Солнечные затмения проверка и уточнение теории движения луны Фотометрия солнечного света при разных

РЕФЕРАТ НА ТЕМУ:

СОЛНЕЧН ЫЕ ЗАТМЕНИЯ: ПРОВЕРКА И УТОЧНЕНИЕ ТЕОРИИ ДВИЖЕНИЯ ЛУНЫ. ФОТОМЕТРИЯ СОЛНЕЧНОГО СВЕТА ПРИ РАЗНЫХ ФАЗАХ

НАБЛЮДЕНИЯ, СВЯЗАННЫЕ С ПРОВЕРКОЙ ТЕОРИИ ДВИЖЕНИЯ ЛУНЫ

Современная теория движения Луны позволяет с большой точностью предвычислить видимое положение Луны на небе и условия видимости лунных и солнечных затмений. Моменты начала и конца частного и полного затмений Солнца предвычисляются с точностью до 1—3 секунд времени, пролегание по земной поверхности полосы полной фазы — с точностью до километра.

Однако, чтобы всегда быть в согласии с действительностью, теория движения Луны требует периодической ее проверки по наблюдениям. Одним из путей такой проверки и являются наблюдения солнечных затмений. Можно предложить следующие работы:

1. Наблюдение моментов контактов.

2. Фотографирование серпов, т. е. частных фаз затмения.

3. Определение границ полосы полной тени на местности.

Все эти работы предъявляют относительно высокие требования к знанию момента наблюдения и географических координат наблюдателя. Произведём некоторый расчёт.

Точность определения координат на небе должна быть около 0",2, точность измерений на фотографической пластинке — 0,001 мм. Следовательно, чтобы получить фотографические снимки серпов, обеспечивающие такую точность измерения, нужно, чтобы диаметр d изображения Солнца (Луны) на пластинке был не менее, чем

где d " _О —угловой диаметр Солнца (Луны), приблизительно равный 30' или 1800". Это значит, что снимки серпов нужно делать с помощью телескопа с фокусным расстоянием не менее метра, помещая фотографическую пластинку в фокусе объектива.

Далее, 0",2 на расстоянии Луны составляет 0,4 км. Следовательно, неточность в видимом положении Луны приведёт к ошибке в положении лунной тени на земной поверхности в 0,4 км (лучи Солнца считаем параллельными). Скорость движения Луны по её орбите составляет 1 км/сек. Отсюда в задаче 1-й и 2-й, чтобы обеспечить необходимую точность результатов, необходимо момент наблюдений отметить с точностью не менее 0,4 секунды. Географические координаты наблюдателя (широта и долгота) должны быть известны с точностью до 0',2.

Знание момента наблюдения с точностью до десятых долей секунды (даже до 0,5 сек.) можно получить лишь при наличии хронометра с хорошо известным ходом, изученным путём приёма радиосигналов времени в течение многих дней.

Фиксировать моменты фотографических снимков с точностью до долей секунды можно, если открывание затвора ("моментального") делать под удары хронометра.

При фотографировании частных фаз кроме выполнения вышеуказанных требований необходимо ещё знать ориентировку снимков. Для этого лучше всего получить на пластинке направление суточной параллели, делая два или три снимка на одной пластинке при неподвижной трубе.

Для учёта рефракции при последующей обработке снимков нужно записать температуру воздуха (в тени) с точностью до 1° и показание барометра с точностью до 1 мм.

Дальнейшая обработка снимков имеет следующие цели: а) определение относительного расположения Солнца и Луны путём измерения положения линии, соединяющей концы рогов серпа; б) определение моментов первого и четвёртого контактов (начала и конца частного затмения) путём измерения длины хорд ущерблённой части солнечного диска на ряде последовательных снимков, близких по времени к моменту начала и к моменту конца затмения. Эта последняя задача может ограничиться меньшей точностью измерений (порядка нескольких сотых долей миллиметра). Измерения нужно производить с помощью измерительного микроскопа, который изготовляется нашей промышленностью для фабрично-заводских лабораторий.

Что касается наблюдений моментов первого и четвёртого контактов непосредственно в телескоп, то точность их зависит от силы инструмента, от опытности и индивидуальных особенностей наблюдателя, а потому они ненадёжны.

Второй и третий контакты (начало и конец полной фазы) определяются значительно уверенней.

Технически более простой является работа по определению границ полосы полной фазы, так как она не требует знания самого момента наблюдений,а только умения оценить интервал времени(продолжительность полной фазы) с точностью до 1/2 секунды времени.

Работа имеет массовый характер и может быть проведена силами населения тех посёлков, которые лежат вблизи границы полосы тени.

Для наблюдений желательно выбрать ровную местность. Наблюдатели располагаются вблизи южной и северной границы полосы тени поперёк неё, на 2 км вне полосы и на 3—5 км внутри полосы. Большое число участников обеспечивает лучшее определение границы тени. К наблюдениям должна быть приложена карта или план с указанием места нахождения каждого наблюдателя. Положение наблюдателя нужно знать с точностью до 200—300 м.

Форма лунной тени на поверхности Земли представляет собой эллипс. Отмечая продолжительность полной фазы, мы тем самым определяем длину хорд эллипса; имея несколько хорд, можно найти, где лежал его край, т. е. где прошла граница тени.

От наблюдателя требуется отметить, было ли затмение частным или полным и, если затмение было полным, то сколько секунд оно длилось. В момент начала полной фазы нужно сказать "нуль" и считать секунды "раз,