Praktische opdracht

Kraters op de maan

Iedereen heeft wel eens de maan aan de hemel zien staan. Je weet dan ook dat de maan er niet altijd hetzelfde uitziet. Soms zie je een smalle sikkel, dan weer een halve cirkel en enkele dagen later een heldere schijf. Sommige mensen zien een gezichtje of een konijntje in de maan. Maar wat zijn die donkere plekken op de maan eigenlijk? In deze opdracht ga je met een verrekijker of telescoop de maan van dichterbij bekijken. Tenslotte bepaal je de hoogte van de Archimedeskrater op de maan.

De opdracht kun je met z'n tweeën of drieën uitvoeren. Het is dan handig om een taakverdeling te maken voordat je aan de slag gaat. De opdracht bestaat uit verschillende onderdelen. Eerst verzamel je informatie over de maan. Wat is de maan eigenlijk? Hoe ver is ze van ons verwijderd? Wat zijn maankraters, en hoe zijn ze ontstaan?

Vervolgens ga je de maan waarnemen met behulp van een verrekijker of telescoop. Misschien is er op school een telescoop aanwezig. Als er geen telescoop is kun je ook contact opnemen met een sterrenwacht in de buurt. Vraag aan je docent een lijst met sterrenwachten. Maak een afspraak met een medewerker van een publiekssterrenwacht bij jou in de buurt.

Vervolgens ga je aan de hand van een foto van een maankrater de hoogte van de rand van de krater bepalen. De opdrachtfoto toont de 80 km grote maankrater Archimedes. De oostelijke kraterrand ligt bij lengte -2,3°, de westelijke bij lengte -5,3°. Op het moment van de opname was de lengtegraad van de terminator l T = -8,2°. Stel je zelf de volgende vragen:

  • Wat is de breedte van de krater op de foto in mm?
  • Hoe groot is 1 mm op de foto in werkelijkheid?
  • Hoe breed is (gemiddeld) de schaduw van de oostelijke kraterrand - het lijnstuk SB' - in kilometers?
  • En die van de westelijke kraterrand?
  • Hoe hoog steken de kraterranden dus (gemiddeld) boven hun omgeving uit?

Vraag je begeleider om hulp bij het afleiden van de formule voor het bepalen van de hoogte van de maankrater.

Vervolgens maken jullie een plakboek met toelichting van 4 of 5 pagina's A4 waarin jullie aan de hand van de verzamelde informatie, waarnemingen en de berekeningen die jullie hebben gedaan een overzichtelijk beeld geven van de structuren op de maan. Als je deze opdracht met drie leerlingen samen doet, maken jullie ook een schaalmodel van gips en kippengaas van de onderzochte maankrater.

 

Begeleidingsblad

Kraters op de maan

Benodigde tijd

10 slu

Benodigdheden

  • Rekenmachine
  • Maankaart
  • Zaklampje bij voorkeur met roodfilter
  • Verrekijker of telescoop
  • Tekenpapier
  • Passer
  • Potlood
  • Opdrachtfoto van maankrater
  • Evt. gips en kippengaas

Randvoorwaarden

Het is de bedoeling om op een heldere avond (door een verrekijker of telescoop) naar de maan te kijken en (aan)tekeningen te maken. Het laatste gedeelte van de opdracht wordt uitgevoerd aan de hand van bestaand fotomateriaal.

Benodigde voorkennis

Voor de hoogtebepalingen moet worden gewerkt met goniometrische formules.

Informatiebronnen

  • Sterren en Planeten 1999, Stichting UniVersum, Utrecht, 1998. ISBN 90-6638-033-0
  • Sterrengids 1999, Mat Drummen. Stichting De Koepel. Utrecht, 1998. ISBN 90-6638-034-9
  • De maan, Karl Koppeschaar, Dominicus Reeks, Bloemendaal 1993, ISBN 90-257-2495-7
  • Gezichten van de maan, Govert Schilling, Aramith, Bloemendaal 1994, ISBN 90-6834-141-3

Inleiding

Iedereen weet hoe de maan eruit ziet. Maar wat gaat er eigenlijk schuil achter dat serene gezicht van donkere en lichte vlekken? De bedoeling van deze opdracht is een eerste kennismaking met het maanlandschap. De leerling gaat het oppervlak van de maan met behulp van een verrekijker of telescoop verkennen. Ook wordt er informatie verzameld over de maan. Ter afsluiting wordt er een derde dimensie aan het maanlandschap gegeven, door te berekenen hoe hoog een bepaalde krater boven zijn omgeving uitsteekt.

Uitvoering

Voordat de leerling naar de maan gaat kijken, moet er eerst wat achtergrondinformatie worden verzameld. Wat is de maan eigenlijk? Hoe ver is hij van ons verwijderd?

Bij het vak ANW zijn een aantal zaken al aan de orde geweest. In deze opdracht moeten leerlingen zich verdiepen in de structuren, die vanaf de aarde met een verrekijker zichtbaar zijn. Wat zijn kraters? Hoe zijn ze ooit gevormd? Wat zijn zeeën? En waarom worden ze zo genoemd? Dit soort informatie kan worden opgezocht in de vermelde boektitels of op het Internet.

De volgende stap is de eerste verkenning van het maanoppervlak. Hiervoor is alleen pen en papier nodig, en de maan natuurlijk. Laat de leerlingen opzoeken - bijvoorbeeld in Sterren en Planeten - wanneer de maan 's avonds goed te zien is. Bekijk de maan als deze (ongeveer) half verlicht is rond eerste of laatste kwartier. Op het maanoppervlak zie je dan allerlei schaduwen. Dat is ook de beste gelegenheid om hoogteverschillen op de maan te kunnen zien: de bergen en kraterwanden op het midden van de maan hebben dan de langste schaduwen. Vanzelfsprekend is de uitvoering van de waarnemingen afhankelijk van de weersomstandigheden!

Met een eenvoudige verrekijker kunnen al verrassend veel details op de maan gezien worden. Je kunt de verrekijker stil houden door bijvoorbeeld met je armen op een muurtje te leunen of de kijker op een statief te plaatsen. Je kunt de maan ook waarnemen door een telescoop. Als de school een telescoop heeft, is dat natuurlijk prachtig. Maar je kunt ook altijd terecht bij een van de publiekssterrenwachten.

Met behulp van een maankaart kan dan op het noordelijke deel van de maan, vlakbij de terminator de grens tussen de verlichte en de onverlichte maanhelft de krater Archimedes worden opgezocht.

Figuur 1. Een opname van de krater Archimedes.

Aan de hand van een foto van Archimedes kunnen we berekenen hoe hoog de rand van deze krater boven het omliggende maanoppervlak uitsteekt. Daarbij maken we gebruik van de schaduw die deze krater op de maanbodem werpt.

Figuur 2. Schematische tekening van schaduw op de maan.

Figuur 2 laat schematisch zien hoe de schaduw van een berg of kraterrand op de maan ontstaat. De werkelijke lengte van de schaduw, het lijnstuk SB, is afhankelijk van de hoogte van de berg en de hoek waaronder het zonlicht de berg bereikt.

De volgende formule voor de lengte van het lijnstuk SB kan gemakkelijk worden afgeleid:

SB = VB/sinBSV

= VB/sin(l + 90° - l o)

= VB/sin(l -l T)

Vanaf de aarde zien we deze schaduw onder een bepaalde hoek, en heeft de schaduw een schijnbare lengte:

SB' = SB.cos(l o - 90°)

= SB.cosl T

= VB. cosl T/sin(l -l T)

De hoogte van de berg (VB) is dus:

VB = SB'.sin(l -l T)/cosl T

Het resultaat van de hoogtemeting is dus afhankelijk van de hoeken l en l T, de geografische lengte van de kraterrand of bergtop en de geografische lengte van de terminator.

Eindproduct

Het eindproduct moet bestaan uit plakboek met toelichting. In dit plakboek wordt de verzamelde informatie, waarnemingen en de berekeningen gebruikt om een overzichtelijk beeld geven van de verschillende structuren op het maanoppervlak, en de manier waarop deze zijn ontstaan. Indien de opdracht door drie leerlingen wordt uitgevoerd, kunnen zij als extra opdracht met gips en kippengaas een schaalmodel van Archimedes maken, waarbij ze gebruik moeten maken van de door henzelf uitgevoerde hoogtebepalingen.

© 1999 Stichting Universum, Utrecht. Alle rechten voorbehouden. Copiëren voor eigen gebruik, privé of op school, is toegestaan. Overname van deze tekst in andere uitgaven mag alleen met schriftelijke toestemming van de uitgever.

Terug naar startpagina.