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 | 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 |
- 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。
- 說明大霹靂的科學探究
- 簡單說明如何從宇宙膨脹到提出大霹靂假說
- 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):
- 觀察現象:(參考前二個探究活動)
- 發現問題:(參考前二個探究活動)
- 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。)
- 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。)
- 論證建模:(討論完上一項「實驗規劃」後,再請同學作答)
- 參考答案:
- 觀察現象:宇宙在膨脹。
- 發現問題:為什麼宇宙會膨脹?
- 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。
- 實驗規劃:測量宇宙目前的溫度。
- 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。
- 提示:觀察「假設」的文字內容,思考實驗規劃應該要「測量」什麼?
- 請同學比照上一題,寫出論證建模的內容。
- 視情況補充說明近年的觀測結果。
- 恆星的顏色
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 問同學「超高溫恆星是什麼顏色?」
- 說明3K宇宙背景輻射的測量原理。
- 說明常見的不同顏色成因(吸收、反射、燃燒)。
- 恆星的亮度
- 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)。
- 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:
- 星等差5等亮度差100倍;
- 星等差1等亮度差2.512倍;
- 所以星等差2等時,亮度應該差幾倍?差3等時?差n等時?
- 以課本天狼星和織女星的例子驗算前一題的公式。
- 說明相關問題的答案。
- 不同波段電磁波的觀察
- 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。
- 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。
- 以星系的可見光和X射線觀測結果為例,說明黑洞的觀測。
- 以EHT黑洞影像為例說明不同的觀測方式與結果。
- 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。
- 總結以不同波段電磁波觀察宇宙的目的和意義。