Практические основы астрономии Видимое движение звёзд на различных географических широтах
Сегодня на уроке 1 Узнаем, какова высота полюса мира над горизонтом 2 Выясним, что такое кульминация светила. 3 Узнаем, что называется точками восхода и захода светил. 4 Научимся определять географическую широту местности по астрономическим наблюдениям.
Небесные координаты Звёздные карты представляют собой проекции небесной сферы на плоскость с нанесёнными на неё объектами в определённой системе координат.
Небесные координаты Экваториальная система координат — это система небесных координат, основной плоскостью в которой является плоскость небесного экватора. Q’ Q P N P S O М М δ α
Видимое вращение звёздного неба Полярная звезда ( α Малой Медведицы)
Видимое вращение звёздного неба Полярная звезда ( α Малой Медведицы)
Видимое вращение звёздного неба Полярная звезда ( α Малой Медведицы)
Видимое вращение звёздного неба Полярная звезда ( α Малой Медведицы)
Небесные координаты Значит, должна существовать зависимость между высотой полюса мира и географической широтой места наблюдения.
O Видимое движение звёзд Z P Q Наблюдатель из точки О видит полюс мира на высоте O’ S N Географический экватор Ось вращения Земли Горизонт h P Ось мира Небесный экватор . Угол при центре Земли: Q 1 . Так как , а , Q 2 то . Следовательно,
O Видимое движение звёзд Z P Q У гловая высота полюса мира над горизонтом равна географической широте места наблюдения: O’ S N Географический экватор Ось вращения Земли Горизонт δ Z Ось мира Небесный экватор Q 1 Q 2
Суточные пути светил на небесной сфере — окружности, плоскости которых параллельны небесному экватору. Видимое движение звёзд
Полюс — это такое место на земном шаре, где ось мира совпадает с отвесной линией, а небесный экватор — с горизонтом. Видимое движение звёзд P N P S Z Z’
На Северном полюсе над горизонтом будут видны все звёзды, склонение которых положительно, а их высота в течение суток не будет изменяться. P N P S Горизонт Небесный экватор Видимое движение звёзд Z Z’
На средних широтах наблюдатель сможет наблюдать восходящие и заходящие звёзды. Z Z’ P S Видимое движение звёзд P N
P S P N Под восходом понимается явление пересечения светилом восточной части истинного горизонта, а под заходом — западной части этого горизонта. Видимое движение звёзд Z Z’ Незаходящие звёзды Невосходящие звёзды
Находясь на экваторе, наблюдатель сможет увидеть все звёзды, которые в течение суток восходят и заходят. Z Z’ P S Видимое движение звёзд P N
P S P N Условия видимости звёзд: Видимое движение звёзд Z Z’ Невосходящие звёзды Если, то звезда является восходящей и заходящей. Незаходящие звёзды Если, то звезда в Северном полушарии является незаходящей. Если, то звезда в Северном полушарии является невосходящей.
Задача 1. Определите, какой является звезда δ Стрельца, для наблюдателя, находящего на широте 55 о 15 ʹ. РЕШЕНИЕ Склонение δ Стрельца: Тогда . . Следовательно, ОТВЕТ: на данной широте звезда и восходит, и заходит.
Явление прохождения светилом небесного меридиана называется кульминацией. Z Z’ P S Видимое движение звёзд P N
P S P N Видимое движение звёзд Z Z’ В верхней кульминации светило при суточном движении находится в наивысшей точке над горизонтом, ближайшей к зениту. Нижняя кульминация происходит через половину суток после верхней кульминации.
P S P N Кульминация светил Z Z’ N S Q Q’ М 1 O Высота полюса мира над горизонтом: . — высота светила над горизонтом. . . Угол наклона небесного экватора к плоскости горизонта: Склонение звезды: . Тогда .
P S P N Кульминация светил Z Z’ N S Q Q’ М 1 O Высота звезды в верхней кульминации слева от зенита: Высота звезды в верхней кульминации справа от зенита: М 3 М 2
P S P N Кульминация светил Z Z’ N S Q Q’ М 1 O Высота звезды в верхней кульминации: М 3 М 2 «+» — светило кульминирует к югу от зенита (. «−» — светило кульминирует к северу от зенита (.
P S P N Кульминация светил Z Z’ N S Q Q’ М 1 O Высота звезды в нижней кульминации: М 2
P S P N Кульминация светил Z Z’ N S Q Q’ М 1 O Высота звезды в верхней кульминации: М 3 М 2 Высота звезды в нижней кульминации:
Видимое движение звёзд Измерив склонение светила и его высоту в моменты кульминации, легко определить географическую широту, на которой находится наблюдатель: P S P N Z Z’ N S Q Q’ М 1 O М 2
Задача 2. Известно, что 22 июня склонение Солнца составляет + 23° 26 '. Определите моменты верхней и нижней кульминаций Солнца в Санкт-Петербурге, если его широта равна 57 ° 57 '. РЕШЕНИЕ ДАНО Положение Солнца относительно зенита в верхней кульминации: так как то Солнце кульминирует к югу от зенита. Высота Солнца в момент верхней кульминации: Высота Солнца в момент верхней кульминации: ОТВЕТ:
Белые ночи в Санкт-Петербурге
Выводы
