Astronomsko posmatranje na Zemlji je primjer. Astronomska zapažanja

Ako želite da budete sami sa sobom, pobjegnite od svakodnevne rutine, dajte volju svojoj fantaziji koja uspava u vama, dođite na spoj sa zvijezdama. Odložite snove do jutarnjih sati. Setite se besmrtnih stihova I. Ilfa i E. Petrova: „Lepo je noću sedeti na trgu. Vazduh je čist, a pametne misli mi dolaze u glavu.

I kakvo je zadovoljstvo promatrati suptilnu, zaista magičnu nebesku sliku! Nije ni čudo što lovci, ribari i turisti, nakon što su se smjestili za noć, vole dugo gledati u nebo. Koliko često, ležeći kraj ugašene vatre i gledajući u beskrajnu daljinu, iskreno žale što je njihovo poznanstvo sa zvijezdama ograničeno na kantu Velikog medvjeda. Pritom, mnogi ni ne pomišljaju da se ovo poznanstvo može proširiti, a vjeruju da je za njih nebo tajna sa sedam pečata. Prilično uobičajena zabluda. Vjerujte, napraviti prvi korak na putu astronoma amatera nije nimalo teško. Dostupan je i mlađim školarcima, i studentima, i šefu projektantskog biroa, i pastiru, i traktoristu, i penzioneru.

Velika većina ljudi ima unaprijed stvorenu ideju da amaterska astronomija počinje s teleskopom („Napraviću mali teleskop i posmatrati zvijezde.“) debljinom za pravljenje ogledala za reflektirajući teleskop? Tri-četiri neuspešna pokušaja, a dijalog sa zvezdanim nebom se odlaže na neodređeno vreme, pa čak i zauvek. Steta! Uostalom, ako se želite pridružiti astronomiji ili pomoći svojoj djeci u tome, nećete naći način osim promatranja meteora.

Samo zapamtite da ih je preporučljivo započeti u periodu maksimalnog djelovanja neke intenzivne meteorske kiše. To je najbolje uraditi u noćima od 11. do 12. avgusta i 12. na 13. avgust, kada se aktivira tok Perseid. Za školsku djecu ovo je općenito izuzetno zgodno vrijeme. U ovoj fazi nisu potrebni nikakvi optički instrumenti ili uređaji za posmatranje. Samo trebate odabrati mjesto za promatranje, udaljeno od izvora svjetlosti i pružajući prilično veliki pogled na nebo. Može biti u polju, na brdu, u planini, na velikom rubu šume, na ravnom krovu kuće, u prilično širokom dvorištu. Sa sobom trebate imati samo bilježnicu (dnevnik za posmatranje), olovku i bilo koji sat, ručni, stoni ili čak zidni sat.

Zadatak je izbrojati broj meteora koje vidite svakog sata i zapamtiti ili zapisati rezultat. Posmatranja je poželjno provoditi što duže, recimo od 22 sata do zore. Možete posmatrati ležeći, sedeći ili stojeći: izabraćete najudobniji položaj za sebe. Najveća površina neba može biti: prekrivena posmatranjima dok ležite na leđima. Međutim, takav položaj je prilično rizičan: mnogi astronomi početnici amateri zaspu u drugoj polovini noći, ostavljajući meteore da "nekontrolisano trče" po nebu.

Nakon završetka posmatranja, napravite tabelu, u čiju prvu kolonu unesite časovne intervale posmatranja, na primjer, od 2 do 3 sata, od 3 do 4 sata, itd., au drugu - odgovarajući broj meteora viđeno: 10, 15, ... Radi veće jasnoće, možete nacrtati zavisnost broja meteora od doba dana - i imaćete sliku koja pokazuje kako se broj meteora menjao tokom noći. Ovo će biti vaše malo "naučno otkriće". To se može uraditi već prve noći posmatranja. Neka vas inspiriše misao da su svi meteori koje vidite ove noći jedinstveni. Uostalom, svaki od njih je prolazni oproštajni autogram međuplanetarne čestice koja zauvijek nestaje. Uz sreću, posmatrajući meteore, možete vidjeti jednu ili čak više vatrenih lopti. Bolid može završiti ispadanjem meteorita, stoga budite spremni na sljedeće radnje: postavite trenutak leta bolida po satu, pokušajte zapamtiti (nacrtati) njegovu putanju koristeći zemaljske ili nebeske orijentire, osluškivati ​​bilo kakve zvukove (šok, eksplozija, tutnjava) nakon što se vatrena lopta ugasi ili nestane iznad horizonta. Zabilježite podatke u dnevnik posmatranja. Informacije koje ste dobili mogu biti od koristi stručnjacima u slučaju organiziranja potrage za mjestom gdje je meteorit pao.

Već prve noći, vršeći zapažanja, obratićete pažnju na najsjajnije zvezde, na njihov relativni položaj. A ako nastavite dalje promatrati, onda ćete se za nekoliko čak i nepotpunih noći naviknuti na njih i prepoznat ćete ih. Čak iu davna vremena, zvijezde su bile grupisane u sazviježđa. Sazvežđa je potrebno postepeno proučavati. Ovo se više ne može učiniti bez mape zvjezdanog neba. Treba ga kupiti u knjižari. Zasebno, karte ili atlasi zvjezdanog neba rijetko se prodaju, češće se prilažu raznim knjigama, na primjer, udžbenik astronomije za 10. razred, školski astronomski kalendar i popularno-naučna astronomska literatura.

Nije teško identificirati zvijezde na nebu sa njihovim slikama na karti. Samo se trebate prilagoditi mjerilu karte. Kada izlazite sa mapom, ponesite baterijsku lampu sa sobom. Kako bi se spriječilo da karta bude prejako osvijetljena, svjetlo svjetiljke se može prigušiti umotavanjem u zavoj. Upoznavanje sazviježđa je izuzetno uzbudljiva aktivnost. Rješenje "Zvjezdanih ukrštenih riječi" nikada nije dosadno. Štoviše, iskustvo pokazuje da djeca, na primjer, uživaju u igri zvijezda i vrlo brzo pamte i nazive sazviježđa i njihovu lokaciju na nebu.

Tako ćete za nedelju dana moći sasvim slobodno da plivate u rajskom moru i govorite „ti“ sa mnogo zvezda. Dobro poznavanje neba proširiće vaš program naučnog posmatranja meteora. Istina, ova oprema će postati nešto složenija. Osim sata, časopisa i olovke, potrebno je ponijeti baterijsku lampu, kartu, ravnalo, gumicu, podlogu za kartice (neku vrstu šperploče ili stočić). Sada, kada posmatrate putanju svih meteora koje vidite, stavljate na kartu olovkom u obliku strelica. Ako su zapažanja obavljena na datum maksimalnog protoka, tada će se neke strelice (a ponekad i većina) raširiti na karti. Nastavite strelice unatrag isprekidanim linijama: ove linije će se ukrštati u nekom području ili čak tački na zvjezdanoj mapi. To će značiti da meteori pripadaju kiši meteora, a tačka preseka isprekidanih linija koju ste pronašli je približni radijant ove kiše. Ostale strelice koje ste nacrtali mogu biti sporadične putanje meteora.

Opisana zapažanja se vrše, kao što je već napomenuto, bez upotrebe bilo kakvih optičkih instrumenata. Ako imate na raspolaganju dvogled, tada postaje moguće promatrati ne samo meteore i vatrene lopte, već i njihove tragove. Vrlo je zgodno raditi sa dvogledom ako ga montirate na stativ. Nakon prolaska vatrene lopte, po pravilu, na nebu se vidi slabo svijetleći trag. Uperi dvogled u njega. Pred vašim očima, trag će pod utjecajem strujanja zraka promijeniti svoj oblik, u njemu će se formirati ugrušci i razrjeđivanje. Vrlo je korisno skicirati nekoliko uzastopnih pogleda na stazu.

Ni fotografisanje meteora ne predstavlja značajne poteškoće. U ove svrhe možete koristiti bilo koju kameru. Najlakši način je montirati kameru na stativ ili je staviti, recimo, na stolicu i usmjeriti u zenit. Istovremeno, postavite okidač na dugu ekspoziciju i fotografišite zvjezdano nebo 15-30 minuta. Nakon toga premjestite film na jedan kadar i nastavite sa fotografiranjem. Na svakoj slici, zvijezde se pojavljuju kao paralelni lukovi, dok se meteori pojavljuju kao prave linije, koje obično prelaze lukove. Treba imati na umu da vidno polje jednog običnog objektiva nije jako veliko, pa je stoga vjerojatnost fotografiranja meteora prilično mala. Potrebno je strpljenje i naravno malo sreće. Prilikom fotografskog zapažanja saradnja je dobra: nekoliko kamera je usmjereno na različita područja nebeske sfere na isti način kao što to rade profesionalni astronomi. Međutim, ako uspijete stvoriti malu grupu lovaca na meteore, korisno je podijeliti je u dvije grupe. Svaka grupa treba da odabere svoje mesto posmatranja na dovoljnoj udaljenosti jedna od druge i da sprovede zajednička posmatranja prema unapred dogovorenom programu.

Sama fotografska posmatranja su relativno jednostavan zadatak: kliknuti na zatvarače, premotati film, zabilježiti vrijeme početka i završetka ekspozicije i trenutke prolaska meteora. Obrada dobijenih slika je mnogo teža. Međutim, ne treba se bojati poteškoća. Ako ste već odlučili uspostaviti prijateljske odnose s nebom, budite spremni na potrebu za određenom intelektualnom napetosti.

Ali šta je sa posmatranjem kometa? Kada bi se komete pojavljivale jednako često kao meteori, onda ljubitelji astronomije ne bi poželjeli ništa bolje. Ali, avaj! Možete čekati cijelu "vječnost" na kometu i dalje ostati bez ičega. Pasivnost je ovdje neprijatelj broj jedan. Komete se mogu naći. Tražite sa entuzijazmom, sa velikom željom, sa verom u uspeh. Mnogo sjajnih kometa otkrili su amateri. Njihova imena su zauvek zapisana u analima istorije.

Gdje trebate tražiti komete, u kom dijelu neba? Postoji li neki trag za posmatrača početnika?

Tu je. Svijetle komete treba tražiti blizu Sunca, odnosno ujutro prije izlaska sunca na istoku, uveče nakon zalaska sunca na zapadu. Vjerojatnost uspjeha uvelike će se povećati ako proučavate sazviježđa, naviknete se na lokaciju zvijezda, na njihov sjaj. Tada vam pojava "stranog" objekta neće izbjeći vašu pažnju. Ako imate na raspolaganju dvogled, teleskop, teleskop ili neki drugi instrument koji vam omogućava da posmatrate i slabije objekte, bit će vrlo korisno napraviti mapu maglina i kuglastih jata, inače će vam srce kucati više puta. povodom vašeg otkrića lažne komete. A ovo je, verujte mi, veoma uvredljivo! Sam proces posmatranja nije komplikovan, potrebno je redovno ispitivati ​​skoro solarni jutarnji i večernji deo neba, podstičući se na želju da po svaku cenu pronađete kometu.

Posmatranja komete moraju se vršiti tokom tinjanja čitavog perioda njene vidljivosti. Ako se kometa ne može fotografisati, onda napravite seriju crteža njenog izgleda uz obaveznu naznaku vremena i datuma. Posebno pažljivo nacrtajte različite detalje u glavi i repu komete. Svaki put stavite poziciju komete na zvjezdanu kartu, "crtajući" njenu rutu.

Ako imate fotoaparat, nemojte štedjeti na fotografiji. Kombinacijom kamere sa teleskopom dobićete brzi astrograf, a vaše fotografije će biti dvostruko vrijedne.

Imajte na umu da i tokom vizuelnog posmatranja dvogledom ili teleskopom, kao i prilikom fotografisanja, teleskop i kamera moraju biti postavljeni na stativ, inače će slika objekta „drhtati od hladnoće“.

Dobro je ako je, čak i tokom čisto vizuelnih posmatranja teleskopom ili dvogledom, moguće proceniti sjaj komete. Činjenica je da vrlo aktivne komete mogu snažno "treptati", povećavajući ili smanjujući svoj sjaj. Razlozi mogu biti unutrašnji procesi u jezgru (iznenadno izbacivanje materije) ili spoljašnji uticaj tokova sunčevog vetra.

Vjerovatno se sjećate da možete odrediti sjaj objekta u obliku zvijezde upoređujući ga sa sjajem poznatih zvijezda. Tako se, na primjer, procjenjuje magnituda asteroida. Kometa je teža. Na kraju krajeva, nije vidljiv kao zvijezda, već kao maglovita mrlja. Stoga se koristi sljedeća prilično genijalna metoda. Posmatrač produžava okular teleskopa, uklanjajući slike komete i zvijezda van fokusa, uzrokujući da se zvijezde iz tačaka pretvaraju u mutne mrlje. Posmatrač produžava okular sve dok veličina zvjezdanih mrlja ne bude jednaka ili skoro jednaka veličini komete. Zatim se biraju dvije zvijezde za poređenje - jedna je nešto svjetlija od komete, druga je slabija. Njihove zvjezdane veličine nalaze se prema katalogu zvijezda.

Nesumnjivo je interesantno i posmatranje ranije otkrivenih kometa. Liste takvih kometa za koje se očekuje da će se posmatrati u datoj godini objavljuju se u Astronomskom kalendaru (Varijabilni dio). Ovi kalendari se objavljuju godišnje. Istina, vrlo često, nakon opisa istorije komete i uslova za njeno predstojeće posmatranje, dodaje se vrlo neugodna fraza:

"Nedostupno amaterskim posmatranjima." Dakle, svih pet kratkoperiodičnih kometa uočenih 1988. godine bilo je nedostupno amaterima zbog niskog sjaja. Da, zaista, čovjek mora otkriti vlastite komete!

Vrlo slabe komete obično se otkrivaju gledanjem negativa na zvjezdanom nebu. Ako niste zaboravili, novi asteroidi se otkrivaju na isti način.

Gotovo je nemoguće posmatrati asteroide golim okom. Ali u malim teleskopima to se može učiniti. Isti "Astronomski kalendar" objavljuje listu asteroida dostupnih za posmatranje u datoj godini.

Obratite pažnju na jedan savjet. Nikada se ne oslanjajte samo na svoje pamćenje, obavezno zapišite rezultate svojih zapažanja u dnevnik i što detaljnije. Samo u ovom slučaju možete računati na činjenicu da će vaš divni hobi biti koristan nauci.

Među metodama astronomije, inače metodama astronomskih istraživanja, mogu se izdvojiti tri glavne grupe:

• posmatranje,
• mjerenje,
• svemirski eksperiment.

Pogledajmo ove metode.

Astronomska zapažanja

Napomena 1

Astronomska posmatranja su glavni način proučavanja nebeskih tijela i događaja. Uz njihovu pomoć se snima ono što se dešava u bližem i daljem svemiru. Astronomska zapažanja su glavni izvor znanja dobijenog eksperimentalnim putem

Astronomska posmatranja i obrada njihovih podataka, po pravilu, obavljaju se u specijalizovanim istraživačkim ustanovama (astronomskim opservatorijama).

Prva ruska opservatorija izgrađena je u Pulkovu, blizu Sankt Peterburga. Sastavljanje zvjezdanih kataloga zvijezda s najvećom preciznošću zasluga je Opservatorije Pulkovo. Možemo reći da je u drugoj polovini 19. veka, iza kulisa, dobila titulu "astronomske prestonice sveta", a 1884. Pulkovo je polagalo pravo na nulti meridijan (Greenwich je pobedio).

Savremene opservatorije su opremljene instrumentima za posmatranje (teleskopima), opremom za prijem i analizu svetlosti, raznim pomoćnim uređajima, kompjuterima visokih performansi i tako dalje.

Hajde da se zadržimo na karakteristikama astronomskih posmatranja:

• Funkcija #1. Posmatranja su vrlo inertna, pa po pravilu zahtijevaju prilično duge periode vremena. Aktivan utjecaj na svemirske objekte, uz rijetke izuzetke koje pružaju astronautika s posadom i bez posade, je težak. U osnovi, mnoge pojave, na primjer, transformacija ugla nagiba Zemljine ose u orbitalnu ravan, mogu se zabilježiti samo kroz posmatranja tokom nekoliko hiljada godina. Prema tome, astronomsko naslijeđe Babilona i Kine od prije hiljadu godina, uprkos nekim nedosljednostima sa modernim zahtjevima, i dalje je relevantno.
• Funkcija #2. Proces posmatranja se po pravilu odvija sa zemljine površine, pri čemu zemlja vrši složeno kretanje, pa zemaljski posmatrač vidi samo određeni deo zvezdanog neba.
• Karakteristika broj 3. Ugaona mjerenja koja se vrše na osnovu opservacija su osnova za proračune kojima se određuju linearne dimenzije objekata i udaljenosti do njih. A budući da ugaone veličine zvijezda i planeta, mjerene pomoću optike, ne ovise o udaljenosti do njih, proračuni mogu biti prilično netočni.

Napomena 2

Glavni instrument astronomskih posmatranja je optički teleskop.

Optički teleskop ima princip rada određen njegovom vrstom. Ali bez obzira na vrstu, njegov glavni cilj i zadatak je prikupiti maksimalnu količinu svjetlosti koju emituju svijetleći objekti (zvijezde, planete, komete, itd.) za stvaranje njihovih slika.

Vrste optičkih teleskopa:

• refraktori (leće),
• reflektori (ogledalo),
• kao i ogledala.

U refraktorskom (lećnom) teleskopu, slika se postiže lomom svjetlosti u sočivu objektiva. Nedostatak refraktora je greška koja je rezultat zamućenja slike.

Karakteristika reflektora je njihova upotreba u astrofizici. U njima nije glavno kako se svjetlost lomi, već kako se reflektira. Savršeniji su od sočiva i precizniji.

Teleskopi sa ogledalom kombinuju funkcije refraktora i reflektora.

Slika 1. Mali optički teleskop. Author24 - online razmjena studentskih radova

Astronomska mjerenja

Budući da se mjerenja u astronomskim istraživanjima provode uz pomoć različitih instrumenata i instrumenata, ukratko ćemo ih osvrnuti.

Napomena 3

Glavni astronomski mjerni instrumenti su koordinatne mjerne mašine.

Ove mašine mere jednu ili dve pravougaone koordinate sa fotografske slike ili dijagrama spektra. Koordinatne mjerne mašine opremljene su stolom na kojem su postavljene fotografije i mikroskopom sa mjernim funkcijama koji se koriste za ciljanje svjetlosnog tijela ili njegovog spektra. Moderni uređaji mogu imati tačnost očitavanja do 1 mikrona.

Tokom procesa mjerenja može doći do grešaka:

• sam instrument
• operater (ljudski faktor),
• proizvoljno.

Greške instrumenta proizlaze iz njegove nesavršenosti, stoga se mora prethodno provjeriti njegova tačnost. Provjeri su posebno: vage, mikrometrijski zavrtnji, vodilice na stolu predmeta i mjerni mikroskop, referentni mikrometri.

Greške povezane s ljudskim faktorom i slučajnošću zaustavljaju se mnoštvom mjerenja.

U astronomskim mjerenjima je široko uvođenje automatskih i poluautomatskih mjernih instrumenata.

Automatski uređaji rade red veličine brže od konvencionalnih i imaju polovinu srednje kvadratne greške.

svemirski eksperiment

Definicija 1

Svemirski eksperiment je skup međusobno povezanih interakcija i zapažanja koji omogućavaju dobijanje potrebnih informacija o proučavanom nebeskom tijelu ili fenomenu, izveden u svemirskom letu (sa posadom ili bez posade) kako bi se potvrdile teorije, hipoteze, kao i unaprijediti različite tehnologije koje mogu doprinijeti razvoju naučnih saznanja.

Glavni trendovi eksperimenata u svemiru:

1. Proučavanje toka fizičkih i hemijskih procesa i ponašanja materijala u svemiru.
2. Proučavanje svojstava i ponašanja nebeskih tijela.
3. Uticaj prostora na čoveka.
4. Potvrda teorija svemirske biologije i biotehnologije.
5. Načini istraživanja svemira.

Ovdje je prikladno navesti primjere eksperimenata koje su na ISS-u izveli ruski kosmonauti.

Eksperiment rasta biljaka (Veg-01).

Cilj eksperimenta je proučavanje ponašanja biljaka u orbitalnim uslovima.

Eksperiment "Plazma kristal"- proučavanje kristala plazma-prašine i tečnih supstanci pod parametrima mikrogravitacije.

Provedene su četiri faze:

1. Proučavana je struktura plazma-prašine u plazmi plinskog pražnjenja pri visokofrekventnom kapacitivnom pražnjenju.
2. Proučavana je struktura plazma-prašine u plazmi u užarenom pražnjenju sa jednosmernom strujom.
3. Ispitivano je kako ultraljubičasti spektar kosmičkog zračenja utiče na makročestice, koje se mogu puniti fotoemisijom.
4. Strukture plazma-prašine proučavane su na otvorenom prostoru pod dejstvom sunčevog ultraljubičastog i jonizujućeg zračenja.

Slika 2. Eksperiment "Plazma kristal". Author24 - online razmjena studentskih radova

Ukupno su ruski kosmonauti na ISS-u izveli više od 100 svemirskih eksperimenata.

Glavni način proučavanja nebeskih objekata i pojava. Promatranja se mogu vršiti golim okom ili uz pomoć optičkih instrumenata: teleskopa opremljenih raznim prijemnicima zračenja (spektrografi, fotometri, itd.), astrografa, posebnih instrumenata (posebno dvogleda). Svrhe posmatranja su veoma različite. Precizna mjerenja položaja zvijezda, planeta i drugih nebeskih tijela daju materijal za određivanje njihovih udaljenosti (vidi Paralaksa), pravilnog kretanja zvijezda i proučavanje zakona kretanja planeta i kometa. Rezultati mjerenja vidljivog sjaja svjetiljki (vizuelno ili uz pomoć astrofotometara) omogućavaju procjenu udaljenosti do zvijezda, zvjezdanih jata, galaksija, proučavanje procesa koji se dešavaju u promjenljivim zvijezdama itd. Proučavanje spektra nebeskih tijela uz pomoć spektralnih instrumenata omogućava mjerenje temperature svjetiljki, radijalnih brzina i pruža neprocjenjiv materijal za duboko proučavanje fizike zvijezda i drugih objekata.

Ali rezultati astronomskih osmatranja su od naučnog značaja samo kada se bezuslovno poštuju odredbe uputstva kojima se utvrđuje postupak posmatrača, zahtevi za instrumente, mesto posmatranja i oblik evidentiranja podataka posmatranja.

Metode posmatranja koje su dostupne mladim astronomima uključuju vizuelno bez instrumenata, vizuelno teleskopsko, fotografsko i fotoelektrično posmatranje nebeskih objekata i pojava. Ovisno o instrumentalnoj bazi, lokaciji 1 osmatračnice (grad, mjesto, selo), 1 klimatskim uvjetima i interesima amatera, može se odabrati bilo koja (ili više) od predloženih tema za posmatranja.

Posmatranja solarne aktivnosti. Prilikom posmatranja sunčeve aktivnosti, sunčeve pjege se crtaju svakodnevno i njihove koordinate određuju pomoću unaprijed pripremljene goniometrijske mreže. Najbolje je posmatrati pomoću velikog školskog refraktorskog teleskopa ili teleskopa domaće izrade na paralaktičkom stativu (vidi Teleskop domaće izrade). Uvijek morate imati na umu da nikada ne biste trebali gledati u Sunce bez tamnog (zaštitnog) filtera. Pogodno je posmatrati Sunce tako što se njegova slika projektuje na ekran posebno prilagođen teleskopu. Na papirnom predlošku ocrtajte konture grupa mrlja i pojedinačnih mrlja, označite pore. Zatim se izračunavaju njihove koordinate, broj Sunčevih pjega u grupama, a u vrijeme posmatranja prikazuje se indeks solarne aktivnosti, Wolfov broj. Posmatrač također proučava sve promjene koje se dešavaju unutar grupe mrlja, pokušavajući što preciznije prenijeti njihov oblik, veličinu i relativni položaj detalja. Sunce se može posmatrati i fotografski uz upotrebu dodatne optike u teleskopu, što povećava ekvivalentnu žižnu daljinu instrumenta i samim tim omogućava fotografisanje većih pojedinačnih formacija na njegovoj površini. Ploče i filmovi za fotografisanje Sunca trebaju imati najmanju moguću osjetljivost.

Posmatranja Jupitera i njegovih satelita. Pri promatranju planeta, posebno Jupitera, koristi se teleskop s promjerom sočiva ili ogledala od najmanje 150 mm. Posmatrač pažljivo skicira detalje u Jupiterovim trakama i samim trakama i određuje njihove koordinate. Posmatranjem tokom više noći može se proučavati obrazac promjena u oblačnosti planete. Zanimljivo za promatranje na disku Jupitera je crvena mrlja, čija fizička priroda još nije u potpunosti proučena. Posmatrač crta položaj Crvene mrlje na disku planete, određuje njene koordinate, daje opise boje, svjetline mrlje, registruje uočene karakteristike u sloju oblaka koji ga okružuje.

Za posmatranje satelita Jupitera koristi se školski refraktorski teleskop. Posmatrač određuje tačan položaj satelita u odnosu na ivicu diska planete pomoću očnog mikrometra. Osim toga, zanimljivo je posmatranje pojava u sistemu satelita i snimanje trenutaka tih pojava. To uključuje pomračenje satelita, ulazak i izlazak iz diska planete, prolazak satelita između Sunca i planete, između Zemlje i planete.

Potražite komete i njihova zapažanja. Potraga za kometama provode se pomoću optičkih instrumenata visokog otvora sa velikim vidnim poljem (3-5°). U tu svrhu se mogu koristiti terenski dvogledi, astronomska cijev AT-1, dvogled TZK, BMT-110, kao i detektori kometa.

Posmatrač sistematski ispituje zapadni dio neba nakon zalaska sunca, sjeverni i zenitni dio neba noću, a istočni dio prije izlaska sunca. Posmatrač mora vrlo dobro znati lokaciju stacionarnih magličastih objekata na nebu - plinovitih maglina, galaksija, zvjezdanih jata, koji po izgledu podsjećaju na kometu slabog sjaja. U ovom slučaju, pomoći će mu atlasi zvjezdanog neba, posebno "Obrazovni zvjezdani atlas" A. D. Marlenskog i "Zvjezdani atlas" A. A. Mihajlova. O pojavi nove komete odmah se šalje telegram Astronomskom institutu po imenu PK Sternberg u Moskvi. Potrebno je prijaviti vrijeme detekcije komete, njene približne koordinate, ime i prezime posmatrača, njegovu poštansku adresu.

Posmatrač mora nacrtati položaj komete među zvijezdama, proučiti vidljivu strukturu glave i repa komete (ako ih ima) i odrediti njen sjaj. Fotografisanje područja neba na kojem se kometa nalazi omogućava preciznije određivanje njenih koordinata nego prilikom skiciranja, a samim tim i preciznije izračunavanje orbite komete. Prilikom fotografisanja komete, teleskop mora biti opremljen satnim mehanizmom koji ga vodi iza zvijezda koje se kreću zbog prividne rotacije neba.

Zapažanja noćnih oblaka. Noctilucentni oblaci su najzanimljiviji, ali još uvijek malo proučen fenomen prirode. U SSSR-u se opažaju ljeti sjeverno od 50° geografske širine. Mogu se vidjeti na pozadini segmenta sumraka, kada je ugao uranjanja Sunca ispod horizonta od 6 do 12°. U to vrijeme sunčevi zraci osvjetljavaju samo gornje slojeve atmosfere, gdje se na nadmorskoj visini od 70-90 km formiraju noćni oblaci. Za razliku od običnih oblaka, koji u sumrak izgledaju tamno, noćni oblaci svijetle. Uočavaju se na sjevernoj strani neba, ne visoko iznad horizonta.

Posmatrač svake noći u intervalima od 15 minuta ispituje segment sumraka i, u slučaju pojave noćnih oblaka, procjenjuje njihov sjaj, registruje promjene oblika i pomoću teodolita ili drugog goniometrijskog instrumenta mjeri dužinu polja oblaka. po visini i azimutu. Osim toga, preporučljivo je fotografirati noćne oblake. Ako je otvor blende 1:2, a osjetljivost filma 130-180 jedinica prema GOST-u, tada se dobre slike mogu dobiti uz ekspoziciju od 1-2 s. Slika treba da prikazuje glavni dio polja oblaka i siluete zgrada ili drveća.

Svrha patroliranja segmentom sumraka i posmatranja noćnih oblaka je utvrđivanje učestalosti pojavljivanja oblaka, preovlađujućih oblika, dinamike polja sumračnih oblaka, kao i pojedinih formacija unutar polja oblaka.

Zapažanja meteora. Zadaci vizuelnog posmatranja su prebrojavanje meteora i određivanje zračenja meteora. U prvom slučaju, posmatrači su postavljeni ispod kružnog okvira koji ograničava vidno polje na 60° i registruju samo one meteore koji se pojavljuju unutar okvira. Dnevnik posmatranja bilježi serijski broj meteora, trenutak prolaska s točnošću od jedne sekunde, veličinu, ugaonu brzinu, smjer meteora i njegov položaj u odnosu na okvir. Ova zapažanja omogućavaju proučavanje gustine meteorskih kiša i raspodjele svjetline meteora.

Prilikom određivanja radijansa meteora, posmatrač pažljivo obeležava svaki posmatrani meteor na kopiji mape zvezdanog neba i beleži serijski broj meteora, trenutak prolaska, magnitudu, dužinu meteora u stepenima, ugaonu brzinu i boju. Slabi meteori se posmatraju uz pomoć naočara, AT-1 cijevi, TZK dvogleda. Posmatranja u okviru ovog programa omogućavaju proučavanje distribucije malih radijanata na nebeskoj sferi, određivanje položaja i pomaka proučavanih malih radijanata i dovode do otkrića novih radijanata.

Posmatranja promjenljivih zvijezda. Glavni instrumenti za posmatranje promenljivih zvezda: terenski dvogled, AT-1 astronomske cevi, TZK dvogled, BMT-110, detektori kometa koji pružaju veliko vidno polje. Posmatranja promjenljivih zvijezda omogućavaju proučavanje zakona promjene njihovog sjaja, određivanje perioda i amplitude promjene sjaja, određivanje njihovog tipa itd.

U početku se posmatraju promenljive zvezde - cefeide, koje imaju pravilne fluktuacije sjaja sa dovoljno velikom amplitudom, a tek nakon toga treba pristupiti posmatranju polupravilnih i nepravilnih promenljivih zvezda, zvezda sa malom amplitudom sjaja, kao i istražiti zvezde za koje se sumnja varijabilnosti i patrolnih upaljenih zvijezda.

Uz pomoć kamera možete fotografisati zvjezdano nebo kako biste promatrali dugotrajne promjenjive zvijezde i tražili nove promjenjive zvijezde.

Posmatranja pomračenja Sunca

Program amaterskih posmatranja potpunog pomračenja Sunca može uključivati: vizuelnu registraciju momenata kontakta između ivice Mjesečevog diska i ruba Sunčevog diska (četiri kontakta); skice izgleda solarne korone - njen oblik, struktura, veličina, boja; teleskopska opažanja fenomena kada rub Mjesečevog diska prekriva sunčeve pjege i baklje; meteorološka osmatranja - registrovanje toka temperature, pritiska, vlažnosti vazduha, promene smera i jačine vetra; posmatranje ponašanja životinja i ptica; fotografisanje parcijalnih faza pomračenja kroz teleskop sa žižnom daljinom od 60 cm ili više; fotografisanje solarne korone pomoću kamere sa objektivom žižne daljine 20-30 cm; fotografisanje takozvane Baileyeve brojanice, koja se pojavljuje prije izbijanja solarne korone; registracija promjena u svjetlini neba kako se faza pomračenja povećava pomoću fotometra domaće izrade.

Posmatranja pomračenja Mjeseca

Kao i pomračenja Sunca, i pomračenja Mjeseca se javljaju relativno rijetko, a u isto vrijeme, svako pomračenje karakteriziraju svoje karakteristike. Posmatranja pomračenja Mjeseca omogućavaju preciziranje mjesečeve orbite i pružaju informacije o gornjim slojevima Zemljine atmosfere. Program za posmatranje pomračenja Mjeseca može se sastojati od sljedećih elemenata: određivanje svjetline zasjenjenih dijelova mjesečevog diska na osnovu vidljivosti detalja mjesečeve površine kada se posmatra kroz 6x prepoznat dvogled ili teleskop sa malim uvećanjem; vizuelne procjene svjetline Mjeseca i njegove boje kako golim okom tako i dvogledom (teleskopom); posmatranja kroz teleskop s promjerom sočiva od najmanje 10 cm uz povećanje od 90x tokom cijele pomračenja kratera Herodot, Aristarh, Grimaldi, Atlas i Riccioli, u čijem području se mogu javiti fenomeni boje i svjetlosti; registracija teleskopom momenata pokrivanja zemljinom sjenom nekih formacija na površini Mjeseca (popis ovih objekata dat je u knjizi "Astronomski kalendar. Stalni dio"); određivanje svjetline površine Mjeseca u različitim fazama pomračenja pomoću fotometra.

Posmatranja umjetnih Zemljinih satelita

Kada se promatraju umjetni sateliti Zemlje, bilježi se putanja satelita na zvjezdanoj karti i vrijeme njegovog prolaska oko uočljivih sjajnih zvijezda. Vrijeme se mora zabilježiti na najbližih 0,2 s pomoću štoperice. Mogu se fotografisati svijetli sateliti.

Astronomska zapažanja uvijek izazivaju interes drugih, pogotovo ako sami uspiju pogledati kroz teleskop.
Želio bih početnicima reći malo o tome šta se može vidjeti na nebu - kako ne bi došlo do razočaranja onim što se zapravo vidi u okularu. U zaista kvalitetnim instrumentima vidjet ćete mnogo više nego što je ovdje napisano, ali njihova cijena je visoka, a težina i dimenzije prilično velike... Prvi teleskop za astronomska posmatranja obično nije najveći i najskuplji.

Gdje početnik prvi put usmjerava teleskop? Tako je - na Mesec :-) Pogled na kratere, planine i lunarna "mora" uvek budi istinsko interesovanje, želju da se bolje pogleda, stavi okular sa kraćim fokusom, kupi Barlow sočivo... Mnogi završe na Mesec i stop - zahvalan objekat, posebno u uslovima grada, kada se o galaksijama može samo sanjati. Ono što se tamo vidi - lunarni krateri, planine čija veličina zavisi od strmine teleskopa, ali ne manja od oko 1 km. u savršenoj atmosferi. Dakle, nećete uzeti u obzir lunarni traktor ili tragove Amerikanaca. Postoje amateri koji se bave snimanjem bljeskova svjetlosti na površini Mjeseca, čija je priroda još uvijek nepoznata. Zanimljivo je da se neke od ovih svetlosnih tačaka brzo kreću na pozadini Mesečeve površine.

Onda dolaze planete. Jupiter sa svojim mesecima i pojasevima i Saturn sa svojim čuvenim prstenovima. Ostavljaju zaista nezaboravan utisak čak i kod ljudi koji su daleko od astronomije. Ove dvije planete su jasno vidljive kao "diskovi" a ne "tačke", a detalji su vidljivi čak i u malim teleskopima. Prsten Saturna i izduženi Jupiterovi sateliti daju osjećaj volumena i daju slici "kosmički izgled".

Astronomska posmatranja Marsa nisu za svakoga, najviše - mogu se vidjeti polarne kape. Promjene godišnjih doba i pješčane oluje vidljive su samo u skupim teleskopima iu dobroj atmosferi.

Promatranje ostalih planeta je razočaravajuće: ono što se vidi u običnim jeftinim teleskopima su nejasni mali diskovi (češće samo blijede zvijezde). Ali uvijek možete reći: "Da, vidio sam to svojim očima - postoji takva planeta, astronomi ne lažu."

Ni legendarno "lice Sfinge" na Marsu, ni istinski očaravajući izlazak sunca planetarnih satelita, nećete vidjeti ni u najboljem teleskopu. Međutim, za vrijeme velikih sukoba jednostavno je zločin ne uperiti cijev u njih... Da, i samo s vremena na vrijeme pogledate... Naravno, ako kupite skupi apokromatski refraktor sa velikim otvorom ili dobar svjetlosni filter, tada će se kvaliteta značajno povećati, ali to nije baš za početnike.

Zvjezdane galaksije, globularna jata i vjerovatno neke svijetle planetarne magline, na primjer, također treba uključiti ovdje. Zaista je prelepo. Ali, opet - u prisustvu teleskopa sa velikim otvorom blende i zaista tamnog neba. Na vedrom gradskom nebu čak i to je teško razlikovati. Dakle, ako želite da ugodite sebi i svojim prijateljima, isplanirajte putovanje van grada.
u sazvežđu Herkul - jedan od omiljenih objekata za posmatranje i nezvanična mera kvaliteta teleskopa na temu "da li razrešava zvezde do centra ili ne".

Gasne magline. Iskreno govoreći, gledati ih je nezahvalan posao sa amaterskom opremom nižeg, pa i srednjeg nivoa. Osvetljenost ovih gasnih oblaka je niska. Stoga su zahtjevi za crnilom neba povećani. Vidjeti boje u galaksijama je praznik, ali u maglinama... Izuzetak je svijetla difuzna. Međutim, sa posebnim filterima koji blokiraju određene valne dužine od gradskih svjetala, neke se magline mogu prilično dobro vidjeti. A, ako dođete do pravog teleskopa u pravoj opservatoriji, sa velikim vidnim poljem, pamtite zadovoljstvo dugo :).

Komete, pa čak i one sa repom... Nema tu šta da se objašnjava. Već su lijepe, a još više kroz teleskop.

Vještački sateliti Zemlje. Neočekivano zanimljivi objekti za posmatranje! Vrsta sporta - ko ima bolju sliku o ISS-u :-) Ovdje treba uzeti u obzir toliko parametara da stvarno liči na sportski lov. I mogućnost dobrog i brzog navigacije nebom, i izračunavanje koordinata (tu pomažu programi), i uzimanje u obzir vremenskih uslova, i, konačno, ko ima hladniju sportsku opremu (teleskop, kameru...) U stvari, zaista je tako uzbudljivo ako ste nepromišljeni i avanturistički raspoloženi. Pojava galaksija i planeta je uglavnom poznata i predvidljiva, ali ovdje su stalno "lansirali nešto novo".

Nije bitno hoćete li svojim najdražima pokazati nešto zanimljivo na nebu, ili ćete to sami pogledati - uvijek je korisno znati unaprijed šta, zapravo, danas tražiti na nebu. I što je najvažnije – gde tačno. Osim toga, ako iznenada planirate svoj odmor s astronomskom pristrasnošću, onda morate uzeti u obzir mnogo:

Mesečeve faze, koje na punom mesecu daje tako jako osvetljenje da ne možete da vidite ništa drugo osim njega na nebu. Ne bih planirao odmor u ovom trenutku...

Dani najbližih susreta sa prolaznim kometama i asteroidima;

Isto važi i za planete - potrebno je uzeti u obzir njihovu visinu iznad horizonta i ne propustiti dane najbližeg približavanja našoj planeti.

Godišnje doba za astronomska posmatranja. Ljeti su noći vrlo svijetle, mnogi objekti se jednostavno izgube u takvom osvjetljenju. Dobro vreme je zima. Zimi rano pada mrak - nema potrebe da tražite odsustvo od ukućana. Ista stvar - početak proljeća, kada više nije tako hladno, ali još uvijek nema jakog svjetla.
Međutim, sve zavisi od vaše klime. U predgrađima, na primjer, vrijeme ne popušta - naoblačenje je visoko, a hladno je. Više mi se sviđa od kraja avgusta do sredine oktobra - nebo je već prilično mračno, još nije tako hladno... Jesen se smatra kišovitom, ali je poslednjih godina često imala sreće sa padavinama i naoblakom u prvim godinama pola - očigledno se klima menja. Bliže zimi, oblačnost naglo raste, u novembru-decembru rijetko je moguće vidjeti u moskovskoj regiji. Više o ovoj temi:
Šta se može vidjeti u teleskopu ovisno o njegovoj veličini

Vratite se ili recite prijateljima:

PREDGOVOR
Knjiga je posvećena organizaciji, sadržaju i metodologiji astronomskih posmatranja naprednog nivoa, kao i najjednostavnijim matematičkim metodama za njihovu obradu. Počinje poglavljem o testiranju teleskopa, glavnog instrumenta opservacijske astronomije. Ovo poglavlje opisuje glavna pitanja vezana za najjednostavniju teoriju teleskopa. Nastavnici će ovdje pronaći mnogo vrijednih praktičnih savjeta vezanih za određivanje različitih karakteristika teleskopa, provjeru kvaliteta njegove optike, odabir optimalnih uslova za posmatranje, kao i potrebne informacije o najvažnijim dodacima teleskopa i načinu rukovanja ih prilikom vizuelnih i fotografskih zapažanja.
Najvažniji dio knjige je drugo poglavlje, koje na osnovu konkretnog materijala razmatra pitanja organizacije, sadržaja i metoda izvođenja astronomskih posmatranja. Značajan dio predloženih opservacija - vizuelna posmatranja Mjeseca, Sunca, planeta, pomračenja - ne zahtijeva visoke kvalifikacije i uz vješto vodstvo nastavnika može se savladati za kratko vrijeme. Istovremeno, brojna druga zapažanja - fotografska posmatranja, vizuelna posmatranja promenljivih zvezda, programska posmatranja meteorskih kiša i neka druga - već zahtevaju znatnu veštinu, određenu teorijsku obuku i dodatne instrumente i opremu.
Naravno, ne mogu se sva zapažanja navedena u ovom poglavlju implementirati ni u jednoj školi. Organizacija posmatranja povećane težine najvjerovatnije je dostupna onim školama u kojima postoji dobra tradicija organizovanja vannastavnih aktivnosti iz astronomije, postoji iskustvo u relevantnom radu i, što je veoma važno, dobra materijalna baza.
Konačno, u trećem poglavlju, na osnovu specifičnog materijala, u jednostavnom i vizuelnom obliku su predstavljene glavne matematičke metode za obradu zapažanja: interpolacija i ekstrapolacija, aproksimativno predstavljanje empirijskih funkcija i teorija greške. Ovo poglavlje je sastavni dio knjige. Školske nastavnike, učenike i, konačno, ljubitelje astronomije upućuje na promišljen, ozbiljan odnos prema postavljanju i sprovođenju astronomskih posmatranja, čiji rezultati mogu dobiti određeni značaj i vrijednost tek nakon što se podvrgnu odgovarajućoj matematičkoj obradi.
Nastavnicima se skreće pažnja na potrebu upotrebe mikrokalkulatora, au budućnosti i personalnih računara.
Materijal iz knjige može se koristiti u izvođenju praktične nastave iz astronomije, predviđene nastavnim planom i programom, kao i u izvođenju fakultativne nastave i u radu astronomskog kruga.
Koristeći ovu priliku, autori izražavaju duboku zahvalnost zameniku predsednika Saveta astronomskih krugova Moskovskog planetarijuma, zaposlenom u SAI MSU M. Yu. Ševčenku i vanrednom profesoru Vladimirskog pedagoškog instituta, kandidatu fizičke i matematičke nauke. znanosti E. P. Razbitnaya za vrijedne prijedloge koji su doprinijeli poboljšanju sadržaja knjige.
Autori će sa zahvalnošću prihvatiti sve kritičke komentare čitalaca.

Poglavlje I TESTIRANJE TELESKOPA

§ 1. Uvod
Teleskopi su glavni instrumenti svake astronomske opservatorije, pa i obrazovne. Uz pomoć teleskopa učenici posmatraju Sunce i pojave koje se na njemu dešavaju, Mesec i njegovu topografiju, planete i neke od njihovih satelita, raznoliki svet zvezda, otvorenih i kuglastih jata, difuzne magline, Mlečni put i galaksije. .
Na osnovu direktnih teleskopskih posmatranja i fotografija snimljenih velikim teleskopima, nastavnik može kod učenika stvoriti živopisne prirodno-naučne ideje o strukturi svijeta oko sebe i na osnovu toga formirati čvrsta materijalistička uvjerenja.
Polazeći od posmatranja u školskoj astronomskoj opservatoriji, nastavnik treba da bude dobro upoznat sa mogućnostima teleskopske optike, raznim praktičnim metodama za njeno ispitivanje i utvrđivanje njenih glavnih karakteristika. Što je potpunije i dublje nastavnikovo znanje o teleskopima, to će bolje biti u stanju da organizuje astronomska posmatranja, rad učenika će biti plodonosniji i pred njima će biti uverljiviji rezultati posmatranja.
Posebno je važno za nastavnika astronomije da poznaje kratku teoriju teleskopa, da bude upoznat sa najčešćim optičkim sistemima i podešavanjima teleskopa, kao i da ima prilično kompletno poznavanje okulara i raznih teleskopskih dodataka. Istovremeno, mora poznavati glavne karakteristike, kao i prednosti i nedostatke malih teleskopa namijenjenih školskim i institutskim obrazovnim astronomskim opservatorijama, imati dobre vještine rukovanja takvim teleskopima i biti sposoban realno procijeniti njihove mogućnosti pri organizaciji posmatranja.
Efikasnost rada astronomske opservatorije ne zavisi samo od njene opremljenosti raznim uređajima i, posebno, od optičke moći teleskopa koji su na njoj dostupni, već i od stepena pripremljenosti posmatrača. Samo kvalifikovani posmatrač, koji ima dobre veštine u rukovanju teleskopom koji mu je na raspolaganju i koji poznaje njegove glavne karakteristike i mogućnosti, može da dobije maksimalno moguće informacije o ovom teleskopu.
Stoga je pred nastavnikom važan zadatak da pripremi aktiviste koji su sposobni da naprave dobra zapažanja koja zahtijevaju izdržljivost, pažljivo izvođenje, veliku pažnju i vrijeme.
Bez stvaranja grupe kvalifikovanih posmatrača, nemoguće je računati na široko rasprostranjeno kontinuirano funkcionisanje školske opservatorije i na njen veliki povratak u obrazovanje i vaspitanje svih ostalih učenika.
S tim u vezi, nije dovoljno da nastavnik poznaje same teleskope i njihove mogućnosti, već mora posjedovati i promišljenu i ekspresivnu tehniku ​​objašnjavanja koja ne ide daleko dalje od školskih programa i udžbenika i zasniva se na znanju učenika stečenim u studij fizike, astronomije i matematike.
Pri tome, posebnu pažnju treba obratiti na primijenjenu prirodu dostavljenih informacija o teleskopima, kako bi se mogućnosti potonjih otkrile u procesu izvođenja planiranih osmatranja i manifestirale u dobivenim rezultatima.
Uzimajući u obzir navedene zahtjeve, prvo poglavlje knjige sadrži teorijske podatke o teleskopima u količini potrebnoj za vršenje dobronamjernih opservacija, kao i opise racionalnih praktičnih metoda za ispitivanje i utvrđivanje njihovih različitih karakteristika, uzimajući u obzir znanja i sposobnosti učenika.

§ 2. Određivanje glavnih karakteristika optike teleskopa
Da bi se dublje shvatile mogućnosti teleskopske optike, prvo treba dati neke optičke podatke o ljudskom oku – glavnom „alatu“ učenika u većini edukativnih astronomskih posmatranja. Zadržimo se na njegovim karakteristikama kao što su ekstremna osjetljivost i vidna oštrina, ilustrirajući njihov sadržaj na primjerima promatranja nebeskih objekata.
Pod graničnom (pragom) osjetljivosti oka podrazumijeva se minimalni svjetlosni tok koji još uvijek može opaziti oko potpuno prilagođeno tami.
Pogodni objekti za određivanje granične osjetljivosti oka su grupe zvijezda različitih veličina s pažljivo mjerenim magnitudama. U dobrom stanju atmosfere, nebu bez oblaka u noći bez mjeseca daleko od grada, mogu se posmatrati zvijezde do 6. magnitude. Međutim, to nije granica. Visoko u planinama, gde je atmosfera posebno čista i prozirna, postaju vidljive zvezde do 8. magnitude.
Iskusan posmatrač mora poznavati granice svojih očiju i biti u stanju da odredi stanje prozirnosti atmosfere iz posmatranja zvezda. Da biste to učinili, potrebno je dobro proučiti standard koji je općenito prihvaćen u astronomiji - Sjeverni polarni red (slika 1, a) i uzeti ga kao pravilo: prije izvođenja teleskopskih posmatranja, prvo morate golim okom odrediti zvijezde vidljive na granici iz ove serije i utvrđuju stanje atmosfere iz njih.
Rice. 1. Karta sjevernog polarnog lanca:
a - za posmatranje golim okom; b - sa dvogledom ili malim teleskopom; c - srednji teleskop.
Dobijeni podaci se bilježe u dnevnik posmatranja. Sve to zahtijeva zapažanje, pamćenje, razvija naviku procjenjivanja očiju i navikava se na točnost - ove osobine su vrlo korisne za posmatrača.
Oštrina vida se podrazumijeva kao sposobnost oka da razlikuje blisko raspoređene objekte ili svjetleće tačke. Doktori su otkrili da je prosječna oštrina normalnog ljudskog oka 1 lučna minuta. Ovi podaci su dobijeni ispitivanjem svetlih, dobro osvetljenih objekata i tačkastih izvora svetlosti u laboratorijskim uslovima.
Prilikom promatranja zvijezda - mnogo manje svijetlih objekata - oštrina vida je donekle smanjena i iznosi oko 3 minute luka ili više. Dakle, imajući normalan vid, lako je primijetiti da se u blizini Mizara - srednje zvijezde u ručki kante Velikog medvjeda - nalazi slaba zvijezda Alcor. Daleko od toga da svi uspijevaju golim okom uspostaviti dualnost e Lyre. Ugaona udaljenost između Mizara i Alcora je 1 G48", a između komponenti ei i e2 Lire - 3"28".
Razmotrimo sada kako teleskop proširuje mogućnosti ljudskog vida i analizirajmo te mogućnosti.
Teleskop je afokalni optički sistem koji pretvara snop paralelnih zraka poprečnog preseka D u snop paralelnih snopa poprečnog preseka d. Ovo se jasno vidi na primeru putanje zraka u refraktoru (slika 2), gde sočivo presreće paralelne zrake koje dolaze od udaljene zvezde i fokusira ih na tačku u fokalnoj ravni. Nadalje, zraci se razilaze, ulaze u okular i izlaze iz njega kao paralelni snop manjeg promjera. Zrake zatim ulaze u oko i fokusiraju se na tačku na dnu očne jabučice.
Ako je promjer zjenice ljudskog oka jednak promjeru paralelnog snopa koji izlazi iz okulara, tada će svi zraci prikupljeni objektivom ući u oko. Stoga, u ovom slučaju, omjer površina sočiva teleskopa i zjenice ljudskog oka izražava višestrukost povećanja svjetlosnog toka, pada
Ako pretpostavimo da je promjer zjenice 6 mm (u potpunom mraku dostiže i 7 - 8 mm), onda školski refraktor s promjerom sočiva od 60 mm može poslati 100 puta više svjetlosne energije u oko nego što ga golo oko percipira. Kao rezultat, s takvim teleskopom, zvijezde mogu postati vidljive, šaljući nam svjetlosne tokove 100 puta manje od svjetlosnih tokova zvijezda vidljivih na granici golim okom.
Prema Pogsonovoj formuli, stostruko povećanje osvjetljenja (svjetlosni tok) odgovara veličini od 5 zvijezda:
Gornja formula omogućava procjenu prodorne moći, koja je najvažnija karakteristika teleskopa. Probojna moć je određena graničnom veličinom (m) najslabije zvijezde koja se još uvijek može vidjeti datim teleskopom u najboljim atmosferskim uvjetima. Budući da se u gornjoj formuli ne uzima u obzir ni gubitak svjetlosti tokom prolaska optike niti zamračenje pozadine neba u vidnom polju teleskopa, ona je približna.
Preciznija vrijednost prodorne moći teleskopa može se izračunati korištenjem sljedeće empirijske formule, koja sumira rezultate promatranja zvijezda instrumentima različitih prečnika:
gdje je D prečnik sočiva, izražen u milimetrima.
Za potrebe orijentacije, u tabeli 1 prikazane su približne vrijednosti prodorne moći teleskopa, izračunate pomoću empirijske formule (1).
Stvarna moć prodiranja teleskopa može se odrediti posmatranjem zvijezda Sjeverne polarne serije (slika 1.6, c). Da biste to učinili, vodeći se tablicom 1 ili empirijskom formulom (1), postavite približnu vrijednost prodorne moći teleskopa. Dalje, sa datih karata (sl. 1.6, c) biraju se zvijezde nešto većih i nešto manjih magnituda. Pažljivo kopirajte sve zvijezde većeg sjaja i sve odabrane. Na taj način se pravi zvjezdana karta, pažljivo proučava i vrše zapažanja. Odsustvo "dodatnih" zvijezda na karti doprinosi brzoj identifikaciji teleskopske slike i utvrđivanju zvjezdanih veličina vidljivih zvijezda. Naredne večeri vrše se naknadna zapažanja. Ako se vrijeme i prozirnost atmosfere poboljšaju, tada postaje moguće vidjeti i identificirati slabije zvijezde.
Veličina najslabije zvijezde pronađene na ovaj način određuje stvarnu prodornu moć korišćenog teleskopa. Dobijeni rezultati se zapisuju u dnevnik posmatranja. Po njima se može suditi o stanju atmosfere i uslovima za posmatranje drugih svjetiljki.
Druga najvažnija karakteristika teleskopa je njegova rezolucija b, koja se podrazumijeva kao minimalni ugao između dvije zvijezde koje se vide odvojeno. U teorijskoj optici je dokazano da sa idealnim sočivom u vidljivoj svjetlosti L = 5,5-10
gdje je D prečnik sočiva u milimetrima. (...)
Rice. 3. Difrakcijski obrasci bliskih zvjezdanih parova s ​​različitim ugaonim udaljenostima komponenti.
Takođe je poučno izvršiti teleskopska posmatranja svetlih parova zvezda sa otvorom sočiva. Kako se ulaz teleskopa postepeno otvara, difrakcijski diskovi zvijezda se povećavaju, spajaju i spajaju u jedan difrakcijski disk većeg prečnika, ali sa mnogo nižim sjajem.
Prilikom provođenja ovakvih studija treba obratiti pažnju na kvalitet teleskopskih slika, koji su determinirani stanjem atmosfere.
Atmosferske poremećaje treba posmatrati dobro postavljenim teleskopom (po mogućnosti reflektorom), ispitujući difrakcijske slike sjajnih zvijezda pri velikim uvećanjima. Iz optike je poznato da je kod monohromatskog svetlosnog toka 83,8% energije koja se prenosi kroz sočivo koncentrisano u centralnom difrakcionom disku, 7,2% u prvom prstenu, 2,8% u drugom, 1,5% u trećem i 1,5% % u četvrtom prstenu - 0,9% itd.
Budući da dolazno zračenje zvijezda nije jednobojno, već se sastoji od različitih valnih dužina, difrakcijski prstenovi su obojeni i zamućeni. Jasnoća prstenastih slika može se poboljšati upotrebom filtera, posebno onih uskopojasnih. Međutim, zbog smanjenja energije od prstena do prstena i povećanja njihovih površina, već treći prsten postaje neprimjetan.
Ovo treba imati na umu kada se procjenjuje stanje atmosfere na osnovu vidljivih uzoraka difrakcije promatranih zvijezda. Prilikom takvih zapažanja možete koristiti Pickeringovu skalu prema kojoj se najbolje slike ocjenjuju ocjenom 10, a vrlo loše ocjenom 1.
Dajemo opis ove skale (slika 4).
1. Slike zvijezda su valovite i razmazane tako da su njihovi prečnici u prosjeku dvostruko veći od trećeg difrakcionog prstena.
2. Slika je valovita i malo izvan trećeg difrakcionog prstena.
3. Slika ne ide dalje od trećeg difrakcionog prstena. Osvetljenost slike se povećava prema centru.
4. S vremena na vrijeme, centralni difrakcijski disk zvijezde je vidljiv sa kratkim lukovima koji se pojavljuju okolo.
5. Difrakcijski disk je vidljiv cijelo vrijeme, a često su vidljivi kratki lukovi.
6. Difrakcijski disk i kratki lukovi su vidljivi cijelo vrijeme.
7. Lukovi se kreću oko jasno vidljivog diska.
8. Prstenovi sa prazninama kreću se oko jasno definisanog diska,
9. Difrakcioni prsten najbliži disku je nepomičan.
10. Svi difrakcioni prstenovi su nepokretni.
Tačke 1 - 3 karakterišu loše stanje atmosfere za astronomska posmatranja, 4 - 5 - osrednje, 6 - 7 - dobro, 8 - 10 - odlično.
Treća važna karakteristika teleskopa je njegov otvor leće, koji je jednak kvadratu omjera prečnika sočiva
na svoju žižnu daljinu (...)

§ 3. Provjera kvaliteta optike teleskopa
Praktična vrijednost svakog teleskopa kao instrumenta za promatranje određena je ne samo njegovom veličinom, već i kvalitetom njegove optike, odnosno stepenom savršenstva njegovog optičkog sistema i kvalitetom sočiva. Važnu ulogu igra kvalitet okulara pričvršćenih na teleskop, kao i kompletnost njihovog kompleta.
Objektiv je najkritičniji dio teleskopa. Nažalost, čak i najnaprednija teleskopska sočiva imaju niz nedostataka kako zbog čisto tehničkih razloga tako i zbog prirode svjetlosti. Najvažnije od njih su hromatska i sferna aberacija, koma i astigmatizam. Osim toga, brza sočiva pate u različitom stepenu od zakrivljenosti polja i izobličenja.
Nastavnik treba da zna o glavnim optičkim nedostacima najčešće korišćenih tipova teleskopa, da ekspresivno i jasno pokaže te nedostatke i da ih donekle umanji.
Opišimo sukcesivno najvažnije optičke nedostatke teleskopa, razmotrimo u kakvim se vrstama malih teleskopa i u kojoj mjeri se manifestiraju i ukažemo na najjednostavnije načine da ih istaknemo, prikažemo i smanjimo.
Glavna prepreka koja je dugo sprečavala unapređenje refraktorskog teleskopa bila je hromatska (boja) aberacija, odnosno nemogućnost sabirne leće da prikupi sve svetlosne zrake različitih talasnih dužina u jednoj tački. Kromatska aberacija je uzrokovana nejednakim prelamanjem svjetlosnih zraka različitih valnih dužina (crveni zraci se lome slabije od žutih, a žuti su slabiji od plavih).
Kromatska aberacija je posebno izražena kod teleskopa sa brzim sočivima s jednim sočivom. Ako je takav teleskop usmjeren na sjajnu zvijezdu, onda na određeni položaj okulara
možete vidjeti svijetlo ljubičastu mrlju okruženu oreolom u boji sa zamućenim crvenim vanjskim prstenom. Kako se okular širi, boja centralne tačke će se postepeno menjati u plavu, zatim zelenu, žutu, narandžastu i na kraju crvenu. U potonjem slučaju, oko crvene mrlje bit će vidljiv oreol u boji s ljubičastim prstenastim rubom.
Ako pogledate planetu kroz takav teleskop, slika će biti veoma mutna, sa prelivim mrljama.
Dvostruka sočiva koja su uglavnom bez hromatskih aberacija nazivaju se akromatska. Relativni otvor refraktora sa akromatskim sočivom je obično 715 ili više (za školske refraktorske teleskope ostavlja 7o, što donekle degradira kvalitet slike).
Međutim, akromatsko sočivo nije potpuno oslobođeno hromatskih aberacija i dobro konvergira samo zrake određenih valnih dužina. U tom smislu, ciljevi su ahromatizovani u skladu sa njihovom namenom; vizuelne - u odnosu na zrake koje najjače deluju na oko, fotografske - za zrake koje najjače deluju na fotografsku emulziju. Posebno su sočiva školskih refraktora vizuelna po svojoj namjeni.
Prisustvo rezidualne hromatske aberacije u školskim refraktorima može se proceniti na osnovu posmatranja sa veoma velikim uvećanjima difrakcionih slika sjajnih zvezda, brzo menjajući sledeće filtere: žuto-zeleni, crveni, plavi. Brzu promjenu svjetlosnih filtera moguće je osigurati korištenjem diska ili kliznih okvira, opisanih u
§ 20 knjige "Školska astronomska opservatorija"1. Promjene u uzorcima difrakcije uočene u ovom slučaju pokazuju da nisu sve zrake jednako fokusirane.
Eliminacija hromatskih aberacija uspješnije je riješena kod apokromatskih objektiva s tri sočiva. Međutim, još ga nije bilo moguće potpuno uništiti ni u jednom objektivu.
Refleksno sočivo ne lomi svetlosne zrake. Stoga su ova sočiva potpuno bez hromatskih aberacija. Na ovaj način, refleksna sočiva su povoljna u poređenju sa sočivima.
Još jedan veliki nedostatak teleskopskih sočiva je sferna aberacija. Ona se manifestuje u činjenici da su monohromatske zrake koje putuju paralelno sa optičkom osom fokusirane na različitim udaljenostima od sočiva, u zavisnosti od toga kroz koju zonu su prošli. Dakle, u jednom sočivu, zraci koji su prošli blizu njegovog centra fokusirani su najdalje, a najbliži - oni koji su prošli kroz rubnu zonu.
To se može lako vidjeti ako se teleskop s objektivom s jednom sočivom usmjeri na sjajnu zvijezdu i promatra s dvije dijafragme: jedna od njih treba da istakne fluks koji prolazi kroz središnju zonu, a druga, napravljena u obliku prstena , treba da prođe zrake rubne zone. Posmatranja treba provoditi pomoću svjetlosnih filtera, ako je moguće, sa uskim propusnim opsegom. Kada se koristi prvi otvor blende, dobija se oštra slika zvijezde na nešto većem proširenju okulara nego pri korištenju drugog otvora, što potvrđuje prisutnost sferne aberacije.
Kod složenih sočiva sferna aberacija se zajedno s kromatskom aberacijom svodi na potrebnu granicu odabirom sočiva određene debljine, zakrivljenosti i vrste stakla koje se koristi.
[ Ostaci nekorigovane sferne aberacije u teleskopskim objektivima sa složenim sočivima mogu se detektovati korišćenjem (gore opisanih otvora, posmatranjem difrakcijskih obrazaca od sjajnih zvezda pri velikim uvećanjima. Prilikom proučavanja vizuelnih sočiva treba koristiti žuto-zelene filtere, a prilikom proučavanja fotografskih sočiva , plava.
! U zrcalnim paraboličnim (tačnije paraboloidnim) sočivima nema sferne aberacije, jer sočiva | smanjuju na jednu tačku čitav snop zraka koji putuje paralelno sa optičkom osom. Sferna ogledala imaju sfernu aberaciju, a ona je veća, što je veće i svjetlije samo ogledalo.
Za mala ogledala s malom svjetlinom (s relativnim otvorom manjim od 1: 8), sferna površina se malo razlikuje od paraboloidne - kao rezultat toga, sferna aberacija je mala.
Prisustvo rezidualne sferne aberacije može se otkriti gore opisanom metodom, koristeći različite dijafragme. Iako zrcalna sočiva nemaju hromatsku aberaciju, treba koristiti filtere za bolju dijagnostiku sfernih aberacija, jer obojenost uočenih difrakcijskih uzoraka na različitim otvorima blende nije ista, što može dovesti do nesporazuma.
Razmotrimo sada aberacije koje nastaju kada zraci prolaze koso na optičku osu objektiva. To uključuje: komu, astigmatizam, zakrivljenost polja, izobličenje.
Vizuelnim posmatranjima treba pratiti prve dve aberacije - komu i astigmatizam, i proučavati ih praktično posmatrajući zvezde.
Koma se manifestuje u tome što slika zvijezde udaljene od optičke ose objektiva ima oblik zamućene asimetrične mrlje sa pomjerenim jezgrom i karakterističnim repom (slika 6). Astigmatizam se, s druge strane, sastoji u tome da sočivo skuplja nagnuti snop svjetlosti od zvijezde ne u jedan zajednički fokus, već u dva međusobno okomita segmenta AB i CD, smještena u različitim ravnima i na različitim udaljenostima od sočiva. (Sl. 7).
Rice. 6. Formiranje kome u kosim zrakama. Krug ocrtava polje u blizini optičke ose, gdje je koma beznačajna.
Uz dobro poravnanje u cijevi teleskopa objektiva sa malim otvorom blende i uz malo vidno polje okulara, teško je uočiti obje gore navedene aberacije. Mogu se jasno vidjeti ako je, u svrhu treninga, teleskop donekle neusmjeren okretanjem sočiva pod određenim uglom. Takva operacija je korisna za sve posmatrače, a posebno za one koji grade svoje teleskope, jer će se prije ili kasnije suočiti s problemima poravnanja, a bit će mnogo bolje ako djeluju svjesno.
Da biste pogrešno poravnali reflektor, jednostavno olabavite i zategnite dva suprotna zavrtnja koja drže ogledalo.
U refraktoru je to teže učiniti. Kako ne biste pokvarili konac, trebate zalijepiti prijelazni prsten odrezan pod kutom od kartona i jednom stranom ga umetnuti u cijev teleskopa, a na drugu staviti sočivo.
Ako gledate zvijezde kroz neusklađen teleskop, sve će izgledati kao repa. Razlog tome je koma (slika 6). Međutim, ako se na ulaz teleskopa stavi dijafragma sa malim centralnim otvorom i okular se pomera naprijed-nazad, onda se može vidjeti kako se zvijezde razvlače u svijetle segmente AB, zatim pretvaraju u elipse različite kompresije, kružnice, pa opet u segmente CD i elipse (slika 7).
Koma i astigmatizam se otklanjaju okretanjem sočiva. Kao što je lako razumjeti, os rotacije tokom podešavanja će biti okomita na smjer. Ako se rep produži kada se zavrti vijak za podešavanje ogledala, tada se vijak mora zarotirati u suprotnom smjeru. Završno fino podešavanje tokom podešavanja treba da se izvede okularom sa kratkim fokusom pri velikim uvećanjima tako da su difrakcioni prstenovi jasno vidljivi.
Ako je sočivo teleskopa visokog kvaliteta i optika je pravilno poravnata, tada će slike zvijezde van fokusa, kada se gledaju kroz refraktor, izgledati kao mali svjetlosni disk okružen sistemom obojenih koncentričnih difrakcijskih prstenova ( 8, al). U ovom slučaju, obrasci prefokalnih i ekstrafokalnih slika biće potpuno isti (slika 8, a 2, 3).
Slike zvijezde izvan fokusa imat će isti izgled kada se gledaju kroz reflektor, samo što će se umjesto centralnog svijetlog diska vidjeti tamna mrlja, koja je sjena pomoćnog ogledala ili dijagonalne prizme totalne refleksije.
Nepreciznost poravnanja teleskopa će uticati na koncentričnost difrakcionih prstenova, a oni će sami poprimiti izduženi oblik (sl. 8, b 1, 2, 3, 4). Prilikom fokusiranja, zvijezda će se pojaviti ne kao oštro definisan svijetli disk, već kao blago zamućena svijetla tačka sa slabim repom bačenim u stranu (efekat kome). Ako je naznačeni efekat izazvan zaista nepreciznim podešavanjem teleskopa, onda se stvar može lako ispraviti, dovoljno je samo da promenite njen položaj donekle u željenom pravcu delujući vijcima za podešavanje okvira sočiva (ogledala). Mnogo je gore ako razlog leži u astigmatizmu samog sočiva ili (u slučaju Newtonovog reflektora) u lošem kvalitetu pomoćnog dijagonalnog ogledala. U ovom slučaju, nedostatak se može otkloniti samo brušenjem i ponovnim poliranjem oštećenih optičkih površina.
Sa slika zvijezde izvan fokusa, drugi nedostaci teleskopskog sočiva, ako ih ima, mogu se lako otkriti. Na primjer, razlika u veličinama odgovarajućih difrakcijskih prstenova predfokalne i ekstrafokalne slike zvijezde ukazuje na prisustvo sferne aberacije, a razlika u njihovoj hromatičnosti ukazuje na značajan kromatizam (za linearne
pozivno sočivo); neujednačena gustina raspodjele prstenova i njihov različiti intenzitet ukazuju na zoniranje sočiva, a nepravilan oblik prstenova ukazuje na lokalna manje ili više značajna odstupanja optičke površine od idealne.
Ako su svi navedeni nedostaci koje otkriva uzorak slika zvijezde izvan fokusa mali, onda se s njima može pomiriti. Spekularni objektivi amaterskih teleskopa koji su uspješno prošli preliminarni Foucaultov test senki, u pravilu imaju besprijekornu optičku površinu i savršeno podnose testove na slikama zvijezda izvan fokusa.
Proračuni i praksa pokazuju da uz savršeno poravnanje optike, koma i astigmatizam imaju mali učinak na vizualna opažanja kada se koriste objektivi sa malim otvorom blende (manje od 1:10). Ovo se podjednako odnosi i na fotografska posmatranja, kada se svetila sa relativno malim ugaonim veličinama (planete, Sunce, Mesec) fotografišu istim objektivima.
Koma i astigmatizam uvelike kvare sliku kada fotografišete velike površine zvezdanog neba sa paraboličnim ogledalima ili sočivima sa dva sočiva. Distorzija se naglo povećava sa brzim objektivima.
Donja tablica daje ideju o rastu kome i astigmatizmu ovisno o kutnim odstupanjima od optičke ose za parabolične reflektore različite svjetline.
Rice. 9. Zakrivljenost vidnog polja i slike zvijezda u njegovoj fokalnoj ravni (sa korekcijom svih ostalih aberacija).
tizma, ali postoji zakrivljenost polja. Ako fotografirate veliko područje zvjezdanog neba s takvim objektivom i istovremeno se fokusirate na središnju zonu, tada će se, kako se povlačite na rubove polja, oštrina slika zvijezda pogoršati. I obrnuto, ako se fokusiranje izvodi na zvijezde koje se nalaze na rubovima polja, tada će se oštrina slika zvijezda pogoršati u centru.
Da bi se dobila fotografija oštra po cijelom polju s takvim objektivom, film mora biti savijen u skladu sa zakrivljenošću polja oštrih slika samog objektiva.
Zakrivljenost polja se takođe eliminiše uz pomoć plano-konveksnog Piazzi-Smith sočiva, koje pretvara zakrivljeni front talasa u ravan.
Zakrivljenost polja najjednostavnije se može smanjiti otvorom blende sočiva. Iz prakse fotografiranja poznato je da se sa smanjenjem otvora blende povećava dubina polja - kao rezultat toga dobijaju se jasne slike zvijezda po cijelom polju ravne ploče. Međutim, treba imati na umu da smanjenje otvora blende uvelike smanjuje optičku snagu teleskopa, a da bi se na ploči pojavile blijede zvijezde, vrijeme ekspozicije mora se značajno povećati.
Distorzija se manifestuje u tome što objektiv gradi sliku koja nije proporcionalna originalu, ali sa određenim odstupanjima od nje. Kao rezultat toga, prilikom fotografiranja kvadrata, njegova slika može ispasti sa stranama konkavnim prema unutra ili konveksnim prema van (jastučić i izobličenje cijevi).
Ispitivanje bilo kojeg objektiva na izobličenje je vrlo jednostavno: da biste to učinili, morate ga jako otvoriti tako da samo vrlo mali središnji dio ostane nepokriven. Koma, astigmatizam i zakrivljenost polja sa takvom dijafragmom će biti eliminisani i distorzija se može posmatrati u svom najčistijem obliku
Ako fotografirate pravokutne rešetke, otvore prozora, vrata s takvim objektivom, onda je, ispitivanjem negativa, lako ustanoviti vrstu izobličenja svojstvenog ovom objektivu.
Izobličenje gotovog objektiva ne može se eliminisati ili smanjiti. Uzima se u obzir pri proučavanju fotografija, posebno pri izvođenju astrometrijskog rada.

§ 4. Okulari i granična uvećanja teleskopa
Komplet okulara je neophodan dodatak teleskopu. Ranije smo već razjasnili (§ 2) svrhu okulara u teleskopskom sistemu za uvećanje. Sada se treba zadržati na glavnim karakteristikama i karakteristikama dizajna različitih okulara. Ostavljajući po strani Galilejev okular od jednog divergentnog sočiva, koji se dugo nije koristio u astronomskoj praksi, okrenimo se odmah specijalnim astronomskim okularima.
Istorijski gledano, prvi astronomski okular, koji je odmah zamijenio Galilejev okular, bio je Keplerov okular iz jednog kratkofokusnog sočiva. Posjedujući mnogo veće vidno polje u poređenju sa Galilejevim okularom, u kombinaciji sa dugofokusnim refraktorima uobičajenim u to vrijeme, davao je prilično jasne i blago obojene slike. Međutim, kasnije je Keplerov okular zamijenjen naprednijim okularima Huygens i Ramsden, koji se i danas nalaze. Trenutno najčešće korišteni astronomski okulari su Kellner akromatski okular i Abbe ortoskopski okular. Slika 11 prikazuje raspored ovih okulara.
Okulari Huygens i Ramsden su najjednostavnije raspoređeni. Svaki od njih se sastoji od dva plano-konveksna konvergentna sočiva. Prednja (okrenuta prema objektivu) naziva se polje sočiva, a stražnja (okrenuta prema oku posmatrača) naziva se očna leća. U Huygensovom okularu (slika 12), oba sočiva su okrenuta prema objektivu svojim konveksnim površinama, a ako su f \ i / 2 žižne daljine sočiva, a d je rastojanje između njih, tada mora biti zadovoljen odnos: (...)

KOHETS FRAGMEHTA UDŽBENIK