xyzon - populaire sterrenkunde
Lezingen | Gastlessen | Cursussen | Workshops | Zelf kijken


Inleiding

Bestudeer de stand van de Zon met een zelfgemaakte blikjes-camera en leer alles over de seizoenen.

Ook dit schooljaar kunnen scholen weer meedoen met het Solargraph-Schoolproject, waarbij leerlingen met een zelfgemaakte pinhole-camera de baan van de Aarde om de Zon bestuderen. Het Solargraph-Schoolproject kan met eenvoudige middelen door scholen zelfstandig uitgevoerd worden en bevat lessen voor alle groepen over de invloed van de baan van de Aarde om de Zon.

Het Solargraph-Schoolproject bestaat uit twee delen. Het eerste deel wordt uitgevoerd in de winter en het tweede deel in de zomer. De school kan schoolbreed met alle groepen aan het project meedoen, of de lessen voor een specifieke groep uitvoeren.

Kerndoel 42: De leerlingen leren onderzoek doen aan materialen en natuurkundige verschijnselen, zoals licht, geluid, elektriciteit, kracht, magnetisme en temperatuur.
Kerndoel 46: De leerlingen leren dat de positie van de aarde ten opzichte van de zon, seizoenen en dag en nacht veroorzaakt.

Het Solargraph-Schoolproject richt zich vooral op de kerndoelen 42 en 46. Maar de volgende kerndoelen komen ook aan bod: 28, 32, 33, 39, 44, 45, 50, 55.


Docentenhandleiding

Wat is een solargraph?

Solargraph gemaakt vanuit de John F. Kennedylaan in Eindhoven

Een solargraph is een film van een half jaar op één foto. Zo'n foto wordt gemaakt met een pinhole-camera die een half jaar lang de Zon fotografeert. Omdat de zon in de winter lager aan de hemel staat dan in de zomer, komt op de foto de Zon elke dag een stukje hoger langs (of lager als je de solargraph in de zomer ophangt). Een solargraph kan daarom goed gebruikt worden als ondersteuning van lessen over seizoenen.

Waardoor ontstaan de seizoenen?

De Aarde draait in een dag om haar as. In een jaar draait de Aarde een rondje om de Zon. De draai-as van de Aarde staat niet precies loodrecht op het vlak waarin zij in een jaar om de Zon draait, maar onder een hoek. Deze hoek zorgt ervoor dat het noordelijk-halfrond in de zomer meer zonlicht krijgt dan het zuidelijk-halfrond. In de winter is dit juist andersom. De hellingshoek van de Aarde veroorzaakt de seizoenen.

De hellingshoek van de Aarde veroorzaakt de seizoenen

Bekijk ook de seizoen simulator op: Seasons and ecliptic simulator

Aanvullende filmpjes

Solargraph gemaakt vanuit Technische Universiteit Eindhoven

Over deze website

De opdrachten over dag en nacht zijn geschikt vanaf de onderbouw van het Primair Onderwijs, de opdachten over seizoenen zijn geschikt vanaf de middenbouw en de opdrachten over de solargraph zijn geschikt vanaf de bovenbouw PO en onderbouw VO.

Wanneer moeten de blikjes-camera's 'aan'?

21-06-2017 Voor zonsopkomst is de ideale dag om de blikjes-camera aan te zetten. Het kan ook na deze datum nog, maar liever niet eerder. 21-12-2017 Na zonsondergang is de ideale dag om de blikjes-camera uit te zetten. Het kan ook voor deze datum, maar liever niet erna. Het is geen probleem om solargraph's te maken die maar 5 maanden belicht zijn. Met de aanvulling voor experts uit de handleiding zijn zelfs solargraph's van maar 1 dag mogelijk.

Hoe maak je een doka?

De solargraph wordt gemaakt met fotografisch-papier in een blikjes-camera. Het fotografisch-papier mag niet in het licht komen voordat de solargraph klaar is. Daarom moet het fotografisch-papier in een donkere kamer in het blikje gedaan worden. Deze doka hoeft niet zo donker te zijn als een echte donkere kamer van fotografen.

Tip: Leg een strookje fotografisch-papier in het zonlicht om te zien hoe snel dit verkleurt.

Omdat we met zwartwit-papier werken mag er in de doka een rood lampje aan, bijvoorbeeld een rood fiets(led)lampje. Een donkere kamer maak je het makkelijkst in een ruimte zonder ramen. Dek kieren die nog licht doorlaten zo veel mogelijk af. Zorg dat niemand de ruimte binnenkomt als er in de doka gewerkt wordt! In de doka hebben we alleen ruimte nodig om het fotografisch-papier uit de verpakking te halen en in de blikjes-camera te doen. Bescherm het fotografisch-papier wat je niet nodig hebt zo veel mogelijk voor licht.

Tip: Nog steeds last van zonlicht in de doka-ruimte? Voer dan de doka-werkzaamheden uit vóór zonsopkomst of gebruik een fotografische wisselzak.

Welk fotografisch-papier is het meest geschikt?

Voor het maken van solargraph's is mat PE-papier (ook RC-papier genoemd) het meest geschikt. Voor het type blikjes die in dit project gebruikt worden (de slim can) is fotografisch-papier van 12x15 centimeter de ideale maat. Kleiner mag ook.

Fotografisch-papier is te koop bij een goede fotowinkel of via een webwinkel. Een aanrader is om Adox Easy Print RC 312 te bestellen via de FotoFilmFabriek. En deze 24x30cm vellen in een doka in vieren snijden tot 12x15cm vellen.

Scannen en bewerken

Als na een half jaar de negatieven van de solargraph's uit de blikjes-camera's gehaald worden is al het licht wat op het fotografisch-papier valt schadelijk voor de foto. Zorg daarom dat de negatieven zo snel mogenlijk gescanned wordt. Dit hoeft niet een doka. Ook het licht van de scanner is schadelijk, dus scan direct bij een voldoende hoge resolutie (bijvoorbeeld 600 dpi).

Tip: Geef na het scannen het bestand de naam van de maker, zodat je weet wie welke solargraph heeft gemaakt.

In een grafisch programma moeten de kleuren van het negatief geïnverteerd worden. En het plaatje kan horizontaal gespiegeld worden.

Tip: Gimp is een vrij beschikbaar programma om plaatjes te bewerken.


Gebruiksvoorwaarden

Het Solargraph-Schoolproject wordt gratis aangeboden voor scholen en non-profit organisaties door xyzon. Het is niet toegestaan het materiaal van deze website te gebruiken voor commerciëele activiteiten. Non-profit organisaties die het Solargraph-Schoolproject geheel of gedeeltelijk willen gebruiken mogen alleen de materiaalprijs doorrekenen aan de deelnemers (ongeveer €0,50 per blikjes-camera.)

Vragen of opmerkingen kunt u mailen aan:

spambeveiliging


Handleiding blikjes-camera

Nodig:
Handig:
Instructie-video:



Stappenplan deel I:
  1. Maak zo nodig de blikjes leeg.
  2. Haal de bovenkanten van de blikjes af.
  3. Maak de blikjes schoon en droog.
  4. Schuur met schuurpapier zo nodig scherpe puntjes weg.
  5. Meet af op welke hoogte het speldenprik-gaatje moet komen. (zie opdracht 3.2)
  6. Prik met een speld op de juiste hoogte het gaatje in het frisdrankblikje.
  7. Dek het speldenprik-gaatje af met duct-tape, totdat je de de camera 'aan' wil zetten.
  8. Dit doe je in de doka: Stop het fotografisch-papier in het frisdrankblikje zodat het papier niet het speldenprik-gaatje aan de binnenkant afdekt. (Het gaatje kun je voelen aan de binnenkant van het blikje.)(zie opdracht 3.3)
  9. Dit doe je in de doka: Sluit het frisdrankblikje af met het tomatenpurée-blikje.
  10. Tape het tomatenpurée-blikje goed aan het frisdrankblikje, zodat er geen licht meer langs de randen kan.
  11. Hang je blikjes-camera zoals jij wil op de plek waar jij de solargraph wil maken. (zie opdracht 3.4)
  12. Zet op de juiste dag de blikjes-camera 'aan'.
Stappenplan deel II:
  1. Zet op de juiste dag de blikjes-camera 'uit'.
  2. Haal de blikjes-camera van z'n plek.
  3. Haal de blikjes van elkaar...
  4. ...haal het negatief eruit en leg het snel onder de scanner.
  5. Scan het negatief.
  6. Open het digitale negatief in een grafisch programma.
  7. Inverteer de kleuren.
  8. Links en rechts is nog in spiegelbeeld. Spiegel je solargraph horizontaal om dit te corrigeren.
  9. Je solargraph is nu klaar!
Aanvulling voor experts:

Dag en nacht

Opdracht 1.1
Schaduw tekenen

Deze opdracht moet gedaan worden in groepjes van twee

Bekijk Schooltv: Schaduwtekenen - Als de Zon schijnt, zie je ook schaduw

Wekker

Nodig:

Een van jullie speelt beeld en de ander tekenaar:

Kijk samen naar de tekening. Waardoor is de schaduw verplaatst?

Waar zou de schaduw komen als je nog een uur wacht?

Opdracht 1.2
Tollen

Maak een tol van bijvoorbeeld een eikeltje en een luciferstokje of prikker. De prikker is de draai-as van de tol. De Aarde heeft ook een draai-as. In ongeveer 24 uur draait de Aarde 1 rondje om zijn as. Dit noemen we een dag.

Opdracht 1.3
Waar staat de zon?

Let op: kijk niet direct naar de Zon. Naar de Zon kijken zonder de juiste filters is schadelijk voor je ogen.

Kijk op een zonnige dag naar de schaduwen in de klas. Waar staat de Zon nu?

Ga naar buiten en zoek aan welke kant van de school de Zon staat. Staat de Zon altijd aan deze kant van de school?

Waar staat de Zon als de school begint? En waar staat de Zon als de school bijna uit is?

s'Nachts is het donker op jouw schoolplein. Waar staat de Zon dan?

Het lijkt net alsof de Zon in een dag om de Aarde heen draait, maar dat is niet zo. Er is iets anders aan de hand. De Aarde draait zelf rond. De Aarde draait in een dag om haar eigen draai-as.

Opdracht 1.4
Hoeveel jaar ben jij?

De Aarde draait niet alleen om haar draai-as; de Aarde draait ook om de Zon. Eèn zo'n rondje om de Zon noemen we 1 jaar.

Hoeveel jaar ben jij? Dat betekent dat jij sinds jouw geboorte met de Aarde precies zoveel rondjes om de Zon hebt gereisd.

Ga met je docent naar het schoolplein. Je docent speelt de Zon. Ren het aantal rondjes om de Zon hoe oud jij bent. Is iedereen in jouw klas even oud?

Nu ga je met al je klasgenootjes bij elkaar staan. Nu spelen jullie samen de Zon. En is jullie docent aan de beurt. Hoe oud is jouw docent?


Seinzoenen

Opdracht 2.1
De baan van de Zon aan de hemel.

Maak een schets van de horizon die je ziet vanuit het schoolplein.

Tip: Een schets hoeft geen nauwkeurige tekening te zijn. Geef voor deze schets eerst op je vel aan welk dak of boom waar moet komen en schets daarna pas welke vorm het ongeveer heeft.

Waar staat de Zon nu? Teken de Zon op de juiste plek in jouw schets.

Is het nu ochtend of middag?

Waar in jouw schets komt de Zon op? Teken daar een blauwe Zon. En teken een rode Zon op de plek waar de Zon s'avonds onder gaat. Waar zou de Zon staan aan het begin van de middag? Teken daar een gele Zon.

Opdracht 2.2
Presentaties door de bovenbouw

Vraag in overleg met je docent of je naar de solargraph's van groep 6, 7, of 8 mag gaan kijken.

Opdracht 2.3
Wat zie je op een solargraph?

Bekijk samen met je groep een solargraph. Wat kunnen jullie allemaal op de solargraph zien? Wat zouden de donkere stukjes zijn in de baan van de Zon aan de hemel?

Bij welke baan kwam de Zon het hoogst aan de hemel? Was het die dag kort of lang licht? Welke baan maakte de Zon aan de hemel tijdens de kortste dag op de foto?

Opdracht 2.4
Een half jaar

Wat zou je zien op de solargraph als je de blikjes-camera langer dan een half jaar laat hangen?

Opdracht 2.5
Verschillende solargraph's

Bekijk met je groep verschillende solargraph's die gemaakt zijn op jouw school, of die te vinden zijn op internet en bespreek de overeenkomsten en verschillen.

Opdracht 2.6
Zoek het uitzicht.

Bekijk een solargraph die gemaakt is op jouw school. Kan je de plek vinden waar de blikjes-camera gestaan heeft om deze foto te maken?

Opdracht 2.7
De stand van de Aarde

Bekijk Schooltv: De zon geeft ons warmte en Schooltv: Dag en nacht - Waarom is het 's winters langer donker?

Teken de onderstaande tekening 4 keer na en teken hierin de evenaar en de draai-as van de Aarde in de winter, lente, zomer en herfst.

teken helling

Controleer jouw antwoord met: NAAP: Seasons and ecliptic simulator

Waarom is het kouder in de winter?


De solargraph

De theorie

schets uitzicht

§1

Wat zou je zien als je een film van een half jaar op één foto zet? Precies zo'n foto gaan we maken. Hiervoor recyclen we een blikje tot een pinhole-camera. In het blikje stoppen we speciaal fotografisch-papier. Als hier licht op valt gebeuren in dit fotogevoelige papier chemische reacties. Door licht veranderen de stoffen in het papier. De delen van het fotografisch-papier waar veel licht op valt verkleuren bruinzwart. In de pinhole-camera schijnt alleen licht door een heel klein speldenprik-gaatje. Doordat er een lange tijd een heel klein beetje licht op het fotografisch-papier schijnt ontstaat er een foto.

§2

De foto die uit de blikjes-camera komt is een negatief. Alles in beeld wat veel licht weerkaatste is donker gekleurd. En alles wat in beeld donker was blijft licht gekleurd. Met een grafisch programma op de computer kunnen de kleuren op de foto omgedraaid worden, zodat alles wat in het echt licht is er ook licht uitziet op de foto.

§3

De foto verschijnt op z'n kop in de blikjes-camera. Het licht wat door het kleine gaatje schijnt blijft in het blikje rechtdoor gaan totdat het op het fotografisch-papier valt. Licht van hoog in het uitzicht valt hierdoor laag in je blikje. En licht van laag in het uitzicht (de voorgrond) valt hoog in het blikje. Licht van de horizon schijnt horizontaal door het speldenprik-gaatje.

§4

In de winter blijft de Zon laag aan de horizon, terwijl in de zomer de Zon een stuk hoger aan de hemel komt. Hierdoor komt op de foto de zon elke dag een stukje hoger langs. Zo'n foto met het pad van de Zon aan de hemel noemen we een solargraph.

schets negatief

Deel I. - Blikjes-camera
Deel II. - Solargraph

De opdrachten van deel I
Opdracht 3.1
Waar hang ik mijn pinhole-camera?

Een solargraph wordt het mooist met een interessant uitzicht op de voorgrond. Wat lijkt jou een geschikt uitzicht?

De plek waar je je blikjes-camera gaat hangen moet wel een aan aantal eisen voldoen. Het blikje moet namelijk een half jaar lang zonder te verschuiven op dezelfde plek blijven hangen. Om ervoor te zorgen dat het blikje niet verschuift plakken we het vast met duct-tape.

Bespreek met je groep wat geschikte en minder geschikte plekken zijn om een blikjes-camera een half jaar lang op te hangen. Kies in overleg met je docent waar jij jouw blikjes-camera gaat ophangen.

Wat zou er met de solargraph gebeuren als de blikjes-camera tijdens het half jaar toch verschuift?

geschikte plek

Opdracht 3.2
Waar komt de pinhole?

Als je het blikje rechtop ophangt is de hoogte van het speldenprik-gaatje de hoogte van de horizon op de foto - op z'n kop. Dus: hoe hoger je het gaatje prikt, hoe meer van de lucht op de foto komt. Prik je het gaatje in je blikje halverwege de hoogte van het velletje fotografisch-papier dan komt de horizon precies in het midden van je foto.

pinhole hoogte, halverwege

De ideale afmeting voor het fotografisch-papier om in de smalle blikjes te passen is:

Fotografisch-papier is te koop in verschillende maten. Wat zijn de maten van het fotografisch-papier wat jij gaat gebruiken?

Stel je wil de horizon halverwege de foto, hoe hoog wil je dan het speldenprik-gaatje in het blikje prikken?
Voor een foto met halverwege de horizon prik je het gaatje op een hoogte van ........cm.

Met sterrenkunde is voor elke plek op Aarde precies uit te rekenen hoe hoog de hoogste baan van de Zon aan de hemel komt. Met deze hoek is te berekenen wat de hoogte van het speldenprik-gaatje moet zijn om deze baan op de foto te krijgen. Voor onze blikjes is dat net iets hoger dan 10cm. Past dat op jouw velletje fotografisch-papier?

pinhole hoogte, > 10cm

Komt de horizon ook nog op de foto als je het gaatje hoger prikt dan de hoogte van jouw fotografisch-papier?

Bedenk wat voor jouw foto het mooist wordt, meer van de voorgrond op de foto, of juist meer van de lucht. Hoe hoog wil jij het speldenprik-gaatje in je blikje prikken?
Ik wil mijn speldenprik-gaatje op een hoogte van ........cm.

Tip: prik voor een mooie solargraph hoger dan de halve hoogte van jouw fotografisch-papier maar lager dan de hoogte van jouw fotografisch-papier.

Opdracht 3.3
De gevoelige kant van fotografisch-papier.

Als je straks in de doka het fotografisch-papier in het blikje doet, moet wel de goede kant van het papier naar het speldenprik-gaatje gericht worden. De fotogevoelige kant van het papier ziet er glanzender uit dan de papier-laag aan de achterkant. Ook voelt de fotogevoelige kant gladder dan de achterkant. Kijk en voel in de donkere kamer welke kant van het fotografisch-papier de fotogevoelige-laag heeft. Deze kant moet naar binnen gerold worden wanneer je het fotografisch-papier in het blikje doet. De achterkant van het fotografisch-papier komt dan tegen de binnenkant van het blikje aan.

Opdracht 3.4
Hoe richt ik mijn pinhole-camera? (Draaien)

Het tomatenpurée-blikje is de bovenkant de blikjes-camera. De meeste solargraph's worden gemaakt door de blikjes-camera rechtop op te hangen met het speldenprik-gaatje richting het zuiden. Maar je kan de blikjes-camera ook draaien of kantelen.

Omdat onze blikjes-camera's rond zijn past er veel van de breedte van ons uitzicht op de foto. Als je het speldenprik-gaatje richting het zuiden wijst past ook het oosten en het westen op je foto. Maar door de ronde camera worden de zijkanten van de foto ook vervormd. Dit ziet eruit alsof de foto aan de zijkanten gekrompen is.

Waarom worden de meeste solargraph's (die gemaakt worden vanuit het noordelijk halfrond) richting het zuiden gemaakt?

In opdracht 3.1 heb je een plek gekozen voor jouw blikjes-camera. Wat lijkt je voor jouw gekozen plek de beste richting om het speldenprik-gaatje op te draaien?

Als er veel blikjes-camera's op één plek komen te hangen is het leuk om met elkaar af te spreken om de blikjes-camera's verschillend te richten.

Opdracht 3.5
Hoe richt ik mijn pinhole-camera? (Kantelen)

Deze opdracht moet gedaan worden in groepjes van 2 of 3.

Bij deze opdracht gaan we onderzoeken wat het effect is van het kantelen van de blikjes-camera. Hiervoor verdelen jij en je klasgenootjes zich in groepjes. Het is belangrijk dat de speldenprik-gaatjes van de blikjes in jouw groepje ongeveer dezelfde hoogte hebben.

Elk groepje gaat de blikjes-camera's met verschillende hoeken naar achteren gekanteld ophangen, zodat het speldenprik-gaatje naar de lucht gericht is. Bespreek met je groep hoe je ervoor kan zorgen dat de blikjes-camera's stevig opgehangen worden terwijl ze gekanteld zijn.

Iedereen in jouw groepje gaat zijn blikjes-camera met een andere hoek kantelen: één persoon in jouw groepje hangt zijn blikjes-camera 'gewoon' rechtop (verticaal) en de anderen hangen hun blikjes-camera's naar achteren gekanteld.

Bespreek met je groepje welke resultaten jullie verwachten. Terwijl jullie dit bespreken schrijft één van jullie dit beknopt op. Bewaar deze aantekeningen goed, want die hebben jullie over een half jaar nodig bij het tweede deel van dit onderzoek: Opdracht 4.4.

Opdracht 3.6
Het blikjes-camera verslag

Leg in een kort verslag uit hoe jij jouw blikjes-camera gemaakt hebt. Maak hierin duidelijk wat een blikjes-camera is. En verwerk in jouw verslag in ieder geval hoe hoog jij het speldenprik-gaatje geprikt hebt en hoe jij jouw blikjes-camera gericht hebt.

Deze opdracht mag je presenteren als geschreven tekst of als poster (infographic).

Opdracht 3.7
Schrijf je eigen onderzoeksverslag.

In deze opdracht maak je het verslagje uit opdracht 3.6 iets uitgebreider. Je gaat onderzoeken wat er gebeurt met de baan van de Zon aan de hemel. Beschrijf wat jij verwacht te zien op jouw solargraph. Maak een schets van het uitzicht van jouw blikjes-camera. En teken hierin waar jij verwacht dat de hoogste en de laagste baan van de Zon komt. Bewaar jouw verslag goed, want dit heb je nodig bij het tweede deel van dit onderzoek: Opdracht 4.5.


De opdrachten van deel II
Opdracht 4.1
Bespreek de resultaten met je groep.

Bekijk elkaars solargraph's en bespreek de resultaten. Wat zijn de verschillen en overeenkomsten? Wat ging er goed? Wat ging er mis? Hoe kan het beter?

Opdracht 4.2
Maar een poster van jouw solargraph.

Maak een poster (infographic) van jouw solargraph. Plak hierop een print van jouw solargraph en maak met pictogrammen duidelijk wat erop te zien is.

Opdracht 4.3
De solargraph presentatie.

Deze opdracht doe je in groepjes van 2 of 3.

Wat zouden jullie de leerlingen van groep 3, 4 of 5 willen vertellen over jullie solargraph's? Verwerk dit in een korte presentatie met daarin jullie solargraph's. Jullie presentatie mag niet langer duren dan 4 minuten! Bedenk dat jullie klasgenoten ook presentatie's maken over hetzelfde onderwerp, dus probeer iets te vertellen over wat aan jullie resultaat bijzonder, merkwaardig of opvallend is.

Nodig in overleg met je docent groep 3, 4 of 5 uit in je klas om naar de presentaties van jouw klas te komen kijken.

Opdracht 4.4 (Vervolg opdracht 3.5)
Schrijf samen met je groep een onderzoeksverslag.

Bekijk de solargraph's van jouw groepje. Bespreek de resultaten en wat het effect is van het kantelen van de blikjes-camera. Wat gebeurt er met de vorm van de banen van de Zon aan de hemel als de blikjes-camera gekanteld wordt?

Lees de aantekeningen die jullie gemaakt hebben bij opdracht 3.5 nog eens door. Komt het resultaat overeen met jullie verwachtingen? Waarom wel/niet?

Schrijf dit op in een verslag. Geef hierin antwoord op de volgende vragen:

Opdracht 4.5 (Vervolg opdracht 3.7)
Schrijf je eigen onderzoeksverslag.

Bekijk jouw solargraph goed. Lees de verslag die je gemaakt hebt bij opdracht 3.7 nog eens door. Komt het resultaat overeen met je verwachtingen? Waarom wel/niet?

Geef in je verslag kort antwoord op de volgende vragen.







Het Solargraph-Schoolproject wordt gesteund door:
Oertijdmuseum De Groene Poort, Boxtel Oertijdmuseum De Groene Poort
Ball Packaging Europe, Oss Ball Packaging Europe
Milieu Educatie Centrum Eindhoven Milieu Educatie Centrum Eindhoven

Met dank aan Volkssterrenwacht Philippus Lansbergen en Justin Quinnell voor de promotie van solargraphy. En aan Slawomir Decyk, Pawel Kula en Diego Lopez Calvin voor het ontwikkelen van solarigrafia.