Астрономическое оборудование своими руками – внеурочная деятельность (конкурсная работа) – Корпорация Российский учебник (издательство Дрофа – Вентана)
Выбираете учебник по астрономии? Будьте внимательны!
- Участник:Шилова Дарья Алексеевна
- Руководитель:Андреева Юлия Вячеславовна
Введение
Можно с уверенностью сказать, что все когда-либо мечтали поближе рассмотреть звезды. С помощью бинокля или подзорной трубы можно полюбоваться ярким ночным небом, однако вы вряд ли сможете разглядеть в эти приборы что-то подробно. Здесь понадобится более серьезная аппаратура – телескоп. Чтобы иметь у себя дома такое чудо оптической техники, необходимо выложить крупную сумму, что не всем любителям прекрасного по карману. Но не стоит отчаиваться. Я думаю мало, кто когда-нибудь задумывался о том можно ли собрать телескоп самостоятельно, но если и задумывался, то отмахивался от этой идеи, думая о стоимости такого развлечения и времени, потраченного на это. А что вы думаете об астрономических приборах? Например, создание карты звездного неба и солнечных часов. Мой проект поможет разобраться в том, как построить простой телескоп, сделать карманную карту звездного неба и солнечные часы, рассказать о принципах работы и истории появления.
Цель работы: изготовление оборудования для астрономических наблюдений
Задачи:
- изучить строение телескопа, принцип его работы и историю появления
- построить телескоп,
- Изучить изготовление солнечных часов и подвижной карты звездного неба
Я использовала следующие методы исследования:
- Изучение литературы;
- Получение информации в сети Интернет;
- Непосредственное наблюдение, создание конструкции;
Актуальность работы: покупать оборудование очень дорого, а выполнение его своими руками не только затрачивает не много средств, но и позволяет лучше узнать принцип работы приборов.
Глава 1. Телескоп-рефрактор
1.1 Сборка и принцип работы телескопа рефрактора
Вид моего телескопа – рефрактор. Рефрактор – это оптический телескоп, в котором для собирания света используется система линз, называемая объективом. Работа таких телескопов обусловлена явлением рефракции (преломления).
Для его изготовления нужен каркас. Им стал черный ватман. Для приближения понабились две собирающие линзы, одинакового размера и приближения. [1] Чтобы закрепить линзы к ватману использовался двусторонний скотч, а для закрепления ватмана в форме цилиндра понадобился обычный скотч. После проделанной работы, получается примерно телескоп. [2]
Теперь выясним принцип работы. Представьте человеческий глаз диаметром 5 см. При этом вытянутый от зрачка к сетчатке на полметра. Примерно так устроен телескоп. Он работает как большое глазное яблоко. Наш глаз, по сути – большая линза. Сами по себе предметы он не видит, а улавливает отраженный от них свет (поэтому в полной темноте мы ничего не видим). Свет попадает через хрусталик на сетчатку, импульсы передаются в мозг, и мозг формирует картинку. У телескопа линза намного больше, чем наш хрусталик. Поэтому она собирает свет от удаленных предметов, которые глаз просто не улавливает. Принцип действия у всех телескопов одинаковый, а вот строение бывает разное. [3]
Самый простой вариант рефрактора представляет собой трубку, в оба конца которой вставлены двояковыпуклые линзы. Они собирают свет от небесных объектов, преломляют и фокусируют – и в окуляре мы видим изображение. (Приложение 1)
1.2 История изобретения телескопа – рефрактора
Первый телескоп-рефрактор был сконструирован в 1609 году Галилеем. Галилей, основываясь на слухах об изобретении голландцами зрительной трубы, разгадал её устройство и изготовил образец, который впервые использовал для астрономических наблюдений. Все телескопы Галилея были весьма несовершенны, но, несмотря на это, в течение двух первых лет наблюдений ему удалось обнаружить четыре спутника планеты Юпитер, фазы Венеры, пятна на Солнце и горы на Луне.
Теперь поговорим о примерах телескопов – рефракторов.
Телескоп Галилея
Телескоп Галилея имел в качестве объектива одну собирающую линзу, а окуляром служила рассеивающая линза. Такая оптическая схема даёт неперевернутое (земное) изображение. Главными недостатками галилейского телескопа являются очень малое поле зрения и сильная хроматическая аберрация. Такая система все ещё используется в театральных биноклях, и иногда в самодельных любительских телескопах.
Телескоп Кеплера
Иоганн Кеплер в 1611 г. усовершенствовал телескоп, заменив рассеивающую линзу в окуляре собирающей. Это позволило увеличить поле зрения и вынос зрачка, однако система Кеплера даёт перевёрнутое изображение. Преимуществом трубы Кеплера является также и то, что в ней имеется действительное промежуточное изображение, в плоскость которого можно поместить измерительную шкалу. По сути, все последующие телескопы-рефракторы являются трубами Кеплера. К недостаткам системы относится сильная хроматическая аберрация, которую до создания ахроматического объектива устраняли путём уменьшения относительного отверстия телескопа.[4]
Мой телескоп является телескопом Кеплера.
Глава 2. Карта звездного неба
Подвижная карта неба может быть использована при планировании наблюдений для быстрого взгляда на наблюдающуюся в необходимый нам момент картину неба, также она может быть полезна начинающим для изучения вида неба в различные сезоны года, а также в различное время суток.
Наверное, у всех, кто пользуется компьютером, со временем скапливается масса ненужных компакт-дисков и коробок от них. Один из вариантов – сувенирная подвижная карта звездного неба (планисфера). Для ее изготовления потребуется ненужный компакт-диск и полностью прозрачная коробка для него. Коробка должна быть стандартной, толщиной 10мм с вынимающейся прозрачной пластиной, на которой крепится компакт-диск. Распечатайте приведенные карты полушарий звездного неба, лучше всего это делать на самоклеящихся этикетках для CD. Наклейте их на диск так, чтобы совпали даты на обеих сторонах диска. Карту северного полушария лучше наклеивать на диск с нерабочей стороны – она не имеет кольцевого выступа в центральной части.
Извлеките из коробки для CD пластину для крепления диска и немного подпилите верхние части лапок, которые удерживают диск – их высота должна быть равна толщине диска. После этого CD, конечно, будет хуже фиксироваться, зато это позволит полностью сохранить карту северного полушария неба.
Накладной круг лучше всего распечатать на самоклеящейся прозрачной пленке, но можно использовать и обычную бумагу. Если печатаете на самоклеящейся пленке, изображение накладного круга необходимо зеркально отразить – это легко сделать в любом графическом редакторе. Такие круги можно сразу наклеить на внутренние поверхности коробки, предварительно аккуратно проверив, чтобы они оказались соосны с компакт-диском. Направления запад-восток должны быть с одной стороны коробки напротив друг друга. Если круг напечатан на бумаге, то из него нужно вырезать только центральную часть и закрепить его на крышках, используя обрезки в качестве шаблона для правильного размещения. К сожалению, на таких кругах потеряется половина часовой шкалы (её дневная часть), но можно аккуратно процарапать недостающие деления и линии меридианов прямо на крышке коробки. [5] Для удобства вращения подвижной карты нужно вырезать небольшие проемы в боковых гранях коробки.
2.2 Солнечные часы
Гномон – самый древний угломерный инструмент. Прибор для определения наклона эклиптики к экватору. Он использовался для определения высоты солнца над горизонтом и представлял собой вертикальный столб на горизонтальной площадке.
С помощью этого простейшего приспособления можно было отмечать дни солнцестояний, а значит фиксировать продолжительность года. Имея гномон, мы можем определить:
- полуденную линию и стороны света;
- высоту Солнца над горизонтом и широту места;
- момент наступления истинного полдня;
- долготу места.
Чем гномон выше, тем длиннее отбрасываемая им тень, тем точнее измерения. На циферблате имелось только одна отметка – прямая линия к северу от столба, куда тень падает в полдень. Экран гномона можно разбить на часы, но все часы дня будут иметь разную продолжительность, и, кроме того, день ото дня длительность такого «часа» тоже будет меняться. Чтобы гномон показывал всегда время правильно, его надо наклонить в направлении земной оси, т. е. на Полярную звезду. Такое усовершенствование гномона предпринял грек Анаксимен Милетский, около 530 г. до н. э. построивший в спартанской столицы Лакедемоне солнечные часы. С той поры более 2 тысячелетий этот прибор оставался главным измерителям времен. Чаще всего его устанавливали либо на тумбе с горизонтальным циферблатом, либо на стене здания – это были вертикальные солнечные часы. Обычно на циферблате отмечали только часы. В средние века лишь астрономы для своих нужд делили часы на минуты. В повседневной жизни минуты значения не имели. Изобретен он был в Вавилоне. Возможно с данным изобретением впервые Грецию познакомил Анаксимандр.
Существует множество вариантов солнечных часов.
Экваториальные часы – самые простые, а равномерная часовая шкала позволяет получить дополнительные возможности. Главный недостаток таких часов – в зимнее время тень ложится на нижнюю поверхность часов и наблюдать ее неудобно. Однако и этот недостаток можно обойти, если использовать полупрозрачную шкалу.
Итак, нам понадобится полностью прозрачная тонкая коробка от CD и прозрачный компакт диск (такие диски всегда есть в боксах CD-R/RW и DVD-R/RW). Распечатайте приведенную заготовку (разрешение печати 600 dpi) – лучше использовать самоклеящуюся бумагу и этикетки для CD, но бумага должна быть не слишком плотная, чтобы можно было видеть тень на обратной поверхности. Наклейте полукруг с метками часовых поясов на внутреннюю поверхность дна коробки так, чтобы метка «0» располагалась горизонтально. В накладной шкале нужно вырезать серый сектор и наклеить на прозрачный диск. В центре коробки просверлите или проплавьте раскаленным гвоздиком отверстие диаметром около 2 мм и закрепите в нем гномон (подойдет, например, небольшой гвоздик без шляпки или зубочистка) так, чтобы он был строго перпендикулярен плоскости диска и выступал в обе стороны примерно на 20-25 мм. Установите компакт-диск с наклеенной часовой шкалой в держатель. Часы почти готовы, осталось только обеспечить наклон шкалы на угол, равный 90° – φ (φ – географическая широта места наблюдений). Проще всего для этого откинуть крышку коробки назад и использовать ее как подставку. Чтобы обеспечить нужный угол наклона, немного подпилите выступающие края коробки, которыми она опирается на крышку. Впрочем, используя и другие конструкции, можно сделать этот угол регулируемым, тогда часы будут действительно универсальными. После сборки часы нужно правильно сориентировать – верхняя часть шкалы должна быть направлена на юг, в этом случае гномон окажется направленным точно на северный полюс мира. [6]
Заключение
Многих ли детей увлекает астрономия? На первый взгляд кажется, что вроде бы совсем не многих. И отделения астрономии на физических факультетах не штурмуют сотни абитуриентов. Но если приглядеться к детям, а еще лучше, вспомнить себя в детстве, то окажется, что практически любой ребенок когда-нибудь был заворожен видом звездного неба и хотел все-все узнать о созвездиях и планетах. Просто большинство детей не получили никакой возможности реализовать свой порыв: рядом не оказалось ни литературы, ни знающего человека, не говоря уже об астрономическом оборудовании. И так прекрасный порыв заглянуть в тайны мироздания потонул в рутине бытовых дел и учебы.
В заключение моего проекта я хочу сказать, что этот проект был мне очень интересен. Делая его, я не только научилась собирать астрономические предметы, пусть даже и самые простые, но и узнала о принципе работы таких вещей и об истории изобретения телескопа. Надеюсь, мои опыты заинтересуют еще кого-нибудь.
rosuchebnik.ru
Изучаем созвездия с детьми. Подвижная карта звездного неба
Лето — удачное время для первых наблюдений звездного неба с детьми. Ночи хотя и короткие, но теплые. А светлое небо хорошо подходит для того, чтобы научить ребенка находить самые яркие звезды.
Сегодня полно различных мобильных приложений, которые покажут вам направление на любую звезду или планету. На их фоне бумажная карта звездного неба выглядит таинственным раритетом. Однако это простое приспособление позволяет определить, когда и в какой стороне света искать интересующее вас созвездие. С её помощью можно планировать наблюдения и выполнять исследовательские работы. Есть у нее и другие возможности, но о них в следующих статьях.
К сожалению, я не знаю, кто автор этого приспособления. Впервые я увидела его в учебнике астрономии Б.А. Воронцова-Вельяминова.
Пользоваться звездной картой можно научить детей младшего школьного возраста.
Монтаж звездной карты
Все устройство состоит из двух частей: карты и накладного круга. Прорезь в накладном круге делается в зависимости от широты местности.
1. Скачайте карту и накладной круг для своей широты. (Широту местности можно узнать, просто вбив в поисковую строку Яндекса «географические координаты ******»)
Karta.pdf [530,2 Kb] (cкачиваний: 8176)
Nakladnoy-krug-dlya-shiroty-50-gradusov.pdf [213,57 Kb] (cкачиваний: 4386)
Nakladnoy-krug-dlya-shiroty-55-gradusov.pdf [213,57 Kb] (cкачиваний: 4688)
Nakladnoy-krug-dlya-shiroty-60-gradusov.pdf [213,57 Kb] (cкачиваний: 2852)
2. Распечатайте карту и круг. На формате А3 карта и круг получатся намного удобнее, но для начала сойдет и А4. Главное чтобы карта и круг были распечатаны в одном формате.
3. Карту можно не вырезать. Для прочности можно наклеить её на картон, или, ещё лучше, ламинировать. Ламинированная карта прослужит гораздо дольше, с нее не соскальзывает бумажный круг (т.к. электризуется и прилипает), на нее можно наклеивать прозрачные стикеры и делать на них необходимы отметки обычной шариковой ручкой.
4. Накладной круг надо вырезать по контуру, внутри вырезать отверстие (обозначено красной линией). Ламинировать круг не стоит, а вот распечатать на плотной бумаге было бы не плохо. В любом случае со временем можно изготовить новый.
накладной круг к подвижной карте звездного неба5. С тыльной стороны карты между точками С и Ю надо приклеить нитку. Этой ниткой обозначается небесный меридиан. Наблюдать любое светило удобнее именно тогда, когда оно находится на небесном меридиане.
Установка звездной карты на определенное время
1. Сначала необходимо сделать поправку времени. Из того времени, которое показывают в данный момент часы, надо вычесть 1час 30 минут. (Это среднее значение, вполне пригодное для начальных наблюдений. Вообще поправка вычисляется исходя из долготы места наблюдения и номера часового пояса)
2. Найдите на краю карты месяц и число.
3. На накладном круге найдите время.
4. Совместите дату на карте и время на накладном круге. Следите, чтобы круг располагался посередине карты. В прорези круга будут находиться те созвездия, которые в указанный момент времени видны над горизонтом.
Пример
Определим, какие созвездия будут доступны наблюдению 15 сентября в 21:30.
Делаем поправку времени, из 21 часа 30 минут вычитаем 1 час 30 минут. Получаем 20 часов.
Находим на накладном круге двадцать часов (красная отметка), а на карте 15 сентября (синяя отметка)
Накладываем круг на карту так, чтобы дата и время совпали.
В центре прорези оказались созвездия Лебедь, Орел и Лира. Они лучше всего видны в это время, так как находятся высоко над горизонтом.
На западе можно видеть яркое созвездие Волопас, на северо-востоке самая яркая звезда Капелла (альфа Возничего)
nbrkv.ru
подвижная карта звездного неба | Блог Федора Шарова
Закончил работу и выложил на сайт Карты и атласы Подвижную карту звездного неба в соответствующий раздел.
Подвижная карта неба может быть использована при планировании наблюдений для быстрого взгляда на наблюдающуюся в необходимый нам момент картину неба, также она может быть полезна начинающим для изучения вида неба в различные сезоны года, а также в различное время суток.
Итак, подвижная карта неба позволяет определить вид неба в любой момент времени произвольного дня года в северном полушарии неба на заданной широте. В дополнение к классическому набору подобной карты я увеличил количество звезд вплоть до четвертой величины, с целью прорисовки запоминающихся фигур созвездий. Также на карте отмечены самые яркие галактики, скопления и туманности. Отмечены известные двойные и кратные звезды, а также некоторые переменные. Для более четкого представления об условиях наблюдения я снабдил карту двумя диаграммами продолжительности навигационных и астрономических сумерек.
В комплект карты, собранной в один архивный файл zip-формата, входят: файл самой карты с нанесенными по кругу значениями дат и месяцев года, файл накладного часового круга с информацией и диаграммами — по внешнему его краю нанесены риски со значениями времени суток, а также небольшой текстовый файл руководства. Распечатав карту, рекомендую либо наклеить ее на картон или толстую бумагу для прочности, либо просто заламинировать.
Часовой круг с предварительно вырезанной внутренней окружностью по широте наблюдения, накладывается соосно на саму карту и поворачивается так, чтобы совместить необходимое значение даты и времени наблюдения. В окне часового круга мы будем видеть картину неба на заданный момент. Для наглядности картинку с пояснениями можно посмотреть в соответствующем разделе сайта — Подвижная карта звездного неба.
Скачать комплект карты можно как оттуда, так и из этого поста напрямую.
Даю ссылки:
Подвижная карта звездного неба в JPG-формате (3,8 Мб).
Подвижная карта звездного неба в PDF-формате (большое разрешение) — (11,4 Мб).
Подвижная карта звездного неба в PDF-формате (маленькое разрешение) — (3,7 Мб).
Этот, а также перечисленные ниже материалы, у меня абсолютно бесплатны, но редактирование и изменение их не разрешено. Кроме того, при написании статей, проектов и т.д. убедительная просьба ссылаться на сайт автора.
— Также рекомендую для начинающих мою «Карту звездного неба» — на ней даны все звезды видимые у нас невооруженным глазом (до 6.5 звездной величины). Страничка карты — Карта звездного неба.
— К Карте звездного неба мною подготовлены контурные карты. Скачать их можно с отдельной странички — Контурные карты.
— Для более вдумчивого изучения звездного неба у меня есть «Атлас созвездий». Здесь даны подробные карты всех созвездий (как северного, так и южного неба). В атласе даны все звезды до 8 величины, а для некоторых созвездий и до 10 звездной величины. На картах даны обозначения туманных объектов доступных небольшим любительским приборам, звезд по каталогу Байера и Флемстида. Скачать атлас можно либо с его странички у меня здесь — Атлас созвездий, либо со странички атласа в этом блоге — Атлас созвездий в блоге.
— К Атласу созвездий мною также подготовлены Контурные карты. Скачать их можно как с отдельной странички — Контурные карты для атласа созвездий, так и прямо из блога — Контурные карты.
blog.astronomypage.ru
Подвижная карта звездного неба / Гостевая / НеПропаду
Ориентированию на местности посвящено не мало публикаций. Одним из древнейших способов ориентирования является ориентирование по звездам.Конечно, по Полярной звезде умеет ориентироваться каждый. Однако в облачную погоду могут быть видны лишь небольшие участки звездного неба, ориентирование по звездам в таких условиях потребует более существенных астрономических знаний.
В штурманском деле существует особое понятие «навигационные звезды». Подробнее о них можно прочитать тут:
www.avsim.su/wiki/Навигационные_светила
или здесь:
seaspirit.ru/navigator/navigation/navigacionnye-svetila.html
Что бы научиться отыскивать эти звезды надо тренироваться. Следует иметь в виду, что вид звездного неба над головой меняется в связи с суточным вращением Земли вокруг своей оси – светила восходят в восточной части горизонта, а скрываются в западной. Из-за годичного движения Земли вокруг Солнца вид звездного неба меняется от сезона к сезону. К примеру, созвездия, украшавшие зимнее небо, летом видны не будут.
Для того, чтобы узнать какие созвездия видны в данный день и час служит простое средство – подвижная карта звездного неба.
Это приспособление состоит из двух частей, собственно карты
и накладного круга.
В накладном круге необходимо вырезать отверстие по линии соответствующей широте места наблюдения. Эта линия будет соответствовать линии горизонта на данной географической широте. На приводимой ниже карте эти линии приведены через 5 градусов.
Для использования накладной круг прикладывают к карте так, чтобы интересующее время суток на накладном круге совпало с нужной датой на краю карты. Тогда в отверстии накладного круга будут видны те созвездия, которые будут видны в заданную дату и время на заданной широте.
Приведенная карта взята из Школьного астрономического календаря, на ней отображены только звезды до +3-й звездной величины, а также некоторые менее яркие звезды, которые дополняют узнаваемые рисунки созвездий. Самые тусклые звезды видимые невооруженным глазом имеют +5 звездную величину, Полярная звезда +2, самая яркая звезда – Сириус -1,47. Т. е. чем больше звездная величина, тем более тускло выглядит звезда. К реальным размерам звезд это никакого отношения не имеет.
Более подробно о звездных величинах можно посмотреть тут:
ru.wikipedia.org/wiki/%C7%E2%B8%E7%E4%ED%E0%FF_%E2%E5%EB%E8%F7%E8%ED%E0
или тут:
www.biguniverse.ru/posts/zvezdnaya-velichina/
Для первоначального знакомства со звездным небом этой карты вполне достаточно. К тому же более тусклые звезды 4-й и, тем более, 5-й величины плохо видны в засвеченном множеством огней небе больших городов.
После некоторой тренировки, зная вид звездного неба в данной местности в данное время, можно вполне отождествить то, что видно в разрыве между облаков, с известными созвездиями.
На данном ресурсе уже выкладывали подобную карту:
nepropadu.ru/blog/guestroom/5129.html#comment190049
Но мне она кажется не очень удачной. Во-первых, она англоязычная, а во-вторых, не вполне понятно для какой широты проведена линия горизонта.
Другие варианты подвижной карты можно взять со следующих ресурсов:
infoastro.ru/fajly/programmy/item/podvij-karta.html
www.starlab.ru/showthread.php?t=17812
astroexperiment.ru/sam/planispher.shtml
Спасибо за внимание!
nepropadu.ru
Подвижная карта звездного неба « Учи физику!
Всем, кто интересуется астрономией, может пригодиться подвижная карта звездного неба. На карте, которую мы предлагаем вам сделать, обозначены созвездия, характерные для северной и экваториальной части небосвода. Их можно наблюдать в течение года в северном полушарии нашей планеты. Эта карта поможет вам узнать, какие созвездия находятся в интересующий нас момент на небосводе, и определить время появления звезд, которые в данный момент НР видны. Благодаря этой карте можно узнать момент восхода захода отдельных звезд. Главная составляющая часть карты — это диск 1 с обозначенными созвездиями, Млечным путем и календарем по обрезу.
Сделай диск, наклеив карту неба, напечатанную в этом номере, на плотный картон, твердую пластмассу либо фанеру. Еще лучше — если ты сумеешь тщательно перевести рисунок на плотную бумагу или картон, тогда тебе не надо будет портить журнал и вырывать из него страницу. К карте прилагается накладка 2, в которой вырезаны сегменты колец (сквозь них виден календарь на диске) и овальное отверстие; через него виден фрагмент звездного неба, наблюдаемого в интересующий момент времени. Размер и положение овального выреза зависит от географической широты: на которой ведется наблюдение (действительное или только воображаемое). Сплошная линия на накладке 2 соответствует 65° широты, а пунктирная — широтам 55° и 45°.
Контур овального выреза в накладке — это горизонт и его основные точки: юг, запад, север и восток Центр овала соответствует зениту. Полюс неба с полярной звездой находится в центре диска 1 на оси ее вращения под накладкой. На обрезах кольцевых прорезей в накладной части обозначены часы суток. Накладку 2 как и диск 1, наклей на плотный картон, фанеру и т.д. Теперь из того же материала сделай подкладку 3, контуры которой соот нетствуют накладке 2. Соедини детали 1, 2 и 3 трубчатыми заклепками 4 или винтами с подкладками 5, гайнами, булавками, кнопками и т.д., чтобы диск 1 свободно вращался между деталями 2 и 3, соосно кольцевым прорезям в накладке.
Теперь расскажем, как пользоваться картой.
1. Определение вида звездного неба в интересующий момент суток определенного дня года. Поверни диск 1 так, чтобы соответствующая дата на его обрезе совпала со штриком интересующего тебя часа, обозначенного на краю накладки 2. В овальном вырезе появится кусок рвездного неба. Карту надо повернуть к себе с соответствии с направлением, в котором ведется наблюдение звездного ноба. Так, например, если ты смотришь на север, то поверни карту с надписью «Север» к себе.
2. Определение моментов, в которые интересующее тебя созвездие восходит или заходит в данной местности.
Расположи диск так, чтобы интересующее созвездие находилось поблизости восточного (или соответственно западного) края овала. На календаре чиска и обрезе накладки ты прочтешь момент времени, в который в отдельные дни года это созвездие посходит или заходит в данных географических широтах.
ВНИМАНИЕ! На накладке обозначены часы по местному времени. Надо помнить, что только в пунктах, лежащих каждые 15° географической широты (то есть 0°, 15°, 30°).
Журнал “Горизонты техники для детей” №12-81г.
uchifiziku.ru
Астролябия — это древний астрономический инструмент
Многие считают, что наша цивилизация — источник постоянного прогресса, и все самые интересные открытия и разработки еще только впереди. Однако глубокие философские труды, некоторые шедевры архитектуры и даже созданные задолго до нас приборы отчетливо высвечивают неполноту этой концепции. Древним ученым также многое было известно, они создавали строения и вещи, принцип работы и назначение которых до конца непонятны. Четкая согласованность функционирования тех или иных устройств с законами физики и неопровержимость получаемых с их помощью сведений часто окутаны легендами. В число подобных приборов входит и астролябия, древний астрономический инструмент.
Назначение
Как понятно из названия («астра» в переводе с греческого означает «звезда»), прибор связан с изучением небесных тел. И действительно, астролябия — это инструмент, позволяющий рассчитать, на какой высоте относительно поверхности нашей планеты находятся звезды и Солнце, и на основе полученных данных определить местоположение того или иного земного объекта. В длительных путешествиях по суше и по морю астролябия помогала определять координаты и время, порой служила единственным ориентиром.
Строение
Астрономический инструмент состоит из диска, представляющего собой стереографическую проекцию звездного неба, и круга с высоким бортиком, в который диск вложен. Основа прибора (элемент с бортом) имеет в центральной части небольшое отверстие, а также подвесное кольцо, необходимое для облегчения ориентации всей конструкции относительно горизонта. Срединная деталь составлена несколькими окружностями с нанесенными на них линиями и точками, определяющими широту и долготу. Эти диски называются тимпанами. Угломерный астрономический инструмент обладал тремя такими элементами, каждый из них подходил для определенной широты. Порядок, в котором вкладывались тимпаны, зависел от местности: верхний диск должен был содержать проекцию неба, соответствующего данному участку Земли.
Поверх тимпанов располагалась специальная решетка («паук»), снабженная большим количеством стрелок, указывающих на ярчайшие звезды, обозначенные на проекции. Сквозь отверстия в центре тимпанов, решетки и основы проходила ось, скреплявшая детали. К ней была присоединена алидада — специальная линейка для вычислений.
Точность показаний астролябии поражает: некоторые приборы, например, способны показывать не просто движение Солнца, но и отклонения, периодически возникающие в нем. Интересно, что создавался древний астрономический инструмент в ту пору, когда властвовала геоцентрическая картина мира. Однако представления о том, что все небесные тела крутятся вокруг Земли, не помешали древним ученым создать такой точный прибор.
Немного истории
Астрономический инструмент имеет греческое название, однако многие его составляющие носят имена арабского происхождения. Причина такого кажущегося несоответствия в длительном пути, который преодолел прибор за период своего становления.
История развития астрономии, как и многих других наук, неразрывно связана с Древней Грецией. Здесь примерно за два столетия до начала нашей эры появился прообраз астролябии. Создателем его стал Гиппарх. Уже во втором веке после Рождества Христова описание схожего с астролябией угломерного прибора сделал Клавдий Птолемей. Он же соорудил инструмент, способный определять расположение звезд на небе.
Эти первые приборы несколько отличались от астролябий, какими их себе представляет современный человек и какие выставлены во многих музеях мира. Первым инструментом привычного строения считается изобретение Теона Александрийского (IV в. н. э.)
Восточные мудрецы
История развития астрономии в период раннего Средневековья стала разворачиваться на территории исламских государств. Связано это было с гонениями ученых со стороны церкви, с приписыванием инструментам, подобным астролябии, сатанинского происхождения.
Арабы усовершенствовали прибор, стали применять его не только для определения местоположения звезд и ориентации на местности, но и как измеритель времени, инструмент для некоторых математических вычислений, источник астрологических предсказаний. Мудрость Востока и Запада слилась воедино, результатом стал прибор астролябия, объединивший в себе европейское наследие с арабской мыслью.
Папа Римский и дьявольский инструмент
Одним из европейцев, стремившихся возродить астролябию, был Герберт Орильякский (Сильвестр II), короткое время занимавший пост Папы Римского. Он изучал достижения арабских ученых, научился применять многие инструменты, забытые со времен античности или запрещенные церковью. Его таланты признавались, однако связь с чуждыми исламскими знаниями способствовала возникновению целого ряда легенд вокруг него. Герберта подозревали в связи с суккубом и даже дьяволом. Первый одарил его знаниями, а второй помог занять столь высокое положение в церковной иерархии. Нечистому приписывалось его восхождение. Несмотря на все слухи, Герберт сумел возродить ряд важных приборов, в том числе и астролябию.
Возвращение
Спустя некоторое время, в XII веке, Европа снова стала пользоваться этим прибором. Сначала в ходу была только арабская астролябия. Это был для многих новый инструмент и лишь для некоторых — забытое и модернизированное наследие предков. Постепенно начали появляться аналоги местного производства, а также длинные ученые труды, связанные с применением и устройством астролябии.
Пик популярности прибора пришелся на эпоху Великих открытий. В ходу была морская астролябия, помогавшая определять, где оказалось судно. Правда, она обладала особенностью, сводившей на нет точность данных. Колумб, подобно многим своим современникам, путешествовавшим по воде, жаловался, что этот прибор невозможно использовать в условиях качки, он эффективен, только когда под ногами неподвижная земля или на море полный штиль.
Определенную ценность для мореплавателей прибор все же представлял. Иначе не назвали бы в его честь один из кораблей, на которых отправилась в путешествие экспедиция знаменитого исследователя Жана Франсуа Лаперуза. Корабль «Астролябия» — один из двух, участвовавших в экспедиции и таинственно исчезнувших в конце восемнадцатого века.
Украшение
С наступлением эпохи Возрождения «амнистию» получили не только различные приспособления для исследования окружающего мира, но и предметы декора, страсть к коллекционированию. Астролябия — это прибор, кроме прочего, часто использовавшийся для предсказаний судьбы по движениям звезд, а потому он был украшен различными символами и знаками. Европейцы переняли у арабов привычку создавать точные в плане измерений и элегантные внешне приборы. Астролябии стали появляться в коллекциях придворных. Знание астрономии считалось основой образования, обладание прибором подчеркивало ученость и вкус владельца.
Венец коллекции
Красивейшие приборы инкрустировались драгоценными камнями. Указателям придавалась форма листьев и завитков. Для декорирования инструмента использовалось золото и серебро.
Некоторые мастера практически целиком посвящали себя искусству создания астролябий. В XVI веке самым знаменитым из них считался фламандец Гуалтерус Арсениус. Для коллекционеров его изделия были эталоном красоты и изящества. В 1568 году ему была заказана очередная астролябия. Прибор для измерения положения звезд предназначался полковнику австрийской армии Альбрехту фон Валленштейну. Сегодня этот экземпляр хранится в музее им. М.В. Ломоносова.
Окутанная тайной
Астролябия, так или иначе, проскальзывает во многих легендах и мистических событиях прошлого. Так, арабский этап ее истории подарил миру миф о вероломном султане и ученых способностях придворного астролога Бируни. Правитель, по скрытой в веках причине ополчившийся на своего предсказателя, решил с помощью хитрости избавиться от него. Астролог должен был точно указать, каким выходом из зала воспользуется его хозяин, или же понести справедливое наказание. В своих вычислениях Бируни воспользовался астролябией и, записав результат на клочок бумаги, спрятал его под ковер. Хитрый султан приказал слугам вырубить в стене проход и вышел через него. Вернувшись, он открыл бумагу с предсказанием и прочел там сообщение, предугадывавшее все его действия. Бируни был оправдан и отпущен.
Неумолимое движение прогресса
Сегодня астролябия — это часть прошлого астрономии. Ориентация на местности с ее помощью перестала быть целесообразной уже с начала XVIII века, когда появился секстант. Периодически прибором все же пользовались, но еще спустя век или чуть больше астролябия окончательно перекочевала на полки коллекционеров и любителей древностей.
Современность
Приблизительное понимание устройства и функционирования прибора дает современный его потомок — планисфера.
Это карта, на которую нанесены звезды и планеты. Ее составляющие, стационарная и подвижная части, во многом напоминают основу и диск. Для определения правильного положения светил в конкретной части неба необходим верхний движущийся элемент, соответствующий по параметрам нужной широте. Схожим образом ориентируется и астролябия. Своими руками можно даже изготовить подобие планисферы. Такая модель даст представление и о возможностях ее древнего предшественника.Живая легенда
Готовую астролябию можно купить в сувенирных лавках, иногда она появляется в коллекциях декоративных изделий, берущих за основу стиль сим-панк. Рабочие приборы найти, к сожалению, трудно. Планисферы также редки на прилавках наших магазинов. Интересные экземпляры можно обнаружить на заграничных сайтах, но стоить такая подвижная карта будет, как тот самый чугунный мост. Самостоятельное конструирование модели может оказаться делом, требующим массы времени, но результат стоит того и точно понравится детям.
Звездное небо, столь всеобъемлюще занимавшее умы древних, поражает своей красотой и загадочностью и современного человека. Такие приспособления, как астролябия, делают его немного ближе к нам, чуть понятнее. Музейный или сувенирный вариант прибора к тому же дает возможность ощутить мудрость наших предков, и две тысячи лет назад создававших инструменты, позволяющие довольно точно отображать мир и находить наше место в нем.
Сегодня астролябия — стильный сувенир, интересный своей историей и притягивающий взгляд необычностью конструкции. Когда-то это было значительным прорывом в астрономии, позволяющим соотнести положение небесных тел с местностью, практически единственным шансом на понимание, где на просторах океана или пустыни затерялся путник. И пусть прибор значительно проигрывает в функциональном плане своим современным аналогам, он всегда будет значимой частью истории, предметом, окутанным романтическим покровом тайны, а потому вряд ли затеряется в веках.fb.ru
планисфера — это… Что такое планисфера?
планисфера — планисфера … Орфографический словарь-справочник
ПЛАНИСФЕРА — (греч.). То же, что планиглобия. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. ПЛАНИСФЕРА То же, что планиглобия. Объяснение 25000 иностранных слов, вошедших в употребление в русский язык, с означением их корней … Словарь иностранных слов русского языка
Планисфера — Планисфера подвижная карта звёздного неба. Планисфера (от лат. planum плоскость и др. греч. σφαῖρα шар) изображение н … Википедия
ПЛАНИСФЕРА — ПЛАНИСФЕРА, планисферы, жен. (от лат. planum плоскость и греч. sphaira шар) (астр.). Карта с изображением земной или небесной сферы в виде полушарий. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова
ПЛАНИСФЕРА — (Planisphere) стереографическая проекция сферы на плоскости. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 … Морской словарь
планисфера — сущ., кол во синонимов: 1 • карта (84) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов
планисфера — Картографическое изображение всей земной поверхности (без разбиения на полушария) в виде эллипса, круга, звезды и других фигур с сетью меридианов и параллелей, передающее шарообразность Земли. Syn.: карта мира … Словарь по географии
Планисфера — (от лат. planum плоскость и греч. spháira шар) изображение сферы на плоскости в нормальной (полярной) стереографической проекции (см. Картографические проекции). П. употреблялась вплоть до 17 в. для определения моментов восхода и захода… … Большая советская энциклопедия
Планисфера — изображение шара на плоскости, в частности небесного свода, в стереографической полярной проекции (см. Картографические проекции). П. или astrolabium planisphaerium назывался прибор, служивший для графического решения различных задач, как то:… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Планисфера — ж. Карта с изображением земной или небесной сферы в виде полушарий. Толковый словарь Ефремовой. Т. Ф. Ефремова. 2000 … Современный толковый словарь русского языка Ефремовой
планисфера — планисфера, планисферы, планисферы, планисфер, планисфере, планисферам, планисферу, планисферы, планисферой, планисферою, планисферами, планисфере, планисферах (Источник: «Полная акцентуированная парадигма по А. А. Зализняку») … Формы слов
orthography.academic.ru