Alle Elemente der Himmelssphäre. Die Bewegung der Leuchten über den Himmel

Eines der wichtigsten astronomischen Probleme, ohne das es unmöglich ist, alle anderen Probleme der Astronomie zu lösen, ist die Bestimmung der Position des Himmelskörpers auf der Himmelskugel.

Himmelskugel ist eine imaginäre Kugel mit beliebigem Radius, die vom Auge des Betrachters als vom Zentrum aus beschrieben wird. Auf diese Sphäre projizieren wir die Position aller Himmelskörper. Entfernungen auf der Himmelskugel können nur in Winkeleinheiten, Grad, Minuten, Sekunden oder Bogenmaß gemessen werden. Zum Beispiel sind die Winkeldurchmesser des Mondes und der Sonne ungefähr 0. Ö 5.

Eine der Hauptrichtungen, in Bezug auf die die Position des beobachteten Himmelskörpers bestimmt wird, ist senklot... Ein Lot überall auf der Welt ist auf den Schwerpunkt der Erde gerichtet. Der Winkel zwischen dem Lot und der Ebene des Erdäquators wird als astronomischer Breitengrad bezeichnet.

Die Ebene senkrecht zur Lotlinie heißt horizontale Ebene.

An jedem Punkt der Erde sieht der Betrachter die Hälfte der Kugel, die sich sanft von Ost nach West dreht, zusammen mit Sternen, als ob sie daran befestigt wären. Diese scheinbare Rotation der Himmelskugel erklärt sich durch die gleichmäßige Rotation der Erde um ihre Achse von West nach Ost.

Das Lot kreuzt an einem Punkt die Himmelskugel zenit, Z. und an der Stelle nadira, Z.".

Zahl: 2. Himmlische Sphäre

Der Großkreis der Himmelskugel, entlang dem sich die horizontale Ebene, die durch das Auge des Betrachters verläuft (Punkt C in Abb. 2), mit der Himmelskugel schneidet, wird genannt wahrer Horizont... Denken Sie daran, dass der große Kreis der Himmelskugel der Kreis ist, der durch das Zentrum der Himmelskugel verläuft. Die Kreise, die durch den Schnittpunkt der Himmelskugel mit Ebenen gebildet werden, die nicht durch ihren Mittelpunkt verlaufen, werden als kleine Kreise bezeichnet.

Eine Linie parallel zur Erdachse, die durch den Mittelpunkt der Himmelskugel verläuft, wird genannt achse der Welt... Sie überquert die Himmelssphäre in nordpol der Welt, P und in südpol der Welt P ".

Feige. 1 ist zu sehen, dass die Achse der Welt in einem Winkel zur Ebene des wahren Horizonts geneigt ist. Die scheinbare Rotation der Himmelskugel erfolgt um die Achse der Welt von Ost nach West in entgegengesetzter Richtung zur tatsächlichen Rotation der Erde, die sich von West nach Ost dreht.

Der Großkreis der Himmelskugel, dessen Ebene senkrecht zur Weltachse verläuft, heißt himmelsäquator... Der Himmelsäquator teilt die Himmelskugel in zwei Teile: Nord und Süd. Der Himmelsäquator verläuft parallel zum Erdäquator.

Die Ebene, die durch das Lot und die Achse der Welt verläuft, kreuzt die Himmelskugel entlang der Linie himmelsmeridian... Der himmlische Meridian schneidet sich mit dem wahren Horizont bei zeigt nach Norden, N und Süden, S.... Und die Ebenen dieser Kreise kreuzen sich entlang mittagslinie... Der Himmelsmeridian ist eine Projektion auf die Himmelskugel des Erdmeridians, in der sich der Beobachter befindet. Daher gibt es nur einen Meridian auf der Himmelssphäre, da sich der Beobachter nicht gleichzeitig auf zwei Meridianen befinden kann!

Der Himmelsäquator schneidet sich mit dem wahren Horizont bei zeigt nach Osten, E und West, W.... Die EW-Linie verläuft senkrecht zur Mittagslinie. Punkt Q ist die Oberseite des Äquators und Q "ist die Unterseite des Äquators.

Große Kreise, deren Ebenen durch das Lot verlaufen, werden genannt vertikale... Die vertikale Passage durch die Punkte W und E wird aufgerufen erste Vertikale.

Man nennt große Kreise, deren Ebenen durch die Achse der Welt verlaufen deklination oder stündliche Kreise.

Man nennt kleine Kreise der Himmelskugel, deren Ebenen parallel zum Himmelsäquator verlaufen himmlische oder tägliche Parallelen. Sie werden täglich genannt, weil die tägliche Bewegung der Himmelskörper entlang ihnen stattfindet. Der Äquator ist auch eine tägliche Parallele.

Der kleine Kreis der Himmelskugel, dessen Ebene parallel zur Ebene des Horizonts verläuft, heißt almucantara.

Fragen

1 ... Gibt es einen Ort auf der Erde, an dem die Rotation der Himmelskugel um ein Lot erfolgt?

Aufgaben

1. Zeichnen Sie die Himmelskugel in Projektion auf die Horizontebene.

Entscheidung: Wie Sie wissen, ist die Projektion eines beliebigen Punktes A auf eine beliebige Ebene der Schnittpunkt der Ebene und der Senkrechten, die von Punkt A zur Ebene abfällt. Die Projektion eines Liniensegments senkrecht zur Ebene ist ein Punkt. Die Projektion eines Kreises parallel zur Ebene ist der gleiche Kreis in der Ebene, die Projektion eines Kreises senkrecht zur Ebene ist ein Segment, und die Projektion eines zur Ebene geneigten Kreises ist eine Ellipse. Je abgeflachter, desto näher ist der Neigungswinkel an 90 Ö ... Um die Projektion der Himmelskugel auf eine beliebige Ebene zu zeichnen, ist es daher erforderlich, diese Ebene senkrecht von allen Punkten der Himmelskugel abzusenken. Die Reihenfolge der Aktionen ist wie folgt. Zunächst muss ein Kreis gezeichnet werden, der in der Projektionsebene liegt. In diesem Fall ist dies der Horizont. Zeichnen Sie dann alle Punkte und Linien, die in der Ebene des Horizonts liegen. In diesem Fall ist dies das Zentrum der Himmelskugel C und die Punkte des Südens S, des Nordens N, des Ostens E und des Westens W sowie der Mittagslinie NS. Als nächstes senken wir die Senkrechten zur Horizontebene von den übrigen Himmelskugelpunkten ab und erhalten, dass die Projektion des Zenits Z, des Nadirs Z "und der Lotlinie ZZ" auf die Horizontebene der Punkt ist, der mit dem Zentrum der Himmelskugel C zusammenfällt (siehe Abb. 3). Die Projektion der ersten Vertikalen ist das Segment EW, die Projektion des Himmelsmeridians fällt mit der Mittagslinie NS zusammen. Die auf dem Himmelsmeridian liegenden Punkte: die Pole P und P "sowie die oberen und unteren Punkte des Äquators Q und Q" werden daher auch auf die Mittagslinie projiziert. Der Äquator ist ein großer Kreis der Himmelskugel, der zur Horizontebene geneigt ist. Seine Projektion ist also eine Ellipse, die durch die Punkte Ost E, West W und die Projektion der Punkte Q und Q "verläuft.

2. Zeichnen Sie die Himmelskugel in Projektion auf die Ebene des Himmelsmeridians.

Entscheidung: In Abb. 4 dargestellt

3. Zeichnen Sie die Himmelskugel in Projektion auf die Ebene des Himmelsäquators.

4. Zeichnen Sie die Himmelskugel in Projektion auf die Ebene der ersten Vertikalen.

§ 48. Himmlische Sphäre. Hauptpunkte, Linien und Kreise auf der Himmelskugel

Die Himmelskugel wird als Kugel mit einem beliebigen Radius bezeichnet, der an einem beliebigen Punkt im Raum zentriert ist. Nehmen Sie für seinen Mittelpunkt, abhängig von der Formulierung des Problems, das Auge des Beobachters, den Mittelpunkt des Instruments, den Mittelpunkt der Erde usw.

Betrachten Sie die Hauptpunkte und Kreise der Himmelskugel, deren Mittelpunkt das Auge des Betrachters ist (Abb. 72). Zeichnen Sie eine Lotlinie durch die Mitte der Himmelskugel. Die Schnittpunkte der Lotlinie mit der Kugel heißen Zenit Z und Nadir n.

Zahl: 72.

Die Ebene, die durch die Mitte der Himmelskugel senkrecht zur Lotlinie verläuft, wird genannt ebene des wahren Horizonts. Diese Ebene, die sich mit der Himmelskugel schneidet, bildet einen großen Kreis, der als wahrer Horizont bezeichnet wird. Letzteres unterteilt die Himmelskugel in zwei Teile: über dem Horizont und unter dem Horizont.

Die gerade Linie, die parallel zur Erdachse durch den Mittelpunkt der Himmelskugel verläuft, wird als y-Achse der Welt bezeichnet. Die Schnittpunkte der Weltachse mit der Himmelskugel werden genannt pole der Welt. Einer der Pole, der den Polen der Erde entspricht, wird Nordpol der Welt genannt und bezeichnet Pn, der andere ist der Südpol der Welt Ps.

Die Ebene QQ ", die durch den Mittelpunkt der Himmelskugel senkrecht zur Weltachse verläuft, wird genannt ebene des Himmelsäquators. Diese Ebene, die sich mit der Himmelskugel schneidet, bildet den Umfang eines Großkreises - himmelsäquator, das teilt die Himmelskugel in nördliche und südliche Teile.

Der große Kreis der Himmelskugel, der durch die Pole der Welt geht, Zenit und Nadir, heißt beobachtermeridian PN nPsZ. Die Achse der Welt unterteilt den Beobachtermeridian in Mittags-PN-ZPs und Mitternachts-PN-NPs.

Der Meridian des Beobachters schneidet den wahren Horizont an zwei Punkten: dem Nordpunkt N und dem Südpunkt S. Die gerade Linie, die die Punkte Nord und Süd verbindet, wird genannt mittagslinie.

Wenn Sie vom Mittelpunkt der Kugel auf Punkt N schauen, befindet sich der Ostpunkt O st rechts und der Westpunkt W links. Kleine Kreise der Himmelskugel aa "parallel zur Ebene des wahren Horizonts werden genannt almucantaras; kleines bb "parallel zur Ebene des Himmelsäquators, - himmlische Parallelen.

Die Kreise der Zon-Himmelskugel, die durch die Zenit- und Nadirpunkte verlaufen, werden genannt vertikale. Die Vertikale, die durch die Punkte Ost und West verläuft, wird als erste Vertikale bezeichnet.

Die Kreise der Himmelskugel PNoPs, die durch die Pole der Welt verlaufen, werden genannt deklinationskreise.

Der Meridian des Beobachters ist sowohl der vertikale als auch der Deklinationskreis. Er teilt die Himmelskugel in zwei Teile - Ost und West.

Der Pol der Welt, der sich über dem Horizont (unter dem Horizont) befindet, wird als erhöhter (abgesenkter) Pol der Welt bezeichnet. Der Name des erhöhten Pols der Welt ist immer der gleiche Name wie der Name des Breitengrads des Ortes.

Die Achse der Welt mit der Ebene des wahren Horizonts bildet einen Winkel gleich der geografische Breitengrad des Ortes.

Die Position der Leuchten auf der Himmelskugel wird unter Verwendung von sphärischen Koordinatensystemen bestimmt. In der nautischen Astronomie werden die horizontalen und äquatorialen Koordinatensysteme verwendet.

Himmlische Sphäre wird eine imaginäre Kugel mit beliebigem Radius genannt, die an einem beliebigen Punkt zentriert ist, auf dessen Oberfläche die Positionen der Leuchten aufgetragen sind, wie sie zu einem bestimmten Zeitpunkt von einem bestimmten Punkt aus am Himmel sichtbar sind.

Die Himmelskugel dreht sich. Dies lässt sich leicht überprüfen, indem einfach die Änderung der Position der Himmelskörper relativ zum Beobachter oder Horizont beobachtet wird. Wenn Sie die Kamera auf den Ursa Minor-Stern richten und das Objektiv mehrere Stunden lang öffnen, beschreiben die Bilder der Sterne auf der Fotoplatte Bögen, deren zentrale Winkel gleich sind (Abb. 17). Material von der Website

Aufgrund der Drehung der Himmelskugel bewegt sich jeder Stern in einem kleinen Kreis, dessen Ebene parallel zur Ebene des Äquators verläuft - tagesparallele... Wie aus Abbildung 18 ersichtlich, kann die tägliche Parallele den mathematischen Horizont überschreiten, muss ihn jedoch nicht überschreiten. Das Überqueren des Horizonts durch eine Leuchte wird genannt sonnenaufgang, wenn es in den oberen Teil der Himmelskugel gelangt, und Einstellung, wenn das Licht in den unteren Teil der Himmelskugel gelangt. Für den Fall, dass die Tagesparallele, entlang der sich die Leuchte bewegt, den Horizont nicht überschreitet, wird die Leuchte genannt nicht aufsteigend oder nicht verfügbar je nachdem wo es ist: immer oben oder immer unten in der Himmelskugel.

Astronomie-Antwortbuch für Klasse 11 für Lektion Nummer 2 (Arbeitsbuch) - Himmlische Sphäre

1. Vervollständigen Sie den Satz.

Eine Konstellation ist ein Abschnitt des Sternenhimmels mit einer charakteristischen beobachteten Gruppe von Sternen.

2. Geben Sie anhand der Karte des Sternenhimmels in die entsprechenden Spalten der Tabellenkonstellationsschemata helle Sterne ein. Wählen Sie in jeder Konstellation den hellsten Stern aus und geben Sie seinen Namen an.

3. Vervollständigen Sie den Satz.

Sternenkarten geben nicht die Position der Planeten an, da die Karten die Sterne und Sternbilder beschreiben sollen.

4. Platzieren Sie die folgenden Sterne in absteigender Größenordnung:

1) Betelgeuse; 2) Spica; 3) Aldebaran; 4) Sirius; 5) Arcturus; 6) Capella; 7) Procyon; 8) Vega; 9) Altair; 10) Pollux.

5. Vervollständigen Sie den Satz.

Sterne der 1. Größe sind 100-mal heller als Sterne der 6. Größe.

Die Ekliptik ist der scheinbare jährliche Weg der Sonne zwischen den Sternen.

6. Was nennt man die Himmelssphäre?

Eine imaginäre Kugel mit beliebigem Radius.

7. Geben Sie die Namen der Punkte und Linien der Himmelskugel an, die in Abbildung 2.1 durch die Nummern 1-14 gekennzeichnet sind.

Nordpol der Welt
zenit; Zenitpunkt
vertikale Linie
himmelsäquator
westen; westlicher Punkt
zentrum der Himmelskugel
mittagslinie
süden; Punkt nach Süden
horizont
osten; Punkt nach Osten
südpol der Welt
nadir; toka nadir
nordpunkt
linie des Himmelsmeridians

8. Beantworten Sie die Fragen anhand von Abbildung 2.1.

Wie befindet sich die Achse der Welt relativ zur Erdachse?

Parallel.

Wie liegt die Achse der Welt relativ zur Ebene des Himmelsmeridians?

Liegt im Flugzeug.

An welchen Punkten schneidet der Himmelsäquator die Horizontlinie?

An den Punkten des Ostens und Westens.

An welchen Punkten schneidet sich der Himmelsmeridian mit der Horizontlinie?

An Punkten nach Norden und Süden.

9. Welche Beobachtungen überzeugen uns von der täglichen Rotation der Himmelssphäre?

Wenn Sie die Sterne lange beobachten, scheinen die Sterne eine einzelne Kugel zu sein.

10. Schreiben Sie unter Verwendung einer sich bewegenden Sternenkarte zwei oder drei Sternbilder in die Tabelle, die bei 55 ° auf der Nordhalbkugel sichtbar sind.

Die Lösung für Aufgabe 10 entspricht der Realität der Ereignisse von 2015, jedoch überprüfen nicht alle Lehrer die Lösung der Aufgabe jedes Schülers auf der Sternenkarte auf Übereinstimmung mit der Realität

Du hast gefragt ...

Was ist der Brauch, die hellsten Sterne in der Konstellation zu bezeichnen?

Antworten. Auf Sternenkarten und in der Literatur wird der hellste Stern in der Konstellation mit dem griechischen Buchstaben a (Alpha) bezeichnet, gefolgt vom weniger hellen b (Beta), gefolgt von Gamma usw. Zusätzlich wird die Bezeichnung in Zahlen verwendet, zum Beispiel: der Stern 61 Cygnus. Einige Arten von Sternen haben spezielle Bezeichnungen: So werden variable Sterne in lateinischen Buchstaben bezeichnet.

Wenn ich in den Himmel schaue, scheint mir eine mit Sternen übersäte Kugelkuppel über meinen Kopf zu reichen. Wie kann das erklärt werden?

Antworten. Die scheinbar kugelförmige Kuppel erklärt sich aus der Besonderheit unserer Augen, den Entfernungsunterschied nicht zu erfassen, wenn diese Entfernungen 500 Meter überschreiten.

Warum ändert der Polarstern kaum seine Position?

Antworten. Weil es sich in der Nähe des Pols der Welt befindet.

Wie befindet sich die Achse der Welt relativ zur Erdachse? Antworten. Die Achse der Welt ist parallel zur Rotationsachse der Erde.

Was ist Nadir? Antworten. Der Punkt liegt gegenüber dem Zenit.

Die Sterne ändern ihre Position von Monat zu Monat von Saison zu Saison merklich. Sag mir, warum sich der Blick auf den Sternenhimmel in einem Jahr wiederholt? Antworten. Denken Sie daran, die Zeit der Umdrehung der Erde um die Sonne ist ein Jahr.

Welchen Himmelskreis kreuzen alle Sterne zweimal am Tag? Antworten. Himmlischer Meridian.

Kannst du am Sternenhimmel erkennen, dass du am Nordpol der Erde bist?

Antworten. Ja. Der Nordstern ist immer fast im Zenit sichtbar, während der täglichen Erdrotation steigen oder sinken die Sterne nicht. Über dem Horizont sind nur die Sterne der nördlichen Hemisphäre sichtbar.

Stimmt es, dass sich die Sonne ungleichmäßig um ihre Achse dreht?

Antworten. Da die Sonne eine glühende Plasmakugel ist, haben die Äquatorregionen einen Zeitraum von 25 Tagen und die Polregionen - 30.

Welche totale Sonnenfinsternis (Sonne oder Mond) ist länger?

Antworten. Es dauert lange, bis der Mond den Erdschatten passiert, während der kleinere Mondschatten schnell einen bestimmten Punkt auf der Erde passiert.

Über den Mond ...

Während des Mondtages ändert sich die Temperatur auf dem Mond um 300 ° C. (+130 Grad auf der Sonnenseite, - 170 Grad auf der gegenüberliegenden Seite). Wie können solche signifikanten Temperaturunterschiede erklärt werden?

Antworten. Die Mondoberfläche hat eine geringe Wärmeleitfähigkeit und eine hohe Porosität.

Stimmt es, dass der erste Fußabdruck des Astronauten Neil Armstrong auf dem Mond auch nach einer Million Jahren genauso aussehen wird wie am 20. Juli 1969?

Antworten. Es ist durchaus möglich, dass die Bombardierung der Oberfläche durch Meteoriten praktisch aufgehört hat, da die Epoche des aktiven Vulkanismus auf dem Mond längst vorbei ist. Mangel an Atmosphäre - spricht von der Unmöglichkeit des Auftretens von Wind, Regen.

Erklären Sie, warum der Mond durchschnittlich 50 Minuten später als am Vortag jeden Tag aufgeht?

Antworten. Der Mond bewegt sich schneller vor dem Hintergrund des Sternenhimmels als andere Planeten, die weiter von der Erde entfernt sind. Die Geschwindigkeit beträgt 13 Grad pro Tag von West nach Ost, entgegen der täglichen Rotation der Himmelskugel, daher kommt sie mit einer Verzögerung von 50 Minuten zum Himmelsmeridian. Warum bewegen sich Planeten in einer Schleife?

Wissen Sie?

Wunder der Magellan wolken

Francesco Antonio Pigafetta, ein 28-jähriger Eingeborener der Stadt Vincenza, Experte für Mathematik und maritime Angelegenheiten, entschloss sich 1519 zu nehmendie erste Weltreise. Zusammen mit Magellan reiste er durch eine enge Straße im Süden Amerikas zur südlichen Erdhalbkugel. der Kan-Kontinent trat in den Pazifischen Ozean ein und nahm daran teil, nachdem er ihn überquert hattekampf mit den Eingeborenen der Philippinen. In dieser Schlacht ist es bekannt Magellan starb und die schwer verwundete Pigafetta kehrte im Herbst 1522 nach zurück Sevilla und beschrieb ausführlich alles, was er während seiner langen Zeit sah reisen. Er erinnerte sich besonders an das Seltsameglühende Wolken, die Fetzen der Milchstraße ähneln. Sie sind umständlich busen begleitete die Expedition von Magellan und ähnelte überhaupt nicht normale Bewölkung. Zu Ehren des großen Reisenden nannte Pigafetta sie die Magellanschen Wolken. Zum ersten Mal sah ein Europäer bldie Galaxien, die uns am nächsten sind, erkennen dies jedoch nicht Was ist das. Die Magellanschen Wolken sind uns relativ nahe. Groß von steht vom Zentrum unserer Galaxie in einer Entfernung von 182.000 sv. yo, maloe - etwas näher (165.000 Lichtjahre). Der Durchmesser der Big Cloud beträgt ungefähr33.000 St. Jahre, Small Cloud - etwa dreimal weniger. Eigentlich,dies sind riesige Sternensysteme, von denen das große 6 vereint milliarden Sterne, der kleinere ist etwa eine halbe Milliarde. In der Magellanic Die Wolken sind sichtbare binäre und variable Sterne, Sternhaufen und nebel verschiedener Arten. Es ist bemerkenswert, dass in der Big Cloud viele blaue Überriesensterne, von denen jeder hat Leuchtkraft zehntausende Male heller als die Sonne. Beide Wolken gehören zum Typ der unregelmäßigen Galaxien, aber in In der Big Cloud haben Beobachter das schon vor langer Zeit bemerkt beide Wolken einmalwaren Spiralgalaxien, wie unser Sternensystem.Jetzt tauchen sie in einen entladenen Gasschleier ein, der sich hinein erstreckt seite der Galaxie, und damit beide Wolken und unser Sternschlafralrepräsentieren eine dreifache Galaxie. In der Großen Magellanschen Wolke ist seit langem ein Stern bekannt S raus mit stern Goldfisch. Es ist ein weißer heißer Riese außergewöhnlicher Sternhelligkeit. Es strahlt Licht aus, das millionenfach intensiver ist als die Sonne. Wenn nur S. Platziere den Goldenen Fisch anstelle von Alpha Centauri, sie würde nachts fünfmal heller scheinen als der Vollmond. Firefly und der Mächtigste scheinwerfer - Dies ist ungefähr das Helligkeitsverhältnis zwischen Sonne und S. Goldener Fisch. Wenn dieser erstaunliche Stern an der Stelle der Sonne platziert werden könnte, würde er fast bis zu seiner Umlaufbahn Platz einnehmen Mars und Erde wären in einem Stern! Aber Ma's Wunder sind nicht auf diesen Sternenriesen beschränktgellan Wolken. In der gleichen Konstellation Goldener Fisch, wo Sie sehen können Große Magellansche Wolke, glitzert "Ein seltsamer Nebel, der auftauchtin einigen verstreut und auseinandergerissen "- wie Flammarion hat einmal geschrieben. Wahrscheinlich wegen dieses Aussehens das Gas Der Nebel heißt Tarantula. Sie greift hinein über 660 St. Jahre, und aus der Substanz von Tarantula wäre es möglich, 5 Millionen zu machen Sonnen. Es gibt nichts Ähnliches in unserer Galaxie und das größte in sein Gasstaubnebel ist um ein Vielfaches kleiner als die Vogelspinne. Wenn Die Vogelspinne befand sich anstelle des berühmten Orionnebels, dann würde sie die gesamte Konstellation einnehmen und das Licht davon würde so sein nachts hell irdische Objekte würden einen Schatten werfen. Quelle. Astronomie 11 Klasse: Unterrichtspläne nach dem Lehrbuch von E.P. Levitan / author-comp. V.T.Oskina. - Wolgograd: Lehrer, 2007.