Sovremennaya astronomiya i metodika ee prepodavaniya| << Predydushaya |
Metodika prepodavaniya fundamental'noi astronomii na osnovanii uchebnyh posobii "Sluzhba vrasheniya zemli" i "Fundamental'naya astrometriya"
Nefed'eva A.I., Nefed'ev Yu.A.
Kazanskii gosudarstvennyi universitet,
Astronomicheskaya observatoriya im.V.P.Engel'gardta,
Kazanskii gosudarstvennyi pedagogicheskii
universitet
E-mail : star@dtp.ksu.ras.ru
Avtory doklada mnogo let chitali lekcii i veli prakticheskie zanyatiya po astrometrii, obshei astronomii i astrofizike v Kazanskom gosudarstvennom Universitete i Kazanskom pedagogicheskom Universitete. Sistema prepodavaniya astronomii predusmatrivaet prezhde vsego znakomstvo s osnovami predmeta s cel'yu sozdaniya obshei kartiny zadach i problem astronomii, ustanovleniya vzaimosvyazi mezhdu nimi i s drugimi razdelami nauki. Vazhnymi voprosami yavlyaetsya teoriya vrasheniya Zemli okolo centra mass i okolo mgnovennoi osi vrasheniya, vopros ustanovleniya fundamental'noi sistemy nebesnyh i zemnyh koordinat, opredelenie fundamental'nyh postoyannyh, znakomstvo s sovremennymi shkalami i metodami opredeleniya tochnogo vremeni. Studentam pedagogicheskogo universiteta chitalsya tol'ko obshii kurs astronomii, v kotorom davalis' ponyatiya o stroenii i dvizhenii nebesnyh tel v kosmicheskom prostranstve. V obshem kurse davalis' obshie predstavleniya ob opredeleniyah tochnyh polozhenii zvezd otnositel'no nebesnoi sistemy koordinat. Bolee podrobno fundamental'naya sistema koordinat i nebesnaya mehanika vhodila v kurs astrometrii dlya astronomo-geodezistov KGU. Im chitalis' kursy fundamental'noi astrometrii i sluzhby vrasheniya Zemli. V astrometrii dlya geodezistov izuchayutsya takzhe sposoby opredeleniya geograficheskih koordinat tochek zemnoi poverhnosti i azimutov napravlenii iz nablyudenii nebesnyh ob'ektov, chto tesno svyazano s astronomicheskimi opredeleniyami koordinat, kotorye sovmestno s rezul'tatami geodezicheskih, gravimetricheskih i kosmicheskih nablyudenii obespechivayut orientirovku gosudarstvennoi geodezicheskoi seti, opredelenie parametrov zemnogo ellipsoida i vysot kvazigeoida otnositel'no referenc-ellipsoida, opredelyayut gravitacionnyi potencial Zemli, orientirovku osei referencnoi sistemy geodezicheskih koordinat.
Astronomicheskie nablyudeniya iskusstvennyh sputnikov Zemli pozvolyayut reshat' glavnye problemy geodezii na bolee vysokom urovne, sozdavat' global'nuyu kosmicheskuyu triangulyacionnuyu set', kotoraya ne tol'ko pozvolyaet utochnit' formu i razmery zemnogo ellipsoida, no i izuchit' ego "dyhanie", vyzyvaemoe prilivnymi silami, peremeshenie materikov po poverhnosti Zemli, vekovye izmeneniya shiroty. Tochnost' astronomo-geodezicheskih opredelenii zavisit ot tochnosti ispol'zuemoi fundamental'noi sistemy koordinat.
Na osnove konspektov lekcii, prochitannyh po mere nashei deyatel'nosti, byli napisany special'no dlya astronomo-geodezistov dva uchebnyh posobiya: "Fundamental'naya astrometriya" i "Sluzhba vrasheniya Zemli". V nih dano opisanie koordinatno-vremennogo obespecheniya problem ustanovleniya prostranstvennoi metriki i vvedeniya vremennoi metriki, chto oslozhnyaetsya uchetom postupatel'no-vrashatel'nogo dvizheniya Zemli. Vse redukcionnye vychisleniya v astronomii i geodezii osnovany na znanii sistemy fundamental'nyh postoyannyh, harakterizuyushih razmery i figuru Zemli i ee dvizhenie v prostranstve. Takim obrazom, koordinatno-vremennoe obespechenie vklyuchaet v sebya tri gruppy dannyh: 1. Fundamental'nye sistemy koordinat, zadavaemye polozheniyami i sobstvennymi dvizheniyami nekotoroi gruppy nebesnyh tel. 2. Sistema fundamental'nyh postoyannyh, neobhodimyh dlya privedeniya nablyudennyh polozhenii k zadannoi na opredelennuyu epohu ne vrashayusheisya sistemy nebesnyh koordinat. 3. Shkaly vremeni, kak iskusstvennye ravnomernye, tak i neravnomernye, svyazannye s astronomicheskimi ili fizicheskimi yavleniyami. Nami rassmotreny voprosy postroeniya fundamental'nyh katalogov zvezd i sistemy fundamental'nyh postoyannyh. Izuchaetsya v ramkah etih sistem postupatel'no-vrashatel'noe dvizhenie Zemli (prostranstvennoe dvizhenie osi vrasheniya Zemli - precessiya, nutaciya, effekty dvizheniya po orbite) i vrashenie Zemli okolo osi - svobodnye i vynuzhdennye kolebaniya tela Zemli, neravnomernost' ee vrasheniya i vekovye effekty. V posobii "Fundamental'naya astrometriya" s pomosh'yu sootvetstvuyushih chertezhei dano chetkoe ob'yasnenie etim yavleniyam. Osoboe vnimanie udeleno uchetu aberracii, kotoraya tochno vychislyaetsya po vyvedennym formulam. Opisany metody privedeniya nablyudenii k opredelennoi epohe i ravnodenstviyu i obratno. Rassmotreny voprosy utochneniya orientacii fundamental'noi sistemy koordinat, to est' nahozhdenie iz special'nyh nablyudenii popravok k polozheniyu tochki ravnodenstviya i ekvatora fundamental'nogo kataloga. Dostatochno podrobno opisany instrumenty i metody ih issledovaniya. V posobii dany sovremennye metody vychisleniya astronomicheskoi refrakcii, razrabotannye v Engel'gardtovskoi observatorii, kogda dlya postroeniya modeli atmosfery ispol'zovalis' aerologicheskie dannye. V AOE byli vychisleny tablicy refrakcii dlya mnogih astronomicheskih observatorii, v tom chisle i dlya vysokogornoi observatorii na Maidanake. Udeleno mnogo vnimaniya voprosam perspektivnogo povysheniya tochnosti opredeleniya polozhenii nebesnyh tel. Opisany novye metody nablyudenii - radiolokacionnye, doplerovskie, radiointerferomertricheskie i kosmicheskie.
"Sluzhba vrasheniya Zemli" orientirovana na voprosy, otrazhennye v nazvanii dannogo posobiya. Geodeziya blagodarya sovremennym metodam nablyudenii mozhet provodit' vysokotochnye raboty v planetarnom masshtabe. Dlya ih obrabotki neobhodimo imet' ochen' tochnye parametry vrasheniya Zemli okolo centra mass. Odnoi iz vazhneishih zadach yavlyaetsya postroenie zemnoi sistemy i kvaziinercial'noi nebesnoi sistemy koordinat i nalichie tochnyh formul perehoda ot odnih koordinat k drugim. Geodeziya izuchaet sobstvennye dvizheniya punktov zemnoi poverhnosti, poetomu neobhodimo opredelyat' deformacii uprugoi Zemli pod deistviem prityazheniya Luny i Solnca, peremeshenie mass v litosfere, gidrosfere i atmosfere Zemli. Mnogie iz yavlenii chasto trudno opredelit' iz geofizicheskih nablyudenii, oni modeliruyutsya na osnove nablyudenii za vrasheniem Zemli i za dvizheniem ISZ. Dlya izucheniya dinamiki Zemli byli sozdany sluzhby vrasheniya Zemli, kotorye provodyat regulyarnye nablyudeniya za izmeneniem koordinat zemnogo polyusa i za otkloneniyami Vsemirnogo vremeni ot ravnomernogo efemeridnogo vremeni. V posobii kratko izlozhena teoriya sluzhby dvizheniya polyusa i sluzhby vremeni. Opisany ispol'zuemye metody opredeleniya iz nablyudenii shiroty mesta i tochnogo vremeni. Osoboe vnimanie udeleno rassmotreniyu teorii teleskopov, s pomosh'yu kotoryh proizvodyatsya nablyudeniya Zemli, i metody obrabotki nablyudenii. Privedeny dannye o razlichnyh garmonikah v shirotnyh i vremennyh rezul'tatah nablyudenii. Kratkost' i yasnost' izlozheniya materiala pozvolyaet ispol'zovanie dannogo posobiya studentami geodezistami i astronomami.
V konce 80-h godov zemnaya sistema koordinat byla uluchshena pri ispol'zovanii tol'ko tochnyh lazernyh i radiointerferometricheskih nablyudenii, dannye o chem otsutstvuyut v imeyushihsya uchebnikah. Poetomu dannyi vopros nami osobenno tshatel'no rassmotren. Opisany noveishie metody obrabotki dannyh nablyudenii. Rassmotreny polyarnye i nepolyarnye izmeneniya shiroty, a dlya vyyasneniya voprosa kakie garmoniki imeyut mesto v izmeneniyah shiroty, ispol'zuetsya spektral'nyi analiz.
Mnogo vnimaniya udeleno sluzhbe tochnogo vremeni, eto stancii imeyushie atomnye standarty chastoty, zanimayushiesya hraneniem vremeni i peredachei signalov tochnogo vremeni. Po nablyudeniyam sputnikov izuchayutsya vozmusheniya v ih dvizhenii, vyzyvaemyh prilivnymi silami ot Luny i Solnca. Vychislyayutsya amplituda i fazy prilivov, a po nim opredelyaetsya moment prilivnogo treniya i soglasno poslednemu vychislyaetsya zamedlenie vrasheniya Zemli. Rassmotreny vse izvestnye sposoby opredeleniya tochnogo vremeni na fotoelektricheskom passazhnom instrumente, na fotograficheskoi zenit-trube, na prizmennoi astrolyabii. Takzhe byli rassmotreny novye sposoby astrometricheskih nablyudenii : 1. Radiointerferometriya so sverhdlinnoi bazoi. 2. Lazernye nablyudeniya Luny i ISZ. 3. Doplerovskie nablyudeniya. Prichem dannye voprosy izlozheny na osnove special'nyh nauchnyh soobshenii. Dostatochno podrobno rassmotreno stroenie i ispol'zovanie priborov dlya izmereniya i hraneniya vremeni. Poslednee takzhe izlozheno s ispol'zovaniem sovremennyh nauchnyh soobshenii. Rassmotreny voprosy sravneniya pokazanii neskol'kih chasov mezhdu soboi, o peredache hronometricheskoi informacii i o prieme signalov tochnogo vremeni. V poslednie gody reshena ochen' vazhnaya problema po sozdaniyu mezhdunarodnoi nebesnoi fundamental'noi sistemy iz nablyudenii radioistochnikov na RSDB, opredelyayushei inercial'nuyu sistemu nebesnyh koordinat, kotoraya ne imeet kakih libo uskorenii. K dannoi sisteme privedeny katalog Hipparcos, a k sisteme Hipparcos privedeny fundamental'nye katalogi FK5 i PPM. S etim voprosom studenty takzhe znakomyatsya.
Iz vsego vyshe skazannogo mozhno sdelat' vyvod, chto uchebniki dlya studentov po astronomii i geodezii trebuyut dal'neishego obnovleniya s dobavleniem v nih sovremennyh dannyh. Material neobhodimo izlagat' v dostatochno populyarnoi forme, izlozhit' odnu temu i uzhe k nei povtorno ne vozvrashat'sya, chtoby ne putat' chitatelya. Ochen' yasno izlozhit' novye problemy i sovremennye dostizheniya. My schitaem, chto nashi izdannye uchebnye posobiya udovletvoryayut etim trebovaniyam.
| << Predydushaya |
|
Publikacii s klyuchevymi slovami:
astronomiya - VUZ - konferencii - kurs astronomii - didaktika - didakticheskii material
Publikacii so slovami: astronomiya - VUZ - konferencii - kurs astronomii - didaktika - didakticheskii material | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> | |
