Toate elementele sferei cerești. Mișcarea luminilor pe cer
Una dintre cele mai importante probleme astronomice, fără de care este imposibil să se rezolve toate celelalte probleme ale astronomiei, este determinarea poziției unui corp ceresc pe sfera cerească.
Sferă cerească- aceasta este o sferă imaginară de rază arbitrară, descrisă din ochiul observatorului, ca din centru. Proiectăm poziția tuturor corpurilor cerești pe această sferă. Distanțele pe sfera cerească pot fi măsurate doar în unități unghiulare, în grade, minute, secunde sau radiani. De exemplu, diametrele unghiulare ale Lunii și Soarelui sunt de aproximativ 0. o 5.
Una dintre direcțiile principale în raport cu care este determinată poziția corpului ceresc observat este plumb. Un fir de plumb oriunde pe glob este îndreptat către centrul de greutate al Pământului. Unghiul dintre plumbul și planul ecuatorului Pământului se numește latitudine astronomică.
Se numește planul perpendicular pe plumb plan orizontal.
În fiecare punct al Pământului, observatorul vede o jumătate de sferă rotindu-se lin de la est la vest, împreună cu stelele care par a fi atașate de ea. Aceasta este o rotație aparentă sferă cerească explicată prin rotația uniformă a Pământului în jurul axei sale de la vest la est.
Un plumb intersectează sfera cerească într-un punct zenit, Z iar la punct nadir, Z".
 |
| Orez. 2. Sferă cerească |
Cercul cel mare al sferei cerești de-a lungul căruia planul orizontal care trece prin ochiul observatorului (punctul C din fig. 2) se intersectează cu sfera cerească se numește orizont adevărat. Amintiți-vă că marele cerc al sferei cerești este un cerc care trece prin centrul sferei cerești. Cercurile formate prin intersecția sferei cerești cu planuri care nu trec prin centrul acesteia se numesc cercuri mici.
Linie paralelă axa pământului iar trecerea prin centrul sferei cereşti se numeşte axis mundi. Ea traversează sfera cerească în polul nord al lumii, P și în polul sudic al lumii P".
Din fig. 1 arată că axa lumii este înclinată într-un unghi față de planul orizontului adevărat. Rotația aparentă a sferei cerești are loc în jurul axei lumii de la est la vest, în sens opus rotației adevărate a Pământului, care se rotește de la vest la est.
Cercul cel mare al sferei cerești, al cărui plan este perpendicular pe axa lumii, se numește ecuatorul ceresc. Ecuatorul ceresc împarte sfera cerească în două părți: nordică și sudică. Ecuatorul ceresc este paralel cu ecuatorul Pământului.
Un avion care trece printr-un plumb și axa lumii intersectează sfera cerească de-a lungul liniei meridianul ceresc. Meridianul ceresc intersectează orizontul adevărat la punctele nord, N și sud, S. Și planurile acestor cercuri se intersectează de-a lungul linia de amiază. Meridianul ceresc este o proiecție pe sfera cerească a meridianului terestru pe care se află observatorul. Prin urmare, există un singur meridian pe sfera cerească, pentru că un observator nu poate fi pe două meridiane în același timp!
Ecuatorul ceresc intersectează orizontul adevărat la punctele est, E și vest, V. Linia EW este perpendiculară pe linia prânzului. Punctul Q este punctul cel mai înalt al ecuatorului, iar Q" este punctul cel mai de jos al ecuatorului.
Se numesc cercuri mari ale căror planuri trec printr-un plumb verticale. Linia verticală care trece prin punctele W și E se numește prima verticală.
Se numesc cercuri mari ale căror planuri trec prin axa lumii cercuri de declinație sau cercuri orare.
Cercurile mici ale sferei cerești, ale căror planuri sunt paralele cu ecuatorul ceresc, se numesc paralele cereşti sau zilnice. Se numesc diurne pentru că sunt obișnuite mișcarea diurnă corpuri cereşti. Ecuatorul este, de asemenea, o paralelă zilnică.
Un mic cerc al sferei cerești, al cărui plan este paralel cu planul orizontului, se numește almucantarat.
Întrebări
1 . Există un loc pe Pământ unde rotația sferei cerești are loc în jurul unui plumb?
Sarcini
1. Desenați pe desen sfera cerească în proiecție pe planul orizontului.
Soluţie: După cum se știe, proiecția oricărui punct A pe orice plan este punctul de intersecție al planului și perpendiculara trasată din punctul A către plan. Proiecția unui segment perpendicular pe un plan este un punct. Proiecția unui cerc paralel cu un plan este același cerc pe plan, proiecția unui cerc perpendicular pe plan este un segment, iar proiecția unui cerc înclinat față de plan este o elipsă, cu atât mai aplatizată cu cât este mai aproape. unghiul de înclinare este de 90 o. Astfel, pentru a desena o proiecție a sferei cerești pe orice plan, este necesară coborârea perpendicularelor din toate punctele sferei cerești pe acest plan. Secvența acțiunilor este următoarea. În primul rând, trebuie să desenați un cerc situat în planul de proiecție, în acest caz va fi orizontul. Apoi trasează toate punctele și liniile care se află în planul orizontului. În acest caz, acesta va fi centrul sferei cerești C și punctele sud S, nord N, est E și vest V, precum și linia de amiază NS. Apoi, coborâm perpendicularele pe planul orizontului din punctele rămase ale sferei cerești și aflăm că proiecția zenitului Z, nadirul Z" și a liniei plumb ZZ" pe planul orizontului este punctul care coincide cu centrul sfera cerească C (vezi Fig. 3). Proiecția primei verticale este segmentul EW, proiecția meridianului ceresc coincide cu linia de amiază NS. Punctele situate pe meridianul ceresc: polii P și P", precum și punctele superioare și inferioare ale ecuatorului Q și Q", sunt, așadar, proiectate și pe linia amiezului. Ecuatorul este un cerc mare al sferei cerești, înclinat față de planul orizontului, deci proiecția sa este o elipsă care trece prin punctele est E, vest V și proiecțiile punctelor Q și Q."
2. Desenați pe desen sfera cerească în proiecție pe planul meridianului ceresc.
Soluţie: Prezentat în Fig.4
3. Desenați pe desen sfera cerească în proiecție pe planul ecuatorului ceresc.
4. Desenați pe desen sfera cerească în proiecție pe planul primei verticale.
§ 48. Sferă cerească. Puncte de bază, linii și cercuri pe sfera cerească
O sferă cerească este o sferă de orice rază cu un centru într-un punct arbitrar din spațiu. În funcție de formularea problemei, centrul acesteia este considerat ochiul observatorului, centrul instrumentului, centrul Pământului etc.Să luăm în considerare punctele și cercurile principale ale sferei cerești, al căror centru este considerat a fi ochiul observatorului (Fig. 72). Să trasăm o linie de plumb prin centrul sferei cerești. Punctele de intersecție ale plumbului cu sfera se numesc zenit Z și nadir n.
Orez. 72.
Se numește planul care trece prin centrul sferei cerești perpendicular pe plumb planul orizontului adevărat. Acest plan, intersectându-se cu sfera cerească, formează un cerc mare numit orizontul adevărat. Acesta din urmă împarte sfera cerească în două părți: deasupra orizontului și sub orizont.
Linia dreaptă care trece prin centrul sferei cerești paralelă cu axa pământului se numește axa mundi. Se numesc punctele de intersecție a axei lumii cu sfera cerească polii lumii. Unul dintre poli, corespunzător polilor Pământului, se numește polul nord lume și notează Pn, celălalt - polul sudic al lumii Ps.
Planul QQ care trece prin centrul sferei cerești perpendicular pe axa lumii se numește planul ecuatorului ceresc. Acest plan, care se intersectează cu sfera cerească, formează un cerc mare - ecuatorul ceresc, care împarte sfera cerească în părți nordice și sudice.
Cercul cel mare al sferei cerești care trece prin polii cerești, zenit și nadir, se numește meridianul observatorului PN nPsZ. Axa mundi împarte meridianul observatorului în părțile PN ZP la amiază și la miezul nopții PN nPs.
Meridianul observatorului se intersectează cu orizontul adevărat în două puncte: punctul nord N și punctul sud S. Linia dreaptă care leagă punctele nord și sud se numește linia de amiază.
Dacă priviți din centrul sferei spre punctul N, atunci în dreapta va fi punctul de est O st, iar în stânga va fi punctul de vest W. Cercuri mici ale sferei cerești aa", plane paralele se numește orizont adevărat almucantarate; mic bb" paralel cu planul ecuatorului ceresc, - paralele cereşti.
Se numesc cercurile sferei cerești Zon care trec prin punctele zenit și nadir verticale. Linia verticală care trece prin punctele de est și vest se numește prima verticală.
Cercurile sferei cerești a PNoP-urilor care trec prin polii lumii se numesc cercuri de declinație.
Meridianul observatorului este atât o verticală, cât și un cerc de declinație. Împarte sfera cerească în două părți - est și vest.
Polul ceresc situat deasupra orizontului (sub orizont) se numește pol ceresc ridicat (coborât). Numele polului ceresc ridicat este întotdeauna același cu numele latitudinii locului.
Axa lumii face un unghi cu planul orizontului adevărat egal cu latitudinea geografică a locului.
Poziția corpurilor de iluminat pe sfera cerească este determinată folosind sisteme de coordonate sferice. În astronomia nautică se folosesc sisteme de coordonate orizontale și ecuatoriale.
Sferă cerească este o sferă imaginară de rază arbitrară, cu un centru într-un punct arbitrar, pe suprafața căreia sunt trasate pozițiile luminilor așa cum sunt vizibile pe cer la un moment dat în timp dintr-un punct dat.
Sfera cerească se rotește. Nu este greu de verificat acest lucru pur și simplu observând schimbarea poziției corpurilor cerești față de observator sau orizont. Dacă îndreptați camera către steaua Ursa Minor și deschideți obiectivul timp de câteva ore, imaginile stelelor de pe placa fotografică vor descrie arcuri, ale căror unghiuri centrale sunt aceleași (Fig. 17). Material de pe site
Datorită rotației sferei cerești, fiecare luminar se mișcă într-un cerc mic, al cărui plan este paralel cu planul ecuatorului - paralelă zilnică. După cum se poate observa din figura 18, paralela zilnică poate intersecta orizontul matematic, dar nu îl poate intersecta. Intersecția orizontului cu un luminar se numește răsărit de soare, dacă trece în partea superioară a sferei cerești și apune când luminatorul trece în partea inferioară a sferei cerești. În cazul în care paralela zilnică de-a lungul căreia se mișcă luminarul nu traversează orizontul, luminarul este numit neascendente sau non-vizitatoriîn funcţie de locul în care se află: întotdeauna în partea superioară sau întotdeauna în partea inferioară a sferei cereşti.
Cartea de soluții de astronomie pentru clasa a 11-a pentru lecția nr. 2 ( registrul de lucru) - Sferă cerească
1. Completează propoziţia.
O zonă se numește constelație cer înstelat cu un grup de stele observat caracteristic.
2. Folosind o diagramă stelară, introduceți diagramele constelațiilor cu stele strălucitoare. În fiecare constelație, evidențiați cel mai mult stea strălucitoareși indicați numele acestuia.
3. Completează propoziţia.
Hărțile stelelor nu indică pozițiile planetelor, deoarece hărțile sunt destinate să descrie stelele și constelațiile.
4. Aranjați următoarele stele în ordinea descrescătoare a luminozității lor:
1) Betelgeuse; 2) Spica; 3) Aldebaran; 4) Sirius; 5) Arcturus; 6) Capela; 7) Procion; 8) Vega; 9) Altair; 10) Pollux.
| 4 | 5 | 8 | 6 | 7 | 1 | 3 | 9 | 2 | 10 |
5. Completează propoziţia.
Stelele de magnitudinea 1 sunt de 100 de ori mai strălucitoare decât stelele de magnitudinea 6.
Ecliptica este vizibilul călătoria anuală Soare printre stele.
6. Ce se numește sfera cerească?
O sferă imaginară de rază arbitrară.
7. Indicați denumirile punctelor și liniilor sferei cerești, indicate prin numerele 1-14 din figura 2.1.
- Polul nord ceresc
- zenit; punctul zenit
- linie verticală
- ecuatorul ceresc
- vest; punctul de vest
- centrul sferei cereşti
- linia de amiază
- sud; punctul de sud
- orizont
- Orientul; punctul de est
- polul sud ceresc
- nadir; nadir curent
- punctul nordic
- liniile meridianelor cerești
8. Folosind Figura 2.1, răspundeți la întrebări.
Cum este situată axa lumii în raport cu axa pământului?
Paralel.
Cum este situată axa lumii în raport cu planul meridianului ceresc?
Se află într-un avion.
În ce puncte intersectează ecuatorul ceresc orizontul?
În punctele din est și vest.
În ce puncte se intersectează meridianul ceresc cu linia orizontului?
În puncte de nord și de sud.
9. Ce observații ne convinge de rotația zilnică a sferei cerești?
Dacă observați stelele mult timp, stelele vor părea o singură sferă.
10. Folosind o diagramă stelar în mișcare, introduceți în tabel două sau trei constelații vizibile la 55° latitudine în emisfera nordică.
Soluția la sarcina 10 corespunde realității evenimentelor din 2015, cu toate acestea, nu toți profesorii verifică soluția sarcinii fiecărui elev pe harta stelară pentru corespondență cu realitatea
Ai intrebat...
Cum sunt desemnate cele mai strălucitoare stele dintr-o constelație?
Răspuns. Pe hărțile stelare și în literatură, cea mai strălucitoare stea dintr-o constelație este desemnată cu litera greacă a (alfa), urmată de b (beta) mai puțin strălucitoare, urmată de gamma etc. În plus, este folosită denumirea în numere, de exemplu: steaua 61 Cygnus. Unele tipuri de stele au denumiri speciale: deci stele variabile
notat cu litere latine.
Când mă uit la cer, mi se pare că deasupra capului meu se întinde o cupolă sferică punctată cu stele. Cum să explic asta? Răspuns.
Domul sferic aparent se explică prin particularitatea ochilor noștri de a nu detecta diferențe de distanțe dacă aceste distanțe depășesc 500 de metri.
Când mă uit la cer, mi se pare că deasupra capului meu se întinde o cupolă sferică punctată cu stele. Cum să explic asta? De ce steaua polară își schimbă cu greu poziția?
Cum este situată axa lumii în raport cu axa pământului? Pentru că se află în apropierea polului ceresc. Răspuns.
Axa lumii este paralelă cu axa de rotație a Pământului. Ce este nadir? Răspuns.
Punctul opus zenitului. Ce este nadir? Stelele își schimbă pozițiile vizibil de la lună la lună și sezon la sezon. Spune-mi de ce apariția cerului înstelat se repetă în fiecare an?
Amintiți-vă, perioada de revoluție a Pământului în jurul Soarelui este de un an. Care cerc ceresc Ce este nadir? Toți luminarii se încrucișează de două ori pe zi?
Meridianul ceresc.
Răspuns. Este posibil să determinați după aspectul cerului înstelat că vă aflați la Polul Nord al Pământului? Da. Steaua Nordului
vor fi întotdeauna vizibile aproape la zenit, odată cu rotația zilnică a pământului, stelele nu se ridică sau nu apune. Doar stelele emisferei nordice sunt vizibile deasupra orizontului.
Răspuns. Este adevărat că Soarele se rotește neuniform în jurul axei sale?
Întrucât Soarele este o minge de plasmă fierbinte, regiunile ecuatoriale au o perioadă de 25 de zile, iar regiunile polare - 30. Care eclipsa totala
Răspuns. (solar sau lunar) mai lung?
Este nevoie de timp considerabil pentru ca Luna să treacă prin umbra Pământului, în timp ce umbra lunii, care este mai mică ca dimensiune, trece rapid printr-un anumit punct de pe Pământ.
Despre luna...
Răspuns. În timpul zilei lunare, temperatura de pe Lună se modifică cu 300 de grade C. (+130 grade pe partea însorită, -170 pe partea opusă). Cum pot fi explicate schimbări atât de semnificative de temperatură?
Este adevărat că prima amprentă a astronautului Neil Armstrong pe Lună, chiar și peste un milion de ani, va arăta exact la fel ca pe 20 iulie 1969?
Răspuns. Este probabil ca, de când epoca vulcanismului activ pe Lună sa încheiat de mult, bombardarea suprafeței de către meteoriți practic să fi încetat. Absența atmosferei indică imposibilitatea vântului și a ploii.
Explicați de ce Luna răsare în medie în fiecare zi cu 50 de minute mai târziu decât cu o zi înainte?
Răspuns. Luna se mișcă mai repede pe fundalul cerului înstelat decât alte planete care sunt mai îndepărtate de Pământ. Viteza este de 13 grade pe zi de la vest la est, în direcția opusă rotației zilnice a sferei cerești, deci ajunge la meridianul ceresc cu o întârziere de 50 de minute. De ce planetele se mișcă în bucle?
Știi?
Curiozități Magellanic nori
Francesco Antonio Pigafetta, un tânăr de 28 de ani originar din orașul Vincenza, expert în matematică și afaceri maritime, a decis să accepte predarea în 1519.sti in prima călătorie în jurul lumii. Împreună cu Magellan a mers la Emisfera sudică Aterizează peste strâmtoarea îngustă din America de Sud Continentul Kan a pătruns în Oceanul Pacific și, după ce l-a traversat, a participat lupta cu indigenii din Insulele Filipine. În această bătălie, după cum se știe, Magellan a murit, iar Pigafetta, rănită grav, s-a întors Sevilla și a descris în detaliu tot ce a văzut în timpul lungului său excursii. Și-a amintit în special de creaturile ciudate care stăteau sus pe cer. nori strălucitori care amintesc de fragmente din Calea Lactee. Nu sunt a însoțit îndeaproape expediția lui Magellan și nu semăna deloc tulburare normală. În onoarea marelui călător, Pigafetta le-a numit Nori Magellanic. Deci pentru prima dată un european a văzutgalaxiile cele mai apropiate de noi, complet, deși fără să ne dăm seama,ce este? Norii Magellanic sunt relativ aproape de noi. Mare de la se află de centrul galaxiei noastre la o distanță de 182.000 de ani lumină. ani, maloe - puțin mai aproape (165.000 de ani lumină). Diametrul Norului Mare este de aprox.33000 St. ani, Small Cloud - de aproximativ trei ori mai puțin. In esenta, acestea sunt sisteme stelare uriașe, dintre care cel mai mare reunește 6 miliarde de stele, cea mai mică este de aproximativ jumătate de miliard. În Magellanic Stele duble și variabile, grupuri de stele și nebuloase de diferite tipuri. Este de remarcat faptul că înNor mare există o mulțime de stele supergigant albastre, fiecare dintre ele Pe Big Cloud, observatorii au observat asta cu mult timp în urmă ambii nori o datăau fost galaxii spirale, ca sistemul nostru stelar. Acum sunt scufundați într-un văl de gaz descărcat care se întinde în partea galaxiei și, prin urmare, atât norii, cât și somnul nostru stelar rahlsunt o galaxie triplă. O stea din Marele Nor Magellanic este cunoscută de mult timp S din cu stea Pește de aur. Este un gigant alb fierbinte stea extraordinară luminozitatea Emite lumină de un milion de ori mai intensă decât Soarele. Dacă numai S Pune peștele de aur în locul lui Alpha Centauriar străluci de cinci ori mai puternic decât luna plină noaptea. Licurici și cel mai puternic reflector - acesta este aproximativ raportul în luminozitate dintre Soare și S Peștele de aur. Dacă această stea uimitoare ar putea fi plasată în locul Soarelui, ar ocupa spațiu aproape până la orbită Marte și Pământul s-ar găsi în interiorul unei stele! Dar miracolele lui Ma nu se limitează la acest gigant stelarNori Gelani. În aceeași constelație Peștele de Aur, unde puteți vedea Nor mare de Magellan, strălucitor „o nebuloasă ciudată care apareîn unele împrăştiate şi în stare ruptă"- Cum Flammarion a scris odată. Probabil din cauza acestui aspect, gaz Nebuloasa poartă numele de Tarantula. Ea ajunge înăuntru diametru 660 St. ani, iar 5 milioane ar putea fi făcute din substanța Tarantula Soare Nu există nimic similar în Galaxia noastră și cel mai mare din Nebuloasa sa gaz-praf este de multe ori mai mică decât Tarantula. Dacă Dacă tarantula ar fi în locul celebrei Nebuloase Orion, atunci ar ocupa întreaga constelație și lumina din ea ar fi atât de strălucitor că noaptea obiectele pământești ar arunca umbre. Sursă.
