太阳系到底有多大?这是从科学家到小朋友都会问的问题。如何利用现有的知识和条件再现太阳系呢?
这个实验不需要复杂的材料和步骤。太阳系的模型主要是为了展示太阳系中行星、卫星的相对位置和移动。你可能需要思考两个问题:一是如何界定太阳系的范围,二是如何在模型中平衡行星的大小和行星间的距离。
实验步骤:
1.确定整个太阳系的范围和对应的天文单位数值,根据数值设置纸、泡沫板或者电脑文件的尺寸。
注意:界定太阳系的范围有两种方式,一种是根据太阳风的影响范围,另一种是根据太阳引力的影响范围。如果在纸上或者泡沫板上操作,建议以前者为准。
2.在选定的界面上按照第1步确定的天文单位的数值画等分,每一等分为一个天文单位,在等分点标出天文单位数。
3.确定天体的大小比例。将天体的实际直径换算为天文单位。相对于天体距离,天体直径数值较小,可在此基础上全体放大100倍、1000倍或2000倍。
注意:一个家庭太阳系模型很难真正做到天体大小和距离同比例缩小。行星间距离遥远,而每一个星球的半径相比之下又太小了。比如;地球和太阳的距离是地球直径的1.2万倍。
4.搜索天体和太阳的天文单位距离,在界面上放置天体。
5.借助网络搜索,对天体进行调查,然后在对应位置标出各个天体的物理特性、轨道特点、被发现的年代等。
6.如果是在电脑里建立的模型,完成后可以分段打印出来,然后在墙上或黑板上把打印出来的图像拼接起来,形成整个太阳系的模型。
后记:通过实际模拟,你会对整个太阳系的尺度有更确切的了解。你可以在户外完成这个实验,将天体同太阳系的距离按照比例缩小(参考网站:www.exploratorium.edu/ronh/solarsystem),然后根据对应尺寸在自己家的周围寻找和设定“行星路标”;你还可以在头脑中进行一个实验,比如使用每卷200张的厕纸来模拟太阳系的距离,一张纸代表一个天文单位,那么以太阳风的影响范围界定的太阳系又需要多少卷厕纸?而以太阳引力的影响范围界定时又需要多少卷厕纸呢?