التسمية التوضيحية: منظر للقمر عند الحضيض والأوج
بصفتي مدرسًا ، فأنا دائمًا أبحث عن المعامل ذات الإعدادات البسيطة المناسبة للطلاب. المفضل لدي هو إيجاد سرعة الضوء مع الشوكولاتة .
في ورقة جديدة تم تحميلها مؤخرًا إلى arXiv ، يصف كيفن كريسيوناس من جامعة تكساس إيه آند إم طريقة لتحديد المدار شذوذ للقمر بخطأ منخفض بشكل مدهش باستخدام لا شيء أكثر من عصا متر وقطعة من الورق المقوى وبرنامج مخصص لتناسب المنحنيات مع النجوم المتغيرة.
تستفيد هذه الطريقة من حقيقة أنه يمكن تحديد الانحراف من نسبة متوسط الحجم الزاوي لجسم ونصف اتساعه. وبالتالي ، فإن الهدف الرئيسي هو قياس هاتين الكميتين.
تتمثل إستراتيجية كيفن في القيام بذلك في الاستفادة من فتحة رؤية من الورق المقوى يمكن أن تنزلق على طول عصا متر. من خلال النظر عبر الفتحة الموجودة على القمر ، وتحريك البطاقة للخلف وللأمام حتى يتداخل الحجم الزاوي للفتحة مع القمر. من هناك ، قطر الثقب مقسومًا على المسافة أسفل العصا المترية يعطي الحجم الزاوي بفضل صيغة الزاوية الصغيرة (؟ = د / د بالراديان إذا د >> د).
لمنع الأخطاء المنهجية في سوء التقدير حيث أن البطاقة تنزلق للأمام حتى يتطابق حجم الفتحة مع القمر ، فمن الأفضل أيضًا الاقتراب منها من الاتجاه الآخر ؛ قادم من النهاية البعيدة لعصا العداد. من المفترض أن يساعد ذلك في تقليل الأخطاء وفي محاولة كيفن ، وجد أن انتشاره النموذجي يبلغ ± 4 مم عند القيام بذلك.
في هذه المرحلة ، لا يزال هناك خطأ منهجي آخر يجب أخذه في الاعتبار: الحدقة لها حجم محدود يمكن مقارنته بفتحة الرؤية. سيؤدي هذا إلى التقليل من الحجم الزاوي الفعلي. على هذا النحو ، فإن عامل التصحيح ضروري.
لاشتقاق عامل التصحيح هذا ، وضع كيفن قرصًا بحجم 91 مم على مسافة 10 أمتار (يجب أن ينتج قرصًا بنفس الحجم الزاوي للقمر عند النظر إليه من تلك المسافة). لإنتاج أفضل تطابق ، زلة من الورق المقوى مع فتحة الرؤيةيجبيجب وضعها عند 681.3 مم على عصا القياس ، ولكن بسبب الخطأ المنهجي للتلميذ ، وجد كيفن أنه يجب وضعها عند 821 مم. نسبة الموضع الملاحظ إلى الموضع المناسب بشرط عامل التصحيح المستخدم كيفن (1.205). سيحتاج هذا إلى معايرة لكل شخص على حدة وسيعتمد أيضًا على كمية الضوء أثناء وقت المراقبة لأن هذا يؤثر أيضًا على قطر التلميذ. ومع ذلك ، فإن اعتماد عامل تصحيح واحد يؤدي إلى نتائج مرضية.
يسمح هذا بالبيانات المأخوذة بشكل صحيح والتي يمكن استخدامها بعد ذلك لتحديد الكميات الضرورية (متوسط الحجم الزاوي ونصف السعة). لتحديد ذلك ، استخدم كيفن برنامجًا يُعرف باسم PERDET مصمم لملاءمة منحنيات الجيوب الأنفية مع التذبذبات في النجوم المتغيرة. أي برنامج يمكن أن يلائم مثل هذه المنحنيات لنقاط البيانات باستخدام؟2مناسب أو تحليل فورييه سيكون مناسبًا لهذه الغاية.
من هذه البرامج بمجرد تحديد متوسط الحجم الزاوي ونصف الاتساع ، فإن نسبتها توفر الانحراف. بالنسبة لتجربة كيفن ، وجد قيمة 0.039 ± 0.006. بالإضافة إلى ذلك ، كانت الفترة التي حددها من نقطة الحضيض إلى الحضيض 27.24 ± 0.29 يومًا وهي في اتفاق ممتاز مع القيمة المقبولة البالغة 27.55 يومًا.
