에스엘랩 | 흑점세기
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흑점세기

Counting sunspots

목적

 

  • 태양 표면에 있는 흑점의 존재를 알 수 있다.
  • 매일 변할 수도 있는 흑점을 확인하여 그 수를 세어본다.

 

 

학습 목표

 

  • 학생들은 태양 표면에 있는 흑점의 존재를 알고 흑점의 형태를 묘사할 수 있다.
  • 학생들은 여러 날에 걸친 흑점 수의 변화를 설명할 수 있다.

 

 

평가

 

  • 관찰 기간 동안 흑점에 어떤 일이 발생하였는지 묘사하시오.
    답: 학생들은 흑점의 수, 크기, 위치가 변화할 수 있음에 대해 언급해야 한다.
  • 이러한 변화들을 설명하고(태양의 자전 주기는 적도 부근 25일, 극지방 36일로 서로 다르다.) 더 긴 시간(1,10,100년)에 대해 더 큰 변화가 있을지 아닐지를 추론한다.
    답: 학생들은 흑점의 주기와 버터플라이 다이어그램(나비꼴 도형)과 연관시킬 수 있어야 한다.

 

 

준비물

 

  • 인터넷 연결이 된 컴퓨터
  • 흑점 개수를 세기 위한 엑셀 파일
  • 단색광 태양 사진

 

 

배경지식

 

태양은 별이다. 특별히 크지도 작지도 않으며 그렇다고 특별히 어리거나 나이가 많지 않은 지극히 평범한 별이다. 태양은 지구의 생명체들을 살아가게 하는 열의 근원이고 지구의 기후와 날씨를 조절한다. 태양은 지구로부터 가장 가까운 별이며 가장 자세히 연구된 별이다. 태양으로부터 우리는 일반적인 별의 구조와 진화에 대한 방대한 양의 물리적인 과정을 배워왔다.

 

태양은 거의 완벽한 구형이며 자기장과 뜨거운 플라즈마가 엉켜있다. 태양의 직경은 약 1,392,684 km(865,374 mi)로 지구 지름의 약 109배이며 태양의 질량(지구 질량의 대략 33만 배)은 태양계 전체 질량의 약 99.86%를 차지한다. 화학적으로 태양 질량의 3/4은 수소로 이루어져 있으며 나머지는 대부분 헬륨으로 구성되어 있다. 그 나머지(1.69%, 그럼에도 지구 질량의 5,600배)는 산소, 칼슘, 네온, 철 등을 포함한 무거운 물질로 이루어져 있다.

 

적절한 필터를 이용하여 태양을 관측할 때 가장 눈에 띄는 현상은 주로 태양의 흑점이다. 흑점은 낮은 온도로 인해 주변보다 더 어둡게 나타나고 그 경계가 뚜렷한 표면이다. 흑점은 강한 자기장에 의해 대류가 억제되어 뜨거운 내부에서 표면으로 에너지 전달이 줄어드는 강한 자기장 활동 지역이다. 자기장은 코로나에서의 강한 열을 발생시키고 극심한 태양 플레어와 코로나 질량 방출의 원천인 영역을 형성한다. 가장 큰 흑점은 수만 킬로미터에 이르기도 한다.

전체 활동 설명

 

  • “Arquivo Obs. Solares” 메뉴에서 01/2002부터 01/2002까지와 K1-v자료를 선택한다. 이 방법으로 2002년 1월의 모든 단색광 태양 사진을 얻을 수 있다.
  • 엑셀파일(http://www.enhou.net/docuploa/files/counting_sunspots.xls)을 다운로드하고 실행시킨다.
  • 사진을 하나씩 선택하여 흑점의 수를 센다. 각각의 흑점의 개수와 노란색 열에 있는 태양 흑점 군의 수를 기록한다. Wolf 지수는 빨간색 열의 수를 자동으로 계산한다.
  • 여러 날에 걸친 태양 흑점의 수의 변화를 이해하기 위해서 결과를 분석한다.

커리큘럼

 

국가 등급 과목 평가 기관 세부항목
영국 GCSE 천문학 Edexcel Unit 1:1.3e.f

 

 

추가 정보

 

 

 

결론

 

이 활동은 학생들이 여러 날에 걸쳐 검출된 태양 흑점의 수가 변할 수도 있음을 입증할 때 끝난다.