09-06-2009, 03:42 AM
پروژه های کوچک نجومی
چکیده :
در این مقاله قصد بر ارائه چند پروژه کوتاه رصدی برای منجمان آماتور است .
1- تعیین جرم مشتری به وسیله اقمار ش
2- به دست آوردن فاصله زحل از روی سایه ی حلقه هایش
3- تعیین سرعت نور به روش رومر
4- چند راه برای به دست آوردن شعاع زمین
5- ساخت گردونه آسمان
برای انجام پروژه های معرفی شده ، متن مقاله به توضیح کامل آنها پرداخته است .
مقدمه :
پروژه های رصدی از جمله کارهایی است که در زمینه فعالیت های منجمان آماتور قرار دارد و از این رو منجمان آماتور - این راصدان آسمان شب – با انجام دادن پروژه های کوچک و کاربردی می توانند گامی برای شروع بردارند .
از جمله این پروژه ها می توان تعیین جرم مشتری به وسیله اقمار ش تعیین فاصله زحل توسط سایه ی آن روی حلقه و .... را نام برد .
ارائه این پروژه های رصدی کوتاه در قالب یک مقاله آموزشی می تواند راه کار خوبی برای آشنایی دادن منجمان آماتور با چگونگی رصد و انجام مراحل مختلف آن باشد .( بدین جهت ما اقدام به انجام این عمل نمودیم )
از دیگر راه کارهای خلاقانه آموزشی در زمینه آشنایی با آسمان را می توان تقسیم بندی ستارگان آسمان به شکل صور فلکی دلخواه و ساختن اسطوره هایی برای آنها دانست. می توان با ارائه این نقشه ی جدید از آسمان به شکل یک گردونه ، صور فلکی جدید را در طول شب پیدا کرده و اسطوره های ساختگی آنان را یاد آوری نمود .
متن مقاله :
تعیین جرم مشتری به وسیله اقمارش : مشتری بزرگترین سیاره منظومه خورشیدی ماست که با فاصله چندین واحد نجومی از خورشید به دور آن بر می گردد .
جرم مشتری درصد بزرگی از جرم سیارات منظومه شمسی را در بر می گیرد و راههای بسیاری نیز برای تعیین جرم آن وجود دارد که از آن جمله می توان تعیین جرم مشتری به وسیله اقمارش را نام برد .
در این روش با رصد در طی یک شب و دقت در در انداز گیری و تعیین فاصله اقمار مشتری از آن می توان با کمک گرفتن از فرمول های ساده جرم این سیاره غول پیکر را به دست آورد .
در یک شب رصدی اگر با کوچکترین ابزار اپتیکی که در اختیار دارید به سمت مشتری نشانه روید ، می توانید اقمار گالیله ای آن را مشاهده کنید .
اگر در طول شب یکی از اقمار مشتری را مد نظر بگیرد و در فواصل زمانی معین به طور مداوم آن را رصد کنید می توانید با عکس برداری در هر فاصله زمانی و یا با طرح زدن از موقعیت قمر و مشتری نسبت به یکدیگر فاصله ظاهری این دو جرم را به دست آورید ( دقت کنید فاصله مرکز به مرکز ) بعد از سپری کردن شب رصدی با بررسی عکس ها و یا طرح هایی که از آسمان در اختیار دارید و با به دست آوردن فاصله ظاهری قمر مشتری در تمام فواصل زمانی تعیین مقیاس نقشه و یا طرح خود به کارتان ادامه دهید و با در دست داشتن این اطلاعات فاصله حقیقی قمر تا مشتری را در هر بازه ی زمانی حساب کنید ، بعد از آن با کمک گرفتن از برنامه هایی مانند Excel و با کشیدن نمودار تعیین کنید که در چه بازه زمانی مشتری و قمر بیشترین فاصله را داشته اند .
با به دست آوردن این کمیت و با استفاده از قانون سوم کپلر می توانیم دوره تناوب قمر را حساب کنیم . P^2=a^3 در این روش فاصله بر حسب واحد نجومی (Au) می باشد که به همین دلیل شعاع مدار را به کسری از واحد نجومی تبدیل می کنیم و با قرار دادن اعداد در فرم نیوتونی قانون سوم کپلر جرم جسم مرکزی که همان مشتری است را حساب می کنیم .
بعد از انجام دادن این مراحل می توانیم با مقایسه حاصل به دست آمده با مقادیر اندازه گیری شده و معتبر درصد خطای کار خود را به وسیله این فرمول حساب کنیم و در صورت اختلافات فاحش صرف نظر از مشکلات محاسباتی به دنبال اشکال کار بگردیم .
مقیاس : 10^10* 2029
بر اساس نمودار بالا در بین زمان 7 و 8 قمر یو دورترین فاصله را داشته است . و بر اساس مقیاس طر هایمان از مشتری این فاصله 4.3510*10^10 می باشد. بر اساس آنچه در توضیح بالا گفته شد جرم مشتری به مقدار26^10*5.91 به دست آمد .
به دست آوردن سرعت نور به روش رومر :
در این روش نیز برای به دست آوردن سرعت نور از مشتری کمک می گیریم .
اگر حرکت اقمار مشتری به دور آن را به صورت منظم مد نظر بگیریم می توانیم حساب کنیم که در زمان های مشخص گرفت هایی بین مشتری و اقمار آن رخ می دهد ، در این صورت اگر یکی از اقمار مشتری را به صورت خاص دنبال کنیم در یک بازه زمانی ( که نسبتا طولانی است ) می توانیم لحظات گرفتگی را پیش بینی کنیم . در این میان نکته مهم جا به جایی زمین در مدارش نسبت به مشتری است که فاصله را دور تر و یا نزدیک تر می کند ( به اندازه نیمه قطر اطول مدار زمین ) همین مسئله سبب می شود که نور دیر تر و یا زودتر به زمین برسد و یک اختلاف زمانی بین لحظه ای که ما برای شروع و یا پایان گرفت پیش بینی کرده ایم به وجود می آید . به دلیل طولانی بودن مدت زمان لازم برای انجام این پروژه ی رصدی می توانیم از دیتاهای اعلام شده استفاده کنیم و با استفاده از فرمول ساده ی
V=d/t سرعت نور را حساب کنیم.
299330000/1000=299330km/s(نیم قطر اطول زمین )
تعیین فاصله ی زحل از زمین به وسیله ی سایه ی آن روی حلقه هایش:
زحل این زیباترین سیاره منظومه شمسی در مقام ششمین سیاره به دور خورشید می گردد و جذابیت مسحور کننده ی خود را نمایان می سازد . به این جهت این سیاره از دیر باز از اهمیت خاصی برخوردار بوده و مورد توجه قرار می گرفته است .
فاصله ی هر سیاره از زمین یکی از شاخصه های مورد توجه هر جرم سماوی می باشد که در مورد زحل نیز به همین منوال است .
یکی از راههای ساده ی به دست آوردن فاصله ی زحل از زمین استفاده از سایه ی آن روی حلقه هایش می باشد .
در این روش در یک شب می توانیم با رصد زحل به وسیله یک تلسکوپ و عکاسی و یا به وسیله طرح زدن از آن طول ظاهری سایه ی روی حلقه ها را تعیین کنیم.
از آن جایی که تهیه این تلسکوپ ممکن است برای تمام منجمان آماتور مقدور نباشد ، می توان از عکس هایی که در تاریخ های مشخص از زحل گرفته شده است استفاده کرد و طول ظاهری سایه را حساب نمود .در این حالت ما در فرض مسئله ی مطرح شده طول شعاع زحل و شعاع زحل به علاوه طول حلقه های آن را داریم و همچنین فاصله ی زحل تا خورشید و زمین تا خورشید را نیز در دست داریم و با داشتن تاریخ عکس و یا طرحی که از زحل در اختیار داریم می توانیم به وسیله ی نرم افزارهایی مانند starry night” “ جدایی زاویه ای زمین و زحل را حساب کنیم و با داشتن این اطلاعات به راحتی می توانیم فاصله ی زحل تا زمین را حساب کنیم .
ما بر اساس عکسی که در تاریخ 28.1.1999 گرفته شده بود و جدایی زاویه ای 78.9 را نشان می داد توانستیم فاصله ی زمین تا زحل را 9^10*3.7 به دست بیا وریم .
به دست آوردن شعاع زمین :
به دست آوردن شعاع زمین از راههای مختلف بعد از ثابت شدن گرد بودن زمین ، حساب کردن دقیق مقدار شعاع زمین یکی از کارهای اساسی و مهمی بود که تقریبا هر کسی اقدام به انجام آن می کرد و گاهی اوقات راهی بود که به یک باره کروی بودن زمین را اثبات می کرد و شعاع آن را نیز به دست می آورد .
یک روش ساده برای به دست آوردن شعاع زمین ، استفاده از تفاوت زمان غروب یا طلوع خورشید در ارتفاع های مختلف است . به این صورت که به فرض شما در کنار ساحل نشسته اید و در ارتفاع صفر نظاره گر غروب خورشید هستید بعد از رویت غروب بالاترین قسمت خورشید بلند می شوید و می ایستید در این حالت به طور متوسط 1/7m جا به جایی ارتفاع داشته اید و در این حین شما هنوز خورشید را می بینید تا زمانی که دوباره بالاترین ناحیه آن ناپدید شود .
اگر بین این دو لحظه که غروب را مشاهده کرده اید یک زمان سنجی ساده را انجام داده باشید می توانید به راحتی شعاع زمین را حساب کنید .
360 24
X 11.01" X=0.04625
R=h cosX/1- cosX = 5.2*10^6
برای دقت بالا تر در بدست آوردن پاسخ می توانیم از نجوم کرو ی و مثلث کروی استفاده کرده و مسئله را حل کنیم .
صور فلکی :
صورت های فلکی از جمله قدیمی ترین نمادهای نجومی بشری اند که همراه با اسطوره هایشان تا به امروز به جا مانده اند .
حال اگر ما در یک شب به آسمان نگاه کنیم و صور فلکی را تصور کنیم که تا کنون وجود نداشته اندو برای آنها اسطوره هایی را در نظر بگیریم قادریم آسمان را آن گونه که خودمان می خواهیم تقسیم بندی کنیم . این یکی از پروژه هایی است که ما در طی این تابستان برای انجام آن کوشش نمودیم . در پایان این مراحل می توانیم با ساخت یک گردونه آسمان ، صور فلکی خود را به دیگران نیز معرفی کنیم . در پی رو این ایده ی جذاب برای آشنایی بیشتر با آسمان ما با ساخت طرح ها ی مختلفی مثل سالن اپرا داستان هری پاتر و.... خود نیز گردونه هایی از نقشه ی جدید آسمان را تهیه کردیم .
منبع :
http://www.farasastrogroup.blogfa.com/post-9.aspx
گرد آورنده:هما ارشاد
چکیده :
در این مقاله قصد بر ارائه چند پروژه کوتاه رصدی برای منجمان آماتور است .
1- تعیین جرم مشتری به وسیله اقمار ش
2- به دست آوردن فاصله زحل از روی سایه ی حلقه هایش
3- تعیین سرعت نور به روش رومر
4- چند راه برای به دست آوردن شعاع زمین
5- ساخت گردونه آسمان
برای انجام پروژه های معرفی شده ، متن مقاله به توضیح کامل آنها پرداخته است .
مقدمه :
پروژه های رصدی از جمله کارهایی است که در زمینه فعالیت های منجمان آماتور قرار دارد و از این رو منجمان آماتور - این راصدان آسمان شب – با انجام دادن پروژه های کوچک و کاربردی می توانند گامی برای شروع بردارند .
از جمله این پروژه ها می توان تعیین جرم مشتری به وسیله اقمار ش تعیین فاصله زحل توسط سایه ی آن روی حلقه و .... را نام برد .
ارائه این پروژه های رصدی کوتاه در قالب یک مقاله آموزشی می تواند راه کار خوبی برای آشنایی دادن منجمان آماتور با چگونگی رصد و انجام مراحل مختلف آن باشد .( بدین جهت ما اقدام به انجام این عمل نمودیم )
از دیگر راه کارهای خلاقانه آموزشی در زمینه آشنایی با آسمان را می توان تقسیم بندی ستارگان آسمان به شکل صور فلکی دلخواه و ساختن اسطوره هایی برای آنها دانست. می توان با ارائه این نقشه ی جدید از آسمان به شکل یک گردونه ، صور فلکی جدید را در طول شب پیدا کرده و اسطوره های ساختگی آنان را یاد آوری نمود .
متن مقاله :
تعیین جرم مشتری به وسیله اقمارش : مشتری بزرگترین سیاره منظومه خورشیدی ماست که با فاصله چندین واحد نجومی از خورشید به دور آن بر می گردد .
جرم مشتری درصد بزرگی از جرم سیارات منظومه شمسی را در بر می گیرد و راههای بسیاری نیز برای تعیین جرم آن وجود دارد که از آن جمله می توان تعیین جرم مشتری به وسیله اقمارش را نام برد .
در این روش با رصد در طی یک شب و دقت در در انداز گیری و تعیین فاصله اقمار مشتری از آن می توان با کمک گرفتن از فرمول های ساده جرم این سیاره غول پیکر را به دست آورد .
در یک شب رصدی اگر با کوچکترین ابزار اپتیکی که در اختیار دارید به سمت مشتری نشانه روید ، می توانید اقمار گالیله ای آن را مشاهده کنید .
اگر در طول شب یکی از اقمار مشتری را مد نظر بگیرد و در فواصل زمانی معین به طور مداوم آن را رصد کنید می توانید با عکس برداری در هر فاصله زمانی و یا با طرح زدن از موقعیت قمر و مشتری نسبت به یکدیگر فاصله ظاهری این دو جرم را به دست آورید ( دقت کنید فاصله مرکز به مرکز ) بعد از سپری کردن شب رصدی با بررسی عکس ها و یا طرح هایی که از آسمان در اختیار دارید و با به دست آوردن فاصله ظاهری قمر مشتری در تمام فواصل زمانی تعیین مقیاس نقشه و یا طرح خود به کارتان ادامه دهید و با در دست داشتن این اطلاعات فاصله حقیقی قمر تا مشتری را در هر بازه ی زمانی حساب کنید ، بعد از آن با کمک گرفتن از برنامه هایی مانند Excel و با کشیدن نمودار تعیین کنید که در چه بازه زمانی مشتری و قمر بیشترین فاصله را داشته اند .
با به دست آوردن این کمیت و با استفاده از قانون سوم کپلر می توانیم دوره تناوب قمر را حساب کنیم . P^2=a^3 در این روش فاصله بر حسب واحد نجومی (Au) می باشد که به همین دلیل شعاع مدار را به کسری از واحد نجومی تبدیل می کنیم و با قرار دادن اعداد در فرم نیوتونی قانون سوم کپلر جرم جسم مرکزی که همان مشتری است را حساب می کنیم .
بعد از انجام دادن این مراحل می توانیم با مقایسه حاصل به دست آمده با مقادیر اندازه گیری شده و معتبر درصد خطای کار خود را به وسیله این فرمول حساب کنیم و در صورت اختلافات فاحش صرف نظر از مشکلات محاسباتی به دنبال اشکال کار بگردیم .
مقیاس : 10^10* 2029
بر اساس نمودار بالا در بین زمان 7 و 8 قمر یو دورترین فاصله را داشته است . و بر اساس مقیاس طر هایمان از مشتری این فاصله 4.3510*10^10 می باشد. بر اساس آنچه در توضیح بالا گفته شد جرم مشتری به مقدار26^10*5.91 به دست آمد .
به دست آوردن سرعت نور به روش رومر :
در این روش نیز برای به دست آوردن سرعت نور از مشتری کمک می گیریم .
اگر حرکت اقمار مشتری به دور آن را به صورت منظم مد نظر بگیریم می توانیم حساب کنیم که در زمان های مشخص گرفت هایی بین مشتری و اقمار آن رخ می دهد ، در این صورت اگر یکی از اقمار مشتری را به صورت خاص دنبال کنیم در یک بازه زمانی ( که نسبتا طولانی است ) می توانیم لحظات گرفتگی را پیش بینی کنیم . در این میان نکته مهم جا به جایی زمین در مدارش نسبت به مشتری است که فاصله را دور تر و یا نزدیک تر می کند ( به اندازه نیمه قطر اطول مدار زمین ) همین مسئله سبب می شود که نور دیر تر و یا زودتر به زمین برسد و یک اختلاف زمانی بین لحظه ای که ما برای شروع و یا پایان گرفت پیش بینی کرده ایم به وجود می آید . به دلیل طولانی بودن مدت زمان لازم برای انجام این پروژه ی رصدی می توانیم از دیتاهای اعلام شده استفاده کنیم و با استفاده از فرمول ساده ی
V=d/t سرعت نور را حساب کنیم.
299330000/1000=299330km/s(نیم قطر اطول زمین )
تعیین فاصله ی زحل از زمین به وسیله ی سایه ی آن روی حلقه هایش:
زحل این زیباترین سیاره منظومه شمسی در مقام ششمین سیاره به دور خورشید می گردد و جذابیت مسحور کننده ی خود را نمایان می سازد . به این جهت این سیاره از دیر باز از اهمیت خاصی برخوردار بوده و مورد توجه قرار می گرفته است .
فاصله ی هر سیاره از زمین یکی از شاخصه های مورد توجه هر جرم سماوی می باشد که در مورد زحل نیز به همین منوال است .
یکی از راههای ساده ی به دست آوردن فاصله ی زحل از زمین استفاده از سایه ی آن روی حلقه هایش می باشد .
در این روش در یک شب می توانیم با رصد زحل به وسیله یک تلسکوپ و عکاسی و یا به وسیله طرح زدن از آن طول ظاهری سایه ی روی حلقه ها را تعیین کنیم.
از آن جایی که تهیه این تلسکوپ ممکن است برای تمام منجمان آماتور مقدور نباشد ، می توان از عکس هایی که در تاریخ های مشخص از زحل گرفته شده است استفاده کرد و طول ظاهری سایه را حساب نمود .در این حالت ما در فرض مسئله ی مطرح شده طول شعاع زحل و شعاع زحل به علاوه طول حلقه های آن را داریم و همچنین فاصله ی زحل تا خورشید و زمین تا خورشید را نیز در دست داریم و با داشتن تاریخ عکس و یا طرحی که از زحل در اختیار داریم می توانیم به وسیله ی نرم افزارهایی مانند starry night” “ جدایی زاویه ای زمین و زحل را حساب کنیم و با داشتن این اطلاعات به راحتی می توانیم فاصله ی زحل تا زمین را حساب کنیم .
ما بر اساس عکسی که در تاریخ 28.1.1999 گرفته شده بود و جدایی زاویه ای 78.9 را نشان می داد توانستیم فاصله ی زمین تا زحل را 9^10*3.7 به دست بیا وریم .
به دست آوردن شعاع زمین :
به دست آوردن شعاع زمین از راههای مختلف بعد از ثابت شدن گرد بودن زمین ، حساب کردن دقیق مقدار شعاع زمین یکی از کارهای اساسی و مهمی بود که تقریبا هر کسی اقدام به انجام آن می کرد و گاهی اوقات راهی بود که به یک باره کروی بودن زمین را اثبات می کرد و شعاع آن را نیز به دست می آورد .
یک روش ساده برای به دست آوردن شعاع زمین ، استفاده از تفاوت زمان غروب یا طلوع خورشید در ارتفاع های مختلف است . به این صورت که به فرض شما در کنار ساحل نشسته اید و در ارتفاع صفر نظاره گر غروب خورشید هستید بعد از رویت غروب بالاترین قسمت خورشید بلند می شوید و می ایستید در این حالت به طور متوسط 1/7m جا به جایی ارتفاع داشته اید و در این حین شما هنوز خورشید را می بینید تا زمانی که دوباره بالاترین ناحیه آن ناپدید شود .
اگر بین این دو لحظه که غروب را مشاهده کرده اید یک زمان سنجی ساده را انجام داده باشید می توانید به راحتی شعاع زمین را حساب کنید .
360 24
X 11.01" X=0.04625
R=h cosX/1- cosX = 5.2*10^6
برای دقت بالا تر در بدست آوردن پاسخ می توانیم از نجوم کرو ی و مثلث کروی استفاده کرده و مسئله را حل کنیم .
صور فلکی :
صورت های فلکی از جمله قدیمی ترین نمادهای نجومی بشری اند که همراه با اسطوره هایشان تا به امروز به جا مانده اند .
حال اگر ما در یک شب به آسمان نگاه کنیم و صور فلکی را تصور کنیم که تا کنون وجود نداشته اندو برای آنها اسطوره هایی را در نظر بگیریم قادریم آسمان را آن گونه که خودمان می خواهیم تقسیم بندی کنیم . این یکی از پروژه هایی است که ما در طی این تابستان برای انجام آن کوشش نمودیم . در پایان این مراحل می توانیم با ساخت یک گردونه آسمان ، صور فلکی خود را به دیگران نیز معرفی کنیم . در پی رو این ایده ی جذاب برای آشنایی بیشتر با آسمان ما با ساخت طرح ها ی مختلفی مثل سالن اپرا داستان هری پاتر و.... خود نیز گردونه هایی از نقشه ی جدید آسمان را تهیه کردیم .
منبع :
http://www.farasastrogroup.blogfa.com/post-9.aspx
گرد آورنده:هما ارشاد