Jump to content

Spadające meteoryty, to piękne i też groźne zjawisko?


Recommended Posts

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

Edited by Behlur_Olderys
Link to post
Share on other sites
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

  • Like 1
Link to post
Share on other sites
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.

Link to post
Share on other sites
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.

Link to post
Share on other sites

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

Edited by Behlur_Olderys
  • Like 4
Link to post
Share on other sites
Godzinę temu, Behlur_Olderys napisał:

Pozwolę sobie jeszcze na mały dowodzik matematyczny w sprawie meteorów.

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.

Link to post
Share on other sites

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. 

  • Like 1
Link to post
Share on other sites
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.

Edited by Behlur_Olderys
Link to post
Share on other sites
4 godziny temu, Behlur_Olderys napisał:

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,

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).

  • Like 1
Link to post
Share on other sites
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.

 

Link to post
Share on other sites

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).

Link to post
Share on other sites
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.

Edited by Behlur_Olderys
Link to post
Share on other sites
27 minut temu, Behlur_Olderys napisał:

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

A znasz aparat matematyczno-fizyczny dostępny dla gimnazjalisty (wiek :12 lat), którym można by było opisać wzbudzenie atomu w wyniku którego elektrony przechodzą następnie na niższe poziomy energetyczne promieniując przy tym fotony energii w postaci promieniowania widzialnego o długości fali rzędu kilkuset nanometrów ?

Link to post
Share on other sites
36 minut temu, Behlur_Olderys napisał:
  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.

A jesteś pewien tego, co napisałeś ???

Link to post
Share on other sites
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

Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

  • Our picks

    • Big Bang remnant - Ursa Major Arc or UMa Arc
      Tytuł nieco przekorny bo nie chodzi tu oczywiście o Wielki Wybuch ale ... zacznijmy od początku.
       
      W roku 1997 Peter McCullough używając eksperymentalnej kamery nagrał w paśmie Ha długą na 2 stopnie prostą linie przecinajacą niebo.
       
      Peter McCullough na konferencji pokazał fotografię Robertowi Benjamin i obaj byli pod wrażeniem - padło nawet stwierdzenie: “In astronomy, you never see perfectly straight lines in the sky,”
        • Love
        • Thanks
        • Like
      • 14 replies
    • Jeśli coś jest głupie, ale działa, to nie jest głupie - o nietypowych rozwiązaniach sprzętowych
      Sformułowanie, które można znaleźć w internetach jako jedno z "praw Murphy'ego" przyszło mi na myśl, gdy kolejny raz przeglądałem zdjęcia na telefonie z ostatniego zlotu, mając z tyłu głowy najgłośniejszy marsjański temat na forum. Do rzeczy - jakie macie (bardzo) nietypowe patenty na usprawnienie sprzętu astronomicznego bądź jakieś kreatywne improwizacje w razie awarii czy niezabrania jakiegoś elementu sprzętu  Obstawiam, że @HAMAL mógłby samodzielnie wypełnić treścią taki wątek.
        • Haha
        • Like
      • 21 replies
    • MARS 2020 - mapa albedo powierzchni + pełny obrót 3D  (tutorial gratis)
      Dzisiejszej nocy mamy opozycję Marsa więc to chyba dobry moment żeby zaprezentować wyniki mojego wrześniowego projektu. Pogody ostatnio jak na lekarstwo – od początku października praktycznie nie udało mi się fotografować. Na szczęście wrzesień dopisał jeśli chodzi o warunki seeingowe i udało mi się skończyć długo planowany projekt pełnej mapy powierzchni (struktur albedo) Marsa.
        • Love
        • Thanks
        • Like
      • 130 replies
    • Aktualizacja silnika Astropolis - zgłaszanie uwag
      Dzisiaj zaktualizowaliśmy silnik Astropolis do najnowszej wersji (głównie z powodów bezpieczeństwa). Najpoważniejsze błędy zostały już naprawione, ale ponieważ aktualizacja jest dosyć rozbudowana (dotyczy także wyglądu), drobnych problemów na pewno jest więcej. Bez was ich nie namierzymy. Dlatego bardzo proszę o pomoc i wrzucanie tu informacji o napotkanych problemach/błędach.
        • Like
      • 250 replies
    • Insight Investment Astrophotographer of the Year 2020 – mój mały-wielki sukces :)
      Jestem raczej osobą która nie lubi się chwalić i przechwalać… ale tym razem jest to wydarzenie dla mnie tak ważne, że postanowiłem podzielić się z Wami tą niezwykle radosną dla mnie wiadomością.
       
      Moja praca zajęła pierwsze miejsce w kategorii „Planety, komety i asteroidy” podczas tegorocznego konkursu Insight Investment Astronomy Photographer of the Year 2020.
        • Love
        • Thanks
        • Like
      • 85 replies
×
×
  • Create New...

Important Information

We have placed cookies on your device to help make this website better. You can adjust your cookie settings, otherwise we'll assume you're okay to continue.