Что можно сделать при помощи теодолита?
8 комментариев 10 июня 2010, 18:13 • Астрономия, Мысли по поводу...
В кабинете астрономии физического факультета АлтГПА затеяли ремонт, в связи с чем мебель, литература, оборудование и пособия были временно перемещены в соседние аудитории. Часть из них взял себе на постой я.
Сегодня пришел в гости коллега — Неприятель Роман — любитель астрономии и профессиональный географ, закончивший сегодня топографическую практику со студентами. Пригласили мы его пару дней назад для консультации по теодолитам, оставшихся в ВУЗе со времен, когда он назывался еще учительским институтом. Самый новый теодолит 1983 года издания, самый старый — 1958 года.
Итак, я, Роман и Дмитрий Галецкий собрались в лаборатории физики твердого тела, куда временно была перемещена часть оборудования с целью поиграться с теодолитами и сделать их поверки. В процессе «играния» с ними спонтанно пришла идея проведения астрономо-геодезических наблюдений. Потом подумали и расширили число задач, которыми можно заняться, до десятка. Потом дополнили их чисто геодезическими и расширили список.
Итак, что же у нас получилось. Часть задач можно решить исключительно только при помощи теодолита, часть с привлечением дополнительного оборудрвания, как то GPS-приемник или цветовые фильтры. Я приведу список этих задач с рабочими названиями и кое-где даже с «легендой» без разделения на астрономические, астрономо-геодезические и геодезические.
- Степень сплюснутости Луны
При помощи теодолита можно померить полярный и экваториальный диаметры Луны, по ним найди степень сплюснутости Луны и как бонус найти средний угловой диаметр Луны. - Расстояние до Луны
Измеряем угловой диаметр Луны, берем физический диаметр Луны и рассчитываем расстояние до Луны. - Размеры кратеров на Луне
При помощи теодолита можно померить линейные и угловые размеры образований на Луне. - Рефракция
При помощи теодолита, диафрагмы и цветного фильтра можно промерить зависимость рефракции атмосферы от высоты над горизонтом. - Расстояние до Юпитера
Задача похожа на первую, но в качестве подопытного выступает самая большая планета солнечной системы. - Скорость света
По сути наша самопальная проверка эксперимента Олафа Рёмера по определению скорости света по Юпитеру. В качестве довеска — то же самое, но по Марсу. - Годичный параллакс Юпитера
- Наземные ориентиры для определения сторон света
Нахождение азимутов наземных объектов относительно места наблюдения и нанесение направлений на стороны света на площадке. Плюс нахождение разницы между направлением на географический и магнитный северный полюс. - «Иридиумы»
Тут как получится, но в планах сравнение реального и расчетного местоположения на небесной сфере. - Координаты и абсолютная высота астрономической площадки над уровнем моря
Задача практически исключительно для GPS-приемника, измерения планируется проводить для разных референц-эллипсоидов. - Угловые расстояние между объектами небесной сферы
Измерение угловых расстояний между одиночными звездами в созвездиях, между компонентами кратных звезд и между Юпитером и галилеевыми спутниками. - Наблюдение Полярной звезды
Определение географической широты на основе наблюдений Полярной звезды.
Вот такой получился список задач с использованием в основном теодолита, которые мы выдали «на гора» за полчаса. Возможно этот список мы еще и расширим — может что-нибудь подскажете.
Осталось еще добавить, что все задачи планируем решить на практике.
Взять PDF-версию этой статьи
Александр Вольф • 11 июня 2010 г. в 10:45
По зрелому размышлению, я пришел к выводу, что 6-й пункт для Марса слишком трудновыполнимый, поэтому довесок имеет смысл снять с повестки дня. Но можно добавить 13-й пункт — проложить точки видимой траектории движения планет по небесной сфере.
Svetlana Kovtun • 11 июня 2010 г. в 14:15
Можно поподробнее про теодолит 🙂
Александр Вольф • 11 июня 2010 г. в 14:16
Теодолит, это такой измерительный инструмент, который используют географы. Прицепить его фотографию к статье?
Svetlana Kovtun • 11 июня 2010 г. в 14:17
Конечно прицепить!
Александр Вольф • 11 июня 2010 г. в 14:22
По просьбам трудящихся вывешиваю фото теодолита
Задача 10, геодезическая • 11 июня 2010 г. в 18:45
[...] мы сформулировали более десятка практических задачек, которые можно [...]
Александр Вольф • 11 июня 2010 г. в 20:03
Дополнения к списку наблюдений от Дмитрия Капарулина из Томска.
14. По спутникам Юпитера можно провести другой интересный опыт. Наблюдая за отностельными положениями спутников можно вычислить периоды обращения спутников и отностельные расстояния до Юпитера (в радиусах планеты, например). По этим данным можно проверить выполнение третьего закона Кеплера в системе спуников Юпитера.
Я проделывал этот опыт в трубу 35х35. При соответсвующей обработке наблюдений можно по 20 положениям за месяц добиться точности периода около 1%, а вот при измерении «на глазок» с расстоянием до планеты (особенно у Каллисто) будут проблемы: все рассотяния будут занижены процентов на 10 (у Каллисто на 20) — видимо яркий диск Юпитера кажится большим, чем на самом деле.
15. Можно измерить высоту серебристых облаков. Стандарно для этого используются базисные наблюдения, но если отказаться от высокой точности можно поступить следующим образом. Как известно, серебристые облака освещаются солнцем, которое находится под горизонтом. Верхняя (видимая) граница поля серебристых облаков определяется условиями освещения поля серебристых облаков. При фикисированной глубине погружения Солнца под горизонт видимая граница поля СО будет тем выше, чем больше высота серебристых облаков. Один из кружковцев (ныне выпускник) астрономического клуба «ИКАР» городского дворца творчеста детей и молодежи г.Томска выступал с докладом по этой теме на конференции школьников в 2005 году. Доклад был отмечен дипломом.
16. Позиционные наблюдения Луны с целью проверки первого и второго закона Кеплера. Для проверки законов этих законов Кеплера не надо знать абсолютное значение расстояния до Луны, а достаточно измерять его в относительных единицах. Уголовой размер Луны дает относительное расстояние, а позиционные измерения — угловую скорость движения. Можно наблюдать с интервалом в сутки, а можно две ночи вблюзи перигея и апогея. Тут видимо придется еще повозиться с учетом суточного параллкса.
Александр Вольф • 11 июня 2010 г. в 20:18
Дополнение к пунктам от Артёма Читайло из Новокузнецка:
В дополнение к иридиумам — триангуляция их (или МКС, или других ИСЗ) для определения расстояния до них. Два пункта, пара сотен метров базы, впрочем, лучше аккуратно посчитать)