Скачать Советский учебник

Назначение: Практика В СРЕДНЕЙ ШКОЛЕ

Авторство: Григорий Семенович Яхно

Формат: DjVu, Размер файла:  0.8 MB

СОДЕРЖАНИЕ

{spoiler=См. оглавление полностью...}

 Предисловие 3 

Глава I. Оборудование для астрономических наблюдений и практических работ 5 

Телескопы и теодолиты 

Школьный угломер 13 

Некоторые приборы астрономической площадки 15 

Глава II. Наблюдения и практические работы 24 

Работа 1. Наблюдение видимого суточного вращения звездного неба 28 

Работа 2. Наблюдение годичного изменения вида звездного неба 29 

Работа 3. Наблюдение изменения.полуденной высоты Солнца 32 

Работа 4. Определение направления небесного меридиана 35 

Работа 5. Определение моментов кульминации светил их восхода и захода 40

Работа 6. Наблюдение за движением планет среди звезд 41 

Работа 7. Наблюдение спутников Юпитера 44 

Работа 8. Определение угловых и линейных размеров Солнца (или Луны) 47 

Работа 9. Определение географической широты места 50 

Работа 10. Определение времени по Солнцу 53 

Работа 11. Определение географической долготы места 54 

Работа 12. Наблюдение перемещения Луны относительно звезд и изменения ее фаз 56 

Работа 13. Наблюдение поверхности Луны в телескоп 58 

Работа 14. Наблюдение солнечных пятен и вращения Солнца вокруг своей оси 60 

Литература 68

{/spoilers}

Скачать бесплатный учебник  СССР - Наблюдения и практические работы по астрономии (Яхно) 1965 года

СКАЧАТЬ DjVu

{spoiler=См. Отрывок из учебника...}

Предисловие 

      Наблюдения и практические работы по астрономии играют важную роль в формировании астрономических понятий. Они повышают интерес к изучаемому предмету, связывают теорию с практикой, развивают такие качества, как наблюдательность, внимательность, дисциплинированность. 

      В настоящем пособии описан опыт автора по организации и проведению практических работ по астрономии в средней школе. 

      Пособие состоит из двух глав. В первой главе даны некоторые конкретные замечания по использованию таких приборов, как телескоп, теодолит, солнечные часы и др. Во второй главе описано 14 практических работ, которые, в основном, соответствуют программе по астрономии. Не предусмотренные программой наблюдения учитель может провести на внеклассных занятиях. В связи с тем, что не все школы имеют необходимое количество телескопов и теодолитов, отдельные наблю- 

      дения можно объединить в одно занятие. В конце работ даны методические указания по их организации и проведению. 

      Автор считает своим долгом выразить благодарность рецензентам М. М. Дагаеву и А. Д. Марленскому за ценные указания, сделанные при подготовке книги к печати. 

      Автор. 

      

      Глава I. 

      ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ АСТРОНОМИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИЙ И ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ 

      ТЕЛЕСКОПЫ И ТЕОДОЛИТЫ 

      Описание и инструкция по применению этих приборов достаточно полно изложены в других учебных пособиях и в приложениях к приборам. Здесь приводятся только некоторые рекомендации по их использованию. 

      Телескопы 

      Как известно, для точной установки экваториального штатива телескопа его окуляр должен иметь крест нитей. Один из способов изготовления креста нитей изложен в «Справочнике любителя астрономии» П. Г. Куликовского и состоит в следующем. 

      На окулярную диафрагму или легкое кольцо, сделанное по диаметру втулки окуляра, с помощью спиртового лака надо наклеить взаимно-перпендикулярно два волоска или две паутинки. Чтобы при наклеивании нити были хорошо натянуты, надо к концам волосков (длиной около 10 см) прикрепить легкие грузики (например, шарики из пластилина или дробинки). Затем наложить волоски по диаметру на горизонтально расположенное кольцо перпендикулярно друг другу и в нужных местах капнуть по капле масла, дав ему сохнуть в течение нескольких часов. После просыхания лака концы с грузиками осторожно обрезать. Если перекрестие наклеено на кольцо, его нужно вставить во втулку окуляра так, чтобы крест нитей находился у самой окулярной диафрагмы. 

      Можно изготовить перекрестие и фотографическим методом. Для этого нужно сфотографировать две взаимно перпендикулярные линии, четко начерченные тушью на белой бумаге, и затем получить с негатива на другой пленке позитивный снимок. Полученное 'перекрестие следует обрезать по размеру трубки и закрепить в окулярной диафрагме. 

      Большое неудобство школьного телескопа-рефрактора — его слабая устойчивость на слишком облегченном штативе. Поэтому, если телескоп установить на постоянный устойчивый столб, условия наблюдения значительно улучшаются. Становой болт, на который насаживается телескоп, представляющий собой так называемый конус Морзе № 3, может быть изготовлен в школьных мастерских. Можно использовать становой болт и от штатива, прилагаемого к телескопу. 

      Хотя в последних моделях телескопов имеются визиры-искатели, значительно удобнее иметь на телескопе трубу-искатель с небольшим увеличением (например, оптический прицел). Искатель устанавливается в специальных кольцах-стойках так, чтобы его оптическая ось была строго параллельна оптической оси телескопа. В телескопы, не имеющие искателя, при наводке на слабые объекты следует вставлять окуляр с наименьшим увеличением, в этом случае поле зрения наибольшее. После наводки следует осторожно вынуть окуляр и заменить его на другой, с большим увеличением. 

      Перед наведением телескопа на слабые объекты необходимо установить окуляр на фокус (это можно сделать по удаленному земному предмету или яркому светилу). Чтобы не повторять наводку каждый раз, лучше отметить это положение на окулярной трубке заметной чертой. 

      При наблюдении Луны и Солнца следует учитывать, что их угловые размеры составляют около 32', и если использовать окуляр, дающий 80-кратное увеличение, то поле зрения будет всего 30'. Для наблюдения планет, двойных звезд, а также отдельных деталей лунной поверхности и формы солнечных пятен целесообразно применять наибольшие увеличения. 

      При проведении наблюдений полезно знать продолжительность движения небесных светил через поле зрения неподвижного телескопа при разных увеличениях. Если светило находится вблизи небесного экватора, то вследствие вращения Земли вокруг своей оси оно будет двигаться в поле зрения трубы со скоростью 15' за 1 мин. Например, при наблюдениях в 80 мм телескоп-рефрактор поле зрения в НЗб' светило пройдет за 6,3 мин. Поле зрения в 1°07' и 30' светило пройдет соответственно за 4,5 мин и за 2 мин. 

      В школах, где нет телескопа, можно изготовить самодельный телескоп-рефрактор из большого объектива от эпидиаскопа и окуляра от школьного мікроскопа 1. По диаметру объектива из кровельного железа изготовляется труба длиной примерно 53 см. В другой конец ее вставляется деревянный диск с отверстием для окуляра. 

      1 Описание такого телескопа дано в статье Б. А. Колоколова в журнале «Физика в школе», 1957, № 1. 

      При изготовлении телескопа следует обращать внимание на то, чтобы оптические оси объектива и окуляра совпадали. Для улучшения четкости изображения таких ярких светил, как Луна и- Солнце, объектив необходимо диафрагмировать. Увеличение такого телескопа равно примерно 25. Нетрудно изготовить самодельный телескоп и из очковых стекол 1. 

      Чтобы судить о возможности какого-либо телескопа, необходимо знать о нем такие данные, как увеличение, предельный угол разрешения, проницающую силу и поле зрения. 

      Увеличение определяется отношением фокусного расстояния объектива F к фокусному расстоянию окуляра f (каждое из которых нетрудно определить на опыте): 

      Это увеличение можно найти также из отношения диаметра объектива D к диаметру так называемого выходного зрачка d: 

      Зрачок выхода определяется следующим образом. Труба фокусируется «на бесконечность», т. е. практически на весьма удаленный предмет. Затем направляется на светлый фон (например, на ясное небо), и на миллиметровой бумаге или на кальке, держа ее у самого окуляра, получают четко очерченный кружок — изображение объектива, даваемое окуляром. Это и будет выходной зрачок. 

      1 И. Д. Новиков, В. А. Шишаков, Самодельные астро номические инструменты и наблюдения с ними, «Наука», 1965. 

      Предельный угол разрешения г характеризует минимальное угловое расстояние между двумя звездами или деталями поверхности планеты, при котором они видны раздельно. Теория дифракции света дает простую формулу для определения г в секундах дуги: 

      где D — диаметр объектива в миллиметрах. 

      Практически величину г можно оценить по наблюдениям тесных двойных звезд, пользуясь приведенной ниже таблицей. 

      Звезда Координаты Звездные величины компонентов Угловое расстояние между компонентами 

      Для нахождения приведенных в таблице звезд удобен звездный атлас А. А. Михайлова. 

      Расположение некоторых двойных звезд приведено на рисунке 1.

      1 Можно воспользоваться и «Учебным звездным атласом» А. Д. Могилко, в котором положение звезд дано на 14 крупномасштабных картах. 

      Теодолиты 

      При угловых измерениях с помощью теодолита известную трудность составляет отсчет показаний на лимбах. Поэтому рассмотрим более подробно пример отсчета с помощью верньера на теодолите ТТ-50. 

      Оба лимба, вертикальный и горизонтальный, разделены на градусы, каждый градус в свою очередь подразделен еще на 3 части, по 20' в каждой. Указателем отсчета является нулевой штрих верньера (нониуса), помещенного на алидаде. Если нулевой штрих верньера не совпадает точно с каким-либо штрихом лимба, то долю деления лимба, на которую не совпадают штрихи, определяют по шкале верньера. 

      Верньер обычно имеет 40 делений, которые по своей протяженности захватывают 39 делений лимба (рис. 2)1. Значит, каждое деление верньера составляет 39/4о деления лимба, или, другими словами, на У40 меньше его. Так как одно деление лимба равно 20', то деление верньера меньше деления лимба на 30". 

      Пусть нулевой штрих верньера занимает положение, указанное стрелкой на рисунке 3. Замечаем, что точно 

      1 Для удобства шкалы кругов изображены прямолинейными. 

      совпало со штрихом лимба девятое деление верньера. Восьмое деление не доходит до соответствующего штриха лимба на 0',5, седьмое — на Г, шестое — на Г,5, а нулевой штрих не доходит до соответствующего штриха лимба (справа от него) на 0',5-9 = 4',5. Значит, отсчет запишется так1: 

      Рис. 3. Отсчет с помощью верньера 

      Для более точного отсчета на каждом из лимбов установлено по два верньера, расположенных на 180° один от другого. На одном из них (который принимается за основной) отсчитываются градусы, а минуты берутся как среднее арифметическое показаний обоих верньеров. Однако для школьной практики вполне достаточно отсчет производить по одному верньеру. 

      1 Оцифровка верньера выполнена так, что отсчет можно сделать сразу. Действительно, совпавший штрих соответствует 4',5; значит, к числу 6Г20' надо прибавить 4',5. 

      Кроме визирования, окулярные нити используются для определения расстояний с помощью дальномерной рейки (линейки, на которой нанесены равные деления, хорошо видимые издали). Угловое расстояние между крайними горизонтальными нитями а и b (рис. 4) подобрано так, чтобы 100 см рейки помещалось как раз между этими нитями тогда, когда рейка отстоит ровно на 100 м от теодолита. В этом случае коэффициент дальномера равен 100. 

      Окулярные нити можно использовать и для приближенных угловых измерений, учитывая, что угловое расстояние между горизонтальными нитями а я b п . составляет 35'. 

      

      ШКОЛЬНЫЙ УГЛОМЕР 

      Для таких астрономических измерений, как определение полуденной высоты Солнца, географической широты места по наблюдениям Полярной звезды, расстояний до удаленных предметов, проводимых в качестве иллюстрации астрономических методов, можно использовать школьный угломер, который есть почти в каждой школе. 

      Устройство прибора видно из рисунка 5. На обратной стороне основания угломера, в центре на шарнире, укреплена трубка для установки угломера на штатив или на палку, которую можно воткнуть в землю. Благодаря шарнирному креплению трубки, лимб угломера можно устанавливать в вертикальной и в горизонтальной плоскостях. Указателем вертикальных углов служит стрелка-отвес 1. Для измерения горизонтальных углов применяется алидада 2 с диоптрами, а установка основания прибора контролируется двумя уровнями 3. На верхней кромке прикреплена смотровая трубка 4 для удобства наводки на предмет. Для определения высоты Солнца используется откидной экран 5, на котором получается светлое пятно, когда трубка направлена на Солнце. 

      

      НЕКОТОРЫЕ ПРИБОРЫ АСТРОНОМИЧЕСКОЙ ПЛОЩАДКИ 

      Прибор для определения полуденной высоты Солнца 

      Среди различных типов этого прибора наиболее удобен, на наш взгляд, квадрант-высотомер (рис. 6). Он состоит из прямого угла (две планки), прикрепленной 

      к нему в виде дуги металлической линейки и горизонтального стерженька А, укрепленного с помощью проволочных стоек в центре окружности (частью которой является линейка). Если взять металлическую линейку длиной 45 см с делениями, то разметку на градусы делать не надо. Каждый сантиметр линейки будет соответствовать двум градусам. Длина проволочных стоек в этом случае должна быть равна 28,6 см. Перед измерением полуденной высоты Солнца прибор необходимо установить по уровню или отвесу и ориентировать нижним основанием вдоль полуденной линии. 

      Указатель полюса мира 

      Обычно на школьной географической площадке для обозначения направления оси мира вкапывают в землю наклонный шест или жердь. Но для уроков астрономии этого мало, здесь необходимо позаботиться и об измерении угла, образуемого осью мира с плоскостью горизонта. Поэтому можно рекомендовать указатель в виде планки длиной около 1 м с эклиметром достаточно больших размеров, сделанный, например, из школьного транспортира (рис. 7). Это обеспечивает и большую наглядность, и достаточную точность измерения высоты полюса. 

      Простейший пассажный инструмент 

      Для наблюдения прохождения светил через небесный меридиан (что связано со многими практическими задачами) можно использовать простейший нитяной пассажный инструмент (рис. 8). 

      Для его монтирования необходимо провести на площадке полуденную линию и на ее концах вкопать два столба. Южный столб должен иметь достаточную высоту (около 5 м), чтобы опущенный с него отвес охватывал 

      больший участок неба. Высота северного столба, с которого опускается второй отвес, около 2 м. Расстояние между столба-ми 1,5—2 м. В ночное время нити необходимо освещать. Такая установка удобна тем, что она обеспечивает наблюдение кульминации светил сразу несколькими учащимися. 

      Звездная указка 

      Звездная указка (рис. 9) состоит из легкой рамки с параллельными планками на шарнирном устройстве. Прицелившись одной из планок на звезду, мы ориентируем в том же направлении и другие. При изготовлении такой указки нужно, чтобы в шарнирах не было люфтов.

{/spoilers}