Antraštė: mėnulio vaizdas perigee ir apogėjuje
Būdamas mokytoju, visada ieškau laboratorijų su paprastais nustatymais, tinkamais studentams. Dabartinis mano mėgstamiausias dalykas yra šviesos greičio nustatymas su šokoladu.
Naujame „arXiv“ įkeltame dokumente Kevinas Krisciūnas iš „Texas A&M“ aprašo Mėnulio orbitalinio ekscentriškumo nustatymo metodą su stebėtinai maža klaida, naudojant ne daugiau kaip metro lazdą, kartono gabalą ir programą, skirtą kreivėms pritaikyti. kintamos žvaigždės.
Šiuo metodu pasinaudojama tuo, kad ekscentriškumą galima nustatyti pagal objekto vidutinio kampinio dydžio ir pusės jo amplitudės santykį. Taigi pagrindinis tikslas yra išmatuoti šiuos du kiekius.
Kevino strategija, kaip tai padaryti, yra naudoti kartono stebėjimo angą, kuri gali slysti išilgai metro lazdelės. Žvilgčiodami per skylę Mėnulyje ir stumdami kortelę pirmyn ir atgal, kol skylės kampinis dydis tik sutaps su Mėnuliu. Iš ten skylės skersmuo, padalytas iš atstumo iki skaitiklio lazdelės, suteikia kampo dydį mažo kampo formulės dėka (? = D / D radianais, jei D >> d).
Norint išvengti sisteminių klaidų neteisingai vertinant, kai kortelė stumiama į priekį, kol skylės dydis sutaps su Mėnuliu, geriausia taip pat kreiptis į ją kita kryptimi; Ateina iš tolimiausio skaitiklio galo. Tai turėtų padėti sumažinti klaidų skaičių, o bandydamas Kevinas nustatė, kad tai darydamas, jo tipinis pasklidimas buvo ± 4 mm.
Šiuo metu dar yra viena sisteminė klaida, į kurią reikia atsižvelgti: Mokinio baigtinis dydis yra panašus į stebėjimo angą. Dėl to bus nepakankamai įvertintas tikrasis kampo dydis. Taigi korekcijos koeficientas yra būtinas.
Norėdami nustatyti šį pataisos koeficientą, Kevinas padėjo 91 mm diską 10 metrų atstumu (tai turėtų sudaryti diską, kurio kampo dydis būtų toks pats kaip mėnulio, žiūrint iš tokio atstumo). Kad būtų kuo geriau suderinta, kartono slydimas su skylute turėtų reikia uždėti 681,3 mm atstumą ant skaitiklio lazdelės, tačiau dėl sistemingos mokinio klaidos Kevinas nustatė, kad jį reikia uždėti 821 mm atstumu. Stebimo ir tinkamo išdėstymo santykis pateikė Kevino pataisos koeficientą (1,205). Tai turėtų būti kalibruojama kiekvienam asmeniui ir tai taip pat priklausytų nuo šviesos kiekio stebėjimo metu, nes tai taip pat daro įtaką mokinio skersmeniui. Tačiau vieno korekcijos koeficiento priėmimas duoda patenkinamų rezultatų.
Tai leidžia tinkamai paimti duomenis, kuriuos vėliau galima panaudoti norint nustatyti reikiamus dydžius (vidutinis kampo dydis ir 1/2 amplitudė). Norėdami juos nustatyti, Kevinas naudojo programą, vadinamą PERDET, kuri skirta sinusoidinėms kreivėms pritaikyti kintamų žvaigždžių virpesiams. Bet kuri programa, kuri galėtų pritaikyti tokias kreives prie duomenų taškų, naudojant?2 tam tikslui būtų tinkama ar Furjė analizė.
Iš tokių programų, nustačius vidutinį kampo dydį ir pusės amplitudę, jų santykis suteikia ekscentriškumą. Kevino eksperimentui jis nustatė 0,039 ± 0,006 vertę. Be to, laikotarpis, kurį jis nustatė nuo perigeo iki perigee, buvo 27,24 ± 0,29 dienos, kuris puikiai sutinka su priimta 27,55 dienos verte.
