Планетарий

Шын горизонттың үстінде орналасқан нүктелер ғана бақылаушыға көрінеді, ал оның астындағы нүктелер көрінбейді.

Аспан сферасын екі жарты шар – оңтүстік және солтүстік жарты шарға бөлетін математикалық горизонт емес аспан экваторы екендігіне баса көңіл аудару қажет. Бұл аймақтардың шамасы бақылаушы орналасқан жердің географиялық ендігі φ-ге тәуелді болады. Жердің солтүстік полюсіне бақылаушының орны неғұрлым жақын болса (φ үлкен болса), оңтүстік жарты шардың соғұрлым аз бөлігі ғана бақылауға мүмкіндік береді және солтүстік жарты шардың үлкен бөлігі шын горизонтқа көрінеді (ал жердің оңтүстік жарты шарында керісінше болады).

Математикалық горизонттың батыс бөлігі мен шығыс бөлігін олардың жақтарымен, яғни солтүстік, оңтүстік, батыс және шығыс нүктелерімен шатастыруға болмайды. Аспан сферасының нүктелерінің тәулік бойы шын горизонттың үстінде немесе астында болуы бұл нүтелердің бұрылуы мен бақылаушының географиялық ендігіне тәуелді болады. Аспан экваторы мен шын горизонт диаметральды қарама-қарсы нүктелерде қиылысатындықтан аспан экваторының кез-келген нүктесі (σ=0) жарты тәулік шын горизонттың үстінде және жарты тәулік – астында болады, географиялық ендігіне тәуелсіз (Жердің географиялық ендіктерінен басқа φ=+900).

Аспан сферасы элементтерінің жер бетінің дөңгелектерімен нүктелеріне ұқсас  екендігін айта кеткен жөн болады. Ол үшін аспан сферасының радиусын өте үлкен, бірақ шексіз емес деп қарастырайық. Бұл жағдайда Жер бетінің бір нүктесінде С- нүктесінде орналасқан, Зенит бағыты сақталған деп санауға болады. Олай болса 0 - салмақ сызығы СО- Жер радиусының жалғасы болып саналады. Ноль нүктесінде тұрған бақылаушы үшін (Жерді шар тәрізді деп аламыз), PP1- әлем осі Жердің – рр- айналу осімен, әлемнің полюстері р және р1 сәйкес келеді. Шын горизонт жазықтығы бақылаушы орналасқан 0 нүктесіне жүргізілген жанама бойымен бағытталады. Осыған байланысты аспан меридианы, зенит, надир және шын горизонт  бақылаушыға қатысты қозғалмайтын сияқты болып көрінеді, олар жер осімен бірге айнала қозғалып жүреді.

Әлем полюстері P және P1 Жер осінің бойында жатқандықтан,  бақылаушыға қозғалмайтын сияқты болады. Кез-келген Жер параллеліне аспан параллелі сәйкес келеді.

Егер чертежда аспан сферасын Жер бетінің 0 нүктесінде орналасқан нүктеде болады, және аспан сфереасының ерекше қасиеттеріне байланысты оның барлық элементтері жазықтықтар мен түзу сызықтар көмегімен Жер бетіне қатыста параллель және түзу жазықтықтар көмегімен көрсетіледі.

Аспан сферасының моделінің көмегімен оның барлық негізгі элементтері мен олардың аспан сферасының тәуліктік айналымына байланысты болатын өзгерістерін бақылаушының орнына тәуелді зерттеңдер.

1. Аспан сферасының негізгі элементтерінің шын горизонтқа         салыстырғандағы орналасуын көрсетіңдер.
2. Қара глобусқа бормен аспан сферасының көрсетуге болатын элементтерін сызыңдар.
3. Аспан сферасы моделіндегі барлық негізгі элементтерді жұлдызды аспанның жылжымалы картасындағы элементтермен салыстырыңдар.
4. Бұрылу дөңгелектерінің біріне аспан шырақтарын білдіретін екі қондырманы. Бекітіңдер: біреуін – аспан экваторына жақын, екіншісін - әлемнің солтүстік полюсы маңына. Модельді аспан сферасының тәуліктік қозғалысы бағытымен қозғалта отырып, аспан экваторы меншын горизонтқа қатысты тәуліктік паралелльдердіңұқсастығы мен айырмашылығын көрсетіңдер.
5. 5 пункттің нәтижелері бойынша аспан шырақтарының тәуліктік айналысы туралы және олардың ұзақтығының сипатын қорытындылаңдар және олардың бұрылуларының тәуелділігін көрсетіңдер.
6. Аспан сферасының кескінін келесі жазықтықтарға проекциялаңдар:

а) аспан меридианына; б) шын горизонтқа;  в) аспан экваторына.

 

№3 ЛАБОРАТОРИЯЛЫҚ ЖҰМЫС

ЕСЕБІ

Жұмыстық орындалу мерзімі:

1. Аспан сферасының негізгі элементтері

Аты

Бақылаушыға қатысты орналасуы

Шын горизонтқа қатысты орналасуы

 

2. Қара глобусқа көрсетуге болады________________________________________________________________

 

3. Жылжымалы картада көрсетілген элементтер_____________________________________________________________

 

4.

 

5. Қорытындылар:__________________________________________________

 

 

Керекті әдебиеттер:

1. Бакулин П.И.,  Мороз В.И. Курс общей астрономии. М., 1970 г.
2. Дагаев М.М. Модель небесной сферы. М., 1970 г.
3. Блажко С.Н. Курс сферической астрономии. М., 1984 г.

 

 

№4 ЛАБОРАТОРИЯЛЫҚ ЖҰМЫС

 

ПЛАНЕТАЛАР ЖҮЙЕСІНІҢ МОДЕЛІ

Қажетті құрал – жабдықтар: Планеталар жүйесінің моделі, астрономиялық календарь, астрономиялық анықтама, микрокалькулятор т.б.

Жұмыстың мақсаты: Астрономия курсын оқытуда Күн жүйесіне енетін планеталардың қозғалыс заңдылықтары мен конфигурацияларын көрсету, планеталардың өзара орналасуы мен олардың Күнге қатысты размерлерін салыстырмалы түрде зерттеп үйрену.

 

ТЕОРИЯЛЫҚ БӨЛІМ

Планеталардың гелиоцентрлік жүйесін алғаш рет жасаған Николай Коперник болды.Өзінің “Аспан сферасының айналымы ” деген еңбегінде әлемнің центріне Күнді орналастырып, планеталардың оны айнала қозғалатынын дәлелдеді. Бұл Коперниктің ғылымда жасаған революциясы еді. Планетаның сидерлік периоды дегеніміз – оның жұлдыздарға қатысты қозғала отырып, Күнді толық бір айналым жасауға кеткен уақыты.

Синодық периоды дегеніміз – тізбектес екі конфигурация аралығына кеткен уақытты айтады. Мысалға: Марстың екі қарама-қарсы тұруына кеткен уақыты (4-сурет).

Гелиоцентрлік жүйенің дұрыстығын дәлелдеген Кеплер болды, ол өзінің планеталардың қозғалысы жөнінде үш заңын ашты.

І. Құралдың техникалық сипатттамалары

І.І. Планеталар жүйесінің моделі центрінде орналасқан Күн имитаторын айнала қозғалады, сол арқылы планеталардың айналу периодын анықтауға мүмкіндік береді. Жер планетасының моделі Күн имитаторын І жылда толық бір айналып шығады.

І.2. Күн имитаторынан Жер планетасының моделіне дейінгі қашықтық І а.б. = 150млн.км. сәйкес келеді.

І.3. Құрал кернеуі 220 В айнымалы токпен жұмыс істейді.

І.4. Планеталардың диаметрі және олардың Күн имитаторынан қашықтығы келесі таблицада келтірілген:

 

Планеталардың  сипаттамалары	Планеталардың аттары
	Меркури	Шолпан	Жер	Марс		Юпитер	Сатурн	Уран	Нептун
Планета диаметрі /км/	5000	12400	12756	6780		143640	120500	53400	49600
Планета моделінің диаметрі /мм/	4	10		10		5	90	70	40
Планетаның Күннен қашықтығы, /млн.км./	58	108	150	228		778	1426	2869	4495
Плеанеталар моделінің Күн имит. Қашықтығы /мм/	20	36	50	76		260	470	956	1469

 

І.5. Планеталар моделінің телескоптан бақылағандағы түрлері:

Меркурий – ашық-сары түсті, Шолпан – ақ түсті, Юпитер – ашық-сары, Сатурн – сары, Уран – сары-жасыл, Нептун – сары-жасыл түсті.

2. Құралдың құрылысы

Планеталар жүйесінің моделі ішінде электродвигатель орналасқан пластмассадан жасалған корпустан тұрады. Құралдың орталық осіне 5 тепкішті трубалар бекітілген.

1. Күн имитаторы, 2 – Меркурий моделі, 3 – Шолпан моделі, 4 – Жер моделі, 6 – Юпитер моделі, 7 – Сатурн моделі, 8 – Сатурн сақинасының моделі.

 

4 – сурет

Планеталардың конфигурациялары.

 

Бұл трубкаларға Меркурий, Шолпан, Жер, Марс, Юпитер, Сатурн планеталарының моделі орналастырылған /3- сурет/.

Құралдың беткі қабатында уақытты, айлардың аты көрсетілген шкала бекітілген. Құралдың жұмыс істеу принципі планеталардың сидерлік периодын демонстрациялауғаи жасалған.

Электродвигательді іске қосқан кезде электродвигательдің валы айналып, тісті дөңгелектер арқылы беріле отырып, /Меркурий, Шолпан, Жер, Марс, Юпитер, Сатурн/ планеталар моделі орналасқан трубкалар айналысқа түседі.

Планеталардың қозғалыстары өзара байланысты, әрбір планетаның Күн имитаторын айнала қозғалысы оның өздерінің Күнді айнала қозғалу жылдамдықтарына сәйкес келеді.

3. Құралмен жұмыс істеу.

№1. Д е м о н с т р а ц и я. Планеталардың Күнге қатысты орналасуын қарастыру. Планеталардың модельдерін бір қатарға қойып, рет – ретімен аттарын атау және планеталардың бояуларына  көңіл аудару.

№2. Д е м о н с т р а ц и я. Күн имитаторын планетаға дейінгі қашықтықты анықтау, астрономиялық бірлік арқылы бағалау. Планеталар орналасқан штангдегі ақ-қара бояу бояу арқылы анықтау және оның нәтижелерін таблицадағы берілген мәндермен салыстыру.

  

№3. Д е м о н с т р а ц и я. Планеталардың размерлерін салыстыру. Жердің размерімен, диаметрімен салыстыра отырып, көз мөлшерімен планеталардың размерлерін бағалау. Алынған нәтижелерді астрономиялық календарда берілген мәндерімен салыстыру.

 

№4. Д е м о н с т р а ц и я. Планеталардың конфигурацияларын анықтау (3- сурет). Ішкі және сыртқы планеталарды анықтау. Орбиталарды Жер орбитасының ішінде орналасқан планеталар – ішкі планеталар деп, ал сыртында орналасқан планеталар сыртқы планеталар деп аталады.

 

№5. Д е м о н с т р а ц и я. Планеталардың барлығын бір датаға орналастыру арқылы Жерге қатысты, олардың сидерлік периодтарын анықтау.Есептеуге ыңғайлы болу үшін барлық планеталарды 1 – январьға келтіріп қою керек. (Шын мәнісінде мұндай жағдай болуы мүмкін емес екен).

Сыртқы планетаның сидерлік периодын анықтау үшін, электродвигательді қосып, Күн имитаторын толық бір айналуға кеткен уақытта Жердің қанша айналым жасағанын анықтайды. Есептеуді 5-7 рет жүргізу қажет. (1) формуланы тексеру үшін, құралда алынған нәтижелерді мектептік астрономиялық календардағы мәндермен салыстыру керек. Мысалға, Марс планетасын аламыз.

Марсты Жермен қарама-қарсы нүктеге қоямыз да, мысалға 1 – январьға, электродвигательді қосып, Марс толық бір айналым жасаған кезде тоқтатамыз, яғни Марс алғашқы орнына келгенде. Марс толық бір айналым жасағанда кезде, Жер толық бір айналым жасап 1 жыл 321 күн тәулігінде, яғни 17 ноябрьде тоқтайды, бұл – 365+321=686 күнге тең. Олай болса, Марстың сидерлік периоды 686 жер тәулігі немесе 1,88 жыл деген сөз. Электродвигательді тағы іске қосып, Марс Жермен қарама-қарсылыққа келгенде, двигательді өшіреміз. Бұл 19 февральда тоқтайды, олай болса Марстың сидондық периоды 2*365+50=780 күн тәулігіне тең болады. Бұл нәтижелерді (1) формулаға қоямыз да, теңдіктің дұрыстығына қол жеткіземіз.

    (1)    

№5 Д е м о н с т р а ц и я. Кеплердің үшінші заңын тексеру. Кеплердің үшінші заңын тексеру үшін №2 және №4 демонстрацияларды қайталап, планеталардың сидерлік периодтарын анықтаймыз. Планеталардың үлкен жарты осьтерін астрономиялық бірлікпен анықтай отырып

                (2)

(2) теңдікті тексереміз. Мұндағы T1’ T2 – планетаның сидерлік периоды, а1,а2 –  планетаның үлкен жарты осі, астрономиялық бірлікпен алынған.

Мысалға: Құрал бойынша Сатурн планетасының үлкен жарты осі а2 = 9.5 а.б., ал Жердің үлкен жарты осі а1= 1 а.б., Жердің сидерлік периоды Т1= 1 жыл, ал Сатурндікі Т2=29,5 жыл. Бұл мәндерді (2) формулаға қоя отырып, теңдіктің дұрыстығына көз жеткіземіз

,        

 

Бақылау сұрақтары

1. Ішкі планеталарға қандай планеталар жатады?
2. Сыртқы планеталарға ше?
3. Планетаның сидерлік периоды дегеніміз не?
4. Синодтық период дегеніміз не?
5. Планеталар өлшеміне қарай қандай қандай топқа бөлінеді?
6. Бір астрономиялық бірлік дегеніміз не?
7. Кеплер заңдары.
8. Тропикалық жыл дегеніміз не?
9. Алып планеталарға қандай планеталар жатады?
10. Гелиоцентрлік планеталар жүйесінің негізін салған кім?

 

 

Керекті әдебиеттер:

1. В.И.Бакулин  “Курс астрономии” М., 1976 г.
2. Воронцов – Веньяминов В.В. “Лабораторный практикум по астрономи” М., 1972 г.
3. А.Р. Шаповалов “Астрономия” М., 1984г.

 

 

№5 ЛАБОРАТОРИЯЛЫҚ ЖҰМЫС