第一章學習活動設計與課程進行紀錄

4. >  第三週 宇宙的起源;宇宙的觀測

節次 學習主題 學習活動內容 形式 對應學習手冊 對應泰宇版課本
3-1

5分

大霹靂 現象觀察與提出問題 講解 1-4.3 大霹靂 2-1.4 宇宙的起源(P39-41)
3-1

5分

建立可驗證觀點(部分觀點、閱讀課文) 實作
3-1

10分

規劃研究(閱讀課文) 實作
3-1

10分

建立可驗證觀點(完整觀點、閱讀課文) 實作講解
3-1

5分

論證建模 講解
3-1

5分

新的研究結果 講解 1-4.4 宇宙的過去與現在  
3-2

5分

恆星的溫度與顏色 用Stellarium找出不同顏色恆星的光譜型態 實作 1-5 宇宙的觀測

1-5.2 恆星的顏色

2-2 天文觀測

2-2.1 恆星的顏色(P42-43)

3-2

5分

光譜型態、恆星顏色與恆星溫度 講解
3-2

5分

黑體輻射、恆星溫度與恆星顏色 講解
3-2

5分

不同溫度的黑體輻射 實作
3-2

5分

顏色的形成 講解
3-2

10分

恆星的亮度 視星等、絕對星等與距離的基本概念

(閱讀課本及回答問題)

實作 1-5.1 恆星的亮度 2-2.2 恆星的亮度(P43-44)
3-2

5分

問題檢討 講解
3-2

5分

不同電磁波觀測 不同電磁波對宇宙的觀測 講解 1-5.3 觀測不同波長的電磁波 2-2.3 不同波段的天文觀測(P45-46)
3-2

5分

回顧 回顧學習成果 講解    
  1. 雖然「大霹靂」這個主題和前面的「紅移」和「宇宙膨脹」主題較連貫,但我試過一起上,太燒腦太累,學生接受度反而較低,不如隔週再上,還可以順便複習前一次的學習內容。
  2. 說明大霹靂的科學探究
    1. 簡單說明如何從宇宙膨脹到提出大霹靂假說
    2. 以科學探究方法來證明大霹靂(請同學將以下內容寫在課本P40空白處):
      1. 觀察現象:(參考前二個探究活動)
      2. 發現問題:(參考前二個探究活動)
      3. 提出假設:(建議從課文中找出一句敘述,這據敘述可以回答前面的問題。)
      4. 實驗規劃:(可以從課文敘述中「猜」出來實驗規劃的內容,但是這個實驗為何可以驗證前面的假設,必須要從假設進一步推論。)
      5. 論證建模:(討論完上一項「實驗規劃」後,再請同學作答)
    3. 參考答案:
      1. 觀察現象:宇宙在膨脹。
      2. 發現問題:為什麼宇宙會膨脹?
      3. 提出假設:宇宙的形成是從一個小點暴脹開來,當時所有物質與能量集中在一起,溫度很高。當宇宙開始迅速膨脹,物質與能量分散開來,宇宙的溫度逐漸降低。現今的宇宙應該存在一個背景溫度,且溫度很低。
      4. 實驗規劃:測量宇宙目前的溫度。
      5. 論證建模:測量到來自宇宙各個方向的微波輻射相當於2.7K的低溫,這個微波輻射的性質符合宇宙背景溫度的假設,代表現今的宇宙背景溫度是2.7K的低溫。
    4. 提示:觀察「假設」的文字內容,思考實驗規劃應該要「測量」什麼?
    5. 請同學比照上一題,寫出論證建模的內容。
    6. 視情況補充說明近年的觀測結果。
  3. 恆星的顏色
    1. 請同學從Stellrium畫面中點出:偏黃色、白色、偏藍色的恆星,並記下該恆星的光譜型第一碼英文單字,寫到教室白板上。
    2. 配合學生的觀察結果,老師將OBAFGKM這七種恆星光譜型所對應的顏色做簡單說明。
    3. 說明課本上黑體輻射的圖,並說明輻射曲線與恆星顏色之間的關係。
    4. 請同學觀察課本上黑體輻射的圖,以及課文中對黑體輻射曲線特徵的描述,在課本圖上自行加繪一條更高溫的輻射曲線。
    5. 問同學「超高溫恆星是什麼顏色?」
    6. 說明3K宇宙背景輻射的測量原理。
    7. 說明常見的不同顏色成因(吸收、反射、燃燒)。
  4. 恆星的亮度
    1. 請同學自行閱讀課文並回答相關問題(相關問題請參閱1-5.4)。
    2. 課文對於亮度差異和星等間大小關係的說明不夠清楚,建議幫同學將課本說明整理成以下資訊:
      1. 星等差5等亮度差100倍;
      2. 星等差1等亮度差2.512倍;
      3. 所以星等差2等時,亮度應該差幾倍?差3等時?差n等時?
      4. 以課本天狼星和織女星的例子驗算前一題的公式。
    3. 說明相關問題的答案。
  5. 不同波段電磁波的觀察
    1. 請同學根據課本的圖,說明為什麼某些波段電磁波的望遠鏡必須放在外太空。
    2. 以黑體輻射曲線為例,問同學高溫天體用哪一種電磁波段觀測最容易找到。
      1. 以星系的可見光和X射線觀測結果為例,說明黑洞的觀測。
      2. 以EHT黑洞影像為例說明不同的觀測方式與結果。
    3. 以獵戶座可見光和紅外線影像為例,問學生不同影像代表的意義。
    4. 總結以不同波段電磁波觀察宇宙的目的和意義。

發佈留言

發佈留言必須填寫的電子郵件地址不會公開。 必填欄位標示為 *

這個網站採用 Akismet 服務減少垃圾留言。進一步了解 Akismet 如何處理網站訪客的留言資料