Παρατηρησιακή Αστρονομία

Σειραδάκης Ιωάννης, Τσιγάνης Κλεομένης

Περιγραφή

Ουράνια σφαίρα. Τηλεσκόπια. Αστρικά σμήνη – Απόσταση σμήνους Υάδων. Αναγνώριση αστερισμών και ουρανίων σωμάτων. Ηλιακές παρατηρήσεις. Σελήνη. Μέθοδοι υπολογισμού αποστάσεων στην αστρονομία – Σφαιρωτά σμήνη – Αστέρες RR Λύρας. Διάγραμμα Hertzsprung - Russel. Φωτομετρία – Ιριδοφωτόμετρο – Φωτομετρία CCD. Φασματοσκοπία. Ταξινόμηση γαλαξιών – Χρήση χάρτη Palomar. Εκπαιδευτική εκδρομή σε τοποθεσίες κατάλληλες για αστρονομικές παρατηρήσεις (μακριά από πόλεις, ικανοποιητικό υψόμετρο) με σκοπό τη διεξαγωγή εκ μέρους των φοιτητών αστρονομικών μετρήσεων με φορητά όργανα του Εργαστηρίου Αστρονομίας.

 

CC - Αναφορά - Μη Εμπορική Χρήση - Όχι Παράγωγα Έργα
Διδάσκοντες

Διδάσκοντες:

Σειραδάκης Ιωάννης, Καθηγητής

Τσιγάνης Κλεομένης, Επ. Καθηγητής

 

Συνεργάτης ανάπτυξης περιεχομένου: Dr. Αναστασίου Μαγδαληνή

Περιεχόμενο μαθήματος

Σύμφωνα με τον Οδηγό Σπουδών του Τμήματος Φυσικής οι Εργαστηριακές Ασκήσεις που απαρτίζουν το περιεχόμενο του μαθήματος είναι οι εξής: 

  1. Ουράνια Σφαίρα
  2. Τηλεσκόπια
  3. Αστρικά σμήνη (Απόσταση του σμήνους των Υάδων)
  4. Αναγνώριση αστερισμών και ουράνιων σωμάτων
  5. Ηλιακές παρατηρήσεις
  6. Σελήνη
  7. Μέθοδοι υπολογισμού αποστάσεων στην αστρονομία (Σφαιρωτά σμήνη - Αστέρες RR Λύρας)
  8. Διάγραμμα Hertzsprung–Russel
  9. Φωτομετρία (Ιριδοφωτόμετρο)
  10. Φασματοσκοπία
  11. Ταξινόμηση γαλαξιών (Χρήση χάρτη Palomar).

Πρόσφατα, με την ευκαιρία εκσυγχρονισμού του εργαστηριακού εξοπλισμού, έχει προστεθεί και η Εργαστηριακή Άσκηση:

  • Φωτομετρία CCD, η οποία δεν είναι υποχρεωτική για τους φοιτητές. 

Η Εργαστηριακή Άσκηση της Φασματοσκοπίας βρίσκεται υπό προετοιμασία.  Από τις υπόλοιπες 10 Εργαστηριακές Ασκήσεις πραγματοποιούνται συνήθως οι 9.

Ομάδα στόχος

Φοιτητές του τμήματος Φυσικής, ενδιαφερόμενοι για τη θεματική περιοχή της Αστρονομίας.

Μαθησιακοί στόχοι

Οι στόχοι του μαθήματος είναι:

  • Να γνωρίσει ο εκπαιδευόμενος τις βασικές μεθόδους παρατήρησης της Αστρονομίας
  • Να εξασκηθεί όσο το δυνατόν πληρέστερα πειραματικά στην Αστρονομία και να εξοικειωθεί στη χρήση σύγχρονων μεθόδων παρατήρησης
  • Να μπορεί ο εκπαιδευόμενος να αντιμετωπίσει απλά αστρονομικά προβλήματα
  • Να μπορεί να χρησιμοποιήσει τα πιο βασικά όργανα της Παρατηρησιακής Αστρονομίας
  • Να μπορεί να χρησιμοποιήσει σχετικό ερευνητικό υλικό (αστρονομικές εφημερίδες, χάρτες, καταλόγους κλπ)
Προτεινόμενα συγγράμματα
  1. Αυγολούπης Σ.Ι., Σειραδάκης Ι.Χ., Παρατηρησιακή Αστρονομία, Εκδόσεις Πλανητάριο Θεσσαλονίκης,  Θεσσαλονίκη, 2009.
  2. T. Dickinson, Nightwatch: ένας πρακτικός οδηγός για να δείτε το Σύμπαν, Εκδόσεις Πλανητάριο Θεσσαλονίκης,  Θεσσαλονίκη, 2008.
Μέθοδοι διδασκαλίας

Διδασκαλία καθ΄ έδρας και εργαστηριακές ασκήσεις.

Μέθοδοι αξιολόγησης

Κάθε φοιτητής εκτελεί εννέα (9) Εργαστηριακές Ασκήσεις και πρέπει να παραδώσει, αντιστοίχως εννέα Εργασίες (μία για κάθε Εργαστήριο). Εξ αυτών 3 πρέπει να περιέχουν εκτεταμένη θεωρητική εισαγωγή (25-30 σελίδων) από τη διεθνή βιβλιογραφία με τη βοήθεια και υπό την επίβλεψη των διδασκόντων. Οι δύο εκ των τριών πρέπει να πραγματεύονται θέματα σχετικά με την Εργαστηριακή Άσκηση, η δε τρίτη μπορεί να αναφέρεται σε άλλα ενδιαφέροντα θέματα Αστρονομίας (ελεύθερο θέμα). Οι εργασίες πρέπει να έχουν παραδοθεί τουλάχιστον μία εβδομάδα πριν την έναρξη της εξεταστικής περιόδου.

 

Κατά τη πρώτη εξεταστική περίοδο που ακολουθεί αμέσως μετά την περάτωση των Εργαστηριακών Ασκήσεων, οι φοιτητές μπορούν να επιλέξουν να εξεταστούν είτε γραπτώς είτε προφορικώς. Οι γραπτές εξετάσεις διεξάγονται σύμφωνα με τις συνήθεις διαδικασίες εξετάσεων του Τμήματος Φυσικής, ΑΠΘ. Οι προφορικές εξετάσεις πραγματοποιούνται ανά ομάδα στην οποία συμμετέχουν τουλάχιστον τρεις φοιτητές και δύο εξεταστές. Δικαίωμα συμμετοχής στις εξετάσεις έχουν όσοι φοιτητές έχουν παραδώσει τουλάχιστον τρείς Εργασίες εκ των οποίων η μία με θεωρητική εισαγωγή.

 

Το 60% της τελικής  βαθμολογίας προέρχεται από τις εννέα Εργασίες που παραδίδουν οι φοιτητές. Οι τρεις Εργασίες που περιέχουν θεωρητική εισαγωγή βαθμολογούνται με στατιστικό βάρος διπλάσιο από τις υπόλοιπες έξι. Το 30% της βαθμολογίας προέρχεται από τη γραπτή ή προφορική εξέταση. Τέλος το 10% υπολογίζεται από τη συμμετοχή των φοιτητών στις Εργαστηριακές Ασκήσεις και τη συνολική απόδοσή τους.

Προαπαιτούμενα

Κάθε εργαστηριακή άσκηση αποτελεί τουλάχιστον ένα ή περισσότερα ξεχωριστά κεφάλαια στο βασικό σύγγραμμα του μαθήματος «Αυγολούπης Σ.Ι., Σειραδάκης Ι.Χ., Παρατηρησιακή Αστρονομία, Εκδόσεις Πλανητάριο Θεσσαλονίκης, Θεσσαλονίκη, 2009.». Παρόλο που στην αρχή κάθε κεφαλαίου γίνεται μια γενική εισαγωγή, που αποσκοπεί στην αυτοδυναμία του μαθήματος, στοιχειώδεις γνώσεις αστρονομίας είναι απαραίτητες. Η παρακολούθηση του μαθήματος είναι ακόμη πιο επιτυχημένη εάν έχει προηγηθεί η επιτυχής παρακολούθηση του υποχρεωτικού μαθήματος «Εισαγωγή στην Αστρονομία» (Κωδικός ΑΑ0202) του 5ου εξαμήνου του Τμήματος Φυσικής.

Βιβλιογραφία

Βιβλιογραφία

  1. Αντωνακόπουλου Γρ., Λασκαρίδη Π.: «Πρακτική Αστρονομία», Αθήνα, 1968.
  2. Αυγολούπη Σ.: «Το Εγγύς Διαστημικό Περιβάλλον της Γης – Ιστορία, Τεχνολογία και Επιστήμη της Αστρονομίας», Εκδόσεις Πλανητάριο Θεσσαλονίκης, Θεσσαλονίκη, 2008.
  3. Αυγολούπη Σ.: «Αρχή & Τέλος – Η ιστορία του Σύμπαντος», Εκδόσεις Πλανητάριο Θεσσαλονίκης, Θεσσαλονίκη, 2009.
  4. Αυγολούπη Σ., Τερζίδη Χ., Φυλακτόπουλου Π.: «Σημειώσεις Εργαστηρίων Αστρονομίας», Θεσσαλονίκη, 1984.
  5. Βάρβογλη Χ., Σειραδάκη Ι.Χ.: «Εισαγωγή στη Σύγχρονη Αστρονομία», Υπηρεσία Δημοσιευμάτων Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης, 1994.
  6. Γούδη Χ.: «Φυσική των Αστέρων», Πάτρα, 1985.
  7. Ζαφειροπούλου Β.: «Πρακτική Αστρονομία», Οργαν. Εκδ. Διδακ. Βιβλίων, Αθήνα, 1986.
  8. Κοντιζά Μ., Δανέζη Ε., Κουβελιώτου Χ.: «Εργαστηριακές Ασκήσεις Αστροφυσικής», Αθήνα, 1985.
  9. Κοντόπουλου Γ.: «Εισαγωγή εις την Αστροφυσική - Αστρικά Συστήματα», Αθήνα, 1982.
  10. Κοντόπουλου Γ., Κωτσάκη, Α.: «Κοσμολογία - Η δομή και εξέλιξη του Σύμπαντος», Graphic Arts, Αθήνα, 1984.
  11. Κωτσάκη Α.: «Εισαγωγή στην Αστροφυσική - Ηλιακό Σύστημα», Αθήνα, 1985.
  12. Κωτσάκη Α.: «Νέοι ορίζοντες στην Αστρονομία», Αθήνα, 1977.
  13. Μπάνου Γ.: «Γενική Αστρονομία», Ιωάννινα, 1985.
  14. Μπαρμπάνη Β.Σ.: «Μαθήματα Γενικής Αστρονομίας», Θεσσαλονίκη, 1984.
  15. «Αστρονομική Εφημερίδα 1986», Ινστιτούτο Θεωρητικής Αστρονομίας, Ακαδημία Επιστημών ΕΣΣΔ.
  16.  Allen C.W.: «Astrophysical Quantities», Athlone Press, London, 1976.
  17. Blitz L.: «Experiments in Astronomy», Burgess Publishing Co., Minneapolis, 1983.
  18. Christiansen W.A., Kaitchuck R.H., Kaitchuck M.D.: «Investigations in Observational Astronomy», Paladin House Publishers, Illinois, 1978.
  19. Comins N., Kaufmann W.: «Discovering the Universe», Freeman W. and Company, New York, 1999.
  20. Culver R.B.: «An Introduction to Experimental Astronomy», Freeman, San Frascisco, 1974.
  21. Dickinson T.: «Το Σύμπαν και πέρα από αυτό» (μετάφραση Οικονομίδης Σ.), Εκδόσεις Πλανητάριο Θεσσαλονίκης, Θεσσαλονίκη, 2005.
  22. Gingerich O. (Intr.): «New Frontiers in Astronomy», Readings from Scientific American, Freeman, San Francisco, 1970.
  23. Hoff D.B., Kelsey L.J., Neff J.S.: «Activities in Astronomy», Kendall/ Hunt Publishing Co., Iowa, 1978.
  24. Kaufmann, W.J.: «Astronomy: The Structure of the Universe», McMillan Co., New York, 1977.
  25. Kaufmann N., Freedman R.: «Universe», W.H. Freeman and Company, New York, 1998.
  26. Kuhn K.F., Koupelis Th.: «In quest of the Universe», Jones and Bartlett Publishers, Printed in the United States of America, 2000.
  27. Menzel D.H., Whipple F.L, de Vaucouleurs G.: «Survey of the Universe», Prentice-Hall Inc., London, 1970.
  28. Miczaika G.R., Sinton W.M.: «Tools of the Astronomer», Harvard University Press, Cambridge, Mass, 1961.
  29. Motz L., Duveen Α.: «Essentials of Astronomy», Columbia University Press, Cambridge, 1977.
  30. Pasachoff, J.M.: «Contemporary Astronomy», Saunders Golden Sunburst Series, Philadelphia, 1977.
  31. Pasachoff, J.M.: «From the Earth to the Universe», 5th edition, Saunders Golden Sunburst Series, Philadelphia, 1998.
  32. Ronan C.: «Η εξέλιξη του σύμπαντος» (μετάφραση Κόκκοτας Κ., Χατζηαλέκου Ο.), Εκδόσεις Σίρρις, Θεσσαλονίκη, 1993.
  33. Roth G.D. (ed.): «Astronomy: a Handbook», Springer, Berlin, 1975.
  34. Shu, F.: «The Physical Universe», Oxford University Press, 1981.
  35. Shu, F.: «Αστροφυσική», Τόμος Ι και ΙΙ, Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης, Ηράκλειο 1991 και 2003.
  36. Smith, E.v.P., Jacobs, K.C.: «Introductory Astronomy and Astrophysics», Saunders, Philadelphia, 1973.
  37. Stott C.: «Images of the Universe», Cambridge University Press, 1991.
  38. Tattersfield D.: «Projects and Demonstrations in Astronomy», Stanley Thorne Publishers Ltd., Cheltenham, 1979.
  39. Waxmann J.: «A Workbook for Astronomy», Cambridge University Press, Cambridge, 1984.
  40. Wenlzel D., Spanburgh M.: «Laboratory Exercises in Astronomy», University of Maryland, 1982.
  41. «The American Almanac for the year 2010», U.S. Government Printing Office, 2009.

Πηγές στο Διαδίκτυο

  1. The SAO/NASA Astrophysics Data System
  2. Astronomy Picture of the Day (APOD)
  3. NASA website
  4. Τομέας Αστροφυσικής, Αστρονομίας και Μηχανικής Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης

Πηγές στη βιβλιοθήκη του ιδρύματος

  1. Annual Review of Astronomy and Astrophysics
  2. Annual Review of Earth and Planetary Sciences
  3. Astrobiology
  4. Astronomical Journal
  5. Astronomy & Astrophysics
  6. Astronomy and Astrophysics Review
  7. Astroparticle Physics
  8. Astrophysical Journal
  9. Astrophysical Journal Letters
  10. Astrophysical Journal Supplement Series
  11. Astrophysics and Space Science
  12. Celestial Mechanics & Dynamical Astronomy
  13. Experimental Astronomy
  14. Icarus
  15. Journal οf Geophysical Research
  16. Living Reviews in Solar Physics
  17. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
  18. Nature
  19. Physical Review D
  20. Planetary and Space Science
  21. Publications of the Astronomical Society of Australia
  22. Publications of the Astronomical Society of Japan
  23. Science
  24. Solar Physics
  25. Space Science Reviews

Ενότητες

Ορισμός ουράνιας σφαίρας και μορφές της ως προς το γεωγραφικό πλάτος, συστήματα συντεταγμένων, βασικές σχέσεις σφαιρικής τριγωνομετρίας, συστήματα χρόνου. Εργαστήριο: χρήση ομοιώματος ουράνιας σφαίρας και προσανατολισμός του στην τοποθεσία, ημερομηνία και ώρα που λαμβάνει χώρα το εργαστήριο, ασκήσεις με συντεταγμένες αστέρων, εύρεση του (ζωδιακού) αστερισμού που βρίσκεται ο Ήλιος σε συγκεκριμένες ημερομηνίες. 

 

Λέξεις Κλειδιά: ουράνια σφαίρα: ουράνια σφαίρα, ορίζοντας, μεσημβρινός, ισημερινός, εκλειπτική, λόξωση, σημείο γ, ισημερία, ηλιοστάσιο, ορθή αναφορά, απόκλιση, ωριαία γωνία, αστρικός χρόνος, ηλιακός χρόνος

 

Βασικοί τύποι οπτικών τηλεσκοπίων και βασικά χαρακτηριστικά τους, στηρίξεις τηλεσκοπίων, ραδιοτηλεσκόπια και ραδιοσυμβολόμετρα. Εργαστήριο: εξάσκηση στη χρήση του διοπτρικού τηλεσκοπίου D = 20 cm, f = 1/15 του Εργαστηρίου Αστρονομίας του ΑΠΘ, χρόνος διάβασης αστέρων από το οπτικό πεδίο του τηλεσκοπίου με διάφορους προσοφθάλμιους φακούς.

 

Λέξεις Κλειδιά: τηλεσκόπιο, φακός, διοπτρικό τηλεσκόπιο, κάτοπτρο, κατοπτρικό τηλεσκόπιο, εστιακός λόγος, στήριξη, μεγέθυνση, διακριτική ικανότητα, προσοφθάλμιο, ραδιοτηλεσκόπιο, ραδιοσυμβολόμετρο

 

Ονοματολογία αστερισμών και κατανομή τους στον ουρανό, αειφανείς – αμφιφανείς – αφανείς αστερισμοί. Εργαστήριο: παρατήρηση των αστερισμών και άλλων χαρακτηριστικών ουρανίων σωμάτων μέσα από την πόλη της Θεσσαλονίκης και κατά τη διάρκεια της εκπαιδευτικής εκδρομής (συνήθως στο Περτούλι Τρικάλων).

 

Λέξεις Κλειδιά: αναγνώριση αστερισμών και ουράνιων σωμάτων: αστερισμός, αειφανής, αμφιφανής, αφανής, ζωδιακοί αστερισμοί, Μεγάλη Άρκτος

 

Δομή Ήλιου, όργανα ηλιακών παρατηρήσεων, ηλιακές κηλίδες και άλλα φωτοσφαιρικά φαινόμενα, χρωμοσφαιρικά φαινόμενα, προσδιορισμός ηλιογραφικών συντεταγμένων. Εργαστήριο: παρατήρηση και καταγραφή της φωτόσφαιρας του Ήλιου με τη μέθοδο του πετάσματος συνεχώς επί ένα ή δύο μήνες με το διοπτρικό τηλεσκόπιο του ΑΠΘ, ταξινόμηση κηλίδων, υπολογισμός αριθμού Wolf, παρατήρηση και φωτογράφηση της χρωμόσφαιρας με τον ηθμό του Lyot.

 

Λέξεις Κλειδιά: ήλιος, φωτόσφαιρα, χρωμόσφαιρα, στέμμα, ηλιακός άνεμος, πέτασμα, ηθμός, Lyot, κηλίδες, 11ετής κύκλος δραστηριότητας, αριθμός Wolf, πυρσοί, υπερκοκκίαση, προεξοχές, νήματα, εκλάμψεις, μεσημβρινός Carrington

 

Αστρικός και συνοδικός μήνας, φάσεις Σελήνης, γραμμή συνδέσμων και εκλείψεις, διάμετρος Σελήνης, οροσειρές, κρατήρες και θάλασσες στην επιφάνεια της Σελήνης. Εργαστήριο: παρατήρηση της Σελήνης με το διοπτρικό τηλεσκόπιο του ΑΠΘ, φωτογράφηση της Σελήνης και εμφάνιση του φιλμ στο σκοτεινό θάλαμο του Εργαστηρίου Αστρονομίας,  υπολογισμός διαμέτρου Σελήνης, υπολογισμός του ύψους/βάθους σεληνιακών σχηματισμών, υπολογισμός ηλικίας επιφάνειας Σελήνης.

 

Λέξεις Κλειδιά: σελήνη, φάση, αστρικός μήνας, συνοδικός μήνας, έκλειψη, κρατήρες, οροσειρές, θάλασσες, ηλικία Σελήνης

 

Φασματικοί τύποι αστέρων, διάγραμμα Hertzsprung-Russell και κύρια χαρακτηριστικά του, σχέση μάζας-φωτεινότητας αστέρων κύριας ακολουθίας. Εργαστήριο: σχεδιασμός διαγράμματος Hertzsprung-Russell με τη χρήση πινάκων:

  • των λαμπρότερων αστέρων
  • των αστέρων της γειτονιάς του Ήλιου
  • των αστέρων του σμήνους των Υάδων

Λέξεις Κλειδιά: διάγραμμα Hertzsprung–Russel: Hertzsprung–Russel, ταξινόμηση Harvard, φασματικός τύπος, μάζα αστέρα, φωτεινότητα αστέρα, κύρια ακολουθία, υπεργίγαντες, γίγαντες, νάνοι, τάξη φωτεινότητας, ταξινόμηση Yerkes

 

Φωτεινότητα, λαμπρότητα, φαινόμενα μεγέθη αστέρων, φωτογραφική φωτομετρία, φωτομετρία CCD, κάμερες CCD, λογισμικό ελέγχου MaximDL, εκθέσεις πεδίων βαθμονόμησης, λογισμικό ανάλυσης δεδομένων IRAF. Εργαστήριο: εύρεση καμπύλη φωτός αστέρα με την τεχνική της φωτομετρίας CCD.

 

Λέξεις Κλειδιά: φωτομετρία, φαινόμενη λαμπρότητα, απόλυτη λαμπρότητα, φαινόμενο μέγεθος, απόλυτο μέγεθος, δεἰκτης χρώματος, φωτογραφική φωτομετρία, ιριδοφωτόμετρο, ψηφιακή φωτομετρία, φωτομετρία CCD, pixel, MaximDL, IRAF

 

Ανοικτό Ακαδ. Μάθημα

Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα
Επίπεδο: A+

Αρ. Επισκέψεων :  11286
Αρ. Προβολών :  46846