جستجو بر اساس تاريخ مطلب
 مطالب پیشنهادی
  نقشه‌کشی: مسطح کردن زمین
نقشه‌کشی: مسطح کردن زمینمشاهده‌ي علمي
مفاهیم کلیدی: علم زمین، نقشه‌ها، نقشه‌کشی
مشاهده علمی ۲۱۸
 
پروژه‌ای جالب برای دوستداران زمین
 
مقدمه: 
آیا تا به حال به یک نقشه‌ی جهان با دقت نگاه کرده‌اید؟ و با خود تصور کرده‌اید که به نقطه‌ای دور از زمین سفر کنید؟ شاید خود را در حالی ببینید که دارید نقشه‌ی خودتان را از سفرها و اکتشافات جدیدتان در طول مسیر رسم می‌کنید. اما زمین به خودی خود کروی است. پس چگونه می‌توان یک نقشه ی مسطح دقیق به دست آورد؟ در طول تاریخ نقشه‌کش‌های بسیاری در جستجوی راه‌های جدید برای رسم دقیق نقشه‌ی مسطح جهان بوده‌اند. هیچ یک از این نقشه‌ها به طور کاملاً دقیق زمین را نشان نمی‌دهند، اما هریک برای رسیدن به هدفی مناسب هستند. فعالیت علمی امروز را انجام دهید و ببینید که امروزه نقشه‌کش‌ها چطور  می‌توانستند به ماجروجویان گذشته کمک کنند!
 
 
 
پیش‌زمینه:
ایجاد نقشه از یک ناحیه‌ی کوچک نسبتاً آسان است. این در حالی است که رسم یک نقشه‌ی مسطح از کل کره‌ی زمین چالشی کاملاً متفاوت است. نقشه‌کش‌ها (کارتوگراف‌ها) روش‌های متعددی را برای ایجاد نقشه‌ی مسطح یافته‌اند. این روش‌ها تصویرسازی نام دارند. تصویرسازی‌های مختلف برای هدف‌های متفاوت به کار می‌روند، اما هرکدام تا حدی از حقیقت دور هستند. دانشمندان برای بررسی میزان انحراف نقشه از واقعیت از معیاری به نام اندیس تیسوت استفاده می‌کنند. شما هم کاری شبیه به همین روش را انجام می‌دهید. قرار است دایره‌های یکسانی را روی یک بادکنک که قرار است کره‌ی زمینتان باشد بکشید. این روش شبیه روش تصویرسازی مرکاتر است. هنگامی که دایره‌هایتان را روی نقشه‌ی مسطح ببینید تعجب می‌کنید!
 
 
 
مواد و وسایل مورد نیاز:
سطحی که با استفاده از کاغذ روغنی یا روکش دیگری پوشیده شده باشد
بادکنک در اندازه‌ی متوسط (مانند یک بادکنک 12 اینچی)
درپوش بطری (مانند درب بطری آب معدنی)
ماژیک غیروایت‌برد (با ضخامت متوسط)
قیچی
شش عدد پونز
یک قطعه مقوا با ابعاد 20 در 25 سانتی‌متر یا بزرگتر
دو نفر دستیار(می‌توانید این فعالیت را به تنهایی هم انجام دهید، اما با کمک دو همراه آسان‌تر است)
 
 
 
آماده‌سازی:
شما از بادکنک به عنوان کره‌ی زمین استفاده می‌کنید. آن را تقریباً تا نصف حجمش باد کنید و دهانه‌اش را محکم ببندید. بالای بادکنک و گره‌ی انتهایش به ترتیب نمایانگر قطب‌های شمال و جنوب هستند. 
 
اگر دوست دارید، می‌توانید با ماژیک حروف N و S را در نقاط شمال و جنوب زمین بنویسید. این کار محل قطبین را به شما یادآوری می‌کند. 
 
با ماژیک یک خط استوا روی بادکنک بکشید. استوا خطی فرضی است که کره‌ی زمین را به دو نیمکره‌ی شمالی و جنوبی تقسیم می‌کند. (هنگام کشیدن خطوط از یک روکش مناسب برای میزتان استفاده کنید تا اثر ماژیک سطح میز را کثیف نکند)
 
با ماژیک چهار مدار نصف‌النهار با فاصله‌ی مساوی روی بادکنک بکشید. نصف‌النهارها خطوطی فرضی هستند که دو قطب شمال و جنوب را به هم وصل می‌کنند. اگر این خطوط را صحیح بکشید، بر استوا عمود خواهند بود.
 
این بادکنک چقدر به زمین واقعی شبیه است؟ تا چه حد از واقعیت به دور است؟
 
روش کار: 
شما می‌توانید مانند روش‌های تصویرسازی دانشمندان، دایره‌های هم اندازه روی بادکنک بکشید و انحرافات نقشه‌ی خود را بررسی نمایید.
دایره‌ی اول را در طوری بکشید که مرکزش بر محل تقاطع استوا و یکی از نصف‌النهارها منطبق باشد. برای این کار درب بطری را روی محل مورد نظر گذاشته و با ماژیک دور آن را بکشید. 
در سه نقطه‌ی تقاطع دیگر هم سه دایره بکشید. اکنون چهار دایره در جهان خود دارید. 
چهار دایره‌ی دیگر هم در میان دایره‌هایی که کشیده بودید رسم کنید. 
یک دایره در قطب شمال و یک دایره در قطب جنوب با مرکزیت گره‌ی بادکنک بکشید.
هشت دایره در نیم‌کره‌ی شمالی، میان استوا و قطب شمال بکشید. به طوری که دو دایره میان هر دو خط نصف‌النهار باشد. آیا محل این دایره‌ها با خطوط نصف‌النهار منطبق هستند؟
 
 
 
 
همین مراحل را برای نیم‌کره‌ی جنوبی تکرار کنید. حال شما 26 دایره روی کره‌ی خود دارید. 
کره را بررسی کنید: دایره‌ها چطور توزیع شده‌اند؟ آیا به طور یکسان روی استوا کشیده شده‌اند؟ در مورد قطب‌ها چطور؟ آیا دایره‌هایی که کشیدید به طور منظم روی کره دیده می‌شوند؟
از نوک قیچی استفاده کرده و شکاف بسیار ریزی روی بادکنک، در جایی نزدیک گره استفاده کنید. اجازه دهید با بادکنک خالی شود. مراقب باشد حرکاتتان آرام باشد تا بادکنک نترکد. 
با قیچی بادکنک را از روی یکی از خط‌های نصف‌النهار ببرید. از گره تا قطب شمال. اما تا نزدیکی قطب شمال را ببرید و کاملاً به سر بادکنک نرسید. زیرا در غیر این صورت امکان پارگی بادکنک در مراحل بعدی وجود دارد. 
در ادامه شما با صاف کردن بادکنک یک نقشه‌ی مسطح خواهید داشت. به نظرتان دایره‌ها در این نقشه‌ی مسطح چه شکلی خواهند داشت؟
مقوا را روی میز کارتان باز کنید و پونزها را در دسترس قرار دهید. 
تا جایی که می‌توانید بادکنک را بکشید و آن را به شکل یک مستطیل درآورید. از یک دستیار کمک بگیرید. یک نفر می‌تواند یک طرف بادکنک را بگیرد و نفر دیگر سمت مقابل را. سعی کنید خطوط استوا و نصف‌النهار تا جای ممکن صاف شوند.  (بادکنک را بیش از حد نکشید تا پاره نشود) حال دایره‌ها چه شکلی دارند؟ به نظر شما چرا باید در تصویرسازی، استوا و نصف‌النهارها را صاف نگه داشت؟ 
 
 
 
پونزها را به آرامی به گوشه‌های مقوا بزنید تا بادکنک در جایش ثابت شود.
ممکن است در طول فعالیت جایی از بادکنک پاره شود. در این صورت پارگی را با دست نگه دارید و با یک پونز اضافی آن را دوباره متصل کنید.
حال نقشه‌ی خود را بررسی کنید. به ویژه اندازه‌ی دایره‌ها رابا حالت اولیه مقایسه کنید. آیا دایره‌هایی هستند که تغییر شکل و اندازه داده باشند؟ نواحی تغییر یافته را بیابید. به یاد داشته باشید که این دایره‌ها در ابتدا که بادکنک هنوز صاف نشده بود کاملاً هم‌شکل بودند. 
نقشه را دوباره بررسی کنید. این بار به فاصله‌ی میان دایره‌ها توجه کنید. آیا این فواصل مانند حالت اولیه‌شان هستند یا تغییر کردند؟ به یاد داشته باشید که فاصله‌ی دایره‌های روی استوا یکسان بود، همچنین دوایر نیم‌کرع‌ی شمالی و جنوبی. آیا هنوز این فواصل یکی هستند؟ 
این بار شکل دایره‌ها را نگاه کنید. آیا هنوز به طور کامل دایروی هستند؟ یا انحراف‌هایی در شکل آن‌ها ایجاد شده است؟ 
اختیاری: می‌توانید در ابتدا که دایره می‌کشید برای آن‌ها جهت هم تعیین کنید تا ببینید که پس از تهیه‌ی نقشه‌ی مسطح، جهت فلش‌ها به طور صحیح باقی می‌مانند یا تغییر می‌کنند. 
اختیاری: شما در این فعالیت از روش تصویربرداری مرکاتور استفاده کردید که در تهیه‌ی نقشه‌های جهان بسیار متداول است. یک نقشه که از این روش رسم شده را نگاه کنید و در آن اندازه‌ی قاره‌ی افریقا را با امریکای شمالی مقایسه کنید. آیا می‌توانید نتیجه بگیرید که کدام‌یک بزرگتر هستند؟ آیا ابعاد یکسانی دارند؟
 
 
 
 
مشاهده و نتیجه‌گیری:
آیا این دایره‌ها دیگر شکل دایره نیستند؟ یا هنوز ویژگی‌های خود را حفظ کردند؟
به دلیل این‌که بعضی از قسمت‌های بادکنک بیشتر از بقیه‌ی بخش‌ها کشیده شدند، ابعاد دایره‌ها روی آن دیگر مساوی نیستند و این یعنی فاصله‌ها و اندازه‌های نسبی در این پروژه‌ی نقشه‌کشی تغییر کرده‌اند. دایره‌های روی استوا و خطوط نصف‌النهار تغییر چندانی ندارند. یعنی می‌توان به درست بودن اطلاعات در این خطوط اعتماد داشت. همان طور که از استوا به سمت قطبین می‌رویم، کشیدگی نقشه بیشتر می‌شود. در نتیجه فواصل غیر دقیق می‌شوند. به همین دلیل در روش تصویربرداری مرکاتور، در مقایسه‌ی مسافت‌ها ایراداتی دیده می‌شود. (البته نباید فعالیت امروز را با روش مرکاتور یکی بدانید، نقشه‌ی شما انحرافاتی در مرزهایش دارد که در نقشه‌های مرکاتور دیده نمی‌شوند.) در تصویربرداری مرکاتور، خطوط نصف‌النهار کاملاً راست هستند و شکل و جهت کاملاً صحیح باقی می‌مانند. از تصاویر مرکاتور برای مسیریابی استفاده می‌شود. 

منابع:

Scientific American

Science Buddies

نرم افزار ساده‌ی نقشه ساز

جی پی اس

 

1395/8/28لينک مستقيم

نظر شما پس از تاييد در سايت قرار داده خواهد شد
نام :
پست الکترونيکي :
صفحه شخصي :
نظر:
تاییدانصراف
 محتواي زنده مشاهده علمي

 فعاليت هاي علمي
 تماس با ما
 بازديدها
كاربران غيرعضو آنلاينكاربران غيرعضو آنلاين:  3591
 كاربران عضو آنلاين:  0
  کل كاربران آنلاين:  3591