Сейтасанова Ольга Игоревна

Велиляева Девлет-Султан Эмирзаковна

ученица 5-Бкласса гимназии № 11

имени К.А. Тренёва

города Симферополя

Научный руководитель:

Сейтасанова Ольга Игоревна

учитель физики, астрономии

гимназии № 11 им.К.А. Тренёва

города Симферополя

Симферополь 2013г.

ВВЕДЕНИЕ

Где бы ни оказался человек на суше или в океане, в джунглях или в пустыне, он в первую очередь должен сориентироваться, определить свое местонахождение.

Издавна одним из главных назначений астрономии была навигация - по звездам ориентировались капитаны кораблей в открытом море и проводники караванов в пустыне, многие столетия звезды помогали не сбиться с пути путешественникам - не зря же появилось выражение "путеводная звезда" как синоним надежности. Кстати, компас в Европе известен, только, с XI века, а до его изобретения, только, звезды и могли помочь в пути.

Во времена Древней Греции Полярная звезда была совсем не полярной, то есть была расположена так далеко от Полюса, что древние греки не использовали её в качестве ориентира, а определяли направление на север по звездам Большой Медведицы, которая была тогда намного ближе к северному Полюсу Мира.

Сведения о том, как ориентироваться на местности, очень полезны для каждого человека. Мне интересно изучать именно эту тему потому, что владея знаниями географического ориентирования, я могу безошибочно определить своё местоположение и найти правильный путь, направление окажись я в незнакомом месте и имея под рукой карту местности.

I. ОБСЕРВАТОРИИВ СРЕДНИЕ ВЕКА

1.1. Когда возникли первые обсерватории?

Создание первых астрономических обсерваторий теряется в глубине веков. Древнейшие обсерватории были построены в Ассирии, Вавилоне, Китае, Египте, Персии, Индии, Мексике, Перу и некоторых других государствах несколько тысячелетий назад. Древние египетские жрецы, которые были по существу и первыми астрономами, вели наблюдения с плоских площадок, специально сделанных на вершинах пирамид.

1.2. Обсерватории в Европе

В XVI веке знаменитый астроном Тихо Браге все свои сбережения, более 100 000 крон, употребил на постройки и инструменты своей обсерватории Ураниборг на острове Вен, в проливе Эресунн. Он первый в Европе стал употреблять металлические инструменты с кругами. В XVII веке большой славой пользовалась частная обсерватория Гевелия.

Первая правительственная обсерватория в Европе — т. н. Круглая башня — была построена в 1637—1656 годах в Копенгагене. До пожара1728 года она имела фигуру башни в 115 датских футов высотой и 48 — в диаметре. Сама обсерватория помещалась на вершине башни, куда вела винтовая дорога, полого поднимавшаяся внутри стен. Известно, что по этой дороге в 1716 году Пётр Великий въехал верхом, а Екатерина I в карете, запряжённой шестёркой лошадей. Ещё Рёмер заметил невыгоды этой высокой башни для установки приборов и изобретённый им пассажный инструмент поставил в своей частной обсерватории на уровне земли и вдали от проезжей дороги.

К концу XVIII века в Европе действовало более 100 обсерваторий, а к началу XX века число их достигло 380. Более или менее удовлетворительные обсерватории существуют при каждом университете и каждом политехническом институте. В начале XX века особенно быстро возрастало число частных обсерваторий, устраиваемых астрономами-любителями; огромное число их имелось в Англии и в Соединённых Штатах, где на них жертвовали целые капиталы.

1.3. Обсерватории на Востоке.

Самой известной обсерваторией на востоке является обсерватория Улугбека в Узбекистане (рис.1). Основным инструментом в обсерватории был большой квадрант для вычисления угловых расстояний звезд и других светил. В этой обсерватории при обязательном участии Улугбека был составлен знаменитый каталог, в котором содержались координаты 1018 звезд, определенных с точностью. Очень долго этот каталог был лучшим в мире.

Остатки этой обсерватории были найдены знаменитым археологом В. Л. Вяткиным в 1908 году. С помощью одного из документов XVII века археолог смог обнаружить точное описание места расположения обсерватории. В 1948 г. экспедиция Института истории и археологии Академии наук Узбекской ССР, завершила раскопки, обнаружив фундаменты обсерватории и фрагменты здания.

Обсерватория имела вид трёхэтажной постройки высотой 30,5м и диаметром 46,45 м, и вмещала с севера на юг гигантский угломер — квадрантрадиусом 40,21 м. В обсерватории Улугбека работали такие знаменитые астрономы, как Кази-заде ар-Руми, ал-Каши, ал-Кушчи. Здесь же была определена длина звёздного года: 365 дней, 6 часов, 10 минут, 8 секунд.

1.4. Знаменитые астрономы средневековья

Одни, из знаменитых астрономов средневековья являются – Улугбек и Тихо Браге.

1.1.1. Улугбек (рис.2)

Полное имя Улугбека - Мирза Мухаммед ибн Шахрух ибн Тимур Улугбек Гураган.

Родился 22 марта 1394 года в Узбекистане.

Мать - Гаухаршад бегим. Отцом его был младший сын Тимура Шахрух. Настоящее имя Мирзо Улугбека было Мухаммад Тарагай.

Обсерватория Улугбека является самой известной на Востоке. В обсерватории работали такие знаменитые астрономы, как Кази-заде ар-Руми, ал-Каши, ал-Кушчи. Именно эти учённые помогали Улугбеку составлять каталог.

1.1.2. Тихо Браге(рис.3)

Тихо Браге – знаменитый датский учённый, астроном. Родился 14 декабря 1546 года в Дании. Именно он первым в Европе начал проводить систематические и самые точные астрономические наблюдения планет. Многие инструменты в своей обсерватории Тихо делал сам, иногда даже в более внушительных размерах. Он разрабатывал новые методы астрономических наблюдений. После изобретения телескопа точность наблюдений резко повысилась, но усовершенствования Браге в области механики астрономических инструментов и методов обработки наблюдений сохраняли ценность ещё долгое время.

II. ИНСТРУМЕНТЫВ СРЕДНЕВЕКОВЫХ ОБСЕРВАТОРИЯХ

1.1.1. Квадрант (рис.4)

Квадрант - в плоскостной геометрии - четверть круга, ограниченная радиусами, расположенными под прямым углом друг к другу, и дугой окружности. В аналитической геометрии это одно из четырех сечений плоскости, разделенной осями х и у. Квадрантом называют также устройство, которое служит для измерения углов, со шкалой, рассчитанной на 90°.

С помощью квадранта в обсерватории Улугбека производились измерения высоты небесных светил над горизонтом при прохождении их через небесный меридиан. Прибор хорошо сохранился в подземной части.

Одним из наиболее ранних инструментов для измерения положения звезд Тихо Браге, является квадрант. Этот квадрант (рис.2), которым пользовались в 1576 — 1596 гг., был смонтирован на центральной опоре (1), у него имелась стрелка (2) с визиром, которая перемещалась по градуированной металлической дуге (3). Вся конструкция располагалась в углублении со ступенями (4), которые позволяли наблюдателю переходить с уровня на уровень в зависимости от позиции стрелки. Работа современных астрономов до сих пор опирается на основы, заложенные Тихо Браге при помощи этого и подобных инструментов.

1.1.2.Секстант (рис.5)

Секстант — навигационный измерительный инструмент, используемый для измерения высоты светила над горизонтом с целью определения географических координат той местности, в которой производится измерение. Например, измерив высоту Солнца в астрономический полдень, можно, зная дату измерения, вычислить широту местности.

Строго говоря, секстант позволяет точно измерять угол между двумя направлениями. Зная высоту маяка (с карты), можно узнать дистанцию до него, измерив, угол между направлением на основании маяка и направлением на верхнюю часть и произведя несложный расчёт. Также можно измерять горизонтальный угол (то есть в плоскости горизонта) между направлениями на разные объекты.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Я использую для наблюдений угломерные инструменты.

Опыт № 1 «Солнечные часы» (рис.6)

С давних времён люди использовали два вида измерения времени: звёздное и солнечное. В повседневной жизни мы пользуемся солнечное время, которое мы определяем с помощью часов: обычной палочки тень от которой показывает на местное время.

Самая короткая тень от палочки определяется в кульминацию солнца, т. е в местный полдень.

Разница географических долгот Симферополя λ с и Киева λ к определяет разница между временем: Тс и временем Тк.

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ

Для того чтобы сделать солнечные часы, я выполнила выкройку на бумаге. Я разрезала отдельные полосы и склеила их, а потом совместила соответствующие буквы. Для того что бы часы показывали верное время, я установила их в направлении на юг, так что в момент кульминации солнца «зайчик» от отверстия показывал 12 часов. (Рис.2)

Таблица.

Опыт №2 Определение географической широты местности с помощью Полярной звезды.

Я использовала в этом опыте транспортир (рис.7), штатив (рис.8), нить, отвес.

С помощью карты звёздного неба я нашла Полярную звезду (рис.9). Прикрепив на штатив транспортир с отвесом, направила его так, что мой глаз находился на одной прямой с линейкой транспортира и звездой. Итак, плоскость транспортира равна плоскости меридиана.

Для того чтобы определить географическую широту, я измерила угол между отметкой 90 градусов, и линией отвеса на транспортире.