«Наблюдение прохождения Меркурия »

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ

ШКОЛА № 73 им. А.Ф.Чернонога

Тема: «Наблюдение прохождения Меркурия по диску Солнца 9 мая 2016 года»

(окружающий мир)

Выполнила :

Гуляева Екатерина Александровна,

ученица 4 «Б» класса.

Воронеж, 2017г

Оглавление.

Введение …………………………………………………… 1

Основная часть ………………………………………….. 2 – 7

Заключительная часть ………………………………….. 8

Список использованной литературы …………………… 9

Приложение

Введение

Проектная работа посвящена наблюдению редкого астрономического явления. Во времена освоения законов Кеплера такие наблюдения подтверждали их правильность и правильность методик расчетов таких и аналогичных событий.

Цель работы освоить приемы работы со сложным оптическим прибором – телескопом, освоить методики наблюдений Солнца, получить навыки практических наблюдений, ознакомиться с теорией конфигурации планет.

В работе описаны все этапы реализации поставленных целей, описаны полученные результаты

Так как Меркурий и Венера находятся ближе к Солнцу, чем Земля, две планеты время от времени проходят между Землей и Солнцем во время так называемого солнечного транзита. Это происходит меньше двух раз за столетие в случае с Венерой и около 13-14 раз за столетие с Меркурием.

Наблюдение транзита внутренних планет по диску Солнца позволило определить основную характеристику орбиты Земли - расстояние от Земли до Солнца.

Наблюдение таких прохождений позволяют более глубоко изучить не только эти планеты, но и определить влияет ли такой транзит на нашу планету, не несет это явление что-либо отрицательного или положительного для нас, землян.

Такие астрономические явления сравнительно редкие и их наблюдение, представляют интерес не только для ученых, но и для любителей астрономии.

Первое наблюдение прохождения Меркурия по диску Солнца в истории астрономии провел французский математик и астроном Пьер Гассенди 7 ноября 1631 года.

Прохождение Меркурия может произойти в мае или в ноябре . Последнее прохождение XX века произошло 15 ноября 1999 года; даты первых 4 прохождений XXI века — 7 мая 2003 года, 8 ноября 2006 года, 9 мая 2016 года и 11 ноября 2019 года.

Мне посчастливилось наблюдать такое явление 9 мая 2016 года.

Основная часть

Ближайшая к Солнцу планета Меркурий движется по орбите на среднем расстоянии от Солнца 51,91 млн. км. или 0, 3871 а.е. Период обращения Меркурия вокруг Солнца равен 87, 969 средних солнечных суток, а средний синодический период - 115, 88 суток. Двигаясь по орбите, Меркурий через каждые 115,88 суток занимает положение между Землей и Солнцем. Такая конфигурация называется нижним соединением. В моменты нижних соединений Меркурий может проецироваться на диск Солнца, вызывая своего рода частное затмение Солнца.

За 217 лет случаются 9 майских и 20 ноябрьских прохождений - майские через 13 или 33 года, ноябрьские - через 7 или 13 лет. После каждого майского через 3,5 года происходит ноябрьское прохождение по диску Солнца. Всего в XXI веке состоятся 14 транзитов Меркурия.

Но размеры видимого диска Солнца превышают видимые размеры Меркурия более чем в 150 раз (диаметр Меркурия составляет всего 1/158 от Солнца, если смотреть с Земли) и поэтому Меркурий виден на диске Солнца в виде небольшого черного правильного кружка при наблюдении в телескоп. По этой причине для наблюдения за этим явлением лучше всего использовать телескоп с увеличением в 50-100 раз.

Подобные прохождения по диску Солнца происходили бы при каждом нижнем соединении с Солнцем, если бы плоскость орбиты Меркурия совпадала с плоскостью эклиптики. Но угол между плоскостью земной орбиты и плоскостью орбиты Меркурия составляет 7о 00' 16" и поэтому прохождения планеты по диску Солнца могут происходить лишь вблизи одного из узлов орбиты Меркурия. Только в таком случае Солнце, Меркурий и Земля могут оказаться на одной линии. Поскольку долготы узлов орбит планет изменяются медленно, планеты находятся приблизительно в одних и тех же точках, когда пересекают эклиптику. Благодаря этому у Меркурия бывают ноябрьские прохождения вблизи его восходящего узла орбиты и майские прохождения - вблизи нисходящего узла орбиты. Поэтому, если некто скажет вам, что наблюдал прохождение Меркурия по диску Солнца в январе или августе, можете смело опровергать такое заявление. Чередование прохождений повторяется через каждые 217 лет.

За этот период происходит 10 майских прохождений и 19 ноябрьских, причем прохождения возможны через 7, 13, 33 года, как у майских, так и у ноябрьских прохождений. Однако, промежуток между прохождениями может быть и меньше, если, например, после ноябрьского наблюдать майское прохождение.

Например, последнее майское прохождение наблюдалось 7 мая 2003 года, а следующее произошло 9 мая 2016 года. Эксцентриситет у орбиты Меркурия довольно большой 0,20564 и поэтому условия ноябрьских прохождений сильно отличаются от условий майских прохождений. Для жителей России удобнее наблюдать майские прохождения, которые, к сожалению, случаются в 2 раза реже, чем ноябрьские, поэтому для многих землян это единственный шанс был увидеть прохождение Мекурия в своей жизни, так как следующее майское прохождение состоится только через 33 года (!!) - 7 мая 2049 года. В этот период произойдут три ноябрьских прохождения: 11 ноября 2019 года, 12 ноября 2032 года и 7 ноября 2039 года.

Схема прохождения Меркурия по диску Солнца 9 мая 2016 года.

Начало прохождение Меркурия по диску Солнца 9 мая 2016 года в 11 часов 11 минут по всемирному времени. Вследствие параллактического смещения Меркурия моменты вступления на диск Солнца и конец прохождения несколько отличаются для разных мест.

Это время может варьироваться в пределах минуты в зависимости от пункта наблюдения.. Середина явления приходится на 14 часов 57 минут по всемирному времени, а окончание произошло в 18 часов 42 минуты UT. По моментам времени можно сделать вывод, будет ли вообще наблюдаться явление в той или иной местности.

Нужно помнить, что в телескоп изображение видно перевернутым, нежели при наблюдении в бинокль. Момент первого контакта при наблюдении в бинокль необходимо ожидать в левой части солнечного диска, в точке находящейся в 83 градусах по лимбу Солнца против часовой стрелки (влево) от точки севера (позиционный угол 83 градуса, отсчитываемый от точки севера против часовой стрелки). При наблюдении в телескоп вступление Меркурия на диск Солнца необходимо ожидать в правой части солнечного диска

Диаметр видимого диска Меркурия на момент прохождения равен 12 угловых секунд. Диаметр Солнца в это время равен 31,7 угловых минут.

Фазы транзита Меркурия видны со всех точек поверхности Земли, где Солнце в это время находится над горизонтом.

Полностью прохождение было видно в Америке и Западной Европе. Не было видно явления в Австралии, Новой Зеландии, Индонезии, Филиппинах и небольшой области восточной Азии, а также в самых восточных районах России.

Наилучшие условия видимости 9 мая 2016 года, при благоприятных погодных условиях, сложились в северо-западной части нашей страны (особенно в Мурманской области), где транзит Меркурия был виден полностью во второй половине дня (чем восточнее, тем ближе Солнце к закату). На Дальнем Востоке Солнце к этому времени скрылось за горизонтом, поэтому начало транзита Меркурия не было видно, но у жителей Камчатки и Чукотки был шанс застать конец транзита на восходе 10 мая.

Карта-схема видимости прохождения Меркурия по диску Солнца 9 мая 2016 года.

КАК НАБЛЮДАТЬ ПРОХОЖДЕНИЕ МЕРКУРИЯ ПО СОЛНЦУ?

Поскольку Меркурий выглядит как очень маленькая черная круглая точка (размером 11 угловых секунд), передвигающаяся в течение нескольких часов по Солнцу (размером 1890 угловых секунд), для наблюдений понадобится оптический инструмент - бинокль, телескоп с увеличением не менее 20-крат. Для фиксации моментов вхождения планеты на диск Солнца потребуется уже 100-кратное увеличение.

Это явление можно безопасно наблюдать, принимая меры предосторожности, как и при наблюдении Солнца. Во-первых, для наблюдений необходим плотный солнечный фильтр, например, специальная пленка Baader Astrosolar или стеклянный солнечный светофильтр SeymourSolar.

Особенно важно -нельзя смотреть на Солнце в оптические приборы (телескоп, бинокль, подзорная труба, камера) без плотного светофильтра - это может привести к потере зрения (концентрированные солнечные лучи способны за секунду выжечь сетчатку глаза)!!! Фильтр необходимо устанавливать перед ОБЪЕКТИВОМ, а не за окуляром оптического инструмента, так как сфокусированные солнечные лучи могут перегреть окулярный фильтр, он лопнет, повредив осколками глаза. Нужно проверять фильтр на проколы, царапины и иные повреждения перед каждым использованием.

Опасные фильтры - это цветная пленка, черно-белая пленка без серебра (то есть, хромогенный фильм), негативная пленка с изображениями на них, курительное стекло, темные очки (одни или несколько), фотографические нейтральные фильтры и поляризационные фильтры. Большинство из них пропускают слишком много невидимого инфракрасного излучения, которое может вызвать тепловой ожог сетчатки глаза. Тот факт, что Солнце кажется тусклым, или что никакой дискомфорт не чувствуются при рассматривании Солнца через фильтр, не является гарантией, что ваши глаза в безопасности.

Один из безопасных способов наблюдения за Солнцем это проекция изображения с помощью подзорной трубы, бинокля или телескопа на белую поверхность, которая находится в тени. Этот способ позволяет видеть явление нескольким наблюдателям сразу. Только следите, чтобы детали телескопа не перегревались, особенно это касается крупных и светосильных телескопов (дешевые пластиковые окуляры не выдерживают нагрева и начинают плавиться).

ЧТО НАБЛЮДАТЬ ПРИ ПРОХОЖДЕНИИ МЕРКУРИЯ ПО СОЛНЦУ?

Главными событиями во время явления являются контакты, по аналогии с контактами во время кольцевого солнечного затмения. Для того, чтобы пронаблюдать их, необходимо иметь телескоп.

Прохождение начинается с контакта I, когда диск планеты впервые касается диска Солнца с внешней стороны. Вскоре после контакта I планету можно видеть как небольшое углубление на солнечном лимбе. Весь диск планеты впервые становится виден в момент контакта II, когда планета касается Солнца с внутренней стороны. В течение нескольких следующих часов силуэт планеты медленно пересекает сверкающий солнечный диск. В момент контакта III планета достигает противоположного края диска и снова касается изнутри края солнечного диска. Наконец, финальным моментом прохождения становится контакт IV, когда планета в последний раз касается Солнца извне.

Контакты I и II обозначают фазу, называемую ингресс (вхождение), контакты III и IV известны как эгресс (схождение). Позиционные углы Меркурия при каждом контакте измеряются против часовой стрелки от северной точки солнечного диска.

При наблюдении в белом свете (при использовании пленки AstroSolar) контакты I и IV заметны лишь при наличии небольшого углубления, оставляемого планетой на солнечном диске. Однако, если использовать фильтр "водород-альфа" (применяемых в специальных солнечных телескопах), то планету можно будет увидеть на фоне протуберанцев или хромосферы Солнца до и после контактов I и IV, соответственно.

Надо отметить, что угол наклона оси вращения Солнца относительно горизонта меняется в течении дня, поэтому, например, к вечеру солнечный диск все больше ложится на бок, соответственно это нужно учитывать при ожидании с какой части края Солнца планета начнет транзит.

Практическая часть

В объединении Альбирео 9 мая 2016 года были организованы наблюдения прохождения Меркурия по диску Солнца: наблюдения велись в 3х точках города: - наблюдали Меркурий в телескоп Meade-14 с увеличением 200 крат

Телескоп Мицар был установлен на жесткую опору (штатив), которая позволила избежать дрожания изображения.

Наблюдения, имеющие некоторую научную ценность, заключаются в фиксации моментов контактов краев диска Меркурия с краем диска Солнца. Точность такой фиксации может составлять 0,1 секунды.

Для этого мы взяли секундомеры, показывающие десятые и сотые доли секунды. Для того чтобы более точно зафиксировать моменты контактов. Часы-секундомер заранее выверяли по сигналам точного времени по радио.

Начали наблюдения за несколько минут до расчетного времени. Утром был прекрасное чистое небо, а когда мы подготовили телескопы к работе, появились облака.

Прогноз погоды был вполне благоприятный, да только за час до начала над Воронежем повисло одно большое облако. поэтому одну точку наблюдения перенесли в южную сторону, отъехав на 10 км.

Вот и настал момент начала! При наблюдениях использовалось Коронадо PST в связке с БШР (D 80мм). Первое фото - одиночный кадр, далее - сумма из 12 и более кадров. Два фото сделаны в Коронадо PST, последнее со специально ненастроенным фильтром.

Кроме прямых наблюдений в бинокль или телескоп проводили наблюдения на солнечном экране. Это безопаснее, чем непосредственные наблюдения в телескоп. Суть солнечного экрана состоит в размещении за окуляром белого листа бумаги закрепленного на картонной основе, перпендикулярно оптической оси телескопа.

Заключение

Наблюдение таких редких явлений как прохождение Меркурия позволяет точнее понять устройство Солнечной системы. Мои наблюдения помогли мне сравнить нашу планету с нашими соседями и понять, что наша Земля самая красивая планета. Нет больше планет с таким разнообразием красок жизни. Жизнь очень сильна и одновременно, очень ранима и хрупка. Поэтому, знание окружающего мира, того, что происходит в земной атмосфере и за ее приделами, во всем околоземном пространстве очень важно. Я считаю, что результаты моих наблюдений, представленные в презентации, заинтересуют слушателей, призовут их чаше всматриваться в звездное небо, любоваться им и изучать его, следить за всеми астрономическими явлениями.

Список использованной литературы

1. Астрономический календарь на 2016 год, Астро КА, 2015

2. http://astrogalaxy.ru

3.StarryNightBackyard 3.1

4. Журнал "Небосвод" за март 2007 года

5. Программа-планетарий Guide 8.0

Рецензия на исследовательскую работу, выполненную ученицей 4 «Б» класса Гуляевой Екатериной

Тем работы: «Наблюдение прохождения Меркурия по диску Солнца 9 мая 2016 года»

Проектная работа посвящена наблюдению редкого астрономического явления. Во времена освоения законов Кеплера такие наблюдения подтверждали их правильность и правильность методик расчетов таких и аналогичных событий.

Цель работы освоить приемы работы со сложным оптическим прибором – телескопом, освоить методики наблюдений Солнца, получить навыки практических наблюдений, ознакомиться с теорией конфигурации планет.

В работе описаны все этапы реализации поставленных целей, описаны полученные результаты

Чем раньше мы  начнем постигать секреты космоса, тем быстрее и глубже сможем овладеть и постигнуть Вселенную.

Автор проекта отметила, что тема была связана с её интересами. В ходе работы ученица собрала материал по теме, используя информацию из реальной жизни (автор проекта вела записи исследования), из литературы, заявленной в списке. Обработанная информация послужила стимулом для создания презентации.

Материалы и выводы проектного исследования могут быть использованы на уроках окружающего мира.

Исследовательская работа четко структурирована, грамотно изложена, прослеживается логическая связь между частями работы, отличается завершённостью. Содержание работы соответствует заявленной теме.

Наблюдения автора помогают сравнить нашу планету с нашими соседями и понять, что наша Земля самая красивая планета. Нет больше планет с таким разнообразием красок жизни. Жизнь очень сильна и одновременно, очень ранима и хрупка. Поэтому, знание окружающего мира, того, что происходит в земной атмосфере и за ее приделами, во всем околоземном пространстве очень важно.

Исследовательская работа Екатерины соответствует всем требованиям. Данная работа может быть рекомендована для учителей, ведущих окружающий мир в школе.

Рецензент: Гладких А.Г.

Подпись: ___________

Дата:«20»марта 2017г.

Рецензия на исследовательскую работу, выполненную ученицей 4 «Б» класса Гуляевой Екатериной

Тем работы: «Наблюдение прохождения Меркурия по диску Солнца

9 мая 2016 года»

Целью данного исследования являлось изучение наблюдению редкого астрономического явления.

Автором исследования проделана большая работа: изучены материалы, имеющие отношение к событиям, материалы, относящиеся к космическим телам

В работе автора исследования, описан и использован интересный наглядный материал, что свидетельствует об интересе автора к избранной им теме.

Характеристика собственного исследовательского материала (срок ведения работы, его объем, достоверность): представленные в работе данные имеют как общенаучное, так и большое прикладное значение, данные полностью достоверны. Срок ведения исследования пока незначителен. 
Полностью выполнены все поставленные задачи, формулировка четкая. 

Автор успешно использовала такие методы, как анализ, синтез, сравнение и статистические методы. Материалы работы свидетельствуют о том, что исследователь внимательно изучила периодический материал по данной теме, а так же умело использовала результаты исследований предыдущих лет. Материалы работы дают понять, что исследователь предварительно

внимательно изучила теорию по данной теме, а затем на основе наблюдений сделала собственные выводы. Работа написана хорошим литературным языком. На достаточно научном уровне проведено исследование и сделаны выводы. Данная работа была представлена на конкурс ««Загадки природных явлений» и заслужила высокую оценку. Учитывая сложность предмета исследования, творческий подход и глубину анализа полученного материала, считаю, что работа заслуживает высокой оценки, так как может быть удачно использована на уроках окружающего мира и классных часах.

«20»марта 2017г.

Рецензент: Шпакова М.Ю. Подпись: ___________