Skocz do zawartości

Spadające meteoryty, to piękne i też groźne zjawisko?


pawlo-b

Rekomendowane odpowiedzi

1 godzinę temu, sp3uca napisał:

Od zjonizowanego śladu pięknie się odbijają fale radiowe VHF .  Ludzie rejestrują odbicia w specjalnych programach i analizują na różne sposoby.

Krótkofalowcy (jak ja) wykorzystują intensywnie duże roje do łączności po całej Europie. 

Tu zobacz jaki kiedyś udało mi się złapać w kolorze :

https://astropolis.pl/topic/39187-perseidy-2012/?page=3

 

Andrzej

A dałoby się na podstawie triangulacji pomiarów z kilku stacji wyznaczyć wysokość, na której zachodzą te zjawiska? W sensie - synchronizować zegary i na podstawie czasu rejestracji... czy to jednak za krótko?

 

BTW: tutaj ciekawy artykuł nt. rozłożenia wysokości różnych rojów meteorów korzystając właśnie z pomiarów radiowych. Większość śladów powstaje na wysokości ok. 100km
https://arxiv.org/pdf/astro-ph/0112375.pdf, strona 4

 

Tutaj artykuł o tym samym, tylko za pomocą radaru (wykres na 1576):

https://hal.archives-ouvertes.fr/file/index/docid/317334/filename/angeo-22-1575-2004.pdf

 

I jeszcze super link o metodologii pomiarów radarem:

https://www.britastro.org/radio/projects/Detection_of_meteors_by_RADAR.pdf

 

Zabawne, jak dobrze jest to udowodnione ;)

 

EDITED:

 

I jeszcze badania fotograficzne (nawet podają jakimi obiektywami robili zdjęcia)

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1111/j.1945-5100.2000.tb01773.x

Edytowane przez Behlur_Olderys
Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

10 minut temu, Behlur_Olderys napisał:

A dałoby się na podstawie triangulacji pomiarów z kilku stacji wyznaczyć wysokość, na której zachodzą te zjawiska? W sensie - synchronizować zegary i na podstawie czasu rejestracji... czy to jednak za krótko?

 

Nie sądzę , nawet moje Yagi mają za szerokie wiązki. Dałby dokładność pewnie radar wysokość azymut, ale nie dysponuję hehe.

Natomiast ze zdjęć i filmów z nocek jeżeli złapie się na kilku kamerkach PFN to jak najbardziej . No, ale to pewnie lepiej opisze Maciej (M.K).

 

Andrzej

  • Lubię 1
Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

5 godzin temu, pawlo-b napisał:

Nigdy wcześniej nie widziałem takiego zjawiska, czyli ciągnącego się dymu za meteorytem. To bardzo ciekawe jest. Bardzo proszę o więcej tego rodzaju filmów.

Takie ślady da się też zobaczyć gołym okiem przy okazji jaśniejszych metrorów. Polecam zwrócić na to uwagę podczas zbliżających się perseidów. Ja widziałem kilka może kilkanaście takich śladów jak dotąd.

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Godzinę temu, MateuszW napisał:

Takie ślady da się też zobaczyć gołym okiem przy okazji jaśniejszych metrorów. Polecam zwrócić na to uwagę podczas zbliżających się perseidów. Ja widziałem kilka może kilkanaście takich śladów jak dotąd.

ja nie zapomne nigdy tauryda ze 1 lub 2 listopada kilka lat temu.

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Pozwolę sobie jeszcze na mały dowodzik matematyczny w sprawie meteorów.

 

Wyobraźmy sobie kulkę o średnicy d z materiału o cieple właściwym C i gęstości ro lecącą przez atmosferę o gęstości g z dużą prędkością v po prostej.

Jak bardzo się ogrzeje po czasie t?

Wszyscy ze szkoły powinniśmy znać wzory, które udzielają nam odpowiedzi na to pytanie.

W czasie t kulka pokona drogę s = v * t.

Po drodze s zderzy się z molekułami powietrza wypełniającymi objętość cylindra o podstawie równej powierzchni przekroju kulki i długości s.

Powierzchnia przekroju kulki P = ( pi / 4 ) * d^2 

Objętość powietrza z którym zderzy się kulka wynosi więc V_p = s *

Powietrze, z którym zderzy się kulka ma masę m_p = V_p * g

(przypominam, V_p to objętość a g to gęstość powietrza)

Zatem w objętości V_p mamy N molekuł powietrza które ważą razem m_p.

Masa pojedynczej molekuły powietrza wynosi: m_m = m_p / N.

Energia jednego zderzenia kulki z molekułą powietrza wynosi: E_m = (m_m * v^2) / 2

gdzie m_m to masa (malutka) jednej molekuły powietrza.

Jeśli w czasie t zakładamy stałą prędkość v kulki (a możemy, bo t może być dowolnie małe, później je sobie można scałkować)

to zderzenie z N molekułami powietrza każda o masie równej m_mm_p / N przekaże energię równą N zderzeń:

E_c = N * ( m_m * v^2 ) / 2 = N* ( ( m_p / N ) * v^2 ) / 2 = ( m_p * v^2 ) / 2 V_p * g * v^2 / 2 

To ciekawy wynik: energia ta nie zależy od całkowitej ilości molekuł, ale jedynie od gęstości powietrza i prędkości kulki.

Teraz załóżmy, że przynajmniej f tej energii zamienia się w ciepło H: (f może wynosić np 50% czyli 0.5)

H = f * E_c

Z definicji, ciepło właściwe C mówi nam, ile trzeba energii cieplnej H żeby ogrzać ciało o masie m_k o T stopni Kelwina:

C = H / (m_k * T)

mnożymy teraz ten wzór razy T i dzielimy przez C:

T = H / (m_k * C)

Zatem Ilość ciepła H podgrzeje masę m_k o cieple właściwym C o T stopni Kelwina .

Masa naszej kulki m_k to nic innego, jak jej objętość: V_k = (pi/6) * d^3 pomnożona przez jej gęstość ro:

m_k = ro * V_k

 

 

Wstawmy wszystko do ostatecznego wzoru na T, czyli - o ile stopni Kelwina podniesie się temperatura kulki - i poskracajmy:

T = H / (m_k * C) 

   = H / (ro * V_k * C)

   = H / (ro * (pi / 6) * d^3 * C)

   = f * E_c / (ro * V_k * C)

   = f * ( V_p * g * v^2 / 2 ) / (ro * (pi / 6) * d^3 * C)

   = f * ( s * ( pi / 4 ) * d^2 * g * v^2 / 2 ) /  (ro * (pi / 6) * d^3 * C)

   = f * ( v * t * ( pi / 4 ) * d^2 * g * v^2 / 2 ) /  (ro * (pi / 6) * d^3 * C)

skracają nam się pi oraz d^2 w mianowniku, w liczniku zostaje samo d, i wymnażamy v * v^2 = v^3:

 

Tf * (( t / 4 ) * g * v^3 / 2 ) /  ((ro / 6) * d * C)

jeszcze stałe czynniki z przodu:

 

T = 0.75 * f *g * t * v^3 / (ro * d * C)

 

Dla współczynnika konwersji f = 0.5 (raczej więcej)

gęstości powietrza g = 10^-5 kg / m^3 (100 000x razy mniej niż na poziomie morza - wg tabel w [1] wynosi raczej więcej)

czasie przelotu t = 0.1 s (raczej dłużej, każdy widzi...)

prędkości v = 20km/s = 20000m/s (średnio, czasem więcej)

gęstości meteoru równej gęstości wody: ro = 1000 kg/m^3 (raczej większej)

średnicy meteoru równej 1mm = 10^-3m (raczej więcej) [2]

i cieple właściwym meteoru podobnym do ciepła wody: C = 4*10^3 J / (kg * K) (realnie zdecydowanie mniej: np. dla krzemu 6x mniejsze, żelazo jeszcze mniej [3])

wychodzi:

T = 750K.

Czyli bardzo zgrubnie licząc, w 0.1s meteor rozgrzeje się o 750 stopni kelwina.

Żeby mieć lepszy wynik dla prawdziwego meteoru trzeba by scałkować wynik po czasie całkowitego przelotu mając na uwadze funkcje:

* prędkość jako funkcja czasu (malejąca)

* gęstość powietrza jako funkcja drogi (a zatem pośrednio funkcja czasu - poprzez prędkość)

* malejąca średnica meteoru

* realne wartości wszystkich zmiennych

* dużo innych rzeczy które na pewno mają znaczenie, ale nie zmieniają wyniku co do rzędu wielkości :)

 

Ale zasadniczo widać, że w ułamku sekundy cząstka wlatująca tak szybko w atmosferę zaczyna się topić. (krzem topi się w ok. 1414st. C, żelazo ok. 1538st C)

 

Proszę o poprawę ew. błędów! :)

 

Pozdrawiam!

 

 

 

 

Literatura:

[1] http://klimat.czn.uj.edu.pl/enid/O_klimacie_pokr_tce/-_Atmosfera_2wi.html

[2] https://www.spaceacademy.net.au/watch/debris/mdsclass.htm

[3] https://encyklopedia.pwn.pl/haslo/Cieplo-wlasciwe-niektorych-substancji;446894.html

Edytowane przez Behlur_Olderys
  • Lubię 4
Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Dobry wywód - dowodzi, że wystarczy wiedza z podstawówki, żeby oszacować temperaturę z dołu (stąd raczej więcej w liczniku). Sam wczoraj miałem zamiar tak łopatologicznie to policzyć. 

 

Ale, żeby było to oszacowanie z dołu, przyjąłbym zawyżone wartości (raczej mniej) w mianowniku. 

 

4 hours ago, trouvere said:

Poza tym ciąg założeń, raczej więcej, raczej mniej, raczej dłużej, zgrubnie licząc - nie wydaje Ci się co najmniej dziwaczny w oczach fizyka ?

Wcale nie wydaje mi się dziwaczny, przynajmniej w oczach inżyniera, gdy bez nadmniernej/zbędnej pracy trzeba coś oszacować z dołu bądź góry. Ale jak wspomniałem powyżej, te założenia muszą być konsekwentnie w jedną stronę. 

  • Lubię 1
Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

6 godzin temu, trouvere napisał:

Gwoli ścisłości to jest raczej mały wywodzik niż dowodzik, no bo czego miałby w rzeczy samej dowodzić ?

Poza tym ciąg założeń, raczej więcej, raczej mniej, raczej dłużej, zgrubnie licząc - nie wydaje Ci się co najmniej dziwaczny w oczach fizyka ?

Wynik całego wywodziku 750K/0.1sek zupełnie nie ma potwierdzenia w realiach.

W jednym ze swoich poprzednich postów dałeś link na książkę o fizyce meteorów, ale dlaczego nie zadasz sobie trudu by ją po prostu przeczytać ?

To jest praca napisana dla studentów, jako cykl wykładów na temat fizyki meteorów, to o czym piszesz jest tam właśnie w miarę przystępnie wyjaśnione.

https://en.m.wikipedia.org/wiki/Back-of-the-envelope_calculation

 

Proszę popatrzeć które rzeczy "mniej" i "więcej" są w liczniku a które w mianowniku. Moim zdaniem wyznaczyłem naiwną, dolną granicę - na pewno ta temperatura jest większa, i to właśnie chciałem dowieść najprostszym dostepnym aparatem teoretycznym. Każdy może sobie to policzyć i sprawdzić. Świecenie meteorów przy wpadaniu do rozrzedzonej atmosfery nie jest "fizycznie niemożliwe" jak niektórzy twierdzą, Q.E.D.

Edytowane przez Behlur_Olderys
Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Godzinę temu, trouvere napisał:

W myśl Twojego wywodu prędkość meteoru występuje w liczniku w trzeciej potędze co przy rzeczywistej (średniej, bo prędkości rzędu 75km/sek nie są żadną sensacją) prędkości v=40km/sek przyrost temperatury jest ośmiokrotny co daje nie 750K a 8x więcej, czyli 6000K/0.1sek - wniosek, żaden meteor nie miałby najmniejszej szansy na to by stać się meteorytem (wylądować na naszej planecie) a to oczywiście jest niezgodne ze stanem faktycznym. Meteoryty są znajdywane, niewielkie w całości, duże w znacznej ilości większych fragmentów, dla przypomnienia temperatura waporyzacji typowego meteoru kamiennego wynosi 2100 K.

W większości przypadków świecenie "meteoru" nie jest wywoływane temperaturą (w rzeczywistości to nie meteor świeci).

Wiadomo, że w grę wchodzą bardziej skomplikowane procesy (np. ablacja, jakieś tworzenie się plazmy itp, itd) i całość jest bardziej skomplikowana, a te moje obliczenia to tylko bazgroły na serwetce 

(jeszcze raz odsyłam do artykułu: https://en.m.wikipedia.org/wiki/Back-of-the-envelope_calculation)

 

Ważny jest tylko jeden wniosek z moich uproszczonych obliczeń:

Drobina pyłu wpadająca do atmosfery (nawet rozrzedzonej 1000000x względem poziomu morza) z prędkością rzędu dziesiątek km/s natychmiast zaabsorbuje bardzo dużą ilość energii kinetycznej.

Nie wiem, czy zauważyłeś, ale autor tego tematu stawiał ten fakt w wątpliwość, co staram się rozwiać.

 

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

7 minut temu, trouvere napisał:

Nie zamierzałem podważać Twojego toku rozumowania, a tylko nieuzasadnione (domniemane) założenia, które w efekcie prowadzą do błędnych wyników.

Weź pod uwagę, że średnia droga jaką przebywa meteoroid pomiędzy dwoma kolejnymi zderzeniami z molekułami powietrza na wysokości 90km wynosi 21mm, na wysokości 100km 95mm a na wysokości 110km osiąga wielkość 380mm, a mimo to już "świeci" (w istocie to nie meteor świeci a właśnie atomy gazów pobudzone w wyniku jonizacji zderzeniowej, w tym wypadku).

Wystarczy więc, żebyś opisał ten mechanizm świecenia aparatem matematyczno-fizycznym dostępnym dla gimnazjalisty, aby mój wywód stał się niepotrzebny.

 

Z drugiej strony:

Cytat

Drobina pyłu wpadająca do atmosfery (nawet rozrzedzonej 1000000x względem poziomu morza) z prędkością rzędu dziesiątek km/s natychmiast zaabsorbuje bardzo dużą ilość energii kinetycznej.

Czy to nazywasz błędnym wynikiem? Jeśli tak, to proszę o poprawkę.

Edytowane przez Behlur_Olderys
Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

3 godziny temu, trouvere napisał:

380mm, a mimo to już "świeci" (w istocie to nie meteor świeci a właśnie atomy gazów pobudzone w wyniku jonizacji zderzeniowej, w tym wypadku).

O tu bym trochę polemizował. W organizacji są kamerki z siatkami dyfrakcyjnymi i widma wskazują na metale. Czyli odparowanie cząstki w czasie ablacji.

 

Andrzej

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Dołącz do dyskusji

Możesz dodać zawartość już teraz a zarejestrować się później. Jeśli posiadasz już konto, zaloguj się aby dodać zawartość za jego pomocą.

Gość
Dodaj odpowiedź do tematu...

×   Wklejono zawartość z formatowaniem.   Usuń formatowanie

  Dozwolonych jest tylko 75 emoji.

×   Odnośnik został automatycznie osadzony.   Przywróć wyświetlanie jako odnośnik

×   Przywrócono poprzednią zawartość.   Wyczyść edytor

×   Nie możesz bezpośrednio wkleić grafiki. Dodaj lub załącz grafiki z adresu URL.

×
×
  • Dodaj nową pozycję...

Powiadomienie o plikach cookie

Umieściliśmy na Twoim urządzeniu pliki cookie, aby pomóc Ci usprawnić przeglądanie strony. Możesz dostosować ustawienia plików cookie, w przeciwnym wypadku zakładamy, że wyrażasz na to zgodę.