Instrukcja dla studentów do ćwiczenia : ”Wyznaczanie odległości do asteroidy 1992jb metodą paralaksy




Pobierz 26.5 Kb.
NazwaInstrukcja dla studentów do ćwiczenia : ”Wyznaczanie odległości do asteroidy 1992jb metodą paralaksy
Data konwersji08.11.2012
Rozmiar26.5 Kb.
TypDokumentacja
Instrukcja dla studentów do ćwiczenia :

Wyznaczanie odległości do asteroidy 1992JB metodą paralaksy

(CLEA - Astrometry of asteroids)


POTRZEBNE POJĘCIA TEORETYCZNE:

Planetoida (asteroida), współrzędne – rektascensja i deklinacja, paralaksa, prędkość tangencjalna, prędkość kątowa.


NIEZBĘDNE POMOCE:

Komputer, program CLEA Astrometry of Asteroids z przykładowymi zdjęciami lub Astrometry Tolkit, kalkulator lub arkusz kalkulacyjny.


PRZEBIEG ĆWICZENIA:

Uruchom program Astrometry of Asteroids. Wybierz polecenie File a następnie Login i wpisz nazwiska kolegów z grupy i swoje w okienku logowania (Student#1, Student#2 ...). Możesz również podać numer komputera przy którym pracujesz.


1. Wczytywanie zdjęć :

Wybierz polecenie File a potem Load Image Files. W tym miejscu masz do wyboru wczytanie kilku zdjęć naraz (maksymalnie 4) za pomocą polecenia Multiple Load lub wczytywanie zdjęć pojedynczo używając kolejno poleceń Image 1, Image 2 ...


Uwaga: W folderze z zdjęciami znajduje się po kilka zdjęć różnych obszarów nieba wykonanych w odstępie pewnego czasu. Wczytaj więc zdjęcia jednego obszaru wskazanego przez prowadzącego, których nazwy zaczynają się tak samo i różnią końcowymi cyframi. Asteroidy 1992JB dotyczą zdjęcia o nazwach 92JB.... Wczytaj zdjęcia w kolejności ich wykonania o której informują cyfry na końcu nazwy.


2. Poszukiwanie planetoidy :

Używamy metody nazywanej popularnie „blinkowaniem”. Polega ona na nałożeniu na siebie zdjęć tego samego obszaru i wyświetlaniu ich na przemian w krótkich odstępach czasu. Obiekty, które zmieniły swoje położenie na niebie będą w charakterystyczny sposób „skakać” na widocznym dynamicznym zdjęciu.


Wybierz z menu Images pozycję Blink. Zaznacz na zdjęciu nr 1 dwie charakterystyczne gwiazdy (zaznaczasz i naciskasz Continue). W ten sam sposób zaznacz na następnych zdjęciach te same gwiazdy. Następnie naciśnij Blink. Czy widzisz na zdjęciu poruszające się obiekty ?


Uwaga: Nie wybieraj gwiazd w okolicy środka zdjęcia gdyż tam najprawdopodobniej znajduje się planetoida. Małe i jasne kwadraciki nie są

planetoidami tylko wypalonymi pikslami kamery CCD.

Jeśli odkryłeś planetoidę naciśnij Stop i użyj polecenia Identify Target. Zaznacz planetoidę po kolei na wszystkich zdjęciach (zaznaczasz i naciskasz Continue).


Uwaga: W razie problemów i potrzeby wczytania zdjęć od nowa z menu FILE wybierz Clear Images/Ref. Fields a następnie Images and reference fields. Możesz również zmieniać odstępy czasu w jakich wyświetlane są zdjęcia podczas „blinkowania” wybierając Adjust i Blink rate.


3. Wyznaczanie współrzędnych planetoidy:

Użyj polecenia Images następnie Measure i wybierz zdjęcie Image 1. W okienku znajdują się podstawowe parametry tego zdjęcia – data, godzina wykonania. Przejdź dalej naciskając ok . W następnym okienku podane są współrzędne i parametry mapy nieba, która będzie użyta do obróbki zdjęć. Możesz zaznaczyć opcję Use On-line Catalog aby pobrać z serwera dokładniejszą mapę. Przejdź dalej naciskając ok .


Pojawia się zdjęcie w okienku po prawej i mapa nieba w okienku po lewej. Rozpoznaj na mapie nieba trzy (lub więcej) gwiazd, które widzisz w takim samym układzie na zdjęciu obok. Zaznacz po kolei rozpoznane gwiazdy na mapie nieba za każdym razem potwierdzając ok. Jeśli nie chcesz zaznaczać więcej gwiazd kliknij no ( warto się wysilić gdyż zaznaczenie 6 lub więcej gwiazd pozwoli programowi na wyznaczenie niepewności). Następnie zaznacz te same gwiazdy na zdjęciu obok w tej samej kolejności i w ten sam sposób.


Uwaga: Zdjęcie i mapa często nie są w tej samej skali. Jeśli nie możesz znaleźć na zdjęciu powtarzającego się na mapie układu gwiazd być może zdjęcie jest odbite symetrycznie względem mapy. Problemy te możesz rozwiązać naciskając prawym przyciskiem myszy na zdjęciu. Wybierając Resize image dopasujesz skalę zdjęcia. Wybierając Adjust Imge za pomocą czerwonych strzałek w nowym okienku możesz dowolnie obracać zdjęcie w pionie i w poziomie tak aby dopasować je do mapy.

Następnie program zapyta czy w sąsiedztwie planetoidy w zaznaczonym kwadracie znajdują się jakieś jasne obiekty, które mogą wprowadzić błąd w pomiarze jasności tła. Jeśli tak jest to należy zaznaczyć pobliski fragment nieba na którym nie ma żadnych jasnych obiektów.


4. Zapisywanie raportu:

Na ekranie pojawia się raport z wynikami pomiarów zdjęcia nr1 – współrzędnymi planetoidy, jasnością obserwowaną, niepewnościami tych parametrów, skalą zdjęcia, rozmiarami .... Należy go zapisać za pomocą List następnie Save Text i As Displayed w wybranym miejscu. Następnie naciśnij ok i na pytanie Record measurement on report list now? odpowiedz Tak.


Uwaga: Punkty 3 i 4 należy teraz powtórzyć dla wszystkich wczytanych zdjęć za każdym razem zapisując raport. Istniej możliwość usunięcia tylko map za pomocą Clear Images/Ref. Fields i References fields only. Jeśli zdjęć jest więcej niż 4 to wczytane zdjęcia można usunąć używając Clear Images/Ref. Fields a następnie Images and reference fields. Potem wczytujemy resztę zdjęć.


5. Wyznaczanie drogi i prędkości kątowej planetoidy :

Wykorzystujemy teraz zapisane raporty i kartkę z kalkulatorem bądź arkusz kalkulacyjny. Wybieramy dwa raporty. Jeden sporządzony na podstawie zdjęcia pierwszego a drugi na podstawie zdjęcia ostatniego po to aby uzyskać jak największą dokładność obliczeń. Odczytujemy z raportów daty i godziny wykonania zdjęć, deklinację oraz rektascensję planetoidy i zapisujemy je. Następnie obliczamy różnicę w deklinacji oraz w rektascensji. Obliczamy drogę kątową ΔΘ [‘’] planetoidy korzystając ze wzoru:





Prędkość kątową μ [‘’/sekundę] planetoidy wyznaczymy dzieląc drogę kątową ΔΘ [‘’] przez odstęp czasu Δt [sekundy] pomiędzy datami wykonania zdjęć wg wzoru





Uwaga: Aby wykonać następne punkty (wyznaczanie paralaksy i odległości do planetoidy oraz jej prędkości tangencjalnej) potrzebne są dwa zdjęcia tego samego fragmentu nieba wykonane w tym samym momencie z dwóch różnych obserwatoriów na Ziemi. W folderze z zdjęciami takie zdjęcia to Astweast i Asteast.


6. Wyznaczanie paralaksy:

Wczytujemy zdjęcia Astweast i Asteast. Za pomocą znanych już procedur z punktów 2, 3 i 4 wyznaczamy położenie planetoidy i zapisujemy raporty z jej współrzędnymi z obu zdjęć. Następnie obliczamy zmianę rektascensji i deklinacji planetoidy wynikającą w tym wypadku nie z upływu czasu (zdjęcia zrobione w tym samym momencie) ale ze zmiany miejsca obserwacji (planetoida przesuwa się w ten sposób na tle dalekich gwiazd). Następnie obliczmy paralaksę P[‘’] ze wzoru




7. Wyznaczanie odległości pomiędzy obserwatoriami:

Wybieramy Report a następnie Compute Baseline. W oknie, które się otworzy naciskamy Site 1 następnie File a potem Find Site i wybieramy nazwę pierwszego obserwatorium wyszukując je z listy. Następnie czynności te powtarzamy wybierając drugie obserwatorium za pomocą Site 2.


Uwaga: W jakim obserwatorium wykonano zdjęcie możemy dowiedzieć się otwierając plik zdjęcia znajdujący się w folderze C:/Program Files/CLEA/AstrmLab za pomocą dowolnego programu astronomicznego (np. Ds9). Otwieramy wtedy nagłówek zdjęcia (header) i odczytujemy nazwę obserwatorium. W przypadku zdjęcia Asteast jest to obserwatorium Colgate a w przypadku zdjęcia Astwest jest to obserwatorium NURO.


Otrzymany wynik zapisujemy za pomocą List następnie Save Text i As Displayed.

W pliku tekstowym pod zmienną o nazwie Maximum Baseline zapisana jest odległość B między obserwatoriami.


8. Wyznaczanie odległości do planetoidy:

Znając odległość pomiędzy obserwatoriami B [km] oraz paralaksę P[‘’] możemy obliczyć szukaną odległość D [km] planetoidy od Ziemi wg wzoru:





  1. zamieniamy otrzymany wynik z kilometrów na jednostki astronomiczne AU

  2. porównujemy również otrzymaną odległość z odległością Ziemia - Księżyc


9. Obliczanie prędkości tangencjalnej planetoidy:

Korzystając z obliczonej wcześniej prędkości kątowej [‘’/sekundę] i odległości D[km] asteroidy od Ziemi odliczamy prędkość tangencjalną wg wzoru:





SPRAWOZDANIE Z ĆWICZENIA powinno zawierać :

  • krótkie i zwięzłe opracowanie pojęć teoretycznych,

  • raporty z pomiarami zapisywane podczas ćwiczenia,

  • przeprowadzone na ich podstawie obliczenia wg wzorów zawartych w instrukcji,

  • wnioski zawierające ocenę otrzymanych wyników oraz skuteczności zastosowanej metody, uwagi i spostrzeżenia.


Uwaga: Jeśli nie zdążysz zrobić wszystkiego na zajęciach dokończ pracę w domu - pobierz program Astrometry of asteroids za darmo ze strony CLEA :

http://public.gettysburg.edu/~marschal/clea/CLEAhome.html


DODATEK – przeliczanie zmiany rektascensji i deklinacji :


Deklinację zapisujemy w formacie stopieńminuta łukusekunda łuku czyli np.


74 o 12 34.7 ‘’


Przy odejmowaniu od siebie dwóch deklinacji musimy pamiętać że


o є (0; ±90) ‘ є (0; 60) ‘’ є (0; 60) oraz że

1 o = 60 ‘ 1 ‘ = 60 ‘’ a stąd 1 o = 3600 ‘’


Rektascensję zapisujemy w formacie godzinaminutasekunda czyli np.


16 h 34 m 32.1 s


Przy odejmowaniu od siebie dwóch rektascensji musimy pamiętać że


h є (0; 23), m є (0; 60), s є (0; 60) oraz że

1 h = 60 m 1 m = 60 s a stąd 1 h = 3600 s


Ponieważ pełen okrąg składa się z 360 o (w skali deklinacji) lub z 24 h (w skali rektascensji) to widzimy, że 1 h ≠ 1 o a co za tym idzie 1 m ≠ 1’ oraz 1 s ≠ 1’’ . Skale deklinacji i rektascensji są więc różne. Dlatego podczas obliczania sumy zmian rektascensji i deklinacji przeliczamy zmianę rektascensji na jednostki deklinacji

(h => o , m => , s => ’’ ) korzystając z relacji 360 o = 24 h a stąd

1 h = 15 o

1 m = 15

1 s = 15 ’’


Obliczenia przeprowadzamy w ten sposób aby kąty otrzymać wyrażone w ‘’ łuku czyli w skali deklinacji, czasy w sekundach s, odległości w km.


COPYRIGHT BY:

Studenci IV roku fizyki z astronomią i informatyką w roku 2007/08.


red. Wojciech Kułynycz

Dodaj dokument na swoim blogu lub stronie

Powiązany:

Instrukcja dla studentów do ćwiczenia : ”Wyznaczanie odległości do asteroidy 1992jb metodą paralaksy iconTemat: Wyznaczanie odległości do asteroidy 1992jb metodą paralaksy

Instrukcja dla studentów do ćwiczenia : ”Wyznaczanie odległości do asteroidy 1992jb metodą paralaksy iconInstrukcja do ćwiczenia „Wyznaczanie współczynnika tarcia kinetycznego za pomocą zestawu klocków”

Instrukcja dla studentów do ćwiczenia : ”Wyznaczanie odległości do asteroidy 1992jb metodą paralaksy iconWyznaczanie Cp/Cv dla powietrza metodą rezonansu akustycznego

Instrukcja dla studentów do ćwiczenia : ”Wyznaczanie odległości do asteroidy 1992jb metodą paralaksy iconĆwiczenie: Wyznaczanie współczynnika dla powietrza, metodą Clementa-Desormesa

Instrukcja dla studentów do ćwiczenia : ”Wyznaczanie odległości do asteroidy 1992jb metodą paralaksy iconĆwiczenie nr 72 a Temat: Wyznaczanie odległości ogniskowych soczewek za pomocą ławy optycznej

Instrukcja dla studentów do ćwiczenia : ”Wyznaczanie odległości do asteroidy 1992jb metodą paralaksy iconSprawozdanie z ćwiczenia nr. 1 Temat ćwiczenia: Wyznaczanie gęstości za pomocą piknometru

Instrukcja dla studentów do ćwiczenia : ”Wyznaczanie odległości do asteroidy 1992jb metodą paralaksy iconInstrukcja praktyk dla studentów kierunku Pedagogika

Instrukcja dla studentów do ćwiczenia : ”Wyznaczanie odległości do asteroidy 1992jb metodą paralaksy iconInstrukcja praktyk dla studentów kierunku: Pedagogika

Instrukcja dla studentów do ćwiczenia : ”Wyznaczanie odległości do asteroidy 1992jb metodą paralaksy iconInstrukcja praktyk dla studentów kierunku Pedagogika

Instrukcja dla studentów do ćwiczenia : ”Wyznaczanie odległości do asteroidy 1992jb metodą paralaksy iconInstrukcja praktyk dla studentów kierunku Pedagogika

Umieść przycisk na swojej stronie:
Rozprawki


Baza danych jest chroniona prawami autorskimi ©pldocs.org 2014
stosuje się do zarządzania
Rozprawki
Dom