14
MATERIAŁ DYDAKTYCZNY Pomiar rozmiaru cienia Ziemi (Całkowite zaćmienie księżyca 2014) Autorzy: Miguel Ángel Pío Jiménez, astronom z Instituto de Astrofísica de Canarias dr Miquel SerraRicart, astronom z Instituto de Astrofísica de Canarias Juan Carlos Casado, astrofotograf (tierrayestrellas.com), Barcelona dr Lorraine Hanlon, astronom z University College Dublin, Irlandia dr Luciano Nicastro, astronom z Istituto Nazionale di Astrofisica, IASF Bolonia dr Kamil Złoczewski, astronom, Uniwersytet Warszawski (tłumaczenie) 1. Cele ćwiczenia W tym ćwiczeniu dowiesz się jak zmierzyć rozmiar cienia rzucanego przez Ziemię na powierzchnię Księżyca w trakcie zaćmienia. W tym celu zmierzysz momenty wejścia i wyjścia z cienia kilku kraterów. Opcjonalnie, kształt a konkretniej zakrzywienie cienia Ziemi widoczne na tarczy Księżyca pozwala na zmierzenie rozmiaru cienia Ziemi. Opisane są obie metody pomiaru. Po wykonaniu tego ćwiczenia zdobędziesz następujące umiejętności: wytłumaczenia podstawowych informacji dotyczących zjawiska zaćmienia księżyca wykonania pomiarów na podstawie zdjęć. skorzystania z podstawowych wzorów fizycznych z wykorzystaniem danych pozyskanych na podstawie zdjęć sprawdzenia poprawności jednostek w używanych wzorach sprawdzenia poprawności jednostek w użytych wielkościach wytłumaczenia prawdziwego i pozornego ruchu gwiazd i innych ciał niebieskich. 2. Materiały Zdjęcia wykonane podczas całkowitego zaćmienia księżyca 15 kwietnia 2014 roku. W Polsce te zaćmienie księżyca jest niewidoczne. 3. Zjawisko 3.1 Czym jest zjawisko zaćmienia? Zaćmienie księżyca ma miejsce kiedy to Księżyc przechodzi przez cień Ziemi. Może mieć to miejsce wówczas kiedy Słońce, Ziemia i Księżyc są w jednej linii lub niemal w jednej linii zaś Ziemia jest pomiędzy Słońcem i Księżycem. Dlatego też zaćmienie księżyca może mieć miejsce jedynie w trakcie pełni księżyca. 3.2 Występowanie zaćmień Księżyc większość czasu znajduje się na swojej orbicie pod lub ponad płaszczyzną ekliptyki (płaszczyzną wyznaczaną przez ruch Ziemi wokół Słońca). Zaćmienie może nastąpić 1

MATERIAŁ DYDAKTYCZNY Pomiar rozmiaru cienia Ziemi (Całkowite zaćmienie księżyca … · 2014. 4. 1. · 21:50:30 UT, zaś zdjęcie po prawej odpowiada wyjściu z cienia o 0:36:6

  • Upload
    others

  • View
    1

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

  •    

     

    MATERIAŁ DYDAKTYCZNYPomiar rozmiaru cienia Ziemi

    (Całkowite zaćmienie księżyca 2014) 

    Autorzy:○      Miguel Ángel Pío Jiménez, astronom z Instituto de Astrofísica de Canarias○      dr Miquel SerraRicart, astronom z Instituto de Astrofísica de Canarias○      Juan Carlos Casado, astrofotograf (tierrayestrellas.com), Barcelona○      dr Lorraine Hanlon, astronom z University College Dublin, Irlandia○      dr Luciano Nicastro, astronom z Istituto Nazionale di Astrofisica, IASF Bolonia○      dr Kamil Złoczewski, astronom, Uniwersytet Warszawski (tłumaczenie)

     1. Cele ćwiczenia

     W tym ćwiczeniu dowiesz się jak zmierzyć rozmiar cienia rzucanego przez Ziemię na                         

    powierzchnię Księżyca w trakcie zaćmienia. W tym celu zmierzysz momenty wejścia i wyjścia z                           cienia kilku kraterów. Opcjonalnie, kształt a konkretniej zakrzywienie cienia Ziemi widoczne na                       tarczy Księżyca pozwala na zmierzenie rozmiaru cienia Ziemi. Opisane są obie metody pomiaru.

    Po wykonaniu tego ćwiczenia zdobędziesz następujące umiejętności:○  wytłumaczenia podstawowych informacji dotyczących zjawiska zaćmienia           

    księżyca○  wykonania pomiarów na podstawie zdjęć.○  skorzystania z podstawowych wzorów fizycznych z wykorzystaniem danych               

    pozyskanych na podstawie zdjęć○  sprawdzenia poprawności jednostek w używanych wzorach○  sprawdzenia poprawności jednostek w użytych wielkościach○  wytłumaczenia prawdziwego i pozornego ruchu gwiazd i innych ciał niebieskich.

    2. MateriałyZdjęcia wykonane podczas całkowitego zaćmienia księżyca 15 kwietnia 2014 roku. W                     

    Polsce te zaćmienie księżyca jest niewidoczne. 

    3. Zjawisko 

    3.1 Czym jest zjawisko zaćmienia? 

    Zaćmienie księżyca ma miejsce kiedy to Księżyc przechodzi przez cień Ziemi. Może mieć                         to miejsce wówczas kiedy Słońce, Ziemia i Księżyc są w jednej linii lub niemal w jednej linii zaś                                   Ziemia jest pomiędzy Słońcem i Księżycem. Dlatego też zaćmienie księżyca może mieć miejsce                         jedynie w trakcie pełni księżyca. 

    3.2 Występowanie zaćmień Księżyc większość czasu znajduje się na swojej orbicie pod lub ponad płaszczyzną                       

    ekliptyki (płaszczyzną wyznaczaną przez ruch Ziemi wokół Słońca). Zaćmienie może nastąpić                     

    1

  •    

    wtedy kiedy to Księżyc znajdzie się bardzo blisko płaszczyzny ekliptyki, dlatego też zjawisko to                           zachodzi jedynie podczas nowiu (zaćmienie słońca) lub w pełni (zaćmienie księżyca). 

     Rysunek 1: Płaszczyzna orbity Księżyca. „Obszar krytyczny” wyznacza czas w którym może mieć miejsce                           zaćmienie księżyca. 

    Zaćmienie księżyca widoczne jest ze wszystkich miejsc na Ziemi, w których Księżyc                       podczas zaćmienia jest nad horyzontem. Kluczowe momenty zaćmienia słońca zależą od miejsca                       na Ziemi, natomiast momenty zaćmienia Księżyca nie zależą od położenia obserwatora.

    Ze względu na odległość dzielącą Ziemię od Księżyca rozmiar (średnica) stożka cienia ma                         9 200 km. Średnica Księżyca to 3 476 km. W związku z tym rozmiar, że cienia jest nieco ponad                                     2,5 razy większy od średnicy samego Księżyca, to samo zjawisko zaćmienia księżyca trwa dłużej                           niż zaćmienie słońca.

     Linia węzłów orbity Księżyca (Rysunek 1) wędruje z prędkością około 20 stopni na rok,                           

    wykonując pełen obrót co około 18,6 roku. To powoduje, że daty zaćmień każdego roku są inne.                               Przykładowo w roku 2001 zaćmienia były w styczniu, lutym, czerwcu, lipcu i grudniu, w roku 2003                               zaćmienia miały miejsce w maju i listopadzie, natomiast w roku 2006 w marcu i wrześniu.

    2

  •    

    Rysunek 2: Strefa cienia (umbra) i półcienia Ziemi (penumbra). W części środkowej cienia                           światło słoneczne nie dochodzi bezpośrednio ze Słońca, natomiast w rejonie półcienia jedynie część                         światła Słońca jest zablokowana. 

    3.3 Rodzaje zaćmień księżyca Występują trzy rodzaje zaćmień księżyca:

     1) Zaćmienie półcieniowe: W tym przypadku na Księżyc pada półcień Ziemi (patrz                       

    Rysunek 2). Pociemnienie tarczy Księżyca jest niewielkie (Rysunek 3), co powoduje że                       zanotowanie czasów kontaktów w tym typie zaćmienia jest bardzo trudne.

     

    Rysunek 3: Zdjęcie przedstawia Księżyc nie zaćmiony (po lewej) oraz w fazie                       zaćmienia półcieniowego (po prawej) w dniu 16 maja 2003 roku. Efekt                     pociemnienia tarczy Księżyca jest subtelny. Źródło: J.C. Casado  Shelios.

     2) Zaćmienie częściowe: Ma miejsce gdy Srebrny Glob znajduje się jedynie częściowo                       

    w pełnym cieniu Ziemi. Wejście Księżyca w dobrze odcinający się cień Ziemi pozwala na                           jednoznacznie wyznaczenie momentów kontaktów. Problemem mogą być zakłócenia ziemskiej                 

    3

  •    

    atmosfery, które powodują rozmycie konturu cienia. 

    3) Całkowite zaćmienie: Zachodzi kiedy to tarcza Księżyca całkowicie zanurza się w                       cień Ziemi. Ponieważ stożek cienia jest o wiele większy niż średnica Księżyca w związku z tym                               zjawisko zaćmienia księżyca może trwać nawet 104 minuty (patrz Rysunek 4). 

    Rysunek 4: Złożenie zdjęć z zaćmienia księżyca z dnia 16 maja 2003 roku. Fotografie                           wykonano na początku zjawiska (po lewej), w środku zaćmienia oraz pod koniec fazy                         całkowitej (po prawej). Źródło: J.C. Casado  Shelios.

                

    4

  •    

     Rysunek 5: Rodzaje zaćmień księżyca. Tor 1 (zaćmienie półcieniowe częściowe), A: początek                       zaćmienia, B: środek zaćmienia półcieniowego; C: koniec zaćmienia. Tor 2 (zaćmienie półcieniowe),                       A: początek zaćmienia, B: środek; C: koniec zaćmienia; Tor 3 (zaćmienie częściowe), A: początek                           zaćmienia półcieniowego, B: początek zaćmienia częściowego, C: zaćmienie częściowe, D: koniec                     zaćmienia częściowego; E: koniec zaćmienia półcieniowego. Tor 4 (zaćmienie całkowite), A:                     początek zaćmienia półcieniowego, B: początek wejścia w cień, C: całkowite wejście w cień, D:                           początek wychodzenia z cienia, F: koniec zaćmienia półcieniowego. Źródło: J.C.Casado

     Rysunek 5 ilustruje rodzaje zaćmień księżyca. Oznaczenia kolejnych momentów                 

    zaćmienia, nazywanych również „fazami zjawiska” wyjaśnione są w opisie rysunku 

    3.4 Przebieg całkowitego zaćmienia księżyca Wszystkie rodzaje zaćmień księżyca rozpoczynają się od fazy zaćmienia półcieniowego                   

    (Rysunek 5, Tor 3, A). Pociemnienie tarczy księżyca w tej fazie jest subtelne i najlepiej widoczne                               w obszarze w pobliżu pełnego cienia. 

    Zaćmienie częściowe: Po fazie zaćmienia częściowego, trwającego nawet do godziny                   Księżyc wchodzi w wyraźnie ciemniejszy, zakrzywiony obszar cienia (Rysunek 5, Tor 4, B). Z                           pomocą teleskopu można zobaczyć jak postępuje zaćmienie i jak kolejne utwory na powierzchni                         Srebrnego Globu – takie jak np. kratery i góry – kryją się w ziemskim cieniu. 

    5

  •    

    Zaćmienie całkowite: Gdy Księżyc całkowicie wejdzie w cień Ziemi.(Rysunek 5, Tor 4,                       C) nie znika on z nieba, ale przybiera kolor czerwony. Odcień tej czerwieni dla każdego zaćmienia                               jest inny. Jasność tarczy Księżyca zmniejsza się o 10 tysięcy razy i w rezultacie na niebie                               pojawiają się gwiazdy tak jakby on wcale nie oświetlał nieba swym blaskiem. Co powoduje ten                             czerwony kolor? Przyczyną jest ziemska atmosfera, która „otula” kulę ziemską, i jak na wpół                           przeźroczysta soczewka ugina światło słonecznej przechodzącą przezeń i ostatecznie padające                   na tarczę Księżyca. Kolor czerwony powstaje z powodu tego, że światło niebieskie pochłaniane                         jest mocniej przez naszą atmosferę niż światło czerwone. Odcień czerwieni zależy od wielu                         czynników m.in. stanu strefy(?) ozonowej, ilości pyłu wulkanicznego, aktywności słonecznej oraz                     pogody w części atmosfery, przez którą przechodzi światło. Po fazie całkowitej sekwencja zdarzeń                         jest odwrotna, najpierw ma miejsce faza częściowa a następnie zaćmienie półcieniowe (Rysunek                       5, Tor 4, D, E i F). Cały przebieg zaćmienia jest całkiem nieźle przedstawiony na Rysunku 6. 

     Rysunek 6: Przebieg całkowitego zaćmienia księżyca z 4 kwietnia 1996 roku. Ilustracja przedstawia                         jego kolejne fazy na podstawie zdjęć wykonanych w czasie ponad 4 godzin w Bardenas (Navarra).                             Źródło: J.C. Casado (ttierrayestrellas.com)

     3.5 Zaćmienie 15 kwietnia 2014 roku Widoczność zaćmienia Księżyca z dnia 15 kwietnia 2014 roku przedstawia Rysunek 7.                       

    Mapa przedstawiona została w cylindrycznym odwzorowaniu Merkatora, które jest najpowszedniej                   stosowanym przedstawieniu sfery na płaszczyźnie. Mapa w tej projekcji dobrze oddaje region                       okołorównikowe, ale im bliżej biegunów tym jest bardziej zniekształcona.  

    6

  •    

    Rysunek 7: Mapa przedstawia obszar widoczności całkowitego zaćmienia księżyca 15 kwietnia 2014 roku.

     Na Rysunku 7 przedstawiono obszary widoczności zjawiska zaćmienia Księżyca w dniu                     

    15 kwietnia 2014. W obszarach niezacienionych, w USA, Kanadzie, Oceanie Spokojnym,                     zachodniej części Ameryki Południowej będzie można zobaczyć całość zaćmienia. W obszarze                     zakreślonym najciemniejszą barwą zaćmienie nie będzie w ogóle widoczne i tak mieszkańcy                       Wschodniej Afryki, sporej części kontynentu europejskiego, Rosji, Indii i większości Azji go nie                         zobaczą. W obszarach lekko zacieniowanych po prawej stronie mapy (na wschodzie; „Zaćmienie o                         wschodzie Księżyca”) zaznaczono jakie kolejne etapy zaćmienia będą miały miejsce o wschodzi                       Księżyca. Podobnie po lewej stronie mapy (na zachodzie; „Zaćmienie o zachodzie Księżyca”)                       zaznaczono jakie etapy zaćmienia będą miały miejsce podczas zachodu Księżyca. Całość                     zaćmienia potrwa 3 godz. 34 min. z czego faza całkowita 1 godz. 17 min. Poniżej momenty                               kolejnych faz zaćmienia: Początek fazy częściowej  U15:58 UT (0:58 czasu lokalnego Peru, 6:58 Wyspy Kanaryjskie, 7:58 CET).Początek fazy całkowitej  U27:06 UT (2:06 czasu lokalnego Peru, 8:06 Wyspy Kanaryjskie, 9:06 CET).Środek zaćmienia całkowitego7:45 UT (2:45 czasu lokalnego Peru, 8:45 Wyspy Kanaryjskie, 9:45 CET).Koniec fazy całkowitej  U38:24 UT (4:24 czasu lokalnego Peru, 9:24 Wyspy Kanaryjskie, 10:24 CET).Koniec fazy częściowej  U49:33 UT (4:33 czasu lokalnego Peru, 10:33 Wyspy Kanaryjskie, 11:33 CET). 4. Wyznaczanie wielkości cienia Ziemi 4.1 Metoda 1. Pomiar czasu z użyciem kraterów księżycowych

    Metoda ta polega na wyznaczeniu momentu wejścia i zejścia cienia Księżyca przez                       wybrane miejsce na powierzchni Księżyca. Żeby to zrobić z jak największą precyzją należy                         wybrać je jak najbardziej umiejętnie. Nadają się do tego dobrze widoczne i rozpoznawalne kratery.                           W szczególności trudniejsze jest zanotowanie momentu wyjścia z cienia Ziemi wybranego przez                       nas miejsca.

    .

    7

  •    

    → Obserwacje z użyciem własnego teleskopu Jeśli planujesz wykonać obserwacje z użyciem własnego teleskopu dobrym pomysłem jest                     wybranie kilku najbardziej charakterystycznych kraterów. Jednym z nich może być na przykład krater Platon (widoczny niemal pośrodku Rysunku 8). Platon                             ma średnicę około 101 kilometrów i położony jest w pobliżu środka widocznej z Ziemi tarczy                             Księżyca. Nieopodal niego znajduje się pasmo Góry Teneryfskich (łac. Montes Teneriffe) o                       długości ponad 100 km I wysokości 1 450 m. 

    Rysunek 8: Przedstawia położenie i wygląd krateru Platon i sąsiadującymi z nim Gór                         Teneryfskich. W górnym prawym rogu przedstawiona jest miniatura tarczy Księżyca z                     zaznaczonym na czerwono obszarem zbliżonym na tej ilustracji. Obraz pozyskano z                     program Virtual Moon Atlas.

     Jak wspomniano wcześniej brzeg cienia Ziemi jest dość rozmyty, co powoduje wpływa na                         

    niepewność wyznaczenia momentów wejścia cienia. Wyznaczając czasy wejścia należy                 skorzystać z zegarka wyposażonego w stoper. 

    8

  •    

    → Użycie obrazów z archiwów

    W dniu 15 kwietnia 2014 roku projekt GLORIA udostępni w internetową transmisję                         zaćmienia Księżyca. Wykonane podczas tej relacji obrazy zostaną udostępnione za darmo w                       internecie, z oznaczeniem czasu wykonania oraz nazwą każdego ze zdjęć. 

    Dla przykładu pokażemy jak skorzystać ze zdjęć wykonanych podczas wcześniejszego                   zaćmienia księżyca, które miało miejsce 3 marca 2007 roku.

    W pierwszej kolejności wybierzemy krater, który będzie naszym punktem referencyjnym.                   W tym wypadku wybierzemy Timocharis, położony pośrodku wielkiego basenu uderzeniowego                   zwanego Mare Imbrium (Rysunek 9).

    Rysunek 9: Mapa południowowschodniej części Księżyca z zaznaczonym położeniem krateru                   Timocharis. Obraz wykonano z pomocą program Virtual Moon Atlas (patrz ref9).

    Ze zdjęć wykonanych podczas trwania całkowitego zaćmienia (patrz Rysunek 10)                   wyliczamy różnicę między momentami wejścia i zejścia cienia na 2 godziny 45 minut i 36                             sekundy, czyli 2,76 godziny i oznaczamy (tp).

    9

  •    

    Rysunek 10: Żółty punkt przedstawia położenie punktu odniesieniu w kraterze, który został                       użyty w tym przykładzie. Zdjęcie po lewej zostało wykonane podczas wejścia cienia o                         21:50:30 UT, zaś zdjęcie po prawej odpowiada wyjściu z cienia o 0:36:6 UT (obraz                           OGSIAC).

    → Obliczenia

    Do wyznaczenia rozmiaru cienia Ziemi potrzebujemy wykonać dodatkowe obliczenia, które                   prezentujemy poniżej.

    Po pierwsze musimy wyznaczyć prędkość ruchu Księżyca. Rozmiar cienia Ziemi                   odpowiada odcinkowi orbity przebytej przez Księżyc w czasie pomiędzy wejścia cienia i wyjścia                         cienia z wybranego z wybranego punktu referencyjnego (w tym wypadku krateru  Timocharis). 

    Stąd też:

      Rozmiar cienia (Dcienia) = Prędkość Księżyca (v) x Czas przejścia cienia (tprzejścia)

    Czas obiegu Księżyca wokół Ziemi to około 27,3 dnia (655,2 godziny). Jeden obieg                         odpowiada 360°, co odpowiada 2 radiana (rad). Prędkość kątowa Księżyca, ω to jest liczba        π                    stopni przebyta na orbicie podzielona przez czas ruchu tzn.

      , 49 [ ]  ω = 360º655,2 godz. = 0 5º

    godz.

     co odpowiada:

     = 9,6x [ =9,6x [ ω = 2π655,2 godz. 10−3 ]rad.godz. 10

    −3 ]godz.−1

     

    Radian, używanych w pomiarach kąta, jest wielkością bezwymiarową co oznacza że nie                       ma żadnej jednostki. Wynika to z definicji radiana, wielkości równej stosunkowi długości łuku na                           okręgu o długości promienia tego okręgu. Ponieważ wielkości są mierzone w tych samych                         jednostkach – długości – dlatego też skracają się i dlatego radian jest wielkością bezwymiarową.

    Wyznaczenie prędkości liniowej (w km/godz.) z prędkości kątowej skorzystamy z                   zależności prawdziwej w ruchu po okręgu =Rω, gdzie R jest promieniem orbity zaś ω to            v                  prędkość kątowa mierzona w radianach/godz. W naszym wypadku R = 384 352 km, co jest                             średnią odległością dzielącą Ziemię od Księżyca.

    10

  •    

    Stąd też:

      384 352 [km] x 9, x10  [godz. ]  682.8 [km/godz.]v =   6 −3 −1 ⇒ v = 3

    Średnica (Dcienia) lub też promień cienia (Rcienia) Ziemi można wyznaczyć następująco:

      682,  [km/godz.] x 2.7 [godz.] 943, 6 [km]   D Cienia = v × t = 3 8 = 9 54971, 8 [km]   ⇒ R   / 2Cienia = D Cienia =  7

    Ważne jest aby pilnować zachowania jednostek dla wyznaczanych wielkości.

     4.2 Metoda 2. Metoda Hipparchosa

     Idąc w ślady sławnej postaci Hipparchosa, wyznaczmy względne rozmiary Ziemi i                     

    Księżyca na podstawie szacunkowego rozmiaru Ziemi (a właściwie jego cienia) z użyciem zdjęć                         pozyskanych podczas całkowitego zaćmienia księżyca.

    Ze zdjęcia wykonane podczas fazy częściowej zaćmienia całkowitego (Rysunek 5, Tor IV,                       pozycja B i E) możemy zmierzyć (i) rozmiar cienia Ziemia oraz (ii) promień Księżyca. Stąd                             wyznaczymy jak się ma promień cienia Ziemi do rozmiaru Księżyca. Widząc jakie są faktyczne                           rozmiary Księżyca możemy określić liniowe rozmiary cienia Ziemi.

    Wykonując te obliczenia Hipparchos założył, że Słońce znajduje się nieskończenie                   daleko, w związku z tym światło biegnące od niego porusza się po liniach równoległych. Stąd też,                               cień Ziemi w odległości Księżyca ma rozmiary identyczne z promieniem Ziemi. Dzisiaj wiemy, że                           to założenie jest nieprawdziwe, i że wielkość cienia Ziemi zmienia się z różnych przyczyn                           związanych z tym co się dzieje w ziemskiej atmosferze, a ponadto odległość ZiemiaKsiężyc nie                           jest wielkością stałą.

     

    Rysunek 11: Wyznaczenie promienia cienia Ziemi używając wydrukowanego               zdjęcia oraz z pomocą oprogramowania.

     Hipparchos stwierdził, że stosunek promienia Ziemi do Księżyca wynosi 3,7. Biorąc tę                       

    liczbę i promień Ziemi wyznaczony przez Eratostenesa (276194 p.n.e.) – 6366 km, Hipparchos                         wyznaczył promień Księżyca na 1719 km, co różni się o zaledwie 3 km od średniej wartości                               promienia. Nasze wyliczenia będą wykonywane w odwrotnie. Zakładając, że znany jest promień                       Księżyca – 1722 km, wyznaczymy promień cienia Ziemi.

     Metoda bezpośrednia: Weźmy zdjęcie Księżyca podczas nocy zaćmienia (przykładowy                 

    przebieg na Rysunku 5, Tor IV, od B do C lub D do E), tak jak to przedstawiono na Rysunku 11.                                         

    11

  •    

    Wybierz 2 punkty na brzegu tarczy Księżyca i połącz je linią, wybierz dwa kolejne i potwórz tę                                 operację (porównaj z Rysunkiem 11 po prawej). Utworzyłeś dwa odcinki bliskie brzegu tarczy                         Księżyca, następnie dla każdego odcinka z pomocą ekierki narysuj linię prostopadłą, ich                       przecięcie w tarczy Księżyca wyznacza jego środek. Tę samą operację wykonaj dla brzegu cienia                           Ziemi na tarczy Księżyca (porównaj z Rysunkiem 11 po lewej). Za pomocą linijki lub programu                             komputerowego wyznaczamy teraz dwie wielkości: promień Księżyca (RK) oraz rozmiar cienia                     Ziemi (Rcienia). Jakie wielkości otrzymaliście? Jaki jest stosunek tych wielkości?

     Metoda pośredni: W tej metodzie użyjemy zdjęcia wykonane podczas zaćmienia (patrz                     

    Rysunek 13). Używając programu do obróbki zdjęć wyznaczamy współrzędne X i Y 7 punktów na                             brzegu tarczy Księżyca oraz na brzegu cienia Księżyca. Następnie z użyciem tak wyznaczonego                         obwodu wyznaczamy promień cienia Ziemi tzw. metodą najmniejszych kwadratów. Obliczenia                   można wykonać za pomocą arkusza kalkulacyjnego dostępnego pod adresem:

     http://goo.gl/kQ7PSa

       Na Rysunku 12 możecie zobaczyć przykładowe wyliczenia wykonane z użyciem zdjęcia                     wykonanego podczas fazy częściowej całkowitego zaćmienia księżyca z dnia 3 marca 2007 roku.                         Po wykonaniu pomiaru współrzędnych wybranych punktów (Rysunek 13) i zapisaniu go w arkuszu                         wyznaczono stosunek rozmiaru tarczy Ziemi do Księżyca na 2,72. Zakładając promień Księżyca                       na 1722 km, stąd wyliczony promień cienia Ziemi wynosi 4692 +/ 43 km. Polegając na tym                               wyznaczeniu można zadać pytanie: Czy rozmiar cienia Ziemi odpowiada promieniowi samej Ziemi? 

    Rysunek 12: Punkty wybrane na brzegu tarczy Księżyca – patrz Rysunek 13. 

    12

    http://goo.gl/kQ7PSa

  •    

    Rysunek 13: Faza częściowa całkowitego zaćmienia księżyca z dnia 3                   marca 2007 roku. Zdjęcie przedstawia wybrane 7 punktów na brzegu                   tarczy Księżyca oraz cienia Ziemi. Posłużyły one do wyznaczenia                 stosunku rozmiarów cienia Ziemi i tarczy Księżyca. Zdjęcie: J.C.                 Casado. 

     

    13

  •    

    DALSZA LEKTURA ref1. Wirtualny Atlas Księżyca (darmowy). Doskonały atlas Księżyca dostępny na systemach operacyjncyh: Windows, Mac OSX oraz Linux: http://www.api.net/avl/en/startref2. Atlas Księżyca: http://www.lunarrepublic.com/atlas/index.shtml (interaktywny atlas online całego Księżyca z rozmiarami kraterów)ref3. Rozszerzenie grupy naukowej IMAF  CSIC. Fundacja BBVA. O rozmiarze i odległościach Słońca i Księżyca. VI Piknik Naukowy 2005 (w języku hiszpańskim) (http://www.csicenlaescuela.csic.es/feria.htm)ref4. Strona internetowa NASA poświęcona tematyce zaćmień (http://eclipse.gsfc.nasa.gov/eclipse.html).ref5. REYNOLDS, M.D. y SWEETSIR, R.A. Observe eclipses. Observe Astronomical League Publications, Washington (USA), 1995. Sky and Telescope, Sky Publishing Corporation (w j.angielskim)ref6. Zaćmienie księżyca, Fred Espenak (2012) (w języku angielskim) (http://www.mreclipse.com/Special/LEnext.html)ref7. strona Wikipedii o zjawisku zaćmienia księżyca. (http://pl.wikipedia.org/wiki/Za%C4%87mienie_Ksi%C4%99%C5%BCyca )ref8. strona poświęcona żaćmieniom na portalu USNO. Zawiera historyczne i przyszłe mapy i katalogi zaćmień: http://aa.usno.navy.mil/data/docs/UpcomingEclipses.phpref9. Wikipedia. Historia zaćmień księżyca (w języku hiszpańskim)(http://es.wikipedia.org/wiki/Historia_de_la_observación_lunar).ref10. strona Wikipedii o Hipparchosie z Nikei (http://pl.wikipedia.org/wiki/Hipparchos_z_Nikei).ref11. NASA's Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO): Pierwsza interaktywna mozaika zdjęć północnego bieguna Księzyca: http://lroc.sese.asu.edu/gigapan

    14

    http://www.google.com/url?q=http%3A%2F%2Fwww.ap-i.net%2Favl%2Fen%2Fstart&sa=D&sntz=1&usg=AFQjCNGVDt76G6LultG_EGCRvNf5a6n6mwhttp://www.google.com/url?q=http%3A%2F%2Fwww.lunarrepublic.com%2Fatlas%2Findex.shtml&sa=D&sntz=1&usg=AFQjCNE3TLv1x_Ff6CgokVQ7RBoX-3AlOghttp://www.google.com/url?q=http%3A%2F%2Fwww.csicenlaescuela.csic.es%2Fferia.htm&sa=D&sntz=1&usg=AFQjCNEDj3_9eap0kZ9L1rAruqI1rCkRmAhttp://www.google.com/url?q=http%3A%2F%2Feclipse.gsfc.nasa.gov%2Feclipse.html&sa=D&sntz=1&usg=AFQjCNE83yuGKLQbuxuuG_4-NhftvwNkdghttp://www.google.com/url?q=http%3A%2F%2Fwww.mreclipse.com%2FSpecial%2FLEnext.html&sa=D&sntz=1&usg=AFQjCNFOzC147q_-EEGx8fBc1hiXNauuDwhttp://www.google.com/url?q=http%3A%2F%2Fpl.wikipedia.org%2Fwiki%2FZa%25C4%2587mienie_Ksi%25C4%2599%25C5%25BCyca&sa=D&sntz=1&usg=AFQjCNHASrLDtsi40Qv6mC8oHS5pjP1GGwhttp://www.google.com/url?q=http%3A%2F%2Faa.usno.navy.mil%2Fdata%2Fdocs%2FUpcomingEclipses.php&sa=D&sntz=1&usg=AFQjCNEMoKaxX76S0MpzMCnsUghjJ1nBtwhttp://www.google.com/url?q=http%3A%2F%2Fes.wikipedia.org%2Fwiki%2FHistoria_de_la_observaci%25C3%25B3n_lunar&sa=D&sntz=1&usg=AFQjCNGKMf4qKh2sDxFhevr75B9JTyWHxwhttp://www.google.com/url?q=http%3A%2F%2Fpl.wikipedia.org%2Fwiki%2FHipparchos_z_Nikei&sa=D&sntz=1&usg=AFQjCNHQwb3AceooE2b6ECFZaCXVhmmSnAhttp://www.google.com/url?q=http%3A%2F%2Flroc.sese.asu.edu%2Fgigapan%2F&sa=D&sntz=1&usg=AFQjCNG3KhthoBzimyUVUXsxnha86CDlmQ