एक सनी दिवस के लिए एक सूर्य ग्रहण गतिविधि

सूर्य ग्रहण का एक शानदार मॉडल सूर्य ग्रहण का दिन बिताना है।
गाइ वन्देग्रेफ्ट

इस गर्मी के दिनों में आप बच्चों के साथ एक मजेदार प्रयोग कर सकते हैं। आप सभी की जरूरत है एक छोटा सा गोला है जो आपके सिर के ऊपर एक छड़ी के साथ जुड़ा हुआ है और कागज की एक शीट की तरह जमीन पर कुछ सफेद है, जहां आप छाया को प्रोजेक्ट कर सकते हैं। हमने एक इंच चौड़ी स्टायरोफोम गेंद का इस्तेमाल किया और इसे जमीन से 110 इंच ऊपर रखा। यह एक स्केल मॉडल बनाता है, जिसमें चंद्रमा का प्रतिनिधित्व करने वाला छोटा गोला और पृथ्वी की सतह का प्रतिनिधित्व करने वाला कागज़ होता है।

यह प्रयोग प्रतिभागियों को यह समझने में मदद करेगा कि प्राचीन यूनानी वैज्ञानिकों ने चंद्रमा के आकार और दूरी को कैसे मापा। यह हिप्पार्कस की पद्धति का अनुसरण करता है, जिसने दिखाया कि चंद्रमा का आकार सूर्यग्रहण के दौरान पृथ्वी पर पेनम्ब्रा के आकार को निर्धारित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। पेनम्ब्रा मून की छाया का एक हिस्सा है जहाँ कुछ सूर्य अभी भी दिखाई दे रहे हैं। ShaalAST shade के लिए इट्स लैटिन: थिंक पेन इंसुला ( almost island ) और umbr ella (जो छाया प्रदान करता है)।

चंद्रमा केवल सूर्य के प्रकाश को निश्चित स्थानों (गर्भ) में रोक देता है। जिस क्षेत्र में सूर्य केवल आंशिक रूप से अवरुद्ध होता है, वह क्षेत्र है।
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गोले के व्यास की तुलना में छोटे गोले से कागज की शीट से दूरी 110 गुना बड़ा करें। पृथ्वी का प्रतिनिधित्व करने के लिए, एक व्यास के साथ कागज पर एक वृत्त खींचें जो कि छोटे क्षेत्र की तुलना में 3.67 गुना बड़ा है। आप अपने मिनी-ग्रहण को बनाने के लिए सूर्य से वास्तविक प्रकाश का उपयोग करेंगे।

अपने खुद के मिनी-ग्रहण के लिए सेट अप का आरेख।
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इस प्रयोग की कुंजी, और जो सूर्य ग्रहण को इतना शानदार बनाता है, वह यह है कि सूर्य और चंद्रमा में लगभग समान कोणीय आकार होते हैं। चंद्रमा पृथ्वी से बहुत दूर थे, यह पूरी तरह से सूर्य को कवर नहीं करेगा। क्या यह करीब है, हम सूर्य के कोरोना को नहीं देख पाएंगे क्योंकि चंद्रमा पृथ्वी और सूर्य के बीच से गुजरता है। इन लगभग समान कोणीय आकार के बीच यह संबंध सुनिश्चित करता है कि सूर्य ग्रहण का अशुभ (कुल) बहुत कम होगा, या यहां तक ​​कि एक कुंडलाकार ग्रहण के मामले में भी नहीं।

सर्वोत्तम परिणामों के लिए, स्टिक को सूर्य पर इंगित करें ताकि यह थोड़ा या कोई छाया न बनाये, लेकिन सटीक के बारे में बहुत अधिक चिंता न करें। एक-इंच-व्यास वाले चंद्रमा के साथ, वास्तविक स्केल की गई दूरी 110 इंच (मुख्य रूप से चंद्रमा की कक्षा की अण्डाकार प्रकृति के कारण) के नाममात्र मूल्य से प्लस या माइनस 6 इंच तक भिन्न हो सकती है। इसके अलावा, अगर ज़ीनिथ के पास, आकाश में सूर्य उच्च नहीं है, तो सूर्य की किरणों का सामना करने के लिए कागज को उन्मुख होना चाहिए। यह अभिविन्यास बहुत महत्वपूर्ण नहीं है; यदि छाया अण्डाकार नहीं लगती है, तो कागज पर्याप्त रूप से अच्छी तरह से उन्मुख होता है। आपको गोले को इस तरह से छड़ी से जोड़ना होगा कि गोला छड़ी से थोड़ा बाहर की ओर उभरे। हमने एक पेंसिल की मोटाई के बारे में प्रयोगशाला क्लैंप की एक जोड़ी का उपयोग किया (जो फोटो में देखे गए दो छायाओं का कारण बना)। इसके अलावा, ऐसा कोई कारण नहीं है कि आप गोले को एक छोटी सी डिस्क से बदल नहीं सकते, बशर्ते वह ठीक से उन्मुख हो।

पृथ्वी का प्रतिनिधित्व करने के लिए एक चक्र के साथ हमारा ग्रहण। दो लंबी छायाएं प्रयोगशाला क्लैंप से होती हैं जो हम मॉडल स्टिक को मीटर स्टिक से चिपकाते थे।
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हमने छाया का फोटो खींचने के लिए एक Apple iPhone 6 Plus का उपयोग किया, और डिजिटल छवि को इंक्सस्केप में आयात किया, जहां हम फोटो में दिखाए गए शासक का उपयोग करके एक सर्कल 3.67 इंच व्यास (9.3 सेमी) जोड़ सकते हैं। पेनम्ब्रा एक "फजी छाया" की तरह दिखता है, एक किनारे के साथ जो मुश्किल है, अगर असंभव नहीं है।

हमने नासा द्वारा प्रदान की गई एक छवि को भी आयात किया है जो आगामी सूर्य ग्रहण (21 अगस्त, 2017) के लिए पेनम्ब्रा को हमारी इनक्सस्केप फ़ाइल में दिखाती है, और इसे हमारे फोटो के पैमाने से मेल खाने के लिए आकार दिया है। बिंदीदार नीली रेखाएं पेनम्ब्रा पर भागों को इंगित करती हैं जहां सूर्य का 50% अवरुद्ध है, और पेनम्ब्रा के किनारे जहां अनिवार्य रूप से 0% अवरुद्ध है, और कोई ग्रहण दिखाई नहीं देगा। आप देख सकते हैं कि फजी छाया छाया की भविष्यवाणी की गई सीमा से थोड़ा छोटा है। यह इस तथ्य के कारण सबसे अधिक संभावना है कि छाया उन स्थानों के पास दिखाई नहीं देती है जहां अनिवार्य रूप से 0% सूर्य अवरुद्ध है।

यह लैब हिप्पार्कस (190-125 ईसा पूर्व) के काम से मिलता जुलता है, जिसने चंद्रमा के आकार का अनुमान लगाने के लिए सूर्य ग्रहण के दौरान पेनम्ब्रा के बारे में जानकारी का इस्तेमाल किया था। बेशक, नासा का कोई नक्शा पेनम्ब्रा के आकार को मापने के लिए उपलब्ध नहीं था। इसके बजाय, हिप्पार्कस ने यूक्लिडियन ज्यामिति को बड़ी चतुराई से इस तथ्य पर लागू किया कि सूर्य का 80% हिस्सा एक ग्रहण के दौरान अलेक्जेंड्रिया में अवरुद्ध हो गया था जो कि किसी अन्य शहर में माना जाता था (माना जाता है कि बहुत से हेलस्पोंट में, तुर्की के उत्तर-पश्चिमी तट के साथ)।

10 वीं शताब्दी ईस्वी की यूनानी प्रति से सूर्य, पृथ्वी और चंद्रमा के सापेक्ष आकार पर (बाईं ओर से) अरिस्टार्चस की तीसरी शताब्दी ईसा पूर्व की गणना।

एक चुनौती में दिलचस्पी रखने वाला कोई भी एक नकली चंद्रग्रहण के दौरान अम्बरा के आकार को पकड़ने की कोशिश कर सकता है, जिससे पृथ्वी पर एक बड़ा गोला दिखाई देता है, जमीन पर कागज के साथ उस स्थान का प्रतिनिधित्व करता है जिसके माध्यम से चंद्रमा एक चंद्र ग्रहण के दौरान चलता है। यह समोसों (310-230 ईसा पूर्व) के अरस्तू के पहले के काम का पालन करेगा। जैसा कि उनके एक चित्र की 10 वीं शताब्दी की प्रति में दिखाया गया है, अरिस्टार्चस ने चंद्रमा के पारित होने का उपयोग पृथ्वी के गर्भ के माध्यम से चंद्रग्रहण के दौरान चमकदार जानकारी के लिए किया था जहां चंद्रमा तब था जब वह पृथ्वी की छाया से होकर गुजरा था। यह बहुत अधिक कठिन प्रयोग होने की संभावना है: गर्भ छाया का एक हिस्सा होना चाहिए, जिसमें एकरूपता हो।

मैं खगोल विज्ञान पढ़ाता हूं, और यह प्रयोग मैंने इसलिए किया क्योंकि मैं चाहता हूं कि दूसरे इसे आजमाएं। अपनी टिप्पणियों और तस्वीरों में भेजें, यहां तक ​​कि जटिलताओं और अप्रत्याशित परिणामों के साथ भी। यह आश्चर्य की बात है कि प्रायोगिक विज्ञान को मजेदार बनाते हैं!

संदर्भ

  • कार्मन, क्रिस्टियन सी। "सूर्य और चंद्रमा के आकार और दूरी पर अरस्तू के ग्रंथ में दो समस्याएं।" पुरालेख सटीक विज्ञान 1 (2014) के इतिहास के लिए : 35-65।
  • मान, जियोरा। "यूनानी खगोल विज्ञान में प्रयोगात्मक त्रुटि की अवधारणा है?" विज्ञान के इतिहास के लिए ब्रिटिश जर्नल 22.02 (1989): 129150।
  • टूमर, गेराल्ड जे। "सूर्य और चंद्रमा की दूरी पर हिप्पार्कस।" सटीक विज्ञान 2 के इतिहास के लिए पुरालेख (1974): 126-142।