arxiv:0807.1393 В процессе обучения: вон со звездными величинами

[polar]

arxiv:0807.1393 В процессе обучения: вон со звездными величинами, добро пожаловать с монохроматическими светимостями! (When teaching: Out with magnitudes, in with monochromatic luminosities!
Authors: Frank Verbunt
Comments: 8 pages, 6 figures

Франк Вербунт замахнулся на самое святое - <strike>на нашу конституцию</strike> на звездные величины. Он предлагает для неспециалистов не использовать в процессе обучения это понятие, оперируя только светимостями и потоками, если надо - в узком спектральном диапазоне. В статье он показывает, что конечно же все основные результаты, понятия и тп. прекрасно можно объяснить без звездных величин, оперируя только светимостями.
<i>"А может быть он прав?" (c) </i>

http://xray.sai.msu.ru/~polar/sci_rev/190.html#arxiv/0807.1393

[Piton_KAA]

Сергей!
Мне кажется, что этот "товарищ" просто не прав. Особенно сейчас. Что-то последнее время у молодёжи среднего и старшего школьного возраста наблюдается массовое "отупление". Со звёздными-то величинами - проблемы, а если со светимостями - то ...
С уважением.
Анатолий

[polar]

Сергей!
Мне кажется, что этот "товарищ" просто не прав. Особенно сейчас. Что-то последнее время у молодёжи среднего и старшего школьного возраста наблюдается массовое "отупление". Со звёздными-то величинами - проблемы, а если со светимостями - то ...
С уважением.
Анатолий

Так он как раз хочет сказать, что величины - это дополнительная конструкция, понимание которой требует дополнительных усилий, а разбор - времени. поэтому проще сразу говорить о светимостях, чтобы не заморачиваться переводом одного  вдругое. В конце концов, физически нам интересны именно потоки и светимости.

Представьте, что вы изучаете в 10 классе всякие законы Ома, но ток считается не в амперах (а напряжение не в вольтах), а введены еще какие-то "электрические величины", характеризующие, как человека шибает током. И все формулы записываются для этих величин

[KBOB]

Сергей!
Мне кажется, что этот "товарищ" просто не прав. Особенно сейчас. Что-то последнее время у молодёжи среднего и старшего школьного возраста наблюдается массовое "отупление". Со звёздными-то величинами - проблемы, а если со светимостями - то ...
С уважением.
Анатолий

Так он как раз хочет сказать, что величины - это дополнительная конструкция, понимание которой требует дополнительных усилий, а разбор - времени. поэтому проще сразу говорить о светимостях, чтобы не заморачиваться переводом одного  вдругое. В конце концов, физически нам интересны именно потоки и светимости.

Представьте, что вы изучаете в 10 классе всякие законы Ома, но ток считается не в амперах (а напряжение не в вольтах), а введены еще какие-то "электрические величины", характеризующие, как человека шибает током. И все формулы записываются для этих величин

Нам интересно будет прочитать научную или научно-популярную статью где оперируют как раз звездными величинами.
Я химик по образованию и у нас в химии тоже иногда замахиваются назвать воду оксидом диводорода, а в научных статьях все равно пишут вода!
Звездые величины должны преподаваться хотябы в историческом аспекте, как оно было придумано древнегреческим астрономом Гиппархом.

[traveller]

Полностью поддерживаю предложение тов. Вербунта. Я давно уже говорил (в том числе и на этом форуме), что звездные величины не нужны в курсе астрономии (во всяком случае, в школьном). Разве что оставить пару строк в учебнике, что самые яркие звезды имеют зв. величину -1, самый слабые, видимые невооруженным взглядом +5, и в буквальном смысле слова всё. Все формулы просто и понятно (с точки зрения физ. смысла) записываются на языке плотности потока энергии.

[blackhaz]

Я хоть и не профи, но тоже поддерживаю. К эпициклам их, эти величины!

[Pluto]

Представьте, что вы изучаете в 10 классе всякие законы Ома, но ток считается не в амперах (а напряжение не в вольтах), а введены еще какие-то "электрические величины", характеризующие, как человека шибает током. И все формулы записываются для этих величин

В электротехнике (и не только) для сопоставления очень сильно отличающихся уровней сигнала существует децибел. В некотором смысле, это аналог звездных величин - та же логарифмическая шкала.
ИМХО - дурацкая инициатива.

Человеческое восприятие (зрение, слух) работают в логарифмическом масштабе. Так что звездные величины очень понятная и естественная шкала. Если исключить это понятие из системы астрономического образования, тогда вообще непонятно, как люди смогут читать астрономическую литературу, не представляя, что такое звездные величины.

[traveller]

А при чем здесь человеческое восприятие? Речь идет о физически измеримых величинах, входящих в определенные законы природы.

[Дарья Аристова]

Человеческое восприятие (зрение, слух) работают в логарифмическом масштабе. Так что звездные величины очень понятная и естественная шкала.

Соглашусь. Звездные величины мне кажутся более понятными как раз для тех, кто не является специалистом.

[Karen]

Когда мы учим астрономии, говорим о звездных величинах, а ученики никогда не используют логарифмических формул. Это в девятом классе, и большинство из них не изучают логарифмы до 11го класса. Они знают что шкала "наоборот" (отрицательные числа ярче) и это из-за исторических причин. Они знают что звезды с 7 и выше видны только в бинокле или телескопе и знают что ярчие звезды имеют величины 0-1. В стар-парти очень легко показывать им звезды различных величин. Это концепция легко понимать в реальном небе - интуитивна.

Потом, мы обсуждаем использование закона обратных квадратов в восстановлении абсолютной величины, и используем абсолютную величину с температурой в диаграмме Герцшпрунг-Русселе. Было бы возможно обсуждать эту диаграмму без величин, а ученики не узнали бы как мы найдем действительную яркость (luminosity) звезд без обсуждения видимой и абсолютной величины. Опять не используем формулы, только концепция. Используют формулы или в классе физики в 11ом или 12ом классе или в астрономии в университете.

Не было бы невозможно учить астрономии без величин, но думаю что что-то связывая текстовую астрономию с реальным наблюдением неба было бы потеряно без очень основного обсуждения звездных величин.

[Pluto]

А при чем здесь человеческое восприятие? Речь идет о физически измеримых величинах, входящих в определенные законы природы.

А человеческое восприятие построено не на законах природы?

Понятие звездных величин так сильно вплетено в практику и историю астрономии, что его исключение, кроме лишней путаницы ничего не даст. Еще раз - пустая и глупая инициатива...

P.S. Свешайте мне 2 Ньютона колбаски..

[traveller]

Физически измеримой величиной является плотность потока излучения от небесного тела j. Если мощность излчения равна L, а расстояние до светила r, то j=L/4 pi r^2. Это - физика, и это просто, понятно и разумно. Звездные величины полезны любителям астрономии, бесполезны для профессионалов и совершенно не нужны ученикам старших классов, изучающим астрономию.

[Pluto]

бесполезны для профессионалов

Вы в этом уверены?    Найдите мне звездный каталог, в котором блеск звезд приведен в плотностях потока излучения...

и совершенно не нужны ученикам старших классов, изучающим астрономию.

Да может и сама астрономия им не нужна? 

[traveller]

Вы в этом уверены? 

Почти. Собственно говоря, в обсуждаемой статье это убедительно аргументировано. Но Вы можете привести и обратные примеры.

Да может и сама астрономия им не нужна? 

Даже тем ученикам, которым интересна астрономия, но которые не собираются ею заниматься в дальнейшем, зв. величины не нужны для понимания процессов, происходящих во вселенной. И наоборот: в принципе человек может знать, что такое зв. величины, но совершенно не понимать, что в основе формулы, связывающей абсолютные и видимые зв. величины лежит простая и интуитивно постигаемая формула j=L/4 pi r^2. А у старшеклассника есть еще одна проблема: он просто толком не знает, что такое логарифмы, а ему нужно уже формулы с ними учить.

[AlAn]

P.S. Свешайте мне 2 Ньютона колбаски..

+1

Лучшее враг хорошего!

Ходят упорные слухи что в срение века хотели поменять названия всех созвездий на христианские, хорошо одумались и оставили как было.

Профессионалам созвездия не нужны, достаточно знать координаты объекта. Давайте заодно и созвездия отменим!

[Pluto]

Если старшеклассник не знает, что такое логарифмы, то и говорить не о чем.. Может он тогда и дроби не знает, и с таблицей умножения плохо? 

Еще раз - звездные величины, это не традиция, а удобная, естественная шкала блеска звезд. Если измерять в абсолютных, фотометрических величинах яркость звезд, то мы получим совершенно нечитаемые, отличающиеся на много порядков цифры..

Как известно, громкость звука физически измеряется в единицах давления. Однако в акустике громкость измеряется в децибелах. Как вы думаете, почему? 

P.S. Заодно можно отменить парсеки и световые года, а также астрономическую единицу. Ведь правильнее все измерять в метрах..

[traveller]

Если старшеклассник не знает, что такое логарифмы, то и говорить не о чем..

В том-то все и дело, что средний старшеклассник не знает, что такое логарифмы. Многократно проверено.

Еще раз - звездные величины, это не традиция, а удобная, естественная шкала блеска звезд. 

Неправда. Когда измеряют блеск звезд с помощью приборов (а не с помощью глаза), всегда измеряют плотность потока излучения, и ничего больше. Потом, удобство - это понятие относительное. Для некоторых целей логарифмическая шкала удобнее (например, чтобы строить некоторые графики). Но все равно, что первично - логарифм или та величина, которая стоит под знаком логарифма? Поскольку время на изучение астрономии в школе ограниченно, нужно ограничиться изучением первичных понятий.

В принципе, я не против того, чтобы в школьном курсе астрономии (если он вновь появится) вводилось понятие зв. величин, только без всех этих формул, совершенно ненужных и затемняющих суть дела, а на чисто качественном уровне: самые яркие звезды имеют зв. величину -1, самый слабые, видимые невооруженным взглядом +5. Этого достаточно.

Если измерять в абсолютных, фотометрических величинах яркость звезд, то мы получим совершенно нечитаемые, отличающиеся на много порядков цифры..

Таковы они и есть. Приходится мириться. И расстояния в астрономии тоже отличаются на много порядков, и плотности. Такая уж наука.

P.S. Заодно можно отменить парсеки и световые года, а также астрономическую единицу. Ведь правильнее все измерять в метрах.. 

Следуя Вашей логике, расстояния нужно измерять не в парсеках, св. годах, метрах и других линейных единицах, а в некоторых логарифмических единицах. Согласны?

[Pluto]

В том-то все и дело, что средний старшеклассник не знает, что такое логарифмы. Многократно проверено.

Ну и что? Будем равняться на двоечников?

Неправда. Когда измеряют блеск звезд с помощью приборов (а не с помощью глаза), всегда измеряют плотность потока излучения, и ничего больше.

Неправда, измеряют либо ток чувствительного элемента, либо заряд, накопленный на матрице, либо другую электрическую величину ..

Таковы они и есть. Приходится мириться. И расстояния в астрономии тоже отличаются на много порядков, и плотности. Такая уж наука.

Вот для этого и ввели шкалу звездных величин.

Следуя Вашей логике, расстояния нужно измерять не в парсеках, св. годах, метрах и других линейных единицах, а в некоторых логарифмических единицах. Согласны?

Нет, не согласен. Измерять можно в соответствующих величинах, а сравнивать часто удобно в логарифмическом масштабе.

Я не понимаю, кому помешали звездные величины? Если кому то трудно понять, что такое логарифм, то какой смысл ему преподавать астрономию..  Математика - язык астрономии..
А логарифмы - элементарная математика.

[traveller]

Ну и что? Будем равняться на двоечников?

Беда в том, что даже ученики, которые учатся на 4 и 5, очень плохо представляют себе логарифмы, и тем более не чувствуют их интуитивно.

Неправда, измеряют либо ток чувствительного элемента, либо заряд, накопленный на матрице, либо другую электрическую величину .. 

... и потом сразу переходят к потокам излучения, которые и входят во все формулы астрономии.

Нет, не согласен. Измерять можно в соответствующих величинах, а сравнивать часто удобно в логарифмическом масштабе.

Следовптельно, измерять астрономические потоки излучения нужно в единицах, удобных для астрономии, а для сравнения, построения графиков или еще чего - переходить к логарифмам, если это удобно в данном конкретном случае.

Я не понимаю, кому помешали звездные величины?

Почти всем учителям астрономии. Приходится тратить уйму времени на обсуждение этих проблем, а ведь это время можно использовать для других вещей.

Если кому то трудно понять, что такое логарифм, то какой смысл ему преподавать астрономию..  

То есть либо все, либо ничего?

[Yarilo]

Еще раз - звездные величины, это не традиция, а удобная, естественная шкала блеска звезд. 

Неправда. Когда измеряют блеск звезд с помощью приборов (а не с помощью глаза), всегда измеряют плотность потока излучения, и ничего больше. Потом, удобство - это понятие относительное. Для некоторых целей логарифмическая шкала удобнее (например, чтобы строить некоторые графики). Но все равно, что первично - логарифм или та величина, которая стоит под знаком логарифма? Поскольку время на изучение астрономии в школе ограниченно, нужно ограничиться изучением первичных понятий.

В принципе, я не против того, чтобы в школьном курсе астрономии (если он вновь появится) вводилось понятие зв. величин, только без всех этих формул, совершенно ненужных и затемняющих суть дела, а на чисто качественном уровне: самые яркие звезды имеют зв. величину -1, самый слабые, видимые невооруженным взглядом +5. Этого достаточно.

У многих людей есть прибор для определения температуры воздуха - термометр. А разве каждому человеку нужен прибор для определения звездных величин? Есть у каждого человека достаточно глаз. Этим пользуются при определении звездных величин, например, переменных звезд.

Возьмем из "Общего курса астрономии" Э.В.Кононовича и В.И.Мороза:

Существует такой перевод звездных величин в энергетические единицы измерения потока или освещенности. Звезда 0^m создает на границе земной атмосферы освещенность,

Е₀ = 2,48 • 10^-8 Вт/м² = 2,48 • 10^-12 эрг/(см²•с),

а для видимой области спектра можно принять спектральную плотность потока излучения (λ = 550 нм)

Е_0,550 = 3,75 • 10^-12 Вт/(м²•Å) = 3,75 • 10^-9 эрг/(см²•с•Å),

или около 1000 фотонов/(см²•с•Å) в области зеленых лучей.

Связь звездных величин со светотехническими единицами измерения используется реже. Основной величиной в них является единица силы света кандела (кд), равная силе света, испускаемой в направлении нормали 1²/₃ мм² черного тела при температуре 2042 К (затвердевания платины). В телесном угле в один стерадиан одна кандела даеь поток в один люмен, который распределяясь равномерно на площади в 1 м² определяет единицу освещенности один люкс. Звезда 0^m создает на границе земной атмосферы освещенность около 2,5 • 10^-6 лк, т.е. как 1 кд с расстояния около 600 м.

Звездная величина, полученная на основании определния полной энергии, излучаемой во всем спектре, называется болометрической.

traveller, как видно, зачем нам, простым любителям астрономии, такие усложнения?