• تعداد بازديد :
  • پنج شنبه 1395/03/27
  • تاريخ :

بازی با سایه

بازی با سایه

مقدمه:

آخرین باری که با دقت به سایه های اطراف خود دقت کردید چه زمانی بوده است؟ بیشتر افراد به سایه ها و نحوه ی تغییر شکل آنها اهمیت زیادی نمی دهند. دلیل این رفتار آن است که مردم معتقدند این سایه ها اهمیت چندانی ندارند. اما حرکت سایه ها در نور خورشید نشان از پدیده ای بسیار مهم دارد، پدیده ای پیچیده که درک آن توسط انسان ها هزاران سال به طول انجامید: اینکه زمین حرکت چرخشی به دور خود و به دور خورشید دارد.

بازی با سایه

پیش زمینه:

هر روز صبح زمین می چرخد و در موقعیتی قرار می گیرد که محل سکونت شما رو به خورشید قرار بگیرد. با چرخش زمین مشاهده می کنید که خورشید از افق شرقی بالا می آید. با ادامه ی این چرخش و گذر روز به نظر می رسد که خورشید در پهنه ی آسمان حرکت می کند. زمانی که کره ی زمین در موقعیتی قرار می گیرد که محل سکونت شما دور از خورشید باشد، غروب خورشید را در افق غربی خود می بینید. از جایی که شما هستید، یعنی در سطح زمین، به نظر می رسد که خورشید در آسمان حرکت می کند. اما این حرکت در واقع حاصل از چرخش زمین است و ما تنها حرکتی ظاهری از خورشید در آسمان می بینیم. با حرکت ظاهری خورشید در آسمان، سایه ها نیز تغییر شکل می دهند.

بازی با سایه

حرکت ظاهری خورشید به مقدار تقریباً یک درجه در روز نتیجه ای از حرکت زمین است ولی دلیلی بر آن نیست. حرکت ظاهری خورشید را می توان با نظریه ی زمین مرکزی که توسط بطلمیوس عنوان گردید تفسیر کرد. طبق این نظریه که چندین قرن مورد قبول عامه بود زمین ساکن فرض گردیده و خورشید به دور آن می گردد. در ابتدای قرن شانزده کوپرنیک نظریه ی خود را ارائه داد. طبق این نظریه خورشید مرکز منظومه شمسی است و تمام سیاره ها در مدار دایره ای حول آن در چرخش اند. یکی از نتایج نظریه کوپرنیکی یا خورشید مرکزی این است که ستاره های نزدیکتر وقتی که از زمین در حال چرخش مشاهده می شوند یک جابه جایی پارلاکس نشان می دهند. از حرکت ظاهری خورشید برای تعریف سال استفاده می شود.

بازی با سایه

مواد و وسایل مورد نیاز:

یک روز آفتابی (برای گرفتن نتایج خیلی خوب، بهتر است صبح زود یا نزدیک غروب این فعالیت را انجام دهید.)
حیاط، زمین بازی یا هر فضای باز مناسب دیگر
یک ساعت مچی یا ساعت رومیزی
گچ رنگی حداقل در چهار رنگ متفاوت (اگر قصد کشیدن طرح سایه روی پیاده رو را دارید.)
 مداد شمعی یا مداد رنگی حداقل در چهار رنگ متفاوت (اگر قصد دارید طرح سایه ها را روی کاغذ بکشید.)
یک برگه کاغذ بزرگ
حداقل چهار عدد سنگ کوچک یا دیگر اشیاء سنگین تا بتوانند کاغذ را روی زمین نگه دارند.
یک سایه ساز (وسیله ای با شکل جالب، مثلاً یک بطری، کامیون اسباب بازی یا دیگر وسایل بازی).

بازی با سایه

روش کار:

جسمی با شکل جالب به عنوان سایه ساز خود انتخاب کنید، مانند یک بطری، کامیون اسباب بازی یا هر اسباب بازی جالب دیگر.

به خارج از منزل بروید و محلی را پیدا کنید که در آن قادر به دیدن سایه ی خود باشید. کاغذ بزرگ را روی زمین بگذارید. روی لبه های این کاغذ سنگ بگذارید تا در اثر وزش باد یا عوامل دیگر از جای خود تکان نخورد.

جسم سایه ساز خود را در وسط این کاغذ بگذارید. به نظر شما چرا باید سایه ساز در وسط کاغذ قرار بگیرد؟

با استفاده از مداد یا گچ طرح سایه ی سایه ساز در آن لحظه را روی کاغذ رسم کنید. آیا سایه ی جسم به اندازه ی خود جسم است؟ آیا شکل سایه با شکل جسم یکسان است؟ به نظرتان با حرکت و تغییر مکان خورشید (یا به بیان دقیق تر با تغییر مکان ما نسبت به خورشید) شکل، اندازه و جهت سایه چه تغییری خواهد کرد؟

 بیست دقیقه منتظر بمانید. سپس شکل سایه را مجدداً روی کاغذ با مداد یا گچ رنگ دیگر رسم کنید. سایه حرکت کرده است؟ شکل و اندازه ی آن چه تغییری کرده است؟

 به همین ترتیب در فواصل بیست دقیقه ای طرح سایه را دنبال کنید تا متوجه حرکت آن شوید. سایه چگونه تغییر کرده است؟ به نظر شما دلیل این مشاهدات چیست؟

بازی با سایه

آزمایش های تکمیلی:

برای ادامه ی کار و انجام آزمایش های بیشتر با سایه، این تغییرات را در روند کار خود اعمال کنید: طرح سایه را هر ده دقیقه، سی دقیقه، یک ساعت یا دو ساعت یک بار رسم کنید. فضای بین این طرح ها چه تفاوتی با هم دارد؟

این فعالیت را در زمان های مختلف از روز انجام دهید. الگوی سایه ها در صبح، ظهر و اواخر روز به چه شکل است؟ آیا متوجه الگوی خاصی بین این طرح سایه ها می شوید؟

بازی با سایه

مشاهده و نتیجه گیری:

در تمام طول روز سایه ها در حال کوچک و بزرگ شدن و تغییر شکل هستند. احتمالاً متوجه این مسئله شده اید که نتایج انجام این فعالیت در ظهر چندان جالب نیست. در ظهر که خورشید در بالای آسمان قرار دارد، سایه ی اجسام درست مانند یک گودال آب کوچک در پایین پای آنهاست. صبح زود و قبل از غروب سایه ها با سرعتی بیشتر از آنچه انتظار دارید تغییر اندازه و شکل می دهند. در زمان طلوع و غروب آفتاب، از آنجا که ارتفاع خورشید در آسمان کم است اجسام سایه هایی بسیار طولانی تر از زمان ظهر دارند.

بازی با سایه

اگر دوست دارید می توانید این فعالیت را به صورت بازی با دوستان یا اعضای خانواده ی خود انجام دهید. ابتدا طرح سایه ی یک جسم بلند مانند تیر برق را روی زمین علامت گذاری کنید. سپس از هم بازی های خود بخواهید حدس خود از جایی که سایه ی تیر برق قرار خواهد گرفت را با رنگ های مختلف علامت بزنند. پانزده دقیقه صبر کنید و نتایج را بررسی کنید. حدس کدام یک از اعضای تیم به واقعیت نزدیک تر است؟
سایه ها در جهت یابی نیز مورد استفاده قرار می گیرند. برای مثال در شمال امریکا سایه ها در حدود ظهر به سمت شمال قرار می-گیرند زیرا در این زمان خورشید به جنوب نزدیک است. در نتیجه اگر در شمال امریکا در حدود ظهر امکان بررسی یک سایه را داشته باشید، می توانید محل تقریبی شمال را تشخیص دهید.

منبع: Rad Shadow Sketch

بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان،تنظیم:نیلوفر یاقوتی

UserName