Методический материал по астрономии на тему "Дневные наблюдения планет" (11 класс)

Попушой Нина Геннадиевна,  учитель физики и астрономии 

МБОУ  «Партизанская школа им. А.П.Богданова»

Симферопольского района Республики Крым

ДНЕВНЫЕ НАБЛЮДЕНИЯ ПЛАНЕТ

Ночные и вечерние наблюдения светил в учебных заведениях сопряжены с некоторыми неудобствами. Скажем, Луну в третьей четверти можно наблюдать только после полуночи. То же относится и к внешним планетам вблизи их западных квадратур. Понятно, что в этом случае проводить с учащимися обязательные наблюдения этих объектов нельзя. Однако же есть возможность их наблюдать в дневное время.

Дело в том, что испускаемый Солнцем свет, рассеиваемый молекулами земной атмосферы, поляризован, причем степень поляризации с увеличением угла рассеяния сначала растет (максимальную поляризацию он имеет при угле 90° по отношению к Солнцу), а затем убывает. Если наблюдения вести через поляроид, ориентированный перпендикулярно вектору поляризации рассеянного света, то последний может быть довольно эффективно погашен.

Наблюдения с учащимися проводят так. Сначала, взяв стандартный поляризационный фильтр, направляют его на небо (примерно под углом 90° на Солнце) и вращают. Наблюдая через этот поляроид небо, замечают, что яркость последнего резко падает при двух противоположных (по позиционному углу) положениях поляроида (здесь работает закон Малюса Iφ = I0 cos²φ, по которому функция Iφ имеет два острых минимума).

Затем, используя поляроид, наблюдают в телескоп Луну и планеты. Понятно, что интенсивность света от этих объектов, который практически не поляризован, не будет зависеть от позиционного угла поляроида. Конечно, для поляроида характерно и собственное поглощение естественного света, но поляризованный свет неба будет ослаблен во много раз больше, чем свет от наблюдаемых объектов. Именно это обстоятельство и открывает возможность наблюдать Луну или планеты вблизи западных квадратур. Для этого достаточно иметь поляроид и ясное небо.

Хотелось бы подчеркнуть важность последнего обстоятельства. Дело в том, что свет, рассеянный пылью и облаками, поляризован очень слабо. Чтобы в этом убедиться, достаточно посмотреть через поляроид на легкие облака, находящиеся в 90° от Солнца. Даже если они почти незаметны обычным глазом, то при наблюдении через поляроид резко выделяются на небе.

Светила, расположенные в западной квадратуре или недалеко от нее, рано утром находятся вблизи меридиана и заходят к полудню, так что их можно наблюдать через поляроид в первой половине дня. Можно увидеть днем также и светила, расположенные вблизи восточных квадратур. Конечно, они видны и вечером, после захода Солнца, однако в условиях дефицита наблюдательного времени в школах расширением этого времени за счет наблюдений во второй половине дня пренебрегать не следует.

Поляризацию рассеянного атмосферой света можно с успехом использовать и при ночных наблюдениях. Например, как известно, из-за высокой яркости ночного неба в полнолуние фотометрические наблюдения светил вообще не проводятся. Между тем яркость фона неба может быть снижена, если наблюдения вести через поляроид (причем эффективность такого гашения будет наиболее высока для объектов, находящихся на расстоянии 90° от Луны).

Ослабление яркости неба поляроидом успешно осуществлялось при наблюдениях бомбардировки Юпитера фрагментами распавшейся кометы Шумейкеров-Леви 9, поскольку угол между Юпитером и Солнцем был в это время довольно близок к 90°.

Краткое описание документа:

Ночные и вечерние наблюдения светил в учебных заведениях сопряжены с некоторыми неудобствами. Скажем, Луну в третьей четверти можно наблюдать только после полуночи. То же относится и к внешним планетам вблизи их западных квадратур. Понятно, что в этом случае проводить с учащимися обязательные наблюдения этих объектов нельзя. В методическом материале рассматривается возможнос ть наблюдения объектов в дневное время