Provedenie prakticheskih rabot v kurse astronomii

---

<< Predydushaya

Soderzhanie

Sleduyushaya >>

3.1. Demonstraciya zvezdnogo neba s pomosh'yu svetyasheisya karty.

Izvestno, chto shkol'nyi kurs astronomii nachinaetsya s oznakomleniya so zvezdnym nebom, s izucheniya naibolee harakternyh sozvezdii i ih nahozhdeniya na nebosvode, s raz'yasneniya ponyatiya zvezdnyh velichin. V etom sostoit odna iz glavnyh zadach izucheniya astronomii. Odnako uchitel' ne vsegda imeet vozmozhnost' s pervyh zhe urokov demonstrirovat' uchashimsya real'noe zvezdnoe nebo ili bolee-menee priblizhayushuyusya k nemu model', chtoby proillyustrirovat' izlozhennoe.

Obychnaya zvezdnaya karta, kotoraya v etom sluchae ispol'zuetsya, i dazhe nebo planetariya dayut tol'ko obshee predstavlenie o zvezdah, no ne pozvolyayut gluboko vskryt' nekotorye vazhnye ponyatiya o zvezdah, o zvezdnyh velichinah i sposobah ih izmerenii. Mezhdu tem, ot pravil'nogo i chetkogo uyasneniya etih ponyatii vo mnogom zavisit uspeshnoe izuchenie celogo ryada drugih razdelov astronomii, a takzhe i effektivnost' vechernih nablyudenii.

Bolee glubokoe i soznatel'noe usvoenie etih ponyatii mozhet byt' dano, na nash vzglyad, s pomosh'yu zvezdnoi karty s tochechnymi svetyashimisya zvezdami razlichnogo bleska. Mysl' o svetyasheisya karte zvezdnogo neba uzhe byla izlozhena na stranicah zhurnala "Fizika v shkole" ¹.

Zdes' daetsya opisanie ustroistva i primeneniya novoi modeli karty podobnogo tipa, razrabotannoi i oprobovannoi dissertantom v soavtorstve s docentom kafedry astronomii MGPI imeni V.I. Lenina A.D. Marlenskim ². Na nei vse zvezdy imeyut sovershenno odinakovye (tochechnye) razmery, no blagodari osobomu ee ustroistvu obladayut razlichnym bleskom. Eto ves'ma priblizhaet kartinu zvezdnogo neba k natural'noi i sposobstvuet znachitel'nomu uluchsheniyu demonstracii po celomu ryadu tem.

Na vseh sushestvuyushih zvezdnyh kartah, v tom chisle i na zvezdnyh kupolah planetariev, razlichnye po blesku zvezdy (zvezdnye velichiny) izobrazhayutsya kruzhochkami razlichnogo diametra, chto samo po sebe metodicheski nezhelatel'no. Zritel'noe vospriyatie takogo obraza zvezdnyh velichin vol'no ili nevol'no navodit shkol'nikov na mysl' o zavisimosti zvezdnyh velichin ot lineinyh razmerov zvezd. Karta s tochechnymi istochnikami sveta razlichnoi intensivnosti lishena etogo nedostatka.

Tak kak razreshayushaya sposobnost' nashego glaza ravna primerno 1', to svetyashiesya otverstiya v karte (imeyushie diametr 0,5 mm) uzhe s rasstoyaniya 2 m vosprinimayutsya kak tochechnye. V samom dele, oboznachiv cherez α ugol zreniya, poluchim:

Otkuda a < 1'.

Karta pozvolyaet prodemonstrirovat' i ob'yasnit', pochemu zvezdy na nebe, yavlyayushiesya fakticheski tochechnymi istochnikami sveta, kazhutsya nam razlichnymi po velichine. Bolee togo, s nee mozhno sdelat' fotografiyu i poluchit' ob'ektivnoe podtverzhdenie etogo fakta.

Kak pokazalo probnoe primenenie svetyashihsya kart v shkole, na uchashihsya takoe izobrazhenie zvezdnogo neba proizvodit znachitel'no bol'shee vpechatlenie, chem slabo svetyasheesya nebo planetariya. Zdes' zvezdy deistvitel'no sverkayut na temnom fone kak luchistye tochki, bolee vyrazitel'no ottenyaya razlichie ih bleska, i oblegchaya etim raspoznavanie yarkih zvezd i znakomyh sozvezdii. Takaya karta s samogo nachala sposobstvuet formirovaniyu pravil'nyh predstavlenii o zvezdnyh velichinah i metodah ih izmereniya.

a) Ustroistvo karty i sposoby ee demonstracii.

Ris. 2.

Ris. 3. Obshii vid svetyasheisya zvezdnoi karty.

Karta predstavlyaet iz sebya kassetu ³, sostoyashuyu iz dvuh listov tonkoi zhesti, mezhdu kotorymi prolozhena doska tolshinoi okolo 2 sm (ris.2). Na liste zhesti s licevoi storony prosverleny odinakovye otverstiya malogo diametra (0,5 mm) v sootvetstvii s polozheniem zvezd na karte, a na liste s tyl'noi storony na glubinu vsei doski prosverlivayutsya otverstiya raznogo diametra v sootvetstvii so zvezdnymi velichinami. Dlya osushestvleniya ravnomernogo svetorasseyaniya mezhdu kazhdym iz listov zhesti i doskoi prokladyvaetsya kal'ka ili drugaya poluprozrachnaya bumaga. Osvetiv kartu s tyl'noi storony sil'nym istochnikom sveta, nablyudayut svetyasheesya zvezdnoe nebo.

Kartu luchshe vstavit' v horosho podognannye pazy special'nogo svetonepronicaemogo yashika, chtoby rasseyannyi svet ot istochnika ne meshal nablyudat' zvezdnoe nebo (ris.3). Takaya ustanovka v zatemnennoi komnate obespechivaet horoshuyu vidimost' svetyashihsya zvezd vsemu klassu.

V kachestve osvetitelya luchshe vsego ustanovit' neskol'ko lamp dnevnogo sveta. Mozhno ispol'zovat' i moshnye lampy nakalivaniya (200-500 Vt), no eto menee zhelatel'no, tak kak oni pri dlitel'nyh demonstraciyah peregrevayutsya. Ispol'zovanie dlya etoi deli malomoshnyh lamp nakalivaniya daet zametnoe cvetovoe iskazhenie zvezdnogo neba (zvezda priobretayut krasnovatyi ottenok).

Osveshenie karty mozhno proizvodit' i s pomosh'yu lyubogo proekcionnogo fonarya s moshnoi lampoi. Dlya etogo tol'ko nuzhno izgotovit' legkii fanernyi yashik, ograzhdayushii nablyudatelei ot rasseyannogo sveta fonarya.

Nakonec, mozhno takuyu kartu rassmatrivat' i na prosvet v okno, ukrepiv ee na ramu, a ostal'nuyu ploshad' okna zakryv plotnoi bumagoi ili tkan'yu. Pri horoshem solnechnom osveshenii kartina zvezdnogo neba byvaet znachitel'no luchshe, chem ot iskusstvennogo osvetitelya. Poetomu vpolne vozmozhno izgotovlyat' bol'shie karty-vitrazhi po razmeru vsego okna i ohvatyvat', takim obrazom, bol'shuyu chast' zvezdnogo neba, a takzhe izobrazhat' sozvezdiya v bolee krupnom masshtabe.

Neskol'ko zamechanii o tehnologii izgotovleniya karty i o raschete diametrov otverstii dlya zvezd.

Vybrav dosku nuzhnyh razmerov, na nee s odnoi storony nakladyvayut oba lista zhesti odin na drugoi i zakreplyayut na doske shurupami. Prichem, verhnii list predvaritel'no dolzhen byt' pokryt chernym lakom i horosho prosushen (on budet sluzhit' licevoi storonoi karty, izobrazhayushei zvezdnoe nebo). Zatem nakladyvayut poverh kartu s izobrazheniem zvezdnogo neba (naprimer, iz shkol'nogo nabora tablic po astronomii), slegka nacherkivayut budushie mesta zvezd i proizvodyat sverlenie otverstii malogo diametra (0,3 - 0,5 mm) v oboih listah zhesti.

Snyav verhnii list, sverlyat otverstiya vo vtorom liste zhesti na glubinu vsei doski, podbiraya diametra v sootvetstvii so zvezdnymi velichinami. Raschet diametrov proizvoditsya na osnovanii formuly Pogsona, ustanavlivayushei zavisimost' mezhdu bleskom E₁ i E₂ dvuh zvezd i ih zvezdnymi velichinami m₁ i m₂ :

Polagaya, chto blesk zvezd na karte budet proporcionalen ploshadi otverstii, na kotorye budet padat' svet ot osvetitelya, my formulu Pogsona mozhem perepisat' tak:

gde D₁ i D₂ - diametry otverstii.

Pri tolshine doski v 2 sm dlya zvezd 4-i velichiny celesoobrazno vzyat' diametr otverstiya okolo 1,8 mm. Togda po privedennoi vyshe formule legko rasschitat' diametry i dlya drugih zvezdnyh velichin, v tom chisle i dlya standartnyh zvezd sravneniya, shkalu kotoryh udobno imet' v nizhnei chasti karty.

V etom sluchae zvezdy 0-i velichiny budut imet' diametr 11,3 mm, 1-i velichiny - 7,2 mm, 2-i - 4,5 mm, 3-i - 2,8 mm.

Chtoby karta sposobstvovala luchshemu usvoeniyu glavneishih sozvezdii, vydelyaya ih konfiguracii, na nash vzglyad, ne sleduet zagromozhdat' ee bol'shim chislom zvezd. Dostatochno nanesti zvezdy do 5-i zvezdnoi velichiny i to tol'ko te, kotorye otnosyatsya k naibolee harakternym sozvezdiyam.

Dlya primera privodim tablicu naibolee yarkih zvezd dlya dvuh uchastkov neba (yuzhnoi storony zimnego neba i okolopolyarnoi oblasti) s ukazaniem ih vidimyh zvezdnyh velichin i sootvetstvuyushih im otverstii v kassete svetyasheisya karty.

Uchityvaya, chto podobrat' sverla vseh neobhodimyh razmerov ves'ma zatrudnitel'no (da v etom i net neobhodimosti), dlya bolee slabyh zvezd, otlichayushihsya drug ot druga po blesku ne bolee chem na 0,2 - 0,3 zvezdnoi velichiny, otverstiya v kassete delayutsya odinakovymi.

1. Yuzhnaya storona zimnego neba.

Naimenovanie zvezd	Vidimaya zvezdnaya velichina	Diametr otverstiya v mm
a Bol'shogo Psa	-1,58	24
a Voznichego	0,21	10,5
b Oriona	0,34	9,7
a Malogo Psa	0,48	9,0
a Oriona	0,92	7,4
a Tel'ca	1,06	7,0
b Bliznecov	1,20	6,6
e Bol'shogo Psa	1,63	5,4
g Oriona	1,70	5,2
e Oriona	1,75	5,0
b Tel'ca	1,78
a Perseya	1,90	4,5
g Bliznecov	1,93
d Bol'shogo Psa	1,98
b Bol'shogo Psa	1,99
a Bliznecov	1,99
o Kita	2,0-10,1 4
z Oriona	2,05
b Voznichego	2,07
b Perseya	2,2 - 3,5	4,1
c Oriona	2,2
h Bol'shogo Psa	2,43
d Oriona	2,48
q Voznichego	2,71	3,2
a Kita	2,82
i Oriona	2,87	3,0
i Voznichego	2,90
z Perseya	2,91
e Perseya	2,96	2,8
z Tel'ca	3,00
g Perseya	3,08
d Perseya	3,10
z Bol'shogo Psa	3,10
b Malogo Psa	3,09
e Bliznecov	3,18	2,4
m Bliznecov	3,19
r Perseya	3,2-3,8
h Voznichego	3,28
e Voznichego	3,3-4,1
l Tel'ca	3,4-3,9
h Oriona	3,44
d Bliznecov	3,51
q2 Tel'ca	3,62	2,2
e Tel'ca	3,63
g Kita	3,58
l Oriona	3,66
z Bliznecov	3,7-4,3
g Tel'ca	3,86	1,8
z Voznichego	3,9-4,6
d Tel'ca	3,93
h Perseya	3,93
u Perseya	3,93
o Perseya	3,94
Ostal'nye zvezdy	do 5,0	1,1

Severnye sozvezdiya

Naimenovanie zvezd	Vidimaya zvezdnaya velichina	Diametr otverstiya v mm
a Liry	0,14	10,8
a Volopasa	0,24	10,4
a Lebedya	1,33	6,1
g Kassiopei	1,6-3,0	5,4
e Bol'shoi Medvedicy	1,68	5,2
h Bol'shoi Medvedicy	1,91	4,8
a Bol'shoi Medvedicy	1,95
b Maloi Medvedicy	2,24	4,0
a Maloi Medvedicy	2,5-2,6	3,6
g Lebedya	2,32	3,9
z Bol'shoi Medvedicy	2,40	3,7
b Bol'shoi Medvedicy	2,44
g Drakona	2,42
b Kassiopei	2,42
a Kassiopei	2,47
g Bol'shoi Medvedicy	2,54	3,4
a Cefeya	2,60
e Lebedya	2,64
e Volopasa	2,70	3,1
d Kassiopei	2,80
h Volopasa	2,80
h Drakona	2,89
d Lebedya	3,0	2,9
g Volopasa	3,0
b Drakona	3,0
g Maloi Medvedicy	3,14
b Lebedya	3,24	2,6
z Drakona	3,22
d Drakona	3,24
b Cefeya	3,32	2,4
g Cefeya	3,42
g Liry	3,30
d Bol'shoi Medvedicy	3,44	2,3
b Liry	3,4-4,3
e Kassiopei	3,44
d Volopasa	3,54	2,0
h Cefeya	3,59
d Cefeya	3,6-4,3
m Cefeya	3,6-5,1
z Cefeya	3,62
e Cefeya	3,68
b Volopasa	3,63
a Drakona	3,64
h Kassiopei	3,64
z Kassiopei	3,74	1,9
r Volopasa	3,78
r Kassiopei	4,0
Ostal'nye zvezdy	do 5,0	1,1

b) Ispol'zovanie karty na pervyh urokah astronomii.

Predlagaemaya model' narty razumeetsya ne mozhet zamenit' nablyudenii natural'nogo zvezdnogo neba. No ona horosho ego modeliruet, i poetomu znachitel'no oblegchaet izuchenie zvezdnogo neba uchashimisya, pomogaet bolee racional'no ispol'zovat' vremya, otvodimoe na izuchenie astronomii.

V samom nachale kursa pri znakomstve uchashihsya so zvezdnom nebom uchitel' pryamo na uroke smozhet pokazat' v horoshei imitacii naibolee harakternye sozvezdiya. Eto metodicheski bolee celesoobrazno, chem illyustraciya neba tol'ko obychnoi kartoi, gde zvezdy naneseny v vide uslovnyh znakov, ne otrazhayushih estestvennogo ih vida.

Poskol'ku karta nemaya, na nei horosho provodit' trenirovochnye zanyatiya po raspoznavaniyu sozvezdii i nahozhdeniyu naibolee yarkih zvezd. Bolee ob'ektivno mozhno provesti i proverku znanii uchashimisya zvezdnogo neba.

Rabota v klasse so svetyasheisya kartoi budet vmeste s tem i horoshei podgotovkoi k vechernim nablyudeniyam zvezdnogo neba kak gruppovym, tak i samostoyatel'nym. Uchashiesya uzhe budut imet' dostatochno yasnoe predstavlenie, chto i gde nado nablyudat' na nebe.

Posle takih zanyatii provodyatsya uprazhneniya i po obychnoi zvezdnoi karte, uchityvaya, chto teper' dlya uchashihsya ona budet menee otvlechennoi. Za izobrazheniyami v vide kruzhochkov raznoi velichiny oni smogut predstavit' deistvitel'nye obrazy zvezd.

Opyt pokazyvaet, chto znakomstvo uchashihsya so zvezdnym nebom ne sleduet prevrashat' v bespredmetnoe puteshestvie po sozvezdiyam. Luchshe opredelit' nekotoryi minimum ih i trebovat', chtoby uchashiesya ego znali. Takih sozvezdii mozhno vybrat' 15-20. Eto Malaya Medvedica, Bol'shaya Medvedica, Volopas, Kassiopeya, Cefei, Lira, Lebed', Orel, Pegas, Andromeda, Persei, Voznichii, Orion, Telec, Bol'shoi Pes, Malyi Pes, Bliznecy, Lev i dr.

Chtoby pokazat' eti sozvezdiya v klasse, neobhodimo budet imet' hotya by 3 fragmenta (kassety) s izobrazheniem severnoi storony zvezdnogo neba, yuzhnoi storony osennego neba i yuzhnoi storony zimnego neba.

Osobenno sleduet otmetit' neobhodimost' poslednei. Kasseta s izobrazheniem yuzhnoi storony zimnego neba v predelah 2ch - 8ch po pryamomu voshozhdeniyu i -40œ - +60œ po skloneniyu vo mnogom budet polezna i v dal'neishem. Vo-pervyh, ona soderzhit dovol'no harakternye i yarkie sozvezdiya: Orion, Voznichii, Telec, Persei, Bol'shoi Pes, Malyi Pes, Bliznecy i dr. i vo-vtoryh, v etih sozvezdiyah nahodyatsya takie interesnye ob'ekty, kak Sirius - samaya yarkaya zvezda neba, zvezda Betel'geize - krasnyi gigant, Kapella - zvezda, blizkaya po spektral'nomu klassu k Solncu, Algol' - zatmenno-peremennaya, Mira Kita - dolgoperiodicheskaya peremennaya, zvezdnye skopleniya Pleyady i Giady, diffuznaya tumannost' v Orione i dr.

Opredelenie mestopolozheniya etih ob'ektov sredi zvezd po karte znachitel'no oblegchaet nablyudenie ih na nebe.

Naryadu s izucheniem sozvezdii, na pervyh zhe urokah daetsya ponyatie zvezdnoi velichiny. Odnako usvoenie etogo ponyatiya dlya uchashihsya predstavlyaet bol'shie trudnosti. Eto ob'yasnyaetsya tem, chto dlya nih zdes' ostaetsya ne raskrytoi zavisimost' mezhdu bleskom zvezdy (t.e. velichinoi, harakterizuyushei energiyu razdrazheniya) i oshusheniem, kotoroe my vyrazhaem cherez zvezdnuyu velichinu. Kak izvestno, eta zavisimost' vyrazhaetsya psiho-fiziologicheskim zakonom Vebera-Fehnera: esli razdrazheniya vozrastayut v geometricheskoi progressii, to oshusheniya vozrastayut v progressii arifmeticheskoi. S pomosh'yu svetyasheisya karty okazalos' vozmozhnym poyasnit' etu zavisimost' i bolee gluboko vskryt' ee smysl. Dlya etogo s pomosh'yu selenovogo fotoelementa s usilitelem⁵ i zerkal'nogo gal'vanometra proizvodyat izmereniya fototoka u dvuh zvezd (naprimer, 1-i i 2-i zvezdnoi velichiny) i pokazyvayut, chto otnoshenie osveshennostei, davaemyh etimi zvezdami, ravnoe otnosheniyu fototokov, budet sostavlyat' primerno 2,5, na chto i ukazyvaetsya v uchebnike.

Pravda, fotometrirovanie zvezd neposredstvenno na karte predstavlyaet opredelennye trudnosti. S odnoi storony, svetovoi potok ot takih zvezd mal, s drugoi - s usilitelem trudno dobit'sya stacionarnogo polozheniya nulya gal'vanometra, on vse vremya smeshaetsya. Poetomu dlya demonstracii fotometrii zvezd nami ispol'zovalas' i drugaya ustanovka. Dlya etogo izgotovlyalas' malaya model' takoi zhe zvezdnoi karty, kotoraya vstavlyalas' v epidiaskop podobno diapozitivu. Poluchennye ot nee na ekrane izobrazheniya zvezd (znachitel'no bol'shei yarkosti) fotometrirovalis' uzhe bez usilitelya s pomosh'yu takogo zhe ventil'nogo fotoelementa SF-10 s mikroampermetrom. V etom sluchae pokazaniya pribora byli ustoichivymi i pozvolyali bystro i bolee nadezhno poluchat' znacheniya fototokov. Na takuyu kassetu obychno nanositsya odno kakoe-libo sozvezdie ili shkala zvezdnyh velichin ot 1-oi do 5-oi.

Ris. 4.

Tak kak tolshina kassety ne pozvolyaet vstavlyat' ee v epidiaskop vmesto ramki s diapozitivami, to dlya proektirovaniya ee prishlos' pomestit' v korobku ob'ektivoderzhatelya (ris. 4). Razmery kassety v sootvetstvii s razmerami korobki 108h122 mm. Izobrazheniya zvezd neobhodimo poluchat' na rasstoyanie ne bolee 2 m (chtoby oni poluchalis' tochechnymi). Dlya etogo ob'ektiv epidiaskopa prihoditsya ukreplyat' na reitore i otodvigat' ot kassety na 25-30 sm. Udobnee ispol'zovat' dlya etogo bolee korotkofokusnyi ob'ektiv ot universal'nogo proekcionnogo fonarya (F=136 mm), kotoryi mozhno nadevat' pryamo na trubku ob'ektivoderzhatelya epidiaskopa.

Privodim rezul'taty fotometrirovaniya shkaly zvezdnyh velichin, nanesennoi na odnu iz takih kasset.

Zvezdnye velichiny	Fototok v mA			Otnoshenie fototokov
1-ya	50	50	40	2,1	2,0	2,2
2-ya	24	25	18	2,4	2,8	2,6
3-ya	10	9	7	2,5	2,3	-
4-ya	4	4	-

S pomosh'yu takogo prisposobleniya okazalos' vozmozhnym naglyadno prodemonstrirovat' odin iz vazhneishih metodov astronomii princip fotoelektricheskoi fotometrii. Dlya etogo byla ispol'zovana kasseta s sozvezdiem Orion i proizvedeno izmerenie fototokov nekotoryh ego zvezd.

Rezul'taty etih izmerenii pokazany v sleduyushei tablice.

Naimenovaniya zvezd	Fototok I v mA
a Oriona	50
g Oriona	27
d Oriona	12
l Oriona	5

Polagaya, chto otnoshenie osveshennostei, davaemyh zvezdami, ravno otnosheniyu fototokov

i chto nahodim:

Esli dlya odnoi iz zvezd (naprimer, dlya a Oriona) zvezdnaya velichina izvestna, to drugie zvezdnye velichiny legko otsyuda mogut byt' vychisleny. V samom dele, m_a= 0,92. Togda m_g= 1,59; m_d= 2,47; m_l= 3,42, chto ne tak uzh daleko ot ih istinnyh znachenii.

Vmesto selenovogo fotoelementa dlya celei fotometrii nami ispol'zovalis' i fotosoprotivleniya. Ih preimushestvo v tom, chto oni obladayut bol'shei chuvstvitel'nost'yu, a eto vazhno dlya takih slabyh istochnikov sveta, kakimi yavlyayutsya tochechnye "zvezdy" na karte. Fotosoprotivlenie tipa FS-K1 (iz shkol'nogo nabora poluprovodnikovyh priborov) vklyuchalos' v cep' postoyannogo toka napryazheniem 50-100 B po sleduyushei sheme:

Svetovaya harakteristika FS-K1 takova, chto okazalos' neobhodimym pri izmereniyah slabyh fototokov sozdavat' dopolnitel'noe rasseyannoe osveshenie. Pri etom chuvstvitel'nost' fotosoprotivleniya povyshaetsya. A tak kak velichina fototoka ot rasseyannogo sveta ostaetsya neizmennoi, to ee legko isklyuchit' iz summarnogo fototoka.

Vot odin iz rezul'tatov fotometrirovaniya zvezd Oriona s pomosh'yu fotosoprotivleniya:
a - 12 mA,
b - 22 mA,
g- 6 mA,
e - 7 mA.

Vychisleniya raznosti zvezdnyh velichin dali sleduyushie znacheniya:
m_a-m_b= 0,63 (v deistvitel'nosti 0,58),
m_g-m_a= 0,75 (v deistvitel'nosti 0,78),
m_e- m_b = 1,2 (v deistvitel'nosti 1,4).

Takim obrazom, demonstraciya fotoelektricheskoi fotometrii ne tol'ko sposobstvuet bolee glubokomu ponimaniyu odnogo iz naibolee tochnyh i ob'ektivnyh metodov sovremennoi astronomii, no daet vozmozhnost' na svetyasheisya karte s dostatochnoi dlya uchebnoi praktiki stepen'yu tochnosti provodit' sravnenie zvezd po ih blesku.

Pokazyvaya, chto vse otverstiya na karte sovershenno odinakovy tak zhe, kak i uglovye diametry zvezd na nebe, ubeditel'no dokazyvaem, chto zvezdnaya velichina ne svyazana s razmerami zvezd. Kazhusheesya rasshirenie izobrazhenii bolee yarkih zvezd ob'yasnyaetsya svoistvami nashego glaza i yavlyaetsya chisto fiziologicheskim effektom, k kotoromu my eshe vernemsya pri rassmotrenii astrofotografii.

Chtoby zakrepit' ponyatie zvezdnoi velichiny i nauchit'sya primenyat' ee dlya glazomernoi ocenki bleska zvezd, uchitel' s pomosh'yu svetyasheisya karty smozhet pokazat' v klasse v spokoinoi rabochei obstanovke (a ne tak, kak eto byvaet pod otkrytym nebom), kak raznyatsya v bleske zvezdy, otlichayushiesya na odnu, na dve, na tri zvezdnyh velichiny. Obratit vnimanie na naibolee yarkie zvezdy (blizkie k nulevoi i pervoi velichine), provedet uprazhnenie po opredeleniyu zvezdnyh velichin, pol'zuyas' shkaloi sravneniya, imeyusheisya na karte, ili zvezdami, u kotoryh zvezdnaya velichina izvestna.

Eta rabota takzhe budet sposobstvovat' luchshemu provedeniyu vechernih nablyudenii.

v) Primenenie svetyasheisya karty dlya illyustracii metoda astrofotografii

Ris. 4a.

V shkol'nyh usloviyah poluchit' horoshuyu fotografiyu zvezdnogo neba iz-za trudnostei gidirovaniya fotokamery - delo ves'ma trudnoe. Odnako sravnitel'no legko udaetsya poluchit' fotografii iskusstvennogo zvezdnogo neba so svetyasheisya karty (ris.4a). Takie fotografii mogut sluzhit' horoshei illyustraciei k metodam astronomii i v chastnosti k metodu astrofotografii. Blagodarya pravil'nomu sootnosheniyu zvezdnyh velichin, izobrazhennyh na karte, shodstvo snimka s natural'nym zvezdnym nebom poluchaetsya chrezvychaino blizkim. Dazhe specialisty astronomii ne srazu mogut raspoznat', chto snimki sdelany s iskusstvennogo zvezdnogo neba.

Demonstriruya uchashimsya takoi snimok, my obrashaem ih vnimanie na sleduyushee obstoyatel'stvo.

Hotya vse zvezdy na karte predstavlyayut iz sebya tochechnye istochniki sveta odinakovogo diametra, na negative oni poluchayutsya kruzhochkami razlichnogo diametra i razlichnoi stepeni pocherneniya. Eto i pozvolyaet proizvodit' fotometrirovanie zvezd ob'ektivnymi metodami, t.e. opredelyat' po fotografiyam ih zvezdnye velichiny s pomosh'yu fotoelektricheskih priborov.

Dlya polucheniya takoi fotografii so svetyasheisya karty na plenku chuvstvitel'nost'yu 65 edinic pri polnost'yu otkrytoi diafragme ekspoziciya sostavlyaet 2-3 min.

Zdes' zhe obrashaem vnimanie uchashihsya na tot vazhnyi fakt, chto poluchenie na fotografii kruzhochkov zvezd raznyh diametrov pri sovershenno odinakovyh diametrah zvezd na karte ob'yasnyaetsya svoistvami fotoemul'sii i nikak ne svyazano s razmerami zvezd. Eto svoistvo sostoit v tom, chto pri proyavlenii vosstanavlivaetsya galoidnoe serebro ne tol'ko togo zerna, na kotoroe podeistvoval svet, no i sosednih. Proishodit tak nazyvaemoe fotograficheskoe rasshirenie izobrazheniya, proporcional'noe intensivnosti sveta i vremeni ekspozicii. Kogda my nablyudaem zvezdy glazom, u nas sozdaetsya takoe zhe vpechatlenie. Nam kazhetsya, chto bolee yarkie zvezdy imeyut bol'shie uglovye razmera. Eto tozhe ob'yasnyaetsya svoistvom samogo glaza - irradiaciei, sostoyashem v kazhushemsya rasshirenii yarkogo ob'ekta za predely istinnogo izobrazheniya. Yavlenie irradiacii skazyvaetsya osobenno sil'no na tochechnyh istochnikah sveta, kakimi yavlyayutsya zvezdy. Nablyudaya iskusstvennoe zvezdnoe nebo, uchashiesya neposredstvenno v etom ubezhdayutsya. Uchitelyu ostaetsya tol'ko podcherknut', chto v etom i lezhit prichina togo, chto logarifmicheskie chisla, harakterizuyushie blesk zvezd, nazvali zvezdnymi velichinami i chto etot termin, takim obrazom, svyazan s chisto fiziologicheskim effektom irradiacii.

g) Demonstraciya peremennyh zvezd

Odin iz interesneishih razdelov astronomii - peremennye zvezdy - takzhe mozhno proillyustrirovat' na svetyasheisya karte.

S pomosh'yu prostogo prisposobleniya mozhno pokazat' izmenenie bleska peremennoi, provesti glazomernoe opredelenie ee zvezdnoi velichiny po blizkim k nei zvezdam sravneniya i ob'yasnit' mehanizm zatmenno-peremennyh zvezd.

Dlya etogo luchshe vzyat' kartu s sozvezdiem Persei i s tyl'noi storony karty u zatmenno-peremennoi zvezdy Algol' (b Perseya) ustanovit' podvizhnuyu zaslonku (ris. 5), prikryvayushuyu soboi otverstie zvezdy.

Ris. 5.

Izmenyaya polozhenie zaslonki, dobivayutsya razlichnogo bleska zvezdy v predelah ot 2,2 do 3,5 vidimoi zvezdnoi velichiny v sootvetstvii s vidimym izmeneniem bleska etoi zvezdy na nebosvode.

Uproshaya mehanizm zatmeniya Algolya, predpolagaem, chto zvezda zagorazhivaetsya neprozrachnym diskom takogo zhe diametra.

Togda raschet fazy zatmeniya proizvoditsya sleduyushim obrazom:

gde Sz - ploshad' zakrytoi chasti diska zvezdy, ravnaya udvoennoi ploshadi segmenta s vysotoi h, a R - radius otverstiya.

Vyraziv Sz cherez R i h, poluchim:

gde

Tak kak v vyrazhenii dlya j peremennoi budet tol'ko vysota segmenta h , to my mozhem postroit' grafik zavisimosti fazy zatmeniya ot vysoty segmenta (ris.6).

Ris. 6. Grafik zavisimosti izmeneniya bleska
Algolya na svetyasheisya karte ot vysoty
segmenta h zaslonyayushego kruga.

Pol'zuyas' etim grafikom, my legko potom po polozheniyu ukazatelya na zaslonyayushem diske smozhem opredelit' fazu zatmeniya. I naoborot, dlya ustanovleniya dannoi fazy naidem po grafiku, na kakoe rasstoyanie nado podvinut' ruchku, pomnya, chto ono ravno 2k.

Na etot zhe grafik sleduet nanesti i sootvetstvuyushie fazam zatmeniya zvezdnye velichiny peremennoi. Oni vychislyayutsya po privedennoi vyshe formule Pogsona:

Zdes' S₀ - naibol'shaya ploshad' otverstiya;
m₀ - cootvetstvuyushaya emu zvezdnaya velichina (dlya Algolya - 2,2)
S_i- ploshad' ne zakrytoi chasti otverstiya,
m_i - sootvetstvuyushaya ei zvezdnaya velichina.
Obe eti shkaly udobno imet' i na samoi karte (sm. ris.5), gde mozhno srazu ustanavlivat' nuzhnuyu zvezdnuyu velichinu, ili, pri uprazhneniyah v opredelenii bleska peremennoi, kontrolirovat' pravil'nost' otvetov.

Ris. 7. Fotografiya sozvezdiya Perseya so svetyasheisya karty. Algol' v maksimume bleska.

Krome vizual'noi ocenki bleska peremennoi ochen' polezno primenit' zdes' i fotograficheskii metod. Na fotografiyah, poluchennyh s karty, otchetlivo obnaruzhivaetsya razlichie v bleske Algolya (ris. 7), a priblizhennoe opredelenie ego zvezdnoi velichiny dovol'no legko sdelat' po blizkim k nemu zvezdam sravneniya g i d Perseya, imeyushim primerno 3-yu zvezdnuyu velichinu, ili po shkale zvezdnyh velichin.

Interesnymi okazalis' i takie uprazhneniya po opredeleniyu bleska peremennoi. S pomosh'yu epidiaskopa s maloi kassety byli sproektirovany na ekran peremennaya (blesk kotoroi mozhno izmenyat' zaslonkoi) i zvezdy sravneniya, uslovno izobrazhavshie 1-yu, 2-yu, 3-yu i 4-yu zvezdnye velichiny.

Ustanoviv blesk peremennoi mezhdu kakimi-nibud' dvumya zvezdami sravneniya i oceniv vizual'no ee blesk po metodu Argelandera-Blazhko, my provodim zatem ob'ektivnuyu proverku naidennogo rezul'tata s pomosh'yu fotoelementa i zerkal'nogo gal'vanometra.

Vot primer takih izmerenii, provedennyh na odnom iz vneklassnyh zanyatii.

1) Ustanovlena zvezdnaya velichina peremennoi mezhdu 2-oi i 3-ei, chut' blizhe ko 2-oi. Po glazomernoi ocenke ona byla opredelena kak 2,4. Izmereniya fototoka dali takie znacheniya:

I_per= 8 ed., I₂ = 12 ed.

Proizvedya vychisleniya po formule

poluchili Dm»0,4.

Sledovatel'no, m_per=2,4

2) Blesk peremennoi mezhdu 3-ei i 4-oi zvezdnoi velichinoi. Po glazomernoi ocenke m = 3,5. Proverka po fototoku I_per= 3 ed., I₃ = 5 ed.

Otradnym rezul'tatom takogo zanyatiya yavilos' to, chto u shkol'nikov vozros interes k nablyudeniyu zvezdnogo neba. Neskol'ko uchastnikov etih zanyatii v pervoi blagopriyatnyi vecher opredelyali zvezdnuyu velichinu Algolya v minimume bleska.

Tak, 8 sentyabrya 1965 goda okolo 22 chas. po moskovskomu dekretnomu vremeni pyat'yu nablyudatelyami byli polucheny sleduyushie ocenki ego bleska (hotya i dovol'no priblizitel'nye): 3,3; 3,2; 3,4; 3,2 i 3,5. Pol'zuyas' shkol'nym astronomicheskim kalendarem, oni vybrali posleduyushie blagopriyatnye dlya nablyudeniya momenty minimuma bleska etoi peremennoi, chtoby povtorit' svoi izmereniya.

Takim obrazom, vse opisannye vyshe primeneniya svetyasheisya karty pozvolyayut schitat' ee poleznym uchebno-naglyadnym posobiem, dayushim vozmozhnost' bolee effektivno provodit' uroki astronomii.

Izobrazhenie na nei zvezd v vide svetyashihsya tochek raznogo bleska imeet neosporimoe preimushestvo pered obychnymi zvezdnymi kartami i dazhe v izvestnom smysle pered zvezdnym nebom planetariya.

Poskol'ku bol'shinstvo shkol poka ne imeyut vozmozhnosti pol'zovat'sya planetariyami, takaya karta mogla sluzhit' dlya nih svoeobraznym miniatyurnym planetariem. Pust' na nem nel'zya pokazat' vsei nebesnoi sfery i ee dvizheniya, no yarkoe izobrazhenie osnovnyh sozvezdii s pravil'noi peredachei bleska zvezd, demonstraciya zvezdnyh velichin i sposobov ih izmereniya, primenenie metodov astrofotografii, demonstraciya peremennyh zvezd - vse eto vazhneishie astrofizicheskie ponyatiya, bez kotoryh nel'zya oboitis' v sovremennom kurse astronomii.

---

¹ A.D. Marlenskii. "Zvezdnaya karta so svetyashimisya cvetnymi zvezdami". "Fizika v shkole", N 1, 1965 g.
² Karta rassmatrivalas' Uchebno-metodicheskim Sovetom Ministerstva prosvesheniya RSFSR i priznana poleznym uchebno-naglyadnym posobiem dlya srednei shkoly.
³ Razmer kassety primerno 45 x 60 sm.
⁴ Diametry otverstii dlya peremennyh vzyaty po maksimumu bleska.
⁵ Nami ispol'zovalsya universal'nyi usilitel', vypuskaemyi kafedroi elektrotehniki MGPI im.Lenina.

<< Predydushaya

Soderzhanie

Sleduyushaya >>

Publikacii s klyuchevymi slovami: dissertaciya - dvizhenie planet - dvizhenie Luny - dvizhenie Solnca - Solnechnye pyatna - Sekstant - uglomernyi instrument - aktinometr - spektroskop - teodolit - zritel'naya truba - teleskop - demonstracii - shkol'nyi atlas - chislennoe modelirovanie - zvezdnoe nebo - zvezdnaya karta - laboratornye raboty - prakticheskie raboty - kurs astronomii - prepodavanie astronomii - metodika prepodavaniya Publikacii so slovami: dissertaciya - dvizhenie planet - dvizhenie Luny - dvizhenie Solnca - Solnechnye pyatna - Sekstant - uglomernyi instrument - aktinometr - spektroskop - teodolit - zritel'naya truba - teleskop - demonstracii - shkol'nyi atlas - chislennoe modelirovanie - zvezdnoe nebo - zvezdnaya karta - laboratornye raboty - prakticheskie raboty - kurs astronomii - prepodavanie astronomii - metodika prepodavaniya

Sm. takzhe: Mlechnyi Put' nad Uluru AR 3664 na zahodyashem Solnce AR 3664: gigantskaya gruppa solnechnyh pyaten Teleskop ELT i Mlechnyi Put' Pyatna na aktivnom Solnce Solnechnoe pyatno so svetlym mostom Yuzhnye svetila ot teleskopa SOFIA Vse publikacii na tu zhe temu >>