Pobierz prezentację
Pobieranie prezentacji. Proszę czekać
1
mgr Kinga Janusz wrzesień 2005
GNOMON mgr Kinga Janusz wrzesień 2005
2
Gnomon to pionowy pręt rzucający cień na prostopadłą do niego płaszczyznę podstawy.
3
Obserwacje Gnomon jest najprostszym przyrządem astronomicznym umożliwiającym zapoznanie uczniów z dobowym ruchem Ziemi Rejestracja położenia cienia bezpośrednio na podstawie gnomonu przez uczniów zajmuje cały dzień i jest możliwa jedynie w trakcie zajęć „Zielonej Szkoły” lub podczas letnich kolonii
4
Obserwacje Podczas normalnych zajęć w szkole można zaproponować uczniom rejestrację filmu poklatkowego* ilustrującego zjawisko Uruchomienie rejestracji zajmuje (po przygotowaniu się nauczyciela) ok. 15 minut, może więc w tym uczestniczyć cała klasa bądź uczestnicy zajęć kółka fizycznego ________________ *polecam prezentację: „Jak zrobić film poklatkowy?”
5
Obserwacje Pomimo komplikacji związanych z wprowadzeniem kamery doświadczenie godne jest polecenia, gdyż umożliwia zainteresowanie uczniów całą gamą zagadnień geometrycznych, astronomicznych, optycznych i informatycznych Najlepsze efekty daje połączenie bezpośredniego zaznaczania końca cienia na podstawie (przez kolejnych „dyżurnych”) z rejestracją video
6
Przygotowanie obserwacji
Wybrać odpowiednie miejsce i czas obserwacji. Miejsce to musi być nasłonecznione przez cały dzień, na otwartej przestrzeni,z dala od osób,które mogłyby przeszkadzać w prowadzeniu obserwacji. Przygotować stanowisko do obserwacji: Wypoziomować stolik, gnomon umocować prostopadle do stolika, komputer powinien być osłonięty przed promieniami słonecznymi. Kamera internetowa powinna być przymocowana do statywu pionowo nad gnomonem tak, by jego obraz na monitorze był punktem. Statyw musi być tak ustawiony, by nie rzucał cienia na stolik przez cały czas obserwacji. Zegar należy położyć na stoliku aby dobrze była widoczna godzina Uzbroić się w cierpliwość Obserwacje trwają od kilku do kilkunastu godzin
7
Przygotowanie stanowiska
Przygotowany stolik wypoziomować Współśrodkowe okręgi mają stałą różnicę promieni W widocznym miejscu umieścić zegar
8
Ustawienie kamery Kamerę ustawić pionowo nad gnomonem tak, aby nie rzucała cienia na stolik z gnomonem Komputer osłonięto, aby zapobiec przegrzaniu
9
Stanowisko gotowe do pracy
Komputer musi mieć zainstalowany program sterujący kamerą np. używany przez autorkę Vidcap firmy Microsoft oraz automatycznej migawki np. CLR Script
10
Pierwsze obserwacje 29 czerwca wyznaczenie kierunku N - S
długość cienia rejestrowano w równych odstępach czasu
11
Rejestracja położenia końca cienia w chwili gdy pada on na któryś z okręgów (duże kropki). To pomoże wyznaczyć kierunki świata W okolicach południe gdy koniec cienia porusza się pomiędzy okręgami zaznaczono małymi kropkami co pozwala określić minimalną długość cienia Kropki rysowano pomiędzy zdjęciami kamery
12
Wyznaczenie kierunku N - S
29 lipca długość cienia rejestrowano z równym skokiem promienia okręgów
13
Obraz z kamery 29 lipca
14
Obraz z kamery (30 sierpnia )
15
Wyniki obserwacji
16
Kształt paraboli 29 Lipiec 30 Sierpień
17
Wyniki obserwacji Wyznaczenie kierunku północ-południe odbywa się poprzez wyznaczenie osi symetrii paraboli powstałej z połączenia zaznaczonych punktów Należy połączyć odcinkami punkty leżące na tym samym okręgu i zaznaczyć środek każdego odcinka Oś paraboli można wyznaczyć dopasowując prostą do środków odcinków metodą „na oko”
18
Wyniki obserwacji Wyznaczenie kierunku północ-południe
19
Kierunek N-S Oś paraboli przechodzi przez gnomon
20
Wyniki obserwacji Wyznaczenie czasu południa prawdziwego odbywa się na podstawie wykresu długość cienia – czas Wykres ten jest także parabolą a współrzędne jej wierzchołka określają minimalną długość cienia oraz moment południa prawdziwego
21
Wnioski z obserwacji: Potwierdzenie ruchu obrotowego Ziemi
Zależność kształtu paraboli (czyli drogi Słońca po niebie) od daty obserwacji: w równonoc cień gnomonu przesuwa się po linii prostej, a w zimie ma kształt paraboli o ujemnym współczynniku kierunkowym Sezonowa zmiana wysokości Słońca Ruch cienia nie jest jednorodny bo nie jesteśmy na biegunie, lokalna oś świata jest nachylona Z czasu i minimalnej długości cienia można wyliczyć współrzędne geograficzne
22
Współrzędne geograficzne
Wyznaczanie współrzędnych geograficznych było niezwykle ważnym problemem w okresie wielkich odkryć geograficznych. Znajomość swojego położenia jest ważne zarówno dla nawigacji jak i kartografii Już w starożytności opanowano technikę pomiaru szerokości geograficznej
23
Jak wyznaczyć szerokość geograficzną?
Na podstawie minimalnej długości cienia i wysokości gnomonu obliczyć wysokość Słońca nad horyzontem Sprawdzić deklinację Słońca danego dnia (w dniach równonocy jest to 0) Szerokość geograficzna jest równa wysokości Słońca nad horyzontem h minus deklinacja Słońca (=90-h+)
24
Jak wyznaczyć szerokość geograficzną?
h 90- h=90- + =90-h+
25
Współrzędne geograficzne
26
Współrzędne geograficzne
27
Jak wyznaczyć długość geograficzną?
Wyznaczenie długości geograficznej było bardziej skomplikowane Brytyjska admiralicja ogłosiła konkurs na opracowanie metody wyznaczenia długości geograficznej Problemem był dokładny pomiar czasu Ówczesne zegary wieżowe i wahadłowe źle funkcjonowały na kołyszących się statkach
28
Jak wyznaczyć długość geograficzną?
Próbowano np. określać czas na podstawie zakryć w układzie satelitów Jowisza Jowisz może być obserwowany z dowolnego punktu Ziemi a odpowiednie tabele z efemerydą zakryć pozwalały regulować pokładowe zegary Dziś nasze zwykłe zegarki są wystarczająco dokładne dla prostego oszacowania długości geograficznej
29
Jak wyznaczyć długość geograficzną?
Zadanie sprowadza się do pomiaru różnicy czasu pomiędzy górowaniem „słońca średniego” nad południkiem podstawowym dla naszej strefy czasowej a górowaniem prawdziwego Słońca nad miejscem obserwacji. Różnicę tę wyznaczamy na podstawie obserwacji gnomonem
30
Jak wyznaczyć długość geograficzną?
„Słońce średnie” to hipotetyczny twór poruszający się jednostajnie po niebie ze średnią prędkością prawdziwego Słońca Ruch rzeczywistego Słońca nie jest idealnie jednostajny co powodowałoby różnice w długości poszczególnych godzin dlatego wprowadzono „słońce średnie” Położenie „słońca średniego” określa tzw równanie czasu
31
Deklinacja Słońca i równanie czasu dla danego dnia można odczytać z wykresu:
33
Jak wyznaczyć długość geograficzną?
Wyznaczyć wartość poprawki zwanej „równaniem czasu” r dla danego dnia Wyznaczyć moment czasu południa prawdziwego i odjąć od niego 12 godzin Wynik (oznaczony t) wyrazić w minutach Długość geograficzną obliczyć wg wzorów:
34
Jak wyznaczyć długość geograficzną?
W czasie zimowym w Polsce =15O+((t-r)/4) W czasie letnim w Polsce =30O-((t-r)/4)
Podobne prezentacje
© 2024 SlidePlayer.pl Inc.
All rights reserved.