從橘子看地球（Earth）

從橘子看地球（Earth）
國立臺灣師範大學地球科學系周子宇碩士生

從橘子看地球
使用橘子為模型來瞭解地球各層的密度
文章出處：http://aegsrv2.esci.keele.ac.uk/earthlearningidea/PDF/59_Oranges_and_Earth.pdf

在這個活動中，我們將會使用橘子來說明地球各層圈結構具有不同的密度

詢問學生
＊當你把整顆橘子丟進裝水的容器中會發生甚麼事情呢？
＊當你把橘子的皮剝掉再將橘子丟入水中會發生甚麼事情呢？
＊如果你只是將橘子的皮丟入水中又將發生甚麼事情呢？

問完問題後請學生著手進行以下研究
當他們剝橘子皮的時候要盡量把橘子皮完整的取下不要分散。

告訴學生一個事實科學家證實地球的相對密度是5.5，但地殼的平均密度卻只有3.3遠低於5.5這個值，有如我們看見的橘子皮會浮在水面上而剝皮的橘子會下沉一般，地球的內部遠比他的外部稠密。
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簡介
題目:從橘子看地球
副標題:使用橘子為模型來瞭解地球各層的密度
主旨: 本活動主要讓學生學習地球的密度與結構
適用學生年齡範圍: 10~16歲
需要時間: 20分鐘
學習目標:學生在活動中能夠學習：
•瞭解到一個物體內層可各自擁有不同的密度
•使用模型來說明地球是由不同密度的地層所組成
內容:
橘子內部緻密外皮鬆軟是用來類比於地球擁有較大密度的內核與地涵以及密度較小的地殼

試著回答下列問題：
•當學生把橘子丟入裝滿水的容器時發生了甚麼事情？他們會看到整顆橘子浮在水上，這是因為橘子的質量小於排開等體積的水的重量
•當學生把橘子皮丟入裝滿水的容器時發生了甚麼事情？橘子皮漂浮在水面上因為橘子皮的密度較低而且他不會吸收水分，因此無法沉入
•當學生把剝皮的橘子丟入裝滿水的容器時發生了甚麼事情？他們會看到剝皮的橘子沉入水中，這是因為橘子的質量大於排開等體積的水的重量

延伸活動：
在設備許可的狀態下，學生可以量測整顆橘子、剝皮的橘子和單純只有橘子皮的質量、體積甚至是的密度

公式:
密度（gml-1）=質量(g)/體積(ml)

更進一步我們可以挑戰學生來量測地球的大小與質量(地球的大小我們現在已經以衛星量測，但早在西元250年前埃拉托塞尼(Eratosthenes)藉著夏至點量測兩個不同定點的太陽觀測角度來推算弟求的圓周，而他的發現只有1%的差距。而地球的質量是使用牛頓萬有引力方程式計算出來的)

核心概念：
•地球是由密度不同的各地層所組成的
•可推論若整體地球的相對密度是（5.5）則地球的內核一定比只有（3.3）的地殼更緻密

思考技能的培養：
•橘子有外層包住它的內核而地球也同樣有外核包裹內核(建構模式)
•完整的橘子會漂浮在水上但沒有皮的橘子則否(認知衝突)
•解釋為什麼完整的橘子會漂浮在水上但沒有皮的橘子則否(後設認知)
•橘子各部位的密度可類比於地球各部位的密度(鷹架)