вторник, 8 декември 2015 г.

Развитие на метеорния поток Геминиди

Отново наближава максимумът на метеорния поток Геминиди, който се очаква около 14 декември 2015 г. (18 h UT).

Изпитвам неподправен любителски интерес към тази област. Запазил съм някаква сантименталност към Космоса още от едно време, когато бях малко дете на село и дядо [Никола] ми показваше съзвездието "кокошката с пиленцата" на нощното небе.
Тогава, преди десетилетия, звездите бяха изключително много - едно безкрайно нощно небе, което те грабва само като го гледаш.
Не ми се иска да добавям, че и тревата беше по-зелена и цветята по-цветни [минават ми такива мисли].

Сега в града, при светлинното замърсяване, съчетано с по-непрозрачната атмосфера, не се вижда кой-знае какво. През последните няколко години все се случваше около 13-14 декември времето да е ясно и имах щастието да видя доста ярки метеори със следи.

Теоретически в максимума на метеорния поток се очакват около 120 в час, но разбира се, в града ще се видят само малкото на брой най-ярки метеори - болиди. Колко ще бъдат те, зависи от това, какъв процент в роя са по-едрите тела.

Историята


Метеорният поток Геминиди (наричан от някои Джеминиди - Geminid meteor shower) има интересна история. Появил се е внезапно. За пръв път е регистриран през 1862 г. Оттогава той постепенно увеличава своята активност:

1877 г. - първа оценка в историята - 14 метеора в час;
1892 г. - също 14 метеора в час, но с 2 пъти повече ярки метеори;
1896 г. - 23 метеора в час;
1930-те години - от 40 до 70 метеора в час;
1940-те и 1950-те г.- средно около 60 метеора в час;
1960-те г. - около 65 метеора в час;
1970-те г. - до 80;
между 1980 и 1985 г. - от 60 до 110 метеора в час.

Някои данни от следващи години:

1990 г. -  89;
1991 г. -  110;
1993 г. - около 130;
1996 г. -  около 130.

Явно историческата тенденция е активността на потока да се увеличава, но докога ще продължи това ?

Данните за активността на потока (ZHR с максимум на 14 декември) от по-скорошните години са следните (източник: http://www.imo.net/zhr):

2006 г. - 115
2007 г. - 122
2008 г. - 139
2009 г. - 120
2010 г. - 127
2011 г. - 198
2012 г. - 109
2013 г. - 134
2014 г. - 253

Представих тези данни графически:

Еволюция на максимума на Геминидите


От графиката се вижда, че тенденциите са някак двусмислени. От 2010 г. досега активността на потока показва може би увеличаващи се колебания в посока нарастване.

Орбитата


Още през 1947 г. Фред Л. Уипл (Харвард) установява, че орбиталният период на телата на Геминидите е 1,65 години. По-късно Мирослав Плавек (Прага) открил, че орбитата им се влияе само от Юпитер и пренебрежимо малко от Земята. Било установено, че точката на пресичане на орбитата на потока и еклиптиката се променя:
  • през 1700 г. тя е била на разстояние 0.1337 а.е. вътре в земната орбита
  • през 1900 г. -  на разстояние 0.0178 а.е. вътре в земната орбита
  • през 2100 г. тя ще бъде на разстояние 0.1066 а.е. извън земната орбита
По тази причина активността на потока се е увеличавала досега, но в някой момент в бъдещето (към 2100 г.) ще започне да намалява и потокът ще изчезне от земното небе.

Родителското тяло


Счита се, че компактността на потока изключва възможността той да се е формирал на друга орбита, а по-късно да се е преместил на сегашната поради някакви смущаващи въздействия.

През 1983 година е открит астероида 3200 Фаетон (обектът 3200 Phaethon, с диаметър ~5.1 km, период ~1.43 години и скорост ~20 km/s), който има орбита, почти съвпадаща с орбитата на потока Геминиди. Счита се, че това е родителското тяло на потока. Така за пръв път бил открит астероид, който има толкова тясна връзка с метеорен поток.

Наблюденията


Данните от визуални и фотографски наблюдения показват наличието на активност на потока Геминиди от 4-6 до 19 декември, а радиолокационните изследвания - от 30 ноември до 29 декември.

Скоростта на метеорите от потока (измерена чрез радарно ехо) е от 32.5 до 37.5 km/s, средно около 35.9 km/s. Тоест, това са доста бавни метеори, което е добре за обикновения наблюдател. При малката скорост може да се види как се развиват метеорните следи.

събота, 22 август 2015 г.

Мобилно приложение магнитометър

Неотдавна публикувах в Google play свое приложение за измерване на магнитно поле. Приложението е упростена версия на програмата за измерване на магнитни полета с мобилно устройство, която пиша. Линк за сваляне:

На 7-инчов таблет приложението изглежда така:

Мобилното приложение магнитометър на 7-инчов таблет

В центъра се показва силата на магнитното поле с точност до 0.1 микротесла (μT), а по стрелката на кръглата скала се отчита още колко нанотесли (nT) да се добавят, за да се получи пълната стойност (1 nT = 0.001 μT). Измерването има известа инерционност - за установяване на точната стойност е необходимо да се почака малко, докато показанията се успокоят.

Вграденият магнитометър на сегашните мобилни устройства, който се използва от приложението, няма чак толкова високи характеристики, за да се достигне максималната реална чувствителност от 1 nT .

На практика колебанията в показанията на магнитометъра се дължат както на собствената нестабилност на чипа, така и на магнитните смущения от околната среда. Но при внимателно измерване могат да се получат интересни резултати.

Например, при бавно движение по някаква местност, приложението може да даде представа как се променя земното магнитно поле. При това се отчитат едромащабните изменения на магнитното поле, причинени от различния състав на почвата и скалите на различните места.

Също така, по специална методика може да бъде измерена магнитната възприемчивост на някоя скала или достатъчно голям къс от някакъв материал. По измерената магнитна възприемчивост може да се разпознае каква е скалата. Това е интересно, например при разпознаването на метеорити, които обикновено съдържат силномагнитни минерали.

събота, 30 май 2015 г.

Практическо измерване на земното магнитно поле

Проведох някои опити за измерване на магнитни полета сред природата.
Измервах земното магнитно поле на едно място в централна Северна България. Теренът е с характерни карстови форми в горнокредни варовици.

Карст в Северна България

По идея варовиците трябва да са най-слабомагнитните скали и да не променят магнитното поле. Но нещата се усложняват от повърхностните карстови форми - кари (бразди и успоредни редици от тях), карстови вдлъбнатини и въртопи с различна степен на развитост. В тези пролуки има събрани наноси с разнообразен състав и магнитни свойства.

Измервах магнитното поле с обикновен Android - таблет. Магнитният сензор на използвания таблет може да достигне разрешение 150 nT.

Характеристики на магнитния сензор на таблета
name = LGE Magnetometer Sensor, type = 2
vendor = AKM, version = 1
max = 4911.9995, resolution = 0.14953613

Използвах своя програма, която измерва тоталната сила на магнитното поле |B| и записва данните. Движих се по права линия напред до водата, мястото е показано на долната снимка.

Мястото на измерването

Построих графика, която интерполира измерванията в 11 точки, разположени през около метър по маршрута на движението:

Профил на магнитното поле

Резултатите показват сила на земното магнитно поле, близка до очакваната средна стойност за територията на България (47500 nT).

От графиката се вижда, че магнитното поле е по-силно над варовиците и се колебае значително на разстояния от няколко метра в границите от 47800 до 48400 nT. В десния край на графиката има рязък спад, там стигам до водата и неочаквано магнитното поле отслабва до 47400 nT.

Тези измервания са направени набързо. Реалната им точност е донякъде неопределена, но може да се счита, че изменения към 400 nT и повече отразяват реални вариации на магнитното поле, а не просто грешки на измерването.

Общо взето се потвърждават очакванията ми, че с обикновено мобилно устройство могат да се правят интересни измервания на земното магнитно поле.

вторник, 3 февруари 2015 г.

Новата година

Изминалата година донесе много внезапни катастрофални събития.
Имаше такива прогнози, направени според китайския календар.
Затова с известно нетърпение очаквам китайската Нова година.
През 2015 година тя се пада на 19 февруари.

Според китайския календар през тази година животното се променя на 4 февруари. Годината на Овцата започва на 4 февруари 2015 година по григорианския календар. Дано новата година на Зелената Овца бъде по-добра. Стихията на тази година е Дърво.

Източният календар има 60 различни години (12 "животни", 5 "стихии", 12x5=60). Свързан е с важни природни цикли. Например цикълът на слънчевата активност е 11-12 годишен, приблизително равен на времето на обиколка на най-голямата планета - Юпитер около Слънцето.

Възможно е в природата да има синхронизация между слънчевите цикли, периодите на обиколка на планетите и различни процеси на Земята. Чисто физически са възможни такива явления, при които чрез слаби въздействия един периодичен процес постепенно се синхронизира с друг.

В екосистемите на Земята са известни колебания с леко вариращи периоди, като например взаимодействието хищник-жертва: броят на жертвите се увеличава, след това хищниците намират работа и също се увеличават. Като изтребят жертвите и хищниците няма какво повече да правят и броят им намалява. След това жертвите отново се размножават и цикълът се повтаря отново.

Такъв колебателен процес може леко да бъде повлиян от външните условия - например от слънчевата активност, и постепенно да се синхронизира с нея. Така накрая може да се окаже, че броят на зайците и вълците се колебае съгласувано със циклите на слънчевата активност и с китайския календар.

Периодично може да се изменя здравето и различни други природни процеси. Истинността на предсказанията по китайския календар може да бъде осмислена с подобни закономерности на синхронността.

Но няма да ставаме фаталисти, когато е млад и здрав човек се радва и на топлото време и на снега. Външните неща не винаги определят ...

Други постове, свързани с тази тема:
Намаляване и растеж на Ин и Ян
Разположения на Ин и Ян
Лунните цикли и здравето
Ин и Ян
Рекордно ниска слънчева активност

сряда, 14 януари 2015 г.

Измерване на магнитни полета с мобилни устройства

Мобилните устройства, смартфони и таблети, обикновено имат вграден магнитометър. Той се използва предимно като електронен компас, необходим при навигацията. Много от разпространените чипове - магнитометри използват сензори на Хол за измерване на магнитното поле в три взаимно перпендикулярни посоки - осите x, y и z.

Магнитното поле


Индукцията на магнитното поле, означавана обикновено с B, е векторна величина. Магнитният сензор на мобилното устройство измерва трите проекции на този вектор - Bx, By и Bz в три взаимноперпендикулярни посоки.

Векторът на магнитната индукция B може да се представи като една "стрелка" в пространството, която има определена посока и дължина. Дължината на вектора B в нашето (евклидово) пространство се намира по формулата:

|B| =  Bx2 + By2 + Bz2

Дължината на вектора |B| представлява собствено силата на магнитното поле. Тя е инвариантна относно промяна на посоката, т.е. остава непроменена ако завъртим в пространството мобилното устройство, с което я измерваме.

Чипове магнитни сензори


В разпространените мобилни устройства като магнитни сензори често се използват чиповете на Asahi Kasei Microdevices Corporation (AKM), като например AK8963, използван в iPhone 5 и в таблети на Sony и LG.

Основните характеристики на чипа AK8963 са следните:
  •  3-осев магнитометър на основата на сензор на Хол, предназначен за използване в компаси
  •  Има вграден аналого-цифров преобразувател с разрядност 14/16 бита за всяка от 3-те компоненти
  •  Чувствителност: 0.6 μT/LSB (14-bit) или 0.15μT/LSB (16-bit)
  • Диапазон на измерваната величина: ± 4900 μT
     

Възможности за използване


Вградените магнитни сензори на мобилните устройства обикновено се използват за реализиране на компас чрез измерване на земното магнитно поле. За такова приложение не е нужна особено голяма чувствителност на магнитометъра.


Индукцията на земното магнитно поле е около 50 000 nT.
Размахът на местните аномалии на земното магнитно поле може да бъде от 200 до 10000 nT, а измененията му при магнитни бури - до 1000 nT.

Чувствителността на чипа AK8963 (от порядъка на 0.1 μT = 100 nT) не е голяма в сравнение например с чувствителността на протонен магнитометър, която достига до 1 nT. Въпреки това мобилните устройства с подобен магнитен сензор биха могли да се използват за грубо картографиране на геомагнитното поле в някакъв участък от земната повърхност.

При известен късмет на такава магнитна карта с разрешение около 100 nT биха могли да се видят някои интересни геологични структури и значителни магнитни аномалии. В този случай ниската разрешаваща способност може да бъде не само вредна, но и полезна, защото показва само най-важните и едри детайли от картината и елиминира шумовете и слабите външни смущения при измерването.