Page 1

0


Béla Szomi Kralj

Daljnogledi in planeti Zbirka vaj za izbirni predmet

Astronomija v 9-letni osnovni šoli 2. sklop

ZALOŽBA MATH d.o.o. 1


Béla Szomi Kralj: DALJNOGLEDI IN PLANETI Zbirka vaj za izbirni predmet Astronomija v 9-letni osnovni šoli, 2. sklop Strokovni pregled: dr. Andreja Gomboc, dipl. fizik Vesna Harej, predm. uč. matematike in fizike mag. Karel Šmigoc, dipl. fizik Jože Kotnik, predm. uč. matematike in fizike Jezikovni pregled: Bora Zlobec Jurčič © Béla Szomi Kralj & Založba Math d.o.o. Založba MATH d.o.o. Urednik: Jože Kotnik Fotografije: Béla Szomi Kralj, Aleksander Kozarski Oblikovanje fotografij: Arven Šakti Kralj Szomi Risanje slik: Arven Šakti Kralj Szomi, Béla Szomi Kralj Risanje načrtov: Tomaž Štrukelj, Žiga Štrukelj Tisk: Birografika Bori

CIP - Kataložni zapis o publikaciji Narodna in univerzitetna knjižnica, Ljubljana SZOMI KRALJ, Béla Daljnogledi in planeti : Zbirka vaj za izbirni predmet Astronomija v 9-letni osnovni šoli, 2. sklop : [besedilo in fotografije : Béla Szomi Kralj, Aleksander Kozarski] [oblikovanje fotografij: Arven Šakti Kralj Szomi] [risanje slik: Arven Šakti Kralj Szomi in Béla Szomi Kralj] [risanje načrtov: Tomaž Štrukelj, Žiga Štrukelj] Ljubljana : Math, 2005

Fotokopiranje in razmnoževanje ni dovoljeno Zakon o spremembah in dopolnitvah zakona o avtorskih in sorodnih pravicah (Ur .l. RS, št. 9/2001)

2


Uvod Zbirka vaj Daljnogledi in planeti je namenjena učencem in učiteljem za izvedbo vaj in opazovanj pri izbirnem predmetu Astronomija v 9-letni osnovni šoli, 2. sklop. Približno polovica vaj in nalog je namenjena utrjevanju znanja iz optike in spoznavanju delovanja optičnih naprav, ki jih uporabljamo pri opazovanju nebesnih teles. Mednje sodijo različni teleskopi, daljnogledi, projektor za Sonce, različni okularji in vizir. Druga polovica vaj in nalog pa je namenjena opazovanju planetov in lun iz Našega Osončja in razumevanju njihovega gibanja. Opazovanja in merjenja naj učenci opravijo skupaj z učiteljem pod jasnim nebom podnevi ali ponoči. Delo v naravi je za učence bolj zanimivo in te vsebine si najbolj zapomnijo. Vaje, pri katerih med prvim in naslednjim opazovanjem mine nekaj mesecev, naj učenci načrtujejo skupaj z učiteljem. Učitelj naj učence opomni, da se bliža primeren datum za vajo ali ponovno opazovanje. Na začetku posamezne vaje naj učenci skrbno preberejo navodila in si ob pomoči učitelja pripravijo ustrezne pripomočke. O novih pojmih in spoznanjih naj se pogovarjajo s sošolci, starši in učiteljem. Pri nekaterih vajah naj poskusijo vnaprej napovedati izid. Osnovne vaje so brez posebne oznake. Težje vaje so označene z eno zvezdico (*). Vaje, ki zahtevajo od učenca veliko veščine, računanja ali dolgotrajnejša opazovanja, pa so označene z dvema zvezdicama (**). Prav tako so označene tudi naloge na koncu posameznih poglavij. Nasvet staršem in učiteljem Astronomija je med najstarejšimi in najbolj zanimivimi znanstvenimi disciplinami, ki iščejo odgovore na vprašanja o nastanku sveta. Naj vam vprašanja otrok ne bodo odveč, podobna ali enaka vprašanja si je človek zastavljal že od nekdaj. Radovednost, vedoželjnost in vztrajnost otrok pri večnem iskanju odgovorov pa so začetek znanosti. Navodilo učencem Pred izvajanjem vsake vaje skrbno preberi navodila in ustrezno poglavje iz knjige (učbenika), zberi potrebščine za izvedbo vaje in upoštevaj dodatna navodila učitelja za varno in uspešno delo. Če česa ne razumeš, se posvetuj z učiteljem, ki vaje vodi. Sonce opazuj le pod vodstvom učitelja ali izkušenega astronoma samo na zaslonu s pomočjo projekcij. MED OPAZOVANJEM NIKOLI NE GLEJ NARAVNOST V SONCE! Tudi polne Lune ne glej skozi teleskop ali daljnogled, saj tudi njena svetloba lahko trajno poškoduje oči. LUNO OPAZUJ LE SKOZI FILTER. Naj ti ne bo nerodno vprašati, če te kaj zanima; tvojih vprašanj bo vedno premalo. Ne podcenjuj narave, vedno se toplo obleci, noči so hladne tudi poleti, kaj šele pozimi! S sabo vzemi tudi manjšo svetilko, vendar jo uporabljaj le za iskanje nujnih podatkov v zvezdnem atlasu, učbeniku ali na zvezdni karti. Snopa svetlobe nikoli ne usmeri v tistega, ki opazuje skozi teleskop. Oko se privaja na temo nekaj minut, zato boš z nesmotrno uporabo svetilke motil vsa nočna opazovanja. Prav tako ti toplo priporočam, da se naročiš na kakšno astronomsko revijo, saj se boš tako sproti seznanjal z najnovejšimi odkritji. Želim ti veliko sončnih dni in jasnih noči. Béla Szomi Kralj 3


Vsebina Svetloba 1. vaja: Razklon bele svetlobe............................................................................................................. 2. vaja: Barvna vrtavka ...................................................................................................................... . 3. vaja: Stožčast snop svetlobe .......................................................................................................... . 4. vaja: Snop s stalno širino .............................................................................................................. 5. vaja: Zorni kot ............................................................................................................................... Zrcala .............................................................................................................................................. 6. vaja: Odboj svetlobnega curka na ravnem zrcalu ......................................................................... 7. vaja: Slika predmeta v ravnem zrcalu ........................................................................................... 8. vaja: Goriščna razdalja konkavnega zrcala...................................................................................... 9. vaja: Slika v konkavnem zrcalu................................................... ............................................... 10. vaja: Goriščna razdalja konveksnega (izbočenega, razpršilnega) zrcala .................................. 11. vaja: Slika predmeta v konveksnem zrcalu .............................................................................. 12. vaja: Konkavno zrcalo in prava slika ........................................................................................ Vprašanja in naloge I ......................................................................................................... Leče in lom svetlobe ..................................................................................................................... 13. vaja: Gorišče zbiralne leče ........................................................................................................ 14. vaja: Gorišče razpršilne leče ..................................................................................................... 15. vaja: Preslikave z zbiralno lečo ................................................................................................ 16. vaja: Povečevalno steklo ali lupa ............................................................................................. 17. vaja: Povečava lupe .................................................................................................................. 18. vaja: Slika za razpršilno lečo .................................................................................................... 19. vaja: Merjenje mejnega kota popolnega odboja (steklo – zrak) .............................................. Vprašanja in naloge II ...................................................................................................... Optične naprave ............................................................................................................................ 20. vaja: Kamera obskura ............................................................................................................... 21. vaja: Model očesa ..................................................................................................................... 22. vaja: Ločljivost očesa ............................................................................................................... 23. vaja: Odboj svetlobe na prizmi ............................................................................................... 24. vaja: Sestavni deli refraktorja, reflektorja in daljnogleda ........................................................ 25. vaja: Model Galilejevega teleskopa ......................................................................................... 26. vaja: Projektor za Sonce .......................................................................................................... 27. vaja: Daljnogled -kot projektor za Sonce ................................................................................. 28. vaja: Stari refraktor -kot projektor za Sonce ............................................................................. 29. vaja: Umerjanje (kalibriranje) teleskopa .................................................................................. 30. vaja: Zorno polje daljnogleda ................................................................................................... 31. vaja: Zorno polje teleskopa ....................................................................................................... 32. vaja: Povečava teleskopa in daljnogleda ................................................................................... Vprašanja in naloge III ................................................................................................. Naše Osončje .................................................................................................................................. 33. vaja: Podatki o planetih ............................................................................................................ 34. vaja: Lega planetov glede na ozvezdja ..................................................................................... 35. vaja: Prikaz gibanja teles z različnima masama okoli skupnega težišča .................................. 36. vaja: Fotografiranje površja Lune ............................................................................................ 37. vaja: Vodenje dnevnika opazovanja ......................................................................................... 38. vaja: Površina Marsa ................................................................................................................. 39. vaja: Površina Jupitra ................................................................................................................ 40. vaja: Gibanje Jupitrovih lun in njihovo prepoznavanje ............................................................ 41. vaja: Rdeča pega ....................................................................................................................... 42. vaja: Površina Saturna .............................................................................................................. 43. vaja: Opazovanje planetov, ki niso vidni s prostim očesom ..................................................... 44. vaja: Opazovanje Venerinih men .............................................................................................. 45. vaja: Ponazoritev Venerinih men .............................................................................................. 46. vaja: Magnitude planetov ......................................................................................................... Dodatni vaji: 47. vaja: Navidezni prehod Venere (Merkurja) čez Sončevo ploskev .................... 48. vaja: Zorni kot Sonca in Venere .... ................................................................... Vprašanja in naloge IV .................................................................................................... Rešitve .............................................................................................................................

4

5 6 6 7 7 8 8 9 10 10 11 11 12 12 15 16 17 18 19 20 23 24 25 29 29 30 32 32 34 35 36 37 38 39 39 40 40 41 43 44 44 47 48 49 50 50 51 52 52 53 54 55 55 56 57 58 59


Svetloba Svetloba, svetila in širjenje svetlobe Svetloba je običajni vzrok, da telesa vidimo. Svetloba prihaja od teles, ki oddajajo svetlobo (Sonce, zvezde, svetilka, kresnica), ali pa od teles, ki so osvetljena. Telesa, ki sama svetijo, imenujemo svetila. Osvetljena telesa odbijajo svetlobo, ki so jo dobila od drugih teles (Luna, planeti, telesa na Zemlji). Svetil je več vrst. Največkrat postane svetilo telo, ki se tako segreje, da začne žareti. Svetila pa lahko nastanejo tudi pri luminiscenčnih pojavih, pri katerih oddajajo telesa svetlobo, ne da bi bila znatno segreta (npr. svetlikanje fosforja, trhlega lesa, svetlikanje morskih iskrnic v mesečnih nočeh, svetenje kresnic, nastanek svetlobe v razredčenih plinih pri razelektrenju v fluorescentnih ceveh, varčnih žarnicah, reklamnih ceveh). Svetloba se v istem sredstvu širi od svetila premočrtno na vse strani. Smeri v katerih se razširja, imenujemo svetlobni žarki. Hitrost svetlobe je prvi izračunal danski astronom Olaf Römer. Ko je meril obhodne dobe Jupitrovih lun, je pri meritvah opazil nepravilnosti, za katere je ugotovil, da izvirajo iz gibanja Zemlje. Ko se je Zemlja od Jupitra oddaljevala, je bil izmerjeni obhodni čas Jupitrove lune prevelik, ko pa se je Zemlja Jupitru približevala, je bil izmerjeni obhodni čas iste Jupitrove lune premajhen. Römer je ta pojav pojasnil in izračunal hitrost svetlobe, ki je c = 300 000 km/s. Svetloba se ne širi samo po sredstvu (tako kot zvok), ampak tudi po praznem prostoru (v vesolju). Telesa, ki svetlobo prepuščajo so prozorna (zrak, tanka plast vode, alkohola, stekla), tista, ki prepuščajo le del svetlobe, so prosojna (tanka plast papirja, porcelana, tkanine, motnega stekla, debelejša plast vode), tista, ki svetlobe ne prepuščajo so neprozorna telesa (kamenje, plast kovine, lesa itd.).

1. vaja: Razklon svetlobe Naloga: Opazuj snop bele svetlobe (sončne, iz žarnice ali sveče) pri prehodu skozi optično prizmo, steklo leče grafoskopa ali skozi kresničko, kakršne nosijo pešci pri nočni hoji v prometu. Potrebščine: Optična prizma, kresnička, steklo grafoskopa, vir svetlobe, zaslon. Navodilo: Snop bele svetlobe usmeri skozi optično prizmo (kresničko). Na zaslonu, ki ga postaviš za prizmo (glej sliko) opazuj, v kakšne barve se razkloni ta svetloba. Zapiši po vrsti barve, ki si jih opazil. Odgovor: Bela svetloba se razkloni na …………… barve. Barve, ki sem jih videl, so bile po vrsti: ……………………………………………………………...................……………………… . 5


2. vaja: Barvna vrtavka Naloga: Izdelaj barvno vrtavko. Potrebščine: Krog iz trdega belega kartona, barvice, tanka palica (svinčnik), lepilo. Navodilo: Krog iz kartona razdeli na šest delov, nato krožne izseke pobarvaj po vrsti s temi barvami: vijolično, modro, zeleno, rumeno, oranžno in rdečo. Skozi središče kroga potisni tanko palico, ki jo lahko h krogu tudi prilepiš (glej sliko). Vrtavko zavrti. Če si barve narisal v pravem razmerju, bo pri hitrem vrtenju krog na videz bele ali svetlo sive barve.

3. vaja: Stožčast snop svetlobe Naloga: Spreminjaj širino stožčastega snopa svetlobe. Potrebščine: Zatemnjen prostor, svetilo, vir napetosti, zaslonke z različno velikimi krožnimi odprtinami. Navodilo: Pred svetlobo iz točkastega svetila (majhne žarnice) postavimo krožno odprtino tako, da za njo dobimo stožčast snop svetlobe (glej sliko). S spreminjanjem velikosti krožne odprtine in z odmikanjem in približevanjem svetila ali zaslonke ugotovi, od česa je odvisna širina snopa (od velikosti kota pri vrhu stožca ali od premera kroga na zaslonu)?

Odgovori: Širina stožčastega snopa je tem večja, čim ……… je krožna odprtina in čim ………… je razdalja med svetilom in odprtino. Če svetilo od odprtine oddaljujem, se širina snopa ……... .

6


4. vaja: Snop s stalno širino – svetlobni curek Naloga: Ugotovi, kako dobimo snop s stalno širino. Potrebščine: Zatemnjen prostor, svetilo, vir napetosti, različno velike krožne odprtine. Navodilo: Pred svetlobo iz točkastega svetila (majhne žarnice) postavimo (krožno) odprtino tako, da za njo dobimo (stožčast) snop svetlobe. S spreminjanjem velikosti krožne odprtine in s spreminjanjem razdalje med odprtino in svetilom ugotovi, pri katerih pogojih dobiš snop s stalno širino. Odgovori: Snop s stalno širino dobimo, kadar je odprtina ……………………., razdalja med svetilom in odprtino pa ……………… . Ozkemu snopu svetlobe s stalno širino pravimo tudi svetlobni curek. Premico v osi svetlobnega curka imenujemo svetlobni žarek.

5. vaja: Zorni kot Naloga: Kot, pod katerim predmet vidiš, imenujemo zorni kot. Ugotovi, od česa je odvisna velikost zornega kota. Potrebščine: Različno velike palice (predmeti), vrvice, kotomer, merilni trak. Navodilo: Različno visoke predmete postavi enako daleč od očesa (na primer 1m). S pomočjo sošolcev, vrvice in kotomera izmeri velikost zornega kota (glej sliko). Zorni kot katerega predmeta je največji? Nato izmeri še velikosti zornih kotov, pod katerimi vidiš isti predmet na razdaljah 1m, 2m in 3m. Kaj se zgodi z velikostjo zornega kota, če predmet oddaljujemo? Rezultate meritev vnesi v tabelo.

7


Meritve: Višina predmeta

Oddaljenost od očesa Velikost zornega kota

Odgovori: Velikost zornega kota, pod katerim vidimo predmet, je odvisen od ……………………… predmeta in od…………...….predmeta od očesa. Pri enakih oddaljenostih od očesa ima večji zorni kot tisti predmet, ki je ………………… . Čim bolj je predmet oddaljen od očesa, tem …………………… je velikost zornega kota, pod katerim ga vidimo.

Zrcala Zrcalo je gladka ploskev, ki odbija vpadajočo svetlobo. Zrcala so ravna ali ukrivljena. Naredimo jih tako, da zbrušeno stekleno ploskev prevlečemo s kovinsko prevleko ali pa nanjo naparimo plast kovine. Lahko pa zrcalo naredimo tudi tako, da zgladimo površino telesa iz kovine.

*6. vaja: Odboj svetlobnega curka na ravnem zrcalu Naloga: Razišči, kako (pod kolikšnim kotom) se odbije curek svetlobe na ravnem zrcalu. Potrebščine: Točkasto svetilo z ozko režo (curek svetlobe), zrcalo na stojalu, svinčnik, kotomer, list papirja. Navodilo: Zrcalo obriši in ga prisloni na list papirja skoraj pravokotno. Nato usmeri na zrcalo curek svetlobe (vpadni žarek) tako, da hkrati oplazi tudi list papirja. Tam ga označi z dvema točkama, da boš v celoti lahko narisal njegov potek (glej sliko). Podobno označi še odbiti curek. Nariši vpadno pravokotnico in izmeri vpadni kot α in odbojni kot β ter ju primerjaj po velikosti. Vajo večkrat ponovi in zapiši, kako se curek svetlobe odbije na ravnem zrcalu. Vpadni kot je kot med vpadnim žarkom in vpadno pravokotnico. Odbojni kot je kot med odbojnim žarkom in vpadno pravokotnico. Meritev Vpadni kot Odbojni kot

1. 2. 3. Odgovor: Curek svetlobe se na ravnem zrcalu odbije tako, da sta vpadni kot in odbojni kot ………… . 8


Slika predmeta V presečišču svetlobnih žarkov, ki se od predmeta odbijejo, nastane prava slika, ki jo lahko ujamemo in vidimo na zaslonu. Navidezna slika predmeta nastane v presečišču podaljškov svetlobnih žarkov in je ne moremo ujeti na zaslon. Lahko jo opazujemo z očesom. Na fotografijah sta prikazani navidezna slika učenca v zrcalu in prava slika učenca na zaslonu kamere obskure.

7. vaja: Slika predmeta v ravnem zrcalu Naloga: Zapiši, v čem se razlikujeta predmet in njegova slika v zrcalu. Potrebščine: Ravno zrcalo, papir, pisalo. Navodilo: Opazuj navidezno sliko napisa ASTRONOMIJA v ravnem zrcalu. Zapiši, v čem se slika in original razlikujeta. Nariši sliko, ki jo vidiš v zrcalu. Zapiši svoje ime ob zrcalu tako, da bo navidezna slika napisa v zrcalu zapisana prav. Opazuj še svoj obraz v zrcalu. Po čem se razlikujeta tvoj obraz in navidezna slika tvojega obraza v zrcalu? Odgovor: Navidezna slika predmeta v zrcalu ima zamenjani …………… in …………stran, po velikosti pa je ………………….. velikosti predmeta.

9


*8. vaja: Goriščna razdalja konkavnega zrcala Naloga: Poišči gorišče in izmeri goriščno razdaljo konkavnega zrcala. Potrebščine: Vdrto zrcalo, merilni trak, svetilo z vzporednimi curki svetlobe, bel papir. Navodilo: Vdrto ali konkavno zrcalo je del krogle ali valja, katerega notranji del odbija svetlobo. Goriščna razdalja f konkavnega zrcala je razdalja med zrcalom in goriščem F. Gorišče konkavnega zrcala poiščeš tako, da svetlobo oddaljenega svetila (Sonca, žarnice, sveče) usmeriš na zrcalo (glej sliko). Zbiralno zrcalo takšno svetlobo zbere v točki, ki ji pravimo gorišče. Na zaslonu iz manjšega debelejšega kartona, ki ga približuješ ali oddaljuješ od zrcala, poišči točko, kjer zrcalo zbere to svetlobo, nato pa izmeri razdaljo med zrcalom in to točko. Gorišče lahko določiš tudi tako, da na zrcalo usmeriš snop curkov, ki so vzporedni z optično osjo zrcala (glej sliko). Točka, kjer se curki sekajo je gorišče. Opazuj, izmeri in opiši povezavo med goriščno razdaljo in polmerom zrcala. Simetrali dveh različnih tetiv, ki povezujeta po dve točki na zrcalu (loku), se sekata v središču krožnega loka zrcala. Razdalja med središčem in zrcalom je polmer zrcala. Meritve: Meritev f (mm)

r (mm)

1. 2. 3. Odgovori:

9. vaja: Slika v konkavnem zrcalu Naloga: Opazuj navidezno sliko v vdrtem zrcalu. Potrebščine: Vdrto zrcalo (lahko uporabiš tudi vdolbino nove kovinske žlice ali zajemalke), pisalo, manjši predmet. Navodilo: Predmet, na primer svinčnik, prst, radirko, približuj vdrtemu zrcalu, nato pa predmet od zrcala oddaljuj. Opiši in nariši, kakšna slika nastane v zrcalu, kadar je predmet blizu in kadar je predmet oddaljen. Posebej opiši, če je slika pomanjšana ali povečana, pokončna ali obrnjena, navidezna ali prava … Opis slike in odgovori:

10


*10. vaja: Goriščna razdalja konveksnega (izbočenega, razpršilnega) zrcala Naloga: Poišči gorišče in izmeri goriščno razdaljo konveksnega zrcala. Potrebščine: Izbočeno zrcalo, merilni trak, svetilo z vzporednimi curki svetlobe, bel papir. Navodilo: Izbočeno ali konveksno zrcalo je del krogle ali valja, katerega zunanji del odbija svetlobo. Goriščna razdalja razpršilnega zrcala je razdalja med zrcalom in navideznim goriščem zrcala. Poiščeš ga tako, da snop vzporednih curkov svetlobe usmeriš na zrcalo (glej fotografijo). Podaljški razpršenih curkov se sekajo v isti točki – navideznem gorišču F. Izmeri razdaljo med zrcalom in to točko – goriščno razdaljo f. Opazuj - izmeri in opiši povezavo med goriščno razdaljo in krivinskim polmerom zrcala. Meritve: Meritev F(mm)

r(mm)

1. 2. 3. Odgovori:

11. vaja: Slika predmeta v konveksnem zrcalu Naloga: Opazuj in opiši slike predmeta pri različnih oddaljenostih od zrcala. Potrebščine: Izbočeno zrcalo (lahko uporabiš tudi izboklino nove žlice ali zajemalke), pisalo, manjši predmet. Navodilo: Izbočenemu zrcalu oddaljuj in približuj nek predmet, npr. svinčnik, prst, radirko. Opiši in nariši, kakšna slika nastane na zrcalu. Posebej opiši, če je slika pomanjšana ali povečana, pokončna ali obrnjena, navidezna ali prava …

Opis slike in odgovori:

11


*12. vaja: Konkavno zrcalo in prava slika Naloga: Opazuj in opiši sliko predmeta, ki si ga preslikal na zaslon s konkavnim zrcalom. Potrebščine: Vdrto zrcalo (lahko uporabiš tudi vdolbino nove kovinske žlice ali zajemalke), pisalo, goreča sveča (žarnica),zaslon. Navodilo: Oddaljen predmet (goreča sveča, svetilka) preslikaj s konkavnim zrcalom na bel zaslon. Zrcalo postavi tako, da se bo svetloba sveče od njega odbijala. Zaslon (papir, tablo) oddaljuj in približuj zrcalu (glej sliko), tako da na njem dobiš ostro sliko predmeta. Gorišče zrcala, točka F, je tedaj na zaslonu (glej sliko). Razdaljo med goriščem in zrcalom imenujemo goriščna razdalja f. Opiši in nariši, kakšna je slika, ki je nastala na zaslonu. Posebej zapiši ali je pomanjšana, povečana, pokončna, obrnjena, prava, ali navidezna. Vajo ponovi tako, da predmet – svečo postaviš tako blizu zrcala, da je razdalja med njima manjša od goriščne razdalje. S premikanjem zaslona, ogledala ali sveče izostri sliko. Tudi pri tej preslikavi opiši sliko. Opis slik in odgovori:

Vprašanja in naloge I 1. 2. 3. 4.

Naštej nekaj pojavov, pri katerih se bela svetloba razkloni na mavrične barve. Naštej nekaj naprav, ki oddajajo stožčast snop svetlobe. Naštej nekaj naprav, ki oddajajo snop svetlobe s stalno širino. Naštej nekaj predmetov, ki ob določenih pogojih odbijajo svetlobo podobno, kot ravna zrcala. 5. Naštej nekaj predmetov, ki svetlobo odbijajo podobno kot izbočena zrcala. 6. Naštej nekaj predmetov, ko svetlobo odbijajo podobno kot vdrta zrcala. *7. Katero zrcalo uporabljajo šoferji avtobusa za opazovanje vrat, kjer vstopajo in izstopajo potniki? Zakaj uporabljajo prav to zrcalo? 8. Katera zrcala povečajo slike predmetov? 9. Katera zrcala pomanjšajo slike predmetov? 10. Katera zrcala odbijajo svetlobo tako, da na zaslonu nastane prava slika predmeta? 11. Katera zrcala uporabljajo v nekaterih trgovinah, da v njih bolje vidijo celoten prostor in s tem preprečujejo kraje? *12. Poišči podatke o tem, kakšna zrcala so v teleskopih, ki jih imenujemo reflektorji? 13. Katera zrcala so postavljena na nepreglednih križiščih, da imajo vozniki, ki pridejo s stranske ceste, boljši pregled nad prometom v obeh smereh? 14. Katera zrcala uporabljamo pri ličenju ali britju, če želimo videti povečano sliko obraza?

12


*15.Kakšni sta zrcali na sliki, ki je narisana v merilu 1:1? Določi njuno goriščno razdaljo.

**16. Nariši nadaljevanje poteka svetlobnega curka po odboju od vseh treh zrcal na sliki.

13


17. V katere vrste zrcalu (vdrtem ali izbočenem) gleda svojo sliko Andraž? Opredeli, kakšna je slika (prava ali navidezna, obrnjena ali pokončna, povečana ali pomanjšana)?

18. V katere vrste zrcalu (vdrtem ali izbočenem) gleda svojo sliko Katja? Kakšna je slika (prava ali navidezna, obrnjena ali pokončna, povečana ali pomanjšana)?

19. S pomočjo katere naprave je nastala slika okna in Katje na zaslonu? Kakšna je slika?

20. S pomočjo katere naprave je nastala slika sveče na zaslonu? Kakšna je slika?

14


* 21. Na katero napravo smo posvetili z vzporednimi žarki? Določi krivinski polmer in goriščno razdaljo te naprave, če je slika v razmerju 1:4.

Leče in lom svetlobe Leče so prozorna telesa, ki jih omejujeta ukrivljeni ploskvi, navadno dela krogelne ali valjaste ploskve. Optična os leče je hkrati tudi njena simetrijska os (glej sliko).

Leče so lahko cilindrične (valjaste oblike) ali sferične (kroglaste oblike). Zbiralne leče, ki jih imenujemo tudi konveksne leče, so ob osi debelejše kot na robovih. Razpršilne ali konkavne leče so ob osi tanjše kot na robovih.

15


13. vaja: Gorišče zbiralne leče Naloga: Različno ukrivljenim zbiralnim lečam iz istega materiala določi goriščne razdalje in ugotovi, od česa je odvisna goriščna razdalja leče. Potrebščine: Različne zbiralne leče, zaslon iz papirja, merilni trak. Navodilo: Goriščna razdalja zbiralne leče je razdalja med središčno ravnino leče in goriščem (glej sliko). Gorišče zbiralne leče poiščeš tako, da svetlobo oddaljenega svetila (Sonca, žarnice sveče) ali pa snop vzporednih curkov svetlobe usmeriš pod pravim kotom na središčno ravnino leče (glej sliko). Zbiralna leča takšno svetlobo zbere v točki, ki ji pravimo gorišče. Na zaslonu iz debelejšega kartona, ki ga približuješ ali oddaljuješ od leče, poišči točko, kjer leča zbere svetlobo, nato pa izmeri razdaljo med središčno ravnino leče in to točko. Če imaš več leč različnih debelin in iz istega materiala (steklo, pleksi steklo), ugotovi, in opiši od česa je odvisna goriščna razdalja leče. Meritve: Leča

Skica oblike leče

Debelina leče (mm)

1. 2. 3. Odgovori:

16

f (mm)


14. vaja: Gorišče razpršilne leče Naloga: Različno ukrivljenim razpršilnim lečam določi goriščne razdalje f. Potrebščine: Različne razpršilne leče, zaslon iz papirja, dolžinsko merilo. Navodilo: Goriščna razdalja zbiralne leče je razdalja med središčno ravnino leče in goriščem (glej sliko). Gorišče razpršilne leče poiščeš tako, da snop vzporednih curkov svetlobe usmeriš pravokotno na središčno ravnino leče (glej sliko), podaljški razpršenih curkov se sekajo v isti točki, gorišču. Izmeri razdaljo med središčno ravnino leče in to točko – goriščno razdaljo f. Če imaš več različno debelih leč iz istega materiala, lahko primerjaš njihove goriščne razdalje in ugotoviš, od česa je odvisna njihova goriščna razdalja. Opiši ugotovitve. Meritve: Leča

Skica oblike leče

Debelina leče (mm)

1. 2. 3. 4. 5. Odgovori:

17

f (mm)


*15. vaja: Preslikave za zbiralno lečo Naloga: Razišči preslikave z zbiralno lečo. Potrebščine: Zbiralna leča, plamen sveče, zaslon, dolžinsko merilo. Navodilo: Na mizo postavimo lečo z goriščno razdaljo od 10 do 20 cm, ki stoji na podstavku, gorečo svečo in zaslon iz belega kartona. Podobno kakor pri 13. vaji izmerimo goriščno razdaljo leče f. Nato svečo postavimo tako, da je 100cm od leče, s premikanjem zaslona pa poiščemo ostro sliko sveče na njem. Obrnjena in pomanjšana slika nastane v bližini gorišča. Izmerimo razdaljo med lečo in to sliko. Poizkus ponovimo pri razdaljah med svečo in lečo, a, ki so vpisane v preglednici, na zaslonu vsakič poiščemo ostro sliko, meritve pa vpišemo v preglednico. Za vsako preslikavo zapiši ali je slika pomanjšana, povečana, pokončna, obrnjena, navidezna, prava. Približno kje bi bila slika sveče, če bi bila razdalja med svečo in lečo 10 m? Kje bi pri takšni preslikavi bila slika Sonca? Do katere razdalje a je slika sveče, pomanjšana? Pri kolikšnih razdaljah je slika sveče povečana? Pri kolikšnih razdaljah pa je slika sveče nejasna? 

Meritve: a  razdalja med b  razdalja med svečo in lečo (cm) lečo in sliko (cm)

Opis slike

100 80 60 40 2٠f 25 f 10 5 Odgovori:

18


**16. vaja: Povečevalno steklo ali lupa Naloga: Oceni največjo in najmanjšo razdaljo med lupo in predmetom, pri kateri vidiš navidezno sliko predmeta še povečano. Potrebščine: Lupa, goreča sveča (predmet), dolžinsko merilo. Navodilo: Razdalja med zbiralno lečo in gorečo svečo (predmetom) naj bo krajša od goriščne razdalje, tako da na zaslonu, ki bi ga postavil na drugo stran lupe, ne bi nastala ostra slika. Iz snopa svetlobe, ki je za lečo, poglej proti svetilu (glej sliko). Kaj opaziš? Opiši, kakšna je slika predmeta sveče, ki jo vidiš skozi lupo (povečana ali pomanjšana, prava ali navidezna, pokončna ali obrnjena). Lupa je zbiralna leča z majhno goriščno razdaljo. Lečo odmikaj in približuj predmetu. Oceni največjo in najmanjšo razdaljo med lupo in predmetom, ko še vidiš povečano sliko predmeta. Primerjaj ti dve razdalji z goriščno razdaljo.

Meritve:

Odgovori: Kadar je razdalja med predmetom in lečo manjša od goriščne razdalje, se opazovalcu na drugi strani leče zdi, da je predmet ……………. . Lupa v resnici poveča ……...................., pod katerim predmet vidimo. Slika predmeta je …………………, ………………….. in ………...……… .

19


17. vaja: Povečava lupe Naloga: Oceni povečavo lupe. Potrebščine: Lupa, dolžinsko merilo, črtasti list (lahko iz zvezka) ali besedilo v knjigi. Navodilo: Skozi lupo pogledamo na dobro osvetljen list v zvezku (besedilo v knigi) tako, da bo širina pasunavideznega razmika med dvema črtama največja in da bosta črti še vedno ostri. Oceni število pasov na listu, ki jih prekrije navideznapovečana slika enega pasu, ki ga vidiš skozi lupo. Povečava lupe je približno enaka številu pasov, ki jih navidez prekrije slika enega povečanega pasu, ki ga vidiš skozi lupo (glej sliko). Odgovor:

Konstrukcije slik z zbiralno lečo Sliko predmeta, ki jo dobimo s tanko zbiralno lečo, narišemo s pomočjo znanega poteka značilnih žarkov: žarek, ki je vzporeden z optično osjo, se lomi tako, da gre na drugi strani leče skozi gorišče leče, žarek skozi sredino leče se ne lomi, žarek, ki gre skozi gorišče, se lomi tako, da je na drugi strani leče vzporeden z optično osjo.

20


Slike, ki jih lahko dobimo pri preslikavi z zbiralno lečo o Kadar je razdalja med predmetom in lečo večja od dvakratne goriščne razdalje, lahko pravo sliko predmeta opazujemo na zaslonu, ki je na drugi strani leče kot predmet. Pomanjšana in obrnjena slika bo ostra v razdalji, ki je večja od goriščne, a manjša od dvakratne goriščne razdalje.

o Kadar je razdalja med predmetom in lečo enaka dvakratni goriščni razdalji, lahko pravo sliko predmeta opazujemo na zaslonu, ki je na drugi strani leče kot predmet. Obrnjena slika predmeta bo ostra v razdalji, ki je enaka dvakratni goriščni razdalji leče. Velikost slike in predmeta sta enaki.

o Kadar je razdalja med predmetom in lečo večja od goriščne razdalje, a manjša od dvakratne goriščne razdalje, lahko pravo sliko predmeta opazujemo na zaslonu, ki je na drugi strani leče kot predmet. Povečana in obrnjena slika bo ostra v razdalji, ki je večja od dvakratne goriščne razdalje.

21


o Kadar je predmet v gorišču, nastane navidezna slika v neskončnosti.

o Kadar je razdalja med predmetom in lečo manjša od goriščne razdalje, lahko pokončno in povečano navidezno sliko opazujemo z očesom na drugi strani leče.

22


18. vaja: Slika za razpršilno lečo Naloga: Opiši sliko predmeta, ki ga gledaš skozi razpršilno lečo. Potrebščine: Razpršilna leča, pisalo, manjši predmet – goreča sveča, žarnica, prst. Navodilo: Skozi razpršilno lečo opazuj manjši predmet. Opiši in skiciraj, kakšna je slika, ki jo vidiš skozi lečo. Posebej opiši, ali je slika pomanjšana, povečana, pokončna, obrnjena, navidezna, prava … Opis slike in odgovori:

Konstrukcije slik z razpršilno lečo Razpršilne leče obravnavamo podobno kakor zbiralne, s to razliko, da imajo razpršilne leče negativno goriščno razdaljo. Na tanki razpršilni leči se žarek, ki je vzporeden z optično osjo leče, lomi tako, da gre njegov podaljšek skozi gorišče. Žarek skozi sredino leče se ne lomi.

Žarek, ki gre skozi gorišče, pa se lomi tako, da je vzporeden z optično osjo. Slika predmeta, ki jo vidimo skozi razpršilno lečo, je v vseh primerih pomanjšana, navidezna in pokončna. Navidezna slika nastane na mestu, kjer se sekajo podaljški razpršenih lomljenih žarkov (med goriščem in lečo).

23


*19. vaja: Merjenje mejnega kota popolnega odboja (steklo – zrak). Naloga: Izmeri mejni kot popolnega odboja pri prehodu svetlobe iz stekla ali pleksi stekla v zrak. Potrebščine: Prozoren steklen ali plastičen polkrožni valj, svetilo, curek svetlobe, list papirja, kotomer. Navodilo: Če svetlobni curek usmerimo skozi steklo na ravno mejno ploskev polkrožnega valja pod kotom okrog 30˚, se del svetlobe na ravni ploskvi lomi, del pa odbije. Z večanjem vpadnega kota lahko pride do tega, da se lomljeni curek širi po stranski ploskvi polkrožnega valja (glej sliko) Vpadni kot v tem primeru imenujemo mejni kot popolnega odboja. Lomni kot meri takrat 90˚. Če je vpadni kot večji od mejnega, se vsa svetloba na meji dveh sredstev (steklo-zrak) odbije. Pojav imenujemo popolni odboj. Polkrožni valj položi na papir in ga občrtaj s svinčnikom. Označi središče ravne ploskve polkrožnega valja in v tej točki nariši tudi vpadno pravokotnico. Na valj usmeri curek svetlobe tako, da bo vpadal v središče ravne mejne ploskve. Vpadni kot naj bo v začetku manjši od 30˚. Nato vpadni kot večaj toliko časa, da bo lomljeni curek oplazil ravno ploskev valja. Vpadni curek označi s točkama tako, da boš lahko izmeril vpadni kot, ki je v tem primeru tudi mejni kot popolnega odboja. Vajo ponovi trikrat in izračunaj povprečno vrednost mejnega kota. Če imaš na razpolago polkrožne valje iz različnih materialov, lahko izmeriš mejne kote popolnega odboja pri prehodu svetlobe iz teh materialov v zrak. Če imaš še polkrožni valj iz tankega stekla, ki ga lahko napolniš z različnimi kapljevinami, pa lahko izmeriš tudi mejne kote popolnega odboja pri prehodu svetlobe iz vode, alkohola ali olja v zrak. Meritve: Snov

1. meritev 2. meritev

24

3. meritev

Povprečje


Vprašanja in naloge II 1. Kakšna je leča, s katero smo preslikali oddaljeno okno na zaslon? Opiši sliko.

**2. S katero napravo smo preslikali plamen sveče na zaslon? Opiši sliko, ki je nastala na zaslonu.

3. Zrcalo stoji na vodoravnem podstavku. A je zrcalo konkavno, konveksno ali ravno? Opiši sliko, ki je nastala v zrcalu!

*4. V kakšnem zrcalu gledamo Markovo sliko?

25


5. Od katere naprave se je odbil snop vzporednih curkov svetlobe? Določi goriščno razdaljo te naprave, če je slika v merilu 1:4.

6. Na kateri napravi se je odbil snop vzporednih curkov svetlobe? Določi goriščno razdaljo te naprave, če je slika v merilu 1:2.

7. Pred kakšnim zrcalom stoji Pál? Opiši njegovo sliko.

**8. Opiši potek svetlobnega curka in razkrij optični napravi, ki sta vzrok zanj.

9. Opiši potek svetlobnega curka in razkrij optični napravi, ki sta vzrok zanj.

26


10. Opiši in razvrsti leče na fotografijah (cilindrična ali sferična, zbiralna ali razpršilna).

11. Opiši napravo, skozi katero opazujemo sliko roke in sliko opiši.

12. Opiši napravo, skozi katero opazujem sliko prsta, in opiši sliko.

13. Opiši napravo, skozi katero se svetloba s predmeta lomi, in opiši njegovo sliko.

27


*14. Opiši napravo, skozi katero se svetloba sveče lomi, in sliko, ki nastane na zaslonu.

15. Skozi katere naprave gledamo učilnico? Opiši sliko.

16. Opiši potek curkov svetlobe na sliki in razkrij napravo, ki svetlobi spremeni smer.

28


Optične naprave *20. vaja: Kamera obskura Naloga: Izdelaj model kamere obskure in opazuj slike predmetov, ki nastanejo na zaslonu. Potrebščine: Kartonska škatla (2 tesno prilegajoči se kartonski škatli), pavs papir, lepilni trak. Navodilo: Manjkajočo ploskev kartonske škatle v obliki kvadra prelepi s pavs papirjem, na sredini nasprotne ploskve pa izreži okroglo odprtino, ki naj ne bo večja od 1 cm. Odprtino kamere obrni proti oknu (žarnici, goreči sveči). Opazuj in opiši slike predmetov (okna, žarnice, goreče sveče), ki nastanejo na zaslonu kamere – na pavs papirju. Predmeti naj bodo od odprtine kamere oddaljeni od 5 do10 m (razdalja a), razdalja med odprtino in zaslonom naj bo nekaj decimetrov (razdalja b). Izmeri velikost predmeta c in velikost slike na zaslonu d. Izračunaj razmerje c : d in ga primerjaj z razmerjem a : b. Kaj ugotoviš? Iz dveh tesno prilegajočih se kartonskih škatel naredi še tak model kamere obskure, da boš lahko razdaljo med odprtino in zaslonom (pavs papirjem) spreminjal. Pri različnih razdaljah med odprtino in zaslonom (razdalja b) izmeri razdalje a, c in d, vsakokrat izračunaj razmerje c : d in ga primerjaj z razmerjem a : b.

c d

a

b

Odgovori:

29


**21. vaja: Model očesa (model fotoaparata) Naloga: Izdelaj model očesa (fotoaparata) in opazuj slike predmetov, ki nastanejo na zaslonu. Potrebščine: Dve tesno prilegajoči se kartonski škatli, leča, pavs papir, lepilni trak. Navodilo: Kamero obskuro preoblikuješ v model očesa ali fotoaparata tako, da v odprtino kamere obskure vgradiš zbiralno lečo (glej fotografijo). Pri tem predstavlja odprtina z lečo zenico očesa (objektiv fotoaparata), zaslon iz pavs papirja pa mrežnico očesa (prostor za film). Kamero obrni proti obrazu ali proti oknu. S spreminjanjem razdalje med zaslonom in odprtino izostri sliko okna (obraza), ki je nastala na pavs papirju. Opiši, kakšna je slika (prava ali navidezna, pokončna ali obrnjena, pomanjšana ali povečana). Odgovori:

OKO Oko deluje podobno kot fotografski aparat. Roženica, očesna leča in steklovina naredijo pravo, obrnjeno in pomanjšano sliko predmeta, ki jo zaznajo celice v mrežnici. Očesne mišice lahko lečo bolj ali manj izbočijo in ji tako zmanjšajo ali povečajo goriščno razdaljo. Tako dobimo na mrežnici skoraj vedno ostre slike opazovanih predmetov. Če predmeti niso preblizu (bližišče) ali predaleč od očesne leče in če niso premočno ali preslabo osvetljeni. Možgani obrnjeno sliko predelajo tako, da predmete vidimo pokončne. Včasih oko ali leča nimata pravilne oblike in goriščna razdalja leče ni prilagojena dolžini očesnega zrkla. Tako oko je ali kratkovidno ali pa daljnovidno, znane so še druge napake očesa (barvna slepota, astigmatizem).

30


Oko je kratkovidno, če se v njem snop vzporednih žarkov seka pred mrežnico. Človek s takim očesom vidi ostro samo bližnje predmete. Goriščno razdaljo take leče (očesa) popravimo (povečamo) z dodatno razpršilno lečo (z očali, ki imajo razpršilno lečo). Oko je daljnovidno, če se v njem snop vzporednih žarkov seka za mrežnico. Človek s takim očesom vidi ostro samo oddaljene predmete. Goriščno razdaljo take leče popravimo (zmanjšamo) z dodatno zbiralno lečo. Daljnovidni potrebuje za bližino očala z ustrezno zbiralno lečo. Enota za merjenje lomnosti očalnih leč je obratna vrednost goriščne razdalje, merimo jo v metrih; imenuje se dioptrija. Zbiralna leča z goriščno razdaljo 50 cm = 0,5 m ima dioptrijo +2 d. Dioptrija razpršilne leče z goriščno razdaljo –40 cm = 0,4 m pa je –2,5 d.

31


22.

vaja: Ločljivost očesa

Naloga: Primerjaj ločljivost tvojega očesa z ločljivostjo očes sošolcev. Potrebščine: Bel karton, flomaster. Navodilo: Na bel karton nariši dve različno pobarvani piki v razdalji 2 mm. Piki opazuj z enim očesom. Sošolec naj karton odmika tako daleč, da piki ne boš več razlikoval, navidez se bosta zlili v eno. Zorni kot, pri katerem piki še razlikuješ, je ločljivost očesa. Ločljivost povprečnega človeškega očesa je približno 1’ (ena kotna minuta – spodnja meja ločljivosti)1. Tisti izmed sošolcev, ki bo ti dve piki razlikoval na največji razdalji, ima največjo ločljivost očesa. Meritve vnesi v tabelo. Na podoben način lahko primerjaš tudi ločljivost dveh daljnogledov. V leksikonih poišči podatke o tem, pri katerih napravah, poleg očesa in daljnogleda, je ločljivost še pomembna in kolikšna je spodnja meja ločljivosti. Odgovori:

23.

vaja Odboj svetlobe na prizmi

Naloga: Nariši potek svetlobnega curka pri popolnem odboju na optični prizmi. Potrebščine: Optična prizma, svetilo, curek svetlobe, svinčnik, kotomer. Navodilo: Optično prizmo položi na bel papir. Nanjo usmeri svetlobni curek tako, da se odbije od ene ali od dveh ploskev prizme. Označi lego prizme in potek curka. Nariši sliko. Zapiši nekaj imen optičnih naprav, ki vsebujejo optične prizme. Sliki:

Odgovori: Kadar svetlobni curek zadene mejno ploskev optične prizme z notranje strani, pod kotom, ki je večji od mejnega kota popolnega odboja, takrat prizma deluje podobno kot …………… . Optično prizmo uporabljamo v teh napravah: 2. ……………………….. 3. ……………………….. 4. ……………………….. 5. ……………………….. 6. ……………………….. 1

Mladenič, ki je v antični Grčiji na mestu druge zvezde v ojesu Velikega voza videl le eno samo, ni mogel v vojaški poklic; ločljivost njegovih oči je bila preslaba, pod 1 kotno minuto. Če pa je obe zvezdi, Mizar in Alkor, videl ločeni, je imel dober vid. Preskusi ločljivost svojih oči tudi na ta način.

32


Teleskopi S prostim očesom vidimo le majhen del vesolja, le nekaj tisoč zvezd, za moderno astronomijo bi bili brez teleskopov praktično slepi. Ker so planeti, zvezde, galaksije … od Zemlje zelo daleč, je njihova svetloba, ki pripotuje do nas, zelo šibka. Da bi vendarle na nekaterih objektih videli tudi kakšne podrobnosti, nekatere objekte pa sploh videli, njihovo šibko svetlobo zberemo s teleskopom in jo usmerimo v oko opazovalca, posnamemo na občutljiv film ali elektronski medij. Svetlobo zbira leča, ki je na vrhu cevi, ali pa zbiralno zrcalo, ki je na dnu teleskopa. Od njiju je tudi odvisna zmogljivost teleskopa. Teleskop z lečo se imenuje refraktorski, teleskop z zrcalom pa reflektorski. Kadar svetlobo iz teleskopa opazujemo neposredno, uporabljamo okular. Okular je optična naprava sestavljena iz dveh ali več manjših leč, vpetih v cev. Z menjavanjem okularjev spreminjamo stopnjo povečave. Pri opazovanjih s teleskopom in prostim očesom je smiselno uporabljati srednje povečave, pri zelo velikih povečavah navadno vidimo nejasno, zabrisano in migetajočo sliko. Profesionalni astronomi uporabljajo za opazovanje objektov fotografske filme in elektronske naprave CCD-kamere, ki so več kot 50-krat bolj občutljive od filmov, ki so v običajnih fotoaparatih. Prednost CCD-kamere je tudi ta, da posnetke na računalniškem zaslonu lahko opazujemo in oblikujemo takoj, ni treba čakati na razvijanje filma ali fotografske plošče. CCD-kamere imajo tudi širše spektralno območje občutljivosti za svetlobo kot fotografski filmi in fotografske plošče. Prvi uporaben teleskop je iz leč sestavil Galileo Galilei. Velike leče so težke, ker so zelo debele. Vpete so lahko samo na robu in se povešajo. Zato so za zbiranje svetlobe namesto njih bolj uporabna konkavna zrcala, ki so lahko tanjša in so v teleskopih vgrajena tako, da so podprta po celi spodnji površini. Pri takšnih teleskopih (reflektorjih) slika nastane pred zrcalom – v gorišču. Zato imajo pogosto tam vgrajeno še eno zrcalo – sekundarno zrcalo, ki odbije svetlobo skozi odprtino v okular, ki je na stranici teleskopa. Takim reflektorjem pravimo newtonov teleskop. Ime so dobili po fiziku Isaacu Newtonu, ki je prvi sestavil učinkovit reflektor. Kasneje so izumili reflektor, ki ima luknjo v sredini primarnega zrcala. Pri takšnem teleskopu (Schmidt-Cassagrainov teleskop) se svetloba s primarnega zrcala odbije na sekundarno, od tam pa skozi luknjo v primarnem zrcalu v objektiv. V observatorijih, z zelo velikimi teleskopi (Palomar 1970. leta) je opazovalec sedel v kabini na koncu teleskopske cevi. Danes v večini observatorijev opazovalec sedi v posebni sobi, ločen od kupole in teleskopa, tako da svetloba iz tega prostora ne moti opazovanj. Posnetke CCD-kamere pa sprejema in proučuje na računalniškem zaslonu. Veliki teleskopi ne potrebujejo zaprtih cevi, zrcala in druge naprave so pritrjeni kar na ogrodje iz kovinskih palic. Največji teleskopi reflektorji na Zemlji imajo premere primarnih zrcal okoli 10 m.

33


*24. vaja: Sestavni deli refraktorja, reflektorja in daljnogleda Naloga: Poimenuj sestavne dele refraktorja, reflektorja in daljnogleda. Potrebščine: Refraktor, reflektor, daljnogled. Navodilo: V šoli si oglej refraktor, reflektor in daljnogled in naprave skiciraj. Na fotografijah ali na skicah, ki si jih narisal, naštej in označi sestavne dele teleskopa z lečami refraktorja, zrcalnega teleskopa reflektorja in daljnogleda. Pri vseh naštetih napravah opiši in nariši pot svetlobnega curka od svetila do okularja (očesa). Pomagaj si z literaturo.

34


**25. vaja: Model Galilejevega teleskopa Naloga: Izdelaj model Galilejevega teleskopa. Potrebščine: Dva tesno prilegajoča se tulca (plastični ali kartonski cevi) s premerom okoli 10 cm, zbiralna in razpršilna leča s premerom od 5 do10 cm, lepilo. Navodilo: Na konec enega tulca nalepi zbiralno lečo, v drugi tulec pa nalepi razpršilno lečo (glej načrt). Nato tanjši tulec spravi v debelejšega in skozi tako narejeno napravo opazuj bližnje predmete (hiše, okna, avtomobile, drevesa…). S premikanjem tulcev spreminjaj medsebojno razdaljo med lečama in ostrino slike. Opiši sliko (prava ali navidezna, obrnjena ali pokončna, pomanjšana ali povečana). Opozorilo: Med opazovanjem, skozi teleskop, daljnogled ali s prostim očesom, nikoli ne glej v Sonce! Odgovori: Prvi teleskop je sestavil …………………………........... . Sestavljen je bil iz dveh leč in sicer ………………...... in .....…………………. . Z njim je opazoval bližnje planete. Odkril je štiri velike Jupitrove lune. Slika predmeta, ki jo vidim skozi teleskop, je ………………..........., ……………............ in ……………………. .

2000

110 100

R 170

R 180

R 180

1

1 LEČA 2 1 LEČA 1 1 CEV 2 1 CEV 1 KOS PREDMET

4 3 2 1 POZ

35

STEKLO STEKLO PLASTIKA PLASTIKA MATERIAL

2

3 4

110 100 110 x 2000 100 x 2000 MERE


**26. vaja: Projektor za Sonce Naloga: S sošolci izdelaj dele projektorja za Sonce in ga sestavi. Potrebščine: Tulca (kartonski cevi), ki se drug drugemu prilegata, dolga okoli 3 dm; zrcalo na vrtljivem podstavku, nebrušena zbiralna leča z goriščno razdaljo +50 cm (dioptrija +2), nebrušena razpršilna leča z goriščno razdaljo –50cm (dioptrija –2), lesen podstavek, velika kartonska škatla, bel papir. Navodilo: Leči pritrdimo na konca obeh kartonskih cevi, ki se prilegata, tako da lahko drsita druga v drugi. Zbiralna leča naj bo pritrjena na konec debelejše cevi. Razpršilna leča naj bo pritrjena na konec tanjše cevi, ki jo bomo vtaknili v širšo cev (glej načrt projektorja na naslednji strani). Ravno zrcalo, s katerim usmerjamo Sončevo svetlobo na zbiralno lečo, mora biti na takem podstavku, da je vrtljivo okoli navpične in okoli vodoravne osi. Tako lahko sledi navideznemu dnevnemu gibanju Sonca in svetlobo v vsakem trenutku odbija in usmeri skozi obe leči. S spreminjanjem razdalje med lečama (premikanjem tanjšega tulca) prilagajamo povečavo in ostrino slike Sonca našim opazovalnim pogojem. Z natančnim uravnavanjem razdalje med lečama (premikanjem manjše cevi) bomo dobili na zaslonu (bel papir, ki je prilepljen na dno velike kartonske škatle) v izbrani razdalji ostro sliko Sonca. Med obe leči lahko vstavimo kos črnega kartona, ki ima na sredi okroglo luknjo s premerom 2 cm. S tako narejeno zaslonko se izognemo napakam lečja (projektorja). Če vajo delamo v učilnici, zaslon postavimo v senco, projektor pa blizu okna (glej sliko). Projektor uporabimo za opazovanje Sončevih peg, za merjenje zornega kota Sonca in merjenje zornega kota Lune.

36


3

12

4

10

9

LESEN PODSTAVEK NOSILEC TULCEV FIKSNI TULEC GIBLJIVI TULEC DRŽALO OGLEDALA NOSILEC OGLEDALA

7

11 5

2

1 2 3 4 5 6

8 6

1

7 8 9 10 11 12

ROČAJ ZA PREMIKANJE OGLEDALA OGLEDALO LEČA 2, f = +50 cm, D = +2 LEČA 1, f = 50 cm, D = 2 MATICA ZASLONKA

27. vaja: Daljnogled kot projektor za Sonce Naloga: Daljnogled spremeni v projektor za Sonce. Potrebščine: Daljnogled, fotografsko stojalo, bakrene žice, stiropor, lepilni trak. Navodilo: Z lepilnim trakom pritrdi daljnogled na fotografsko stojalo. Trak uporabi tako, da ne boš prelepil sredinskega regulatorja ostrine in obeh regulatorjev za dioptrijo, ki sta na okularjih. Na razdalji nekaj decimetrov naredi iz stiroporja in bakrene žice zaslon, ki naj bo vzporeden z okularjema. Nanj prilepi bel papir, na katerega boš preslikal Sonce in Sončeve pege. Stojalo učvrsti na mestu, kjer boš opazoval, daljnogled pa usmeri proti Soncu. Izostri sliko na zaslonu. Kako bi na zaslonu dobil še večjo sliko Sonca? Opozorilo: Med opazovanjem skozi teleskop, daljnogled ali s prostim očesom nikoli ne glej v Sonce!

37


*28. vaja: Star refraktor kot projektor za Sonce Naloga: Star teleskop spremeni v projektor za Sonce. Potrebščine: Manjši refraktor, žice, tanke žice, črno platno (polivinil), pavs papir, objemka, lepilni trak. Navodilo: Morda imaš v šoli ali doma star refraktorski (lečni) teleskop, s katerim težko opazuješ Luno, planete, kaj šele ozvezdja in druge objekte. Morda si ga že mislil zavreči, nazadnje si se ga usmilil in je pristal v kleti ali na podstrešju. Na prvi pogled neuporaben star teleskop lahko spremeniš v odličen projektor za opazovanje Sončevih peg. V ta namen izdelaj konstrukcijo iz žice v obliki stožca za zastor. Spoje posameznih kosov žice spneš s tanjšimi žičkami, na vrh stožca pa pritrdiš objemko, s katero boš stožec pritrdil na cev, v kateri je okular teleskopa (glej sliko). Plašč stožca nato obdaj s črno neprosojno tkanino ali polivinilom (vrečko), ki ne prepušča svetlobe (lahko tudi v več plasteh). Na osnovno ploskev stožca nalepi dobro napet pavs papir. Na plašču stožca naredi še majhno okno, skozi katero boš lahko premikal okular, da bo slika Sonca na pavs papirju ostra. Lino odpiraj in zapiraj z manjšim koščkom neprosojne tkanine (glej sliko). S tako narejenim projektorjem preslikaj Sonce na pavs papir. Teleskop nastaviš približno tako, da je senca vrha teleskopa v senci stožca (zaslona). S tako prenovljenim teleskopom lahko opazuješ Sončeve pege in njihovo premikanje.

Opozorilo Slike Sonca ne glej neposredno proti Soncu, ampak od strani, da si ne poškoduješ oči!

38


**29. vaja: Umerjanje (kalibriranje) teleskopa Naloga: Opiši, kako postavimo in nato umerimo (kalibriramo) vodeni teleskop. Potrebščine: Vrtljiva zvezdna karta ali zvezdni atlas, vodeni teleskop, vir električne energije. Navodilo: Opazuj, kako učitelj z učenci postavlja teleskop, in opiši postopek. Kako učitelj teleskop naravna? Kakšne postavitve teleskopa so možne? S pomočjo zvezdne karte poišči dve svetli zvezdi, ki sta to noč vidni in sta tudi v bazi podatkov teleskopa. V teleskop vnesi potrebne podatke, nato ga s pomočjo dveh zvezd umeri (kalibriraj). Če ti umerjanje (kalibriranje) ni uspelo, postopek s pomočjo učitelja ponovi. Na koncu vaje boš s svojo skupino samostojno umeril manjši teleskop. Opiši postopek pri postavljanju in umerjanju teleskopa. Opis postopka:

**30. vaja: Zorno polje daljnogleda Naloga: Oceni zorno polje daljnogleda, vizirja ali objektiva fotoaparata. Potrebščine: Daljnogled, vizir teleskopa, fotoaparat z različnimi objektivi, štoparica, zvezdna karta. Navodilo: Izmeri čas, v katerem svetla zvezda prepotuje zorno polje daljnogleda (vizirja ali objektiva fotoaparata), ki je vpet v stojalo in miruje. Pri vseh meritvah opazuj isto zvezdo, ki naj bo približno 45 nad obzorjem. Zorno polje izračunamo iz hitrosti kroženja Zemlje. Vajo ponovi z različnimi objektivi in napravami, meritve vpiši v tabelo in vsakič izračunaj zorno polje. Izračunano vrednost primerjaj s tisto, ki je zapisana na napravi. Zakaj imajo naprave z enakimi gorišči različna zorna polja? Meritve in računi: Naprava, tip Goriščna Čas prehoda čez Izračunano Zapisano zorno objektiva razdalja f (mm) zorno polje zorno polje polje

Odgovor: V 24 urah se Zemlja zasuče okoli svoje osi za kot……., v eni uri za kot …….. in v eni minuti za kot ……. . Za kot 1 se zasuče v času ………………. . 39


31. vaja: Zorno polje teleskopa (okularja) Naloga: Oceni zorno polje različnih okularjev. Potrebščine: Teleskop, različni okularji, štoparica, vrtljiva zvezdna karta. Navodilo: Izmeri čas, v katerem svetla zvezda prepotuje zorno polje okularja na mirujočem teleskopu. Iz hitrosti kroženja Zemlje izračunaj zorno polje okularja. Vajo ponovi z različnimi okularji, meritve vpiši v tabelo in vsakokrat izračunaj zorno polje. Pri vseh meritvah opazuj isto zvezdo, ki naj bo približno 45 nad obzorjem. Izračunano vrednost primerjaj s tisto, ki je zapisana na okularju. Zakaj imajo okularji z enakimi gorišči različna zorna polja? Meritve in računi: Tip okularja

Goriščna razdalja Čas prehoda čez f(mm) zorno polje

Izračunano zorno Zapisano zorno polje polje

Odgovor:

32. vaja Povečava teleskopa in daljnogleda Naloga: Izračunaj povečavo refraktorja, reflektorja in daljnogleda. Potrebščine: Daljnogledi, različni teleskopi. Navodilo: Povečave daljnogledov in refraktorskih teleskopov izračunamo tako, da goriščno razdaljo objektiva fı (zbiralna leča z veliko goriščno razdaljo) delimo z goriščno razdaljo okularja f2 (zbiralna leča z majhno goriščno razdaljo  lupa). Povečavo reflektorja izračunaš tako, da goriščno razdaljo primarnega paraboloidnega zrcala (zbiralnega zrcala z veliko goriščno razdaljo) deliš z goriščno razdaljo okularja (zbiralna leča z majhno goriščno razdaljo). Izmerjene podatke in rezultate računov vnesi v tabelo, povečava je označena s črko N. Meritve in računi: Oznaka teleskopa fı (cm) f2 (cm) N Tip teleskopa

40


Vprašanja in naloge III 1. Opiši, kakšna je slika predmeta, kadar opazujemo pojave: a. Sončeve pege smo s pomočjo reflektorskega teleskopa preslikali na zaslon. b. Skozi daljnogled gledamo površje Lune. c. S projektorjem preslikamo na steno diapozitive fotografije z dopusta. d. Skozi mikroskop opazujemo amebo. e. Z grafoskopom projiciramo nalogo s folije na belo tablo. f. Skozi teleskop opazujemo proge na Jupitru. g. Skozi lupo opazujemo pore na koži. *2. Kolikšen je zorni kot okularja, če je prehod desnega roba Lune čez zorno polje teleskopa trajal 80 sekund? *3. Desni rob polne Lune se je za mirujočega opazovalca ravnokar dotaknil roba hiše. Poišči podatek o zornem kotu Lune in izračunaj, čez koliko časa bo Luna za opazovalca izginila za robom hiše. 4. Kateri izmed treh ljudi na sliki je največji?

5. S katero napravo smo preslikali sliko Sonca na papir?

41


6. Poimenuj napravo na sliki ter označi in zapiši njene sestavne dele.

7. Poimenuj napravo na sliki ter.označi in zapiši njene sestavne dele.

8. Poimenuj napravo na sliki ter označi in zapiši njene sestavne dele.

9. Poimenuj napravo na sliki ter označi in zapiši njene sestavne dele.

42


10. Poimenuj napravo na sliki.

Naše Osončje

Naše Osončje je sestavljeno iz Sonca, planetov, lun, asteroidov in kometov. Sonce zavzema približno 99 % njegove mase, skupna masa drugih objektov pa je približno 1 %. Planeti in drugi objekti se gibljejo okoli Sonca po eliptičnih tirih, ki so razen Plutonovega približno v isti ravnini. Gibanje planetov je znanstveno opisal in matematično utemeljil Johannes Kepler s tremi izreki, ki jih imenujemo Keplerjevi zakoni. Ti so: 1. Planeti se gibljejo okoli Sonca po elipsah. Sonce je v skupnem gorišču teh elips. 2. Zveznica planet  Sonce opiše v enakih časovnih presledkih enako velike ploščine. 3. Količnik med kvadratom obhodnega časa planeta okoli Sonca in kubom njegove povprečne razdalje do Sonca je za vse planete enak. Za pomoč pri iskanju in določanju lege opazovanih objektov priporočam, da uporabljaš računalniške programe (Celestia, SkyMap Pro 10, Star Night Bundle…)

43


33. vaja: Podatki o planetih Naloga: V spodnjo tabelo zapiši podatke o planetih. Potrebščine: Atlas vesolja, Od Zemlje do Sonca učbenik za izbirni predmet astronomija, internet, priročnik Mala astronomija… Navodilo: V različnih knjigah in na spletnih straneh poišči podatke o planetih in jih vpiši v obe tabeli. Planet Razdalja do Sonca Razdalja do Sonca v Obhodni čas Obhodni čas v kilometrih astronomskih enotah okoli Sonca pri vrtenju okoli lastne osi Merkur Venera Zemlja Mars Jupiter Saturn Uran Neptun Pluton . Planet Prostornina, Masa, izražena v Nagnjenost osi Število izražena v Zemljinih Zemljinih glede na ekliptiko naravnih satelitov Merkur Venera 1 1 Zemlja Mars Jupiter Saturn Uran Neptun Pluton Odgovori: Povprečno razdaljo med Zemljo in Soncem imenujemo ………………………, meri pa ………….. . Prostornina Zemlje je ……………………, masa Zemlje pa …..…………… .

*34. vaja: Lege planetov glede na ozvezdja Naloga: S prostim očesom opazuj planete in podatke o opazovanju vnesi v tabelo. Potrebščine: Vrtljiva zvezdna karta ali zvezdni atlas, revija Spika, internet. Navodilo: Večkrat na leto opazuj planete, ki jih lahko vidiš s prostim očesom: Saturn, Jupiter, Mars Venero in Merkur. Pri opazovanju Merkurja bodi previden, da ne boš gledal v Sonce, saj je Merkur viden tik za Sončevim zahodom in tik pred Sončevim vzhodom. Opazovanja opiši in nariši sliko, iz katere bo razvidna oblika ozvezdja, v katerem se planet nahaja, in lega planeta v ozvezdju. Na sliki označi najsvetlejše zvezde opazovanega ozvezdja. Zapiši tudi ime kraja,

44


kjer opazuješ, čas (uro) ob kateri si opazoval, in datum. Podatke o legi planetov poišči v astronomski reviji ali na internetu (efemeride). Oglej si katerega od programov računalniške simulacije, ki lego planetov in ozvezdij ob določeni uri tudi prostorsko prikažejo (na primer program Starry Night Bundle). Datum Kraj Opazovani in ura opazovanja planet

Ozvezdje, v katerem se nahaja

45

Najsvetlejša zvezda ozvezdja

Slika


Datum Kraj Opazovani in ura opazovanja planet

Ozvezdje, v katerem se nahaja

46

Najsvetlejša zvezda ozvezdja

Slika


35. vaja: Prikaz gibanja teles z različnima masama okoli skupnega težišča Naloga: Ponazori in opiši gibanje sistema dveh nebesnih teles z različnima masama okoli skupnega težišča (zvezdi z različnima masama, zvezda  planet, planet  luna, zvezda  komet …). Potrebščine: Vrtljivi stol, učenec, dve uteži (plastenki, napolnjeni z vodo). Navodilo: Učenca, ki sedi na dobro podmazanem vrtljivem stolu zavrtimo tako, da se vrti okoli osi stola. S spreminjanjem oddaljenosti rok od telesa (odročene in skrčene), naj spreminja tudi hitrost kroženja. Za še boljšo ponazoritev ima učenec lahko v rokah uteži, ki jima med vrtenjem spreminja razdaljo od telesa. Kaj opaziš? V katerem primeru se sistem vrti hitreje: ko sta uteži ob telesu ali ko sta od telesa najbolj oddaljeni? Hitrejše in počasnejše vrtenje učenca na vrtljivem stolu (z odročenima in skrčenima rokama) je podobno gibanju dveh teles v vesolju okoli skupnega težišča (dve zvezdi, satelit in planet). Zaradi oddaljevanja Lune se čas, v katerem se Zemlja zavrti okoli svoje osi, podaljšuje. Poimenuj nekaj sistemov dveh nebesnih teles, ki se vrtijo okoli skupnega težišča.

Odgovori:

47


36. vaja: Fotografiranje površja Lune Naloga: Fotografiraj površje Lune. Potrebščine: Digitalni fotoaparat ali spletna kamera, teleskop, karta površja Lune. Navodilo: Površino Lune zlahka fotografiraš tako, da digitalno kamero prisloniš na okular teleskopa, izostriš sliko na zaslonu in sliko fotografiraš. Pri večjih povečavah lahko fotografiraš le del površja Lune, zato jo fotografiraj večkrat  vse njene dele, v računalniških programih za oblikovanje fotografij pa kasneje lahko sestaviš celo sliko Lune. Na podoben način, z veliko večjim potrpljenjem in z več dela pri ostrenju slike, bi lahko fotografiral tudi Jupiter, Saturn, Mars ali Venero. Če imaš teleskop, ki sledi objektom na nebu, lahko narediš stativ  manjše stojalo, ki pride na okular, in boš sliko objekta lažje izostril. Še boljšo sliko planeta boš dobil, če ga večkrat fotografiraš, fotografije pa v računalniškem programu (na primer Photoshop) s prekrivanjem oblikuješ v eno samo sliko. Na takšni fotografiji se vidijo Jupitrove proge, Saturnov obroč, kraterji na Luni … Tako fotografirano in oblikovano sliko Lune nalepi v zvezek. S pomočjo karte Lune na sliki poišči in označi nekaj večjih kraterjev, morij, gorovij ali drugih objektov. Ena od spodnjih fotografij je nastala sredi Luninega mrka. Katera? Po čem si pojav prepoznal? Nekaj primerov amaterskih fotografij:

48


37. vaja: Vodenje dnevnika opazovanj Naloga: Napiši in nariši dnevnik za opazovanje objektov, ki si jih opazoval skozi teleskop. Potrebščine: Listi A4 ali veliki zvezek z malim karom, pisalo, vrtljiva zvezdna karta, Spika, Atlas vesolja, teleskop ali daljnogled. Navodilo: Že stari Kitajci, Egipčani in Grki – ljudstva, ki so živela že pred našim štetjem, so svoja opazovanja nebesnih teles in pojavov natančno zapisovali in skicirali. Iz tako ohranjenih zapisov je nastala marsikatera teorija ali trditev o vesolju. Če želiš svoje znanje in opazovanja ohraniti, moraš tudi ti o njih voditi dnevnik. Podatki, ki jih boš ob posameznem opazovanju vpisal v dnevnik, naj bodo:  kraj in čas (ura) opazovanja,  vrsta in oznaka teleskopa in okularja,  goriščna razdalja okularja in objektiva ter povečava,  ime objekta in kratek opis oblike,  ime ozvezdja, v katerem se objekt nahaja. Ob tem bi bilo dobro, da objekt skiciraš v krog, ki si ga predhodno narisal s šestilom. Riši tako da boš na risbi ohranil razmerje med velikostjo polja, ki ga vidiš skozi okular, in velikostjo opazovanega objekta. Primer dnevnika opazovanja:

Priporočilo: Objekte opazuj najprej z nevodenim teleskopom. Vsak učenec naj objekte za opazovanje izbere in poišče samostojno – brez pomoči učitelja, šele potem lahko nariše sliko. Objekte opazuj z različnimi teleskopi in primerjaj slike! Pri vajah, pri katerih boš s teleskopom ali daljnogledom opazoval planete in druge objekte, boš odslej vodil dnevnik opazovanja.

49


38. vaja: Površina Marsa Naloga: S prostim očesom in s teleskopom opazuj Mars. Potrebščine: Teleskop, pisalo, fotoaparat, vrtljiva zvezdna karta, Spika, Atlas vesolja, internet. Navodilo: Opazuj Mars. Nariši sliko njegovega površja. Ali si na površju Marsa opazil kakšne posebnosti? Ali sta bili vidni tudi Marsovi luni? Iz česa sta svetli lisi (kapi) na tečajih Marsa? V Atlasu vesolja poišči podatke o objektih, ki si jih na Marsu videl. Zapiši ime ozvezdja, v katerem se Mars nahaja. Poišči podatke o tem, iz katerih snovi je Mars. Vodi dnevnik opazovanja! Opazovanja s prostim očesom vnesi v tabelo pri vaji Lega planetov glede na ozvezdja. Dnevnik opazovanja: Slika površja:

Odgovori:

39. vaja: Površina Jupitra Naloga: S prostim očesom in s teleskopom opazuj Jupiter. Potrebščine: Teleskop, pisalo, fotoaparat, vrtljiva zvezdna karta, Spika, Atlas vesolja, internet. Navodilo: Skozi teleskop opazuj površino Jupitra. Nariši sliko površja. Preštej, koliko Jupitrovih lun je ta večer vidnih. Ali si na površju Jupitra opazil kakšne posebnosti? Zakaj so na Jupitru proge? V Atlasu vesolja poišči podatke o tem, iz katerih snovi je Jupiter. Ali je bila vidna tudi Jupitrova Rdeča pega? Poišči podatke o njej. Kako razlikuješ Jupitrove lune od zvezd, ki so navidezno blizu Jupitra? Zapiši ime ozvezdja, v katerem je Jupiter. Vodi dnevnik opazovanja! Opazovanja s prostim očesom vnesi v tabelo pri vaji Lega planetov glede na ozvezdja. Dnevnik opazovanja:

Odgovori:

50


*40. vaja: Gibanje Jupitrovih lun in njihovo prepoznavanje Naloga: Opazuj lego Jupitrovih velikih lun (Io, Kalisto, Ganimed in Evropa). Potrebščine: Teleskop ali daljnogled na fotografskem stojalu, Spika – graf tirov Jupitrovih lun, internet, vrtljiva zvezdna karta, Atlas vesolja, pisalo. Navodilo: S teleskopom ali z daljnogledom v jasni noči opazuj lege Jupitrovih lun. Nariši slike, ki prikazujejo medsebojne lege Jupitrovih lun glede na Jupiter in si sledijo v razmiku ene ure. Na slikah označi in imenuj posamezne lune. Pomagaj si z grafom iz Spike, ki prikazuje tire in položaje Jupitrovih lun v odvisnosti od časa. Približno oceni, v kolikšnem času naredi posamezna luna en obhod okoli Jupitra. V Atlasu vesolja poišči podatke o snoveh iz katerih so Jupitrove lune. Vodi dnevnik opazovanja! Dnevnik opazovanja:

Odgovori: Luna

Ocenjeni obhodni čas

Obhodni čas iz Atlasa vesolja

Io Kalisto Ganimed Evropa

51


41. vaja: Rdeča pega Naloga: Opazuj gibanje Jupitrove Rdeče pege. Potrebščine: Teleskop, vrtljiva zvezdna karta, Atlas vesolja, Spika, ura, pisalo. Navodilo: Poišči podatke, kdaj bo vidna Jupitrova Rdeča pega. S teleskopom opazuj, kdaj se bo pega na površju Jupitra pojavila in kdaj bo zašla. Izračunaj in zapiši trajanje prehoda. Vsako polno uro nariši sliko, ki prikazuje lego pege na Jupitru. Kaj sklepaš iz gibanja pege? Iz meritve trajanja prehoda oceni, v kolikem času se Jupiter zavrti okoli svoje osi. Primerjaj svojo oceno s podatkom iz Atlasa vesolja, kjer poišči tudi podatek, kakšen pojav je ta pega. Vodi dnevnik opazovanja! Dnevnik opazovanja:

Odgovori: Ocenjeni obhodni čas

Obhodni čas iz Atlasa vesolja

52


42. vaja: Površina Saturna Naloga: S prostim očesom in s teleskopom opazuj planet Saturn. Potrebščine: Teleskop, pisalo, fotoaparat, vrtljiva zvezdna karta, Spika, Atlas vesolja, internet. Navodilo: Skozi teleskop opazuj površino Saturna in nariši sliko njegovega površja. Preštej, koliko njegovih lun je ta večer vidnih. Ali si na površju Saturna opazil kakšne posebnosti? V Atlasu vesolja poišči podatke, iz česa so Saturnovi obroči in iz katerih snovi je Saturn. Naštej nekaj podobnosti in razlik med Jupitrom in Saturnom. Zapiši ime ozvezdja, v katerem je Saturn ta večer.Vodi dnevnik opazovanja! Opazovanja s prostim očesom vnesi v tabelo pri vaji Lega planetov glede na ozvezdja. Dnevnik opazovanja:

Odgovori:

*43. vaja: Opazovanje planetov, ki niso vidni s prostim očesom Naloga: S teleskopom opazuj planete, Uran, Neptun in Pluton. Potrebščine: Teleskop, pisalo, fotoaparat, vrtljiva zvezdna karta, Spika, Atlas vesolja, internet. Navodilo: Poišči podatke, v katerih ozvezdjih so Uran, Neptun in Pluton in jih opazuj s teleskopom. Kako bi naštete planete ločil od bližnjih zvezd? Zapiši, kakšne barve so. V Atlasu vesolja poišči podatke, iz katerih snovi so ti planeti. Ali so bile vidne tudi kakšne lune teh planetov? Vodi dnevnik opazovanja! Dnevnik opazovanja:

Odgovori:

53


44. vaja: Opazovanje Venerinih men Naloga: Opazuj Venero in njene mene. Potrebščine: Teleskop, rumena in črna barvica, koledar, digitalni fotoaparat. Navodilo: Skozi teleskop, daljnogled ali vizir opazuj Venerine mene šestkrat v šolskem letu (v različnih mesecih). Približno enkrat mesečno opazuj in nariši Venerine mene.V sliko vriši, kolikšen del Venere je osvetljen in kolikšen del je zatemnjen. V tabeli pa opiši posamezne slike Venere. Če vreme ni ugodno, vajo ponovi ob prvem jasnem vremenu. Zakaj Venera sveti? Ali Venera oddaja lastno svetlobo? V katerem delu dneva Venero lahko vidimo? Približno koliko časa (koliko ur) je Venera nad obzorjem? Ali jo je mogoče ves čas, ko je nad obzorjem, ob ugodnem vremenu neprekinjeno opazovati? Zakaj se ta čas spreminja? Venero lahko z digitalnim fotoaparatom tudi fotografiraš. Slike: 1. lega

2. lega

3. lega

4. lega

5. lega

Opisi slik: 1. 2. 3. 4. 5. 6. Odgovori:

54

6. lega


*45. vaja: Ponazoritev Venerinih men Naloga: Ponazori Venerine mene. Potrebščine: Žoga za tenis, luč, zatemnjena učilnica, barvice. Navodilo: Postavi luč v sredino zatemnjene učilnice tako, kot kaže slika. Žogico za tenis naj sošolec postavlja v lege, ki so prikazane na sliki. Pri tej vaji predstavlja svetloba iz luči Sonce in sončno svetlobo, žoga za tenis Venero, tvoja glava pa Zemljo. V vsaki od označenih leg obrni glavo tako, da boš gledal proti "Veneri". Model Venere naj bo od glave oddaljen vsaj 3 m. Opiši in nariši, kakšne oblike in kolikšen je tisti del osvetljene Venerine  žogine površine v legah od 1 do 6, ki ga vidi opazovalec na Zemlji. Kolikšen del Venerinega površja je s Sončeve svetlobo ves čas osvetljen? Odgovor:

46. vaja: Magnitude planetov Naloga: V tabelo vpiši vrednosti za magnitude planetov. Potrebščine: Atlas vesolja, Spika, internet. Navodilo: S prostim očesom ne vidimo vseh planetov našega Osončja, ampak samo tiste, katerih tiri so Zemlji bliže od Urana. Uran nekateri ljudje vidijo, nekateri pa ne, odvisno od kakovosti očesa  od njegove ločljivosti. Vsi planeti odbijajo Sončevo svetlobo, zato so s teleskopi ali daljnogledi tudi vsi vidni; vidne pa so tudi nekatere njihove lune. Količino svetlobe  sij, ki jo nebesno telo oddaja, merimo v magnitudah. Magnitude planetov (lun) se seveda spreminjajo. Odvisne so od vremena in lege planeta glede na Zemljo  opazovališče. V astronomski reviji ali na internetu poišči podatke o magnitudah planetov in jih napiši v spodnjo tabelo. Objekt Merkur Venera Luna Mars Jupiter Saturn Uran Neptun Pluton Sonce

Največja magnituda

Najmanjša magnituda Trenutna magnituda

55


Dodatni vaji 47. vaja: Navidezni prehod Venere (Merkurja) čez Sončevo ploskev Naloga: Izriši navidezno pot Venere čez Sončevo ploskev. Potrebščine: Teleskop ali daljnogled, predelan v projektor za Sonce, fotoaparat, računalnik. Navodilo: Na zaslonu projektorja opazuj prehod Venere čez Sončevo ploskev. Lego Venere glede na Sonce fotografiraj (ali skiciraj) vsakih trideset minut. Na računalniku iz vseh fotografij zlepi eno samo, v takšno, ki bo prikazala tir Venere ob prehodu čez Sončevo ploskev. Opiši in nariši, kakšne oblike je tako dobljeni tir. Opozorilo Slike Sonca ne opazuj neposredno, ampak od strani, ker si lahko trajno poškoduješ oči!

Fotografije prehoda Venere čez Sončevo ploskev:

56


Fotografije prehoda Merkurja čez Sončevo ploskev:

48. vaja: Zorni kot Sonca in Venere (Merkurja) Naloga: Oceni zorni kot Sonca in Venere (Merkurja). Potrebščine: Refraktor, predelan v projektor za Sonce, ravnilo, zaslon, pisalo, štoparica (ura s sekundnim kazalcem). Navodilo: Sonce s pomočjo projektorja  teleskopa preslikaj na zaslon. Izmeri čas, v katerem se slika Sonca v celoti premakne preko roba zaslona – pavs papirja. Začetek prehoda je, ko se Sonce dotakne roba osnovne ploskve stožca, konec pa takrat, ko v celoti preide preko roba. Iz časa prehoda slike Sonca izračunaj zorni kot Sonca. Upoštevaj, da je kotna hitrost Zemlje 15 stopinj na uro. Izračunaj, za kolikšen kot se Zemlja zavrti v eni sekundi, v eni minuti. Na sliki, ki je nastala na zaslonu teleskopa, čim bolj natančno izmeri premer Sonca in premer Venere. Izračunaj razmerje med premeroma Sonca in Venere in iz njega oceni zorni kot Venere. Vajo lahko narediš tudi s projekcijo Sonca, ki si jo dobil s pomočjo daljnogleda ali projektorja za Sonce. Sliko Sonca in Venere na pavs papirju lahko tudi fotografiraš, fotografijo natisneš, izmeriš oba premera (Sonca in Venere) na fotografiji, nato izračunaš njuno razmerje in oceniš zorni kot Venere. Podobno lahko oceniš tudi Merkurjev zorni kot (ob prehodu Merkurja čez Sončevo ploskev. Opozorilo: Med opazovanjem Sonca nikoli ne glej skozi teleskop, daljnogled ali projektor naravnost v Sonce, ker si lahko trajno poškoduješ oči. Meritve in račun: t= Odgovor: Zorni kot Sonca je približno …. , zorni kot Venere pa približno …………… .

57


Vprašanja in naloge IV *1. Nariši medsebojno lego Sonca, Venere in Zemlje, ko je viden največji del Venerine ploskve(skoraj polovica). *2. Nariši medsebojno lego Sonca, Venere in Zemlje, ko je viden najmanjši del Venerine ploskve (Venerin srp). 3. Na internetu poišči podatke, koliko lun so odkrili do sedaj okoli Jupitra. 4. Na internetu poišči podatke, koliko lun so odkrili do sedaj okoli Saturna. 5. Na internetu poišči podatke, koliko lun so odkrili do sedaj okoli Urana 6. Naštej Marsove lune. 7. Ob katerem pojavu bi lahko nastala spodnja fotografija?

8. Naštej nekaj pogojev, ki so potrebni za to, da je na kakšnem planetu življenje. 9. Opiši, na katere dejavnike moraš biti pozoren, kadar iščeš primeren kraj za opazovanje s teleskopom. *10. Poišči podatke o obhodnih časih in veliki polosi vsaj treh planetov iz našega Osončja. Izračunaj količnik med kvadratom njihovega obhodnega časa in kubom dolžine velike polosi ter s tem računsko preveri veljavnost tretjega Keplerjevega zakona. *11. Izmerili so, da se razdalja med Luno in Zemljo postopoma povečuje. Kako bo to vplivalo na hitrost vrtenja Zemlje okoli lastne osi in s tem tudi na trajanje dneva? *12. Kakšna je lega Jupitra glede na Zemljo, če ga ob jasni noči ne vidimo niti za hip? *13. Zakaj planeta velikana Jupiter in Saturn tolikokrat omenjamo tudi kot čistilca našega Osončja? 14. Kateri planeti našega Osončja imajo obroče? 15. Kateri planeti našega Osončja nimajo naravnih satelitov? 16. Kateri planet iz našega Osončja ima največ umetnih satelitov? 58


Rešitve Naloge I 1. Mavrica ob dežju, mavrično se obarva tanek sloj olja na vodi, krila nekaterih žuželk, če pogledamo belo svetlobo skozi kresničko … 2. Stožčast snop svetlobe dobimo, ko posvetimo z žepno svetilko, z lučmi motornih vozil, z reflektorsko žarnico, ko svetlobo žarnice omejimo z okroglim lestencem … 3. Svetlobni snop s stalno širino oddajajo nekateri laserji. 4. Podobno kot zrcala lahko odbijajo svetlobo gladine nekaterih kapljevin, steklo, plastika, ravne površine nekaterih kovin … 5. Hrbtna stran kovinske zajemalke in žlice, kupola Van de Graaffovega generatorja, nekateri kolesarski zvonci … 6. Vdolbina kovinske zajemalke, žlice in nekaterih posod, vdolbina pokrovke …. 7. Poklicni šoferji avtobusa imajo za opazovanje vstopanja in izstopanja potnikov izbočena zrcala, ki jim zmanjšajo zorni kot opazovanega prostora in s tem povečajo zorno polje, ki ga vidijo. 8. Sliko predmeta povečajo vdrta zrcala. 9. Sliko predmeta pomanjšajo izbočena zrcala. 10. Vdrta zrcala. 11. Izbočena zrcala. 12. V reflektorjih so vdrta zrcala. 13. Izbočena zrcala. 14. Vdrta zrcala. 15. Na sliki sta konkavni zrcali. Pri obeh je goriščna razdalja enaka polovici dolžine polmera zrcala. 16.

17. Andraževa slika, ki je v vdrtem zrcalu, je navidezna, pokončna in povečana. 59


18. Katjina slika, ki je v vdrtem zrcalu, je navidezna, obrnjena in pomanjšana. 19. Slika, ki je prava, obrnjena in pomanjšana, je nastala s pomočjo vdrtega zrcala. 20. Slika, ki je prava, obrnjena in povečana, je nastala s pomočjo vdrtega zrcala. 21. Curki so se odbili na vdrtem zrcalu. Določiti moraš središče krožnega loka zrcala. Goriščna razdalja je enaka polovici dolžine polmera.

Naloge II 1. Pravo, obrnjeno in pomanjšano sliko smo preslikali z zbiralno lečo. 2. Pravo, obrnjeno in pomanjšano sliko sveče smo preslikali na zaslon, zbiralno lečo ali pa z zbiralnim zrcalom. 3. Navidezno, pomanjšano in obrnjeno sliko gledam v vdrtem zrcalu. 4. Sliko Marka gledamo v vdrtem zrcalu. 5. Snop svetlobe se je odbil na izbočenem zrcalu. Goriščna razdalja je enaka polovici dolžine polmera zrcala. 6. Snop svetlobe se je odbil od vdrtega zrcala. Goriščna razdalja je enaka polovici dolžine polmera zrcala. 7. Pal stoji pred ravnim zrcalom. Njegova slika je navidezna, leva in desna stran sta obrnjeni. 8. Svetlobni curek, ki je prišel iz svetila z ozko režo, se je na optični prizmi dvakrat lomil. Na fotografiji sta vidna tudi dva šibka curka odbite svetlobe. 9. Svetlobni curek, ki je prišel iz svetila z ozko režo, se je odbil od ravnega zrcala. 10. Od leve proti desni so leče: sferična razpršilna, sferična razpršilna, cilindrična-zbiralna, cilindrična razpršilna, sferična zbiralna in sferična zbiralna. 11. Navidezno in povečano sliko gledamo skozi zbiralne leče. 12. Navidezno, pomanjšano in pokončno sliko gledam skozi razpršilne leče. 13. Slika, ki smo jo na zaslon preslikali z lupo  zbiralno lečo, je prava, obrnjena in pomanjšana. 14. Slika, ki smo jo na zaslon preslikali preko lupe-zbiralne leče, je prava, obrnjena in povečana. 15. Učilnico in fanta gledamo skozi tri sferične razpršilne leče. 16. Snop vzporednih žarkov se lomi na cilindrični zbiralni leči. Naloge III 1. Slika predmeta, ki ga opazujemo je: a. prava, obrnjena, pomanjšana in navidezna. b. navidezna, obrnjena in povečana. c. prava, obrnjena in povečana. d. navidezna, obrnjena in povečana. e. prava, obrnjena in povečana. f. navidezna, obrnjena in pomanjšana. g. je navidezna, pokončna in povečana. 2. 3. 4. 5.

Zorni kot okularja je 20′. Zorni kot Lune je približno 0,5°, prehod bo trajal približno 2 minuti. Največji je odrasel človek, najmanjši pa je otrok. Sonce smo preslikali z daljnogledom.

60


6.

Na sliki je reflektor tipa Newton. Sestavni deli teleskopa so stojalo, ohišje, primarno zrcalo, sekundarno zrcalo, okular, utež, mehanizem za vrtenje teleskopa in mehanizem za izostritev slike. 7. Sestavni deli refraktorja (vizirja) na sliki so: primarna leča, ohišje in okular. 8. Na sliki je reflektor tipa Newton. 9. Na sliki je refraktor (primarna leča, ohišje in okular). 10. Na fotografiji je reflektor tipa Schmidt-Cassagrain, brez cevi.

Naloge IV 1. V času, ko je Venera na drugi strani Sonca kakor Zemlja (a ne točno na nasprotni strani, saj je ne bi videli), je vidna skoraj polovica njene ploskve. Polmer slike, ki jo vidimo, pa je najmanjši, saj je takrat Venera najbolj oddaljena od Zemlje. Na spodnji sliki je Venera takrat v poziciji 2.

2. V času, ko je Venera na isti strani Sonca kakor Zemlja (a ne točno med Zemljo in Soncem, saj je ne bi videli s prostim očesom), je viden najmanjši del Venerine ploskve, saj je večina osvetljenega dela Venere obrnjena proti Soncu. Polmer slike, ki jo vidimo, pa je takrat največji, saj je razdalja med Venero in Zemljo takrat najmanjša. Na spodnji sliki je Venera takrat v poziciji 5.

61


3. 4. 5. 6. 7. 8.

Do sedaj je znanih ......... Jupitrovih lun. Znanih je ......... Saturnovih lun. Planet Uran ima .......... lun. Marsovi luni sta Demos in Fobos. Fotografija je nastala ob prehodu Venere čez Sončevo ploskev. Do sedaj znani pogoji so: pravšnja gravitacija na planetu, prava oddaljenost od zvezde, okoli katere kroži, prava velikost zvezde, voda na planetu, atmosfera … 9. Pri opazovanju s teleskopom iščemo kraje, ki so odprti na vse strani neba, vendar pa v bližini ne sme biti nobenih luči  svetlobne onesnaženosti. Kraji, ki so na višji nadmorski višini imajo nad sabo tanjši sloj zraka, zato so prav tako ugodnejši za opazovanje kakor tisti na nižji nadmorski višini. K nečistosti atmosfere veliko prispeva tudi dim iz tovarn, termoelektrarn, zato se izogibamo bližine krajev z velikimi dimniki. Pomembna je tudi dostopnost kraja, ali vodi do opazovališča cesta. Fotografija prikazuje svetlobno onesnaženost Ljubljane, kakršna je videti iz Male Planine.

10. 11. Zemlja se bo okoli lastne osi vrtela vse počasneje. 12. Jupiter je v konjunkciji s Soncem oziroma Sonce je točno med Jupitrom in Zemljo. 13. Planeta velikana Jupiter in Saturn zaradi svoje velike mase-gravitacije privlačita nekatere asteroide, meteorske roje, ki zaradi tega padejo na njiju, ne pa na Zemljo. 14. Do sedaj so obroče odkrili okoli Jupitra, Saturna in Urana. 15. Naravnih satelitov nimata Merkur in Venera. 16. Največ umetnih satelitov kroži okoli Zemlje.

Viri in literatura: F. Avsec, M. Prosen: Astronomija, DZS, 1975 S. in J. Mitton: Astronomija, Didakta, 1999 J. Strnad: Atlas klasične in moderne fizike, DZS, 1993 P. Moore: Atlas vesolja, MK, 1999 B. Somi: Delovni zvezek fizika za 7. razred osnovne šole, Math d.o.o., 1994 R. J. Blin-Stoyle: Eureka, Založba Math d.o.o., 2003 J. Strnad: Fiziki (2. del), DZS, 1999 S. W. Hawking: Kratka zgodovina časa, CZ, 1990 M. Prosen: Mala astronomija, Math d.o.o., 1991 S. People: Naravoslovje, Tehniška založba Slovenije, 1992 M. Prosen: Orientacija, Založba Math d.o.o., 1991 T. Zwitter: Pot skozi vesolje, Modrijan, 2002 A. Smrke: Vrtljiva zvezdna karta, Poudarek, 2000 Revije: Presek, Spika, Fizika v šoli, Proteus, Gea, Physics education.

62

Bela Szomi Kralj - ASTRONOMIJA, 2. sklop, Daljnogledi in planeti  

ASTRONOMIJA, 2. sklop, Daljnogledi in planeti

Bela Szomi Kralj - ASTRONOMIJA, 2. sklop, Daljnogledi in planeti  

ASTRONOMIJA, 2. sklop, Daljnogledi in planeti

Advertisement