Кутові розміри хвоста за координатами зірок приклад. Методи візуального спостереження комет. А. Обчислення меридіанного часу
Решебник по астрономії 11 клас на урок №16 (робочий зошит) - Малі тіла Сонячної системи
1. Закінчіть речення.
Карликові планети представляють собою окремий клас небесних об'єктів.
Карликовими планетами вважають об'єкти, що обертаються навколо зірки, які не є супутниками.
2. Карликовими планетами є (потрібне підкреслити): Плутон, Церера, Харон, Веста, Седна.
3. Заповніть таблицю: охарактеризуйте відмінні риси малих тіл Сонячної системи.
| Характеристики | астероїди | комети | метеорити |
| Виду на небі | Об'єкт, схожий на зірку | дифузний об'єкт | "Падаюча зірка" |
| орбіти |
|
Комети короткого періоду P< 200 лет, долгого периода - P > 200 років; форма орбіт - витягнуті еліпси | різноманітні |
| Середні розміри | Від десятків метрів до сотень кілометрів | Ядро - від 1 км до десятків км; хвіст ~ 100 млн км; голова ~ 100 тис. км | Від мікрометрів до метрів |
| склад | кам'янисті | Льоди з кам'яними частинками, органічні молекули | Залізні, кам'яні, залізо-кам'яні |
| походження | зіткнення планетезималей | Залишки первинного речовини на околицях Сонячної системи | Осколки від зіткнень, залишки еволюції комет |
| Наслідки зіткнення з Землею | Вибух, кратер | повітряний вибух | Воронка на Землі, іноді метеорит |
4. Завершіть пропозиції.
Варіант 1.
Залишок метеоритного тіла, що не згорів у земній атмосфері і впав на поверхню Землі, називають метеорит.
Розміри хвоста комет можуть перевищувати мільйони кілометрів.
Ядро комети складається з космічного пилу, льоду і заморожених летких з'єднань.
Метеорні тіла вриваються в атмосферу Землі зі швидкостями 7 км / с (згорають в атмосфері) і 20-30 км / с (Не згорають).
Радіант - це невелика ділянка неба, з якого розходяться видимі шляхи окремих метеорів метеорного потоку.
Великі астероїди мають власні імена, наприклад: Паллада, Юнона, Веста, Астрея, Геба, Ірида, Флора, Метида, Гигея, Парфенопа і ін.
Варіант 2.
Дуже яскравий метеор, видимі на Землі як летить по небу вогненна куля, - це болід.
Голови комет досягають розмірів Сонця.
Хвіст комети складається з виряджені газу і дрібних частинок.
Метеорні тіла, влітають в атмосферу Землі, світяться, випаровуються і повністю згоряють на висотах 60-80 км, метеоритні тіла побільше можуть стикатися з поверхнею.
Тверді осколки комети поступово розподіляються по орбіті комети у вигляді хмари, витягнутого уздовж орбіти.
Орбіти більшості астероїдів в Сонячній системі розташовуються між орбітами Юпітера і Марса в поясі астероїдів.
5. Чи є принципова різниця у фізичній природі дрібних астероїдів і великих метеоритів? Відповідь аргументуйте.
Астероїд стає метеоритом тільки тоді, коли потрапляє в атмосферу Землі.
6. На малюнку показана схема зустрічі Землі з метеорних потоком. Проаналізуйте рисунок і дайте відповідь на питання.
Яке походження метеорного потоку (рою метеорних частинок)?
Метеоритний потік утворюється при розпаді кометних ядер.
Від чого залежить період обертання метеорного потоку навколо Сонця?
Від періоду обертання комети-родоначальниці, від обурення планет, швидкості викиду.
В якому випадку на Землі буде спостерігатися найбільшу кількість метеорів (метеорний, або зоряний, дощ)?
Коли Земля перетинає головну масу частинок метеоритного рою.
За яким принципом даються назви метеорних потоків? Назвіть деякі з них.
За сузір'я, де знаходиться радіант.
7. Зобразіть структуру комети. Вкажіть наступні елементи: ядро, голова, хвіст.
8. * Яка енергія виділиться при ударі метеорита масою m \u003d 50 кг, що має швидкість у поверхні Землі v \u003d 2 км / с?
9. Яка велика піввісь орбіти комети Галлея, якщо період її обертання T \u003d 76 років?
10. Обчисліть приблизну ширину метеорного потоку Персеїд в кілометрах, знаючи, що він спостерігається з 16 липня по 22 серпня.
«Існує лише один безпомилковий спосіб визначення місця та напрямку шляху судна в море - астрономічний, і щасливий той, хто знайомий з ним!», - цими словами Христофора Колумба ми відкриваємо цикл нарисів - уроків астронавігації.
Морська астронавігація зародилася в епоху великих географічних відкриттів, коли «на дерев'яних кораблях плавали залізні люди», до протягом століть ввібрала досвід багатьох поколінь мореплавців. За останні десятиліття вона збагатилася новими вимірювальними і обчислювальними засобами, новими-методами вирішення навігаційних завдань; недавно з'явилися супутникові навігаційні системи в міру їх подальшого розвитку зроблять всі труднощі судноводіння надбанням історії. Роль морської астронавігації (від грецького айстри - зірка) залишається виключно важливою і в наші дні. Мета нашої серії нарисів - познайомити судноводіїв-любителів з доступними в умовах яхтового плавання сучасними способами астрономічного орієнтування, які найчастіше використовуються у відкритому морі, але можуть бути застосовані і в тих випадках прибережного плавання, коли берегові орієнтири не видно або їх не вдається впізнати.
Спостереження небесних орієнтирів (зірок, Сонця, Місяця і планет) дозволяють мореплавцям вирішувати три основні завдання (рис. 1):
- 1) вимірювати час з достатньою для наближеного орієнтування точністю;
- 2) визначати напрямок руху судна навіть при відсутності компаса і поправку компаса, якщо він є;
- 3) визначати точне географічне місце судна і контролювати правильність його шляху.
Залежно від застосовуваних морехідних інструментів, посібників і обчислювальних засобів точність рішення астронавігаційних завдань буде різною. Для можливості їх вирішення в повному обсязі і з цілком достатньою для плавання у відкритому морі точністю (похибка місця - не більше 2-3 миль, в поправці компаса - не більше 1 °) необхідно мати:
- навігаційний секстан і хороші вологозахищені години (краще електронні або кварцові);
- транзисторний радіоприймач для прийому сигналів часу і мікрокалькулятор типу «Електроніка» (цей мікрокалькулятор повинен мати введення кутів в градусній мірі, забезпечувати обчислення прямих і зворотних тригонометричних функцій, виконувати всі арифметичні операції; найбільш зручна «Електроніка» БЗ-34); при відсутності мікрокалькулятора можна користуватися математичними таблицями або спеціальними таблицями «Висоти і азимути світил» ( «ВАС-58»), виданих Головним управлінням навігації та океанографії;
- морський астрономічний щорічник (МАЕ) або іншу допомогу для розрахунку координат світил.
При відсутності на судні будь-якого з перерахованих вище засобів астронавігації сама можливість астронавігаційних орієнтування зберігається, але знижується його точність (залишаючись, проте, цілком задовільною для багатьох випадків плавання на яхті). До речі сказати, деякі інструменти і обчислювальні засоби настільки прості, що можуть бути виготовлені самостійно.
Астронавігація - це не тільки наука, а й мистецтво - мистецтво спостерігати світила в морських умовах і безпомилково виконувати обчислення. Нехай початкові невдачі вас не розчаровують: трохи терпіння і з'являться необхідні навички, а разом з ними прийде особливе задоволення мистецтвом плавання поза видимості берегів.
Всі методи астронавігації, які ви будете освоювати, багаторазово перевірені на практиці, вони вже не раз співслужили гарну службу морякам в найкритичніших ситуаціях. Не відкладайте їх освоєння «на потім», опановують ними при підготовці до плавання; успіх походу вирішується на березі!
Астронавігація, як і вся астрономія, - наука спостережна. Її закони і методи виведені зі спостережень видимого руху світил, із залежності між географічним місцем спостерігача і видимими напрямками на світила. Тому вивчення астронавігації ми і почнемо з спостережень світил - навчимося їх впізнавати; попутно ознайомимося з необхідними нам надалі началами сферичної астрономії.
небесні орієнтири
1. Навігаційні зірки. Вночі при ясному небі ми спостерігаємо тисячі зірок, проте в принципі кожну з них можна впізнати, грунтуючись на її розташуванні в групі сусідніх зірок - її видимому місці в сузір'ї, на її видимому блиску (яскравості) і кольорі.Для орієнтування на море застосовуються лише найбільш яскраві зірки, їх називають навігаційними. Найчастіше спостерігаються навігаційні зірки перераховані в табл. 1; повний же каталог навігаційних зірок є в ТРАВНІ.
Картина зоряного неба неоднакова в різних географічних районах, в різні сезони року і в різний час доби.
Приступаючи до самостійного пошуку навігаційних зірок в північній півкулі Землі, за допомогою компаса визначте напрямок на точку Півночі, розташовану на горизонті (позначена буквою N на рис. 2). Над цією точкою на кутовій відстані, рівному географічній широті вашого місця φ, розташована зірка Полярна - найяскравіша серед зірок сузір'я Малої Ведмедиці, що утворюють фігуру ковша з вигнутою ручкою (Малого Ковша). Полярну позначають грецькою буквою «альфа» і називають α Малої Ведмедиці; вона вже кілька століть використовується мореплавцями в якості основного навігаційного орієнтира. При відсутності компаса напрямок на північ легко визначається як напрямок на Полярну.
В якості масштабу для грубого вимірювання кутових відстаней на небосхилі можна застосовувати кут між напрямками від вашого очі на кінчики великого і вказівного пальців витягнутої руки (рис. 2); це приблизно 20 °.
Відомий блиск зірки характеризується умовним числом, яке називають зірковим величиною і позначають буквою m. Шкала зоряних величин має вигляд:
блиск m \u003d 0 має спостерігається влітку найяскравіша зірка північного зоряного неба - Вега (α Ліри). Зірки першої величини - з блиском m \u003d 1 в 2,5 рази слабкіше за яскравістю, ніж Вега. Полярна має зоряну величину близько m \u003d 2; це означає, що її блиск приблизно в 2,5 рази слабкіше блиску зірок першої величини або в 2,5 X 2,5 \u003d 6,25 рази слабкіше блиску Веги, і т. п. Неозброєним оком можна спостерігати тільки зірки яскравіше m
Зоряні величини вказані в табл. 1; там же вказано і колір зірок. Треба, однак, враховувати, що колір сприймається людьми суб'єктивно; крім того, у міру наближення до горизонту блиск зірок помітно слабшає, а їх колір зміщується в червону сторону (через поглинання світла в земній атмосфері). При висоті над горизонтом менше 5 ° більшість зірок взагалі зникає з видимості.
Земна атмосфера спостерігається нами в формі небесного зводу (рис. 3), приплюснутого над головою. У морських умовах вночі відстань до горизонту здається приблизно в два рази більшим, ніж відстань до розташованої над головою точки зеніту Z (від арабського замт - верх). Днем видима приплюснути небосхилу може зрости в півтора-два рази в залежності від хмарності і часу доби.
Внаслідок дуже великих відстаней до небесних світил вони представляються нам рівновіддаленими і розташованими на небосхилі. З цієї ж причини взаємне розташування зірок на небосхилі змінюється дуже повільно - наше зоряне небо мало чим відрізняється від зоряного неба Стародавньої Греції. Лише найближчі до нас небесні тіла - Сонце, планети, Місяць помітно переміщуються на фойє сузір'їв - фігур, утворених групами взаімонеподвіжних зірок.
Декомпозиція небосхилу призводить до спотворення глазомерной оцінки величини видимої висоти світила - вертикального кута h між напрямком на горизонт і напрямком на світило. Ці спотворення особливо великі при малих величинах висот. Отже, ще раз зазначимо: спостережувана висота світила завжди більше істинної його висоти.
Направлення на спостережуване світило визначається його істинним пеленгом ІП - кутом в площині горизонту між напрямком на Північ і лінією пеленга світила ОД, яка виходить перетином проходить через світило вертикальній площині і площині горизонту. ІП світила вимірюється від точки Півночі по дузі горизонту в бік точки Сходу в межах 0 ° -360 °. Істинний пеленг Полярної дорівнює 0 ° з похибкою не більше 2 °.
Пізнавши Полярну, знайдіть на небосхилі сузір'я Великої Ведмедиці (див. Рис. 2), яке іноді називають Великий Ківш: воно розташоване на відстані 30 ° -40 від Полярної, причому всі зірки цього сузір'я - навігаційні. Якщо ви навчилися впевнено впізнавати Велику Ведмедицю, то зможете знаходити Полярну без допомоги компаса - вона знаходиться у напрямку від зірки Мерак (див. Табл. 1) на зірку Дубге на видаленні, рівному 5 відстаням між цими зірками. Симетрично Великій Ведмедиці (щодо Полярної) розташоване сузір'я Кассіопеї з навігаційними зірками Кафф (β) і Шедар (α). У морях, що омивають береги СРСР, всі згадані нами сузір'я вночі видно над горизонтом.
Відшукавши Велику Ведмедицю і Кассіопею, неважко впізнати розташовані поблизу них інші сузір'я і навігаційні зірки, якщо скористатися картою зоряного неба (див. Рис. 5). При цьому корисно знати, що дуга на небосхилі між зірками Дубге і Беветнаш приблизно дорівнює 25 °, а між зірками β і ε Кассіопеї - близько 15 °; ці дуги також можна застосовувати в якості масштабу для наближеної оцінки кутових відстаней на небі.
В результаті обертання Землі навколо своєї осі спостерігається видиме нами обертання небосхилу в сторону Заходу навколо направлення на Полярну; щогодини зоряне небо повертається на 1 ч \u003d 15 °, кожну хвилину на 1 м \u003d 15 ", а за добу на 24 год \u003d 360 °.
2. Річне рух Сонця на небосхилі і сезонні зміни виду зоряного неба. Протягом року Земля здійснює в космічному просторі один повний оборот навколо Сонця. Напрямок з рухомої Землі на Сонце з цієї причини безперервно змінюється; Сонце описує показану на зоряній карті (див. Вкладку) пунктирну криву, яку називають екліптикою.
Видиме місце Сонця робить по екліптиці власне річне рух в напрямку, протилежному мабуть добовому обертанню зоряного неба. Швидкість цього річного руху невелика і дорівнює І / добу (або 4 м / добу). У різні місяці Сонце проходить різні сузір'я, що утворюють на небі зодіакальний пояс ( «коло тварин»). Так, в березні Сонці спостерігається в сузір'ї Риб, а далі послідовно в сузір'ях Овна, Тельця, Близнюків, Рака, Лева, Діви, Терезів, Скорпіона, Стрільця, Козерога, Водолія.
Сузір'я, розташовані на одній півсфері з Сонцем, засвічуються їм і вдень не видно. Опівночі на півдні видно сузір'я, віддалені від місця Сонця в дану календарну дату на 180 ° \u003d 12 год.
Сукупність швидкого видимого добового руху зірок і повільного річного руху Сонця призводить до того, що спостерігалася сьогодні в даний момент картина зоряного неба завтра буде видно на 4 м раніше, через 15 діб - на
раніше, через місяць - на 2 години раніше, і т. д,
3. Географічне і видиме місце світила. Карта зоряного неба. Зоряний глобус. Наша Земля має сферичну форму; тепер це наочно доводиться її знімками, виконаними космічними станціями.
В навігації вважають, що Земля має форму правильного кулі, на поверхні якого місце яхти визначають дві географічні координати:
Географічна широта φ (рис. 4) - кут між площиною земного екватора eq і напрямом прямовисної лінії (напрямком сили тяжіння) в точці спостережень О. Цей кут вимірюється дугою географічного меридіана місця спостерігача (коротко - місцевого меридіана) ЄВ від площини екватора в бік найближчого до місця спостережень полюса Землі в межах 0 ° -90 °. Широта може бути північній (позитивної) або південній (негативною). На рис. 4 широта місця Про дорівнює φ \u003d 43 ° N. Широта визначає положення географічній паралелі - малого кола, паралельного екватора.
Географічна довгота λ - кут між площинами початкового географічного меридіана (згідно з міжнародною угодою він проходить через Грінвічську обсерваторію в Англії - Г на рис. 4) і площиною місцевого меридіана спостерігача. Цей кут вимірюється дугою земного екватора е гр е в бік Сходу (або Заходу) в межах 0 ° -180 °. На рис. 4 довгота місця дорівнює λ \u003d 70 ° O st. Довгота визначає положення місцевого меридіана.
Напрямок місцевого меридіана в точці спостережень Про визначається напрямом сонячної тіні опівдні від прямовисно встановленого жердини; опівдні ця тінь має найкоротшу довжину, на горизонтальній площадці вона утворює полуденну лінію N-S (див. рис. 3). Будь-який місцевий меридіан проходить через географічні полюси Р n і P s, а його площина - через вісь обертання Землі P n P s і прямовисну лінію OZ.
Промінь світла від віддаленого світила * приходить в центр Землі у напрямку * Ц, перетинаючи земну поверхню в якійсь точці σ. Уявімо собі, що з центру Землі довільним радіусом описана допоміжна сфера (небесна сфера). Цей же промінь перетне небесну сферу в точці σ ". Крапку σ називають географічним місцем світила (ГМС), а точку σ" - видимим місцем світила на сфері. За рис. 4. видно, що положення ГМС визначають географічна шпрота φ * і географічна довгота λ *.
Аналогічно визначається положення видимого місця світила на небесній сфері:
- дузі меридіана ГМС φ * дорівнює дуга δ небесного меридіана, що проходить через видиме місце світила; ця координата па сфері називається відміною світила, воно вимірюється так само, як широта;
- дуга земного екватора λ * дорівнює дузі t гр небесного екватора; на сфері ця координата називається Грінвічському годинним кутом, він вимірюється так само, як довгота, або, в круговому рахунку - завжди в бік Заходу, в межах від 0 ° до 360 °.
Положення меридіана видимого місця світила на небесній сфері можна визначити не тільки щодо небесного Гринвічем меридіана. Приймемо за початок відліку ту точку небесного екватора, в якій Сонце видно 21 березня. У цей день починається весна для північної півкулі Землі, день дорівнює ночі; згадана точка називається точкою Весни (або точкою Овна) і позначається знаком Овна - ♈, як показано на зоряній карті.
Дуга екватора від точки Весни до меридіана видимого місця світила, вважають у бік видимого добового руху світил від 0 ° до 360 °, називається зоряним кутом (або зоряним доповненням) і позначається τ *.
Дуга екватора від точки Весни до меридіана видимого місця світила, вважають у бік власного річного руху Сонця по небесній сфері, називається прямим сходженням α (на рис. 5 воно дано в годинній мірі, а зоряний кут - в градусній мірі). Координати навігаційних зірок показані в табл. 1; очевидно, що, знаючи τ °, завжди можна знайти
і навпаки.
Дуга небесного екватора від місцевого меридіана (його полуденної частини P n ZEP s) до меридіана світила називається місцевим годинним кутом світила позначається t. За рис. 4 видно, що завжди t відрізняється від t гр на величину довготи місця спостерігача:
при цьому східна довгота додається, а західна - віднімається, якщо t гр узятий в круговому рахунку.
Внаслідок видимого добового руху світил їх часові кути безперервно змінюються. Зоряні кути з цієї причини не змінюються, так як початок їх відліку (точка Весни) обертається разом з небокраєм.
Місцевий годинний кут точки Весни називають зоряним часом; воно завжди вимірюється в бік Заходу від 0 ° до 360 °. Глазомерно його можна визначити по положенню на небосхилі меридіана зірки Кафф (β Кассіопеї) щодо місцевого небесного меридіана. За рис. 5 видно, що завжди
Потренуйтеся в окомірних визначенні екваторіальних координат δ і t якими ви спостерігаєте на небосхилі світил. Для цього по Полярної визначте положення на горизонті точки Півночі (рис. 2 і 3), потім знайдіть точку Півдня. Обчисліть доповнення широти вашого місця Θ \u003d 90 ° - φ (наприклад, в Одесі Θ \u003d 44 °, а в Леніградом Θ \u003d 30 °). Полуденна точка екватора Е розташована над точкою Півдня на кутовій відстані, рівному Θ; вона завжди є початком відліку годинного кута. Екватор на небосхилі проходить через точку Сходу, точку Е і точку Заходу.
Корисно знати, що при δ N\u003e 90 ° - φ N світило в північній півкулі Землі завжди рухається над горизонтом, при δ 90 ° - φ N воно не спостерігається.
Механічної моделлю небесної сфери, що відтворює вигляд зоряного неба і всі розглянуті вище координати, є зоряний глобус (рис. 6). Цей навігаційний прилад дуже корисний в далекому плаванні: при його допомоги можна вирішувати всі завдання астронавігаційних орієнтування (при кутовий похибки результатів рішення не більше 1,5-2 ° або при похибки в часі не більше 6-8 хв. Перед роботою глобус встановлюють по широті місця спостережень (показано на рис. 6) і за місцевим зоряному часу t γ. правила обчислення якого на термін спостережень будуть пояснені далі.
При бажанні спрощений зоряний глобус можна виготовити зі шкільного глобуса, якщо нанести на його поверхню видимі місця зірок, керуючись табл. I і картою зоряного неба. Точність вирішення завдань на такому глобусі буде трохи нижче, але достатня для багатьох випадків орієнтування у напрямку руху яхти. Зауважимо також, що зоряна карта дає пряме зображення сузір'їв (так, як їх бачить спостерігач), а на зоряному глобусі видно їх зворотні зображення.
Розпізнавання навігаційних зірок
З незліченної кількості зірок неозброєним оком легко спостерігаються лише близько 600, показаних на карті зоряного неба в Морському Астрономічному Щорічнику. Ця карта дає узагальнену картину того, що взагалі може спостерігати мореплавець на темному нічному небі. Для відповіді на питання, де і як шукати ті чи інші навігаційні зірки в певному географічному районі, служать наведені нижче (рис. 1-4) сезонні схеми зоряного неба: вони охоплюють вид зоряного неба для всіх морів країни і складені на основі зоряної карти ТРАВНІ ; на них вказані положення і власні імена всіх 40 навігаційних зірок, згаданих в таблиці в попередньому нарисі.Кожна схема відповідає вечірнім спостереженнями в певну пору року: навесні (рис. 1), влітку (рис. 2), восени (рис. 3), і взимку (рис. 4) або - ранковим спостереженнями навесні (рис. 2), влітку (рис. 3), восени (рис. 4) і взимку (рис. 1). Кожна сезонна схема може бути використана і в іншу пору року, але вже в інший час доби.
Для вибору відповідної до наміченого часу спостережень сезонної схеми служить табл. 1. Входити в цю таблицю треба по найближчій до наміченої вами календарну дату спостережень і так званого «Меридіан» часу доби Т М.
Меридіанний час з допустимою похибкою не більше півгодини можна просто отримати, зменшивши прийняте на території СРСР з 1981 р зимовий час на 1 годину, а літній час - на 2 години. Правила розрахунку Т морських умовах за прийнятим на борту яхти судновому часу пояснюються в наводиться нижче. У двох нижніх рядках таблиці для кожної сезонної схеми вказані відповідне їй зоряний час t М і відлік зоряного кута τ К за шкалами зоряної карти ТРАВНІ; ці величини дозволяють визначити, який з меридіанів зоряної карти в намічений час спостережень збігається з меридіаном вашого географічного місця.
При первинному освоєнні правил впізнання навігаційних зірок необхідно підготуватися до спостережень заздалегідь; використовуються і карта зоряного неба, і сезонна схема. Орієнтуємо зоряну карту на місцевості; від точки півдня на горизонті по небосхилу в бік північного полюса світу розташується той меридіан екваторіальній зоряної карти, який оцифрований величиною t М, т. е. для наших сезонних схем - 12 Ч, 18 Ч, 0 (24) Ч і 6 Ч. Цей меридіан і показаний пунктиром на сезонних схемах. Полуширина кожної зі схем становить приблизно 90 ° \u003d 6 Ч; тому, по тому в годин внаслідок обертання зоряного неба на захід пунктирний меридіан зміститься до лівої кромці схеми, а її центральні сузір'я - до правої.
Екваторіальна карта охоплює зоряне небо між паралелями 60 ° N і 60 ° S, але не всі показані на ній зірки обов'язково будуть видні в вашій місцевості. Над головою, поблизу зеніту, видно ті сузір'я, у яких відміни зірок близькі за величиною до широти місця (і «однойменний» з нею). Наприклад, в широті φ \u003d 60 ° N при t М \u003d 12 Ч над головою розташовується сузір'я Великої Ведмедиці. Далі, як вже було пояснено в першому нарисі, можна стверджувати, що при φ \u003d 60 ° N ніколи не будуть видні зірки, розташовані на південь від паралелі з відміною δ \u003d 30 ° S, і т. П.
Для спостерігача в північних географічних широтах екваторіальна зоряна карта показує переважно ті сузір'я, які спостерігаються на південній половині небосхилу. Для з'ясування видимості сузір'їв на північній половині небосхилу служить північна полярна карта, що охоплює ділянку, окреслений з північного полюса світу радіусом 60 °. Інакше кажучи, північна полярна карта перекриває екваторіальну карту в широкому поясі між паралелями 30 ° N і 60 ° N. Для орієнтування полярної карти на місцевості необхідно її меридіан, оцифрований знайденої по табл. 1 величиною τ, розташувати над головою так, щоб він збігся з напрямком від зеніту до північного полюса світу.
Поле зору очей людини приблизно дорівнює 120-150 °, так що, якщо ви дивитеся на Полярну, то в поле зору будуть все сузір'я північної полярної карти Над горизонтом завжди видно ті північні сузір'я, зірки яких мають відміни δ\u003e 90 ° - φ і « однойменний »з широтою. Наприклад, на широті φ \u003d 45 ° N заходять є зірки, у яких відміни більш δ \u003d 45 ° N, а на широті φ \u003d 60 ° N - ті зірки, у яких δ\u003e 30 ° N. і т. П.
Нагадаємо, що всі зірки на небі мають однакові розміри - їх видно як світні точки і розрізняються лише по силі блиску і колірному відтінку. Розміри гуртків на зоряній карті вказують не видимий розмір зірки на небі, а відносну силу її блиску - зоряну величину. Крім того, зображення сузір'я завжди кілька спотворюється при розгортанні поверхні небесної сфери на площину карти. З цих причин вид сузір'я на небі дещо відрізняється від виду його на карті, проте це не створює істотних труднощів при впізнанні зірок.
Навчитися впізнавати навігаційні зірки неважко. Для плавання в період вашої відпустки цілком достатньо знати розташування десятка сузір'їв і входять до них навігаційних зірок з числа зазначених в табл. 1 першого нарису. Дві-три предпоходние нічні тренування додадуть вам впевненість при орієнтуванні за зірками в море.
Не намагайтеся пізнавати сузір'я, відшукуючи на собі фігури міфічних героїв або тварин, що відповідатимуть їхнім заманливо звучить найменувань. Можна, звичайно, здогадатися, що сузір'я північних тварин - Великої Ведмедиці і Малої Ведмедиці найчастіше слід шукати в напрямку на північ, а сузір'я жителя півдня Скорпіона - на південній половині небосхилу. Однак фактично спостерігається вид тих же північних созвездій- «ведмедиць» краще передають відомі вірші:
Дві ведмедиці сміються:
- Ці зірки вас надули?
Нашим ім'ям звуться,
А схожі на каструлі.
Велику Ведмедицю при впізнанні зірок зручніше називати Великим Ковшом, що ми і будемо робити. Охочих дізнатися подробиці про сузір'я і їх найменуваннях відсилаємо до чудового «зоряному букварем» Г. Рея і цікавою книзі Ю. А. Карпенко.
Для мореплавця практичним путівником по зоряному небу можуть служити схеми - покажчики навігаційних зірок (рис. 1-4), що показують розташування цих зірок відносно легко пізнаваних по зоряним картками декількох опорних сузір'їв.
Основним опорним сузір'ям є Велика Ведмедиця, ківш якої в наших морях завжди видно над горизонтом (при широті місця більше 40 ° N) і легко розпізнається навіть без карти. Запам'ятаємо власні імена зірок Великого Ковша (рис. 1): α - Дубге, β - Мерак, γ - Фекда, δ - Мегрец, ε - Алиот, ζ - Міцар, η - Бенетнаш. Ви вже знаєте сім навігаційних зірок!
У напрямку лінії Мерак - Дубге иа відстані близько 30 ° розташована, як ми вже знаємо, Полярна - кінець ручки ковша Малої Ведмедиці, в денці якого видно Кохаб.
На лінії Мегрец - Полярна і на такій же відстані від Полярної видно «дівочі груди» Кассіопеї і її зірки Кафф і Шедар.
У напрямку Фекда - Мегрец і на відстані близько 30 ° знайдемо зірку Денеб, розташовану в хвості сузір'я Лебедя - одного з небагатьох, хоч в якійсь мірі відповідають за конфігурації своїй назві.
У напрямку Фекда - Алиот в області, віддаленій приблизно на 60 °, видно найяскравіша північна зірка - блакитна красуня Вега (а Ліри).
У напрямку Міцар - Полярна і на відстані близько 50 ° -60 ° від полюса розташовується сузір'я Андромеди - ланцюжок з трьох зірок: Альферрац, Мирах, Аламак однакової яскравості.
У напрямку Мирах - Аламак на такій же відстані видно Мірфак (α Персея).
У напрямку Мегрец - Дубге на відстані близько 50 ° видно п'ятикутна чаша Візничого і одна з найбільш яскравих зірок - Капела.
Ми знайшли таким чином майже всі навігаційні зірки, видимі на північній Половнев нашого небосхилу. Користуючись рис. 1, варто потренуватися в пошуках навігаційних зірок спочатку на зоряних картах. Тренуючись «на місцевості», тримайте рис. 1 «догори ногами», направивши значком * до точки N.
Перейдемо до розгляду навігаційних зірок на південній половині весняного небосхилу на тому ж рис. 1.
За перпендикуляру до днища Великого Ковша на відстані близько 50 ° розташовується сузір'я Лева, в передній лапі якого розташований Регул, а на кінчику хвоста - Денебола Деяким спостерігачам це сузір'я нагадує не лева, а праска з відігнутої ручкою. У напрямку хвоста Льва розташоване сузір'я Діви і зірка Спіка. Південніше сузір'я Лева в бідній зірками області у екватора буде помітний неяскравий Альфард (а Гідри).
На лінія Мегрец - Мерак на відстані близько 50 ° видно сузір'я Блізнецов- дві яскраві зірки Кастор і Поллукс. На одному меридіані з ними і ближче до екватора видно яскравий Процион (α Малого Пса).
Рухаючись поглядом по вигину ручки Великого Ковша, на відстані близько 30 ° побачимо яскраво-помаранчевий Арктур \u200b\u200b(α Волопаса - сузір'я, що нагадує парашут над Арктуром). Поруч з цим парашутом видно невелика і неяскрава чаша Північної Корони, в якій виділяється Альфакка,
Продовжуючи напрямок цього ж вигину ручки Великого Ковша, неподалік від горизонту виявимо Антарес - яскравий червоний очей сузір'я Скорпіона.
Літнім вечором (рис. 2) на східній стороні неба добре помітний «літній трикутник», утворений яскравими зірками Вега, Денеб і Альтаїр (α Орла). Сузір'я Орла у вигляді ромба легко відшукується у напрямку польоту Лебедя. Між Орлом і Волопасом спостерігається неяскрава зірка Рас-Альхаге із сузір'я Змієносця.
В осінні вечори на півдні спостерігається «Квадрат Пегаса», утворений вже розглянутої нами зіркою Альферрац і трьома зірками із сузір'я Пегаса: Маркаб, Шеат, Альгеніб. Квадрат Пегаса (рис. 3) легко відшукується на лінії Полярна - Кафф на відстані близько 50 ° від Кассіопеї. Щодо ж Квадрата Пегаса просто знайти сузір'я Андромеди, Персея і Візничого на схід, а сузір'я «літнього трикутника» - на захід.
Південніше Квадрата Пегаса поблизу горизонту видно Діфда (β Кита) і Фомальхаут - «рот Південної Риби», яку має намір проковтнути Кіт.
На лінії Маркаб - Альгеінб иа відстані близько 60 ° видно яскравий Альдебаран (α Тельця) в характерних «бризках» дрібних зірок. Між сузір'ями Пегаса і Тельця розташований Хама (α Овна).
На багатою яскравими зірками південній половині зимового неба (рис. 4) легко орієнтуватися щодо красивого сузір'я Оріона, яке розпізнається без карти. Сузір'я Візничого розташоване посередині між Оріоном і Полярної. Сузір'я Тельця знаходиться на продовженні дуги пояса Оріона (утвореного «трьома сестрами» -звездамі ζ, ε, δ Оріона) на відстані близько 20 °. На південному продовженні тієї ж дуги на відстані близько 15 ° виблискує найяскравіша зірка - Сіріус (α Великого Пса). У напрямку γ - α Оріона на відстані 20 ° спостерігається порційні.
У сузір'ї Оріона навігаційними зірками є Бетельгейзе і Ригель.
Слід мати на увазі, що вид сузір'їв може спотворюватися з'являються в них планетами - «блукаючими зірками». Положення планет на зоряному небі в 1982 р зазначено в наведеній табл. 2 Так, вивчивши цю таблицю, ми встановимо, що, наприклад, в травні Венера ввечері буде не видна, Марс і Сатурн - спотворять вигляд сузір'я Діви, а неподалік від них в сузір'ї Терезів буде видно дуже яскравий Юпітер (рідко спостерігається «парад планет» ). Відомості про видимих \u200b\u200bмісцях планет даються на кожен рік в ТРАВНІ і Астрономічному календарі видавництва «Наука». Їх треба наносити на зоряну карту при підготовці до походу, використовуючи зазначені в цих посібниках прямі сходження і відміни планет на дату спостережень.
Наведені сезонні схеми - покажчики навігаційних зірок (рис. 1-4) найбільш зручні для роботи в сутінки, коли чітко видно горизонт і лише найбільш яскраві зірки. Зображувані на картах зоряного неба конфігурації сузір'їв можуть бути виявлені тільки після настання повної темряви.
Пошук навігаційних зірок повинен бути осмисленим, вид сузір'я треба навчитися сприймати в цілому - як образ, картину. Людина швидше і легше пізнає те, що він передбачає побачити. Саме тому при підготовці до плавання треба вивчати зоряну карту так само, як турист вивчає по карті маршрут прогулянки по незнайомому місту.
Виходячи иа спостереження, візьміть з собою зоряну карту і покажчик навігаційних зірок, а також кишеньковий ліхтар (його скло краще покрити червоним лаком для нігтів). Компас буде корисний, але можна обійтися і без нього, визначивши напрямок на Північ по Полярної. Подумайте про те, що послужить «масштабної лінійкою» для оцінки кутових відстаней на небосхилі. У вугіллі, під яким видно утримуваний у витягнутій руці і перпендикулярний до неї предмет, міститься стільки градусів, скільки сантиметрів має цей предмет у висоту. На небосхилі відстань між зірками Дубге і Мегрец дорівнює 10 °, між зірками Дубге і Бенетнаш - 25 °, між крайніми зірками Кассіопея - 15 °, східна сторона Квадрата Пегаса - 15 °, між Ригелем і Бетельгейзе - близько 20 °.
Вийшовши на місцевість в призначений час - зорієнтуйтеся в напрямку на Північ, Схід, Південь я Захід. Знайдіть я Опознайте сузір'я, що проходить над вашою головою, - через зеніт або поблизу нього. Зробіть прив'язку до місцевості сезонної схеми і екваторіальній карти - по точці S і направленням місцевого небесного меридіана, перпендикулярному до лінії горизонту в точці S; прив'яжіть до місцевості північну полярну карту - по лінії ZP. Знайдіть опорна сузір'я - Велику Ведмедицю (Квадрат Пегаса або Оріон) і попрактикуйтесь в впізнання навігаційних зірок. При цьому треба пам'ятати про перекручування величин візуально спостережуваних висот світил внаслідок сплюснутости небосхилу, про викривлення кольору зірок на малих висотах, про уявній збільшенні розмірів сузір'їв поблизу горизонту і зменшенні в міру наближення до зеніту, про зміну положення фігур сузір'їв протягом ночі щодо видимого горизонту з -за обертання неба.
А. Обчислення меридіанного часу
Б. Приклад розрахунку меридіанного часу і вибору сезонної схеми зоряного неба
8 травня 1982 р Балтійському морі (широта φ \u003d 59,5 ° N; довгота λ \u003d 24,8 ° O st намічені спостереження зоряного неба в момент Т С \u003d 00 Ч 30 М за стандартним (літнім київським) часом. Підібрати і зорієнтувати зоряну карту і покажчик навігаційних зірок.На березі наближено можна приймати Т М, рівним річному, зменшеному на 2 ч. У нашому прикладі:
У всіх випадках, коли стандартний час спостережень Т С менше № С, перед виконанням віднімання треба збільшити Т С на 24 Ч; при цьому всесвітня дата вийде менше місцевої на одиницю. Якщо ж виявиться, що після виконання складання Т гр виявилося більш 24 Ч, треба відкинути 24 Ч я дату результату збільшити на одиницю. Це ж правило застосовується при обчисленні Т М по Г гр і λ.
Вибір сезонної схеми і її орієнтування
Місцевій датою 7 травня і моменту Т М \u003d 22 Ч 09 М згідно табл. 1 найближче відповідає сезонна схема на рис. 1. Але ця схема побудована для Т М \u003d 21 Ч 7 травня, а ми будемо вести спостереження на 1 Ч 09 М пізніше (в градусній мірі 69 М: 4 М \u003d 17 °). Тому місцевий меридіан (лінія S - P N) розташується лівіше центрального меридіана схеми на 17 ° (якби ми спостерігали не пізніше а раніше, то місцевий меридіан змістився б вправо).
У нашому прикладі через місцевий меридіан буде проходити сузір'я Діви над точкою Півдня і сузір'я Великої Ведмедиці біля зеніту, иад точкою Півночі розташується Кассіопея (див. Зоряну карту для tγ \u003d 13 Ч 09 М і τ К \u003d 163 °).
Для впізнання навігаційних зірок послужить орієнтування щодо Великої Ведмедиці (рис. 1).
Примітки
1. Слабкі за блиском сузір'я Риб і Рака на карті не показані.2. Назви цих книг. Г. Рей. Зірки. М., «Мир», 1969. (168 с.); Ю. А, Карпенко, Назви зоряного неба, М., «Наука», 1981 (183 с.).
Вузлові питання: 1. Поняття сузір'я. 2. Різниця зірок по яскравості (світності), кольором. 3. Зоряна величина. 4. Видиме добовий рух зірок. 5. небесна сфера, її основні точки, лінії, площини. 6. Зоряна карта. 7. Екваторіальна СК.
Демонстрації і ТСО: 1. Демонстраційна рухлива карта неба. 2. Модель небесної сфери. 3. Зоряний атлас. 4. Діапозитиви, фотографії сузір'їв. 5. Модель небесної сфери, географічний і зоряний глобуси.
Вперше зірки були позначені буквами грецького алфавіту. У сузір'ї атласу Байгер в XVIII століття зникли малюнки сузір'їв. На карті вказуються зоряні величини.
Велика Ведмедиця - (Дубге), (Мерак), (Фекда), (Мегрец), (Алиот), (Міцар), (Бенеташ).
Ліри - Вега, Лебедєва - Денеб, Волопаса - Арктур, Візничого - Капела, Б. Пса - Сіріус.
Сонце, Місяць і планети на картах не вказані. Шлях Сонця показаний на екліптиці римськими цифрами. На зоряних картах нанесена сітка небесних координат. Спостережуване добове обертання - явище позірна - викликане дійсним обертанням Землі із заходу на схід.
Доказ обертання Землі:
1) 1851 р фізик Фуко - маятник Фуко - довжина 67 м.
2) космічні супутники, фотографії.
небесна сфера - уявна сфера довільного радіуса використовувана в астрономії для опису взаємного положення світил на небосхилі. Радіус приймають за 1 Пк.
88 сузір'їв, 12 зодіакальних. Умовно можна розділити на:
1) літні - Ліра, Лебідь, Орел 2) осінні - Пегас з Андромеда, Кассіопея 3) зимові - Оріон, Б. Пес, М. Пес 4) весняні - Діва, Волопас, Лев.
стрімка лінія перетинає поверхню небесної сфери в двох точках: у верхній Z - зеніті - і в нижній Z" - надирі.
математичний горизонт - велике коло на небесній сфері, площина якого перпендикулярна прямовисній лінії.
Точка, крапка N математичного горизонту називається точкою півночі, точка, крапка S - точкою півдня. лінія NS - називається полуденної лінією.
небесним екватором називається велике коло, перпендикулярний осі світу. Небесний екватор перетинається з математичним горизонтом в точках сходу E і заходу W.
небесним меридіаном називається велике коло небесної сфери, що проходить через зеніт Z, Полюс світу Р, Південний полюс світу Р", Надир Z".
Домашнє завдання: § 2.
Сузір'я. Зоряні карти. Небесні координати.
1. Опишіть, які добові кола описували б зірки, якби астрономічні спостереження проводилися: на Північному полюсі; на екваторі.
Видимий рух всіх зірок відбувається по колу, паралельного горизонту. Північний полюс світу при спостереженні з Північного полюса Землі знаходиться в зеніті.
Всі зірки сходять під прямими кутами до горизонту в східній частині неба і також заходять за обрій в західній. Небесна сфера обертається навколо осі, що проходить через полюси світу, на екваторі розташовані точно на лінії горизонту.
2. Виразіть 10 год 25 хв 16 с в градусній мірі.
Земля за 24 год робить один оборот - 360 о. Отже, 360 о відповідає 24 год, тоді 15 про - 1 ч, 1 про - 4 хв, 15 / - 1 хв, 15 // - 1 с. Таким чином,
1015 про + 2515 / + 1615 // \u003d 150 про + 375 / +240 / \u003d 150 про + 6 про +15 / 4 / \u003d 156 про 19 /.
3. Визначте за зоряній карті екваторіальні координати Веги.
Замінимо назва зірки літерним позначенням (Ліри) і знайдемо її положення на зоряній карті. Через уявну точку проводимо коло відмінювання до перетину з небесним екватором. Дуга небесного екватора, яка лежить між точкою весняного рівнодення і точкою перетину кола відмінювання зірки з небесним екватором, є прямим сходженням цієї зірки, відрахувавши уздовж небесного екватора назустріч видимому добовому зверненням небесної сфери. Кутова відстань, відраховані по колу відмінювання від небесного екватора до зірки, відповідає відміні. Таким чином, \u003d 18 год 35 м, \u003d 38 о.
Накладний коло зоряної карти повертаємо так, щоб зірки перетнула східну частину горизонту. На лімбі, навпаки позначки 22 грудня, знаходимо місцевий час її сходу. Маючи в своєму розпорядженні зірку в західній частині горизонту, визначаємо місцевий час заходу зірки. отримуємо
5. Визначити дату верхньої кульмінації зірки Регул в 21 ч за місцевим часом.
Встановлюємо накладної коло так, щоб зірка Регул (Лева) перебувала на лінії небесного меридіана (0 h - 12 h шкали накладного круга) на південь від північного полюса. На лімбі накладного круга знаходимо позначку 21 і навпаки її на краю накладного круга визначаємо дату - 10 квітня.
6. Обчислити, у скільки разів Сіріус яскравіше Полярної зірки.
Прийнято вважати, що при різниці в одну зоряну величину видима яскравість зірок відрізняється приблизно в 2,512 рази. Тоді різниця в 5 зоряних величин складе відмінність в яскравості рівно в 100 разів. Так зірки 1-ї величини в 100 разів яскравіше зірок 6-ї величини. Отже, різниця видимих \u200b\u200bзоряних величин двох джерел дорівнює одиниці, коли один з них яскравіше іншого в (ця величина приблизно дорівнює 2,512). У загальному випадку відношення видимої яскравості двох зірок пов'язано з різницею їх видимих \u200b\u200bзоряних величин простим співвідношенням:
Світила, яскравість яких перевершує яскравість зірок 1 m , Мають нульові і негативні зоряні величини.
Зоряні величини Сіріуса m 1 \u003d -1,6 і Полярної зірки m 2 \u003d 2,1, знаходимо в таблиці.
Прологаріфміруем обидві частини зазначеного вище співвідношення:
Таким чином, . Звідси. Т. е. Сіріус яскравіше Полярної зірки в 30 разів.
Примітка: Використовуючи ступеневу функцію, також отримаємо відповідь на питання завдання.
7. Як ви думаєте, чи можна долетіти на ракеті до якогось сузір'я?
Сузір'я - це умовно певну ділянку неба, в межах якого виявилися світила, що знаходяться від нас на різних відстанях. Тому вираз «долетіти до сузір'я» позбавлене сенсу.
ЯК СПОСТЕРІГАТИ КОМЕТИ
Віталій Невський
Спостереження за кометами вельми захоплююче заняття. Якщо ви не пробували свої сили в цьому, настійно рекомендую спробувати. Справа в тому, що комети дуже непостійні об'єкти за своєю природою. Вид їх може змінюватися від ночі до ночі і досить значно, особливо це стосується яскравих комет, видимих \u200b\u200bнеозброєним оком. У таких комет, як правило, розвиваються пристойні хвости, які спонукали предків до різних забобонів. Подібні комети в рекламі не мають потреби, це завжди подія в астрономічному світі, але досить рідкісне, а ось слабкі телескопічні комети, доступні для спостережень практично завжди. Зауважу також, що результати спостережень комет мають наукову цінність, і спостереження любителів постійно публікуються в американському журналі Internatoinal Comet Quarterly, на сайті C. Morris і не тільки.
Для початку розповім, на що слід звертати увагу при спостереженні комети. Одна з найважливіших характеристик - зоряна величина комети, її необхідно оцінювати по одному з методів описаних нижче. Потім - діаметр коми комети, ступінь конденсації, а при наявності хвоста - його довжина і позиційний кут. Це ті дані, які представляють цінність для науки.
Більш того, в коментарях до спостережень слід зазначити, спостерігалося чи фотометрическое ядро \u200b\u200b(не плутайте з істинним ядром, яке неможливо побачити в телескоп) і як воно виглядало: звездообразное або у вигляді диска, яскраве або слабке. Для яскравих комет можливі такі явища як галоси, оболонки, відрив хвостів і плазмових утворень, наявність відразу кількох хвостів. Крім того, вже більш ніж у півсотні комет спостерігався розпад ядра! Трохи поясню ці явища.
- Галоси - концентричні дуги навколо фотометричного ядра. Вони були добре помітні у відомій комети Hale-Bopp. Це пилові хмари, регулярно викидаються з ядра, поступово віддаляються від нього і зникаючі на тлі атмосфери комети. Їх необхідно обов'язково замальовувати із зазначенням кутових розмірів і часу замальовки.
- Розпад ядра. Явище досить рідкісне, але вже спостерігалося більш ніж у 50 комет. Початок розпаду можна помітити тільки при максимальних збільшеннях, про що слід негайно повідомляти. Але потрібно бути обережним, щоб не сплутати розпад ядра з відривом плазмової хмари, що трапляється частіше. Розпад ядра зазвичай супроводжується різким збільшенням блиску комети.
- Оболонки - виникають на периферії кометної атмосфери (див. Рис.), Потім починають стискатися, як би схлопиваясь на ядрі. При спостереженні цього явища необхідно заміряти в кутових хвилинах висоту вертекса (V) - відстань від ядра до вершини оболонки і діаметр Р \u003d Р1 + Р2 (Р1 і Р2 можуть бути не рівні). Ці оцінки необхідно робити кілька разів протягом ночі.
Оцінка блиску комети
Точність оцінки повинна бути не нижче +/- 0.2 зоряної величини. Для того щоб домогтися подібної точності спостерігач в процесі роботи протягом 5хв повинен виробляти кілька оцінок блиску бажано з різних зірок порівняння, знаходячи середнє значення зоряної величини комети. Саме таким чином, отримане значення можна вважати досить точним, але ніяк не те, яке отримано в результаті лише однієї оцінки! У подібному випадку, коли точність не перевищує +/- 0.3, після значення зоряної величини комети ставиться двокрапка (:). Якщо спостерігачеві не вдалося знайти комету, то він оцінює граничну зоряну величину для свого інструменту в дану ніч, при якій він ще зміг би спостерігати комету. У цьому випадку перед оцінкою ставиться ліва квадратна дужка ([).
У літературі наводиться кілька методів оцінок зоряної величини комети. Але найбільш застосовними залишаються метод Бобровникова, Морріса та Сідгвіка.
Метод Бобровникова.
Цей метод застосовується тільки для комет, ступінь конденсації яких знаходиться в межах 7-9! Його принцип полягає у виведенні окуляра телескопа з фокуса до тих пір, поки внефокальние зображення комети і зірок порівняння не опиняться приблизно однакового діаметра. Повного рівності досягти неможливо, так як діаметр зображення комети завжди більше діаметра зображення зірки. Слід враховувати, що у внефокального зображення зірки яскравість приблизно однакова, а комета виглядає плямою нерівномірної яскравості. Спостерігач повинен навчитися усереднювати яскравість комети по всьому її внефокальному зображенню і цю середню яскравість порівнювати з зірками порівняння. Порівняння яскравості внефокальних зображень комети і зірок порівняння можна проводити за методом Нейланда-Блажко.
Метод Сідгвіка.
Цей метод застосовується тільки для комет, ступінь конденсації яких знаходиться в межах 0-3! Його принцип полягає в порівнянні фокального зображення комети з внефокальним зображеннями зірок порівняння, мають при расфокусировке такі ж діаметри, що і фокальна комета. Спостерігач спочатку уважно вивчає зображення комети, "записуючи" її яскравість в пам'яті. Потім расфокусіривает зірки порівняння і оцінює записаний в пам'яті блиск комети. Тут необхідний певний навик, щоб навчитися оцінювати блиск комети, записаний в пам'яті.
Метод Морріса.
Метод комбінує особливості методів Бобровникова і Сідгвіка. його можна застосовувати для комет з будь-яким значенням ступеня конденсації! Принцип зводиться до наступної послідовності прийомів: отримують таке внефокальное зображення комети, яке має приблизно однорідну поверхневу яскравість; запам'ятовують розміри і поверхневу яскравість внефокального зображення комети; расфокусіровивают зображення зірок порівняння таким чином, щоб їх розміри були рівні розмірам запам'ятався зображення комети; оцінюють блиск комети, порівнюючи поверхневі яскравості внефокальних зображень комети і зірок порівняння.
При оцінках блиску комет, в разі, коли комета і зірки порівняння знаходяться на різній висоті над горизонтом, обов'язково повинна вводитися поправка на атмосферний поглинання! Особливо це істотно, коли комета знаходиться нижче 45 градусів над горизонтом. Поправки слід брати з таблиці і в результатах обов'язково вказувати - вводилася поправка чи ні. При використанні поправки потрібно бути уважним, щоб не помилитися, чи слід її додавати або віднімати. Припустимо, комета знаходиться нижче зірок порівняння, в цьому випадку поправка віднімається з блиску комети; якщо комета вище зірок порівняння, то поправка додається.
Для оцінок блиску комет використовуються спеціальні зіркові стандарти. Далеко не всі атласи та каталоги можна використовувати для цієї мети. З найбільш доступних і поширених в даний час слід виділити каталоги Тіхо2 і Дрепера. Не рекомендується, наприклад, такі каталоги як AAVSO або SAO. Більш докладно про це можна подивитися.
Якщо у вас немає рекомендованих каталогів, їх можна завантажити з інету. Прекрасним інструментом для цього є програма Cartes du Ciel.
Діаметр коми комети
Діаметр коми комети слід оцінювати, застосовуючи якомога менші збільшення! Помічено, що чим менше застосовується збільшення, тим більше діаметр коми, так як зростає контраст атмосфери комети по відношенню до фону неба. Сильно впливають на оцінку діаметра комети погана прозорість атмосфери і світлий фон неба (особливо при Місяці і міський засветке), тому в таких умовах необхідно бути дуже уважним при вимірюванні.
Існує кілька методів для визначення діаметра коми комети:
- За допомогою мікрометра, який нескладно зробити самому. Під мікроскопом натягнути в діафрагмі окуляра тонкі нитки через певні проміжки, а краще скористатися промисловим. Це найбільш точний метод.
- Метод "дрейфу". Заснований на тому, що при нерухомому телескопі комета, внаслідок добового обертання небесної сфери, буде повільно перетинати поле зору окуляра, проходячи за 1 сек часу 15 "дуги поблизу екватора. Застосувавши окуляр з натягнутим в ньому хрестом ниток, слід повернути його так, щоб комета переміщалася уздовж однієї нитки і, отже, перпендикулярно до іншої нитки хреста. Визначивши за секундоміром проміжок часу в секундах, за який кома комети перетне перпендикулярну нитка, легко знайти діаметр коми в кутових хвилинах за формулою
d \u003d 0.25 * t * cos (б)
де (б) - відміна комети, t - проміжок часу. Цей метод не можна застосовувати для комет, які перебувають в блізполярной області при (б)\u003e + 70гр.!
- Метод порівняння. Його принцип заснований на вимірюванні коми комети за відомим кутовій відстані між зірками, що знаходяться близько комети. Метод застосуємо при наявності великомасштабного атласу, наприклад, Cartes du Ciel.
Її значення лежать в межах від 0 до 9.
0 - повністю дифузний об'єкт, рівномірної яскравості; 9 - практично зіркоподібний об'єкт. Найбільш наочно це можна уявити з малюнка
Визначення параметрів хвоста комети
При визначенні довжини хвоста на вірність оцінки дуже сильно впливають ті ж фактори, що і при оцінці коми комети. Особливо сильно позначається міська засвітка, занижуючи значення і кілька разів, тому в місті свідомо не вийде точний результат.
Для оцінок довжини хвоста комети найкраще застосовувати метод порівняння за відомим кутовій відстані між зірок, так як при довжині хвоста в кілька градусів, можна використовувати доступні всім дрібномасштабні атласи. Для невеликих хвостів необхідний великомасштабний атлас, або мікрометр, оскільки метод "дрейфу" годиться лише в тому випадку, коли вісь хвоста збігається з лінією відміни, інакше доведеться виконувати додаткові обчислення. При довжині хвоста більше 10 градусів його оцінку необхідно проводити за формулою, так як через картографічних спотворень помилка може досягти 1-2 градусів.
D \u003d arccos *,
де (а) і (б) - пряме сходження і схилення комети; (А ") і (б") - пряме сходження і схилення кінця хвоста комети (а - виражено в градусах).
У комет існує кілька типів хвостів. Виділяють 4 основних типи:
I тип - прямий газовий хвіст, майже збігається з радіус-вектором комети;
II тип - злегка відхиляється від радіус-вектора комети газово-пилової хвіст;
III тип - пиловий хвіст, що стелеться вздовж орбіти комети;
IV тип - аномальних хвіст, спрямований в бік Сонця. Складається з великих пилинок, які сонячний вітер не в змозі виштовхнути з коми комети. Рідкісне явище, мені довелося його спостерігати тільки в однієї комети C / 1999H1 (Lee) в серпні 1999 р.
Слід відзначити той факт, що у комети може бути як один хвіст (найчастіше I типу) так і кілька.
Однак для хвостів, довжина яких більше 10 градусів, з огляду на картографічних спотворень, позиційний кут слід обчислювати за формулою:
Де (а) і (б) - координати ядра комети; (А ") і (б") - координати кінця хвоста комети. Якщо виходить позитивне значення, то воно відповідає шуканого, якщо негативне, то до нього необхідно додати 360, щоб отримати шукане.
Крім того, що ви в підсумку отримали фотометричні параметри комети для того, щоб їх можна було опублікувати, потрібно вказати дату і час спостереження за всесвітнім часом; характеристики інструменту і його збільшення; метод оцінки і джерело зірок порівняння, який використовувався для визначення блиску комети. Після чого ви можете зв'язатися зі мною, щоб відправити ці дані.
Предмет: Астрономія.
Клас: 10 11
Учитель: Елакова Галина Володимирівна.
Місце роботи: Муніципальне бюджетне загальноосвітній заклад
«Середня загальноосвітня школа №7» г Канаш Чуваської Республіки
Перевірочна робота по темі «Комети, метеори і метеорити».
Перевірка і оцінка знань - обов'язкова умова результативності навчального процесу.
Тестовий тематичний контроль може проводитись письмово або по групах з різним
рівнем підготовки. Подібна перевірка досить об'єктивна, економна за часом,
забезпечує індивідуальний підхід. Крім того, учні можуть використовувати тести
для підготовки до заліків та ВПР. Використання пропонованої роботи не виключає
застосування та інших форм і методів перевірки знань і вмінь учнів, таких як
усне опитування, підготовка проектних робіт, рефератів, доповідей, есе і т. д.
Варіант I:
1. Який був загальний історичний погляд на комети?
2. Чому комета віддаляється від Сонця хвостом вперед?
А. Кометні хвости утворюються в результаті тиску сонячного випромінювання, яке
завжди направлено від Сонця, так що хвіст комети завжди спрямований від Сонця.
Б. Кометні хвости утворюються в результаті тиску сонячного випромінювання і сонячного
вітру, які завжди спрямовані від Сонця, так що хвіст комети також завжди спрямований
від сонця.
В. Кометні хвости утворюються в результаті сонячного вітру, який завжди спрямований
від Сонця, так що хвіст комети завжди спрямований від Сонця.
3. Що таке «падаюча зірка»?
А. Дуже маленькі тверді частинки, що обертаються навколо Сонця.
Б. Це смужка світла, яка стає видно в момент повного згоряння метеорного
тіла.
В. Це шматок каменю або металу, який прилетів з космічних глибин.
4. Як можна відрізнити на зоряному небі астероїд від зірки?
А. По переміщенню щодо зірок.
Б. По витягнутим (з великим ексцентриситетом) еліптичних орбітах.
В. Астероїди не змінюють свого положення на зоряному небі.
5. Чи можна на Місяці спостерігати метеори?
А. Так, метеори можна спостерігати всюди.
Б. Ні, внаслідок відсутності атмосфери.
В. Так, метеори можна спостерігати на Місяці, так як відсутність атмосфери ролі не грає.
6. Де в Сонячній системі розташовуються орбіти більшості астероїдів? чим
орбіти деяких астероїдів відрізняються від орбіт великих планет?
А. Між орбітами Урана і Юпітера. Орбіти відрізняються малим ексцентриситетом.
Б. Між орбітами Марса і Юпітера. Орбіти відрізняються малим ексцентриситетом.
В. Між орбітами Марса і Юпітера. Орбіти відрізняються великим ексцентриситетом.
7. Як визначили, що деякі астероїди мають неправильну форму?
А. По зміні їх видимої яскравості.
Б. По переміщенню щодо зірок.
В. По витягнутим (з великим ексцентриситетом) еліптичних орбітах.
8. У чому особливість астероїдів, які становлять групу «троянців»? відповідь
обґрунтуйте.
А. Астероїди разом з Юпітером і Сонцем утворюють рівносторонній трикутник і
рухаються навколо Сонця так само, як Юпітер, але тільки попереду нього.
Б. Астероїди разом з Юпітером і Сонцем утворюють рівносторонній трикутник і
рухаються навколо Сонця так само, як Юпітер, але або попереду нього, або позаду нього.
В. Астероїди разом з Юпітером і Сонцем утворюють рівносторонній трикутник і
рухаються навколо Сонця так само, як Юпітер, але тільки за ним.
9. Іноді у комети утворюється по два хвоста, один з яких спрямований до
Сонцю, а інший - від Сонця. Чим це можна пояснити?
А. Хвіст, спрямований до Сонця, складається з більш великих часток, для яких сила
сонячного тяжіння більше відразливою сили його променів.
10. пролітає повз Землю на відстані 1 а.о. комета має хвіст з
кутовим
ра мером 0 ° .5. Оцініть довжину хвоста комети в кілометрах.
≈
1,3 ∙ 106 км.
А.
≈
Б.
13 ∙ 106 км.
≈
В.
0,13 ∙ 106 км.
Варіант II:
1. Які сучасні астрономічні уявлення про комети?
А. Комети вважалися надприродними явищами, які приносять людям нещастя.
Б. Комети - це члени Сонячної системи, які в своєму русі підкоряються
законам фізики і не мають містичного значення.
2. Вкажіть правильні відповіді змін у зовнішньому вигляді комети в міру її
руху по орбіті навколо Сонця.
А. Комета далеко від Сонця, вона складається з ядра (замерзлих газів і пилу).
Б. У міру наближення до Сонця утворюється кома.
В. В безпосередній близькості від Сонця утворюється хвіст.
Г. У міру віддалення від Сонця кометної речовина замерзає.
Д. На великій відстані від Сонця кома і хвіст зникають.
Е. Всі відповіді вірні.
3. Підберіть до кожного опису правильна назва: (а) «Падаюча зірка». 1.
Метеор; (Б) Маленька частинка, що обертається навколо Сонця. 2. Метеорит; (В)
Тверде тіло, що досягає поверхні Землі. 3. Метеорна тіло.
А. (а) 1; (Б) 3; (в 2.
Б. (а) 3; (Б) 1; (в 2.
В. (а) 2; (Б) 1; (у 3.
4. Ахіллес, Кваоар, Прозерпіна, Феміда, Юнона. Вкажіть зайве в цьому списку
і обґрунтуйте свій вибір.
А. Ахіллес ім'я, взяте з античної міфології, астероїд головного поясу.
Б. Кваоар - він належить поясу Койпера, названий ім'ям божества творця у
індіанців племені Тонгва.
В. Прозерпіна ім'я, взяте з античної міфології, астероїд головного поясу.
Г. Феміда ім'я, взяте з античної міфології, астероїд головного поясу.
Д. Юнона ім'я, взяте з античної міфології, астероїд головного поясу.
5. Які зміни в русі комет викликають обурення з боку
Юпітера?
А. Змінюється форма орбіти комети.
Б. Змінюється період обертання комети.
В. Змінюються форми орбіти і період обертання комети.
6. В якому стані знаходиться речовина, що становить ядро \u200b\u200bкомети і її
хвіст?
А. Ядро комети - тверде тіло, що складається з суміші замерзлих газів і твердих частинок
тугоплавких речовин, хвіст - розріджений газ і пил.
Б. Хвіст комети - тверде тіло, що складається з суміші замерзлих газів і твердих частинок
тугоплавких речовин, ядро \u200b\u200b- розріджений газ і пил.
В. Ядро і хвіст комети - тверде тіло, що складається з суміші замерзлих газів і твердих
частинок тугоплавких речовин.
7. Які з перерахованих явищ можна спостерігати на Місяці: метеори, комети,
затемнення, полярні сяйва.
А. Зважаючи на відсутність атмосфери на Місяці там не можна спостерігати метеори і полярні
сяйва. Комети і сонячні затемнення можна бачити.
Б. На Місяці там можна спостерігати метеори і полярні сяйва. Комети і сонячні
затемнення немає.
В. Можна спостерігати всі перераховані явища.
8. Як можна оцінити лінійні розміри астероїда, якщо його кутові розміри
не можна виміряти навіть при спостереженні в телескоп?
А. Знаючи відстань від Землі і від Сонця, і прийнявши деяку середню величину
відбивної здатності поверхні астероїда, можна оцінити його лінійні розміри.
Б. Знаючи відстань від Землі і від Сонця можна оцінити його лінійні розміри.
В. Знаючи деяку середню величину відбивної здатності поверхні астероїда
можна оцінити його лінійні розміри.
9. «Якщо хочеш побачити комету, гідну уваги, треба вибратися за межі
нашою Сонячною системою, туди, де вони можуть розгорнутися, розумієш? Я друг
мій, побачив там такі екземпляри, які не могли б влізти навіть в орбіти
наших найвідоміших комет - хвости у них обов'язково звисали б назовні ».
Чи вірно висловлювання?
А. Так, так як за межами Сонячної системи і далеко від інших подібних систем
комети мають такі хвости.
Б. Ні, так як за межами Сонячної системи і далеко від інших подібних систем
комети не мають хвостів і володіють незначними розмірами.
10. Порівняйте причини світіння комети і планети. Чи можна помітити
відмінності в спектрах цих тіл? Дайте розгорнуту відповідь.
відповіді:
Варіант I: 1 - А; 2 - Б; 3 - Б; 4 - А; 5 - Б; 6 - В; 7 - А; 8 - Б; 9 - А; 10 - А.
Варіант II: 1 - Б; 2 - Е; 3 -А; 4 Б; 5 - В; 6 - А; 7 - А; 8А; 9 - Б;
.α
Варіант I:
Рішення задач №10: Припустимо, що хвіст комети спрямований перпендикулярно до променя
зору. Тоді його довжину можна оцінити так. Позначимо кутовий розмір хвоста
/ 2α можна знайти з прямокутного трикутника, одним з катетів
Половину цього кута
якого є половина довжини хвоста комети p / 2, а іншим - відстань від Землі до
° .5 малий, тому можна наближено вважати, що
комети L. Тоді tg
його тангенс дорівнює самому кутку (вираженого в радіанах). Тоді ми можемо записати, що α
≈
150 ∙ 106 км, отримуємо p
Звідси, згадуючи, що астрономічна одиниця становить
1,3 ∙ 106 км.
α
/ 2 \u003d p / 2 L. кут 0
150 ∙ 106 ∙ (0.5/57)
p / L.
≈ α ≈
L ∙
Є й інший варіант оцінки. Можна помітити, що комета пролітає від Землі на
відстані, рівному відстані від Землі до Сонця, а її хвіст має кутовий розмір,
рівний мабуть кутовим діаметром Сонця на земному небі. Отже, лінійний
розмір хвоста дорівнює діаметру Сонця, величина якого близька до отриманого вище
результату. Однак у нас немає інформації про те, як орієнтований хвіст комети в
просторі. Тому слід зробити висновок, що отримана вище оцінка довжини хвоста -
це мінімальне можливе значення. Таким чином, підсумковий відповідь виглядає так: довжина
хвоста комети становить не менше 1.3 мільйона кілометрів.
Варіант II:
Рішення завдання №4: Зайвий Кваоар, тому що він належить до поясу Койпера. Усе
інші об'єкти - астероїди головного поясу. Всі перераховані астероїди головного
пояса мають імена, взяті з античної міфології, а назва «Кваоар» явно має
інші семантичні коріння. Кваоар був названий ім'ям божества творця у індіанців
племені Тонгва.
Рішення завдання №10: Ядро комети і пил, що знаходиться в голові і хвості комети,
відбивають сонячне світло. Гази, що входять до складу голови і хвоста, самі світяться за рахунок
енергії, одержуваної від Сонця. Планети відбивають сонячне світло. Так що в обох
спектрах будуть спостерігатися лінії поглинання, характерні для сонячного спектра. До
цих лініях в спектрі планети додається лінії поглинання газів, складових
атмосферу планети, а в спектрі комети - лінії випромінювання газів, що входять до складу
комети.
література:
1. Г. І. Малахова, Є. К. Страут «Дидактичний матеріал з астрономії»: Посібник для
вчителя. М .: просвітництво, 1989.
2. Моше Д. Астрономія: Кн. для учнів. Пер. з англ. / Под ред. А.А. Гурштейн. - М .:
Просвітництво, 1985.
3. В.Г. Сурдин. Астрономічні олімпіади. Завдання з рішеннями - Москва, Видавництво
Учебнонаучного центру довузівської підготовки МДУ, 1995.
4. В.Г. Сурдин. Астрономічні завдання з рішеннями - Москва, УРСС, 2002.
5. Завдання Московської астрономічної олімпіади. 19972002. Під ред. О.С.
Угольникова, В.В. Чічмаря - Москва, МІОО, 2002.
6. Завдання Московської астрономічної олімпіади. 20032005. Під ред. О.С.
Угольникова, В.В. Чічмаря - Москва, МІОО, 2005.
7. А.М. Романов. Цікаві питання по астрономії і не тільки - Москва, МЦНМО,
2005.
8. Всеросійська олімпіада школярів з астрономії. Авт.сост. А.В. Засув і ін. -
Москва, Федеральне агентство з освіти, АПК і ППРО, 2005.
9. Всеросійська олімпіада школярів з астрономії: зміст олімпіади і
підготовка конкурсантів. Авт.сост. О. С. Угольников - Москва, Федеральне агентство
за освітою, АПК і ППРО, 2006 (у пресі).
Ресурси мережі Інтернет:
1. Офіційний сайт всіх Всеросійських олімпіад, створений з ініціативи
Міністерства освіти і науки Російської Федерації і Федерального агентства по
утворення http://www.rusolymp.ru
2. Офіційний сайт Всеросійської астрономічної олімпіади
http://lnfm1.sai.msu.ru/~olympiad
3. Сайт Астрономічних олімпіад СанктПетербурга і Ленінградської області -
завдання і рішення http://school.astro.spbu.ru
