Проведение практических работ в курсе астрономии

---

<< Предыдущая

Содержание

Следующая >>

Работа N 14. Наблюдение солнечных пятен и вращения
Солнца вокруг своей оси.

Оборудование: телескоп или теодолит, экран для проектирования Солнца, часы, ортографические сетки для обработки наблюдений Солнца¹, Астрономический календарь на данный год.

1. Спроектировать изображение Солнца на белый экран с вычерченным на нем кругом диаметром в 10 см.

2. Для удержания изображения в границах нарисованной окружности телескоп надо все время перемещать за Солнцем. Поэтому, если он имеет экваториальный штатив, то его надо предварительно установить, чтобы во время наблюдений телескоп перемещать только вокруг одной полярной оси.

3. Остро отточенным карандашом нанести положение пятен.

4. При неподвижном телескопе проследить за направлением движения какого-либо пятна, отмечая последовательно его положение на круге точками. Проведенная затем через эти точки прямая и будет представлять направление суточной параллели².

5. Если телескоп имеет светофильтр для прямого рассматривания Солнца, то следует провести прямые наблюдения пятен и более точно зарисовать их структуру и взаимное положение (пример такой зарисовки дан на рисунке 57).

Рис. 57. Пример зарисовки солнечных пятен.
Справа вверху показана структура и взаимное расположение пятен при прямом наблюдении в окуляр телескопа.

6. На рисунок нанести ось вращения и экватор Солнца. Для этого необходимо:
а) Провести перпендикуляр через центр круга к направлению суточной параллели и получить круг склонений;
б) разметить расположение стран света, пользуясь рисунком 58;

Рис. 58. Расположение стран света при наблюдениях Солнца:
A) без трубы, в бинокль или в трубу при земном окуляре;
B) в телескоп с астрономическим окуляром (дающим обратное изображение);
C) на экране при астрономическом окуляре;
D) на экране при земном окуляре.

в) выписать из Астрономического календаря-ежегодника ВАГО ("Физические координаты Солнца"), значение позиционного угла Р проекции солнечной оси и гелиографической широты центра диска В_о;
г) нанести положение солнечной оси, пользуясь значением позиционного угла (при положительных значениях указанный угол откладывается от северного конца круга склонений к востоку, при отрицательных значениях - к западу),
д) выбрать в соответствии с В_о орфографическую сетку, совместить ее центральный меридиан с проведенной осью Солнца и с сетки на чертеж перенести положение солнечного экватора. Пользуясь соткой, определить, на какой широте находятся пятна.

Рис. 59. Изменение положения пятен вследствие вращения Солнца (наблюдения на экране)

Рис. 60.

Примечание: так как каждая сетка предназначена для двух значений В_о, отличающихся только знаками, то важно не перепутать при наложении сеток их ориентировку. Вверху должна быть та надпись на сетке, которая соответствует найденному значению В_о.

7. Провести несколько смежных наблюдений (5-6) в течение двух-трех недель. Результаты после обработки расположить один под другим, чтобы наглядно представить вращение Солнца вокруг своей оси (рис. 59).

8. Используя приспособление, описанное в предыдущей работе, провести фотографирование Солнца с окулярным увеличением.

Поскольку яркость Солнца во много раз превосходит яркость Луны, то условия фотографирования здесь иные.

Фотопленку следует применять малой чувствительности (например, позитивную или фототехническую), объектив фотоаппарата надо диафрагмировать до 1:16 или 1:22, также и на объектив телескопа надевается имеющаяся при нем диафрагма. Экспозиции применяются минимальные (около 1/500 сек.)

Чтобы облегчить ориентирование полученных снимков, необходимо в окулярной диафрагме укрепить тонкую нить и поворотом окуляра так ее сориентировать, чтобы она точно совпадала с направлением суточной параллели (при правильной установке окуляра с нитью верхний или нижний край Солнца должен точно скользить вдоль этой нити).

При фотографировании Солнца нить будет впечатываться на негатив (рис. 60).

Отпечатав снимки таких размеров, чтобы диаметр Солнца был 10 см, для обработки наблюдений можно использовать ортографические сетки, описанным выше способом.

Методические замечания

1. Применение орфографических сеток для обработки результатов наблюдений Солнца позволяет довольно точно определять направление перемещения пятен и их положение относительно экватора. Дает возможность контролировать правильность нанесения пятен и предвидеть их положение в последующие дни.

2. Особый интерес представляют наблюдения, проведенные от момента появления пятна у восточного края диска Солнца до его исчезновения за западным краем. В данном случае кроме хорошо заметного развития пятна, можно приблизительно установить за сколько суток Солнце делает один оборот вокруг своей оси (синодический период).

3. Для лучшего понимания учащимися сущности ориентирования полученных наблюдений, можно рекомендовать для Астрономического уголка рисунок 2.8, показывающий положение солнечной оси и экватора в разное время года. Из рисунка видно, что с июня по декабрь Солнце обращено к Земле своим северным полюсом (гелиографическая широта В_о центра диска положительна), с декабря по июнь - южным полюсом (В_о - отрицательна). Пользуясь таблицей физических координат Солнца, можно установить, что дважды в году позиционный угол Р равен нулю (в первых числах января и июля). В это время перпендикуляр, проведенный через центр диска к направлению суточной параллели, совпадает с осью Солнца. Также дважды в году обращается в нуль и В_о (около 7 декабря и около 6 июня). В эти периоды траектории солнечных пятен на солнечном диске, вследствие вращения Солнца, представляют прямые линии.

4. Чтобы для учащихся было более убедительным предупреждение о недопустимости прямых наблюдений Солнца в телескоп без светофильтра, полезно с ними провести такой расчет. Диаметр входного отверстия школьного телескопа - рефрактора около 80 мм, зрачок выхода - около 2 мм. Отношение их площадей составляет более чем 1500. Следовательно, световой поток, проходящий через входное отверстие площадью почти 5000 мм², в выходном зрачке концентрируется на площади 3 мм².

---

¹Ортографические сетки прилагаются, например, к "Справочнику любителя астрономии" П.Г. Куликовского, "Лабораторному практикуму" М.М. Дагаева, Астрономическому календарю (постоянная часть).
² Поскольку по положению этой прямой проводят потом все остальные линии ориентирования, необходимо ее направление проверить несколько раз.

<< Предыдущая

Содержание

Следующая >>

Публикации с ключевыми словами: диссертация - движение планет - движение Луны - движение Солнца - Солнечные пятна - Секстант - угломерный инструмент - актинометр - спектроскоп - теодолит - зрительная труба - телескоп - демонстрации - школьный атлас - численное моделирование - звездное небо - звездная карта - лабораторные работы - практические работы - курс астрономии - преподавание астрономии - методика преподавания Публикации со словами: диссертация - движение планет - движение Луны - движение Солнца - Солнечные пятна - Секстант - угломерный инструмент - актинометр - спектроскоп - теодолит - зрительная труба - телескоп - демонстрации - школьный атлас - численное моделирование - звездное небо - звездная карта - лабораторные работы - практические работы - курс астрономии - преподавание астрономии - методика преподавания

См. также: Млечный Путь над Улуру AR 3664 на заходящем Солнце AR 3664: гигантская группа солнечных пятен Телескоп ELT и Млечный Путь Пятна на активном Солнце Солнечное пятно со светлым мостом Южные светила от телескопа SOFIA Все публикации на ту же тему >>