Преподавание астрономии в школе (сборник статей)| << Предыдущая |
III. Научно-любительская работа в кружке
Как видно из первого раздела, юными астрономами Симферополя проделана заслуживающая внимания работа по наблюдению различных объектов, особенно метеоров. За 10 лет деятельности коллектива наблюдателей зарегистрировано около 92С0 визуальных наблюдений метеоров, получено около 150 фотографий и 15 спектров ярких метеоров, произведено около 540 оценок переменных звезд. В архиве коллектива наблюдателей хранится много систематических зарисовок и фотоснимков Солнца (рис. 1), солнечных и лунных затмений.
 |
рис.1. Фотоснимок солнечной короны,сделанный во время полного солнечного затмения 30 июля 1954 г. |
Многие ценные наблюдения обработаны,и результаты их опубликованы в научных журналах.Так,в Бюллетене Всесоюзного астрономо-геодезического общества (ВАГО) N9 (16) за 1949 г. опубликована работа Любарского К.,Мартыненко В. "Квадрантиды в 1949 г." В том же номере помещена заметка В.Мартыненко "Воспроизведение метеоров в комнате",а также статья астронома А.Н. Ситникова "Ориониды в 1949 г."-сводка наблюдений,куда входят симферопольские наблюдения этого метеорного потока. Астроном Сталинабадской астрономической обсерватории А. М. Бахарев обработал фотоснимок метеора 7 апреля 1948 г. и поместил об этом статью в 8 номере Бюллетеня ВАГО, а в трудах обсерватории помещены результаты обработки спектра метеора 16 августа 1950 г., сфотографированного нами. О наблюдениях метеорного потока Геминид в 1950 г. можно узнать в статье И. Горбань, В. Мартыненко и В. Шонова, опубликованной в N 11 (18) Бюллетеня ВАГО.
Как же организовать научно-любительские наблюдения?
Наблюдения, производимые с научной целью, могут быть успешными только в том случае, если наблюдатели будут обладать навыками простейших наблюдений и понимать значение и цель научных наблюдений. Если кружок берется за сложную тему, не усвоив азов, то наблюдения окажутся не под силу коллективу.
Наблюдения метеоров
Для успеха дела надо, чтобы учащиеся ясно представляли себе процессы, происходящие при попадании метеорного тела в атмосферу Земли, явление радиации, причины, от которых зависят физические и геометрические свойства метеоров. Такие знания, кроме теории, могут быть получены только благодаря систематическим визуальным наблюдениям метеоров с обязательной регистрацией каждого наблюдения.
Визуальные наблюдения всегда дают возможность живее и нагляднее представить данное явление, лучше его изучить, понять его особенности. Организация коллективных визуальных наблюдений у нас производится следующим образом. Сначала среди всех кружковцев ведется предварительная работа, имеющая целью заинтересовать предстоящим явлением наибольшее число кружковцев и создать таким образом группу наблюдателей. Затем каждый член этой группы получает определенное задание, какое его больше интересует и какое ему под силу. Далее проводятся тренировочные наблюдения, теоретические беседы.
Тренировочные занятия проводятся как под открытым небом, так и в комнате (в классе, кабинете, подкуполом планетария), где воспроизводятся на экране искусственные метеоры. Пунктом наблюдений, если настоящей площадки кружок не имеет, может служить любой открытый двор, крыша без постороннего освещения. По окончании подготовки проводится общее инструктивно-организационное собрание наблюдателей, на котором подводятся итоги подготовки, вырабатывается график наблюдений и намечаются последние приготовления. Метеоры наблюдаются обычно в течение нескольких дней, из которых один-два дня приходятся на максимум метеорного потока.
Метеоры данного потока могут появляться или с самого вечера, или с полночи, или же под самое утро. Одному наблюдателю получить ценные в научном отношении результаты невозможно, поэтому наблюдения метеоров должны быть коллективными. На каждый день руководитель назначает по 2-3 наблюдателя для контроля, в дни максимума контроль усиливается.
Перед наблюдениями приготовляют все необходимое: освещение, карты звездного неба, часы, карандаши, прозрачную линейку, теплую одежду. Карты неба берутся самые необходимые, т. е. той области неба, которую нужно наблюдать. Но мы всегда имеем под рукой и общую карту всего неба -это на случай полета болида. Часы нужно подобрать наиболее точные. Лучшими считаются тактовые часы с недельным заводом и большой секундной стрелкой. Перед самым наблюдением заполняется вся верхняя часть бланка, т. е. записываются фамилия, дата, момент начала наблюдений и т. д.
Приступив к работе, наблюдатель медленно осматривает данную часть неба. Часто учащиеся, особенно новички, устремляют свой взгляд в одну точку. Это неправильно, ибо в этом случае они замечают в 2 раза меньше метеоров, чем при наблюдениях блуждающим взглядом. При полете метеора наблюдатели обычно бросаются к часам, чтобы отметить время полета метеора. Это неверно, так как остальные данные, которые необходимо отметить, полузабываются, и это снижает качество наблюдений. Мы всегда рекомендуем наблюдателям внимательно проследить траекторию метеора, запомнить его физические свойства (цвет, яркость и т. д.), определить продолжительность полета, угловую скорость и уже после этого заметить момент полета метеора. Сразу же нужно занести путь метеора на звездную карту и произвести необходимые записи в бланке.
Обычно физические свойства записываются сокращенно. Для этого с успехом используются пятибалльные шкалы СОЛА. Они применяются для сокращения времени записи и удобства при обработке.
В графе "М" записывается видимая яркость метеоров в звездных величинах; в "М/5"-наибольшая яркость на траектории метеора (1-метеор был ярче всего в начале пути, 3 -в середине, 5 -в конце, 2 и 4 -промежуточные значения); в "С" -цвет метеора (1 -голубой, 2 -белый, 3 -желтый, 4 -оранжевый, 5 -красный, 1+2 -бело-голубой, 1+3 -зеленый, 4 + 5 -оранжево-красный и т. д., "!" -интенсивный цвет, а "m" -тусклый); в "О" -очерченность метеора (5 -резко очерченный, 1 -размытый, 3 -средний); в "У"-угловая скорость (1 -мгновенный, очень быстрый, 2 -быстрый, 3 -средний, 4 -медленный, 5 -очень медленный); продолжительность полета метеора отмечается в графе "Р". Для того чтобы уметь фиксировать такие кратковременные явления, как метеоры, необходимо выработать так называемое "чувство секунды"; если в секунду можно просчитать быстро пять слов: раз-два-три-чет-пять, то очевидно, что произнесение одного слова равно 0,2 сек. По мере приобретения опыта можно будет оценивать моменты с точностью до 0,1 сек. Наблюдатель метеоров всегда должен помнить правило: "Никогда не забывай о болидах, они могут пролететь в любой момент, и днем и ночью, и во время наблюдений и вне их. При полете болида запомни хорошо его путь. Если нет карты или явление случилось днем, зарисуй траекторию по отношению к звездам или предметам. Укажи угол полета, высоту и азимут точек появления и исчезновения. Все замеченное -изменения в яркости, цвет, дробление, наличие искр, следа, изменение следа, его дрейф в атмосфере, форму и размеры головы -подробно и точно запиши. Прислушайся: не было ли каких-либо звуковых явлений как во время полета, так и немного спустя. Собери сведения о болиде у других".
Мы всегда стараемся проводить наблюдения по 4-6 часов в ночь. Наблюдения никогда не проводятся бесцельно. А цели бывают самые различные -от простых учебных до сложных наблюдений телескопических метеоров или метеорных следов. Если метеоров очень мало, наблюдатели быстро устают, но всегда в этом случае помнят, что и отрицательные результаты имеют большую научную ценность. Можно организовать наблюдения метеоров с целью определения радианта, физических свойств, времени действия больших метеорных потоков (Персеид, Орионид, Геминид, Лирид и других). Можно вести простой счет метеоров. Наконец, можно наблюдать с целью определения пространственной плотности и распределения метеорных тел в потоке.
С 1952 г. наши наблюдатели в основном перешли к коллективным наблюдениям по всем разделам программы. Особенно ценны коллективные наблюдения при занесении метеоров на карту или при подсчете метеорных вспышек в данной области. Например, если 5-8 наблюдателей ведут счет метеоров в одной определенной области неба (чаще всего в зените) и стараются отрываться как можно меньше, а то и совсем не отрываются, то получается наиболее полный материал. В этом случае можно подсчитать не только наиболее полное число метеоров, но и узнать, как распределяются метеоры по времени и в пространстве. При таких наблюдениях представляется возможным определить внимание наблюдателя, т. е. узнать, сколько метеоров он замечает из общего числа. Для каждого наблюдателя это число будет разным. Часто при таких коллективных наблюдениях сразу же выясняется, что одни запоминают в несколько раз меньше метеоров, чем другие. Можно таким же образом определить, сколько один и тот же наблюдатель замечает метеоров на разных по площади областях неба.
По окончании кампании все наблюдательские журналы и карты собираются, и наиболее активные и заинтересованные члены кружка с помощью руководителя кружка производят обработку наблюдений. Обработку нужно произвести немедля. В противном случае труд надолго потонет в архивах кружка, так как другие заботы будут отвлекать. Результаты обработки, особенно если они будут опубликованы, принесут большую пользу делу кружка, так как воодушевят коллектив. При организации наблюдений руководителю нужно 1меть в виду, что фотография сейчас составляет основу почти всех астрономических и астрофизических наблюдений. При помощи любого светосильного любительского фотоаппарата ( "Фотокор", "Турист", "Любитель", "Москва") можно произвести фотографирование вращения небесного свода, хода лунного или солнечного затмения, метеоров, Млечного Пути и других объектов. 1риспособив фотоаппарат или самодельную камеру без объектива к телескопу, самодельной трубе, биноклю, можно делать снимки крупного масштаба Луны, Солнца.
Особенно тщательно должна проводиться подготовка фотографических наблюдений метеоров. Наблюдатели должны освоить основы оптики, главным образом устройство применяемых фотокамер, знать рецептуру проявляющих растворов, негативные материалы и приобрести навыки съемки и проявления. Очень ценны фотографические наблюдения, проводимые с двух пунктов, расположенных на расстоянии от 4 до 12 км.
При обработке снимков метеоров, полученных с двух пунктов, особенно при помощи обтюратора, можно найти высоты точек возгорания и потухания метеора над поверхностью земли, скорость полета метеора, величину торможения метеорного тела при погружении его в более плотные слои атмосферы. Если к фотокамерам приспособить объективные призмы, можно получить и спектрограмму метеора, представляющую большой научный интерес, так как она позволяет узнать химический состав метеора. Еще большие возможности открывает перед наблюдателем применение метеорных патрулей.
Метеорный патруль -это комплекс нескольких фотографических камер, обладающих сравнительно короткофокусными, широкоугольными и светосильными объективами, снабженными общим секторным синхронным затвором -обтюратором, приспособлениями для спектрографирования метеоров. Метеорный патруль станции юных техников состоит из обычных любительских фотокамер "Фотокор-1", "Турист", "Любитель", астрофотокамер с объективами И-21, И-3 и др. Всего в нашем патруле насчитывается 18 фотокамер. Метеорный патруль предназначен для научного фотографирования метеоров с целью определения высот их возгорания и потухания и скоростей в атмосфере, а также химического состава вторгающихся в атмосферу метеорных тел. Метеорный патруль состоит из двух агрегатов, расположенных друг от друга на базисе около 20 км. На одном из наблюдательских пунктов, кроме обычных фотокамер, устанавливается обтюратор, на другом, корреспондирующем, -спектральные фотокамеры.
Обтюратор устроен очень просто: на ось электромотора насаживается крыльчатка, лопасти которой имеют длину до 70 см. Нужно, чтобы объективы фотокамер закрывались этими лопастями в течение одной секунды 12-20 раз. Если во время съемки в поле зрения пролетит яркий метеор, то след его на негативе окажется прерывистым (рис. 2).
 |
Перерывы будут соответствовать тем моментам, когда объективы были закрыты лопастями и на фотопленку не попадал свет от метеора. Допустим, что наш обтюратор в секунду делает 7 оборотов, т. е. 14 раз закрывает объективы фотоаппаратов. Если на негативе останется след метеора с пятью перерывами, то мы можем легко найти продолжительность полета метеора по формуле
где Т -продолжительность полета метеора,n -количество перерывов на негативе, t -количество закрытий объектива в секунду. В нашем случае Т равно 0,28 сек., если на негативе 5удет след метеора с 4 перерывами. Если этот же метеор заснят и на втором, базисном пункте, то по величине смещения метеора на фоне далеких звезд можно найти высоты точек А и В и все расстояние АВ, т. е. длину метеора.
С проникновением метеора в глубь атмосферы скорость его вследствие торможения уменьшается. Величину торможения узнают по длине отрезков следа метеора на пластинке.
Если метеор достаточно ярок (ярче нулевой звездной величины), он может быть заснят и на спектральных фотокамерах. Тогда дополнительно получаются еще данные о химическом составе метеорита. Таким образом, астрономы-любители могут применить свои силы в комплексных научных наблюдениях метеоров.
Устройство метеорного патруля СОЛА таково. На круглом столике, опирающемся на три ножки, укрепляются на специальных штативчиках или деревянных призмах фотокамеры. В центре столика, не соприкасаясь с ним, устанавливается на стержневидном штативе электромотор обтюратора. Почти все фотокамеры самодельные. Деревянные камеры изготовлены из двух входящих друг в друга ящичков. Вдвигая или выдвигая меньший ящичек, мы достигнем необходимой фокусировки камеры. Пластинка прикладывается к задней стенке камеры и прижимается к ней при помощи специальных скобок-пружин, как в копировальных фоторамках. В последнее время мы изготовляем цельнометаллические фотокамеры из алюминиевых кастрюль и кружек с использованием кассетной части фотоаппаратов типа "Фотокор". В результате получаются красивые и удобные в обращении камеры. Что касается оптики, то для фотографирования метеоров лучше использовать наиболее светосильные объективы. Для спектральных камер применяются объективные призмы с углом преломления от 15 до 30°. Мы для спектрографирования применяем камеру "Фотокор-1" с фокусным расстоянием 13,5 см, а в качестве объективной призмы используем обычные очковые призмы, применяемые для исправления косоглазия.
При фотографировании метеоров важно, чтобы все фотокамеры патруля открывались и закрывались одновременно.
Для этого устраивается общий для всех камер колпак, а затворы объективов открываются еще при подготовке к наблюдениям. Время начала и конца экспозиции, а также моменты полета ярких метеоров отмечаются с точностью до секунды. Если фотографирование ведется с двух пунктов, то фотокамеры должны быть в них одинаковыми, а часы строго выверенными. Подробнее читатель может узнать о методике наблюдения метеоров из инструкции для наблюдений метеоров, изданной ВАГО.
| << Предыдущая |
|
Публикации с ключевыми словами:
преподавание астрономии - школьный курс астрономии - практические работы - методика преподавания - методические материалы
Публикации со словами: преподавание астрономии - школьный курс астрономии - практические работы - методика преподавания - методические материалы | |
См. также:
Все публикации на ту же тему >> | |
