Kako su svakodnevni putevi zvijezda. Astronomski eksperimenti

Nebeska sfera

Vjekovima se "zemaljski svod" smatrao uzorom nepovredivosti i nepokretnosti. Nema ništa iznenađujuće što je ova greška trajala toliko dugo, jer sva naša čula govore o nepokretnosti Zemlje i rotaciji "nebeskog svoda" oko nje sa zvijezdama, Suncem i Mjesecom. Ali i sada se u astronomiji, kao uspomena na ta davna vremena, koristi koncept nebeske sfere - zamišljene beskonačno velike sfere, u čijem se središtu nalazi posmatrač i na čijoj se površini odvijaju kretanja nebeskih tijela. prikazano.

Naravno, najuočljivija je dnevna rotacija neba - Sunce izlazi ujutro, prolazi nebom i tone ispod horizonta, zvijezde koje su uveče vidljive na istoku do ponoći se dižu visoko na jugu i zatim potone na zapad, Sunce ponovo izlazi... Čini se da se nebo okreće oko nevidljive ose koja se nalazi u blizini Severnjače.

Kretanje zvijezda oko Pola mira. Fotografija A. Mironova

Ali dnevna rotacija neba u velikoj meri zavisi od našeg položaja na zemaljskoj kugli – ako se nađemo na južnoj hemisferi, biće nam vrlo neobično da se Sunce kreće po nebu u suprotnom smeru – s desna na levo. Pogledajmo bliže kako se mijenja prividna rotacija nebeskog svoda u različitim dijelovima Zemlje.

Za početak, treba imati na umu da je visina Pola svijeta (tačka oko koje se nebo okreće) iznad horizonta uvijek jednaka geografskoj širini mjesta promatranja. To znači da će na sjevernom polu zvijezda Sjevernjača biti u zenitu, a sve svjetiljke će se kretati u dnevnoj rotaciji s lijeva na desno paralelno s horizontom, nikada ne izlaziti ili zalaziti. Budući da smo na polu, mogli smo vidjeti zvijezde samo jedne hemisfere, ali bilo koje noći.

Naprotiv, za posmatrača na ekvatoru ne postoje zvijezde koje ne izlaze (međutim, kao i one koje ne zalaze) - sve zvijezde neba su dostupne za posmatranje, one se dižu okomito u istočnom dijelu horizontu i zalazi tačno 12 sati kasnije na zapadnom delu neba.

U srednjim geografskim širinama, neke od zvijezda u blizini pola nikada ne padaju ispod horizonta, ali ista regija neba oko suprotnog pola nikada nije dostupna za posmatranje, dok ostale zvijezde, smještene u traci na obje strane nebeskog ekvatora, rastu i zalaze tokom dana.

Kretanje svjetiljki u srednjim geografskim širinama južne hemisfere izgledat će otprilike isto, s jedinom razlikom što će se iznad horizonta vidjeti Južni pol svijeta oko kojeg se zvijezde okreću u smjeru kazaljke na satu, a poznata ekvatorijalna sazviježđa nama, okrenuti naopačke, uzdižu se iznad svega na sjevernom dijelu neba i kreću se s desna na lijevo.

Kretanje sunca i dana

Govoreći o kretanju zvijezda, nije nas zanimala udaljenost do njih i kretanje Zemlje oko Sunca - udaljenosti do zvijezda su ogromne, a promjene njihovog položaja zbog godišnjeg kretanja Zemlje su vrlo male i može se mjeriti samo vrlo preciznim instrumentima. Sasvim druga stvar je Sunce. Kretanje Zemlje u njenoj orbiti rezultira prividnim kretanjem Sunca među zvijezdama. Put kojim Sunce prolazi na nebu tokom godine naziva se ekliptika. Budući da je Zemljina os nagnuta za 23,5 °, kada se Zemlja okreće oko Sunca, sjeverna ili južna hemisfera se okreću prema njoj - to objašnjava promjenu godišnjih doba na našoj planeti.

Kada se sjeverna hemisfera okrene prema Suncu, tamo dolazi ljeto, Sunce na svojoj vidljivoj putanji duž ekliptike ispada u njenom sjevernom dijelu a na našoj sjevernoj hemisferi se uzdiže više iznad horizonta. Na Sjevernom polu, na pola godine, Sunce postaje svjetiljka koja ne zalazi - dolazi polarni dan. Nešto južnije polarni dan traje manje i na geografskoj širini polarnog kruga (66,5° - polarni krug je 23,5° od pola) Sunce ne zalazi samo nekoliko dana usred ljeta, blizu dan letnjeg solsticija (22. juna). Zimi Sunce ne izlazi na Polu skoro pola godine (nešto manje zbog prelamanja), na jugu polarna noć postaje kraća, a izvan arktičkog kruga Sunce izlazi iznad horizonta čak i u sredini zima.

U srednjim i ekvatorijalnim geografskim širinama Sunce uvijek izlazi i zalazi, dužina dana jako ovisi ne samo o godišnjem dobu, već i o geografskoj širini - što je bliže ekvatoru, dužina dana se manje razlikuje u zimi i ljeta, a što je dužina dana i noći bliža 12 sati. Ali samo na ekvatoru dužina dana i noći je uvijek konstantna. Trajanje sumraka zavisi i od geografske širine - na ekvatorijalnim geografskim širinama Sunce zalazi okomito na horizont i sumrak je najkraći, a na geografskoj širini Sankt Peterburga usred ljeta traju od zalaska do izlaska sunca - ovo su poznate bijele noći.

Od geografske širine zavisi koliko visoko Sunce može izaći iznad horizonta - na dan solsticija ova visina će biti 90 ° -φ + 23,5 °.

Inače, vrlo je rašireno pogrešno mišljenje da je na ekvatoru Sunce uvijek u zenitu u podne - to nije tako, u bilo kojoj tački na Zemlji koja leži između linija tropskih krajeva (od 23,5 ° S do 23,5 ° N). ) Sunce prolazi tačno kroz zenit samo dva puta godišnje, na ekvatoru - na ravnodnevicama, a na linijama tropa - samo jednom godišnje, na dan letnjeg solsticija u severnom tropu i na dan zimskog solsticija - na jugu.

Kretanje Zemlje oko Sunca dovodi do još jednog važnog fenomena - trajanje solarnog dana (vremenski interval između dva podneva) ne poklapa se sa sideričnim danima (vremenskim intervalom između prolaska zvijezde kroz meridijan). Činjenica je da je Zemlji potrebno dodatno vrijeme da se okrene za ugao koji pređe u jednom danu u svojoj orbiti. Štaviše, trajanje solarnog dana nije konstantno (pogledajte članak Jednadžba vremena). Lako je napraviti grubu procjenu - za dan Zemlja prođe 1/365 svoje orbite, ili nešto manje od 1°, a ako se Zemlja okrene oko svoje ose (360°) za oko 24 sata, tada će okrenite za 1° za oko 4 minute. Zaista, zvezdani dan traje 23 sata 56 minuta i 4 sekunde.

Mjesec

Naš satelit je od davnina služio ljudima da računaju vrijeme, a to nije slučajno - promjenu mjesečevih faza je lako uočiti, a trajanje mjeseca nije teško odrediti, osim toga, mjesec je postao vrlo zgodna srednja jedinica za mjerenje vremena između dana i godine. Inače, uobičajena sedmodnevna sedmica je takođe povezana sa Mjesecom - 7 dana je otprilike četvrtina mjeseca (a mjesečeve faze se također mjere u četvrtinama). Većina drevnih kalendara bili su lunarni i lunisolarni.

Naravno, prva stvar koja vam upada u oči kada posmatrate Mjesec je promjena njegovog izgleda tokom mjeseca od tankog polumjeseca, koji se može vidjeti odmah po zalasku sunca, 2-3 dana nakon mladog mjeseca, do faze prva četvrtina (na sjevernoj hemisferi desna polovina diska je osvijetljen Mjesec), dalje do punog mjeseca, zadnja četvrtina (lijeva polovina diska je osvijetljena) i, konačno, do mladog mjeseca, kada Mjesec približava se Suncu i nestaje u njegovim zracima. Promjena faza se objašnjava promjenom položaja Mjeseca u odnosu na Sunce kada se okreće oko Zemlje, puni ciklus promjene faza - revolucija u odnosu na Sunce ili sinodički mjesec traje oko 29,5 dana. Period okretanja u odnosu na zvijezde (sideralni mjesec) je nešto kraći i iznosi 27,3 dana. Kao što vidite, godina sadrži necijeli broj mjeseci, tako da lunisolarni kalendari koriste posebna pravila za izmjenu 12-mjesečnih i 13-mjesečnih godina, zbog toga su prilično komplikovani i sada su u većini zemalja zamijenjeni gregorijanskim kalendar, koji nema nikakve veze sa Mesecom - u sećanju na njegove prethodnike ostali su samo meseci (iako duži od lunarnog) i nedelje...

Postoji još jedan u kretanju mjeseca zanimljiva karakteristika- period njegove rotacije oko svoje ose poklapa se sa periodom okretanja oko Zemlje, tako da je naš satelit uvek jednom hemisferom okrenut ka Zemlji. Ali ne može se reći da vidimo samo polovinu Mesečeve površine – zbog neravnomernog orbitalnog kretanja Meseca i nagiba njegove orbite prema Zemljinom ekvatoru, u odnosu na Zemljinog posmatrača, Mesec lagano rotira i po geografskoj širini i po u geografskoj dužini (ovaj fenomen se naziva libracija) i možemo vidjeti rubne zone diska - ukupno je oko 60% mjesečeve površine dostupno za posmatranje.

Jean Effel, Stvaranje svijeta
- Nije lako pokrenuti univerzum!

Upoznati zvjezdano nebo potrebno je u noći bez oblaka, kada mjesečeva svjetlost ne ometa promatranje slabih zvijezda. Prekrasna slika noćnog neba sa svjetlucavim zvijezdama razbacanim po njemu. Čini se da je njihov broj beskonačan. Ali tako se čini samo dok ne pogledate izbliza i naučite pronaći poznate grupe zvijezda na nebu, nepromijenjene u njihovom relativnom položaju. Ove grupe, nazvane sazvežđa, ljudi su identifikovali pre hiljadama godina. Pod sazviježđem se podrazumijeva čitava oblast neba unutar određenih utvrđenih granica. Čitavo nebo podijeljeno je na 88 sazviježđa, koja se mogu pronaći prema njihovom karakterističnom rasporedu zvijezda.

Mnoga sazviježđa zadržala su svoje ime od davnina. Neka imena su povezana sa grčkom mitologijom, kao što su Andromeda, Persej, Pegaz, neka - sa objektima koji podsećaju na figure koje formiraju sjajne zvezde sazvežđa (Strelica, Trougao, Vaga, itd.). Postoje sazvežđa nazvana po životinjama (npr. Lav, Rak, Škorpija).

Sazvežđa na nebu se pronalaze mentalnim povezivanjem njihovih najsjajnijih zvezda pravim linijama u određenu figuru, kao što je prikazano na zvezdanim kartama (vidi slike 4, 8, 10, kao i zvezdanu kartu u dodatku). U svakom sazviježđu svijetle zvijezde su dugo bile označene grčkim slovima, najčešće najsjajnija zvijezda sazviježđa - slovom a, zatim slovima itd. po abecednom redu kako se sjaj smanjuje; na primjer, tu su zvijezda Sjevernjača i sazviježđa Malog medvjeda

Na slikama 4 i 8 prikazana je lokacija glavnih zvijezda Velikog medvjeda i lik ovog sazviježđa, kako je prikazano na starim mapama zvijezda (način pronalaska Sjevernjače poznat vam je iz kursa geografije).

Rice. 8. Lik sazviježđa Veliki medvjed (sa stare mape zvijezda), njegove moderne granice označene su isprekidanom linijom.

Golim okom u noći bez mjeseca, oko 3.000 zvijezda može se vidjeti iznad horizonta. Trenutno su astronomi odredili tačnu lokaciju nekoliko miliona zvijezda, izmjerili tokove energije koji dolaze od njih i sastavili kataloške liste ovih zvijezda.

2. Svjetlina i boja zvijezda.

Tokom dana nebo izgleda plavo jer nehomogenost vazdušne sredine najviše raspršuje plave zrake sunčeve svetlosti.

Izvan zemljine atmosfere, nebo je uvek crno, a moguće je istovremeno posmatrati i zvezde i Sunce.

Zvijezde imaju različit sjaj i boju: bijele, žute, crvenkaste. Što je zvezda crvenija, to je hladnije. Naše Sunce je žuta zvezda. Drevni Arapi dali su svoja imena sjajnim zvijezdama.

Bijele zvijezde: Vega u sazviježđu Lira, Altair u sazviježđu Orao (vidljivo ljeti i jeseni). Sirius - najsjajnija zvijezda na nebu (vidljiva zimi); crvene zvezde: Betelgeze u sazvežđu Oriona i Aldebaran u sazvežđu Bika (vidljivo zimi), Antares u sazvežđu Škorpije (vidljivo ljeti); žuta kapela u sazviježđu Auriga (vidljiva zimi).

U antičko doba najsjajnije zvijezde su nazivane zvijezdama 1. magnitude, a najslabije, vidljive na granici vida golim okom, zvale su se zvijezde 6. magnitude. Ova stara terminologija je opstala do danas. Termin "veličina" nema nikakve veze sa pravim veličinama zvijezda; on karakterizira svjetlosni tok koji dolazi na Zemlju sa zvijezde. Prihvaćeno je da se s razlikom od jedne magnitude, sjaj zvijezda razlikuje za oko 2,5 puta. Razlika od 5 magnituda odgovara razlici u sjaju od tačno 100 puta. Dakle, zvezde 1. magnitude su 100 puta sjajnije od zvezda 6. magnitude.

Savremene metode posmatranja omogućavaju otkrivanje zvijezda do otprilike 25. magnitude. Mjerenja su pokazala da zvijezde mogu imati frakcijske ili negativne magnitude, na primjer: za Aldebaran, magnitude za Vega za Sirijus za Sunce

3. Prividno dnevno kretanje zvijezda. Nebeska sfera.

Zbog aksijalne rotacije Zemlje, zvijezde nam izgledaju kao da se kreću po nebu. Pažljivim posmatranjem možete vidjeti da zvijezda Sjevernjača gotovo ne mijenja svoj položaj u odnosu na horizont.

Rice. 9. Fotografija cirkumpolarnog područja neba, snimljena fiksnom kamerom sa ekspozicijom od oko sat vremena.

Rice. 10. Sazviježđa u blizini zvijezde Sjevernjače.

Sve ostale zvijezde opisuju pune krugove tokom dana sa centrom blizu Polara. To se može lako provjeriti izvođenjem sljedećeg eksperimenta. Kamera, postavljena na "beskonačnost", će biti usmjerena prema Sjevernjači i sigurno fiksirana u ovoj poziciji. Otvorite zatvarač sa potpuno otvorenim objektivom na pola sata ili sat. Razvijajući ovako fotografisanu sliku, videćemo na njoj koncentrične lukove - tragove putanja zvezda (sl. 9). Zajednički centar ovih lukova - tačka koja ostaje nepomična tokom svakodnevnog kretanja zvijezda, uslovno se naziva sjevernim polom svijeta. Polarna zvezda mu je veoma blizu (slika 10). Tačka koja je dijametralno suprotna njoj naziva se južni pol svijeta. Na sjevernoj hemisferi, nalazi se ispod horizonta.

Pogodno je proučavati fenomene dnevnog kretanja zvijezda koristeći matematičku konstrukciju - nebesku sferu, odnosno zamišljenu sferu proizvoljnog polumjera, čiji je centar u tački posmatranja. Vidljive pozicije svih svetiljki projektovane su na površinu ove sfere, a radi pogodnosti merenja izgrađen je niz tačaka i linija (sl. 11). Dakle, visak koji prolazi kroz posmatrača prelazi nebo iznad njegove glave - u zenitnoj tački. Dijametralno suprotna tačka se zove nadir. Ravan okomita na liniju viska je ravnina horizonta - ova ravan dodiruje površinu globusa u tački u kojoj se nalazi posmatrač (tačka C na slici 12). Ona dijeli površinu nebeske sfere na dvije hemisfere: vidljivu, čije su sve tačke iznad horizonta, i nevidljivu, čije tačke leže ispod horizonta.

Osa prividne rotacije nebeske sfere, koja povezuje oba pola svijeta (P i P) i prolazi kroz posmatrača naziva se

Rice. 11. Glavne tačke i linije nebeske sfere.

Rice. 12. Korelacija između linija i ravnina na nebeskoj sferi i na globusu.

osi sveta (sl. 11). Osa sveta za svakog posmatrača će uvek biti paralelna sa osom rotacije Zemlje (slika 12). Na horizontu ispod severnog pola sveta leži tačka severnog N (sl. 11 i 12), tačka S dijametralno suprotna njoj je tačka juga. NS linija se naziva podnevnom linijom (slika 11), jer sjena sa vertikalno postavljenog štapa pada duž nje na horizontalnu ravan u podne. (Kako nacrtati podnevnu liniju na zemlji i kako se kretati duž horizonta duž nje i Sjevernjače, učili ste u petom razredu na predmetu fizičke geografije.) Istočne tačke E i zapad W leže na liniji horizonta. Oni su odvojeni od tačaka severno N i južno J

Rice. 13. Dnevni putanja svjetiljki u odnosu na horizont za posmatrača koji se nalazi: a - na polu Zemlje; b - u srednjim geografskim širinama; c - na ekvatoru.

90°. Ravan nebeskog meridijana (slika 11) prolazi kroz tačku pola sveta, zenit i tačku S, poklapajući se za posmatrača C sa ravninom njegovog geografskog meridijana (slika 12). Konačno, ravan koja prolazi kroz posmatrača (tačka C) okomita na os sveta formira ravan nebeskog ekvatora, paralelnu ravni Zemljinog ekvatora (slika 11). Nebeski ekvator dijeli površinu nebeske sfere na dvije hemisfere: sjevernu hemisferu sa vrhom na sjevernom nebeskom polu i južnu hemisferu sa vrhom na južnom nebeskom polu.

4. Određivanje geografske širine.

Okrenimo se slici 12.

Ugao (visina svetskog pola iznad horizonta) jednak je uglu (geografska širina mesta), kao uglovi sa međusobno okomitim stranicama. Jednakost ovih uglova daje najjednostavniji način određujući geografsku širinu područja, ugaona udaljenost nebeskog pola od horizonta jednaka je geografskoj širini područja. Da bi se odredila geografska širina područja, dovoljno je izmjeriti visinu nebeskog pola iznad horizonta.

5. Dnevno kretanje svjetiljki na različitim geografskim širinama.

Sada znamo da se promjenom geografske širine mjesta promatranja mijenja orijentacija ose rotacije nebeske sfere u odnosu na horizont. Razmotrimo kakva će biti vidljiva kretanja nebeskih tijela u području Sjevernog pola, na ekvatoru i na srednjim geografskim širinama Zemlje.

Na Zemljinom polu, nebeski pol je u zenitu, a zvijezde se kreću u krugovima paralelnim s horizontom (sl. 13, a). Ovdje zvijezde ne zalaze i ne izlaze, njihova visina iznad horizonta je nepromijenjena.

Na srednjim geografskim širinama postoje i zvijezde u usponu i zalasku, kao i one koje nikada ne tonu ispod horizonta (Sl. 13, b). Na primjer, cirkumpolarna sazviježđa (slika 10) nikada nisu postavljena na geografskim širinama SSSR-a. Sazviježđa dalje od sjevernog nebeskog pola se nakratko pojavljuju iznad horizonta. A sazvežđa koja leže još južnije su neuzlazna (Sl. 14).

Rice. 14. Vidljive dnevne putanje svjetiljki u odnosu na horizont na sjevernoj strani neba.

Rice. 15. Gornje i donje kulminacije svjetiljki.

tokom dana (sl. 13, c). Za posmatrača na ekvatoru, sve zvezde se dižu i postavljaju okomito na ravan horizonta.Svaka zvezda ovde provede tačno polovinu svog puta iznad horizonta.

Za posmatrača na Zemljinom ekvatoru, sjeverni nebeski pol se poklapa sa sjevernom tačkom, a južni nebeski pol sa južnim (slika 13, c). Osa svijeta za njega se nalazi u ravni horizonta.

6. Vrhunci.

Pol sveta, sa prividnom rotacijom neba, odražavajući rotaciju Zemlje oko svoje ose, zauzima konstantan položaj iznad horizonta na datoj geografskoj širini (slika 12). Tokom dana, zvijezde opisuju krugove paralelne s ekvatorom iznad horizonta oko ose svijeta. Štaviše, svaka svjetiljka prelazi nebeski meridijan dva puta dnevno (slika 15).

Fenomeni prolaska svjetiljki kroz nebeski meridijan nazivaju se vrhunci. U gornjem vrhuncu visina svjetiljke je maksimalna, u donjoj kulminaciji - minimalna. Vremenski interval između vrhunaca je pola dana.

Kod svjetiljke M (slika 15), koja ne zalazi na datoj geografskoj širini, vidljive su obje kulminacije (iznad horizonta), za zvijezde koje izlaze i zalaze, donji vrhunac se javlja ispod horizonta, ispod sjeverne tačke. svjetiljka koja se nalazi daleko južno od nebeskog ekvatora, obje kulminacije mogu biti nevidljive.

Trenutak gornjeg vrhunca Sunčevog centra naziva se pravo podne, a trenutak donjeg vrhunca naziva se prava ponoć. U pravo podne, sjena okomite šipke pada duž podnevne linije.

Sve ostale zvijezde opisuju pune krugove tokom dana sa centrom blizu Polara. Ovo se lako može provjeriti izvođenjem sljedećeg eksperimenta. Kamera, postavljena na "beskonačnost", biće usmjerena prema zvijezdi Sjevernjača i sigurno fiksirana u ovoj poziciji. Otvorite zatvarač sa potpuno otvorenim objektivom na pola sata ili sat. Razvijajući ovako fotografisanu sliku, vidjet ćemo na njoj koncentričnu

njegovi lukovi su tragovi putanja zvijezda. Zajednički centar ovih lukova - tačka koja ostaje nepomična tokom svakodnevnog kretanja zvijezda, konvencionalno se naziva sjevernim polom svijeta. Polarna zvijezda joj je veoma blizu. Tačka koja je dijametralno suprotna njoj naziva se južni pol svijeta. Na sjevernoj hemisferi, nalazi se ispod horizonta.

Pogodno je proučavati fenomene dnevnog kretanja zvijezda koristeći matematičku konstrukciju - nebesku sferu, tj. imaginarna sfera proizvoljnog radijusa, čiji je centar u tački posmatranja. Vidljive pozicije svih svetiljki projektovane su na površinu ove sfere, a radi pogodnosti merenja izgrađen je niz tačaka i linija. Dakle, visak ZCZ΄ koji prolazi kroz posmatrača prelazi nebo iznad glave u zenitnoj tački Z. Dijametralno suprotna tačka Z΄ naziva se nadir. Ravan (NESW) okomita na liniju viska ZZ΄ je ravnina horizonta - ova ravan dodiruje površinu globusa u tački u kojoj se nalazi posmatrač. Ona dijeli površinu nebeske sfere na dvije hemisfere: vidljivu, čije su sve tačke iznad horizonta, i nevidljivu, čije tačke leže ispod horizonta.

Osa prividne rotacije nebeske sfere, koja povezuje oba pola svijeta (P i P") i prolazi kroz posmatrača (C), naziva se osa svijeta. Osa svijeta za svakog posmatrača uvijek će biti paralelno sa osom rotacije Zemlje.Na horizontu ispod severnog pola sveta leži severna tačka N, tačka S dijametralno suprotna njoj je tačka juga.Prava NS se naziva podnevnom linijom, jer senka sa vertikalno postavljenog štapa pada duž nje na horizontalnu ravan u podne. (Kako nacrtati podnevnu liniju na tlu i kako se kretati duž nje i duž Polarne zvezde Istok E i Zapad Z leže na liniji horizonta i 90° odvojeno od sjevera S i južnog S za 90° nebeski meridijan, koji se podudara za posmatrača C sa ravninom njegovog geografskog meridijana Konačno, ravan (AWQE) koja prolazi kroz posmatrača (tačka C) okomita na os svijeta formira ravan b nebeskog ekvatora, paralelno sa ravninom Zemljinog ekvatora. Nebeski ekvator dijeli površinu nebeske sfere na dvije hemisfere: sjevernu hemisferu sa vrhom na sjevernom nebeskom polu i južnu hemisferu sa vrhom na južnom nebeskom polu.

Dnevno kretanje svjetiljki na različitim geografskim širinama

Sada znamo da se promjenom geografske širine mjesta promatranja mijenja orijentacija ose rotacije nebeske sfere u odnosu na horizont. Razmotrimo kakva će biti vidljiva kretanja nebeskih tijela u području Sjevernog pola, na ekvatoru i na srednjim geografskim širinama Zemlje.

Na Zemljinom polu, nebeski pol je u zenitu, a zvijezde se kreću u krugovima paralelnim s horizontom. Ovdje zvijezde ne zalaze i ne izlaze, njihova visina iznad horizonta je nepromijenjena.

Na srednjim geografskim širinama postoje i zvijezde u usponu i zalasku, kao i one koje nikada ne tonu ispod horizonta (Sl. 13, b). Na primjer, cirkumpolarna sazviježđa na geografskim širinama SSSR-a nikada nisu zalazila. Sazvežđa koja se nalaze dalje od sjevernog pola svijeta, dnevni putovi svjetiljki nakratko odbijaju iznad horizonta. A sazviježđa koja leže još južnije se ne uzdižu.

Ali što se posmatrač dalje kreće prema jugu, to više južnih sazvežđa može da vidi. Na Zemljinom ekvatoru za jedan dan mogla bi se vidjeti sazviježđa cijelog zvjezdanog neba, ako se Sunce ne miješa tokom dana. Za posmatrača na ekvatoru, sve zvijezde izlaze i postavljaju se okomito na ravninu horizonta. Svaka zvijezda ovdje provede tačno polovinu svog puta iznad horizonta. Za posmatrača na Zemljinom ekvatoru, sjeverni nebeski pol se poklapa sa sjevernom tačkom, a južni nebeski pol sa južnim. Osa svijeta za njega se nalazi u ravni horizonta.

vrhunci

Pol svijeta, sa prividnom rotacijom neba, odražavajući rotaciju Zemlje oko svoje ose, zauzima konstantan položaj iznad horizonta na datoj geografskoj širini. Tokom dana, zvijezde opisuju krugove paralelne s ekvatorom iznad horizonta oko ose svijeta. U isto vrijeme, svaka svjetiljka prelazi nebeski meridijan dva puta dnevno.

Fenomeni prolaska svjetiljki kroz nebeski meridijan nazivaju se vrhunci. U gornjem vrhuncu visina svjetiljke je maksimalna, u donjem vrhuncu minimalna. Vremenski interval između vrhunaca je pola dana.

U svjetiljci M, koja ne zalazi na datoj geografskoj širini, vidljive su obje kulminacije (iznad horizonta), u zvijezdama koje izlaze i zalaze, M1 i M2, donja kulminacija se javlja ispod horizonta, ispod sjeverne tačke. Kod svjetiljke M3, koja se nalazi daleko južno od nebeskog ekvatora, obje kulminacije mogu biti nevidljive. Trenutak gornje kulminacije centra Sunca naziva se pravo podne, a trenutak donjeg vrhunca naziva se prava ponoć. U pravo podne, sjena okomite šipke pada duž podnevne linije.

4. Ekliptike i "lutajuće" svjetiljke-planete

U datom području, svaka zvijezda uvijek kulminira na istoj visini iznad horizonta, jer se njena ugaona udaljenost od nebeskog pola i od nebeskog ekvatora ne mijenja. Sunce i mjesec mijenjaju visinu na kojoj kulminiraju.

Ako vremenski intervali između gornjih kulminacija zvijezda i Sunca zabilježimo preciznim satovima, onda se možemo uvjeriti da su intervali između kulminacija zvijezda četiri minuta kraći od intervala između kulminacija Sunca. To znači da tokom jedne revolucije nebeske sfere Sunce ima vremena da se kreće u odnosu na zvijezde na istok - u smjeru suprotnom dnevnoj rotaciji neba. Ovaj pomak je oko 1°, pošto nebeska sfera napravi punu rotaciju - 360° za 24 sata.Za 1 sat, što je jednako 60 minuta, rotira se za 15°, a za 4 minute - za 1°. Tokom godine Sunce opisuje veliki krug na pozadini zvezdanog neba.

Mesečeve kulminacije kasne svaki dan ne 4 minuta, već 50 minuta, pošto Mesec za mesec dana napravi jednu revoluciju ka rotaciji neba.

Planete se kreću sporije i na složenije načine. Na pozadini zvjezdanog neba kreću se u jednom ili drugom smjeru, ponekad polako ispisujući petlje. To je zbog kombinacije njihovog pravog kretanja sa kretanjem Zemlje. Na zvezdanom nebu planete (u prevodu sa starogrčkog kao "lutanje") ne zauzimaju stalno mesto, baš kao Mesec i Sunce. Ako napravite kartu zvjezdanog neba, onda na njoj možete naznačiti položaj Sunca, Mjeseca i planeta samo za određeni trenutak.

Prividno godišnje kretanje Sunca događa se duž velikog kruga nebeske sfere, koji se naziva ekliptika.

Krećući se duž ekliptike, Sunce dva puta prelazi nebeski ekvator u takozvanim tačkama ekvinocija. To se dešava oko 21. marta i oko 23. septembra, na ravnodnevice. Ovih dana Sunce se nalazi na nebeskom ekvatoru i uvijek je podijeljeno ravninom horizonta na pola. Stoga načini

Dnevni put Sunca. Svakog dana, dok izlazi iz horizonta na istočnoj strani neba, Sunce prelazi preko neba i ponovo se skriva na zapadu. Za stanovnike sjeverne hemisfere ovo kretanje se događa s lijeva na desno, za južnjake - s desna na lijevo. U podne Sunce dostiže najveću visinu, ili, kako kažu astronomi, kulminira. Podne je gornji vrhunac, a postoji i donji vrhunac - u ponoć. Na našim srednjim geografskim širinama, donja kulminacija Sunca nije vidljiva, jer se javlja ispod horizonta. Ali iza arktičkog kruga, gdje Sunce ponekad ne zalazi ljeti, možete promatrati i gornju i donju kulminaciju. Na geografskom polu, dnevna putanja Sunca je skoro paralelna sa horizontom. Pojavljujući se na dan prolećne ravnodnevnice, Sunce se sve više diže sve više i više tokom četvrtine godine, opisujući krugove iznad horizonta. Na dan ljetnog solsticija dostiže svoju maksimalnu visinu (23,5?).

U narednoj četvrtini godine, prije jesenje ravnodnevice, Sunce se spušta. Ovo je polarni dan. Tada nastupa polarna noć na pola godine. Na srednjim geografskim širinama vidljiva dnevna putanja Sunca se skraćuje ili povećava tokom cijele godine. Najniži je na zimski solsticij, a najviši na ljetni solsticij. Tokom ekvinocija, Sunce se nalazi na nebeskom ekvatoru. Istovremeno se diže na istoku i zalazi na tački zapada. U periodu od prolećne ravnodnevice do letnjeg solsticija, mesto izlaska Sunca se blago pomera od tačke izlaska ulevo, na sever. A mjesto ulaska se pomiče sa zapadne tačke na desno, ali i na sjever. Na dan ljetnog solsticija Sunce se pojavljuje na sjeveroistoku, a u podne kulminira na najvišoj nadmorskoj visini u godini. Sunce zalazi na sjeverozapadu. Zatim se mjesta izlaska i zalaska sunca pomiču nazad na jug. Za vrijeme zimskog solsticija, Sunce izlazi na jugoistoku, prelazi nebeski meridijan u najnižoj tački i zalazi na jugozapadu. Treba imati na umu da je zbog refrakcije (odnosno prelamanja svjetlosnih zraka u zemljinoj atmosferi) prividna visina svjetiljke uvijek veća od prave. Stoga se izlazak sunca javlja ranije, a zalazak kasnije nego što bi bio u odsustvu atmosfere. Dakle, dnevna putanja Sunca je mali krug nebeske sfere, paralelan sa nebeskim ekvatorom. Istovremeno, tokom godine, Sunce se kreće u odnosu na nebeski ekvator ili na sjever ili na jug. Dnevni i noćni dio njegovog putovanja nisu isti. One su jednake samo u dane ekvinocija, kada je Sunce na nebeskom ekvatoru.

Godišnja putanja Sunca Izraz "put Sunca među zvijezde" nekome će se učiniti čudnim. Ne možete vidjeti zvijezde tokom dana. Stoga nije lako primijetiti da je Sunce sporo, za oko 1? dnevno, kreće se među zvijezdama s desna na lijevo. Ali možete vidjeti kako se izgled zvjezdanog neba mijenja tokom godine. Sve je to posljedica okretanja Zemlje oko Sunca. Put vidljivog godišnjeg kretanja Sunca na pozadini zvijezda naziva se ekliptika (od grčkog "eclipsis" - "pomračenje"), a period okretanja duž ekliptike naziva se zvjezdana godina. To je jednako 265 dana 6 sati 9 minuta 10 sekundi, ili 365,2564 srednja solarna dana. Ekliptika i nebeski ekvator seku se pod uglom od 23?26" u tačkama prolećne i jesenje ravnodnevice. U prvoj od ovih tačaka Sunce se obično dešava 21. marta, kada prolazi sa južne hemisfere neba. na severnu.U drugom 23.septembra kada prelaze sa svoje severne hemisfere na jug.Na najdaljoj tacki ekliptike na severu Sunce je 22.juna (letnji solsticij), a na jugu - 22. decembar (zimski solsticij).U prijestupnoj godini ovi datumi se pomjeraju za jedan dan.Od četiri tačke na ekliptici glavna tačka je proljetni ekvinocij.Od nje se mjeri jedna od nebeskih koordinata -desna Uznesenje.Takođe služi za računanje zvezdanog vremena i tropske godine - vremenskog intervala između dva uzastopna prolaska centra Sunca kroz tačku prolećne ravnodnevice.Tropska godina određuje smenu godišnjih doba na našoj planeti.Od prolećne tačke ekvinocija polako se kreće među zvijezdama zbog precesije Zemljine ose, trajanja tropskog oko godinu dana kraće od trajanja zvezda. To je 365,2422 srednja solarna dana. Prije otprilike 2 hiljade godina, kada je Hiparh sastavio svoj katalog zvijezda (prvi koji je do nas došao u cijelosti), proljetni ekvinocij je bio u sazviježđu Ovna. Do našeg vremena, prešao je skoro 30?, u sazviježđe Ribe, a tačka jesenje ravnodnevnice se pomjerila iz sazviježđa Vage u sazviježđe Djevice.

Ali prema tradiciji, tačke ekvinocija su označene nekadašnjim znakovima nekadašnjih "ekvinocijalnih" sazvežđa - Ovna i Vage. Isto se dogodilo i sa tačkama solsticija: leto u sazvežđu Bika je obeleženo znakom Raka, a zimu u sazvežđu Strelca znakom Jarca. I konačno, poslednja stvar je povezana sa prividnim godišnjim kretanjem Sunca. Polovinu ekliptike od prolećne do jesenje ravnodnevice (od 21. marta do 23. septembra) Suncu treba 186 dana. Druga polovina, od jesenjeg ekvinocija do prolećne, traje 179 dana (180 u prestupnoj godini). Ali na kraju krajeva, polovice ekliptike su jednake: svaka je 180?. Zbog toga se Sunce kreće duž ekliptike neravnomjerno. Ova neravnomjernost se objašnjava promjenom brzine kretanja Zemlje u eliptičnoj orbiti oko Sunca. Neravnomjerno kretanje Sunca duž ekliptike dovodi do različitih dužina godišnjih doba. Za stanovnike sjeverne hemisfere, na primjer, proljeće i ljeto su šest dana duže od jeseni i zime. Zemlja se 2-4. juna nalazi od Sunca 5 miliona kilometara duže nego 2.-3. januara i kreće se po svojoj orbiti sporije u skladu sa drugim Keplerovim zakonom. Ljeti, Zemlja prima manje topline od Sunca, ali ljeto na sjevernoj hemisferi je duže od zime. Stoga je sjeverna hemisfera toplija od južne hemisfere.

Verifikacioni rad br. 2 (Samokontrola)

Definicija geografske širine

prema astronomskim zapažanjima

Opcija 1

1. Na kojoj visini se događa gornji vrhunac zvijezde Altair u Lenjingradu, čija je geografska širina 60°?

2. Svetiljka se uzdiže na istoku. Gdje će biti za 12 sati?

Opcija 2

1. Kolika je deklinacija zvijezde ako kulminira u Moskvi, čija je geografska širina 56°, na visini od 63°?

2. Kakve su dnevne putanje zvijezda u odnosu na nebeski ekvator?

Opcija 3

1. Koja je geografska širina mjesta posmatranja ako je zvijezda Regul uočena u gornjoj kulminaciji na visini od 57°?

2. Gdje se na Zemlji ne vide zvijezde na južnoj hemisferi neba?

Opcija 4

1. Na kojoj visini se događa gornji vrhunac zvijezde Spica u gradu čija je geografska širina 50°?

2. Kako su dnevne putanje zvijezda u odnosu na horizont za posmatrača smještenog na Zemljinom polu?

Opcija 5

1. Kolika je deklinacija zvezde ako se njena gornja kulminacija u Jerevanu, čija je geografska širina 40°, javlja na nadmorskoj visini od 37°?

2. Koji krug nebeske sfere sve zvijezde prelaze dva puta dnevno, ako se posmatraju u srednjim geografskim širinama."

Opcija b

1. Koja je geografska širina mjesta posmatranja ako je zvijezda Betelgeuse uočena u gornjoj kulminaciji na visini od 48°?

2. Kako je svjetska osa u odnosu na Zemljinu os? u odnosu na horizont?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

1. Koliko puta je zvijezda magnitude 3,4 slabija od Sirijusa, koji ima prividnu magnitudu -1,6?

2. Kolika je apsolutna veličina Sirijusa ako je udaljenost do njega 2,7 ps?

3. Kolika je sjajnost Begija? Apsolutna zvezdana magnituda Sunca je uzeta jednakom 4,8.

1. Koliko puta je zvijezda prividne magnitude 3, svetlije od zvezde druga magnituda?

2. Izračunajte apsolutnu veličinu Run ako je udaljenost do nje 8,1 ps?

3. Kolika je svjetlost Sirijusa? Apsolutna zvezdana magnituda Sunca je uzeta jednakom 4,8.

Ocjena

II zgrada Solarni sistem

(nebeska mehanika)

Verifikacioni rad br.3 (Samokontrola)

Keplerovi zakoni, opcija 1

1. Koja je glavna poluosa orbite Urana, ako je siderički period okretanja ove planete oko Sunca 84 godine?

2. Kako se mijenja vrijednost brzine planete dok se kreće od afela do perihela?

Opcija 2

1. Velika poluosa Saturnove orbite je 9,5 AJ. e. Koji je siderički period njegove revolucije oko Sunca?

2. U kojoj tački eliptične orbite je kinetička energija umjetnog Zemljinog satelita (AES) maksimalna, a u kojoj je minimalna?

Opcija 3

1. Velika poluosa Jupiterove orbite 5 AJ. e. Koji je siderički period njegove revolucije oko Sunca?

2. U kojoj tački eliptične orbite je potencijalna energija umjetnog Zemljinog satelita (AES) minimalna, a u kojoj je maksimalna?

Opcija 4

1. Period zvijezda Jupiterove revolucije oko Sunca je 12 godina. Kolika je prosječna udaljenost Jupitera od Sunca?

2. U kojoj tački orbite planete je njena kinetička energija maksimum, a u kojoj je minimum?

Opcija 5

1. Velika poluosa orbite Marsa je 1,5 AJ. e. Šta) je siderički period njegove revolucije oko Sunca?

2. Kako se mijenja vrijednost brzine planete kada se kreće od perihela do afela?

Opcija 6

1. Velika poluosa orbite Venere je 0,7 AJ. e. Šta) je siderički period njegove revolucije oko Sunca?

2. Kako dolazi do prividnog kretanja planeta?

Kreativni zadatak:

Odredite svoju starost na planeti

__________________________________________________________

Verifikacioni rad br. 6 (Samokontrola)

"Određivanje udaljenosti do zvijezda"

1. Udaljenost do zvijezde Betelgeuse je 652 svjetlosne godine. Koja je njegova paralaksa?

2. Paralaksa Prociona je 0,28". Koliko je vremena potrebno svetlosti ove zvezde da stigne do Zemlje?

3. Paralaksa zvijezde je 0,5 "Odredite koliko je puta ova zvijezda udaljenija od nas od Sunca.

4. Paralaksa Altaira je 0,20". Udaljenost do Vege je 29 svjetlosnih godina. Koja je od ovih zvijezda udaljenija od nas i koliko puta?

2) Imenujte boju sljedećih zvijezda prema njihovom spektru

3) Koje zvezde pripadaju sledećim klasama sjaja zvezda

Ocjena

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Verifikacioni rad br. 4 (Samokontrola)

Konfiguracije i uvjeti vidljivosti planeta

Opcija 1

1. Nakon kojeg vremenskog perioda se ponavljaju momenti maksimalne udaljenosti Venere od Zemlje ako je njen siderički period 225 dana?

2. Koje planete se mogu posmatrati u opoziciji? Koji ne mogu?

Opcija 2

1. Kroz koji vremenski period se ponavljaju opozicije Marsa ako je siderički period njegove revolucije oko Sunca 1,9 godina?

2. Koje planete ne mogu biti u inferiornoj konjunkciji?

Opcija 3

1. Koliki je siderički period okretanja Venere oko Sunca, ako se njena gornja konjunkcija sa Suncem ponovi nakon 1,6 godina?

2. U kojoj konfiguraciji i zašto je najzgodnije posmatrati Mars?

Opcija 4

1. Koliki je zvjezdani period Jupiterove revolucije ako je njegov sinodički period 400 dana?

2. Koje planete mogu biti u superiornoj konjunkciji?

Opcija 5

1. Odredite sinodički period Merkurove revolucije, znajući da je njegov siderički period okretanja oko Sunca 0,24 godine.

2. U kojoj od konfiguracija mogu postojati i unutrašnje i vanjske planete?

Opcija 6

1. Koliki će biti siderički period okretanja vanjske planete oko Sunca ako se njene opozicije ponove za 1,5 godinu?

2. Koje planete se mogu vidjeti pored Mjeseca za vrijeme punog mjeseca?

zaključak:
	Ocjena

©2015-2019 stranica
Sva prava pripadaju njihovim autorima. Ova stranica ne tvrdi autorstvo, ali omogućava besplatno korištenje.
Datum kreiranja stranice: 20.08.2016