Odległość kątowa. Liceum Klasy I III Doświadczenie konkursowe 1



Podobne dokumenty
Odległość kątowa. Szkoła średnia Klasy I IV Doświadczenie konkursowe 5

Wędrówki między układami współrzędnych

Układy współrzędnych równikowych

Układy współrzędnych równikowych

Przykładowe zagadnienia.

Przykładowe zagadnienia.

Gdzie się znajdujemy na Ziemi i w Kosmosie

Inne Nieba. Gimnazjum Klasy I III Doświadczenie konkursowe nr 4

Materiały edukacyjne Tranzyt Wenus Zestaw 3. Paralaksa. Zadanie 1. Paralaksa czyli zmiana

Ruch obiegowy Ziemi. Ruch obiegowy Ziemi. Cechy ruchu obiegowego. Cechy ruchu obiegowego

Aplikacje informatyczne w Astronomii. Internet źródło informacji i planowanie obserwacji astronomicznych

NACHYLENIE OSI ZIEMSKIEJ DO PŁASZCZYZNY ORBITY. Orbita tor ciała niebieskiego lub sztucznego satelity krążącego wokół innego ciała niebieskiego.

Wyznaczanie długości i szerokości geograficznej z obserwacji astronomicznych.

Zapisy podstawy programowej Uczeń: 2. 1) wyjaśnia cechy budowy i określa położenie różnych ciał niebieskich we Wszechświecie;

Jaki jest Wszechświat?

Cykl Metona. Liceum Klasy I III Doświadczenie konkursowe nr 1

Elementy astronomii w geografii

Ruch Gwiazd. Szkoła Podstawowa Klasy IV VI Doświadczenie konkursowe nr 3

Wyznaczanie długości i szerokości geograficznej z obserwacji astronomicznych.

LX Olimpiada Astronomiczna 2016/2017 Zadania z zawodów III stopnia. S= L 4π r L

4. Ruch obrotowy Ziemi

Człowiek najlepsza inwestycja. Fot.NASA FENIKS PRACOWNIA DYDAKTYKI ASTRONOMII

( W.Ogłoza, Uniwersytet Pedagogiczny w Krakowie, Pracownia Astronomiczna)

Konkurs Astronomiczny Astrolabium III Edycja 25 marca 2015 roku Klasy I III Liceum Ogólnokształcącego Test Konkursowy

Dyfrakcja to zdolność fali do uginania się na krawędziach przeszkód. Dyfrakcja światła stanowi dowód na to, że światło ma charakter falowy.

Tellurium szkolne [ BAP_ doc ]

24 godziny 23 godziny 56 minut 4 sekundy

Zestaw 1. Rozmiary kątowe str. 1 / 5

Liceum dla Dorosłych semestr 1 FIZYKA MAŁGORZATA OLĘDZKA

Rozwiązania przykładowych zadań

Jak rozwiązywać zadania.

Analiza danych. 7 th International Olympiad on Astronomy & Astrophysics 27 July 5 August 2013, Volos Greece. Zadanie 1.

Analemmatyczny zegar słoneczny dla Włocławka

Astronomia. Wykład I. Waldemar Ogłoza. Wykład dla studentów geografii. dla studentów > informacje>zajęcia W.Ogłozy>a4g-w1.

PODRĘCZNA INSTRUKCJA ASTRO-EXCELA

Wprowadzenie do astronomii

1 Co to jest gwiazda? 2 Gwiazdozbiór. 3 Przedstawienie

WZORY NA WYSOKOŚĆ SŁOŃCA. Wzory na wysokość Słońca

Plejady. Liceum Klasy I III Doświadczenie konkursowe nr 5

Elementy astronomii dla geografów. Bogdan Wszołek Agnieszka Kuźmicz

Astronomia Wykład I. KOSMOLOGIA bada Wszechświat jako całość. Literatura: dla studentów > informacje>zajęcia W.Ogłozy>a4g-w1.

Model ruchomy - globus ze sklepieniem niebieskim wersja uproszczona

Istnieje wiele sposobów przedstawiania obrazów Ziemi lub jej fragmentów, należą do nich plany, mapy oraz globusy.

3a. Ruch obiegowy Ziemi

ul. Marii Skłodowskiej-Curie Tarnobrzeg tel/fax (15) market@astrozakupy.pl

Pozorne orbity planet Z notatek prof. Antoniego Opolskiego. Tomasz Mrozek Instytut Astronomiczny UWr Zakład Fizyki Słońca CBK PAN

Współrzędne geograficzne

Geografia jako nauka. Współrzędne geograficzne.

Obliczanie pozycji obiektu na podstawie znanych elementów orbity. Rysunek: Elementy orbity: rozmiar wielkiej półosi, mimośród, nachylenie

1. Obserwacje nieba 2. Gwiazdozbiór na północnej strefie niebieskiej 3. Gwiazdozbiór na południowej strefie niebieskiej 4. Ruch gwiazd 5.

RUCH OBROTOWY I OBIEGOWY ZIEMI

nawigację zliczeniową, która polega na określaniu pozycji na podstawie pomiaru przebytej drogi i jej kierunku.

Od redakcji. Symbolem oznaczono zadania wykraczające poza zakres materiału omówionego w podręczniku Fizyka z plusem cz. 2.

REGULAMIN I WOJEWÓDZKIEGO KONKURSU WIEDZY ASTRONOMICZNEJ KASJOPEJA

b. Ziemia w Układzie Słonecznym sprawdzian wiadomości

Wyznaczanie stałej słonecznej i mocy promieniowania Słońca

Podstawy Nawigacji. Kierunki. Jednostki

I. KARTA PRZEDMIOTU. Zapoznanie z układem współrzędnych sferycznych horyzontalnych.

ZAŁĄCZNIK IV. Obliczanie rotacji / translacji obrazów.

Przykład testu z astronomicznych podsatw geografii Uzupełnić puste pola : Wybarć własciwe odpowiedzi a,b,c,d,e... (moŝe byc kilka poprawnych!!

Sprawdzian 2. Fizyka Świat fizyki. Astronomia. Sprawdziany podsumowujące. sin = 0,0166 cos = 0,9999 tg = 0,01659 ctg = 60,3058

Astronomia poziom rozszerzony

LIV Olimpiada Astronomiczna 2010 / 2011 Zawody III stopnia

Ściąga eksperta. Ruch obiegowy i obrotowy Ziemi. - filmy edukacyjne on-line. Ruch obrotowy i obiegowy Ziemi.

Grawitacja i astronomia, zakres podstawowy test wiedzy i kompetencji ZADANIA ZAMKNIĘTE

Astronomia. Wykład IV. Waldemar Ogłoza. >> dla studentów. Wykład dla studentów fizyki

Zapoznanie z pojęciem sfery niebieskiej oraz definicjami podstawowych jej elementów.

1.2. Geografia fizyczna ogólna

wersja

TRYGONOMETRIA FUNKCJE TRYGONOMETRYCZNE KĄTA SKIEROWANEGO

Wstęp do astrofizyki I

Ziemia we Wszechświecie lekcja powtórzeniowa

Wykład z podstaw astronomii

Ziemia jako zegar Piotr A. Dybczyński

Astronomia II, ćwiczenia, podsumowanie. Kolokwium I. m= 2.5log F F 0

Obliczanie czasów miejscowych słonecznych i czasów strefowych. 1h = 15 0

Wektory, układ współrzędnych

Optyka geometryczna - 2 Tadeusz M.Molenda Instytut Fizyki, Uniwersytet Szczeciński. Zwierciadła niepłaskie

PROPOZYCJA ĆWICZEŃ OBSERWACYJNYCH Z ASTRONOMII DO PRZEPROWADZENIA W OBSERWATORIUM ASTRONOMICZNYM INSTYTUTU FIZYKI UR DLA UCZESTNIKÓW PROJEKTU FENIKS

3b. Zadania - ruch obiegowy (wysokość górowania Słońca)

Astronomia. Wykład II. Waldemar Ogłoza. Wykład dla studentów fizyki. > dla studentów > zajęcia W.Ogłozy

ASTRONOMIA. Autor wyraził zgodę na zamieszczenie niniejszej wersji elektronicznej podręcznika do użytku publicznego

Opozycja... astronomiczna...

32 B Środowisko naturalne. Ederlinda Viñuales Gavín Cristina Viñas Viñuales. Jak długi jest dzień

Title: Ćwiczenia z podstaw astrofizyki

I OKREŚLANIE KIERUNKÓW NA ŚWIECIE

STOPIEŃ I KONKURSU GEOGRAFICZNEGO dla uczniów gimnazjów i oddziałów gimnazjalnych szkół województwa pomorskiego rok szkolny 2018/2019

Gwiazdozbiory (konstelacje)

Kartkówka powtórzeniowa nr 2

GWIAZDOZBIORY NIEBIESKIE

19 października 2018

Funkcje trygonometryczne

Niebo kwietniowe De Gestirne (album), XIX w.

VIII POWIATOWY KONKURS ASTRONOMICZNY COPERNICUS REGULAMIN

Kroki: A Windows to the Universe Citizen Science Event. windows2universe.org/starcount. 29 października - 12 listopada 2010

LVII Olimpiada Astronomiczna 2013/2014 Zadania zawodów III stopnia

Konkurs Astronomiczny Astrolabium IV Edycja 26 kwietnia 2017 roku Klasy I III Gimnazjum Test Konkursowy

XXXIX OLIMPIADA GEOGRAFICZNA Zawody III stopnia pisemne podejście 2

Piotr Brych Wzajemne zakrycia planet Układu Słonecznego

1. * Wyjaśnij, dlaczego w kalendarzu gregoriańskim wprowadzono lata przestępne na zasadach opisanych powyŝej...

Transkrypt:

Liceum Klasy I III Doświadczenie konkursowe 1 Rok 2015

1. Wstęp teoretyczny Patrząc na niebo po zachodzie Słońca mamy wrażenie, że znajdujemy się pod rozgwieżdżoną kopułą. Kopuła ta stanowi połowę tzw. sfery niebieskiej. Jej druga połowa skrywa się pod horyzontem. Sfera niebieska to pozorna sfera, związana z naszym postrzeganiem. Nie ma ona określonego promienia, a jej środek znajduje się zawsze w miejscu, gdzie stoi obserwator i pokrywa się ze środkiem horyzontu. Wyobrażenie nieba pod postacią sfery niebieskiej ułatwia nam orientację na niebie (Rys.1). Gwiazda Polarna B N Zenit E N S W Nadir Rysunek 1. Sfera niebieska. Na sferze tej wyróżnić można pewne punkty. Tam, gdzie oś ziemska przecina sferę niebieską, znajdują się bieguny sfery niebieskiej: północny (B N ) i południowy (B S ). Blisko punktu północnego bieguna niebieskiego znajduje się Gwiazda Polarna (Rys.1). By jednoznacznie umiejscowić obiekt astronomiczny na niebie, należy podać jego współrzędne. Najłatwiej określać pozycję obiektu korzystając z układu współrzędnych równikowych równonocnych. W układzie tym występują dwie współrzędne: rektascensja (odpowiednik długości geograficznej) oraz deklinacja (odpowiednik szerokości geograficznej). Układ ten posiada dwa bieguny B N i B S, przez które przechodzi oś świata. Na rysunku (Rys.2) został przedstawiony schemat opisanego powyżej układu współrzędnych astronomicznych. Rektascensja, oznaczana jako α, liczona jest względem równika niebieskiego, czyli płaszczyzny prostopadłej do osi świata. Współrzędna ta rośnie od punktu Barana w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, czyli: N-W-S-E. Punkt Barana to punkt, w którym ekliptyka 1 przecina się z równikiem niebieskim. W dniu, w którym Słońce znajduje się w punkcie Barana, następuje równonoc wiosenna. Rektascensja liczona jest w mierze godzinnej. Cała sfera niebieska zamiast na 360º, podzielona jest w tym wypadku na 24 godziny (h), które z kolei dzielą się na 60 minut (m), a każda minuta na 60 sekund (s) łuku. Deklinacja, oznaczana jako δ, liczona jest od równika niebieskiego w zakresie od 90 do +90 stopni. Wartości dodatnie odnoszą się do obiektów znajdujących się na północnej półkuli nieba, 1 droga jaką Słońce zakreśla na niebie w czasie swojego rocznego pozornego ruchu. Widoczny ruch roczny Słońca po niebie jest spowodowany ruchem obiegowym Ziemi wokół Słońca B S 2

a ujemne na południowej półkuli nieba. Obiekty położone na równiku niebieskim mają deklinację równą 0º. Podobnie jak dla rektascensji, deklinacja jest podzielona na mniejsze jednostki. Stopień (º) dzieli się na minuty ( ), a te z kolei na sekundy ( ). Rysunek 2. Schemat współrzędnych równikowych równonocnych służących do opisania położenia obiektów astronomicznych na niebie (sferze niebieskiej). Ze względu na to, że obiekty astronomiczne znajdują się na sferze, to odległości pomiędzy nimi można wygodnie opisywać za pomocą kątów. W tym celu używa się odległości kątowej. Odległość kątowa θ pomiędzy dwoma obiektami, jest to kąt zawarty pomiędzy promieniami wychodzącymi z miejsca, gdzie znajduje się obserwator i przechodzącymi przez te obiekty (Rys.3). Odległość kątową wyraża się w stopniach (º), minutach ( ) i sekundach ( ) łuku. Odległość kątową pomiędzy dwoma gwiazdami można obliczyć na podstawie następującego wzoru 2 : [ sinδ sinδ + cos δ cos δ ( α )] θ = arccos cos, 1 2 1 2 2 α1 gdzie: θ odległość kątowa w radianach, δ 1, δ 2 deklinacja odpowiednio pierwszej i drugiej gwiazdy, α 1 i α 2 rektascensja odpowiednio pierwszej i drugiej gwiazdy, przy czym gwiazdy należy ponumerować tak, by α 2 > α 1. Arccos jest to arcus cosinus, funkcja odwrotna do funkcji cosinus, czyli jeżeli y = cos(x) to x = arccos(y). Z odległości kątowej, znając dystans do obiektów d, można wyznaczyć odległości między tymi obiektami l, korzystając z zależności: θ gdzie: l i d są wyrażone w tych samych jednostkach długości, np. w kilometrach, a θ jest wyrażona w radianach. Powyższa zależność ma zastosowanie tylko dla małych odległości kątowych. l d, 2 wzór ten jest jednym ze wzorów trygonometrii sferycznej. Zainteresowani tym tematem mogą dowiedzieć się więcej z książki Jana Mietelskiego pt. Astronomia dla geografów 3

Rysunek 3. Zależność pomiędzy odległością kątową a odległością liniową. Jednym z najprostszych sposobów mierzenia odległości kątowej jest wykorzystanie do tego celu własnych dłoni. Aby wykonać poprawnie taki pomiar, należy skierować wyprostowaną rękę w kierunku badanego obiektu niebieskiego. Pomiędzy czubkami kciuka i małego palca maksymalnie rozpostartej dłoni zawiera się około 20º łuku. Pomiędzy palcem wskazującym, a małym palcem odmierzymy mniej więcej 15º łuku. Mniejszą odległość kątową (ok. 10º) uzyskamy między końcami zaciśniętej pięści. Jeszcze mniejsze wielkości kątowe otrzymamy pomiędzy wyprostowanymi palcami wskazującym i serdecznym (około 5º). Sam kciuk będzie zajmował około 2º, natomiast mały palec 1º. Na rysunku (Rys.4) został przedstawiony schematyczny pomiar odległości z wykorzystaniem odpowiedniego ułożenia dłoni. Rysunek 4. Sposób pomiaru odległości na niebie z wykorzystaniem własnej dłoni. Źródło: http://gwiazdozbiory.eurelsoft.com.pl/katy/html 4

2. Cel doświadczenia Celem doświadczenia jest wyznaczenie odległości kątowej i liniowej pomiędzy gwiazdami Atlas i Elektra w gromadzie Plejad oraz wyznaczenie odległości kątowej od Plejad do Aldebarana. 3. Opis wykonania doświadczenia Do doświadczenia potrzebny jest kalkulator lub arkusz kalkulacyjny (Excel lub bezpłatny OpenOfficeCalc). Plejady są najbardziej znaną gromadą otwartą 3 na niebie. Znajdują się w gwiazdozbiorze Byka w odległości ok. 440 lat świetlnych 4 od Ziemi i mogą być obserwowane nieuzbrojonym okiem (Rys.5). W gromadzie tej znajduje się około tysiąca gwiazd. Rysunek 5. Plejady. Ich nazwa wywodzi się ze starożytnej Grecji. Dziewięć najjaśniejszych nazwanych zostało imionami Siedmiu Sióstr z mitologii greckiej (Sterope, Merope, Elektra, Maja, Tajgeta, Kelajno, Alkione) wraz z rodzicami (Atlas i Plejone). Współrzędne gwiazd są podane w tabeli. Oblicz odległość kątową pomiędzy Elektrą i Atlasem. Otrzymany wynik w radianach zamień na stopnie, korzystając z zależności: 2π rad = 360º. Następnie wylicz odległość liniową pomiędzy tymi gwiazdami. Wynik podaj w km. Znajdź Plejady na niebie. Znając rozmiar kątowy tej gromady oraz podany powyżej schemat 3 gromada otwarta jest to grupa luźno związanych grawitacyjnie gwiazd, która powstała z jednego obłoku 4 rok świetlny jest to odległość jaką pokonuje światło w ciągu jednego roku, czyli 9 467 000 000 000 km 5

mierzenia odległości na niebie, wyznacz w przybliżeniu odległość kątową pomiędzy Plejadami a najjaśniejszą gwiazdą gwiazdozbioru Byka Aldebaranem. 6