Zjawiska Zakryciowe

ProgramInnowacyjny „Zjawiska Zakryciowe”
realizowany w stacjach Astrobaz
Świecie
Gniewkowo
Unisław
Radziejów
(53°24'28.9"N 18°26'45.2"E)
(52°53'29.1"N 18°24'21.3"E)
(53°12'36.7"N 18°23'01.6"E)
(52°37'18.9"N 18°31'43.2"E)
Łukasz Wieteska
2
Zjawiska Zakryciowe
Program Innowacyjny „Zjawiska Zakryciowe” został opracowany na potrzeby
projektu „Odkrywamy planety – zajęcia z kompetencji kluczowych”. Obejmuje
96 godzin zajęd z uczniami szkół gimnazjalnych oraz ponadgimnaznalnych, z
czego 48 godziny stanowią zajęcia na platformie e-learningowej. Program
przygotowano do realizacji w okresie kwiecieo – wrzesieo 20015
Program „Zjawiska zakryciowe” zakłada poszerzenie wiedzy uczniów z zakresu
astronomii, ale także geografii, matematyki, fizyki oraz informatyki. W
zaproponowanych zajęciach wiadomości z w/w dyscyplin przenikają się
wzajemnie tworząc spójną całośd. Dzięki temu mogą wykształcid w uczestnikach
umiejętności z zakresu łączenia dyscyplin, kojarzenia faktów naukowych a także
zainteresowadszeroko pojętą nauką.
N
Temat
1 Przedstawienie tematyki zjawisk zakryciowych
Zapoznanie się ze stroną techniczną rejestracji zjawisk zakryciowych,
2 wyznaczanie granicznego zasięgu zestawu obserwacyjnego
Wykonanie pierwszych obserwacji zakryciowych: zakrycia gwiazd przez
3 księżyc
4 Samodzielne generowanie efemeryd zakryd gwiazd przez księżyc
5 Wykonanie obserwacji zakryciowych: zakrycie gwiazd przez księżyc
6 Przygotowywanie raportów z obserwacji
Wykonanie obserwacji zakryd gwiazd podwójnych oraz układów
7 wielokrotnych
Analiza wyników zjawisk zakryciowych gwiazd podwójnych oraz
8 wielokrotnych
Wykonanie obserwacji zakryd gwiazd podwójnych oraz układów
9 wielokrotnych
10
11
12
13
14
15
Zakrycia brzegowe
Wykonanie obserwacji zakryd brzegowych
Zakrycia Asteroidalne cz I
Zakrycia Asteroidalne cz II
Wykonanie obserwacji zakryd asteroidalnych
Astrofestiwal
Suma
Godz
2
s o e-learning
•
0
5
•
3
5
•
4
•
4
3
3
•
6
5
8
5
•
•
11
5
•
•
9
4
8
4
4
9
12
96
3
•
6
2
•
•
•
•
4
3
3
4
48
Wykaz tematów zajęd z podziałem godzinowym s – seminarium; o –obserwacje.
2
3
Zjawiska Zakryciowe
1.
Przedstawienie
tematyki
zjawisk
zakryciowych
(Kwiecieo 2015)
Wymiar: 2 godziny (seminarium)
Prowadzący zajęcia wyjaśnia naturę zjawisk zakryciowych. Uczniowie poznają:
 różne rodzaje zakryd (słooca przez księżyc, gwiazd przez księżyc, gwiazd przez
planetoidy, gwiazd przez planety i ich księżyce, gwiazdy przez komety)
 podstaw fizycznych zjawiska
 Skalę jasności gwiazdowej, informacje dotyczące katalogów gwiazd
 metody detekcji (obserwacje video, metoda drifft skaningu)
 znaczenie naukowe prowadzenia obserwacji zakryciowych, jakiego rodzaju
informacje można dzięki takim obserwacjom uzyskad/wywnioskowad
 korzystanie z efemeryd zakryciowych
2.
Zapoznanie się ze stroną techniczną rejestracji zjawisk
zakryciowych, wyznaczanie granicznego zasięgu zestawu
obserwacyjnego (Kwiecieo 2015)
Wymiar: 5 godzin
Czas wykonania zadania obserwacyjnego: 2 godziny
Czas pracy na platformie e-learningowej: 3 godziny
Przed zajęciami należy zainstalowad sterowniki do urządzenia przechwytującego obraz video
oraz oprogramowaniem dostarczonym wraz z urządzeniem lub darmowe oprogramowanie
(np. VirtualDub)
 Uczniowie pod opieką nauczyciela instalują w ognisku głównym teleskopu kamerę
Watec 120N wraz z inserterem GPS oraz graberem obrazu video.
 Teleskop należy zorientowad na niebie (zalignowad) możliwie najdokładniej z
wykorzystaniem podłączonej kamery (Precyzja zailgnowania teleskopu z użyciem
okularów może okazad się niewystarczająca)
3
4
Zjawiska Zakryciowe
 Uczniowie rejestrują wybrany rejon nieba, taki aby w polu widzenia kamery było
możliwie wiele gwiazd (gromada otwarta h i χ Persei, plejady itp.) na różnych
ustawieniach integracji czasu naświetlania kamery(np. 1/2000 sec, 1/250 sec, 1/125
sec, 1/25). Nagrane filmy udostępnione są na platformie e-learningowej
 Z użyciem dowolnego oprogramowania typu planetarium uczniowie w ramach pracy
na platformie e-learningowej wyznaczają najsłabiej widoczne gwiazdy wyznaczając w
ten sposób graniczny zasięg posiadanego zestawu obserwacyjnego
3.
Wykonanie pierwszych obserwacji zakryciowych: zakrycia
gwiazd przez księżyc (Kwiecieo 2015)
Wymiar: 5 godzin
Czas wykonania zadania obserwacyjnego: 1 godziny
Czas pracy na platformie e-learningowej: 4 godziny
 Uczniowie pod opieką nauczyciela, biorąc pod uwagę aktualne efemerydy zakryciowe
dla danego miejsca oraz warunki pogodowe dokonują wyboru oraz rejestracji
zakrycia gwiazd(y) przez księżycmożliwe łatwego do zarejestrowania (gwiazda o
jasności pow. 8 mag, oddalona od jasnego brzegu księżyca przynajmniej o 10 o
kątowych. Wysokośd księżyca nad horyzontem min 7o)
 Uczniowie analizują udostępnione na platformie e-learningowej materiały video
(analiza polega na jak najdokładniejszym wyznaczeniu momentu zakrycia). Uczniowie
sami mogą zaproponowad algorytm postępowania, lub wykorzystad jeden z
przedstawionych przez prowadzącego zajęcia. Używane algorytmy powinny byd
spisane i udostępnione pozostałym uczestnikom projektu
4.
Samodzielne generowanie efemeryd zakryd gwiazd przez
księżyc (Maj 2015)
Wymiar: 5 godziny
Czas seminarium/zajęcia przy komputerze: 1 godziny
Czas pracy na platformie e-learningowej: 4 godziny
4
5
Zjawiska Zakryciowe
Prowadzący zajęcia wyjaśnia zasadę obliczeo momentów zakryd dla danych współrzędnych
geograficznych. Uczniowie poznają:
 Podstawy obliczeo efemeryd
 Obsługę programu do generowania efemeryd: Lunar Occultation Workbench 4.1
 Metody generowania efemeryd zakryd oraz zakryd brzegowych gwiazd przez księżyc
Uczniowie Generują efemerydy zakryd dla danej Astrobazy lub przydomowej dostrzegalni
astronomicznej. Wyniki obliczeo zamieszczają na platformie e-learningowej. Na tej
podstawie porównują czasy zakryd dla tych samych obiektów pomiędzy Astrobazami.
5.
Wykonanie obserwacji zakryciowych: zakrycie gwiazd przez
księżyc (Maj 2015)
Wymiar: 8 godzin
Czas wykonania zadania obserwacyjnego:5 godzin w 2-3 sesjach obserwacyjnych
Czas pracy na platformie e-learningowej: 3 godziny
 Uczniowie pod opieką nauczyciela, biorąc pod uwagę aktualne efemerydy zakryciowe
dla danego miejsca oraz warunki pogodowe dokonują wyboru oraz rejestracji zakryd
gwiazd przez księżyc. Sesje obserwacyjne należy wybrad tak, aby zarejestrowad
możliwie dużo zjawisk podczas jednej sesji (w każdej z nich powinna znajdowad się
chod jedna gwiazda o jasności >7mag). Rejestrację zjawisk należy zacząd prowadzid na
3 min przed przewidywanym czasem oraz 1 min po jego zajściu.
 Uczniowie analizują udostępnione na platformie e-learningowej materiały video
wykonanych obserwacji (analiza polega na jak najdokładniejszym wyznaczeniu
momentu zakrycia). Wykorzystują do tego oprogramowanie VirtualDub oraz arkusze
kalkulacyjne Microsoft Excel bądź GnuPlot (Linux)
6.
Przygotowywanie raportów z obserwacji (Czerwiec 2015)
Wymiar: 5 godziny
Czas seminarium: 2 godziny
Czas pracy na platformie e-learningowej: 3 godziny
5
6
Zjawiska Zakryciowe
 Prowadzący seminarium objaśnia sposób przygotowywania raportów z obserwacji
oraz prezentuje sposoby ich wysyłania do instytucji zajmujących się ich
katalogowaniem
 Podczas seminarium zostają zaprezentowane organizacje (Europejskie, Światowe)
zajmujące się koordynacją obserwacji oraz analizą wyników zakryd gwiazd przez
księżyc.
7.
Wykonanie obserwacji zakryd gwiazd podwójnych oraz
układów wielokrotnych (Czerwiec 2014 – Wrzesieo 2015)
Wymiar: 11 godzin
Czas wykonania zadania obserwacyjnego:5 godzin w 3-5 sesjach obserwacyjnych
Czas pracy na platformie e-learningowej: 6 godziny
 Uczniowie generują listę zjawisk zakryciowych dla układów gwiazd podwójnych oraz
wielokrotnych i zamieszczają wyniki obliczeo na platformie e-learningowej. W
porozumieniu z pozostałymi zespołami Astrobaz dokonują wyboru zjawisk, których
podejmą próbę wspólnej rejestracji.
 Pod opieką nauczyciela uczniowie rejestrują wybrane zjawiska zakryciowe. Zjawiska
należy dobrad tak, aby rozdzielczośd rejestracji była możliwie jak największa (czas
migawki kamery jak najkrótszy). Oznacza to wybór obiektów jasnych (<7 mag).
8.
Analiza wyników zjawisk zakryciowych gwiazd podwójnych
oraz wielokrotnych (Lipiec 2015)
Wymiar: 5 godziny
Czas seminarium: 2 godziny
Czas pracy na platformie e-learningowej: 3 godziny
 Prowadzący seminarium objaśnia sposób wykonania analizy zakrycia gwiazd
podwójnych oraz wielokrotnych z wykorzystaniem programów do obróbki video
(VirtualDub) oraz arkuszy kalkulacyjnych Excel
6
7
Zjawiska Zakryciowe
 Na podstawie udostępnionych na platformie e-learningowej obserwacji wykonanych
przez wszystkie zespoły uczniowie wyznaczają separację poszczególnych składników
obserwowanych układów gwiazd
9.
Wykonanie obserwacji zakryd gwiazd
pojedyozych,
podwójnych oraz układów wielokrotnych (Lipiec 2015 –
Wrzesieo 2015)
Wymiar: 9 godzin
Czas wykonania zadania obserwacyjnego: 3 godzin w 3-6 sesjach obserwacyjnych
Czas pracy na platformie e-learningowej: 6 godziny
 Pod opieką nauczyciela uczniowie rejestrują wybrane zjawiska zakryciowe gwiazd
podwójnych oraz wielokrotnych a także układóo gwiazd o nieznanej krotności
 Uczniowie analizują zebrane dane z uwzględnieniem potencjalnych gwiazd
podwójnych, nieuwzględnionych w obecnie znanych katalogach gwiazd
 Uczniowie wykonują raporty z obserwacji i uwspólniają wyniki na platformie elearningowej. Wybrane obserwacje raportują do instytucji zewnętrznych
10. Zakrycia brzegowe (Lipiec 2015)
Wymiar: 4 godziny
Czas seminarium: 2 godziny
Czas pracy na platformie e-learningowej: 2 godziny
Podczas seminarium prowadzący wyjasnia pojęcia związane z obserwacją zakryd brzegowych
gwiazd przez księżyc, w tym:
 sposób wyznaczania efemeryd, pasa zakrycia
 profilu księżyca Wattsa oraz misji sondy Kaguya
 redukcji zebranych danych obserwacyjnych (z wykorzystaniem oprogramowania
VirtualDub oraz Microsoft Excel
 planowanie obserwacji brzegowych
7
8
Zjawiska Zakryciowe
Zaprezentowane zostaną wybrane wyniki wypraw zakryciowych organizowanych przez SOPiZ
PTMA
Na podstawie uzyskanych informacji uczniowie wygenerują efemerydy zakryd brzegowych
dla współrzędnych geograficznych wybranych astro baz.Uwspółnione informacje na
platformie e-learningowej będą stanowiły podstawę wyboru rejestracji zjawisk.
11. Wykonanie obserwacji zakryd brzegowych (Kwiecieo 2015 –
Wrzesieo 2015)
Wymiar: 8 godzin
Czas wykonania zadania obserwacyjnego: 4 godzin w 3-6 sesjach obserwacyjnych
Czas pracy na platformie e-learningowej: 4 godziny
 Pod opieką nauczyciela uczniowie rejestrują wybrane zjawiska zakryciowe według
efemeryd wyliczonych w uprzednim kroku
 Uczniowie analizują zebrane materiały umieszczone na platformie e-learningowej. Za
pomocą oprogramowania VirtualDub lub podobnego odczytują dokładne momenty
zakryd. W programie Excel budują wykresy skorelowane z danymi z profilu Wattsa
oraz misji Kaguya.
 Uczniowie przygotowują raporty z obserwacji zgodnie z wytycznymi JOTA
12. Zakrycia Asteroidalne cz I (Lipiec 2015)
Wymiar: 4 godziny
Czas seminarium: 1 godziny
Czas pracy na platformie e-learningowej: 3 godziny
 Podczas seminarium prowadzący przedstawia informacje wstępne dotyczące zakryd
asteroidalnych, w tym:
o Omawia budowę oraz teorię pochodzenia asteroid
o Wyjaśnia zagadnienia związane z dokładnościąznanych orbitasteroid i
wynikającymi z tego błędami obliczeo efemeryd zakryciowych
8
9
Zjawiska Zakryciowe
o Przedstawia
zarejestrowane
z
sukcesem
zakrycia
asteroidalne
oraz
przedstawia w jakiego rodzaju informacji mogą dostarczyd obserwacje
zakryciowe
o Przedstawia narzędzia informatyczne służące do przewidywania pasa zakryd
 Uczniowie
na
podstawie
zdobytej
wiedzy
wyznaczają
efemerydy
zakryd
asteroidalnych dla Polski. Wyniki obliczeo zamieszczają na platformie e-learningowej.
13. Zakrycia Asteroidalne cz II (Sierpieo 2015)
Wymiar: 4 godziny
Czas seminarium: 1 godziny
Czas pracy na platformie e-learningowej: 3 godziny
 Podczas seminarium prowadzący przedstawia informacje związane z aktualnymi
zjawiskami zakryciowymi widocznymi w Europie. Dodatkowo
o Omawia sposób obliczeo efemeryd
o Zachęca do ciągłego monitorowania uaktualnieo efemeryd zakryciowych
o Wyjaśnia sposób analizy oraz prezentacji wyników (program Iris lub podobny)
o Wspólnie z uczniami oraz pozostałymi zespołami Astrobaz konstruuje listę
wspólnych obserwacji
14. Wykonanie obserwacji zakryd asteroidalnych (Maj 2015 –
Wrzesieo 2015)
Wymiar: 9 godzin
Czas wykonania zadania obserwacyjnego: 5 godzin w 2-4 sesjach obserwacyjnych
Czas pracy na platformie e-learningowej: 4 godziny
 Pod opieką nauczyciela uczniowie rejestrują wybrane w porozumieniu ze wszystkimi
astrobazami zjawiska zakryciowe gwiazd przez asteroidy
 Uczniowie analizują materiały video zebrane podczas obserwacji, uwspólnione na
platformie e-learningowej. W przypadku pozytywnej rejestracji zakrycia uczniowie
przeprowadzają analizę parametrów asteroidy oraz raportują wyniki do IOTA
9
10
Zjawiska Zakryciowe
15.
Astrofestiwal
- udział uczniów w astrofestiwalu (wykłady, podsumowanie proejktu)
Materiały dla nauczycieli:
1. Manual obserwacji zakryciowych wydany przez IOTA (International Occultation
Timing Associacion):
http://www.poyntsource.com/IOTAmanual/IOTA_Observers_Manual_all_pages.pdf
2. “Astronomia ogólna” Eugeniusz Rybka
3. “Obserwacje Zjawisk Zakryciowych” – Paweł Maksym (prezentacja)
http://www.urania.edu.pl/pliki/kruszwica/zakrycia_ogolna.pdf
4. Turotial programu VirtualDub:
http://www.sopiz.ptma.pl/blog/tutorials/virtualdub/
5. Tutorial programu Limovie:
http://www.asteroidoccultation.com/observations/LIMOVIE.doc.
Załączniki
1. Efemerydy zakryciowe dla Astrobaz zlokalizowanych w Gniewkowie, Radziejowie,
Świeciu oraz Unisławie
10
11
Zjawiska Zakryciowe
Sugerowane „okna obserwacyjne” zakryd gwiazd przez księżyc (zaznaczone na zielono). Na
pomaraoczowo zaznaczono szczególnie interesująca noc.
Kwiecień 2015
Maj 2015
Czerwiec 2015
Nr. Po Wt Śr Cz Pi So Ni
Nr. Po Wt Śr Cz Pi So Ni
Nr. Po Wt Śr Cz Pi So Ni
14
15 6
7
1
2
3
4
5
8
9 10 11 12 19 4
18
5
6
7
1
2
3
23 1
8
9 10 24 8
2
3
4
5
6
7
9 10 11 12 13 14
16 13 14 15 16 17 18 19
20 11 12 13 14 15 16 17
25 15 16 17 18 19 20 21
17 20 21 22 23 24 25 26
21 18 19 20 21 22 23 24
26 22 23 24 25 26 27 28
18 27 28 29 30
22 25 26 27 28 29 30 31
27 29 30
Lipiec 2015
Sierpień 2015
Wrzesień 2015
Nr. Po Wt Śr Cz Pi So Ni
Nr. Po Wt Śr Cz Pi So Ni
Nr. Po Wt Śr Cz Pi So Ni
27
28 6
7
1
2
3
4
5
8
9 10 11 12 32 3
31
4
5
6
7
1
2
36
1
2
3
4
5
6
8
9
37 7
8
9 10 11 12 13
29 13 14 15 16 17 18 19
33 10 11 12 13 14 15 16
38 14 15 16 17 18 19 20
30 20 21 22 23 24 25 26
34 17 18 19 20 21 22 23
39 21 22 23 24 25 26 27
31 27 28 29 30 31
35 24 25 26 27 28 29 30
40 28 29 30
36 31
11