Cum sunt căile zilnice ale stelelor. Experimente astronomice

Sfera celestiala

Timp de multe secole, „firmamentul terestru” a fost considerat un model de inviolabilitate și imobilitate. Nu este nimic surprinzător că această greșeală a durat atât de mult, pentru că toate simțurile noastre vorbesc despre imobilitatea Pământului și rotația „boltei cerului” în jurul lui cu stelele, Soarele și Luna. Dar și acum în astronomie, ca amintire a acelor vremuri străvechi, este folosit conceptul de sferă cerească - o sferă imaginară infinit de mare, în centrul căreia se află observatorul și pe suprafața căreia sunt mișcările corpurilor cerești. afișat.

Desigur, cea mai vizibilă este rotația zilnică a cerului - Soarele răsare dimineața, trece prin cer și se scufundă sub orizont, stelele care sunt vizibile în est seara se ridică sus în sud până la miezul nopții și apoi coboara spre vest, Soarele rasare din nou... Se pare ca cerul se roteste in jurul unei axe invizibile situata langa Steaua Polara.

Mișcarea stelelor în jurul Polului Păcii. Fotografie de A. Mironov

Dar rotația zilnică a cerului depinde foarte mult de poziția noastră pe glob - dacă ne aflăm în emisfera sudică, va fi foarte neobișnuit pentru noi ca Soarele să se miște pe cer în direcția opusă - de la dreapta la stânga. Să aruncăm o privire mai atentă asupra modului în care rotația aparentă a firmamentului se modifică în diferite părți ale Pământului.

Pentru început, trebuie amintit că înălțimea Polului Lumii (punctul în jurul căruia se rotește cerul) deasupra orizontului este întotdeauna egală cu latitudinea geografică a locului de observare. Aceasta înseamnă că la polul nord, Steaua Polară se va afla la zenit, iar toți luminarii se vor mișca zilnic în rotație de la stânga la dreapta paralel cu orizontul, fără să se ridice sau să apune niciodată. Fiind la pol, am putut vedea stelele unei singure emisfere, dar în orice noapte.

Dimpotrivă, pentru un observator de la ecuator, nu există stele care nu se ridică (cu toate acestea, precum și cele care nu apus) - toate stelele cerului sunt disponibile pentru observare, ele se ridică vertical în partea de est a orizontul și a așezat exact 12 ore mai târziu în partea de vest a cerului.

La latitudini medii, unele dintre stelele din vecinătatea polului nu cad niciodată sub orizont, dar aceeași regiune a cerului din jurul polului opus nu este niciodată disponibilă pentru observare, în timp ce restul stelelor, situate într-o fâșie pe ambele părți ale ecuatorului ceresc se ridică și apune în timpul zilei.

Mișcarea luminilor în latitudinile mijlocii ale emisferei sudice va arăta aproximativ aceeași, singura diferență fiind că Polul Sud al Lumii va fi vizibil deasupra orizontului, în jurul căruia stelele se rotesc în sensul acelor de ceasornic, iar constelațiile ecuatoriale sunt familiare. la noi, întoarse cu susul în jos, se ridică deasupra a tot ce se află în partea de nord a cerului și se mișcă de la dreapta la stânga.

Mișcarea soarelui și a zilei

Vorbind despre mișcarea stelelor, nu ne-a interesat distanța până la ele și mișcarea Pământului în jurul Soarelui - distanțele până la stele sunt uriașe, iar schimbările de poziție ale acestora datorită mișcării anuale a Pământului sunt foarte mic și poate fi măsurat doar cu instrumente foarte precise. Cu totul altă problemă este Soarele. Mișcarea Pământului pe orbita sa are ca rezultat mișcarea aparentă a Soarelui printre stele. Calea pe care Soarele o parcurge pe cer în timpul anului se numește ecliptică. Deoarece axa pământului este înclinată cu 23,5 °, atunci când Pământul se învârte în jurul Soarelui, fie emisfera nordică, fie emisfera sudică se îndreaptă spre ea - aceasta explică schimbarea anotimpurilor pe planeta noastră.

Când emisfera nordică este întoarsă spre Soare, acolo vine vara, Soarele pe calea sa vizibilă de-a lungul eclipticii se dovedește a fi în partea sa nordică, iar în emisfera noastră nordică se ridică mai sus deasupra orizontului. La Polul Nord, timp de o jumătate de an, Soarele devine un luminator neapus - vine ziua polară. Puțin mai la sud, ziua polară durează mai puțin și la latitudinea cercului polar (66,5 ° - cercul polar este la 23,5 ° de pol) Soarele nu apune doar câteva zile în mijlocul verii, lângă ziua solstițiului de vară (22 iunie). Iarna, Soarele nu răsare la Pol aproape jumătate de an (puțin mai puțin din cauza refracției), spre sud noaptea polară devine mai scurtă și în afara Cercului Polar, Soarele se ridică deasupra orizontului chiar și în mijlocul iarnă.

La latitudinile mijlocii și ecuatoriale, Soarele răsare și apune întotdeauna, lungimea zilei depinde foarte mult nu numai de perioada anului, ci și de latitudine - cu cât mai aproape de ecuator, cu atât lungimea zilei diferă mai puțin în timpul iernii. și vara și cu cât durata zilei și nopții este mai aproape de 12 ore. Dar numai la ecuator lungimea zilei și a nopții este întotdeauna constantă. Durata crepusculului depinde și de latitudine - la latitudinile ecuatoriale Soarele apune perpendicular pe orizont și amurgul este cel mai scurt, iar la latitudinea Sankt Petersburg în mijlocul verii durează de la apus până la răsărit - acestea sunt celebrele nopti albe.

Depinde de latitudine cât de sus se poate ridica Soarele deasupra orizontului - în ziua solstițiului, această înălțime va fi de 90 ° -φ + 23,5 °.

Apropo, opinia eronată este foarte comună că la ecuator Soarele este întotdeauna la zenit la prânz - nu este așa, în orice punct al Pământului situat între liniile tropicale (de la 23,5 ° S la 23,5 ° N. ) Soarele trece exact prin zenit doar de două ori pe an, la ecuator - pe echinocții, iar pe liniile tropicelor - doar o dată pe an, în ziua solstițiului de vară pe tropicul nordic și pe ziua solstițiului de iarnă – la sud.

Mișcarea Pământului în jurul Soarelui duce la un alt fenomen important - durata unei zile solare (intervalul de timp dintre două amize) nu coincide cu zilele siderale (intervalul de timp dintre trecerea unei stele prin meridian). Faptul este că Pământul are nevoie de timp suplimentar pentru a se întoarce după unghiul pe care îl trece într-o zi pe orbita sa. Mai mult, durata unei zile solare nu este constantă (vezi articolul Ecuația timpului). Este ușor să faceți o estimare aproximativă - într-o zi pământul trece de 1/365 din orbita sa, sau puțin mai puțin de 1 °, iar dacă Pământul se rotește în jurul axei sale (360 °) în aproximativ 24 de ore, atunci intoarceti 1° in aproximativ 4 minute. Într-adevăr, o zi siderale este de 23 de ore 56 minute și 4 secunde.

lună

Din cele mai vechi timpuri, satelitul nostru a servit oamenilor să numere timpul, iar aceasta nu este o coincidență - schimbarea fazelor lunii este ușor de observat și lungimea lunii nu este greu de determinat, în plus, luna a devenit o unitate intermediară de timp foarte convenabilă între zi și an. Apropo, săptămâna obișnuită de șapte zile este, de asemenea, asociată cu Luna - 7 zile este aproximativ un sfert de lună (și fazele lunii sunt, de asemenea, măsurate în sferturi). Cele mai multe calendare antice erau lunare și lunisolare.

Desigur, primul lucru care vă atrage atenția la observarea Lunii este schimbarea aspectului ei în cursul lunii de la o semilună subțire, care se vede imediat după apus, la 2-3 zile după luna nouă, până la faza de primul sfert (în emisfera nordică, jumătatea dreaptă a discului este luminată cu Lună), mai departe de luna plină, ultimul sfert (jumătatea stângă a discului este iluminată) și, în final, până la luna nouă, când Luna se apropie de Soare si dispare in razele lui. Schimbarea fazelor se explică prin schimbarea poziției Lunii față de Soare atunci când se învârte în jurul Pământului, un ciclu complet de schimbare de fază - o revoluție față de Soare sau o lună sinodică durează aproximativ 29,5 zile. Perioada de revoluție în raport cu stele (lună sideală) este puțin mai mică și este de 27,3 zile. După cum puteți vedea, un an conține un număr neîntreg de luni, așa că calendarele lunisolare folosesc reguli speciale pentru alternarea anilor de 12 luni și 13 luni, din această cauză sunt destul de complicate și sunt acum înlocuite în majoritatea țărilor de gregorian. calendar, care nu are nicio legătură cu Luna - au rămas doar luni (deși mai lungi decât lunile lunare) și săptămâni în memoria predecesorilor săi...

Mai este unul în mișcarea lunii caracteristică interesantă- perioada de rotație în jurul axei sale coincide cu perioada de revoluție în jurul Pământului, astfel încât satelitul nostru este întotdeauna îndreptat către Pământ cu o emisferă. Dar nu se poate spune că putem vedea doar jumătate din suprafața Lunii - din cauza mișcării orbitale neuniforme a Lunii și a înclinării orbitei sale față de ecuatorul Pământului, Luna se rotește ușor față de observatorul Pământului atât în ​​latitudine, cât și în longitudine. (acest fenomen se numește librare) și putem vedea zonele de margine ale discului - în total, aproximativ 60% din suprafața lunară este disponibilă pentru observații.

Jean Effel, Crearea lumii
- Nu este ușor să începi universul!

Fă cunoștință cer înstelat este necesar într-o noapte fără nori, când lumina lunii nu interferează cu observarea stelelor slabe. O imagine frumoasă a cerului nopții cu stele sclipitoare împrăștiate peste el. Numărul lor pare să fie nesfârșit. Dar așa pare doar până când te uiți cu atenție și înveți să găsești grupuri familiare de stele pe cer, neschimbate în poziția lor relativă. Aceste grupuri, numite constelații, au fost identificate de oameni cu mii de ani în urmă. O constelație este înțeleasă ca însemnând întreaga regiune a cerului în anumite limite stabilite. Întregul cer este împărțit în 88 de constelații, care pot fi găsite în funcție de aranjamentul lor caracteristic de stele.

Multe constelații își păstrează numele din cele mai vechi timpuri. Unele nume sunt asociate cu mitologia greacă, precum Andromeda, Perseus, Pegas, unele - cu obiecte care seamănă cu figuri formate din stelele strălucitoare ale constelațiilor (Săgeată, Triunghi, Balanță etc.). Există constelații care poartă numele animalelor (ex. Leu, Rac, Scorpion).

Constelațiile de pe cer sunt găsite prin conectarea mentală a stelelor lor cele mai strălucitoare cu linii drepte într-o anumită figură, așa cum se arată pe hărțile stelare (vezi Fig. 4, 8, 10, precum și diagrama stelară din apendice). În fiecare constelație, stelele strălucitoare au fost de mult timp notate cu litere grecești, cel mai adesea cea mai strălucitoare stea a constelației - prin litera a, apoi prin litere etc., în ordine alfabetică pe măsură ce luminozitatea scade; de exemplu, există Steaua Polară și constelațiile Ursa Minor

Figurile 4 și 8 arată locația stelelor principale ale Ursei Majore și figura acestei constelații, așa cum a fost descrisă pe hărți stelare vechi (modul de a găsi Steaua Polară vă este familiar de la cursul de geografie).

Orez. 8. Figura constelației Ursei Major (de pe o veche hartă stelară), limitele sale moderne sunt indicate printr-o linie punctată.

Cu ochiul liber într-o noapte fără lună, aproximativ 3.000 de stele pot fi văzute deasupra orizontului. În prezent, astronomii au determinat locația exactă a câtorva milioane de stele, au măsurat fluxurile de energie care vin de la acestea și au compilat liste de catalog ale acestor stele.

2. Luminozitatea și culoarea stelelor.

În timpul zilei, cerul apare albastru deoarece neomogenitățile mediului aerian împrăștie cel mai mult razele albastre ale soarelui.

În afara atmosferei pământului, cerul este întotdeauna negru și este posibil să se observe stelele și Soarele în același timp.

Stelele au luminozitate și culoare diferite: alb, galben, roșcat. Cu cât steaua este mai roșie, cu atât este mai rece. Soarele nostru este o stea galbenă. Vechii arabi și-au dat propriile nume stelelor strălucitoare.

Stele albe: Vega în constelația Lyra, Altair în constelația Vultur (vizibil vara și toamna). Sirius - cea mai strălucitoare stea de pe cer (vizibilă iarna); stele roșii: Betelgeuse în constelația Orion și Aldebaran în constelația Taur (vizibil iarna), Antares în constelația Scorpion (vizibil vara); Capela galbenă din constelația Auriga (vizibilă iarna).

În antichitate, cele mai strălucitoare stele erau numite stele de magnitudinea 1, iar cele mai slabe, vizibile la limita vederii cu ochiul liber, erau numite stele de magnitudinea a 6-a. Această terminologie veche a supraviețuit până în zilele noastre. Termenul „magnitudine” nu are nimic de-a face cu adevăratele dimensiuni ale stelelor; el caracterizează fluxul de lumină care vine pe Pământ de la o stea. Se acceptă că, cu o diferență de o magnitudine, luminozitatea stelelor diferă de aproximativ 2,5 ori. O diferență de 5 magnitudini corespunde unei diferențe de luminozitate de exact 100 de ori. Deci, stelele de magnitudinea 1 sunt de 100 de ori mai strălucitoare decât stelele de magnitudinea a 6-a.

Metodele moderne de observare fac posibilă detectarea stelelor până la magnitudinea a 25-a. Măsurătorile au arătat că stelele pot avea magnitudini fracționale sau negative, de exemplu: pentru Aldebaran, magnitudine pentru Vega pentru Sirius pentru Soare

3. Mișcarea zilnică aparentă a stelelor. Sfera celestiala.

Datorită rotației axiale a Pământului, stelele ni se par ca se mișcă pe cer. Cu o observare atentă, puteți vedea că Steaua Polară aproape că nu își schimbă poziția față de orizont.

Orez. 9. Fotografie a regiunii circumpolare a cerului, realizată cu o cameră fixă ​​cu o expunere de aproximativ o oră.

Orez. 10. Constelații din vecinătatea Stelei Polare.

Toate celelalte stele descriu cercuri complete în timpul zilei cu un centru în apropierea polarului. Acest lucru poate fi verificat cu ușurință făcând următorul experiment. Camera, setată la „infinit”, va fi direcționată către Steaua Polară și fixată în siguranță în această poziție. Deschideți obturatorul cu obiectivul complet deschis timp de o jumătate de oră sau o oră. După ce am dezvoltat imaginea fotografiată în acest fel, vom vedea pe ea arce concentrice - urme ale căilor stelelor (Fig. 9). Centrul comun al acestor arce - un punct care rămâne nemișcat în timpul mișcării zilnice a stelelor, este numit condiționat polul nord al lumii. Steaua polară este foarte aproape de ea (Fig. 10). Punctul diametral opus acestuia se numește polul sudic al lumii. În emisfera nordică, se află sub orizont.

Este convenabil să studiezi fenomenele mișcării zilnice a stelelor folosind o construcție matematică - sfera cerească, adică o sferă imaginară cu rază arbitrară, al cărei centru se află în punctul de observație. Pe suprafața acestei sfere sunt proiectate pozițiile vizibile ale tuturor corpurilor de iluminat, iar pentru comoditatea măsurătorilor, se construiesc o serie de puncte și linii (Fig. 11). Deci, un plumb care trece prin observator traversează cerul deasupra capului său - în punctul zenit.Punctul diametral opus se numește nadir. Planul perpendicular pe plumb este planul orizontului - acest plan atinge suprafața globului în punctul în care se află observatorul (punctul C din Fig. 12). Ea împarte suprafața sferei cerești în două emisfere: cea vizibilă, ale cărei toate punctele sunt deasupra orizontului, și cea invizibilă, ale cărei puncte se află sub orizont.

Axa de rotație aparentă a sferei cerești, care leagă ambii poli ai lumii (P și P) și care trece prin observator se numește

Orez. 11. Principalele puncte și linii ale sferei cerești.

Orez. 12. Corelația dintre linii și planuri de pe sfera cerească și de pe glob.

axa lumii (Fig. 11). Axa lumii pentru orice observator va fi întotdeauna paralelă cu axa de rotație a Pământului (Fig. 12). La orizontul de sub polul nord al lumii se află punctul nordului N (Fig. 11 și 12), punctul S diametral opus acestuia este punctul sudului. Linia NS se numește linia de la amiază (Fig. 11), deoarece o umbră dintr-o tijă plasată vertical cade de-a lungul ei pe un plan orizontal la amiază. (Cum să desenezi o linie de amiază pe pământ și cum să navighezi de-a lungul orizontului de-a lungul lui și a Stelei Polare, ai studiat în clasa a cincea la cursul de geografie fizică.) Punctele de est E și vest de V se află pe linia orizontului. Ele sunt separate de punctele nord N și sud S de

Orez. 13. Traseele zilnice ale luminilor în raport cu orizontul pentru un observator situat: a - la polul Pământului; b - în latitudinile geografice medii; c - la ecuator.

90°. Planul meridianului ceresc (Fig. 11) trece prin punctul polar al lumii, zenit și punctul S, coincizând pentru observatorul C cu planul meridianului său geografic (Fig. 12). În cele din urmă, planul care trece prin observator (punctul C) perpendicular pe axa lumii formează planul ecuatorului ceresc, paralel cu planul ecuatorului terestru (Fig. 11). Ecuatorul ceresc împarte suprafața sferei cerești în două emisfere: emisfera nordică cu vârful său la polul ceresc nord și emisfera sudică cu vârful ei la polul ceresc sudic.

4. Determinarea latitudinii geografice.

Să ne întoarcem la Figura 12.

Unghiul (înălțimea polului mondial deasupra orizontului) este egal cu unghiul (latitudinea geografică a locului), ca unghiuri cu laturile reciproc perpendiculare. Egalitatea acestor unghiuri dă cel mai simplu mod determinând latitudinea geografică a zonei, distanța unghiulară a polului ceresc față de orizont este egală cu latitudinea geografică a zonei. Pentru a determina latitudinea geografică a zonei, este suficient să măsurați înălțimea polului ceresc deasupra orizontului.

5. Mișcarea zilnică a corpurilor de iluminat la diferite latitudini.

Acum știm că, odată cu modificarea latitudinii geografice a locului de observație, se schimbă orientarea axei de rotație a sferei cerești față de orizont. Să luăm în considerare care vor fi mișcările vizibile ale corpurilor cerești în regiunea Polului Nord, la ecuator și la latitudinile mijlocii ale Pământului.

La polul Pământului, polul ceresc se află la zenit, iar stelele se deplasează în cercuri paralele cu orizontul (Fig. 13, a). Aici stelele nu apune și nu se ridică, înălțimea lor deasupra orizontului este neschimbată.

La latitudinile mijlocii, există atât stele răsare, cât și cele care apune, precum și cele care nu se scufundă niciodată sub orizont (Fig. 13, b). De exemplu, constelațiile circumpolare (Fig. 10) nu au stabilit niciodată la latitudinile geografice ale URSS. Constelațiile mai îndepărtate de polul nord ceresc apar pentru scurt timp deasupra orizontului. Iar constelațiile care se află și mai la sud sunt neascendente (Fig. 14).

Orez. 14. Traseele zilnice vizibile ale luminilor în raport cu orizontul în partea de nord a cerului.

Orez. 15. Culmea superioară și inferioară a luminilor.

în timpul zilei (Fig. 13, c). Pentru un observator de la ecuator, toate stelele se ridică și se fixează perpendicular pe planul orizontului.Fiecare stea aici își petrece exact jumătate din drum deasupra orizontului.

Pentru un observator de pe ecuatorul Pământului, polul ceresc nord coincide cu punctul nord, iar polul ceresc sud coincide cu punctul sudic (Fig. 13, c). Axa lumii pentru el este situată în planul orizontului.

6. Clime.

Polul Lumii, cu rotația aparentă a cerului, reflectând rotația Pământului în jurul axei sale, ocupă o poziție constantă deasupra orizontului la o latitudine dată (Fig. 12). În timpul zilei, stelele descriu cercuri paralele cu ecuatorul deasupra orizontului în jurul axei lumii. Mai mult, fiecare luminar traversează meridianul ceresc de două ori pe zi (Fig. 15).

Fenomenele trecerii luminilor prin meridianul ceresc se numesc climax. În punctul culminant superior, înălțimea luminii este maximă, în culminarea inferioară - minimă. Intervalul de timp dintre puncte culminante este de o jumătate de zi.

Pentru luminarul M (Fig. 15), care nu apune la o anumită latitudine, ambele culmi sunt vizibile (deasupra orizontului), pentru stelele care răsare și apune, culminația inferioară are loc sub orizont, sub punctul nordic. un luminar situat departe la sud de ecuatorul ceresc, ambele culmi pot fi invizibile.

Momentul punctului culminant superior al centrului Soarelui se numește prânz adevărat, iar momentul punctului culminant inferior se numește miezul nopții adevărat. La prânz adevărat, umbra tijei verticale cade de-a lungul liniei de amiază.

Toate celelalte stele descriu cercuri complete în timpul zilei cu un centru în apropierea polarului. Acest lucru poate fi verificat cu ușurință făcând următorul experiment. Camera, setată la „infinit”, va fi direcționată către Steaua Polară și fixată în siguranță în această poziție. Deschideți obturatorul cu obiectivul complet deschis timp de o jumătate de oră sau o oră. După ce a dezvoltat imaginea fotografiată în acest fel, vom vedea pe ea un concentric

arcurile sale sunt urme ale căilor stelelor. Centrul comun al acestor arce - un punct care rămâne nemișcat în timpul mișcării zilnice a stelelor, este numit în mod convențional polul nord al lumii. Steaua polară este foarte aproape de ea. Punctul diametral opus acestuia se numește polul sudic al lumii. În emisfera nordică, se află sub orizont.

Este convenabil să studiezi fenomenele mișcării zilnice a stelelor folosind o construcție matematică - sfera cerească, adică. o sferă imaginară de rază arbitrară, al cărei centru se află în punctul de observație. Pozițiile vizibile ale tuturor corpurilor de iluminat sunt proiectate pe suprafața acestei sfere și, pentru comoditatea măsurătorilor, se construiesc o serie de puncte și linii. Astfel, un plumb ZCZ΄ care trece prin observator traversează cerul deasupra capului în punctul zenital Z. Punctul diametral opus Z΄ se numește nadir. Planul (NESW) perpendicular pe plumbul ZZ΄ este planul orizontului - acest plan atinge suprafața globului în punctul în care se află observatorul. Ea împarte suprafața sferei cerești în două emisfere: cea vizibilă, ale cărei toate punctele sunt deasupra orizontului, și cea invizibilă, ale cărei puncte se află sub orizont.

Axa de rotație aparentă a sferei cerești, care leagă ambii poli ai lumii (P și P") și care trece prin observatorul (C), se numește axa lumii. Axa lumii pentru orice observator va fi întotdeauna paralel cu axa de rotație a Pământului.La orizontul de sub polul nord al lumii se află punctul nord N , punctul S diametral opus acestuia este punctul de sud. Linia NS se numește linia amiezii, deoarece o umbră dintr-o tijă plasată vertical cade de-a lungul ei pe un plan orizontal la prânz (Cum să desenezi o linie de amiază pe sol și cum să navighezi de-a lungul ei și de-a lungul stelei polare Est E și Vest V se află pe linia orizontului și sunt 90° în afară de Nord N și Sud S cu 90° din meridianul ceresc, coincizând pentru observatorul C cu planul meridianului său geografic În cele din urmă, planul (AWQE) care trece prin observator (punctul C) perpendicular pe axa lui lumea formează avionul b al ecuatorului ceresc, paralel cu planul ecuatorului terestru. Ecuatorul ceresc împarte suprafața sferei cerești în două emisfere: emisfera nordică cu vârful său la polul ceresc nord și emisfera sudică cu vârful ei la polul ceresc sudic.

Mișcarea zilnică a corpurilor de iluminat la diferite latitudini

Acum știm că, odată cu modificarea latitudinii geografice a locului de observație, se schimbă orientarea axei de rotație a sferei cerești față de orizont. Să luăm în considerare care vor fi mișcările vizibile ale corpurilor cerești în regiunea Polului Nord, la ecuator și la latitudinile mijlocii ale Pământului.

La polul Pământului, polul ceresc se află la zenit, iar stelele se mișcă în cercuri paralele cu orizontul. Aici stelele nu apune și nu se ridică, înălțimea lor deasupra orizontului este neschimbată.

La latitudinile mijlocii, există atât stele răsare, cât și cele care apune, precum și cele care nu se scufundă niciodată sub orizont (Fig. 13, b). De exemplu, constelațiile circumpolare de la latitudinile geografice ale URSS nu au stabilit niciodată. Constelații situate mai departe de polul nord al lumii, căile zilnice ale luminilor refuză pentru scurt timp deasupra orizontului. Iar constelațiile care se află și mai la sud nu urcă.

Dar cu cât observatorul se deplasează mai departe spre sud, cu atât poate vedea mai multe constelații sudice. La ecuatorul pământului într-o zi se puteau vedea constelațiile întregului cer înstelat, dacă Soarele nu ar interveni în timpul zilei. Pentru un observator de la ecuator, toate stelele se ridică și pun perpendicular pe planul orizontului. Fiecare stea aici își petrece exact jumătate din drum deasupra orizontului. Pentru un observator de la ecuatorul Pământului, polul ceresc nord coincide cu punctul nord, iar polul ceresc sud coincide cu punctul sudic. Axa lumii pentru el este situată în planul orizontului.

culme

Polul lumii, cu rotația aparentă a cerului, reflectând rotația Pământului în jurul axei sale, ocupă o poziție constantă deasupra orizontului la o latitudine dată. În timpul zilei, stelele descriu cercuri paralele cu ecuatorul deasupra orizontului în jurul axei lumii. În același timp, fiecare luminare traversează meridianul ceresc de două ori pe zi.

Fenomenele trecerii luminilor prin meridianul ceresc se numesc climax.În climaxul superior, înălțimea luminii este maximă, în climaxul inferior, este minimă. Intervalul de timp dintre puncte culminante este de o jumătate de zi.

La luminarul M, care nu apune la o latitudine dată, sunt vizibile ambele culmi (deasupra orizontului), la stelele care se ridică și apune, M1 și M2, culminația inferioară are loc sub orizont, sub punctul nordic. La steaua M3, situată departe la sud de ecuatorul ceresc, ambele puncte culminante pot fi invizibile. Momentul culminării superioare a centrului Soarelui se numește adevăratul prânz, iar momentul punctului culminant inferior este numit adevărat miezul nopții. La prânz adevărat, umbra tijei verticale cade de-a lungul liniei de amiază.

4. Ecliptică și lumini-planete „rătăcitoare”.

Într-o zonă dată, fiecare stea culminează întotdeauna la aceeași înălțime deasupra orizontului, deoarece distanța sa unghiulară de la polul ceresc și de la ecuatorul ceresc nu se modifică. Soarele și luna schimbă înălțimea la care culminează.

Dacă notăm intervalele de timp dintre culmile superioare ale stelelor și Soare prin ceasuri precise, atunci putem fi convinși că intervalele dintre culmile stelelor sunt cu patru minute mai scurte decât intervalele dintre culmile Soarelui. Aceasta înseamnă că în timpul unei revoluții a sferei cerești, Soarele are timp să se deplaseze în raport cu stelele la est - în direcția opusă rotației zilnice a cerului. Această schimbare este de aproximativ 1 °, deoarece sfera cerească face o rotație completă - 360 ° în 24 de ore. În 1 oră, egal cu 60 de minute, se rotește cu 15 ° și în 4 minute - cu 1 °. În timpul anului, Soarele descrie un cerc mare pe fundalul cerului înstelat.

Punctele culmine ale Lunii întârzie în fiecare zi nu cu 4 minute, ci cu 50 de minute, deoarece Luna face o revoluție spre rotația cerului într-o lună.

Planetele se mișcă mai încet și în moduri mai complexe. Pe fundalul cerului înstelat, se mișcă într-o direcție sau alta, uneori scriind lent bucle. Acest lucru se datorează combinației dintre adevărata lor mișcare cu mișcările Pământului. Pe cerul înstelat, planetele (tradusă din greaca veche prin „rătăcire”) nu ocupă un loc permanent, la fel ca Luna și Soarele. Dacă faceți o hartă a cerului înstelat, atunci puteți indica pe ea poziția Soarelui, a Lunii și a planetelor doar pentru un anumit moment.

Mișcarea anuală aparentă a Soarelui are loc de-a lungul unui cerc mare al sferei cerești, numit ecliptică.

Deplasându-se de-a lungul eclipticii, Soarele traversează ecuatorul ceresc de două ori la așa-numitele echinocții. Acest lucru se întâmplă în jurul datei de 21 martie și în jurul datei de 23 septembrie, la echinocții. În aceste zile, Soarele se află la ecuatorul ceresc și este întotdeauna împărțit la jumătate de planul orizontului. Prin urmare căile

Calea zilnică a Soarelui. În fiecare zi, pe măsură ce se ridică de la orizont în partea de est a cerului, Soarele trece peste cer și se ascunde din nou în vest. Pentru locuitorii emisferei nordice, această mișcare are loc de la stânga la dreapta, pentru cei sudici - de la dreapta la stânga. La prânz, Soarele atinge cea mai mare înălțime sau, după cum spun astronomii, culminează. Prânzul este punctul culminant superior și există, de asemenea, un punct culminant inferior - la miezul nopții. La latitudinile noastre medii, punctul culminant inferior al Soarelui nu este vizibil, deoarece are loc sub orizont. Dar dincolo de Cercul Arctic, unde uneori Soarele nu apune vara, puteți observa atât culmile superioare, cât și cele inferioare. La polul geografic, traseul zilnic al Soarelui este aproape paralel cu orizontul. Apărând în ziua echinocțiului de primăvară, Soarele răsare din ce în ce mai sus pentru un sfert al anului, descriind cercuri deasupra orizontului. În ziua solstițiului de vară, atinge înălțimea maximă (23,5?).

Pentru următorul trimestru al anului, înainte de echinocțiul de toamnă, Soarele coboară. Aceasta este o zi polară. Apoi se instalează noaptea polară pentru o jumătate de an. La latitudini medii, traseul zilnic vizibil al Soarelui fie se scurtează, fie crește pe parcursul anului. Este cel mai scăzut în solstițiul de iarnă și cel mai ridicat în solstițiul de vară. În timpul echinocțiului, Soarele se află la ecuatorul ceresc. În același timp, se ridică în punctul de est și apune în punctul de vest. În perioada de la echinocțiul de primăvară până la solstițiul de vară, locul răsăritului se deplasează ușor din punctul de răsărit spre stânga, spre nord. Iar locul de intrare se îndepărtează de punctul de vest spre dreapta, deși și spre nord. În ziua solstițiului de vară, Soarele apare în nord-est, iar la amiază culminează la cea mai mare altitudine a anului. Soarele apune în nord-vest. Apoi locurile răsăritului și apusului se schimbă înapoi spre sud. La solstițiul de iarnă, Soarele răsare în sud-est, traversează meridianul ceresc în punctul său cel mai de jos și apune în sud-vest. Trebuie avut în vedere că din cauza refracției (adică a refracției razelor de lumină în atmosfera pământului), înălțimea aparentă a luminii este întotdeauna mai mare decât cea adevărată. Prin urmare, răsăritul are loc mai devreme și apusul mai târziu decât ar fi în absența unei atmosfere. Deci, calea zilnică a Soarelui este un mic cerc al sferei cerești, paralel cu ecuatorul ceresc. În același timp, în timpul anului, Soarele se deplasează în raport cu ecuatorul ceresc fie spre nord, fie spre sud. Părțile de zi și de noapte ale călătoriei sale nu sunt aceleași. Ele sunt egale doar în zilele echinocțiului, când Soarele se află la ecuatorul ceresc.

Calea anuală a Soarelui Expresia „calea Soarelui printre stele” va părea ciudată cuiva. Nu poți vedea stelele în timpul zilei. Prin urmare, nu este ușor de observat că Soarele este lent, cu aproximativ 1? pe zi, se deplasează printre stele de la dreapta la stânga. Dar puteți vedea cum se schimbă aspectul cerului înstelat în timpul anului. Toate acestea sunt o consecință a revoluției Pământului în jurul Soarelui. Calea mișcării anuale vizibile a Soarelui pe fundalul stelelor se numește ecliptică (din grecescul „eclipsă” - „eclipsă”), iar perioada de revoluție de-a lungul eclipticii se numește an stelar. Este egal cu 265 zile 6 ore 9 minute 10 secunde sau 365,2564 zile solare medii. Ecliptica și ecuatorul ceresc se intersectează la un unghi de 23? 26" în punctele echinocțiului de primăvară și de toamnă. În primul dintre aceste puncte, Soarele are loc de obicei pe 21 martie, când trece din emisfera sudică a cerului. spre cel nordic.In al doilea, pe 23 septembrie, cand trec din emisfera lor nordica spre sud.In cel mai indepartat punct al eclipticii spre nord, Soarele este 22 iunie (solstitiul de vara), iar la sud - 22 decembrie (solstițiul de iarnă).Într-un an bisect, aceste date sunt deplasate cu o zi.Din cele patru puncte de pe ecliptică, punctul principal este echinocțiul de primăvară.De la ea se măsoară una dintre coordonatele cerești - dreapta ascensiunea.Serveste si la numararea timpului sideral si a anului tropical – intervalul de timp dintre doua treceri succesive ale centrului Soarelui prin punctul echinoctiului de primavara.Anul tropical determina schimbarea anotimpurilor pe planeta noastra.De la punctul echinoctiului de primavara. se mișcă încet printre stele datorită precesiunii axei pământului, durata tropicalului cu aproximativ un an mai puţin decât durata sideralului. Este 365,2422 zile solare medii. În urmă cu aproximativ 2 mii de ani, când Hipparchus și-a întocmit catalogul de stele (primul care a ajuns la noi în întregime), echinocțiul de primăvară se afla în constelația Berbec. Până la noi, s-a mutat cu aproape 30?, în constelația Pești, iar punctul echinocțiului de toamnă s-a mutat de la constelația Balanță la constelația Fecioare.

Dar, conform tradiției, punctele echinocțiului sunt desemnate de fostele semne ale fostelor constelații „echinocțiale” - Berbec și Balanță. La fel s-a întâmplat și cu punctele solstițiului: vara în constelația Taur este marcată de semnul Rac, iar iarna în constelația Săgetător este marcată de semnul Capricornului. Și, în sfârșit, ultimul lucru este legat de mișcarea anuală aparentă a Soarelui. Jumătate din ecliptică de la echinocțiul de primăvară până la echinocțiul de toamnă (din 21 martie până pe 23 septembrie) Soarele durează 186 de zile. A doua jumătate, de la echinocțiul de toamnă la echinocțiul de primăvară, durează 179 de zile (180 într-un an bisect). Dar la urma urmei, jumătățile eclipticii sunt egale: fiecare este 180?. Prin urmare, Soarele se mișcă de-a lungul eclipticii în mod neuniform. Această neuniformitate se explică printr-o schimbare a vitezei de mișcare a Pământului pe o orbită eliptică în jurul Soarelui. Mișcarea neuniformă a Soarelui de-a lungul eclipticii duce la diferite lungimi ale anotimpurilor. Pentru locuitorii emisferei nordice, de exemplu, primăvara și vara sunt cu șase zile mai lungi decât toamna și iarna. Pământul în perioada 2-4 iunie este situat față de Soare cu 5 milioane de kilometri mai lung decât în ​​2-3 ianuarie și se mișcă pe orbita sa mai lent în conformitate cu a doua lege a lui Kepler. Vara, Pământul primește mai puțină căldură de la Soare, dar vara în emisfera nordică este mai lungă decât iarna. Prin urmare, emisfera nordică este mai caldă decât emisfera sudică.

Lucrare de verificare nr 2 (autocontrol)

Definiţia geographic latitude

conform observaţiilor astronomice

Opțiunea 1

1. La ce înălțime are loc punctul culminant superior al stelei Altair în Leningrad, a cărui latitudine geografică este de 60 °?

2. Lumina se ridică în punctul de răsărit. Unde va fi peste 12 ore?

Opțiunea 2

1. Care este declinația unei stele dacă culminează la Moscova, a cărei latitudine geografică este de 56 °, la o altitudine de 63 °?

2. Cum sunt traseele zilnice ale stelelor în raport cu ecuatorul ceresc?

Opțiunea 3

1. Care este latitudinea geografică a locului de observare dacă steaua Regulus a fost observată la punctul culminant superior la o altitudine de 57 °?

2. Unde pe Pământ nu sunt vizibile stele în emisfera sudică a cerului?

Opțiunea 4

1. La ce înălțime are loc punctul culminant superior al stelei Spica într-un oraș a cărui latitudine geografică este de 50 °?

2. Cum sunt traseele zilnice ale stelelor în raport cu orizontul pentru un observator situat la polul Pământului?

Opțiunea 5

1. Care este declinația unei stele dacă punctul culminant superior al acesteia în Erevan, a cărui latitudine geografică este de 40°, are loc la o altitudine de 37°?

2. Ce cerc al sferei cerești traversează toate stelele de două ori pe zi, dacă se fac observații la latitudini medii."

Opțiunea b

1. Care este latitudinea geografică a locului de observare dacă steaua Betelgeuse a fost observată la punctul culminant superior la o altitudine de 48 °?

2. Cum este axa lumii în raport cu axa pământului? raportat la orizont?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

1. De câte ori este o stea cu magnitudinea 3,4 mai slabă decât Sirius, care are o magnitudine aparentă de -1,6?

2. Care este magnitudinea absolută a lui Sirius dacă distanța până la acesta este de 2,7 ps?

3. Care este luminozitatea lui Begi? Mărimea stelară absolută a Soarelui este considerată egală cu 4,8.

1. De câte ori este o stea cu magnitudinea aparentă de 3, mai strălucitor decât o stea a doua magnitudine?

2. Calculați magnitudinea absolută a Run dacă distanța până la ea este de 8,1 ps?

3. Care este luminozitatea lui Sirius? Mărimea stelară absolută a Soarelui este considerată egală cu 4,8.

Nota

Clădirea II sistem solar

(mecanica cerească)

Lucrare de verificare nr 3 (autocontrol)

Legile lui Kepler Opțiunea 1

1. Care este semiaxa majoră a orbitei lui Uranus, dacă perioada siderale a revoluției acestei planete în jurul Soarelui este de 84 de ani?

2. Cum se schimbă valoarea vitezei planetei pe măsură ce se deplasează de la afeliu la periheliu?

Opțiunea 2

1. Semi-axa majoră a orbitei lui Saturn este de 9,5 UA. e. Care este perioada siderale a revoluției sale în jurul Soarelui?

2. În ce punct al orbitei eliptice este maximă energia cinetică a unui satelit artificial al Pământului (AES) și în ce punct este minimă?

Opțiunea 3

1. Semi-axa majoră a orbitei lui Jupiter 5 UA. e. Care este perioada siderale a revoluției sale în jurul Soarelui?

2. În ce punct al orbitei eliptice este energia potențială a unui satelit artificial Pământului (AES) minimă și în ce punct este maximă?

Opțiunea 4

1. Perioada stelare a revoluției lui Jupiter în jurul Soarelui este de 12 ani. Care este distanța medie a lui Jupiter de la Soare?

2. În ce punct al orbitei planetei este energia cinetică maximă, în ce punct este minimă?

Opțiunea 5

1. Semiaxa majoră a orbitei lui Marte este de 1,5 UA. e. Ce) este perioada siderale a revoluției sale în jurul Soarelui?

2. Cum se schimbă valoarea vitezei planetei atunci când aceasta trece de la periheliu la afelie?

Opțiunea 6

1. Semi-axa majoră a orbitei lui Venus este de 0,7 UA. e. Ce) este perioada siderale a revoluției sale în jurul Soarelui?

2. Cum se produce mișcarea aparentă a planetelor?

Sarcina creativă:

Stabilește-ți vârsta pe planetă

__________________________________________________________

Lucrare de verificare nr 6 (autocontrol)

„Determinarea distanțelor până la stele”

1. Distanța până la steaua Betelgeuse este de 652 de ani lumină. Care este paralaxa sa?

2. Paralaxa lui Procyon este de 0,28". Cât durează lumina de la această stea pentru a ajunge pe Pământ?

3. Paralaxa unei stele este de 0,5 "Determină de câte ori această stea este mai departe de noi decât Soarele.

4. Paralaxa lui Altair este de 0,20". Distanța până la Vega este de 29 de ani lumină. Care dintre aceste stele este mai departe de noi și de câte ori?

2) Numiți culoarea următoarelor stele după spectrul lor

3) Care stele aparțin următoarelor clase de luminozitate a stelelor

Nota

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Lucrare de verificare nr 4 (autocontrol)

Configurații și condiții de vizibilitate a planetelor

Opțiunea 1

1. După ce perioadă de timp se repetă momentele distanței maxime a lui Venus față de Pământ dacă perioada sa sideală este de 225 de zile?

2. Ce planete pot fi observate în opoziție? Care nu pot?

Opțiunea 2

1. În ce perioadă de timp se repetă opozițiile lui Marte dacă perioada sideală a revoluției sale în jurul Soarelui este de 1,9 ani?

2. Ce planete nu pot fi în conjuncție inferioară?

Opțiunea 3

1. Care este perioada siderale a revoluției lui Venus în jurul Soarelui, dacă conjuncțiile sale superioare cu Soarele se repetă după 1,6 ani?

2. În ce configurație și de ce este cel mai convenabil să observați Marte?

Opțiunea 4

1. Care este perioada siderale a revoluției lui Jupiter dacă perioada sa sinodică este de 400 de zile?

2. Ce planete pot fi în conjuncție superioară?

Opțiunea 5

1. Determinați perioada sinodică a revoluției lui Mercur, știind că perioada sa siderală de revoluție în jurul Soarelui este de 0,24 ani.

2. În care dintre configurații pot exista atât planete interioare, cât și exterioare?

Opțiunea 6

1. Care va fi perioada siderale a revoluției planetei exterioare în jurul Soarelui dacă opozițiile sale se repetă în 1,5 ani?

2. Ce planete pot fi văzute lângă Lună în timpul lunii pline?

Ieșire:
	Nota

©2015-2019 site
Toate drepturile aparțin autorilor lor. Acest site nu pretinde autor, dar oferă o utilizare gratuită.
Data creării paginii: 20-08-2016