Metodika prepodavaniya astronomii
<< Predydushaya |
§ 29. Shkol'nye teleskopy i ih ustanovki.
Poskol'ku eshe ne vse shkoly imeyut teleskopy, mozhno rekomendovat' organizovat' pri odnoi iz shkol, imeyushei ego, pol'zovanie im dlya uchashihsya blizlezhashih shkol. Ne sleduet ponimat' pol'zovanie takoi truboi, kak perenesenie ee iz odnoi shkoly v druguyu. Naoborot, truba dolzhna byt' ustanovlena v opredelennoi shkole, obladayushei udobnymi usloviyami dlya nablyudenii.
Naibolee racional'nyi sposob pol'zovaniya takoi raionnoi observatoriei dlya kazhdoi shkoly s ee uchitelem mozhno nametit' v metodicheskom ob'edinenii uchitelei.
Tak kak v nekotoryh shkolah mogut byt' truby raznyh sistem i razmerov, polezno prezhde vsego obratit' vnimanie na nekotorye obshie trebovaniya, imeyushie osobennoe znachenie pri pokazyvanii neba shkol'nikam.
Ne ostanavlivayas' zdes' na detalyah uhoda za truboi, kotorye izlagayutsya vo mnogih knigah, razberem vopros ob ee ustanovke. Ustanovka truby imeet reshayushee znachenie dlya produktivnosti nablyudenii. Shatkaya, tryasushayasya ustanovka samuyu luchshuyu trubu mozhet sdelat' bespoleznoi i, naoborot, dazhe nevazhnaya truba na horoshei, prochnoi ustanovke, osobenno esli u nee imeetsya mikrometricheskoe dvizhenie, budet sluzhit' horosho. Poetomu vsyakuyu trubu nado prezhde vsego obespechit' prochnoi ustanovkoi i tshatel'no uravnovesit' otnositel'no osei. Vrashenie na vseh osyah dolzhno byt' plavnym, bez treniya, vyzyvayushego tryasku truby.
Naibolee udobnym tipom ustanovki truby yavlyaetsya ekvatorial'naya. Ekvatorial'nuyu ustanovku mozhno sdelat' dazhe iz prostoi azimutal'noi ili zhe bez osobyh zatrudnenii izgotovit' zanovo (ris. 13).
Ris. 13. Ekvatorial'nye
ustanovki.
Dlya perenoski truby nado ustroit' zapirayushiisya yashik, chtoby truba ne vypala vo vremya perenoski, a trenogu styagivat' vnizu remeshkom.
Esli truba postoyanno stoit na ploshadke, to luchshe ob'ektiv i okulyary hranit' otdel'no v shkole. Uchitel' vvinchivaet ih pered nablyudeniyami. Vvinchivanie ob'ektiva - operaciya delikatnaya; nado ne povredit' narezok i ne vyronit' iz ruk ob'ektiva. Poetomu pri vvinchivanii ob'ektiva sleduet vsegda trubu povorachivat' ob'ektivnym koncom vniz i v etom zhe meste podstavlyat' na vremya vvinchivaniya stul ili taburetku s polozhennoi na nego myagkoi podushkoi. Esli ruka sorvetsya i ob'ektiv upadet, to on popadet na podushku.
K kryshke yashika, v kotorom hranyatsya okulyary, iznutri polezno prikleit' tablichku s ukazaniem uvelicheniya kazhdogo iz okulyarov i polya zreniya.
Sleduet imet' v vidu, chto navesti trubu na nebesnye svetila dazhe opytnomu cheloveku byvaet nelegko iz-za malogo polya zreniya; tem bolee eto trudno uchashimsya. Poetomu polezno k trube pridelat' samodel'nyi iskatel' (trubu s malym uvelicheniem i bol'shim polem zreniya). Nalichie iskatelya pri trube v shkol'nyh nablyudeniyah yavlyaetsya tem bolee neobhodimym, chem men'she pole zreniya. Dazhe pri uvelichenii v 50 raz meniskovyi teleskop pri nalichii dioptrov trudno bystro nacelit' na slabyi ob'ekt, naprimer na tumannost' Andromedy. Esli zhe uchitel' tratit mnogo vremeni na takoe nacelivanie, to shkol'niki teryayut terpenie; takoe ozhidanie voobshe rasholazhivaet uchashihsya.
Navedenie truby na svetilo znachitel'no legche, kogda okulyar tochno ustanovlen na fokus. Poetomu na vydvizhnom kole ne truby sleduet zaranee (po nablyudeniyu otdalennogo zemnogo predmeta) sdelat' otmetku, ukazyvayushuyu ustanovku okulyara.
V kachestve iskatelya mozhno ispol'zovat' imeyushiesya v prodazhe monokulyary. Oni dayut pryamoe (ne perevernutoe) izobrazhenie i imeyut bol'shoe pole zreniya. Otsutstvie kresta nitei v pole zreniya takogo monokulyara ne vnosit osobyh zatrudnenii; dostatochno ustanovit' iskomyi ob'ekt v centre polya zreniya okulyara, chto vypolnyaetsya dovol'no tochno "na glaz".
Eshe luchshe "teleskopicheskii pricel", prodayushiisya v sportivnyh i ohotnich'ih magazinah. V takom instrumente vmesto kresta nitei imeetsya v pole zreniya igla, polozhenie kotoroi mozhno menyat' bokovymi vintami v pricele. Blagodarya etomu takoi iskatel' dostatochno prikrutit' k trube myagkoi provolokoi parallel'no opticheskoi osi, hotya by i ne vpolne tochno; vrasheniem vintov mozhno konec igly postavit' tak, chtoby na nem byl viden ob'ekt, vidimyi v centre polya zreniya. Etu ustanovku igly nado sdelat' zaranee dnem po dalekomu zemnomu predmetu i vremya ot vremeni proveryat'. Pri nablyudenii v teleskopicheskii pricel zrachok glaza dolzhen byt' na opredelennom meste. Poetomu na "pricel" sleduet sdelat' kartonnuyu trubku, zakanchivayushuyusya kryshechkoi s otverstiem v 5-7 mm.
Monokulyar ili dazhe celyi binokl' ustanavlivaetsya na osoboi skameechke, nadevaemoi na trubu (ris. 14). Takie skameechki nado imet' i na ob'ektivnom, i na okulyarnom koncah truby. Odna iz nih budet sluzhit' dlya prikrepleniya fotoapparata, drugaya - dlya prikrepleniya iskatelya.
Ris. 14. Stolik k trube dlya
ustanovki vspomogatel'nyh
instrumentov (iskatel' i dr.).
Vvinchivaniem shurupa a
zhestyanaya petlya zatyagivaetsya.
Nekotorye shkoly imeyut meniskovye teleskopy konstrukcii D. D. Maksutova. V meniskovom teleskope izobrazheniya poluchayutsya, kak i v obychnyh astronomicheskih trubah, perevernutye. Opticheskaya sistema teleskopa sostoit iz vognutogo zerkala, pered kotorym na nekotorom rasstoyanii pomeshena otricatel'naya vognutaya linza (menisk). Poverhnosti i zerkala, i meniska - sfericheskie (ris. 15).
Ris. 15. Shema shkol'nogo
meniskovogo teleskopa
konstrukcii D.D.
Maksutova.
Teleskop imeet diametr meniska 70 mm, otrazhayushii kruzhok v seredine ego diametrom 20 mm, tak chto po kolichestvu prohodyashego sveta otverstie teleskopa ravnosil'no diametru ob'ektiva v 67 mm. Fokusnoe rasstoyanie vsei sistemy 70 sm, no blagodarya osobennostyam ustroistva teleskopa ego dlina vsego 20 sm (vmeste s okulyarom). Uvelichenie ravno 50, prichem okulyar imeet vintovoi hod (kak v binoklyah) i zenitnuyu prizmu. Na korpuse truby imeyutsya dva dioptra dlya navedeniya teleskopa i okolo blizhaishego k okulyaru dioptra - otkidnoe zerkal'ce. Smotrya sboku v zerkal'ce, uchitel' vidit oba dioptra i, navedya ih na nablyudaemyi ob'ekt, mozhet podpravit' ustanovku mikrometricheskimi vintami.
Dioptr pri ob'ektivnom konce truby ploho viden noch'yu; horosho pokrasit' ego beloi kraskoi ili svetyashimsya sostavom.
U shkol'nogo teleskopa diametr polya zreniya okolo 0œ,5, no slabye ob'ekty, vidimye v teleskop horosho, nelegko videt' nevooruzhennym glazom cherez dioptry. Poetomu iskatel' s uvelicheniem v 2-4 raza k teleskopu neobhodim, i ego nado sdelat' odnim iz ukazannyh vyshe sposobov.
V nekotoryh shkol'nyh teleskopah vydvizhenie okulyara nedostatochno dlya dal'nozorkih. Esli v teleskope okulyar imeet maloe vydvizhenie, etot nedostatok ispravit' netrudno: nuzhno vyvintit' nebol'shoi vintik sboku okulyarnoi gil'zy, togda okulyar mozhet byt' znachitel'no vydvinut. Odnako sovsem vyvinchivat' okulyar ne sleduet, tak kak takoe vyvinchivanie mozhet povlech' za soboi proniknovenie vnutr' teleskopa pyli i vlagi, portyashih poverhnost' zerkala.
Pri navedenii na svetilo sleduet trubu snachala zakrepit' po vysote, a posle proverki vidimosti svetila v pole zreniya zakrepit' po azimutu, i uzhe potom mikrometricheskim dvizheniem postavit' svetilo v centre ili sprava v pole zreniya, uchityvaya vidimoe sutochnoe dvizhenie.
Shtativ sostoit iz kolonki, vvinchennoi v tyazheluyu i dovol'no bol'shuyu chugunnuyu trenogu dlya ustanovki ee na stole ili na kolonke astronomicheskoi ploshadki. Ustanovka azimutal'naya, s dvumya zakreplennymi i dvumya mikrometricheskimi vintami (po azimutu i vysote). Nedostatkom etoi konstrukcii yavlyaetsya ee neuravnoveshennost'. Na konce gorizontal'noi osi, protivopolozhnom trube, protivovesa ne imeetsya; esli kolonka ne vertikal'naya, to truba povorachivaetsya siloi tyazhesti v nainizshee ee polozhenie.
Ris.16 Chast' shtativa |
Etot nedostatok uchitel' mozhet sam ispravit', pristroiv kakim-libo sposobom k koncu osi nadlezhashii gruz. Naibolee udobno v konce osi (ona - polaya vnutri) prosverlit' otverstie i v nego vstavit' boltik s gaikoi tak, chtoby on vydavalsya naruzhu po napravleniyu osi santimetrov na 5-8. Otliv iz svinca kruzhki tolshinoi 5-10 mm i prosverliv v seredine otverstiya, mozhno nadevat' ih na bolt (zakrepiv zatem gaikami) v kachestve protivovesov. Esli net svinca, to protivoves mozhno sdelat' iz konservnoi banki, napolnennoi peskom (ris. 16).
Zagotoviv nebol'shuyu konservnuyu
banku, delayut na nee kryshku iz zhesti s
zagnutymi krayami. V centre dna banki i
kryshki nado sdelat' otverstiya po diametru
bolta i, nasadiv banku na bolt, zapolnit'
drob'yu ili peskom, prikryt' kryshkoi i tugo
prizhat' gaikoi.
Ris. 17. Obshii vid |
Ris. 18. Sposob
ukre- pleniya metallicheskoi probki v kolonke. |
Tyazhelaya chugunnaya trenoga, na kotoroi stoit kolonka etogo teleskopa, imeet slishkom dlinnye vystupy, meshayushie nablyudatelyu. Krome togo, ee nelegko perenosit'. Polezno ustanovit' kolonku na prochnuyu trenogu, i togda trubu legko perenosit' s odnogo mesta na drugoe i ne nuzhno peretaskivat' stolik dlya ustanovki trenogi.
Udobny fotograficheskie trenogi, no nado brat' naibolee krepkie, naznachennye dlya tyazhelyh fotokamer (ris. 17). Esli est' vozmozhnost' priobresti geodezicheskuyu trenogu (dlya teodolitov), to takaya budet nailuchshei dlya teleskopa.
Mozhno zakazat' slesaryu plotno vhodyashuyu vnizu v kolonku metallicheskuyu probku s sootvetstvuyushim otverstiem. Vstaviv probku vnutr' kolonki, nado sboku zakrepit' ee vintami (ris. 18). Pri etom, kak pokazyvaet opyt, mozhno ukorotit' kolonku do vysoty 20 sm.
Chtoby perestavit' trubu na fototrenogu, nuzhno postavit' poslednyuyu ryadom s truboi, otpustit' zakrepitel'nye vinty i, derzha vsyu ustanovku v verhnei ee chasti odnoi rukoi, drugoi vyvinchivat' kolonku na trenozhnike: kogda vyidet poslednii vitok narezki kolonki, derzha levoi rukoi za verhnyuyu chast' ustanovki, a pravoi za kolonku, perenosim ee na fototrenogu i krepko privinchivaem k nei kolonku; levuyu ruku mozhno otpustit' tol'ko togda, kogda kolonka okonchatel'no privinchena. Sleduet zametit', chto v srednei chasti fototrenogi nuzhno ee nozhki soedinit' verevkoi ili provolokoi, chtoby na gladkom polu oni ne razoshlis'; vinty fototrenogi zavinchivat' krepko i koncy ee neskol'ko votknut' v zemlyu. Kolonku na fototrenoge nado, konechno, ustanavlivat' vozmozhno blizhe k vertikal'nomu polozheniyu.
Esli ucheniki umeyut obrashat'sya s mikrometricheskimi vintami, to pri nablyudeniyah nado trubu stavit' tak, chtoby oba vinta byli obrasheny k nablyudayushemu ("truba nalevo, protivoves napravo"). Mikrometricheskie vinty po azimutu i vysote imeyut odinakovye golovki, i v temnote pri nablyudeniyah uchashiesya ne vsegda vrashayut tot vint, kotoryi nado povernut', chtoby uderzhat' svetilo v pole zreniya. Poetomu polezno u odnogo iz nih (luchshe po vysote) sdelat' otmetku, zametnuyu na oshup' (naprimer, nadpil golovki s kraya).
Esli ucheniki eshe ne imeyut opyta upravleniya mikrometricheskimi vintami, to trubu nado ustanavlivat' mikrometricheskimi vintami ot nablyudatelya ("truba napravo, protivoves nalevo"), otkidyvaya zerkal'ce dioptra. Uchitel' pri etom stanovitsya sprava ot nablyudayushego uchenika, chtoby korrektirovat' navodku pri pomoshi zerkal'ca i mikrometricheskih vintov, ne meshaya ucheniku smotret' v okulyar.
Meniskovyi shkol'nyi teleskop po ego tehnicheskim usloviyam dolzhen pokazyvat' razdel'no dvoinye zvezdy do 3" rasstoyaniya mezhdu nimi. V nego mozhno nablyudat' podrobnosti lunnoi poverhnosti, fazy Venery, sputniki Yupitera i polosy na nem, kol'co Saturna, tumannosti Oriona i Andromedy, zvezdnye skopleniya. Teoreticheskaya pronicayushaya sila etogo teleskopa-do 11-i zvezdnoi velichiny (v yasnuyu bezlunnuyu noch').
Osnovnoe zerkalo teleskopa po tem ili inym prichinam mozhet smestit'sya iz svoego normal'nogo polozheniya. Proverku pravil'nosti ustanovki zerkala mozhno sdelat' po nablyudeniyam yarkoi zvezdy. Dlya etogo navodim teleskop na yarkuyu zvezdu i, derzha ee v centre polya zreniya, vydvigaem okulyar tak, chtoby zvezda predstavlyalas' v vide svetlyh koncentricheskih kolec. Pri pravil'nom polozhenii zerkala eti kol'ca dolzhny byt' okruzhnostyami. Esli oni predstavlyayutsya ellipsami, znachit zerkalo nado slegka povernut' do teh por, poka kol'ca stanut okruzhnostyami. Tri vinta, kotorymi ustanavlivaetsya zerkalo, utopleny v okulyarnom konce truby i zakrepleny ochen' malen'kimi vintikami sboku truby. Izmenenie ustanovki zerkala - delo delikatnoe. Esli uchitel' reshitsya sam, ne otpravlyaya pribor na zavod, ispravit' ustanovku, to bez pomoshnika i special'no podobrannyh ("chasovyh") otvertok oboitis' nel'zya. Ispravlenie nado delat' v horoshii yasnyi i ne holodnyi vecher. Zaranee ochen' tonkoi otvertkoi slegka vyvinchivayut bokovye vintiki (chtoby osvobodit' ustanovochnye). Nablyudatel', derzha zvezdu v centre polya zreniya, zamechaet vid kolec i tu storonu, v kotoruyu oni vytyanuty. Posle etogo on, ne otryvaya glaza ot truby, ukazyvaet pomoshniku, kakoi vint nado slegka povernut' (vpravo ili vlevo), i zamechaet, kak izmenilos' izobrazhenie. Vint nado ukazyvat' v toi storone, kuda zamechaetsya vytyanutost'. Posle etogo uzhe netrudno byvaet cherez 10-15 minut prob vintami naiti takoe polozhenie, pri kotorom izobrazheniya kolec stanut okruzhnostyami. Kogda takoe polozhenie naideno, nado snova zavintit' do otkaza bokovye vintiki.
Ris.
19. Nablyudenie Solnca meniskovym teleskopom. |
Nablyudeniya Solnca s etim teleskopom sleduet vesti tol'ko pri pomoshi okulyarnogo uvelicheniya - na ekrane. Ochen' udobno pri etom pol'zovat'sya zenitnoi prizmoi, otbrasyvaya izobrazhenie v tu storonu, gde nahoditsya protivoves. Ekran ochen' legko i prosto (legkaya fanernaya doshechka s prikolotym listom beloi ne sherohovatoi bumagi) prikreplyaetsya k protivovesu pri pomoshi toi zhe gaiki, kotoraya sluzhit dlya ego zakrepleniya (ris. 19). Nikak nel'zya dopuskat' uchashihsya smotret' pryamo cherez teleskop na Solnce, tak kak etim mozhno ser'ezno povredit' zrenie i dazhe oslepnut' na odin glaz.
Azimutal'nuyu ustanovku teleskopa netrudno svoimi silami prevratit' v ekvatorial'nuyu, navinchivaemuyu na trenogu. Osnovnoe pravilo, kotoroe dolzhno byt' soblyudeno, - eto uravnoveshivanie instrumenta i raspolozhenie ego centra tyazhesti nad srednei chast'yu trenogi (po vertikali).
Esli v shkole imeetsya zemnaya zritel'naya truba, to ee mozhno primenit' dlya astronomicheskih nablyudenii, zameniv v nei dlinnofokusnyi okulyar korotkofokusnym (mozhno ispol'zovat' okulyary ot mikroskopa ili horoshie ahromaticheskie lupy). Pri etom nado pomnit', chto norma uvelicheniya dlya horoshih ob'ektivov schitaetsya obychno 2 na 1 mm diametra. Takim obrazom, esli imeetsya, naprimer, zritel'naya truba s diametrom ob'ektiva 40 mm i fokusnym rasstoyaniem 60 sm, to nado snachala isprobovat' nablyudat' s uvelicheniem v 80 raz. Esli izobrazheniya nehoroshi, to prodolzhat' proby, ponizhaya uvelichenie, do teh por, poka ne budet naiden verhnii predel vozmozhnosti dlya dannogo ob'ektiva.
Ob'ektiv nado diafragmirovat'. Vremya ot vremeni obyazatel'no delat' pereryv (minut cherez 5), otvorachivaya na vremya pereryva teleskop ot Solnca, chtoby predohranit' trubu ot peregreva.
Esli net zritel'noi truby, mozhno oboitis' samodel'noi truboi ili racional'no ispol'zovat' prizmennyi binokl'. Prizmennyi binokl' mozhet sluzhit' dlya oznakomleniya s tumannostyami, zvezdnymi skopleniyami, solnechnymi pyatnami, osobennostyami poverhnosti Luny, sputnikami Yupitera. Dlya nablyudenii v krainem sluchae mozhno primenit' i galileevskii binokl', no kachestvo ego zametno nizhe prizmennogo: men'shee uvelichenie, maloe pole zreniya.
Ris.
20. Ustanovka dlya nablyudenii s binoklem (privinchivaetsya k foto- graficheskomu shtativu). |
Binokl', kak i truba, dolzhen byt' ustanovlen na shtative. Znachenie shtativa v etom sluchae ochen' veliko: sputnikov Yupitera, naprimer, pri nablyudeniyah s ruki zametit' nelegko, mezhdu tem kak pri ustanovke binoklya na shtative oni vidny vpolne yasno. Bol'shoe pole zreniya, legkost' binoklya, udobstvo navedeniya okazyvayutsya ochen' sushestvennymi dlya nablyudenii v usloviyah shkol'noi raboty.
Pri nalichii neskol'kih binoklei ili monokulyarov, ustanovlennyh na shtativah, mozhno kazhdomu zvenu uchashihsya predostavit' vozmozhnost' samostoyatel'nyh nablyudenii.
Shtativ dlya binoklya, privinchivayushiisya na fototrenogu, mozhno sdelat' svoimi sredstvami iz dereva ili metalla vrode izobrazhennogo na risunke 20.
Protivovesom yavlyaetsya batareika dlya karmannogo fonarya, ot kotoroi provoda idut k patronu malovol'tnoi lampochki, sluzhashei dlya osvesheniya zapisi ili zarisovok nablyudatelya.
Sposob krepleniya binoklya pokazan
na risunke 21.
Ris. 21. Sposob ukrepleniya binoklya. | Ris. 22. Ustanovka dlya nablyudeniya Solnca s binoklem. |
Pri otsutstvii special'noi ustanovki dlya nablyudenii s binoklem nado zagotovit' palki s doshechkoi naverhu. Takie palki sluzhat oporoi dlya ruk nablyudatelya. Prizmennyi binokl', kak i zritel'nuyu trubu, mozhno ispol'zovat' dlya pokazyvaniya Solnca na ekrane (ris. 22), korotkih spektrov zvezd (dlya etogo pered ob'ektivom ukreplyaetsya prizma s malym prelomlyayushim uglom ili difrakcionnaya reshetka). Esli nevozmozhno zakupit' binokli ili monokulyary, to, primenyaya tu zhe samuyu optiku binoklya, no bez prizm, mozhno izgotovit' nebol'shie zritel'nye truby iz kartona ili prokleennoi bumagi. Pri ispol'zovanii binoklya dlya pokaza Solnca na ekrane luchshe vsego ustroit' dlinnyi sterzhen', na odnom konce kotorogo prikreplyaetsya binokl', a na drugom - ekran. Dlinu sterzhnya nado podobrat' takuyu, chtoby diametr izobrazheniya Solnca byl okolo 5-6 sm (dlya obychnyh binoklei okolo 80 sm).
Dlya nablyudeniya Solnca mozhno sdelat' samodel'nyi gelioskop, opisannyi v № 3 zhurnala "Fizika v shkole" za 1951 g. Pri etom sleduet imet' v vidu, chto pri sfericheskoi poverhnosti ochkovogo stekla, po ukazaniyam D. D. Maksutova, naimen'shee deistvie sfericheskoi aberracii byvaet pri svetosile 1: 8. Prinimaya obychnye razmery neobrezannyh ochkovyh stekol v 4-5 sm, nado podobrat' steklo s fokusom (pri otrazhenii) v 32-40 sm.
Pri etom uslovii izobrazhenie budet s naimen'shimi nedostatkami. Ochkovye stekla - ne tonkoi polirovki. Esli est' vozmozhnost' dopolirovat' takoe steklo (sposobami, ukazannymi v knige M. S. Navashina "Samodel'nyi teleskop-reflektor", Gostehizdat, M., 1953) i poserebrit', to poluchitsya reflektor, dayushii uvelichenie do 30 raz. Opyt postroeniya takogo reflektora po sovetu avtora etih strok byl sdelan v 1944/45 uchebnom godu odnim iz chlenov kruzhka Moskovskogo planetariya.
<< Predydushaya |
Publikacii s klyuchevymi slovami:
metodika prepodavaniya - prepodavanie astronomii - uchebnye posobiya - demonstracii - zvezdnoe nebo - shkol'nyi atlas - zvezdnaya karta - zvezdnye karty - model' - chislennoe modelirovanie - nablyudeniya - solnechnye chasy - planetarii - planirovanie zanyatii - naglyadnye posobiya
Publikacii so slovami: metodika prepodavaniya - prepodavanie astronomii - uchebnye posobiya - demonstracii - zvezdnoe nebo - shkol'nyi atlas - zvezdnaya karta - zvezdnye karty - model' - chislennoe modelirovanie - nablyudeniya - solnechnye chasy - planetarii - planirovanie zanyatii - naglyadnye posobiya | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> |