کهکشان و سامانهٔ خورشیدی (علوم نهم)

پاسخنامه‌ی تحلیلی

«گرانش عظیم مشتری با منحرف کردن سیارک‌ها، از زمین محافظت می‌کند.» درست است؛ جرم عظیم مشتری با گرانش خود بسیاری از سیارک‌ها و دنباله‌دارهایی را که به سمت درون سامانهٔ خورشیدی می‌آیند، منحرف می‌کند. «ناهید به دلیل نزدیکی بیشتر به خورشید، گرم‌ترین سیاره است.» نادرست است؛ ناهید نه به‌خاطر نزدیکی، بلکه به‌دلیل جوّ غلیظ دی‌اکسیدکربن و اثر گلخانه‌ای شدید گرم‌ترین سیاره است. «پلوتو تنها به خاطر جرم کمش از فهرست سیارات خارج شد.» نادرست است؛ دلیل اصلی، ناتوانی آن در پاک‌سازی مدارش از اجرام دیگر است، نه صرفاً جرم کم. «کمربند اصلی سیارک‌ها بین زمین و بهرام قرار دارد.» نادرست است؛ این کمربند بین مدار بهرام و مشتری قرار دارد. تلهٔ تستی: هر چهار گزینه یک شبه‌حقیقتِ رایج را در خود دارند (نزدیکی=گرمای بیشتر، جرم‌کم=دلیل حذف پلوتو)؛ فقط دانستنِ دلیلِ واقعیِ هر پدیده این تله‌ها را خنثی می‌کند.

پاسخنامه‌ی تحلیلی

«$6.3\times10^{4}\,\text{AU}$ادامهٔ فرمول را افقی ببینبزرگ‌نمایی» درست است: نور در $500$ادامهٔ فرمول را افقی ببینبزرگ‌نمایی ثانیه یک $AU$ادامهٔ فرمول را افقی ببینبزرگ‌نمایی را طی می‌کند؛ یک سال $\approx 3.156\times10^{7}$ادامهٔ فرمول را افقی ببینبزرگ‌نمایی ثانیه است، پس $3.156\times10^{7} \div 500 \approx 6.3\times10^{4}\,AU$ادامهٔ فرمول را افقی ببینبزرگ‌نمایی. «$5\times10^{2}\,\text{AU}$ادامهٔ فرمول را افقی ببینبزرگ‌نمایی» نادرست است؛ این عدد زمان بر حسب ثانیه است، نه فاصله بر حسب $AU$ادامهٔ فرمول را افقی ببینبزرگ‌نمایی. «$9.5\times10^{12}\,\text{AU}$ادامهٔ فرمول را افقی ببینبزرگ‌نمایی» نادرست است؛ این مقدارِ سال نوری بر حسب کیلومتر است، نه واحد نجومی. «$1.5\times10^{8}\,\text{AU}$ادامهٔ فرمول را افقی ببینبزرگ‌نمایی» نادرست است؛ این عدد فاصلهٔ زمین تا خورشید بر حسب کیلومتر است. تلهٔ تستی: قرار دادنِ اعدادِ خام مسئله (۵۰۰، $9.5\times10^{12}$ادامهٔ فرمول را افقی ببینبزرگ‌نمایی، $1.5\times10^{8}$ادامهٔ فرمول را افقی ببینبزرگ‌نمایی) بدونِ انجامِ محاسبه، رایج‌ترین دامِ این سؤال است؛ باید حتماً واحدها را هم تبدیل کرد.

پاسخنامه‌ی تحلیلی

«$5.0\times10^{29}\,\text{kg}$ادامهٔ فرمول را افقی ببینبزرگ‌نمایی» درست است؛ زیرا $25\%$ادامهٔ فرمول را افقی ببینبزرگ‌نمایی از $2.0\times10^{30}\,\text{kg}$ادامهٔ فرمول را افقی ببینبزرگ‌نمایی برابر $5.0\times10^{29}\,\text{kg}$ادامهٔ فرمول را افقی ببینبزرگ‌نمایی است. «$1.5\times10^{30}\,\text{kg}$ادامهٔ فرمول را افقی ببینبزرگ‌نمایی» نادرست است؛ این مقدار جرمِ هیدروژن ($73\%$ادامهٔ فرمول را افقی ببینبزرگ‌نمایی) است، نه هلیم. «$2.0\times10^{30}\,\text{kg}$ادامهٔ فرمول را افقی ببینبزرگ‌نمایی» نادرست است؛ این عدد جرمِ کلِ خورشید است. «$5.0\times10^{30}\,\text{kg}$ادامهٔ فرمول را افقی ببینبزرگ‌نمایی» نادرست است؛ این مقدار حتی از جرمِ کلِ خورشید هم بزرگ‌تر است و از نظرِ فیزیکی ممکن نیست. تلهٔ تستی: اشتباهِ رایج، ضرب‌کردنِ درصد در عددِ پایه بدونِ تبدیلِ درصد به کسر (یعنی محاسبهٔ $25 \times 2.0\times10^{30}$ادامهٔ فرمول را افقی ببینبزرگ‌نمایی به‌جای $0.25 \times 2.0\times10^{30}$ادامهٔ فرمول را افقی ببینبزرگ‌نمایی) است که مستقیماً به گزینهٔ $5.0\times10^{30}$ادامهٔ فرمول را افقی ببینبزرگ‌نمایی می‌رسد.

پاسخنامه‌ی تحلیلی

«$8.5$ادامهٔ فرمول را افقی ببینبزرگ‌نمایی سال» درست است؛ زیرا پیام باید مسیرِ رفت‌وبرگشت یعنی دو برابرِ فاصلهٔ $4.25$ادامهٔ فرمول را افقی ببینبزرگ‌نمایی سالِ نوری را طی کند: $2 \times 4.25 = 8.5$ادامهٔ فرمول را افقی ببینبزرگ‌نمایی. «$4.25$ادامهٔ فرمول را افقی ببینبزرگ‌نمایی سال» نادرست است؛ این فقط زمانِ یک‌طرفهٔ رفت است، نه بازگشت. «$2.125$ادامهٔ فرمول را افقی ببینبزرگ‌نمایی سال» نادرست است؛ این نصفِ زمانِ یک‌طرفه است و از تقسیمِ اشتباه به‌دست می‌آید. «$9.5$ادامهٔ فرمول را افقی ببینبزرگ‌نمایی سال» نادرست است؛ این عدد با مقدارِ یک سالِ نوری ($9.5$ادامهٔ فرمول را افقی ببینبزرگ‌نمایی تریلیون کیلومتر) اشتباه گرفته شده و اصلاً به زمان ربطی ندارد. تلهٔ تستی: فراموش‌کردنِ مسیرِ برگشتِ نور و گزارش‌کردنِ فقط زمانِ رفت ($4.25$ادامهٔ فرمول را افقی ببینبزرگ‌نمایی سال)، رایج‌ترین خطای این سؤال است.

پاسخنامه‌ی تحلیلی

«نوری که اکنون می‌بینیم مربوط به $10$ادامهٔ فرمول را افقی ببینبزرگ‌نمایی سال پیش است؛ ستاره در این مدت ممکن است تغییر کرده یا حتی نابود شده باشد و ما هنوز از آن بی‌خبریم.» درست است؛ این دقیقاً نقطهٔ ضعفِ استدلالِ دانش‌آموز را نشان می‌دهد: دیدنِ نورِ $10$ادامهٔ فرمول را افقی ببینبزرگ‌نمایی سال پیش، هیچ تضمینی دربارهٔ وضعیتِ *کنونیِ* ستاره نمی‌دهد. «نور ستاره‌ها همیشه به‌صورت پیوسته به زمین می‌رسد و همین نشان می‌دهد ستاره اکنون هم دقیقاً همان‌طور است.» نادرست است؛ این گزینه خودِ ادعای غلطِ دانش‌آموز را با کلمات دیگر تکرار می‌کند، نه ردِ آن. «سال نوری یکای زمان نیست، پس اصلاً نمی‌توان دربارهٔ گذشتِ $10$ادامهٔ فرمول را افقی ببینبزرگ‌نمایی سال برای این ستاره سخن گفت.» نادرست است؛ سال نوری واحدِ فاصله است، اما همان فاصله معادلِ زمانِ سفرِ نور است، پس صحبت از «۱۰ سال پیش» کاملاً معنادار است؛ این گزینه رد نمی‌کند بلکه یک نکتهٔ بی‌ربط را مطرح می‌کند. «نور در مسیرِ طولانیِ خود از ستاره تا زمین بخشی از انرژی‌اش را از دست می‌دهد و به همین دلیل تصویرِ دریافتی نادرست است.» نادرست است؛ این یک باورِ غلطِ رایج است، نور در خلأ انرژیِ خود را از دست نمی‌دهد. تلهٔ تستی: بینِ «نور قدیمی می‌بینیم» (که درست است) و «پس ستاره الان هم همان‌طور است» (که نتیجه‌ای نادرست از آن است) باید تمایز گذاشت؛ «نور ستاره‌ها همیشه به‌صورت پیوسته به زمین می‌رسد و همین نشان می‌دهد ستاره اکنون هم دقیقاً همان‌طور است.» عمداً همین خلطِ مفهومی را تکرار می‌کند تا کاربر را به‌اشتباه بیندازد.