Stacja badawcza

Poprawna odpowiedź

1. - B,

2. - C

Wymaganie ogólne

Wymaganie szczegółowe

Komentarz

Zadanie sprawdza rozumienie pojęcia paralaksy oraz umiejętność stosowania metody pomiaru odległości pomiędzy obserwatorem a najbliższymi gwiazdami, opartej na paralaksie rocznej. W metodzie tej wykorzystuje się fakt  pozornego przesunięcia gwiazd bliskich na tle dalszych obiektów, związany z rocznym ruchem Ziemi wokół Słońca.

Jeśli zaobserwujemy gwiazdę w wybranym dniu roku, a następnie powtórzymy obserwację pół roku później (Ziemia w swoim ruchu orbitalnym znajdzie się wówczas po przeciwnej stronie Słońca), możemy stwierdzić zmianę położenia gwiazdy w stosunku do bardziej odległych gwiazd. Kierunek, pod jakim obserwowaliśmy gwiazdę w pierwszym położeniu Ziemi, utworzy pewien kąt z kierunkiem, pod jakim ją zaobserwujemy, gdy Ziemia znajdzie się po przeciwnej stronie Słońca. Kąt ten nazywamy kątem paralaksy i zależy on od promienia orbity ciała, z którego dokonujemy obserwacji, oraz od odległości tego ciała od obserwowanej gwiazdy.

W sytuacji opisanej w zadaniu, kiedy zarówno Ziemia, jak i stacja badawcza krążą wokół Słońca, możemy uznać, że odległość obu tych ciał od obserwowanej gwiazdy jest praktycznie taka sama i jedyną wielkością, jaka ma wpływ na kąt paralaksy, jest promień orbity. Orbita stacji badawczej ma promień dziesięciokrotnie większy niż orbita Ziemi, zatem kąt paralaksy obserwowany ze stacji będzie większy niż kąt paralaksy obserwowany z Ziemi – w pierwszej części pytania uczeń powinien wybrać odpowiedź B. W drugiej części należy podać uzasadnienie dokonanego wyboru, dzięki czemu zmniejsza się prawdopodobieństwo, że uczeń rozwiąże zadanie, „strzelając”. Jeśli uczeń w drugiej części wybrał C, to znaczy, że prawdopodobnie rozumie metodę paralaksy i że jego wybór w pierwszej części był świadomy.

Na podstawie wyników badania, w którym wzięli udział uczniowie pierwszych klas liceów, można wysnuć interesujący wniosek: uczniom łatwiej jest przyswoić teoretyczne założenia metody paralaksy rocznej, niż zastosować tę metodę w sytuacji praktycznej i przewidzieć efekt obserwacji prowadzonej z ciała znajdującego się w innej odległości od Słońca niż Ziemia.

Paradoksalnie, badani rozwiązywali słabiej pierwszą część zadania niż jego drugą część. Prawidłowej odpowiedzi w części pierwszej udzieliło 54% uczniów, przy czym nie ma wyraźnej korelacji pomiędzy wynikiem ucznia uzyskanym w całym teście a prawdopodobieństwem udzielenia poprawnej odpowiedzi na to konkretne pytanie – jedynie uczniowie uzyskujący najlepsze wyniki odpowiadali nieco lepiej niż pozostali. Natomiast w przypadku drugiej części pytania uczniowie zdolniejsi udzielali prawidłowej odpowiedzi częściej niż uczniowie słabsi – tę część poprawnie rozwiązało 64% badanych. Zadanie dosyć dobrze różnicuje uczniów, a obie jego części poprawnie rozwiązało 45% osób biorących udział w badaniu.

Słowa kluczowe