Se va folosi acest eveniment astronomic pentru a exersa observatii astronomice, a pune la punct o serie de aparate de masura si de observatii si pentru a populariza frumusetea si multitudinea de aspecte fizice care pot fi observate si discutate in acest context (obiective maximale propuse):

1. Experimentarea observatiilor pe Soare direct prin telescop cu filtru solar, prin proiectie si prin fotografie; punerea la punct a sistemului de CCD si a camerei web digitala cuplata cu calculatorul si alta camera analogica, cuplata direct cu un monitor TV; Cuplarea cu monitorul TV si transmiterea imaginilor intr-un monitor dintr-un amfiteatru – discutii si comentarii pe marginea fenomenului; realizarea ulterioara a unei expozitii de fotografii astronomice facute de studenti si cadrele didactice de la facultate.

2. Masurarea momentelor primului contact si ultimului contact, pentru verificarea sistemului nostru de observatii si castigarea experientei in masuratori si observatii; compararea cu datele prezise si cu calculele; familiarizarea cu coordonatele de spatiu si de timp; incercarea de a obtine o posibilitate de sincronizare a calculatorului cu un ceas (astronomic) sau prin satelit.

3. Incercarea de a observa si studia fenomenele de difractie, care pot sa apara si care pot fi observate cu instrumentele noastre; utilizarea in practica a metodelor de prelucrare a imaginilor digitale obtinute, cu ajutorul calculatorului; realizarea unor programe pe calculator care sa descrie si sa simuleze aceste fenomene de difractie, luand in consideratie relatiile pentru difractia Frauenhoffer; utilizarea acestor programe pentru gasirea conditiilor optime de observare a fenomenelor de difractie, respectiv de a le elimina din imagine cu ajutorul unei corectii soft.

4. Incercarea de observatii si studiu al efectelor atmosferei lui Venus.

5. Fotografierea si studierea petelor solare care vor fi prezente si vizibile concomitent cu tranzitul, precum si a altor aspecte interesante, cum ar fi scaderea luminozitatii Soarelui la margine si eventual alte aspecte observabile.

6. Vom invita cateva grupuri de copii de la unele scoli din Bucuresti, impreuna cu profesorii lor pentru a participa la observatii si la discutii; studentii de la astrofizica vor fi si lectori pentru acestia; sudentii vor alcatui materiale documentare pentru elevi, utilizand carti, reviste si internetul.

- un telescop MEADE ETX-125EC echipat cu filtru solar original MEADE 102mm;

- un telescop Bushnell, 4,5";

- un telescop de constructie proprie;

- 2 aparate de fotografiat (Olimpus, Nikon);

- doua lunete mici pentru proiectia imaginii Soarelui;

- 1 camera CCD Pictor 416XTE;

- 1 camera webcam digitala;

- 1 camera analogica cu monitor TV;

- sistem de transmitere la distanta a imaginilor video.

A) Studiul geometric al eclipsei.

Putem studia eclipsa de Soare facand un studiu geometric. Considerand Soarele si Luna doua cercuri care incep sa se suprapuna (din momentul in care cele doua discuri sunt tangente) pana cand centrele lor coincid.

Cand discul solar incepe sa fie acoperit, luminozitatea Soarelui incepe sa scada, formand astfel o curba de lumina. Aceasta curba de lumina poate fi obtinuta si din calculul geometric el fenomenului.

Ariile A₁ si A₂ sunt variabile si depind de distanta dintre cele doua centre (centrul Soarelui si centrul Lunii ) – x – care variaza in functie de viteza de rotatie a Pamantului si de timp. In timpul unei eclipse, Pamantul este cel care se misca iar Soarele si Luna sunt considerate fixe; pot di astfel considerate deoarece rotatia Lunii in jurul Pamnatului este de 28 de zile. Aria libera (aria neacoperita ) a Soarelui este o functie de x.

unde

Dar x = x₁ + x₂, iar din figura rezulta ca x este o variabila de unghiurile ? si ?.

= R₂ + R₁ (2)

Astfel obtinem valorile lui x pentru un unghi dat, ?.
 

a (grade)	0 ( 0 )	30 (?/2)	60 (?/3)	90 (?/2)	120 (2?/3)	150 (5?/6)	180 (?)
x(km)	698048	697927,89	697807,15	697522,01	697150,55	696392,30	696260

Prin reprezentarea grafica obtinem:

Asa cum am aratat, atat la eclipsele stelelor duble cat si la eclipsele de Soare, intensitatea luminoasa scade pana in momentul totalitatii, dupa care incepe sa creasca. Acesta poate fi influentata de corpul care obtureaza suprafata Soarelui, fie de relief, fie de atmosfera corpului. In cazul Lunii, curba de lumina depinde se munti, iar in cazul unei planete care are atmosfera, curba de lumina va fi influentata si de fenomenele de difractie si de reflexie ale luminii si variatiei ei neomogene.  In cazul obturarii Soarelui de catre un alt corp ceresc, opac si fara lumina propie (eclipsa, tranzit planetar), falosim un program de calcul pentru determinarea curbei de lumina.

Programul foloseste o imagine prestabilita a Soarelui real (luat de pe o imagine reala, avand pe el pete si avand si efectul de scadere a intensitatii straluciririi discului solar spre margini) si anume imaginea 1:

Comenzile programului de calcul

Clear – sterge orice obiect existent in imagine, in acest mod se reface din nou imaginea initiala.

Obiectul reprezinta ‘un cerc’ de raza R si centrul in x, y. Se poate introduce in loc de y valoarea lui b, reprezentand deviatia (parametru de "ciocnire") pe verticala, fata de mijlocul ecranului. Poate lua valori pozitive si negative.

Se poate lucra in doua variante: a) se construieste un disc solar artificial, uniform luminat (simulare geometrica) si b) se considera ca punct de plecare o imagine reala a discului solar (simulare reala 1).

a) Pentru simularea geometrica se utilizeaza doua butoane de lucru:

Build – se creeaza obiectul (adica se realizeaza un cerc pe calculator) de raza R si cu centrul in x, y.

Compute – calculeaza intensitatea soarelui atunci cand exista obiectul stituat la pozitia spectificata, care trebuie introdusa in ferestrele din tabloul de lucru
 

b) Pentru simularea reala 1, se utilizeaza butonul de lucru Start, dupa ce in prealabil s-a incarcat imaginea 1.

Start – efectueaza o serie de calcule care dau intensitatea radiatiei care poate sa provina de la Soare, atunci cand obiectul descrie o miscare pe orizontala, de la un capat la celalalt, obturand gradat imaginea Soarelui. Programul ‘plimba’ automat obiectul de la un capat al ecranului la celalalt capat, calculand de fiecare data intensitatea luminoasa totala a Soarelui (porportionala cu suprafata libera a ei fata de Pamant) si reprezentand concomitent, grafic, "intensitatea" radiatiei, functie de pozitia obiectului (in deplasarea lui pe orizontala).

In amandoua cazurile, programul calculeaza "luminozitatea" totala a suprefetei, prin adunarea intensitatilor, pixel cu pixel, si reprezentarea lor grafica, concomitent cu indicarea valorii stralucirii globale (integrale, in procente, fata de stralucirea maxima a Soarelui neobturat).

Pentru calculul algebric al curbei de lumina (in modelul pur geometric, adica Soare uniform stralucitor pe tot discul), se considera relatiile geometrice care se pot scrie atunci cand se considera intersectia a doua cercuri de raze diferite, cu centre in doua puncte oarecari.

Cazul in care planeta obturatoare este de raza R = 60 este prezentat complet in figura urmatoare:
 
 

Cazul planetei obturatoare de R = 4

Cazul planetei obturatoare cu R = 20

Razele sunt date in unitati arbitrare (pixeli), raza discului "Soarelui" este de 115 pixeli, iar centrul ei se afla la x = 125, y = 125 pe imaginea prezentata.
 
 
 
 
 
 

Fluctuatiile curbei de lumina determinate de prezenta petelor

Deviatia curbei de lumina care scoate in evidenta variatia ei nemonotona.