د. فراس
مدير المنتدى
 عدد الرسائل : 1300
العمر : 45
البلد : سوريا
تاريخ التسجيل : 15/08/2007
 |  موضوع: تجربة حساب نصف قطر الأرض: 24 نيسان 2009  السبت 11 أبريل 2009 - 8:02 | |
|
هل الأرض كروية حقاً؟
إثبات كروية الأرض من خلال قياس ارتفاع الشمس في أماكن متعددة من العالم
24 نيسان 2009
جميعنا يعرف أن الأرض كروية، ولكن هل أنت مقتنع بذلك؟ صحيح أن الأقمار الصناعية قد صورت الأرض على أنها كروية الشكل إلا أننا نحتاج إلى أن نثبت بأنفسنا كروية الأرض ونقيس قطرها. وسيتم ذلك في هذا المشروع من خلال مشاركة أشخاص في عدة دول من العالم.
فكرة التجربة
عند النظر إلى الشمس من أماكن مختلفة على الأرض فإن كل راصد سيشاهد الشمس على ارتفاع مختلف فوق الأفق، حيث تكون الشمس عالية في السماء بالنسبة لراصد معين في حين أنها تميل للغروب لدى راصد آخر، وذلك لأن أشعة الشمس لا تسقط على سطح مستو وإنما على كرة، وبالتالي فإن زاوية ميلانها على كل مكان على سطح الأرض ستكون مختلفة كما يظهر في الصورة.
تعتمد التجربة على حقيقة بسيطة: إذا استطعنا قياس الزاوية بين أشعة الشمس وبين سطح الأرض في اللحظة نفسها في عدة أماكن من العالم فبإمكاننا أن نحدد شكل الأرض، بل ونقيس قطرها. تم اختيار وقت معين بحيث تكون الكثير من دول العالم معرضة لضوء الشمس (الوقت نهار) في لحظة إجراء التجربة، وذلك بهدف إتاحة الفرصة لعدة دول للمشاركة في ذلك. إن التوقيت المركزي لهذه التجربة هو: الجمعة 24 نيسان 2009 الساعة 6:47 بالتوقيت العالمي (الساعة 9:47 صباحاً حسب التوقيت الصيفي لمدينة دمشق). في هذه اللحظة بالذات ستكون الشمس مسلطة على الأرض كما تظهر هذه الصورة:
وفي هذه اللحظة ستكون الشمس مباشرة فوق رأس الراصد في بانغالور في الهند، أي أن هذه المدينة ستشكل النقطة الواقعة تحت الشمس تماماً. سنسمي هذه اللحظة T0. لاحظ أن النقاط الحمراء في الصورة تشير إلى الدول التي ستشارك في التجربة، وسوريا حتى الآن هي الدولة الوحيدة المشاركة في منطقة الشرق الأوسط وبين جميع الدول العربية.
كيف يتم إجراء التجربة؟
التجربة بسيطة للغاية وتتألف من 4 خطوات فقط:
الخطوة الأولى: تحديد المكان الجغرافي
عليك أن تحدد المكان الجغرافي لمكان وجودك: خط الطول وخط العرض. بإمكانك معرفة خط الطول والعرض لمكانك بسهولة كبيرة وبشكل دقيق جداً (على الخريطة) من خلال الموقع التالي:
http://www.satsig.net/maps/lat-long-finder.htm
الخطوة الثانية: تحضير الجهاز المستخدم في إجراء التجربة
في البداية عليك أن تصنع ما يشبه الساعة الشمسية التي ستستخدم في إجراء التجربة، وهي عصا قائمة الزاوية توضع على الأرض في منطقة مكشوفة تصل إليها الشمس في توقيت الرصد، وتوضع في قاعدتها قطعة كبيرة من الكرتون أو الورق مدرجة بمربعات صغيرة وذات محورين x وy.
بإمكانك تحميل هذه القطعة من الورق من الرابط التالي:
http://www.didaktik.physik.uni-due.de/IYA2009/Grundblatt150mm.pdf
بعد طباعة هذه القطعة من الورق بإمكانك تثبيت عصا قائمة في مركزها. يجب أن تكون العصا قائمة بشكل دقيق للحصول على نتائج دقيقة. وسيصبح الشكل الإجمالي هكذا (لاحظ أنهم عوضاً عن العصا البسيطة يستخدمون قطعة كرتون مستطيلة في مركزها ثقب صغير 2 ملم بحيث يشاهد ظل الثقب بسهولة على اللوحة الورقية):
الخطوة الثالثة: تحديد نقطة الجنوب بشكل دقيق
عليك أن تبدأ بالعمل بواسطة هذه الساعة الشمسية في الأيام السابقة للتجربة بهدف تحديد اتجاه الجنوب. عليك أن تضع هذه القطعة من الورق مع العصا المرتكزة عليها في مكان ثابت بحيث لا يتغير اتجاهها حتى يوم التجربة. عليك أن تحدد جهة الجنوب في الأيام السابقة للتجربة كما ذكرنا، وأن توجه الورقة بحيث يتجه المحور y تماماً إلى جهة الشمال. ويمكن تحديد الخط شمال - جنوب بطريقتين.
الطريقة الأولى تحتاج إلى العمل لعدة أيام قبل إجراء التجربة، وتتم بقياس طول الظل لعدة مرات في ذروة الظهيرة بفاصل 5 دقائق. حين يكون الظل أقصر ما يمكن فإنه يشير تماماً إلى جهة الجنوب. وهذه الطريقة هي الأفضل.
أما الطريقة الثانية فهي بواسطة البوصلة، حيث يتم تحديد جهة الجنوب المغناطيسي بواسطة البوصلة. وبعد ذلك يتم تحديد زاوية انحراف الجنوب المغناطيسي عن الجنوب الجغرافي عبر الموقع الإلكتروني الخاص حسب مكان الرصد ولحظة إجراء الرصد وذلك من الرابط التالي:
http://www.ngdc.noaa.gov/geomagmodels/struts/calcDeclination
بعد ذلك يتم تحديد جهة الجنوب الجغرافي بشكل دقيق وتوجيه الورقة بحيث يتجه المحور y نحو الشمال مباشرة (حيث أن الشمس ستكون في جهة الجنوب والظل سيتجه نحو جهة الشمال). وكلما كان الخط أكثر دقة كلما كانت القياس أفضل.
الخطوة الرابعة: إجراء التجربة
في تاريخ إجراء التجربة كل ما عليك فعله هو أن تقوم بالرصد خلال نصف ساعة فقط (15 دقيقة قبل النقطة الزمنية المحددة أعلاه T0 و15 دقيقة بعدها) وذلك على 7 نقاط زمنية:
- النقطة الأولى: 15 دقيقة قبل التوقيت T0 (الساعة 9:32).
- النقطة الثانية: 10 دقائق قبل التوقيت T0 (الساعة 9:37).
- النقطة الثالثة: 5 دقائق قبل التوقيت T0 (الساعة 9:42).
- النقطة الرابعة: التوقيت T0 (الساعة 9:47).
- النقطة الخامسة: 5 دقائق بعد التوقيت T0 (الساعة 9:52).
- النقطة السادسة:10 دقائق بعد التوقيت T0 (الساعة 9:57).
- النقطة السابعة: 15 دقيقة بعد التوقيت T0 (الساعة 10:02).
في كل واحدة من هذه النقاط ضع على الورقة علامة عند ذروة ظل الساعة الشمسية مع كتابة لحظة إجراء الرصد على كل نقطة (بالتوقيت العالمي أي توقيت غرينتش) كما يظهر في الصورة التالية.
الخطوة الخامسة: تسجيل وإرسال البيانات
الآن بعد أن قمت بوضع علامة على ظل الشمس في لحظة الظهيرة كل ما عليك أن تفعله هو أن تقرأ إحداثيات هذا الظل بالنسبة للمحورين x وy في كل لحظة وترسل المعلومات التالية إلى المشرف على المشروع:
1. اسم الراصد
2. اسم مكان الرصد
3. خط الطول
4. خط العرض
5. طول العصا بدءاً من مستوى اللوح الورقي وحتى الثقب (أو ذروة العصا في حال عدم استخدام طريقة الثقب)..
6. قيمة x وy في كل لحظة من لحظات الرصد السبعة
يتم إرسال جميع البيانات إلى الأستاذ عبد الناصر مصطفى المشرف على المشروع على بريده الإلكتروني الخاص (nasersy@hotmail.com)، وسنقوم بإتمام الحسابات ونشر البيانات في الموقع العالمي للتجربة بحيث يمكن حساب نصف قطر الأرض من خلال نتائج هذه التجربة، وسنبلغكم عن نتائج هذه التجربة وصفحة الإنترنت التي سيتم عرض البيانات عليها لاحقاً... مع العلم بأن كل شخص يشارك في التجربة سيعرض اسمه على الموقع العالمي مع النتائج التي حصل عليها..
| |
|
