Линейный размер солнца линейный размер пятна
Работа N 7. Определение угловых и линейных размеров Солнца (или Луны)
I. С помощью теодолита.
1. Установив прибор и вставив светофильтр в окуляр трубы, совместить нуль алидады с нулем горизонтального лимба. Закрепить алидаду и при открепленном лимбе навести трубу на Солнце так, чтобы вертикальная нить касалась правого края диска Солнца (это достигается с помощью микрометрического винта лимба). Затем быстрым вращением микрометрического винта алидады перевести вертикальную нить на левый край изображения Солнца. Сняв показания с горизонтального лимба, и получают угловой диаметр Солнца.
2. Вычислить радиус Солнца по формуле:
R = D ∙ sin r
где r — угловой радиус Солнца, D — расстояние до Солнца.
3. Для вычисления линейных размеров Солнца можно воспользоваться и другой формулой. Известно, что радиусы Солнца и Земли связаны с расстоянием до Солнца соотношением:
R = D ∙ sin r ,
R0 = D ∙ sin p,
где r — угловой радиус Солнца, а p — его параллакс.
Поделив почленно эти равенства, получим: 
Ввиду малости углов, отношение синусов можно заменить отношением аргументов.
Тогда 
Значения параллакса р и радиуса Земли берутся из таблиц.
| R0= 6378 км, |  |
| r = 16′ | |
| p = 8″,8 |
Отношение 
, т.е. радиус Солнца в 109 раз больше радиуса Земли.
Аналогично определяются и размеры Луны.
II. По времени прохождения диска светила через вертикальную нить оптической трубы
Если смотреть на Солнце (или Луну) в неподвижный телескоп, то вследствие суточного вращения Земли светило будет постоянно уходить из поля зрения телескопа. Для определения углового диаметра Солнца, с помощью секундомера измеряют время прохождения его диска через вертикальную нить окуляра и найденное время умножают на cos d , где d — склонение светила 1 . Затем время переводят в угловые единицы, помня, что за 1 мин Земля поворачивается на 15′, а за 1 сек. — на 15″. Линейный диаметр D определяется из соотношения:
где R — расстояние до светила, a — его угловой диаметр, выраженный в градусах.
Если использовать угловой диаметр, выраженный в единицах времени (например, в секундах), то
где t — время прохождения диска через вертикальную нить, выраженное в секундах.
Дата наблюдения — 28 октября 1959 г.
Время прохождения диска через нить окуляра t = 131 сек.
Склонение Солнца на 28 октября d = — 13њ.
Угловой диаметр Солнца a = 131∙ cos 13њ = 131∙0,9744 = 128 сек. или в угловых единицах a = 32 = 0,533њ.
| Линейный диаметр Солнца |  |
1. Из двух способов второй более доступен. Он проще по технике выполнения и не требует какой-либо предварительной тренировки.
2. Проводя такие измерения, интересно отметить разницу в величине видимого диаметра Солнца, когда оно бывает в перигее и апогее. Разница эта составляет около 1′ или по времени — 4 сек.
В значительно больших пределах изменяется видимый диаметр Луны (от 33′,4 до 29′,4). Это хорошо видно из рис. 55. Здесь уже разница во времени — около 16 сек.
Рис. 55. Наибольший и наименьший видимые размеры диска Луны, расположенные концентрически (слева) эксцентрически (справа).
Такие наблюдения будут воочию убеждать учащихся в том, что орбиты Земли и Луны не круговые, а эллиптические (иллюстрация к законам Кеплера).
3. Пользуясь вторым способом, можно определять размеры некоторых лунных образований, длину теней от гор и др.
Источник
Линейный размер солнца линейный размер пятна
Лабораторная работа «Солнечная активность»
Раздаточный материал учащимся
Солнечная активность характеризуется различными факторами. Прежде всего, это количество солнечных пятен — областей с сильным магнитным полем и более низкой температурой. Сильное магнитное поле пятна подавляет конвективные течения, приносящие энергию из недр Солнца, и поэтому газ в центре пятна остывает, температура пятна на Солнце 4000 К — 5000 К. Но полный поток энергии сохраняется, поэтому около пятна образуется яркий ореол с более высокой температурой, чем 6000 К. Солнечная активность характеризуется также солнечными вспышками, протуберанцами, корональными дырами.
Статистика солнечных пятен сводится к подсчету числа групп пятен g и числа всех пятен f, включая в группы и одиночные пятна. По результатам подсчета вычисляется число Вольфа: W = 10g + f.
Например, если число групп пятен g = 10 и число пятен N = 90, то число Вольфа W = 10g + N = 190.
Если среднее число Вольфа превышает 200 единиц, а среднее количество солнечных групп было больше десяти, то такие параметры соответствуют эпохе максимума пятнообразовательной деятельности Солнца и максимальной солнечной активности.
В июле 2000 года среднемесячный показатель числа Вольфа достиг аномальных величин, превысив 300 единиц. Последствием такой солнечной активности явилось даже наблюдения полярного сияния в Москве и Подмосковье в ночь с 15 на 16 июля 2000 года (широта 56 o ).
Если угловой размер солнечного пятна составляет 17″, то его линейные размеры около 12363 км, примерно равны диаметру Земли.
Это же можно оценивать и проще. Если угловой размер Солнца около 30 минут=1800 , то угловой размер пятна, которое в сто раз меньше, имеет примерно размеры в сто раз меньше размеров Солнца. А это примерно размеры нашей Земли.
Задания лабораторной работы
Задание № 1. Подсчитать число Вольфа W по фотографиям Солнца. Сравнить с табличными данными о числе Вольфа за 2001 и 2002 год. Сделать вывод о проявлениях солнечной активности за наблюдаемый 23 цикл солнечной активности.
Число Вольфа — Визуальные среднемесячные индексы солнечной активности в 2001 году.
| Визуальные среднемесячные индексы солнечной активности | Среднее по месяцам | ||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Месяц | I | II | III | IV | V | VI | VII | VIII | IX | X | XI | XII | |
| W | 165.00 | 146.11 | 183.00 | 177.54 | 140.59 | 197.28 | 106.44 | 149.47 | 224.94 | 143.67 | 149.67 | 158.08 | 162.99 |
Число Вольфа — визуальные среднемесячные индексы солнечной активности взять из «Солнечное обозрение» с сайта www.alexeyryback.ru/.
Найти максимальное число Вольфа за 23 цикл солнечной активности 19 июля 2000 года по данным сайта «Солнечное обозрение».
Число Вольфа — Визуальные среднемесячные индексы солнечной активности в 2002 году.
| Визуальные среднемесячные индексы солнечной активности | Среднее по месяцам | ||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Месяц | I | II | III | IV | V | VI | VII | VIII | IX | X | XI | XII | |
| W | 132.17 | 148.33 | 104.10 | 156.00 | 171.94 | 73.43 | 101.21 | 102.68 | 149.00 | 87.50 | 98.00 | 99.83 | 118.68 |
Получить фотографию Солнца в режиме реального времени с космической обсерватории SOHO soho.nascom.nasa.gov/ и определить число Вольфа на день проведения лабораторной работы.
Заполнить таблицу отчета № 1 к заданию № 1
| N | фото | число групп пятен g | число пятен f | число Вольфа W | Вывод о степени солнечной активности | Вывод о совпадении с табличными числами Вольфа |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Сентябрь 2000 | |||||
| 2 | 2002 | |||||
| 3 | Дата проведения лабораторной работы |
Задание № 2. Определить угловой и линейный размер солнечного пятна. Сравнить размеры этого пятна с размерами Земли
Заполнить таблицу отчета № 2
| Линейный размер Солнца | Линейный размер пятна | Угловой размер Солнца | Угловой размер Пятна | Сравнение с радиусом Земли R пятна/R  |
|---|
Задание № 3. Изучить по полученным фотографиям яркие ореолы вокруг солнечных пятен. Сделать вывод о температуре пятна, температуре яркого ореола и средней температуре фотосферы
Изучить фотографии поверхности Солнца soho.nascom.nasa.gov/hotshots/2001_03_29/ полученные обсерваторией SOHO 29 марта 2001 года.
Заполнить таблицу отчета № 3
| Температура фотосферы | Температура пятна, примерная температура | Температура полутени | Температура яркого ореола, примерная температура | Почему различаются эти три фотографии |
|---|---|---|---|---|
| 6000 К |
Задание № 4. Оценить размеры протуберанцев
Изучить по полученным фотографиям протуберанцы. Сделать вывод о размерах протуберанцев.
Заполнить таблицу отчета № 4
Заполнить таблицу для любого протуберанца.
| Размеры протуберанца в мм | Размеры Солнца в мм | Размеры протуберанца в размерах Земли | Размеры протуберанца в расстояниях от Земли до Луны |
|---|
Задание № 5. Оценить размеры активных выбросов в январе 2005 года
Проанализировать размеры активной выброса, сфотографированного SOHO в январе 2005 года.
Источник
Линейный размер солнца линейный размер пятна
Гомулина Наталия Николаевна, методист по физике и астрономии ОМЦ ЗАО г.Москвы.
Лабораторная работа «Солнечная активность»
Тип урока: очный. Учитель и учащиеся находятся в одном классе, а ресурсы Интернета от них удалены.
I. Цель урока. Знакомство учащихся с проявлениями солнечной активности в виде пятен, протуберанцев Формирование общих представлений о пятнообразовательной деятельности Солнца, о современном 23 цикле солнечной активности.
Основные умения, получаемые учащимися в процессе урока: уметь по фотографиям определять размеры пятен и протуберанцев, сравнивать их с размерами Земли, уметь определять степень солнечной активности по различным параметрам.
Основные особенности урока: интеграция физики и астрономии, углубление знаний по физике.
II. 1. Краткое описание процесса работы. Данная тема соответствует учебнику А.В.Засова, Э.В. Кононовича «Астрономия» п. 26 – «Солнце – ближайшая к нам звезда». Или учебнику Е.П. Левитана «Астрономия» §18 – «Общие сведения о Солнце», §19 – «Строение атмосферы Солнца».
| N | Задачи этапов урока | Время, минут | Действия учителя | Планируемые действия учеников |
| 1 | Закрепление основного учебного материала в ходе проведения лабораторной работы. Обсуждение хода работы | 3 | Обсуждение хода лабораторной работы | Внимательно прослушать, подготовиться к лабораторной работе |
| 2 | Непосредственная работа в Сети | 20 | Организация работы по определенным электронным адресам. | Выполнение лабораторной работы. Сохранение фотографий Солнца, полученных из Интернет по определенным адресам. |
| 3 | Непосредственная работа в Сети | 20 | Организация работы по определенным электронным адресам. | Выполнение лабораторной работы. Сохранение фотографий Солнца, полученных из Интернет по определенным адресам. |
| 4 | Контроль усвоения | 20 | Помощь учащимся в заполнении карточки | Заполнение отчета о лабораторной работе, заполнение четырех отчетных таблиц, ответы на контрольные вопросы |
| 5 | Инструктаж по домашнему заданию | 2 | Дает указания к индивидуальному домашнему заданию (для желающих). Подводит итоги урока. | Запись рекомендуемых адресов Интернет–ресурса «Солнце» |
Цель лабораторной работы: Изучение солнечной активности по фотоснимкам.
Теория вопроса. Солнечная активность характеризуется различными факторами. Прежде всего, это количество солнечных пятен – областей с сильным магнитным полем и более низкой температурой. Сильное магнитное поле пятна подавляет конвективные течения, приносящие энергию из недр Солнца, и поэтому газ в центре пятна остывает, температура пятна на Солнце 4000 К –5000 К. Но полный поток энергии сохраняется, поэтому около пятна образуется яркий ореол с более высокой температурой, чем 6000 К. Солнечная активность характеризуется также солнечными вспышками, протуберанцами, корональными дырами.
Статистика солнечных пятен сводится к подсчету числа групп пятен g и числа всех пятен f, включая в группы и одиночные пятна. По результатам подсчета вычисляется число Вольфа: W = 10g + f.
Например, если число групп пятен g = 10 и число пятен N = 90, то число Вольфа W = 10g + N = 190.
Если среднее число Вольфа превышает 200 единиц, а среднее количество солнечных групп было больше десяти, то такие параметры соответствуют эпохе максимума пятнообразовательной деятельности Солнца и максимальной солнечной активности.
В июле 2000 года среднемесячный показатель числа Вольфа достиг аномальных величин, превысив 300 единиц. Последствием такой солнечной активности явилось даже наблюдения полярного сияния в Москве и Подмосковье в ночь с 15 на 16 июля 2000 года (широта 56 o ).
Если угловой размер солнечного пятна составляет 17″, то его линейные размеры около 12363 км, примерно равны диаметру Земли.
Это же можно оценивать и проще. Если угловой размер Солнца около 30 минут=1800I, то угловой размер пятна, которое в сто раз меньше, имеет примерно размеры в сто раз меньше размеров Солнца. А это примерно размеры нашей Земли.
Задание 1. Подсчитать число Вольфа W по фотографиям Солнца. Сравнить с табличными данными о числе Вольфа за последние два года. Сделать вывод о проявлениях солнечной активности за наблюдаемый 23 цикл солнечной активности.
Справочные данные.
Таблица 1.
Число Вольфа – Визуальные среднемесячные индексы солнечной активности в 1999 году.
| Месяц | 01 | 02 | 03 | 04 | 05 | 06 | 07 | 08 | 09 | 10 | 11 | 12 | Сред нее |
| Число Вольфа W | 55.3 | 85.8 | 57.1 | 78.4 | 110.3 | 118.9 | 147.9 | 118.7 | 87.0 | 145.1 | 176.7 | 95.5 | 106 |
Таблица 2.
Число Вольфа – Визуальные среднемесячные индексы солнечной активности в 2000 году.
| Месяц | 01 | 02 | 03 | 04 | 05 | 06 | 07 | 08 | 09 | 10 | 11 | 12 | Сред нее |
| Число Вольфа W | 94.56 | 114.9 | 207.4 | 201.8 | 155.0 | 188.3 | 304.2 | 210.7 | 207.6 | 155.0 | 140.5 |
Найти три фотографии Солнца по адресам http://sohowww.nascom.nasa.gov/
или http://www.sel.noaa.gov/solar_images/ – архив фотографий Солнца.
Сохранить три фотографии в jpg для последующего анализа солнечной активности.
aryback/ найти показатели о числе Вольфа по дням июля 2000 года. Чему равно число Вольфа 19 июля 2000? (Убедиться, что число Вольфа W=450 . ).
Заполнить таблицу отчета N 1
| N фото | число групп пятен g | число пятен f | число Вольфа W | Вывод о степени солнечной активности |
| 1 | ||||
| 2 | ||||
| 3 |
Задание 2. Определить угловой и линейный размер солнечного пятна. Найти по адресу http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap000925.html прекрасную фотографию очень большого по размерам солнечного пятна. Большое пятно 23 цикла солнечной активности, одно из самых больших, зарегистрированных на Солнце. Сравнить размеры этого пятна с размерами Земли.
В конце марта 2001 года на Солнце появилась группа пятен, просто грандиозных по размеру!
По адресу http://www.spacew.com/sunnow/index.html можно найти изображение пятна, самого большого за последние 10 лет. Оно более, чем в 13 раз больше Земли!
Заполнить таблицу отчета N 2.
| Линейный размер Солнца | Линейный размер пятна | Угловой размер Солнца | Угловой размер Пятна | Сравнение с радиусом Земли R пятна/R  |
Задание 4. Изучить по полученным фотографиям яркие ореолы вокруг солнечных пятен. Сделать вывод о температуре пятна, температуре яркого ореола и средней температуре фотосферы.
Заполнить таблицу отчета N 4.
| Температура фотосферы | Температура пятна, примерная температура | Температура полутени | Температура яркого ореола, примерная температура |
| 6000 К |
Задание 5. Изучить проявления солнечной активности по фотографии солнечной вспышки, сопровождающейся большим корональным выбросом, породившим продолжительный геомагнитный шторм около Земли, полученной научным спутником TRACE http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap001115.html и фотографии гигантского протуберанца http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap990923.html http://seds.lpl.arizona.edu/nineplanets/nineplanets/sol.html
Контрольные вопросы:
III. Рекомендуемые электронные адреса к уроку. Информация для учителя. http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/astropix.html – астрономическая картинка дня «Astronomy Picture of the Day». Этот сайт организован по датам. Обратить внимание учащихся, что цифры в электронном адресе соответствуют датам.
http://umbra.gsfc.nasa.gov/images/latest.html http://sohowww.nascom.nasa.gov/
http://www.sel.noaa.gov/solar_images/ImageIndex.cgi/ – фотографии Солнца.
http://www.chat.ru/
aryback/ – сайт «Солнечное обозрение» поможет учащимся сделать вывод о степени солнечной активности в 23 цикле.
IV. 5. Домашнее задание. Продумать ответ на вопрос: «Каково место 23 цикла солнечной активности в ряду других циклов?»
Задание для индивидуальной работы. Адреса учебного Интернет-ресурса «Солнце»:
http://www.hao.ucar.edu/public/research/mlso/ – страница обсерватории Mauna Loa Solar. Ежедневные изображения Солнца в спектральных линиях Ha , He I, и информация с внезатменного коронографа.
http://umbra.gsfc.nasa.gov/images/latest.html – изображения Солнца, полученные с космической станции SOHO
http://umbra.nascom.nasa.gov/images/latest.html – изображения Солнца в различных спектральных диапазонах, от инфракрасного до рентгеновского диапазона.
http://www.lpl.arizona.edu/rhill/alpo/solstuff/recobs.html/ – фотографии Солнца в непрерывном спектре и в линиях водорода. Графики солнечной активности за последние месяцы.
http://www.hao.ucar.edu/public/slides/slides.html – изумительные фотографии солнечной короны.
http://www.hao.ucar.edu/public/slides/slide15.html – проявления солнечной активности в рентгеновских лучах.
http://www.hao.ucar.edu/public/slides/slide13.html – солнечный протуберанец в динамике.
http://www.hao.ucar.edu/public/slides/slide4.html – магнитные поля на Солнце.
http://sohowww.nascom.nasa.gov/ – архив фотографий Солнца.
http://www.nso.noao.edu/synoptic/synoptic.html – изображения Солнца в линиях различных элементов Fe I, Ca II, He I, которые приходят с различных слоев атмосферы Солнца и непохожи друг на друга.
http://www.bbso.njit.edu/cgi-bin/LatestImages/ – анимационные изображения Солнца за последние 30 дней.
http://www.sel.noaa.gov/solar_images/ImageIndex.cgi/ – архив фотографий Солнца с 1997 г.
V. Контрольные упражнения. Заполнение четырех таблиц отчета на уроке и ответы на контрольные вопросы к лабораторной работе.
VI. Оценка урока. Урок изучения проявлений солнечной активности, проведенный в данной форме – лабораторная работа – проходит исключительно интересно для учащихся, поскольку вопрос проявления солнечной активности значим для всех жителей Земли. В ходе урока учащиеся получают знания по астрономии на современном научном уровне, активизируют необходимые знания по физике, закрепляют навыки работы в современных информационных технологиях при систематизации сохраненных фотографий в виде файлов, работе в Сети по определенным адресам.
Анализ данных с сайта «Солнечное обозрение» способствует концентрации внимания на специфические вопросы, связанные проявлениями солнечной активности в виде солнечных пятен. После такого занятия учащиеся будут пользоваться данными этого научного сайта одновременно с прогнозом погоды.
Источник