Навігація
Зараз на сайті
Гостей: 1

Користувачів: 0

Всього користувачів: 30
Новий користувач: sanchopex
Останні статті
Высадка рассады томатов в открытый грунт
Оцінювання тісноти кореляційної залежності між ...
Процедура обчислень при перевірці статестичних ...
Вредители и болезни кукурузы.
Вредители и болезни ячменя и других колосовых з...
Останні завантаження
Приклад розрахунку т...
Куртенер Д. А. Усков...
Підказки на деякі за...
Презентация на тему ...
Підручник "Мікроклім...
Останнi огляди:
Очистка зерна
Высококачественная г...
Уголок от "Металлург...
Компания TPG - отдых...
Как выбрать одежду д...
Выращивание арбузов ...
Ленточная пила по де...
Наш сад
Структура статей
Усі статті » 8) Конспект лекцій з астрономії. » Основні елементи небесної сфери
Основні елементи небесної сфери

Для визначення положення світил (зокрема Сонця) на небесній сфері необхідно встановити їхні координати.
Небесні координати – це числа, які визначають положення різних об’єктів на небесній сфері по відношенню до деяких площин, ліній, точок. Положення точки на земній кулі визначається двома географічними координатами: широтою та довготою (рис. 3.1). Географічна широта φ – це кут АОВ між площиною земного екватора та прямовисною лінією, яка проходить через точку спостереження, тобто вона визначає положення будь–якої точки на Земній кулі по відношенню до земного екватора. Вона
відлічується від 0° до ±90° на північ і на південь. Широта точки на екваторі 32 дорівнює 0°, широта північного полюса – + 90°, а південного полюса – –90°. Лінії рівних широт називають паралелями.

Рисунок 3.1 – До поняття географічна широта та географічна довгота

Рисунок 3.1 – До поняття географічна широта та географічна довгота.

Географічна довгота λ відраховується від початкового меридіана, положення якого з плином часу змінювали. Тривалий час у географії за початковий приймали меридіан, який проходить через острів Ферро в групі Канарських островів. З часом англійці „перенесли його” на меридіан Гринвіцької обсерваторії біля Лондону. Французи тривалий час вели розрахунки довготи від Паризького меридіана. Як відмічає один з авторів книги „Астрономия для любознательных”, ніхто не заважає росіянам всі місцевості земної кулі віднести до меридіана, який проходить через Пулківську обсерваторію. Можна тільки уявити, до якої плутанини в довготах це призвело б.

У теперішній час за домовленістю між країнами світу за початок відліку довготи прийнято Гринвіцький меридіан, який має назву „нульовий”. Довготи відлічують в межах від 0º до ±180º відповідно на схід
та захід.
А як бути з небесною сферою? Що вибрати для неї за основну площину? Які на ній вибрати лінії та точки, від котрих необхідно вести відлік?

Для відповіді на усі ці запитання в астрономії користуються простим поняттям – лінія виска або прямовисна лінія.
Лінією виска називається пряма, яка проходить через точку спостереження, тобто центр небесної сфери, за напрямком дії сили тяжіння.

Для визначення напрямку дії сили тяжіння використовується висок. При розв’язанні астрономічних задач у багатьох випадках складна фігура Землі – геоід, замінюється не сфероїдом (як це робиться в
географічних дослідженнях), а вважається кулею з рівномірно розподіленою в ній густиною. Тоді прямовисна лінія в різних точках земної поверхні спрямована до центра земної кулі, збігаючись з напрямком земного радіуса, і має вертикальний напрямок.
Лінія виска в перетині з небесною сферою утворює на ній дві точки: над головою спостерігача (верхня точка) має назву зеніт Z точки спостереження або даного місця, друга – протилежна їй (нижня точка) називається надир Z' (рис. 3.2).
Розглянемо наступні додаткові точки та лінії на небесній сфері. Якщо вийти на відкриту місцевість, то можна побачити, що небесна сфера торкається земної поверхні. Ця лінія перетину небесної сфери з земною поверхнею називається видимим горизонтом. В астрономії розглядається дещо інше поняття, а саме істинний або математичний горизонт. Що це таке?

Площина, яка проходить через точку спостереження перпендикулярно до лінії виска, називається площиною математичного або істинного горизонту. В перетині з небесною сферою вона утворює
велике коло небесної сфери, яке називається істинним або математичним горизонтом. Поняття видимий і істинний горизонт не можна ототожнювати, бо видимий горизонт завжди знаходиться на земній поверхні, а істинний – на небесній сфері. Вони ніколи не збігаються і математичний горизонт вище видимого (за винятком місцевостей, які розташовані нижче рівня моря).

Спостереження зоряного неба показують, що небесна сфера обертається в напрямку зі сходу на захід. Виявляється, що це – результат реального обертання земної кулі навколо своєї осі з заходу на схід.
Уявне обертання небесної сфери – приклад того, як в астрономії постійно приходиться відрізняти видиме від істинного і як по видимих явищах, використовуючи той чи інший доказ, знаходити їх істинну причину. Хоча в дійсності обертається Земля, проте в астрономії збережена термінологія для видимих явищ: схід і захід небесних тіл, добовий рух Сонця та Місяця, обертання зоряного неба тощо.

Рисунок 3.2 – Основні елементи небесної сфери

Рисунок 3.2 – Основні елементи небесної сфери.

Видиме обертання небесної сфери протягом доби називається добовим обертанням і проходить воно навколо осі світу РР'.

Віссю світу називається пряма, проведена через точку спостереження, тобто центр сфери, паралельно осі обертання Землі. Це не що інше, як діаметр небесної сфери, навколо якого вона обертається. Вісь світу перетинає небесну сферу в двох точках, які називаються полюсами світу: Р та Р'. Для спостерігача в північній півкулі над горизонтом – північний полюс Р, в південній півкулі – південний полюс Р'. Слід запам’ятати, що кут нахилу осі світу РР' до площини істинного горизонту визначається географічною широтою φ місця спостереження, тобто кут РОN завжди дорівнює широті φ: ∠ PON =ϕ .

Через лінію виска та вісь світу, що перетинаються, проходить площина, яка називається площиною небесного меридіана. При перетині нею небесної сфери утворюється велике коло сфери PZP'Z', яке
називається небесним меридіаном.
Площина небесного меридіана поділяє небесну сферу на східну та західну півсфери.

Небесний меридіан пов’язаний з місцем спостереження, для якого він незмінний. Кожний спостерігач може провести свій єдиний небесний меридіан або меридіан точки спостереження. Небесний меридіан перетинається з істинним горизонтом по лінії NS, яка називається полуденною лінією , а точки N і S називаються точками півночі та півдня відповідно. Точка півночі N ближча до північного полюса світу, а точка півдня S ближча до південного полюса світу.

Дуга PZSP' – називається південною половиною небесного меридіана, а дуга PNZ'P' – північною половиною небесного меридіана. Площина, що проходить через центр небесної сфери перпендикулярно до вісі світу, називається площиною небесного екватору. Вона нахилена до горизонту під кутом (900 − ϕ ) і поділяє небесну сферу на дві небесні півкулі – північну з вершиною на північному полюсі світу Р та південну, вершиною якої є південний полюс світу P'. Ця площина в перетині з небесною сферою утворює велике коло, яке називають небесним екватором і позначають QQ′ . Точки Q та Q′ , які мають назву південна (верхня) та північна (нижня) точки небесного екватора, утворені перетином кола небесного екватора та кола небесного меридіана. В перетині ж з істинним горизонтом коло небесного екватора утворюють дві діаметрально протилежні точки, що називаються точками сходу Е та заходу W.

Всі розглянуті точки (N, S, W, E) знаходяться на істинному горизонті і віддаленні одна від одної на 90°.
Навколо осі світу відбувається добове обертання небесної сфери. Отже здається, що всі зірки, Сонце, Місяць описують кола, в центрі яких розташовані полюси світу. Поблизу північного полюса світу знаходиться досить яскрава зірка (зірка другої зоряної величини) Полярна Зірка, α сузір’я Малої Ведмедиці. Південний полюс світу, розташований над горизонтом місцевості південної півкулі Землі, знаходиться в сузір’ї Октанта і поблизу нього немає яскравих зірок. Як же спостерігач може визначити у місці спостереження напрямок на точку S , полуденну лінію та площину свого меридіана? Для цього використовується прилад, який має вигляд вертикального стержня – гномон (рис. 3.3).

Відомо, що в істинний полудень Сонце сягає найбільшої висоти над горизонтом і його проекція на горизонт припадає точно на точку півдня S. У цей момент всі тіні вертикальних предметів стають найкоротшими та спрямовані точно на північ. І досить прослідити за тінню, що відкидає гномон (його тінь лягає уздовж лінії «північ–південь»), щоб визначити положення полуденної лінії.

Рисунок 3.3– До поняття гномона

Рисунок 3.3– До поняття гномона.

Таким чином, спостерігаючи за тінню гномона, можна знайти положення полуденної лінії (рис. 3.4). А якщо визначено положення точок півночі та півдня, легко визначити положення точок сходу та заходу.

Рисунок 3.4– Визначення напрямку на точку півдня

Рисунок 3.4– Визначення напрямку на точку півдня.

Ще раз зазначимо, що світила рухаються протягом доби по малих колах небесної сфери, площини яких паралельні площині небесного екватора. Ці малі кола називаються небесними або добовими паралелями. Кожне світило має свою добову паралель, тобто свою траєкторію добового руху.

Подібно до того, як для визначення положення точки на поверхні земної кулі, радіус якої відомий, достатньо знати дві кутові координати – широту та довготу, на поверхні небесної сфери довільного радіуса положення будь–якої точки можна визначити також двома кутовими сферичними координатами, що відраховуються певним способом від основних точок і кіл сфери.

Для визначення положення світил на небесній сфері використовуються ще деякі кола, а саме: коло висоти світила (вертикал світила) і коло схилення світила. Колом висоти світила називають велике
коло небесної сфери, яке проходить через точки зеніт Z і надир Z' і світило М. Коло схилення світила – це велике коло, яке проходить через полюси світу Р і Р' і світило.
В залежності від того, що прийнято за основні площини та точки відліку в астрономії розроблено декілька систем астрономічних (або небесних ) координат.

Запитання для самоперевірки до 3-го розділу

1. Як називається площина, яка проходить через центр небесної сфери
перпендикулярно до лінії виска?

2. Як називається площина, яка проходить через центр небесної сфери
перпендикулярно до осі світу?

3. Перетин яких кіл небесної сфери утворюють на істинному горизонті
точку півночі N і точку півдня S?

4. Як називається лінія, яка з’єднує точку півночі N і точку півдня S?

5. Перетин яких кіл небесної сфери утворюють на істинному горизонті
точку сходу Е і точку заходу W?

6. Які кола небесної сфери в перетині утворюють точки Q i Q'?

7. Через які точки небесної сфери проходить вертикал світила?

8. Через які точки небесної сфери проходить коло схилення світила?



Опубліковано: Admin January 06 2014 · Категорія: 8) Конспект лекцій з астрономії. · 0 коментарів · 4328 переглядів · Друк
Коментарі
Коментарі відсутні
Додати коментар
Щоб отримати можливість додавання коментарів, будь ласка, спочатку авторизуйтесь на сайті через власний обліковий запис.
Перекладач
Ми в соціальних мережах:
Лічильники:
Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru