Kapsyen: Pemandangan bulan di perigee dan apogee
Sebagai seorang guru, saya sentiasa mencari makmal dengan persediaan ringkas yang sesuai untuk pelajar. Kegemaran saya sekarang ialah mencari kelajuan cahaya dengan coklat.
Dalam makalah baru yang dimuat naik ke arXiv baru-baru ini, Kevin Krisciunas dari Texas A&M menerangkan kaedah untuk menentukan eksentrisiti orbit bulan dengan ralat yang sangat rendah dengan menggunakan tidak lebih dari meter meter, sekeping kadbod dan program yang dimaksudkan untuk memasang lekuk bintang berubah.
Kaedah ini memanfaatkan fakta bahawa eksentrisitas dapat ditentukan dari nisbah ukuran sudut sudut objek dan setengah dari amplitudnya. Oleh itu, objektif utama adalah mengukur kedua-dua kuantiti ini.
Strategi Kevin untuk melakukan ini adalah dengan menggunakan lubang penglihatan kadbod yang dapat meluncur di sepanjang batang meter. Dengan mengintip lubang di bulan, dan menggeser kad ke belakang sehingga ukuran sudut lubang bertindih bulan. Dari sana, diameter lubang dibahagikan dengan jarak ke bawah meter meter memberikan ukuran sudut berkat formula sudut kecil (? = D / D dalam radian jika D >> d).
Untuk mengelakkan kesalahan sistematik dalam salah menilai ketika kad diluncurkan ke hadapan sehingga ukuran lubang sepadan dengan bulan, lebih baik juga mendekatinya dari arah lain; Datang dari dalam dari hujung meter meter. Ini akan membantu mengurangkan kesilapan dan dalam percubaan Kevin, dia mendapati bahawa dia mempunyai penyebaran khas ± 4 mm ketika melakukannya.
Pada ketika ini, masih ada satu lagi kesalahan sistematik yang mesti diambil kira: Murid mempunyai ukuran yang terbatas setanding dengan lubang penglihatan. Ini akan menyebabkan ukuran sudut sebenar tidak dipandang rendah. Oleh itu, faktor pembetulan perlu dilakukan.
Untuk mendapatkan faktor pembetulan ini, Kevin meletakkan cakera 91 mm pada jarak 10 meter (ini harus menghasilkan cakera dengan ukuran sudut yang sama dengan bulan ketika dilihat dari jarak itu). Untuk menghasilkan padanan terbaik, slip kadbod dengan lubang penglihatan semestinya perlu diletakkan pada jarak 681.3 mm pada batang meter, tetapi kerana kesalahan sistematik murid, Kevin mendapati ia perlu diletakkan pada jarak 821 mm. Nisbah penempatan yang diperhatikan dengan penempatan yang betul memberikan faktor pembetulan yang digunakan Kevin (1.205). Ini perlu dikalibrasi untuk setiap individu dan juga bergantung pada jumlah cahaya pada masa pemerhatian kerana ini juga mempengaruhi diameter murid. Walau bagaimanapun, menggunakan satu faktor pembetulan menghasilkan hasil yang memuaskan.
Ini memungkinkan data yang diambil dengan betul yang kemudian dapat digunakan untuk menentukan jumlah yang diperlukan (ukuran sudut sudut dan 1/2 amplitud). Untuk menentukannya, Kevin menggunakan program yang dikenali sebagai PERDET yang dirancang untuk memasang lengkung sinusoid ke ayunan pada bintang berubah. Mana-mana program yang dapat menyesuaikan kurva seperti itu ke titik data menggunakan?2 sesuai atau analisis Fourier sesuai untuk tujuan ini.
Dari program sedemikian apabila ukuran sudut rata-rata dan amplitudo setengah ditentukan, nisbahnya memberikan eksentrik. Untuk percubaan Kevin, dia menemui nilai 0,039 ± 0,006. Selain itu, tempoh yang ditentukannya dari perigee ke perigee adalah 27.24 ± 0.29 hari yang sangat sesuai dengan nilai yang diterima 27.55 hari.
