التسمية التوضيحية: منظر القمر عند الحضيض والأوج
بصفتي معلمًا ، أبحث دائمًا عن المختبرات ذات الإعدادات البسيطة المناسبة للطلاب. المفضلة الحالية هي العثور على سرعة الضوء مع الشوكولاتة.
في ورقة جديدة تم تحميلها مؤخرًا إلى arXiv ، يصف Kevin Krisciunas من Texas A&M طريقة لتحديد الانحراف المداري للقمر مع وجود خطأ منخفض بشكل مدهش باستخدام أكثر من عصا متر ، وقطعة من الورق المقوى وبرنامج مخصص لتناسب المنحنيات إلى النجوم المتغيرة.
تستفيد هذه الطريقة من حقيقة أنه يمكن تحديد الانحراف من نسبة متوسط الحجم الزاوي لجسم ونصف اتساعه. وبالتالي ، فإن الهدف الرئيسي هو قياس هاتين الكميتين.
استراتيجية كيفن للقيام بذلك هي الاستفادة من فتحة رؤية الكرتون التي يمكن أن تنزلق على طول عصا متر. من خلال النظر عبر الفتحة الموجودة في القمر ، وتحريك البطاقة للأمام والخلف حتى يتداخل الحجم الزاوي للفتحة مع القمر. من هناك ، يعطي قطر الحفرة مقسومًا على المسافة أسفل عصا العداد الحجم الزاوي بفضل صيغة الزاوية الصغيرة (؟ = d / D بالراديان إذا D >> d).
لمنع الأخطاء المنهجية في سوء التقدير حيث أن البطاقة تنزلق إلى الأمام حتى يتطابق حجم الثقب مع القمر ، فمن الأفضل أيضًا الاقتراب منها من الاتجاه الآخر ؛ قادمة من الطرف البعيد من عصا القياس. من المفترض أن يساعد هذا في تقليل الأخطاء ، وفي محاولة كيفن ، وجد أن لديه انتشارًا نموذجيًا يبلغ ± 4 مم عند القيام بذلك.
عند هذه النقطة ، لا يزال هناك خطأ منهجي آخر يجب أخذه بعين الاعتبار: التلميذ له حجم محدود مماثل لفتحة الرؤية. سيؤدي ذلك إلى التقليل من الحجم الزاوي الفعلي. على هذا النحو ، عامل تصحيح ضروري.
لاشتقاق عامل التصحيح هذا ، وضع كيفن قرصًا 91 ملم على مسافة 10 أمتار (يجب أن ينتج هذا قرصًا بنفس الحجم الزاوي مثل القمر عند النظر إليه من تلك المسافة). لإنتاج أفضل تطابق ، زلة من الورق المقوى مع فتحة الرؤية ينبغي يجب وضعه على عصا قياس 681.3 مم ، ولكن بسبب الخطأ المنتظم للتلميذ ، وجد كيفن أنه يجب وضعه عند 821 مم. قدمت نسبة الموضع الملاحظ إلى الموضع المناسب عامل التصحيح كيفن المستخدم (1.205). سيحتاج هذا إلى معايرة لكل فرد وسيعتمد أيضًا على كمية الضوء خلال وقت الملاحظة لأن هذا يؤثر أيضًا على قطر التلميذ. ومع ذلك ، فإن اعتماد عامل تصحيح واحد يعطي نتائج مرضية.
هذا يسمح للبيانات المأخوذة بشكل صحيح والتي يمكن استخدامها بعد ذلك لتحديد الكميات اللازمة (متوسط الحجم الزاوي ونصف السعة). لتحديد ذلك ، استخدم كيفن برنامجًا يعرف باسم PERDET مصمم لتناسب منحنيات الجيوب الأنفية للتذبذبات في النجوم المتغيرة. أي برنامج يمكن أن يصلح هذه المنحنيات لنقاط البيانات باستخدام؟2 مناسب أو تحليل فورييه سيكون مناسبًا لهذه الغاية.
من هذه البرامج بمجرد تحديد متوسط الحجم الزاوي وسعة نصف ، فإن نسبتها توفر الانحراف. لتجربة كيفن ، وجد قيمة 0.039 ± 0.006. بالإضافة إلى ذلك ، كانت الفترة التي حددها من الحضيض إلى الحضيض 27.24 ± 0.29 يومًا وهي موافقة ممتازة مع القيمة المقبولة البالغة 27.55 يومًا.
