Avaleht Foorum Ajakiri «Vaatleja» Tähistaevas Maailm Õpik Astronoomia Facebookis Astronoomia Twitteris
None

Tähetorni astronoomiavõistluse 1. etapi ülesanded

Arvutusülesanne (T1+2)

Rahvapärimuses öeldakse, et talvise pööripäeva ajal on Päike pesas. Pärast seda hakkab päev kukesammu kaupa pikenema.

Esimene küsimus: mida mõeldakse siin kukesammu all? Kas seda saab ka numbrites väljendada? Ja kui palju on tõnisepäevaks – 17. jaanuariks – päev pikenenud talvise pööripäeva, st. 22.detsembriga võrreldes?

Teine küsimus: Kas “kukesamm” on kõikjal ühepikkune?

Võtke mõni astronoomiline tabel – kas siis “Tähetorni Kalender” või Astronoomia.ee vaatlustabelid (http://www.astronoomia.ee/tahistaevas/vaatlustabelid/) ja võrrelge päeva pikenemist Eesti erinevates linnades. Mis on erinevuste põhjuseks? Kas oskate leida, kus on päev (valge aeg) tõnisepäevaks (17. jaanuariks) pikenenud täpselt ühe tunni võrra, pööripäevaga võrrelduna?

Vihjeks ja kontrolliks: 6. jaanuaril oli päev Tartus 19 minuti võrra pikem, kui 22. detsembril.

Vaatlusülesanne (V1)

Kunstlik päikesevarjutus

Kellel ei õnnestunud vaadelda 4. jaanuari osalist päikesevarjutust, pakume võimaluse teha see paberi ja pliiatsiga.

  1. Võta leht ruudulist paberit ja joonista sellele sirkliga ring. See on Päike.
  2. Lõika mustast paberist ring. See on noorkuu, mis Päikese kinni katab. Ringid võivad olla ühesuurused, aga võid ka arvestada nende tegelikke näivaid läbimõõte. Andmed saab jällegi Astronoomia.ee tabelitest.
  3. Määra Päikese ketta pindala. Selleks loe esimese ringi sees kokku kõik need ruudud, millest suurem osa jääb ringi sisse.
  4. Varjutuse maksimaalne faas oli 85%. See tähendab, et 15 protsenti jääb katmata. Korruta leitud ruutude arv 0,15-ga ja sobita Kuu ketas Päikesele nii, et nähtavaks jääks just nii palju ruute.
  5. Tõmba kuu kettale puutuja nagu näidatud joonisel. Kunstlik päikesevarjutus
  6. Pane Kuu asendisse, kus tema serv puutub kokku Päikese servaga ja puutub samal ajal ka meie tõmmatud joont (puutujat).
  7. Nihuta ketast ühe (või kahe) ruudu kaupa üle Päikese nii, et tema serv oleks kogu aeg joonel. Loe ja märgi iga kord üles katmata jäänud ruutude arv.
  8. Joonista graafik, kus rõhtteljel on nihe ja püstteljel katmata ruutude arv.

Saadud graafikut nimetatakse varjutuse heleduskõveraks. Saada see meile kas postiga või digitaalse pildina.

Edasi: Kuna varjutus toimus päikesetõusu ajal, suurenes päevavalgus (õigemini küll Päikest katva pilvekihi valgustatus) sedavõrd, kui palju kõrgemale tõusis Päike. Et pilvekihi valgustatus on võrdeline langemisnurga koosinusega (ehk kõrguse siinusega), saame valguse tugenemist arvutada valemiga E = E0 sin(h). Varjutuse alguses oli Päikese kõrgus 2 kraadi, lõpumomendil (mis Tartus langes ühte keskpäevaga) 9 kraadi. Siinus sellest nurgast muutub vahemikus 0,034 kuni 0,156 ehk 4,6 korda. Nende andmete abil saab konstrueerida varjutuse reaalse heleduskõvera, muidugi pilvede tiheduse muutusi arvestamata.

Tehke seda. Lähtuge teadmisest, et varjutuse algmomendil oli valgustatus 500 luksi.

Osaline päikesevarjutus

Päikesevarjutus on üsna haruldane sündmus, isegi siis, kui ta on vaid osaline. Ja just selline varjutus toimub 4. jaanuari hommikul, kui Kuu katab kinni tervelt viis kuuendikku päikesekettast.

Kuidas vaadeldakse päikesevarjutust? Tuleb olla ettevaatlik, Päike on väga hele ja temasse vaatamine on nägemisele kahjulik, lausa ohtlik. Õnneks on meie talvine Päike üsna madalal silmapiiri kohal, pealegi toimub varjutus päikesetõusu ajal. Sellist silmapiiri kohal punetavat päikeseketast oleme ennegi muretult vaadelnud. Aga mida kõrgemale tõuseb Päike, seda heledamaks ta muutub – et varjutust lõpuni vaadata, oleks hea omada spetsiaalseid prille või vähemalt vana CD-ketast. Täpsemad juhised Päikese vaatlemiseks leiate meie päikesevarjutuse-lehelt http://www.obs.ee/~helle/varjutus/enne.htm

Mida saata hindajaile? Parim vaatlusmaterjal on kahtlemata foto, tänapäeva fotoaparaatidel on tihti olemas erirežiim päikesetõusu pildistamiseks. Tehke kindlasti mitu pilti ja ärge unustage kirja panemast vaatlusaega (võite lasta trükkida otse pildile) ning vaatluskohta. Hea foto tundemärgid on:

  • sellelt saab mõõta, kui suur osa päikesekettast on kaetud
  • pildil on näha ka silmapiir, mis lubab hinnata Päikese kõrgust
  • pildistamiskoha koordinaadid on antud kaaresekundi täpsusega
  • pildistamisaeg on taandatav maailmaajale

Mida see tähendab ja kuidas seda saavutada? Aga see on ju võistlus! Uurige välja!

Kui sobivat fotoaparaati ei ole, tuleb pilt joonistada. Kasutage valgusfiltrit, kella, kompassi. Nõuded on samad, mis pildistamisel.

Jälgige veebilehte http://www.astronoomia.ee/, enne varjutuse saabumist annavad meie täheteadlased seal kindlasti täpsemaid juhiseid.

Ja lõpuks halvim variant: mida teha, kui ilm on pilves? Ainus asi, mida pilves ilmaga saab jälgida, on valguse nõrgenemine varjutuse ajal. Kuna kinni kaetakse 5/6 päikesest, peaks ilm kuus korda pimedamaks minema.

Veel kümmekond aastat tagasi oleks olnud lihtne juhiseid anda. Digifotokaid oli siis vähe, pildistati filmile. Film oli kallis ja et pilt untsu ei läheks, kasutati valgusmõõtjaid – fotomeetreid. Kui kellelgi selline riist kodus alles on, otsige üles ja vaadake, kas töötab. Kui jah, siis kasutage: mõõtke varjutuse ajal taeva heledust iga 5 minuti järel ja joonistage graafik. Ongi vaatlus tehtud.

Aga võite ka pildistada. Selleks on vaja sellist fotoaparaati, mille automaatikat saab välja lülitada. Valige mingi mõistlik ava ning säriaeg ja tehke kõik pildid ühesuguse säriajaga. Kui asi õnnestub, peaks varjutuse-aegsed pildid tulema tumedamad. Neist saab isegi monteerida ühe „triibulise“ pildi… Ja ärge unustage aega ning kohta! Meie võistlus ei lõpe varjutusega, aja ja koha reegel kehtib absoluutselt kõigi loodusvaatluste jaoks. Harjuge sellega!

Muuseas: jälgige ka tänavavalgustust! Võib juhtuda, et ilm läheb niivõrd pimedaks, et automaatika tuled sisse lülitab. Vaadake siis kella ja jälgige, millal tuled uuesti kustuvad.

Esimese etapi lahenduste esitamise tähtaeg on 31. jaanuar.