يمكن للكرة متوسطة الحجم أن تقف في وجه الأرض - كرة السلة أو كرة القدم هي على الأرجح أفضل رهان. ستعمل كرة أصغر مثل كرة التنس أو الكرة اللينة لصالح القمر.
استخدم مصدر ضوء لخلق الشمس. أبسط خيار هو حمل مصباح يدوي في يدك أو وضعه على طاولة موجهة نحو الأرض والقمر. يعتبر المصباح أيضًا خيارًا مثاليًا مع إزالة غطاء المصباح. يمكن أن تشتمل النماذج الأكثر تعقيدًا على مصباح كهربائي كجزء من النموذج.
يوصي المعهد القمري والكواكب بتغطية "القمر" بورق الألمنيوم لإظهار كيف يعكس القمر الضوء بشكل أفضل. بهذه الطريقة ، يمكن للآباء والمدرسين مناقشة كيف لا ينتج القمر الضوء ولكنه لا يزال قادرًا على التألق لأنه يعكس ضوء الشمس.
في غرفة خافتة ، قم بتشغيل الضوء من الشمس وقم بتوجيهه إلى الأرض. يجب أن يخلق هذا ظلًا مخروطي الشكل خلف الأرض. قم بتحريك القمر من خلال الظل مباشرة خلف الأرض لتوضيح كيف يتحرك القمر الصناعي للأرض من خلال ظله أثناء الكسوف. حرك القمر فوق أو تحت الظل لتوضيح سبب عدم وجود خسوف للقمر كل شهر.
بالنسبة للطلاب الأكبر سنًا ، يمتلك مختبر الدفع النفاث (JPL) التابع لناسا نشاطًا لمساعدة الطلاب على قياس وبناء نموذج مصغر لنظام الأرض والقمر باستخدام مجموعة متنوعة من الكرات والطين النمذجة.
جالاكسي سلايم (ما قبل المدرسة)
يفضل بعض الأطفال المزيد من الملاحظات اللمسية. يمكن استخدام الوحل المجري المتلألئ خلال الكسوف لاحتلال أيديهم ، وبعد الكسوف لاستدعاء ملاحظاتهم. يمكن استخدامه أيضًا كمشروع علمي في حد ذاته. يوفر موقع Little Bins for Little Hands العديد من الوصفات الوحلية (والمشاريع الوحلية المرتبطة بها) ، بما في ذلك مشروع الوحل المجري ، ويمكنك العثور على عدة الوصفات الوحلية من موقع Space.com الشقيق ، LiveScience.com.
عالم دائري (ما قبل المدرسة وابتدائي)
عندما ترفع يدك لحجب ضوء الشمس ، يكشف ظلك عن شكل يدك. خلال خسوف القمر ، يكشف ظل الأرض عن شكل كوكبنا. بينما يتحرك الظل عبر القمر ، تكشف حوافه المستديرة أن الأرض هي كرة وليست مستوية.
في اليونان القديمة ، كشفت خسوف القمر لأرسطو وآخرين أن الأرض كانت مستديرة. هذا أحد الأسباب التي جعلت النخبة المتعلمة تدرك أن الكوكب كان مجالًا قبل أن يبحر كولومبوس بوقت طويل.
بينما يشاهد أطفالك الكسوف ، أشر إلى شكل الظل. اطلب منهم رسم الظل الذي يمكنهم رؤيته على وجه القمر. قبل الكسوف أو بعده ، يمكنك استخدام مصباح يدوي وكرة وجسم مسطح ، مثل قطعة من الورق المقوى ، لمراقبة الفرق في الظلال.
تمايل الأرض (جميع الأعمار)
مثل القمة ، تتأرجح الأرض قليلاً أثناء دورانها ، لتكمل دورة استباقية واحدة وتعود إلى نفس الوضع كل 26000 سنة. اكتشف الفلكي اليوناني هيبارخوس هذا التمايل عندما قارن مواقع النجوم بالنسبة للشمس خلال خسوف القمر بتلك التي سجلت قبل مئات السنين.
إن زخم الأرض يعني أن ثوبان كان النجم القطبي - النجم الأقرب إلى اتجاه القطب الشمالي للأرض - بالنسبة للمصريين القدماء ، وأن فيغا ستكون في يوم من الأيام النجم الجديد. (نجم القطب الحالي هو بولاريس).
يمكن للطلاب عمل رسم بياني يوضح النجوم المرئية خلال خسوف القمر. على الرغم من أنهم لن يتمكنوا من النظر إليها في غضون بضعة آلاف من السنين ، إلا أنها ستعطيهم فكرة عن كيفية تحديد علماء الفلك القدماء أن الأرض تسبق.
تقييم كسوف القمر (المدرسة المتوسطة والثانوية)
كسوف القمر ليس فقط أبيض وأسود. عندما يتحرك القمر عبر ظل الأرض ، فإنه يمر أولاً من خلال الحافة الخارجية للظل ، تسمى الظليل ، والتي يتم اختراقها بواسطة بعض أشعة الشمس التي تمر عبر الغلاف الجوي للأرض. سيكون الظل القمري الناتج خافتًا وقد لا يكون مرئيًا حتى على وجه القمر. بينما يكون القمر في الظل - الجسم الرئيسي للظل - تحجب الأرض كل ضوء الشمس ، مما يخلق ظلًا أكثر قتامة وأكثر تميزًا.
يمكن أن يظهر القمر أيضًا محمرًا أثناء خسوف القمر. ذلك لأن الغلاف الجوي للأرض يمتص بعض الألوان بينما يسمح للآخرين بالمرور. هذا الانحناء لضوء الشمس هو السبب في أن غروب الشمس على الأرض أحمر وبرتقالي. [ما هو الكسوف القمري؟ متى ولماذا تحدث أقمار الدم]
"خلال الخسوف الكلي للقمر ، يسطع القمر من جميع الشروق والغروب التي تحدث على الأرض!" يقول موقع وكالة ناسا.
يمكن أن تؤثر مجموعة متنوعة من العوامل على كيفية ظهور القمر أثناء الخسوف الكلي للقمر. يمكن أن تغير الغيوم والغبار والرماد والقطرات والمواد العضوية في الغلاف الجوي للأرض مقدار الضوء المنكسر في الظلمة.
يوضح مقياس Danjon من Lunar Eclipse Brightness مجموعة الألوان والسطوع التي يمكن للقمر تحملها خلال الكسوف القمري الكلي. يمكن للطلاب استخدام المقياس لتعيين قيمة "L" عند ثلاث نقاط أثناء الكسوف. بعد الكسوف ، يمكنهم مقارنة وتبرير تقييماتهم للكسوف. لاحظ أن هذا النشاط قد يمثل تحديًا للطلاب المصابين بعمى الألوان.
لاحظ ظهور القمر ثلاث مرات: وقت البدء ووقت الخسوف الأعظم (الإجمالي) ووقت الانتهاء. قم بتقييم الكسوف في كل من هذه الثلاث مرات. بعد الكسوف ، ناقش تقييماتك مع المراقبين الآخرين.
L = 0 - كسوف مظلم جدًا. القمر يكاد يكون غير مرئي ، خاصة عند كل شيء (عندما يكون القمر بالكامل داخل الظلمة).
L = 1 - كسوف غامق أو رمادي أو بني اللون. من الصعب التمييز بين التفاصيل.
L = 2 –الكسوف الغامق الأحمر أو الصدأ. ظل مركزي داكن جدًا ، بينما الظل الخارجي الخارجي ساطع نسبيًا.
L = 3 - كسوف من الطوب الأحمر. عادةً ما يكون للظل المظلم حافة مشرقة أو صفراء.
L = 4 - الكسوف النحاسي الأحمر أو البرتقالي. الظل Umbral له حافة مزرق ومشرق للغاية.
توفر JPL ورقة بيانات خسوف القمر وتفاصيل على موقعها على الإنترنت.
حجم superm وسطوع (المدرسة الإعدادية والثانوية)
يتزامن خسوف القمر في 31 يناير مع القمر الخارق الثاني والأخير لعام 2018. مصطلح "القمر الخارق" هو تعريف ثقافي أكثر من تعريف فلكي. ونتيجة لذلك ، لا يوجد تعريف محدد للكلمة. بشكل عام ، يشير "القمر الخارق" إلى اكتمال القمر الذي يقع في 90 في المئة من أقرب نقطة إلى الأرض في مداره ، والمعروف باسم الحضيض. (المصطلح العلمي الأكثر دقة هو "الحضيض المؤلم" ، إذا كنت تريد إقناع أصدقائك وإرباكهم.)
خلال مداره الشهري ، يصل القمر دائمًا إلى ذروته ، أو أبعد نقطة (حوالي 252،651 ميلًا ، أو 405500 كيلومترًا ، من الأرض ، في المتوسط) ، ونسبة الحضيض (225740 ميلًا ، أو 363.300 كيلومترًا). يمكن أن تحدث الأقمار الكاملة في أي نقطة على طول المسار ، ولكن عندما يحدث اكتمال القمر عند الحضيض أو بالقرب منه ، غالبًا ما يشار إليه باسم القمر الخارق.
تبدو الحجرات الكبيرة أكبر وأكثر سطوعًا من القمر المكتمل. في هذا التمرين ، يمكن للطلاب قياس حجم القمر وحساب سطوعه خلال القمر العظيم ، قبل أو بعد الكسوف. من خلال قياس النشاط خلال الأشهر اللاحقة ، سيتمكنون من مقارنة سطوع القمر الخارق بسطوع القمر المكتمل. [كيف يبدو "Supermoon" (مخطط المعلومات)]
يصف JPL طريقتين لقياس حجم القمر ، واحدة رقمية وأخرى تناظرية.
بالنسبة للطريقة الرقمية ، يمكن للطلاب استخدام هواتفهم الذكية أو كاميراتهم الرقمية لتصوير القمر كل شهر. يجب أن يتأكدوا من أنهم إما يسجلون عامل التكبير / التصغير أو يكبرونه على طول الطريق ، مع الحرص على عدم الإفراط في عرض صورهم أو الإفراط في كشفها. يمكنهم بعد ذلك حساب عدد البكسل عبر قرص الصورة ومقارنة القياسات خلال أقمار كاملة متعددة ، بينما القمر في نفس البقعة التقريبية في السماء.
بالنسبة للطريقة التناظرية ، يمكن للطلاب استخدام قطعة ورق وحافظة ، مع الإمساك بالورق أو وضعه على مسافة مقاسة (1 إلى 2 قدم) من وجوههم. من المهم استخدام نفس المسافة لكل قياس للقمر. بعد محاذاة حافة الورقة بالقمر ، يجب على الطلاب وضع علامة على خطوط مطابقة حيث يتقاطع الجزء العلوي والسفلي من القمر مع الورقة. كرر العملية لأقمار كاملة متعددة ، بقياس حجم القمر بالملليمتر.
باستخدام الطريقتين ، يمكن للطلاب مقارنة كيفية تغير حجم القمر ، وحساب النسبة بين القطر الأكبر والأصغر والنسبة المئوية للزيادة بين الاثنين.
يمكن للطلاب أيضًا حساب السطوع النسبي للقمر ، مقارنة شدة الضوء للقمر الكامل في الأوج مع القمر الخارق عند الحضيض. يمكن القيام بذلك أثناء أخذ قياسات البدر في مناسبات متعددة.
جون ووكر ، المؤلف المشارك لبرنامج أوتوكاد ، لديه موقع على شبكة الإنترنت هنا يكشف عن تواريخ الحضيض والأوج من البدر ، وكذلك تواريخ الأقمار الكاملة. سيكون أقرب قمر كامل عند الحضيض لعام 2018 في 22 ديسمبر ، مع وصول القمر إلى الحضيض في 24 ديسمبر.
تقدم JPL أيضًا آلة حاسبة لمرحلة القمر قابلة للطباعة لمساعدتك في تحديد المراحل التالية للقمر.
مصادر إضافية
- تقييم خسوف القمر
- نمذجة نظام الأرض والقمر
- نشاط مراحل القمر
- قياس السوبرمون
- اصنع تقويم مراحل القمر والآلة الحاسبة
- استكشاف LPI! Marvel Moon (أنشطة مختلفة)
ملحوظة المحرر: إذا التقطت صورة مذهلة لمقطع فيديو للكسوف القمري الكلي في 31 يناير وتريد مشاركتها مع Space.com لقصة أو معرض ، أرسل الصور والتعليقات إلى: [email protected].
