Реферати українською » Математика » Спостереження затемнень небесних тіл


Реферат Спостереження затемнень небесних тіл

М. Є. Гусєв (Ярославський педуніверситет)

Запровадження

Багато хто чув про місячних і сонячних затьмареннях. Деякі їхні може і. І безсумнівно ті, хто бачив запам'ятовували протягом усього життя. Це найгарніше явище природи залежить від покритті тінню одних небесних тіл іншими небесними тілами. Приміром під час місячного затемнення Місяць закривається тінню від Землі та оскільки це відбувається миттєво, можна побачити, як тінь поступово наповзає на місячний диск, потім настає фаза повного затемнення, а ще через кілька днів Місяць знову з тіні. Самій красивою є фаза повного затемнення, проте науковий цікаві та інші фази затемнення. Спостерігаючи місячні затемнення можна вирішити такі: [1,2]

Вивчити структуру і форму Земний тіні й боротися напівтіні.

Проаналізувати стан верхніх шарів Земний атмосфери.

Оцінити блиск Місяця різних фазах її затемнення.

Оцінити кольору окремих деталей її поверхні.

Визначити моменти початку й кінця затемнення.

Визначити моменти покриття тінню деталей місячної поверхні, а як і моменти їх виходу з тіні.

Визначити відстань до Місяця, її форму й розміри.

Для часткового вирішення цих завдань можна використовувати фотографії місячного затемнення у різних його фазах (що більше фотографій зроблено краще). Усе це під силу любителям астрономії.

Найскладнішим і важливим етапом єфотосъемка. Для проведенняфотосъемки краще вибирати місця з відносно хорошим астрокліматом: вилучені від джерел кольору (вуличних ліхтарів, автострад, залізниць, великих населених пунктів, і навіть низьких місць із підвищеної вологістю).

Оскількифотосъемка проводиться вночі, тофотопленки повинні прагнути бути відповідної чутливості.Подойдут плівки чутливістю 400 і 800. Як кольорові ічерно-белие.

>Фотосъемку необхідно проводити зі штатива і спуск затвора фотоапарата здійснювати тросиком, щоб за великих витягах було тремтіння фотоапарата.

Іншим дуже важливим є фокусне відстань об'єктива фотоапарата. Приміром присъемке телеоб'єктивомМТО-1000 зображення місячного диска на негативі становить близько 20 мм. Отже цілком прийнятними є об'єктиви з фокусним відстанню від 100 мм. і більше. Можна також використовувати телескопи, проте треба враховувати діаметр дзеркала. Оскільки діаметр дзеркала більше діаметра зіниці, те йосвещенностьфотопленки більше, отже фотоекспозиція мають бути менші на ставленняD/d. ДеD-диаметр дзеркала телескопа,d-диаметр зіниці очі (загалом 6-8 мм.).Фотосъемку з допомогою телескопа слід здійснювати лише у прямому фокусі.

У результаті постійного руху Місяця категорично не рекомендується ставити витримки більш 7-10 секунд, інакше зображення буде змазаним (>нечетким).

Місячне затемнення 16 вересня 1997 року

Місячне затемнення 16 вересня 1997 року спостерігалося одночасно з цих двох різних пунктів: астрономічноїабсерватории Ярославського державного педагогічного університету та селищаНекрасовскоеНекрасовского району Ярославській області. Уабсерватории використовувалися: телескопАЗТ-9, відеокамера, фотоапарат "ЗенітЕТ" з об'єктивом ">Юпитер-3М". При спостереженні вНекрасовском районі фотоапарати: "Практика" об'єктив "Практика" з фокусним відстанню 76 мм фотоапарат "ЗенітЕТ" об'єктив ">Юпитер-6М"с фокусним відстанню 135 мм.

Була отримана серія фотографій: фото 1-6.

До того ж складена наступна таблиця:

>Диаграмма:(1/ ) 2 3,5 5,6 8 Плівка
Експозиція (в секундах)
Повна Місяць 1/30 1/15 1/2 1 400
1/60 1/30 1/15 1/2 800
1/2 диска Місяця 1/15 1/2 1 2 400
1/30 1/15 1/2 1 800
1/4 диска Місяця 1/2 1 2 4 400
1/15 1/2 1 2 800
1/8 диска Місяця 1 2 4 8 400
1/2 1 2 4 800
1/16 диска Місяця 2 4 8 16 400
1 2 4 8 800
1/32 диска Місяця 4 8 16 32 400
(Повне затемнення) 2 4 8 16 800

Програмний пакетPHENOMENA

На допомогу історикам найближчим часом передбачається випустити "Канон сонячних затемнень, з 1000 по 2050 року". Усі матеріали для Канону обчислюються з допомогою програмного пакетаPHENOMENA [4].

Програма дозволяєпредвичислить все величини, що характеризують сонячне затемнення на потрібну дату як всієї Землі (з побудовою карти затемнення), так конкретного пункту з великою точністю по модифікованої теоріїБесселя.

Програмний пакетPHENOMENA дозволяє також робити обробку спостережень сонячних затемнень зизмеренними моментами контактів, із яких отриматиефемеридную поправку і поправку до радіусу Сонця.

Таблиця сонячних затемнень можна побачити у Європі

СОНЯЧНІЗАТМЕНИЯ: (Для Москви)
Дата: Початок: Фаза:
Повне 11.09.1999 11 год 9 хв 50 сік 0.665
>Кольцеобразное 31.05.2003 3 год 24 хв 53 сік 0.774
>Кольцеобразное 3.10.2005 9 год 39 хв 35 сік 0.183
Повне 29.03.2006 11 год 15 хв 21 сік 0.651
Повне 1.09.2008 10 год 9 хв 5 сік 0.578
>ЛУННЫЕЗАТМЕНИЯ:
Повне 21.01.2000 4 год. 43.5 1.328
Повне 9.01.2001 1.194

Метод визначення відстані до ШСЗ в останній момент його затемнення

Крім фотометричні спостережень затемнень природних небесних тіл робитиастрометрические спостереження штучних небесних тіл. Зокрема визначати сферичні координати ШСЗ,толоцентрические відстані до ШСЗ під час максимального їх блиску [3cтр. 24-31].

Позаяк у час навколоземне простір Землі сильнозасорено космічним сміттям, стає актуальною проблема виявлення космічних тіл слабкого блиску, обертових на навколоземних орбітах.

Оскільки блиск відбиває сонячне світло об'єкта визначається вираженням:

>E=Es* P.S* a*F(f)* -2,

деEs -Освещенность, створювана сонцем з відривом Iа.е

P.S - Видима площа поверхні космічного об'єкта.

a -Альбело.

>F(f) -фaзовая функція.

> -топоцентрическое відстань до об'єкта,

то максимум блиску космічного об'єкта відповідає максимального значення за інших незмінних чи мало змінюються у процесі спостереження параметрах.Фазовая функція, у разі дифузійного відображення пропорційна

>F(f) ~cos 2 (>f/2),

деf - фазовий кут об'єкта - кут міжобъектоцентрическими векторами положень центру диска Сонця і пункту спостережень. Отже, при малих фазових кутках відбувається збільшення блиску космічних об'єктів. З геометричних міркувань слід, що фазові кути ШСЗ приймає мінімальні значення поблизу тіні Землі. Отже, сприятливі моменти щоб виявити досягаються за доби затемнень.

Вихідними для способу оцінкитопоцентрического відстані до ШСЗ за одним оптичного спостереженню є такі величини: геоцентричний вектор становища пункту спостереження R = {X, Y, Z} ігеоцентрические екваторіальні сферичні координати СонцяAs,Ds, (причому всі зазначені величини визначаються на даний момент місцевогозвездного часуs, збігається з моментом затемнення супутника, винерциальной системі координатOxyz центр якої у центрі мас Землі, вісьOZ - спрямовано північний полюс світу, вісьOy - спрямована в точку весняного рівнодення, вісьOX - доповнює систему координат до правої, поодинокі орти зазначеної системи координат, , , ) - а,d - спостережуванітопоцентрические екваторіальні координати супутника на даний момент часуs.

>Искомой величиною єтопоцентрическое відстань до супутника.

Використовуючи співвідношення:

>Ls =cosAs *cosDs,

>Ms =sinAs *cosDs,

>Ns =sinDs,

L =cos a *cosd,

M =sin a *cosd,

N =sind.

прийдемо до рівнянню:

A *2 + B * + З = 0 (1),

де

(2);

; (3);

(4).

>Отcюда випливає формула:

> = [ - B + (>B2 - A *C)1/2 ] / A.

Використовуючи значеннятопоцентрических відстаней, вирахуваних для моментів часу входу ШСЗ у тінь Землі та виходу з неї, можна знайтикеллерови елементи його орбіти.

Приклад

>Вичислимтопоцентрическое відстань до реального штучного супутника Землі за одним оптичного спостереженню,произведенному на станції спостережень ШСЗ в Южно-Сахалінську [3. З. 33].

Реальне час спостереження ШСЗ. Вхід у тінь Землі

Всесвітнє час - 1 13 год. 42 хв. 30.67 сек
>Топоцентрические кути об'єкта Пряме сходження 14 год. 13 хв. 05 сік
>Склонение 180 27' 00''
>Геоцентрические кути Сонця Пряме сходження 0 год. 12 хв. 18.09 сік
>Склонение 10 19' 57''

>Топоцентрическое відстань до супутника у разі циліндричною тіні дорівнювала: 2222616 (одиниць довжини)

На завершення слід помітити, що припущені методи пошуку ШСЗ, і навіть визначеннятопоцентрического відстані перед тим і фотографування місячних затемнень підходять длявнеурочних занять любителів астрономії і школярів. З іншого боку,Ярославское астрономо-геодезичне суспільство "Меридіан" що з педагогічними університетом передбачає провести спостереження повного Сонячного затемнення 11 серпня 1999 р. Охочих брати участь у експедиції запрошуємо на кафедру теоретичної й експериментальної фізикиЯГПУ.

Список літератури

Дагаєв М. М. Сонячні і місячні затемнення М.: Наука, 1978.

Астрономічний календар. Постійна частина. М.: Наука, 1981.

Алексєєв А. А.,Перов М. І. Про одного способі пошуку істини та ототожнення невідомих космічних об'єктів слабкого блиску. //Межвузовский збірник наукової праці. "Астрономічні дослідження." Ярославль: Вид-воЯГПУ, 1996. З. 24.

>Лукашева М. У. Використання програмної системиPHENOMENA до створення канону сонячних затемнень і методи обробки спостережень сонячних затемнень. // Тези всеросійській конференції. "Спостереження природничих і штучних тіл Сонячної системи." 26-28 листопада 1996 року, Санкт-Петербург.

Для підготовки даної праці були використані матеріали із сайтуyspu.yar


Схожі реферати:

Навігація