Презентация по астрономии на тему " Основы практической астрономии" (11 класс)

Основы практической астрономии Основы практической астрономии

Изменение положения светил в течение суток. На первый взгляд кажется, что звезды – неподвижны. Но если долго наблюдать за ними, то можно заметить, что они медленно движутся – восходят, достигают максимальной высоты и заходят, точно так же, как это делает Солнце. Но если звезда находится высоко, она не заходит за горизонт, а описывает круги на небе вокруг точки, которую северным полюсом принято называть Положение северного полюса мира примерно совпадает с положением Полярной звезды. мира. Если вечером направить фотокамеру на Полярную звезду и оставить ее включенной, то к утру получится примерно вот такая картинка

Весь купол неба вращается вокруг оси, на концах которой находятся полюс мира и наблюдатель. Все знают, что на самом деле вращается не небо, а Земля. Поэтому суточное движение неба – кажущееся. Но люди так долго верили в неподвижность Земли, что у нас до сих пор осталась эта высокомерная привычка – считать, что мы находимся в центре Вселенной. А вместе с ней и те первые математические уравнения, которые применялись для определения законов видимого движения небесных тел. Если продолжить эту ось дальше под горизонт, то она укажет на другую важную астрономическую точку – южный полюс мира – ту точку, вокруг которой вращаются звезды, если смотреть на них из южного полушария.

географической широте места Высота полюса мира над горизонтом (hp) равна Задача определения географической широты. А для более опытного Чем выше полярная звезда, наблюдателя, тем ближе к научившегося не географическому северу отвлекаться на находится наблюдатель, и несущественные наоборот. Это можно подробности и видеть понять, если потратить только главные какое-то время, астрономические круги и разглядывая рисунок  Итак, давайте запомним hp = ϕ направления, полезнее первое астрономическое будет поработать с этим уравнение, связывающее рисунком. географическое положение наблюдателя с видимым расположением звезд: hp = ϕ высота полюса мира над горизонтом равна географической широте места наблюдения. Доказал в 320 г. до Н.Э. Пифей (ϕ) или приближено высоте Полярной звезды Высота полюса мира над горизонтом (hp) равна географической широте места (ϕ)hp = ϕили приближено высоте Полярной звездыДоказал в 320 г. до Н.Э. Пифей hp = ϕ

Главные астрономические круги и направления. Помимо полюса мира есть и другие важные астрономические направления, которые полезно знать и применять. Самые очевидные из них – те, которые подсказывает нам положение нашего тела: Верх Прав о Лево Низ Назад Вперед

Точка неба или, как принято говорить в астрономии, небесной сферы, располагающаяся прямо над головой, в самой высокой части неба, называется зенитом. Обычно ее обозначают латинской буквой Z. Противоположная сферы, располагающаяся под нашими ногами, называется надиром, она обозначается буквой Zʹ. небесной ей точка

Если стать лицом к Полярной звезде, то впереди на горизонте будет точка севера (N), сзади – точка юга (S), справа – точка востока (E), а слева – точка запада (W).

Если провести через эти точки большой круг (большим кругом называют круг, центр которого совпадает с центром небесной сферы), то этот воображаемый круг будет называться математическим горизонтом. Прилагательное «математический» означает, что он, как правило (за исключением редких случаев, когда мы находимся либо в открытом море, либо на плоской равнине), не совпадает с истинным горизонтом, определяемым ландшафтом места Понятно, что наблюдатель наблюдения. всегда стоит в самом центре этого большого и неподвижного круга.

Большой круг небесной сферы, перпендикул ярный оси мира, называется небесным экватором. Q А большой круг, проходящ ий через полюса мира и точки севера и юга – небесным меридиано м. Q’ Линия, соединяющая полюса мира – северный (P) и южный (Pʹ) – Пересечения этих больших кругов обозначаются точками Q и Qʹ, Эти точки и небесный меридиан всегда находятся на своих называется осью мира. которые называются южной и северной точками экватора, местах, они не «вморожены» в небесную сферу, как звезды. Именно вокруг нее вращается вся небесная сфера по соответственно. направлению с востока на запад (и наоборот, когда мы находимся в южном полушарии). Это движение называют суточным движением небесной сферы. Небесная сфера, как бы, «скользит» вдоль них, никак не меняя их положения.

Есть еще один важный круг. На рисунке он помечен оранжевым цветом, и не случайно. Это круг, по которому движется Солнце, совершая полный оборот по нему за один год. Его называют эклиптикой. Она наклонена к математическому горизонту под углом ε, который равен примерно 23,°5. Из географии мы помним, что именно под таким углом земная ось наклонена к нормали плоскости земной орбиты. Именно поэтому почти повсюду на Земле ярко проявляются сезонные климатические изменения. Вдоль эклиптики пролегает пояс зодиакальных созвездий или просто зодиак.

светил. Сезонные изменения положения Мы уже поняли, что смена сезонов как-то связана с тем, в какой точке эклиптики На рисунке изображено находится Солнце. годовое движение Земли Если бы Солнце не вокруг Солнца. светило так ярко, у нас была бы возможность увидеть его на фоне какого-либо из зодиакальных созвездий. Когда происходит полное солнечное затмение, мы действительно можем видеть «Солнце», закрытое Луной, на фоне Из месяца в месяц Солнце звезд. будет переходить из одного зодиакального созвездия в другое пока, по истечении года, не замкнет круг. Таким образом, Солнце действительно движется по большому кругу небесной сферы, который, как мы уже знаем, называется эклиптикой. Это движение направлено в сторону, противоположную суточному движению небесной сферы.

Когда Солнце находится на самом угловом большом небесного экватора с расстоянии от северной стороны небесной сферы, оно восходит глубоко на северо-востоке и заходит глубоко на северо-западе, описывая над горизонтом. в течение дня большую дугу Этот день будет самым длинным в году, а ночь – самой короткой. И называется он 21 или 22 июня. Летнее солнцестояние 20 или 21 марта. Весеннее равноденствие 22 или 23 октября. Осеннее равноденствие 21/22 декабря Зимнее солнцестояние день летнего солнцестоянияНаступает он 21 либо 22 июня (это зависит от того – високосный год, или нет).

заходов точка Солнце направлении от но опять восхода Затем Затем Солнце опять начнет Затем Солнце опять двинется начнет приближаться к небесному небесного отдаляться в небесного экватору. Сначала медленно, а экватора, экватора, а точки его восходов в уже потом все быстрее и быстрее. противоположную – южную – и начнут А сторону, и, соответственно, смещаться к северу. В день начнет эклиптики, Точка смещаться к югу, сокращая место его восхода и захода весеннего равноденствия оно соответствующая дню дугу также начнет смещаться день взойдет точно на востоке, а движения дневного солнцестояния, летнего соответственно, Солнца и, ото дня все глубже на юг. зайдет западе. знаком обозначается продолжительность дня. 22 После достижения крайнего Соответствующая точка Рака ♋. созвездия И, либо 23 сентября Солнце южного положения Солнце эклиптики обозначается взглянув на рисунок, вы взойдет точно на востоке и опишет над горизонтом очень знаком созвездия Овна♈. А легко поймете, почему. зайдет точно на западе. Это короткую когда Солнце опять достигнет будет будет означать, что наступил оставаться под горизонтом точки летнего солнцестояния, день осеннего равноденствия. описанный часть большую весь суток. процесс обозначается повторится заново. Он Указанная точка эклиптики знаком созвездия Весы♎ . обозначается знаком созвездия Козерог ♑, а само событие называется зимним солнцестоянием, и наступает оно 21 либо 22 декабря точно на дугу и Точка эклиптики, соответствующая дню летнего солнцестояния, обозначается знаком созвездия Рака ♋. И, взглянув на рисунок, вы легко поймете, почему. Затем Солнце начнет приближаться к небесному экватору. Сначала медленно, а потом все быстрее и быстрее. А точка восхода начнет смещаться к югу, сокращая дугу дневного движения Солнца и, соответственно, продолжительность дня. 22 либо 23 сентября Солнце взойдет точно на востоке и зайдет точно на западе. Это будет означать, что наступил день осеннего равноденствия. Он обозначается знаком созвездия Весы♎ .Затем Солнце опять начнет отдаляться от небесного экватора, но уже в противоположную – южную – сторону, и, соответственно, место его восхода и захода также начнет смещаться день ото дня все глубже на юг. После достижения крайнего южного положения Солнце опишет над горизонтом очень короткую дугу и будет оставаться под горизонтом большую часть суток. Указанная точка эклиптики обозначается знаком созвездия Козерог ♑, а само событие называется зимним солнцестоянием, и наступает оно 21 либо 22 декабряЗатем Солнце опять двинется в направлении небесного экватора, а точки его восходов и заходов опять начнут смещаться к северу. В день весеннего равноденствия оно взойдет точно на востоке, а зайдет точно на западе. Соответствующая точка эклиптики обозначается знаком созвездия Овна♈. А когда Солнце опять достигнет точки летнего солнцестояния, весь описанный процесс повторится заново.

Это движение будет влиять, в том числе, и на вид звездного неба. Продвигаясь вдоль эклиптики с запада на восток примерно . на один градус в сутки (два своих диаметра), Солнце будет постепенно «освобождать место» на небе новым созвездиям и затмевать прежние. уступят место осенним – Пегасу, Персею, Андромеде, Овну; те, в Летние созвездия, такие как Лира, Лебедь, Орел, Геркулес, свою очередь, дадут дорогу зимним созвездиям – Близнецам, Возничему, Тельцу, великолепному Ориону в сопровождении самой яркой звезды земного неба Сириуса; А весной на ночном небе будут править Лев, Дева и Волопас. Это движение будет влиять, в том числе, и на вид звездного неба. Продвигаясь вдоль эклиптики с запада на восток примерно на один градус в сутки (два своих диаметра), Солнце будет постепенно «освобождать место» на небе новым созвездиям и затмевать прежние. Летние созвездия, такие как Лира, Лебедь, Орел, Геркулес, уступят место осенним – Пегасу, Персею, Андромеде, Овну; те, в свою очередь, дадут дорогу зимним созвездиям – Близнецам, Возничему, Тельцу, великолепному Ориону в сопровождении самой яркой звезды земного неба Сириуса; А весной на ночном небе будут править Лев, Дева и Волопас.

Небесные координаты. Но для того, чтобы точно предсказывать, в каком месте окажется то или иное светило в тот или иной момент времени (то есть рассчитывать уже упоминавшиеся выше эфемериды), необходимо не только примерно представлять себе, как меняется небо в течение суток и от сезона к сезону, но и знать их точное положение или координаты. Существует несколько систем небесных Мы рассмотрим только самые главные из координат. них системы небесных координат горизонтальную экваториальную Существует несколько систем небесных координат. Мы рассмотрим только самые главные из них горизонтальную экваториальную

горизонтальной небесных положение определяется В системе координат светила относительно математического горизонта и небесного меридиана с помощью координат, которые называются азимут и высота Для того, чтобы было удобнее работать с этой системой, введем еще астрономическое понятие – круг высоты. одно Кругом высоты называют большой полукруг сферы, проходящий через зенит, светило и надир. небесной высота азимутКругом высоты называют большой полукруг небесной сферы, проходящий через зенит, светило и надир.

Высота светила, которую обозначают обычно h, латинской буквой измеряется в градусах и отсчитывается от математического горизонта до светила по кругу высоты в сторону зенита в том случае, если светило находится выше горизонта, и в сторону надира, оно находится под горизонтом если 900 Все, что выше горизонта, записывается со знаком «плюс», а все, что ниже, – со знаком «минус». Например, зенит обладает максимальной высотой h = +90°, а надир – минимальной высотой h = –90°. Соответственно, высота любой точки горизонта равна нулю. Или, как принято говорить, область определения в горизонтальной системе координат: от –90° до +90° или: - 900 ≤ h ≤ + высоты

Азимут светила, обозначается большой латинской буквой A, измеряется также в градусах и отсчитывается от точки юга S до пересечения круга высоты с горизонтом в сторону, совпадающую с направлением суточного вращения неба, то есть в сторону точки запада W и далее. Область определения азимута: от 0° до 360° 00 ≤ A ≤ 3600 или: система Эта хороша, если нам нужно заранее определить положение светила относительно наблюдателя, земного но она неудобна для определения взаимных расстояний между светилами, самими потому что с ходом суточного движения и высота, азимут непрерывно меняются, причем почти всегда с неодинаковой и Эта система хороша, если нам нужно заранее определить положение светила относительно земного наблюдателя, но она неудобна для определения взаимных расстояний между самими светилами, потому что с ходом суточного движения и высота, и азимут непрерывно меняются, причем почти всегда с неодинаковой скоростью.

Экваториальная система небесных координат Прочно связана с небесной и сферой вращается Координаты в вместе с ней. системе этой никак не зависят ни от суточного, ни от сезонного движения неба определяются только собственными движениями светил. Как мы уже убедились, оно весьма заметно для Солнца (примерно один градус в сутки) и едва различимо (но различимо!) для звезд. Экваториальная система небесных координатПрочно связана с небесной сферой и вращается вместе с ней. Координаты в этой системе никак не зависят ни от суточного, ни от сезонного движения неба определяются только собственными движениями светил. Как мы уже убедились, оно весьма заметно для Солнца (примерно один градус в сутки) и едва различимо (но различимо!) для звезд.

В этой системе положение светила задается координатами, которые носят названия склонение и прямое восхождение. Как и для горизонтальной системы, введем вспомогательное астрономическое понятие круг склонения. Кругом склонения называют большой полукруг небесной сферы, проходящий через полюсы мира (P и Pʹ) и светило. греческой буквой δ, Склонение обозначается измеряется в градусах и отсчитывается по кругу склонения от небесного экватора в сторону северного полюса мира P, если светило находится в северной полусфере, и в сторону южного полюса мира Pʹ, если светило находится в южной полусфере. В этой системе положение светила задается координатами, которые носят названия склонение и прямое восхождение. Как и для горизонтальной системы, введем вспомогательное астрономическое понятие круг склонения. Кругом склонения называют большой полукруг небесной сферы, проходящий через полюсы мира (P и Pʹ) и светило. Склонение обозначается греческой буквой δ, измеряется в градусах и отсчитывается по кругу склонения от небесного экватора в сторону северного полюса мира P, если светило находится в северной полусфере, и в сторону южного полюса мира Pʹ, если светило находится в южной полусфере.

нулю. Соответственно, -900 ≤ δ ≤ +900 Как и с высотой, в первом случае оно отсчитывается со знаком «плюс», а во втором – со знаком «минус». Самое большое склонение будет у северного полюса мира (+90°), а самое маленькое – у южного (–90°). Склонение всех точек небесного область экватора Прямое восхождение определения склонения: обозначается греческой буквой α, измеряется в часах дуги и отсчитывается от точки весны в сторону, противоположную суточному движению небесной сферы, до пересечения круга склонения с небесным экватором. Соответственно, область определения прямого восхождения: будет равно 0h ≤ α ≤ 24h