محاسبه جرم مشتری – جلسه دوم

 آموزش کار با نرم افزار مشتری CLEA

اهداف جلسه شامل اهداف رفتاری و آموزشی

زمان عملیاتی : 90 دقیقه

 وسایل لازم

نرم افزار CLEA

روند کار

هنگامی که می خواهیم پروژه ای در رابطه با فیزیک انجام بدهیم، معمولا چیزهایی که احتیاج داریم در دسترس مان هستند و می توانیم در آزمایشگاه با آنها کار کنیم و داده های مورد نیازمان را تهیه کنیم. ولی در نجوم، آزمایشگاه ما آسمان است. دور و کم نور بودن اجرام آسمانی باعث می شود که بسیاری از اندازه گیری ها در نجوم، احتیاج به ابزار ویژه داشته باشند.

ساده ترین این ابزارها دوربین عکاسی است تا ابزارهای پیشرفته تری مثل نور سنج و طیف سنج. و معمولا همه ی این ها را باید به همراه یک تلسکوپ استفاده کرد. ابزارهای دیگری هم ممکن است مورد نیاز باشد،  مثل تلسکوپ های رادیویی.

این ابزارها به طوری کلی در دسترس عموم منجمان نیستند، و پروژه هایی که اکثریت می توانند انجام دهند به تعداد کمی محدود می شود.

برای حل این مشکل نرم افزارهایی طراحی شده که محیط یکرصد خانه واقعی را شبیه سازی می کند و داده هایی مانند داده های واقعی به ما می دهد. با کمک این نرم افزارها می توان همانند همان داده هایی را که از ابزار واقعی می گیریم را دریافت کرد و همان تحلیل را روی آن انجام داد.نرم افزارهای CLEA با توجه به همین نکات و با اهداف آموزش طراحی شده اند.

به طور خاص در مورد نرم افزاری که عکس مشتری و قمرهای گالیله ای اش را از پشت تلسکوپ شبیه سازی می کند می توان نکات زیر را مورد توجه قرار داد:

هنگامی که وارد نرم افزار می شویم و login می کنیم، وارد محیط نرم افزار می شویم! با انتخاب گزینه ی Run می توان زمانی را که می خواهیم عکس ها گرفته شود را تعیین می کنیم و می توانیم عکس مشتری و قمرهایش را در آن روز وساعت خاص (برحسب زمان جهانی) مشاهده کنیم.

امکانات دیگری که در اختیار ما قرار داده شده، بیشتر کردن بزرگ نمایی تلسکوپ مان است که می توان به کمک آن برای قمرهای نزدیک تر فاصله را با دقت بیشتری اندازه گیری کرد. علاوه بر آن در هر نقطه ای که کلیک کنیم مختصات x و y آن نقطه را نسبت به گوشه بالای سمت چپ تصویر به ما می دهد و همین طور فاصله ی نقطه از مرکز مشتری، روی محور x بر حسب قطر سیاره مشتری را می دهد. با فرض دانستن شعاع مشتری (یا داشتن اندازه ی زاویه ای سیاره و فاصله ی آن تا زمین) می توان فاصله ی قمر تا مشتری را بر حسب کیلومتر محاسبه کرد.

به این ترتیب می توان موقعیت قمر را نسبت به مشتری مشاهده کرد و در گزینه ی Record Measurements این داده ها را ثبت کرد. هنگامی که داده به اندازه ی کافی ثبت شد، می توان در بخش File/data/Analyze نمودار مربوط به داده های آن قمر را رسم کرد، البته بهتر است این دیتاها را وارد نرم افزار دیگری مثل Excel یا ترجیحا table curve کنیم و  نمودار را در آن رسم کنیم و معادله ی سینوسی مرتبط با آن را به دست آوریم.

در مورد این پروژه ی خاص با Excel کار نکنید چون در آن این امکان وجود ندارد که معادله ی مورد نظر (در اینجا نمودار سینوسی) را مشخص کنید. در table curve (که طرز کار با آن را خواهیم آموخت) می توانید نقاط را وارد کنید و بهترین تابع سینوسی منطبق بر آن را به دست آورید.

علاوه بر این که می شود زمان هر عکس را مشخص کرد، می توان در File/prefrences/animation  انتخاب کرد که چرخش قمرها به دور مشتری را نشان دهد.

هم چنین در file/prefrences/top view می توان مشتری و قمرها را به جای رو به رو از بالا نگاه کرد، و شهود بهتری از گردش قمرها به دور سیاره و نسبت سرعت ها و دوره تناوب ها با شعاع مداری شان پیدا کرد.

زمان بقیه ی جلسه و زمان باقی مانده تا جلسه ی بعد، به یادگیری کامل و تسلط کار با این نرم افزار اختصاص دارد.

ارزیابی  

منابع بیشتر

بخش پژوهش های دانش آموزی سایت تبیان

تنظیم: یگانه داودی

محاسبه جرم مشتری – جلسه اول
محاسبه جرم مشتری – جلسه دوم
محاسبه جرم مشتری – جلسه سوم
محاسبه جرم مشتری – جلسه چهارم