Una dintre cele mai importante sarcini astronomice, fără de care este imposibil să se rezolve toate celelalte probleme ale astronomiei, este determinarea poziției corpului ceresc pe sfera cerească.
Sfera celestiala este o sferă imaginară de rază arbitrară, descrisă din ochiul observatorului, ca din centru. Pe această sferă proiectăm poziția tuturor corpurilor cerești. Distanțele pe sfera cerească pot fi măsurate doar în unități unghiulare, în grade, minute, secunde sau radiani. De exemplu, diametrele unghiulare ale Lunii și Soarelui sunt de aproximativ 0. o 5.
Una dintre direcțiile principale în raport cu care este determinată poziția corpului ceresc observat este plumb. Un plumb oriunde pe glob este îndreptat către centrul de greutate al Pământului. Unghiul dintre plumbul și planul ecuatorului Pământului se numește latitudine astronomică.
Se numește planul perpendicular pe plumb plan orizontal.
În fiecare punct al Pământului, observatorul vede jumătate din sferă, rotindu-se lin de la est la vest, împreună cu stele care par a fi atașate de ea. Această rotație aparentă a sferei cerești se explică prin rotația uniformă a Pământului în jurul axei sale de la vest la est.
Un plumb intersectează sfera cerească într-un punct zenit, Z iar la punct nadir, Z".
 |
| Orez. 2. Sferă cerească |
Cercul cel mare al sferei cerești, de-a lungul căruia planul orizontal care trece prin ochiul observatorului (punctul C din fig. 2), se intersectează cu sfera cerească, se numește orizont adevărat. Amintiți-vă că marele cerc al sferei cerești este un cerc care trece prin centrul sferei cerești. Cercurile formate prin intersecția sferei cerești cu planuri care nu trec prin centrul acesteia se numesc cercuri mici.
O linie paralelă cu axa pământului și care trece prin centrul sferei cerești se numește axa lumii. Ea traversează sfera cerească în polul nord al lumii, P și în polul sudic al lumii P".
Din fig. 1 arată că axa lumii este înclinată într-un unghi față de planul orizontului adevărat. Rotația aparentă a sferei cerești are loc în jurul axei lumii de la est la vest, într-o direcție opusă rotației adevărate a Pământului, care se rotește de la vest la est.
Cercul cel mare al sferei cerești, al cărui plan este perpendicular pe axa lumii, se numește ecuatorul ceresc. Ecuatorul ceresc împarte sfera cerească în două părți: nordică și sudică. Ecuatorul ceresc este paralel cu ecuatorul Pământului.
Planul care trece prin plumb și axa lumii intersectează sfera cerească de-a lungul liniei meridianul ceresc. Meridianul ceresc intersectează orizontul adevărat la punctele nord, N și sud, S. Și planurile acestor cercuri se intersectează de-a lungul linia de amiază. Meridianul ceresc este o proiecție pe sfera cerească a meridianului terestru pe care se află observatorul. Prin urmare, pe sfera cerească există un singur meridian, deoarece observatorul nu poate fi pe două meridiane în același timp!
Ecuatorul ceresc intersectează orizontul adevărat la punctele spre est, E și vest, V. Linia EW este perpendiculară pe amiază. Q este partea de sus a ecuatorului și Q" este partea de jos a ecuatorului.
Se numesc cercuri mari ale căror planuri trec printr-un plumb verticale. Verticala care trece prin punctele W și E se numește prima verticală.
Se numesc cercuri mari ale căror planuri trec prin axa lumii cercuri de declinare sau cercuri orare.
Cercurile mici ale sferei cerești, ale căror planuri sunt paralele cu ecuatorul ceresc, se numesc paralele cereşti sau diurne. Ele se numesc diurne deoarece de-a lungul lor are loc mișcarea zilnică a corpurilor cerești. Ecuatorul este, de asemenea, o paralelă diurnă.
Un mic cerc al sferei cerești, al cărui plan este paralel cu planul orizontului, se numește almucantarat.
Întrebări
1 . Există un loc pe Pământ în care rotația sferei cerești are loc în jurul unui plumb?
Sarcini
1. Înfățișați sfera cerească în desen în proiecție pe planul orizontului.
Soluţie: După cum știți, proiecția oricărui punct A pe orice plan este punctul de intersecție al planului și perpendiculara coborâtă de la punctul A la plan. Proiecția unui segment perpendicular pe plan este un punct. Proiecția unui cerc paralel cu planul este același cerc pe plan, proiecția unui cerc perpendicular pe plan este un segment, iar proiecția unui cerc înclinat față de plan este o elipsă, cu cât este mai oblat, cu atât mai aproape. unghiul de înclinare la 90 o. Astfel, pentru a desena o proiecție a sferei cerești pe orice plan, este necesară coborârea perpendicularelor din toate punctele sferei cerești pe acest plan. Secvența acțiunilor este următoarea. În primul rând, este necesar să desenați un cerc situat în planul de proiecție, în acest caz va fi orizontul. Apoi trageți toate punctele și liniile care se află în planul orizontului. În acest caz, acesta va fi centrul sferei cerești C și punctele de sud S, nord N, est E și vest V, precum și linia de amiază NS. În continuare, coborâm perpendicularele pe planul orizontului din punctele rămase ale sferei cerești și obținem că proiecția zenitului Z, a nadirului Z" și a liniei plumb ZZ" pe planul orizontului este un punct care coincide cu centrul sfera cerească C (vezi fig. 3). Proiecția primei verticale este segmentul EW, proiecția meridianului ceresc coincide cu linia de amiază NS. Punctele situate pe meridianul ceresc: polii P și P ", precum și punctele superioare și inferioare ale ecuatorului Q și Q" sunt proiectate și pe linia amiezului. Ecuatorul este un cerc mare al sferei cerești, înclinat față de planul orizontului, deci proiecția sa este o elipsă care trece prin punctele din estul E, vestul V și proiecțiile punctelor Q și Q.
2. Desenați în desen sfera cerească în proiecție pe planul meridianului ceresc.
Soluţie: Prezentat în Fig.4
3. Desenați în desen sfera cerească în proiecție pe planul ecuatorului ceresc.
4. Desenați în desen sfera cerească în proiecție pe planul primei verticale.
Puncte și linii ale sferei cerești - cum să găsiți almucantaratul pe unde trece ecuatorul ceresc, care este meridianul ceresc.
Ce este sfera cerească
Sfera celestiala- un concept abstract, o sferă imaginară de rază infinit de mare, al cărei centru este observatorul. În același timp, centrul sferei cerești se află, parcă, la nivelul ochilor observatorului (cu alte cuvinte, tot ceea ce vezi deasupra capului tău de la orizont la orizont este chiar această sferă). Cu toate acestea, pentru ușurința percepției, putem lua în considerare centrul sferei cerești și centrul Pământului, nu există nicio greșeală în acest sens. Pozițiile stelelor, planetelor, Soarelui și Lunii sunt aplicate sferei în poziția în care sunt vizibile pe cer la un anumit moment în timp dintr-un punct dat al locației observatorului.
Cu alte cuvinte, deși observând poziția luminarilor în sfera cerească, noi, fiind în locuri diferite de pe planetă, vom vedea în mod constant o imagine puțin diferită, cunoscând principiile „lucrării” sferei cerești, privind cer de noapte, ne putem orienta cu ușurință pe sol folosind o tehnică simplă. Cunoscând vederea deasupra capului în punctul A, o vom compara cu vederea cerului în punctul B, iar prin abaterile reperelor familiare, putem înțelege exact unde ne aflăm acum.
Oamenii au venit de mult timp cu o serie de instrumente pentru a ne facilita sarcina. Dacă navigați de-a lungul globului „pământesc” pur și simplu cu ajutorul latitudinii și longitudinii, atunci sunt furnizate și un număr de elemente similare - puncte și linii pentru globul „ceresc” - sfera cerească.
Sfera cerească și poziția observatorului. Dacă observatorul se mișcă, atunci întreaga sferă vizibilă pentru el se va mișca.
Elemente ale sferei cerești
Sfera cerească are un număr de puncte caracteristice, linii și cercuri, să luăm în considerare principalele elemente ale sferei cerești.
Observator vertical
Observator vertical- o linie dreaptă care trece prin centrul sferei cerești și coincide cu direcția plumbului în punctul observatorului. Zenit- punctul de intersecție a verticalei observatorului cu sfera cerească, situat deasupra capului observatorului. Nadir- punctul de intersecție a verticalei observatorului cu sfera cerească, opus zenitului.
Orizont adevărat- un cerc mare pe sfera cerească, al cărui plan este perpendicular pe verticala observatorului. Orizontul adevărat împarte sfera cerească în două părți: emisfera supraorizontală unde se află zenitul și emisfera suborizontală, în care se află nadirul.
Axa lumii (axa Pământului)- o linie dreaptă în jurul căreia are loc rotația zilnică vizibilă a sferei cerești. Axa lumii este paralelă cu axa de rotație a Pământului, iar pentru un observator situat la unul dintre polii Pământului, coincide cu axa de rotație a Pământului. Rotația zilnică aparentă a sferei cerești este o reflectare a rotației zilnice reale a Pământului în jurul axei sale. Polii lumii sunt punctele de intersecție ale axei lumii cu sfera cerească. Polul lumii, situat în constelația Ursa Mică, se numește polul Nord lume, iar polul opus se numește polul Sud.
Un cerc mare pe sfera cerească, al cărui plan este perpendicular pe axa lumii. Planul ecuatorului ceresc împarte sfera cerească în emisfera nordică, în care se află Polul Nord al Lumii și emisfera sudica unde se află Polul Sud al Lumii.
Sau meridianul observatorului - un cerc mare pe sfera cerească, care trece prin polii lumii, zenit și nadir. El coincide cu planul meridianului pământesc al observatorului și împarte sfera cerească în esticași emisfera vestica.
Puncte nord și sud- punctele de intersecție ale meridianului ceresc cu orizontul adevărat. Punctul cel mai apropiat de Polul Nord al lumii se numește punctul de nord al orizontului adevărat C, iar punctul cel mai apropiat de Polul Sud al lumii se numește punctul de sud Yu. Punctele de est și vest sunt punctele de intersecție. a ecuatorului ceresc cu orizontul adevărat.
linia de amiază- o linie dreaptă în planul orizontului adevărat, care leagă punctele de nord și de sud. Această linie se numește amiază deoarece la amiază, ora solară reală locală, umbra de la polul vertical coincide cu această linie, adică cu adevăratul meridian al acestui punct.
Punctele de intersecție ale meridianului ceresc cu ecuatorul ceresc. Se numește punctul cel mai apropiat de punctul sudic al orizontului punct la sud de ecuatorul ceresc, iar punctul cel mai apropiat de punctul nordic al orizontului este punct la nord de ecuatorul ceresc.
Lumini verticale
Lumini verticale, sau cerc de înălțime, - un cerc mare pe sfera cerească, care trece prin zenit, nadir și luminare. Prima verticală este verticala care trece prin punctele de est și vest.
Cercul de declinare, sau , - un cerc mare pe sfera cerească, care trece prin polii lumii și ai luminii.
Un cerc mic pe sfera cerească, trasat prin luminare paralel cu planul ecuatorului ceresc. Mișcarea zilnică vizibilă a luminilor are loc de-a lungul paralelelor zilnice.
Luminari Almukantarat
Luminari Almukantarat- un mic cerc pe sfera cerească, trasat prin luminare paralel cu planul orizontului adevărat.
Toate elementele sferei cerești menționate mai sus sunt utilizate în mod activ pentru a rezolva probleme practice de orientare în spațiu și de determinare a poziției stelelor. În funcție de scopurile și condițiile de măsurare, se folosesc două sisteme diferite. coordonate sferice cerești.
Într-un sistem, luminarul este orientat în raport cu orizontul adevărat și se numește acest sistem, iar în celălalt, în raport cu ecuatorul ceresc și se numește.
În fiecare dintre aceste sisteme, poziția luminii pe sfera cerească este determinată de două valori unghiulare, la fel cum poziția punctelor de pe suprafața Pământului este determinată folosind latitudinea și longitudinea.
Instituție de învățământ profesional
„Colegiul de Drept și Economie”
ESEU
sferă cerească, mișcări vizibile ale stelelor
astronomie
40.02.03 Strdrept și administrație judiciară
Realizat de un student 102 _____________ Makarova Kristina Antonovna
05.03.2018
Evaluare pentru performanță și apărare _____________
Verificat de _____________ Efremova Elena Vladimirovna
02.03.2018
Chelyabinsk 2018
Conţinut:
1.Elemente ale sferei cerești
2. Coordonate pe sfera cerească
3. Rotații ale sferei cerești
4. Mișcări vizibile ale corpurilor de iluminat
5. Mișcarea anuală aparentă a Soarelui
6. Mișcarea aparentă și fazele lunii
7. Mișcarea aparentă a planetelor
sfera celestialaSe numește o sferă imaginară de rază arbitrară centrată într-un punct arbitrar, pe suprafața căreia sunt trasate pozițiile luminilor așa cum sunt vizibile pe cer la un moment dat în timp dintr-un punct dat.
Într-o noapte întunecată fără lună se pare că se află în centrul unui cerc plat uriaș, acoperit cu o emisferă, pe care se află puncte luminoase - stele. Continuând observațiile, se poate observa că emisfera se rotește și totul este nou apar în est în timp ce altele dispar în vest.
Imaginea unei sfere apare deoarece o persoană nu este capabilă să estimeze distanța până la un obiect care depășește 4-5 km. Toate obiectele situate mai departe ni se par a fi îndepărtate la această distanță. Sfera pe care, după cum ni se pare, sunt situate stelele, se numește sfera cerească.
La prima vedere, numărul de stele pare infinit de mare. În realitate, cu ochiul liber, puteți vedea aproximativ 6.000 de stele pe întreg cerul și, în același timp, nu mai mult de 2.000, deoarece jumătate din sfera cerească este acoperită de Pământ și există întotdeauna o ceață în apropierea orizontului care ascunde numeroase stele slabe.
Raza sferei cerești este arbitrară și poate fi luată atât de mare încât nu contează unde se află centrul ei: în ochiul observatorului, în centrul Pământului, în centru sau undeva pe una dintre planetele noastre . Acest lucru este posibil, deoarece majoritatea luminilor sunt atât de departe încât, dacă vă uitați la sistemul solar din ele, practic nu va diferi de la un punct. Mai exact, două fascicule îndreptate de la Soare și de la Pământ, sau cu atât mai mult din puncte diferite de pe Pământ, chiar și spre cea mai apropiată stea, sunt practic paralele. Dacă vorbesc despre sistemul solar sau despre , atunci diferența de direcții va trebui să fie luată în considerare, dar acest lucru se va complica doar puțin , care sunt rezolvate pur și simplu folosind sfera cerească.
Elemente ale sferei cerești.
Evident, în centrul sferei cerești (Fig. 12) se află o altă sferă, și anume Pământul, pe suprafața căreia se află la un moment dat un observator. Pământul se rotește, ceea ce face posibilă evidențierea unei anumite linii drepte - axa de rotație a Pământului (de obicei, axa lumii este construităPP' și ecuator). În consecință, pe sfera cerească este construităaxa lumii(PP' - o linie paralelă cu axa de rotație a Pământului și care trece prin centrul sferei cerești) și celestecuator(cuvântul „ceresc” este de obicei omis). Intersecția axei lumii și a sferei cerești determinăstâlpi- de NordP și sudicP' .
Se numește un cerc mare al cărui plan este perpendicular pe axa lumiiecuatorul ceresc . Se intersectează cu orizontul în puncte de est și vest.
verticalplumb ( oz ) este o prelungire a razei Pământului, intersectează sfera cerească în două puncte. Cel de deasupra capului se numește "zenit", opusul ei -"nadir". Planul perpendicular pe acesta este planul orizontului, care, atunci când se intersectează cu sfera cerească, formează o formă matematică.orizont(cuvântul „matematic” poate fi omis).
Când înfățișați sfera cerească, se obișnuiește să o orientăm astfel încât linia verticală să fie în centru, iar axa lumii să fie înclinată spre ea.
Două linii drepte (axa mondială și linia verticală) definescplanul meridianului ceresc, iar intersecția sa cu sfera cerească este un cerc mare -meridianul ceresc. Meridianul intersectează orizontul în două puncte -punctul nordicN șipunctul de sudS . Meridianul ceresc este o proiecție a meridianului pământului pe sfera cerească.
cerc mare- un cerc obtinut prin intersectia unei sfere cu un plan care trece prin centrul ei. Dacă planul nu trece prin centru, atunci se numește cerculmic. Distanța, măsurată pe suprafața sferei, între două puncte ale cercului mare este minimă. Aceasta sugerează o analogie directă între liniile drepte din plan și cercurile mari de pe sferă.
Toate aceste elemente ale sferei cerești sunt legate de observator. Axa lumii și ecuatorul sunt comune tuturor observatorilor de pe Pământ; Linia verticală, zenitul, nadirul, meridianul și planurile orizontului sunt diferite pentru fiecare observator. Poziția lor față de alte elemente ale sferei cerești este determinată de poziția observatorului pe suprafața Pământului.
Rotația sferei cerești.
Observațiile cerului înstelat arată că sfera cerească se rotește încet în direcția de la est la vest. Zorii constelațiilor se ridică deasupra orizontului în partea de est a cerului și se ascund în spatele orizontului în vest. Pentru un observator care se află în emisfera nordică a Pământului și este orientată spre sud, aceasta este rotația sferei cerești care se desfășoară în sensul acelor de ceasornic, de la stânga la dreapta Pentru un observator care se află în emisfera sudică (de exemplu, în Australia), opusul este adevărat. Soarele răsare în dreapta și mișcându-se în sens invers acelor de ceasornic, apune în stânga, noaptea se schimbă și zorii pe cer.
După cum știm, această mișcare de rotație aparentă a sferei cerești este iluzorie. Pentru că, în realitate, Pământul este cel care se rotește pe axa sa și există o mulțime de dovezi în acest sens. De exemplu, un avion Pendulul lui Foucault, încercând să-și mențină poziția față de vederea la distanță, față de reperele pământului revine în jurul verticalei.O altă dovadă, care va fi discutată în continuare, este Pământul aplatizat lângă poli: raza ecuatorială a Pământului este mai mare decât cea polară.
Rotaţia aparentă a sferei cereşti şi Se obișnuiește să se numească rotația zilnică, deoarece a n-a perioadă este egală cu o zi (conceptul de zi este specificat mai jos). După cum mi-am amintit, această rotație se realizează în jurul axei lumii. În realitate, mișcarea de rotație are loc în jurul axei de rotație a Pământului. Cu toate acestea, raza Pământului este foarte mică în comparație cu distanțele d de vedere, iar această diferență este imperceptibilă pentru un observator care se află la suprafață, și nu în centrul Pământului.
Rotația sferei cerești, datorită mișcării zilnice a zorilor pe cer, ele descriu cercuri de diferite dimensiuni - cu cât zorii sunt mai mici, cu atât mai aproape de polul lumii. Partea de nord a lumii este situată în apropierea zorilor polari în constelația Ursa Mică: în 1966 - la o distanță unghiulară de 54" de ea, în 1986 această distanță era deja de 49". Motivul scăderii acesteia (din cauza procesiunii) va fi dat mai jos.
Datorită rotației zilnice a sferei cerești, fiecare luminar traversează (trece) de două ori meridianul ceresc, mai jos trece prin partea de meridian în care se află nadirul.
Mișcarea vizibilă a corpurilor de iluminat.
Pentru a înțelege mișcarea aparentă a Soarelui și a altor lumini pe , luați în considerare adevărata mișcare a Pământului. Pământul este una dintre planetele sistemului solar. Se rotește continuu în jurul axei sale. Perioada sa de rotație este de o zi. Prin urmare, unui observator de pe Pământ, se pare că toate corpurile cerești se învârt în jurul Pământului de la est la vest cu aceeași perioadă.Dar Pământul nu se rotește doar pe axa sa. De asemenea, se învârte în jurul Soarelui pe o orbită eliptică. Finalizează o revoluție în jurul Soarelui într-un an. Axa de rotație a Pământului este înclinată față de planul orbitei la un unghi de 66°33". Pământul trece printr-o schimbare de anotimpuri.
Dacă observați cu atenție cerul, puteți vedea că stelele își păstrează invariabil poziția relativă timp de mulți ani. Datorită îndepărtării lor extreme și a mișcărilor adecvate foarte mici unul față de celălalt, ele sunt la fel de vizibile din orice punct al orbitei pământului. Corpurile sistemului solar - Soarele, Luna și planetele, care sunt relativ aproape de Pământ, își schimbă poziția între stele. Astfel, Soarele, împreună cu toți luminile, participă la mișcarea zilnică și, în același timp, are propria sa mișcare aparentă (se numește mișcare anuală), datorită mișcării Pământului în jurul Soarelui.
Să luăm în considerare separat aceste două mișcări principale vizibile ale Soarelui și să vedem ce modificări fac ele în poziția Soarelui pe sfera cerească.
Mișcarea anuală aparentă a Soarelui.
Cea mai simplă mișcare anuală a Soarelui poate fi explicată prin Fig. 1.11, care arată , orbita Soarelui și Pământului. Din această figură se poate observa că, în funcție de poziția Pământului pe orbită, un observator de pe Pământ va vedea Soarele pe fundalul diferitelor constelații. I se va părea că se mișcă constant în jurul sferei cerești. Această mișcare este o reflectare a revoluției Pământului în jurul Soarelui. Într-un an, Soarele va face o revoluție completă.
Cercul cel mare de pe sfera cerească, de-a lungul căruia are loc mișcarea anuală aparentă a Soarelui, se numește ecliptică. Ecliptică este un cuvânt grecesc și înseamnă eclipsă. Acest cerc a fost numit astfel deoarece eclipsele de Soare și Lună apar numai atunci când ambele lumini se află pe acest cerc.
Trebuie remarcat faptul că planul eclipticii coincide cu planul orbitei Pământului. Mișcarea anuală aparentă a Soarelui de-a lungul eclipticii are loc în aceeași direcție în care Pământul se mișcă pe orbită în jurul Soarelui, adică se deplasează spre est.Pe parcursul anului, Soarele trece succesiv prin cele 12 constelații ecliptice, care formează centura Zodiacului și se numesc zodiac. Zodiacul este un cuvânt grecesc care înseamnă cercul animalelor (majoritatea constelațiilor acestui cerc au nume de animale).
Centura zodiacală este formată din următoarele constelații: Pești, Berbec, Taur, Gemeni, Rac, Leu, Fecioară, Balanță, Scorpion, Săgetător, Capricorn și Vărsător. În fiecare dintre ele Soarele este de aproximativ o lună. Ecliptica este prezentată pe o hartă specială a stelelor atașată la Anuarul Astronomic al Aviației (Anexa 3). Datorită faptului că planul ecuatorului Pământului este înclinat față de planul orbitei pământului cu, planul ecuatorului ceresc este de asemenea înclinat față de planul eclipticii la un unghi. Înclinarea eclipticii față de ecuator nu este constantă. În 1896, când au fost aprobate constantele astronomice, s-a decis să se considere înclinația eclipticii față de ecuator egală cu.
Datorită influenței forțelor de atracție ale Soarelui și Lunii asupra Pământului, se schimbă treptat de lainainte de. În acest moment, unghiulegalăși scade continuu cu 0,47" pe an.
Ecliptica se intersectează cu ecuatorul ceresc în două puncte, care sunt numite punctele echinocțiului de primăvară și toamnă.Soarele în aceste puncte, respectiv, este pe 21 martie, respectiv 23 septembrie. În aceste zile pe Pământ, ziua este egală cu noaptea, Soarele răsare exact în punctul de est și apune în punctul de vest.
Punctele de pe ecliptică care se află la 90° față de echinocțiu se numesc solstiții. Punctul E de pe ecliptică, în care Soarele se află în poziția sa cea mai înaltă față de ecuatorul ceresc, se numește punctul solstițiului de vară, iar punctul E, în care ocupă poziția cea mai de jos, se numește punctul solstițiului de iarnă.În punctul solstițiului de vară, Soarele apare pe 22 iunie, iar în punctul solstițiului de iarnă - pe 22 decembrie. Timp de câteva zile apropiate de datele solstițiilor, înălțimea de la amiază a Soarelui rămâne aproape neschimbată, în legătură cu care aceste puncte și-au primit numele. Când Soarele este la solstițiul de vară, ziua în emisfera nordică este cea mai lungă și noaptea este cea mai scurtă, iar când este la solstițiul de iarnă, este adevărat opusul.
În ziua solstițiului de vară, punctele răsăritului și apusului sunt cât mai departe la nord de punctele de est și vest de la orizont, iar în ziua solstițiului de iarnă se află la cea mai mare distanță spre sud.
Mișcarea Soarelui de-a lungul eclipticii duce la o schimbare continuă a coordonatelor sale ecuatoriale, la o schimbare zilnică a înălțimii la amiază și la o mișcare a punctelor de răsărit și apus de-a lungul orizontului.
Se știe că declinarea Soarelui se măsoară din planul ecuatorului ceresc, iar ascensiunea dreaptă - din punctul echinocțiului de primăvară. Prin urmare, atunci când Soarele se află la echinocțiul de primăvară, declinația și ascensiunea dreaptă sunt zero. Pe parcursul anului, declinarea Soarelui în perioada actuală variază de lainainte detrecerea de două ori pe an prin zero și ascensiunea dreaptă de la 0 la 360 °.
Coordonatele ecuatoriale ale Soarelui în timpul anului se modifică neuniform. Acest lucru se întâmplă din cauza mișcării inegale a Soarelui de-a lungul eclipticii și a înclinării eclipticii către ecuator. Soarele acoperă jumătate din traiectoria sa anuală aparentă în 186 de zile de la 21 martie până la 23 septembrie, iar cealaltă jumătate în 179 de zile de la 23 septembrie până la 21 martie. Mișcarea neuniformă a Soarelui de-a lungul eclipticii se datorează faptului că Pământul pe toată perioada de revoluție în jurul Soarelui nu se mișcă pe orbită cu aceeași viteză. Din a doua lege a lui Kepler, se știe că linia care leagă Soarele și planeta acoperă zone egale în perioade egale de timp. Conform acestei legi, Pământul, fiind cel mai aproape de Soare, adică la periheliu, se mișcă mai repede, iar fiind cel mai îndepărtat de Soare, adică la afelie, se mișcă mai lent. Pământul este mai aproape de Soare iarna și mai departe vara. Prin urmare, în zilele de iarnă, se mișcă pe orbită mai repede decât în zilele de vară. Ca urmare, schimbarea zilnică a ascensiunii drepte a Soarelui în ziua solstițiului de iarnă esteîn timp ce la solstițiul de vară este numai.
Diferența în vitezele mișcării Pământului în fiecare punct al orbitei provoacă o schimbare neuniformă nu numai în ascensiunea dreaptă, ci și în declinarea Soarelui. Cu toate acestea, din cauza înclinării eclipticii către ecuator, schimbarea acesteia are un caracter diferit. Declinarea Soarelui se schimbă cel mai rapid în apropierea echinocțiilor, iar la solstiții aproape că nu se schimbă.
Cunoașterea naturii modificării coordonatelor ecuatoriale ale Soarelui ne permite să facem un calcul aproximativ al ascensiunii drepte și declinării Soarelui. Pentru a efectua un astfel de calcul, luați cea mai apropiată dată cu coordonatele ecuatoriale cunoscute ale Soarelui. Apoi se ia în considerare faptul că ascensiunea dreaptă a Soarelui pe zi se modifică în medie cu 1 °, iar declinarea Soarelui în timpul lunii dinaintea și după trecerea echinocțiului se modifică cu 0,4 ° pe zi; în timpul lunii înainte și după solstiții - cu 0,1 ° pe zi, iar în lunile intermediare dintre cele indicate - cu 0,3 °.
Mișcarea aparentă și fazele lunii.
Luna este un satelit natural al Pământului și cel mai apropiat corp ceresc de acesta. Se învârte în jurul Pământului pe o orbită eliptică în aceeași direcție cu Pământul în jurul Soarelui. Distanța medie a Lunii de Pământ este de 384.400 km. Planul orbitei Lunii este înclinat față de planul eclipticii de .
Punctele de intersecție ale orbitei lunii cu ecliptica se numesc nodurile orbitei lunare. Mișcarea Lunii în jurul Pământului pentru observator este reprezentată ca mișcarea sa aparentă de-a lungul . Calea aparentă a lunii prin sfera cerească se numește orbita aparentă a lunii. În timpul zilei, Luna se mișcă de-a lungul orbitei vizibile față de stele cu aproximativ 13,2 ° și față de Soare cu 12,2 °, deoarece Soarele se mișcă și de-a lungul eclipticii cu o medie de 1 ° în acest timp. Perioada de timp în care Luna face o revoluție completă pe orbita sa în raport cu stele se numește lună stelară sau siderală. Durata sa este de 27,32 zile solare medii.
Perioada de timp în care Luna face o revoluție completă pe orbita sa în raport cu Soarele se numește lună inodică. Este egal cu 29,53 zile solare medii. Lunile siderale și sinodice diferă cu aproximativ două zile din cauza mișcării Pământului pe orbita sa în jurul Soarelui. Pe fig. 1.15 arată că atunci când Pământul este pe orbită în punctul 1, Luna și Soarele sunt observate pe în același loc, de exemplu, pe fundalul unei stele. După 27,32 de zile, adică atunci când Luna face o revoluție completă în jurul Pământului, va fi observată din nou pe fundalul aceleiași stele. Dar, deoarece Pământul împreună cu Luna în acest timp se vor mișca pe orbita sa în raport cu Soarele cu aproximativ 27 ° și se vor afla în punctul 2, Luna încă trebuie să meargă 27 ° pentru a-și lua poziția anterioară față de Pământ și Soare, care va dura aproximativ 2 zile. Astfel, luna sinodică este mai lungă decât luna siderale cu durata de timp necesară pentru ca luna să se miște cu 27°.
Perioada de rotație a Lunii în jurul axei sale este egală cu perioada revoluției sale în jurul Pământului. Prin urmare, Luna se confruntă întotdeauna cu Pământul cu aceeași parte. Datorită faptului că Luna se deplasează într-o zi peste sfera cerească de la vest la est, adică în direcția opusă mișcării zilnice , la 13,2°, ridicarea și așezarea acestuia sunt întârziate zilnic cu aproximativ 50 de minute. Această întârziere zilnică duce la faptul că Luna își schimbă continuu poziția față de Soare, dar după o perioadă de timp strict definită, revine din nou la poziția inițială. Ca urmare a mișcării Lunii pe orbita sa aparentă, are loc o schimbare continuă și rapidă în ecuația sa.
coordonate. În medie, pe zi, ascensiunea dreaptă a Lunii se modifică cu 13,2 °, iar declinația - cu 4 °. Modificarea coordonatelor ecuatoriale ale Lunii se produce nu numai datorită mișcării rapide a acesteia pe orbită în jurul Pământului, ci și datorită complexității extraordinare a acestei mișcări. Există multe forțe care acționează asupra Lunii, având magnitudini și perioade diferite, sub influența cărora toate elementele orbitei lunare se schimbă constant.
Înclinarea orbitei lunii spre ecliptică variază de lapână la 5 ° 19 "pentru un timp puțin mai mic de jumătate de an. Formele și dimensiunile orbitei se schimbă. Poziția orbitei în spațiu se modifică continuu cu o perioadă de 18,6 ani, în urma căreia nodurile orbita lunii se deplasează spre mișcarea Lunii, ceea ce duce la o schimbare constantă a unghiului de înclinare a orbitei aparente a lunii către ecuatorul ceresc de lainainte de. Prin urmare, limitele schimbării în declinarea lunii nu rămân constante. În unele perioade, variază în interioriar în altele - ± 18 ° 17".
Declinarea lunii și unghiul orar GMT sunt date în tabelele zilnice AAE pentru fiecare oră GMT.
Mișcarea lunii însoţită de o schimbare continuă a aspectului său. Există o așa-numită schimbare a fazelor lunare. Faza lunii este partea vizibilă a suprafeței lunare iluminată de razele soarelui.
Să luăm în considerare, în urma căruia are loc schimbarea fazelor lunare. Se știe că Luna strălucește prin lumina soarelui reflectată - Jumătate din suprafața sa este întotdeauna iluminată de Soare. Dar datorită diferitelor poziții reciproce ale Soarelui, Lunii și Pământului, suprafața iluminată apare observatorului pământului în diferite
tipuri. Se obișnuiește să se facă distincția între patru faze ale lunii: lună nouă, primul sfert, lună plină și ultimul sfert.
În timpul lunii noi, luna trece între soare și pământ. În această fază, Luna se află în fața Pământului cu partea sa neluminată și, prin urmare, nu este vizibilă pentru observatorul pământesc. În faza primului trimestru, Luna se află într-o astfel de poziție încât observatorul o vede ca pe jumătate din discul iluminat. În timpul lunii pline, luna se află în direcția opusă soarelui. Prin urmare, întreaga latură iluminată a Lunii este orientată spre Pământ și este vizibilă ca un disc plin. După luna plină, partea luminată a lunii vizibilă de pe Pământ scade treptat. Când Luna atinge ultimul sfert de fază, este din nou vizibilă ca un disc pe jumătate iluminat. În emisfera nordică, jumătatea dreaptă a discului Lunii este iluminată în primul sfert, iar jumătatea stângă este iluminată în ultimul sfert.
În intervalul dintre luna nouă și primul sfert și în intervalul dintre ultimul sfert și luna nouă, o mică parte a Lunii iluminate, care se observă sub formă de semilună, este orientată spre Pământ. În intervalele dintre primul sfert și luna plină, luna plină și ultimul sfert, Luna este vizibilă ca un disc deteriorat. Un ciclu complet de schimbare a fazelor lunare are loc într-o perioadă de timp strict definită. Se numește perioada de fază. Este egală cu luna sinodică, adică 29,53 zile.
Intervalul de timp dintre principalele faze ale lunii este de aproximativ 7 zile. Numărul de zile care au trecut de la luna nouă se numește vârsta lunii. Pe măsură ce vârsta se schimbă, la fel se schimbă și răsăritul și apusul lunii. Datele și momentele apariției principalelor faze ale lunii conform GMT sunt date în AAE.
Mișcarea Lunii în jurul Pământului este cauza eclipselor de Lună și Soare. Eclipsele apar numai atunci când Soarele și Luna sunt situate simultan în apropierea nodurilor orbitei lunare. O eclipsă de Soare are loc atunci când Luna se află între Soare și Pământ, adică în perioada lunii noi, iar o eclipsă de Lună are loc atunci când Pământul se află între Soare și Lună, adică în perioada lunii pline. .
Mișcarea aparentă a planetelor.
Sistemul solar este format din nouă planete. Cinci dintre ele pot fi văzute pe cer cu ochiul liber. Acestea sunt planetele Mercur, Venus, Marte, Jupiter și Saturn. Dintre stele, planetele se remarcă prin strălucirea lor. Dar poziția lor aparentă față de stele nu este constantă. Ei se mișcă în mod constant pe cer, ca și cum ar fi rătăcit printre stele. Vizibil apare în apropierea eclipticii, adică în zona constelațiilor zodiacale. Spre deosebire de mișcarea aparentă a Soarelui și a Lunii, are un caracter complex, deoarece este o reflectare a mișcărilor reale ale Pământului și ale planetelor pe orbitele lor în jurul Soarelui.
În funcție de poziția orbitelor lor față de orbita Pământului, planetele sunt împărțite în interne și externe. Planetele interioare se rotesc în jurul Soarelui în interiorul orbitei Pământului, în timp ce planetele exterioare se învârt în afara acestuia. Planetele interioare sunt Mercur și Venus, în timp ce planetele exterioare sunt Marte, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun și Pluto. Când planeta trece între Pământ și Soare și se află în punctul 1, ea nu este vizibilă pentru observatorul pământului, deoarece în acest moment partea neluminată a planetei este îndreptată spre Pământ. La ceva timp după ce trece de punctul 1, planeta devine vizibilă și observatorului i se va părea că se abate spre dreapta față de Soare.
Când planeta ajunge la punctul 2, observatorul o va vedea în punctul A. Apoi, în mișcarea sa aparentă, planeta face o buclă printre stele și începe să se miște în direcția opusă. Îndepărtarea lui de la Soare scade, se ascunde treptat în razele sale și apune simultan cu el. În acest moment, planeta trece în spatele Soarelui. După ceva timp, planeta devine din nou vizibilă, dar acum la stânga Soarelui. După ce a atins abaterea maximă de la Soare la stânga, planeta din punctul B face din nou o buclă, își schimbă direcția mișcării și apoi începe să se apropie de Soare. Astfel, mișcarea aparentă a planetei interioare este reprezentată ca și cum ar oscila în jurul Soarelui.
Când poziția planetei la dreapta Soarelui, se observă pe ca o stea de dimineață, iar când este poziționat la stânga, ca o stea de seară.
Condițiile cele mai favorabile pentru observarea planetelor interioare sunt condițiile în care acestea sunt situate în apropierea punctelor de cea mai mare abatere unghiulară de la Soare. La Mercur, deviația unghiulară maximă ajunge la 28 °, iar la Venus - 48 °. Deoarece Mercur este aproape de Soare, este dificil să-l observi. Chiar și la deviația unghiulară maximă de la Soare, poate fi observată doar la amurg, la scurt timp după apus sau chiar înainte de răsărit. Venus, cu cea mai mare abatere unghiulară, se ridică cu aproximativ 3-4 ore înainte de răsărit, iar în vizibilitatea de seară apune după apus în aceeași perioadă de timp.
Este important ca echipajul aeronavei să știe când, dimineața sau seara, planeta Venus va fi vizibilă la o anumită dată de zbor. Acest lucru poate fi determinat cel mai ușor de AAE. Pentru a face acest lucru, trebuie să comparați unghiurile orare ale Soarelui și Venus, luate din AAE pentru o dată dată pentru orice oră întreagă. Dacă unghiul orar al lui Venus este mai mare decât unghiul orar al Soarelui, Venus va fi vizibilă dimineața în est, iar dacă este mai mică - seara în vest.
Planetele exterioare se învârt în jurul Soarelui la o distanță mai mare decât Pământul. Prin urmare, natura mișcării lor aparente este oarecum diferită de cea a planetelor interioare. Printre stele, ele se mișcă mai încet decât mișcarea anuală aparentă a Soarelui. Dintre planetele exterioare, Marte, care este situat cel mai aproape de Pământ, are cea mai rapidă mișcare aparentă. Opoziția este poziția planetei pe față de pământ într-o direcție opusă soarelui. La opoziție, planeta este observată în faza zero (discul este complet iluminat). Prin urmare, această poziție a planetei este cea mai convenabilă pentru observarea ei. În perioada de opoziție, planeta se află în constelația opusă celei în care se află Soarele în acel moment. Prin urmare, în această poziție, planeta poate fi vizibilă pe cer toată noaptea. Pentru a găsi planete în sfera cerească, se folosesc scheme speciale, care sunt date în anexa la AAE. Aceste diagrame arată traseul anual aparent între stelele planetelor utilizate în astronomia aviației (vezi Anexa 4). Vizibil conduce la o schimbare continuă a coordonatele lor ecuatoriale, ale căror valori sunt date în AAE pentru fiecare oră de GMT.
Surse.
http://stu.sernam.ru/book_aa.php?id=7
Conținutul articolului
SFERA CELESTIALA. Când observăm cerul, toate obiectele astronomice par a fi situate pe o suprafață în formă de cupolă, în centrul căreia se află observatorul. Această cupolă imaginară formează jumătatea superioară a unei sfere imaginare, care este numită „sfera cerească”. Joacă un rol fundamental în indicarea poziției obiectelor astronomice.
Axa de rotație a Pământului este înclinată cu aproximativ 23,5 ° față de perpendiculara trasată pe planul orbitei pământului (față de planul eclipticii). Intersecția acestui plan cu sfera cerească dă un cerc - ecliptica, calea aparentă a Soarelui într-un an. Orientarea axei pământului în spațiu aproape că nu se schimbă. Așadar, în fiecare an, în iunie, când capătul nordic al axei este înclinat spre Soare, se ridică sus pe cer în emisfera nordică, unde zilele devin lungi și nopțile scurte. După ce s-a mutat pe partea opusă a orbitei în decembrie, Pământul se întoarce spre Soare cu emisfera sudică, iar în nordul nostru zilele devin scurte și nopțile lungi. Cm. de asemenea Anotimpuri .
Cu toate acestea, sub influența atracției solare și lunare, orientarea axei pământului se schimbă încă treptat. Mișcarea principală a axei, cauzată de influența Soarelui și a Lunii asupra umflăturii ecuatoriale a Pământului, se numește precesiune. Ca urmare a precesiei, axa pământului se rotește încet în jurul perpendicularei pe planul orbital, descriind un con cu o rază de 23,5° în 26 de mii de ani. Din acest motiv, în câteva secole polul nu va mai fi lângă Steaua Polară. În plus, axa Pământului face mici fluctuații, numite nutație și asociate cu elipticitatea orbitelor Pământului și Lunii, precum și cu faptul că planul orbitei lunare este ușor înclinat față de planul orbitei Pământului.
După cum știm deja, aspectul sferei cerești în timpul nopții se modifică din cauza rotației Pământului în jurul axei sale. Dar chiar dacă observați cerul în același timp pe parcursul anului, aspectul lui se va schimba din cauza rotației Pământului în jurul Soarelui. Este nevoie de aprox. 365 1/4 zile - aproximativ un grad pe zi. Apropo, o zi, sau mai degrabă o zi solară, este timpul în care Pământul se rotește o dată în jurul axei sale în raport cu Soarele. Constă în timpul necesar pentru ca Pământul să se rotească în jurul stelelor („zi siderale”), plus o perioadă mică de timp - aproximativ patru minute - pentru a compensa mișcarea orbitală a Pământului cu un grad pe zi. Astfel, într-un an cca. 365 1/4 zile solare si aprox. 366 1/4 stea.
Când sunt privite dintr-un anumit punct de pe Pământ, stelele situate în apropierea polilor fie sunt întotdeauna deasupra orizontului, fie nu se ridică niciodată deasupra acestuia. Toate celelalte stele răsare și apune, iar în fiecare zi răsărirea și apusul fiecărei stele au loc cu 4 minute mai devreme decât în ziua precedentă. Unele stele și constelații se ridică pe cer noaptea în timpul iernii – le numim „iarna” iar altele – „vara”.
Astfel, vederea sferei cerești este determinată de trei ori: ora din zi asociată cu rotația Pământului; perioada anului asociată cu circulația în jurul soarelui; o epocă asociată cu precesiunea (deși ultimul efect este greu de observat „cu ochii” chiar și în 100 de ani).
Sisteme de coordonate.
Există diferite moduri de a indica poziția obiectelor pe sfera cerească. Fiecare dintre ele este potrivit pentru sarcini de un anumit tip.
Sistem alt-azimutal.
Pentru a indica poziția unui obiect pe cer în raport cu obiectele pământești din jurul observatorului, se folosește un sistem de coordonate „alt-azimut” sau „orizontal”. Indică distanța unghiulară a obiectului deasupra orizontului, numită „altitudine”, precum și „azimutul” acestuia - distanța unghiulară de-a lungul orizontului de la un punct condiționat până la un punct direct sub obiect. În astronomie, azimutul se măsoară dintr-un punct de la sud la vest, iar în geodezie și navigație, dintr-un punct de la nord la est. Prin urmare, înainte de a utiliza azimutul, trebuie să aflați în ce sistem este indicat. Punctul din cer direct deasupra capului are o înălțime de 90 ° și se numește „zenit”, iar punctul diametral opus acestuia (sub picioare) se numește „nadir”. Pentru multe sarcini, un cerc mare al sferei cerești, numit „meridianul ceresc” este important; trece prin zenit, nadir și polii cerești și traversează orizontul în puncte de nord și de sud.
sistem ecuatorial.
Datorită rotației Pământului, stelele se mișcă constant în raport cu orizont și puncte cardinale, iar coordonatele lor în sistemul orizontal se schimbă. Dar pentru unele sarcini ale astronomiei, sistemul de coordonate trebuie să fie independent de poziția observatorului și de ora din zi. Un astfel de sistem se numește „ecuatorial”; coordonatele sale seamănă cu latitudini și longitudini geografice. În el, planul ecuatorului Pământului, extins până la intersecția cu sfera cerească, stabilește cercul principal - „ecuatorul ceresc”. „Declinația” unei stele seamănă cu latitudinea și este măsurată prin distanța sa unghiulară la nord sau la sud de ecuatorul ceresc. Dacă steaua este vizibilă exact la zenit, atunci latitudinea locului de observație este egală cu declinația stelei. Longitudinea geografică corespunde „ascensiunii drepte” a stelei. Se măsoară la est de punctul de intersecție al eclipticii cu ecuatorul ceresc, pe care Soarele îl trece în martie, în ziua începutului primăverii în emisfera nordică și toamna în sud. Acest punct, important pentru astronomie, este numit „primul punct al Berbecului”, sau „punctul echinocțiului de primăvară”, și este notat prin semn. Valorile ascensiunii drepte sunt de obicei date în ore și minute, considerând 24 de ore ca 360°.
Sistemul ecuatorial este folosit la observarea cu telescoape. Telescopul este instalat astfel încât să se poată roti de la est la vest în jurul axei îndreptate către polul ceresc, compensând astfel rotația Pământului.
alte sisteme.
În unele scopuri, sunt folosite și alte sisteme de coordonate pe sfera cerească. De exemplu, atunci când studiază mișcarea corpurilor în sistemul solar, ei folosesc un sistem de coordonate al cărui plan principal este planul orbitei pământului. Structura Galaxiei este studiată într-un sistem de coordonate, al cărui plan principal este planul ecuatorial al Galaxiei, reprezentat pe cer printr-un cerc care trece de-a lungul Căii Lactee.
Compararea sistemelor de coordonate.
Cele mai importante detalii ale sistemelor orizontale și ecuatoriale sunt prezentate în figuri. În tabel, aceste sisteme sunt comparate cu sistemul de coordonate geografice.
| COMPARAREA SISTEMELOR DE COORDONATE | |||
| Caracteristică | Sistem alt-azimutal | sistem ecuatorial | Sistemul geografic |
| Cercul de bază | Orizont | Ecuatorul ceresc | Ecuator |
| Polonii | Zenit și nadir | Polii nord și sud ai lumii | Polii nord și sud |
| Distanța unghiulară de la cercul principal | Înălţime | declinaţie | Latitudine |
| Distanța unghiulară de-a lungul cercului de bază | Azimut | ascensiunea dreaptă | Longitudine |
| Punct de ancorare pe cercul principal | Îndreptați spre sud la orizont (în geodezie - punctul de nord) |
punctul echinocțiului de primăvară | Intersecția cu Meridianul Greenwich |
Trecerea de la un sistem la altul.
Adesea este nevoie să se calculeze coordonatele ecuatoriale din coordonatele alt-azimutale ale unei stele și invers. Pentru a face acest lucru, este necesar să cunoaștem momentul observației și poziția observatorului pe Pământ. Matematic, problema se rezolvă folosind un triunghi sferic cu vârfuri la zenit, polul nord ceresc și steaua X; se numește „triunghi astronomic”.
Unghiul cu un vârf la polul nord al lumii între meridianul observatorului și direcția către orice punct al sferei cerești se numește „unghiul orar” al acestui punct; se măsoară la vest de meridian. Unghiul orar al echinocțiului de primăvară, exprimat în ore, minute și secunde, se numește „timp sideral” (Si. T. – timp sideral) în punctul de observație. Și întrucât ascensiunea dreaptă a unei stele este, de asemenea, unghiul polar dintre direcția către ea și față de echinocțiul vernal, atunci timpul sideral este egal cu ascensiunea dreaptă a tuturor punctelor situate pe meridianul observatorului.
Astfel, unghiul orar al oricărui punct de pe sfera cerească este egal cu diferența dintre timpul sideral și ascensiunea sa dreaptă:
Fie latitudinea observatorului j. Având în vedere coordonatele ecuatoriale ale unei stele Ași d, apoi coordonatele sale orizontale Ași poate fi calculat folosind următoarele formule:
Puteți rezolva și problema inversă: în funcție de valorile măsurate Ași h, cunoscând ora, calculează Ași d. declinaţie d se calculează direct din ultima formulă, apoi din penultima se calculează H, iar din prima, dacă se cunoaște timpul sideral, atunci A.
Reprezentarea sferei cerești.
Timp de secole, oamenii de știință au căutat cel mai bun mod de a reprezenta sfera cerească pentru studiu sau demonstrație. Au fost propuse două tipuri de modele: bidimensionale și tridimensionale.
Sfera cerească poate fi înfățișată pe un plan în același mod în care este reprezentat Pământul sferic pe hărți. În ambele cazuri, trebuie selectat un sistem de proiecție geometrică. Prima încercare de a reprezenta secțiuni ale sferei cerești pe un plan au fost sculpturile în stâncă cu configurații stelare în peșterile oamenilor antici. În zilele noastre, există diverse hărți stelare publicate sub formă de atlase de stele desenate manual sau fotografice care acoperă întreg cerul.
Vechii astronomi chinezi și greci au reprezentat sfera cerească într-un model cunoscut sub numele de „sfera armilară”. Este format din cercuri sau inele metalice legate între ele astfel încât să arate cele mai importante cercuri ale sferei cerești. Acum se folosesc adesea globuri stelare, pe care sunt marcate pozițiile stelelor și cercurile principale ale sferei cerești. Sferele și globurile armilare au un dezavantaj comun: poziția stelelor și marcajele cercurilor sunt marcate pe latura lor exterioară, convexă, pe care o vedem din exterior, în timp ce privim cerul „din interior”, iar stele ni se par plasate pe latura concavă a sferei cereşti. Acest lucru duce uneori la confuzie în direcțiile de mișcare a stelelor și a figurilor constelațiilor.
Planetariul oferă cea mai realistă reprezentare a sferei cerești. Proiecția optică a stelelor pe un ecran emisferic din interior face posibilă reproducerea foarte precisă a aspectului cerului și a tot felul de mișcări ale luminilor de pe acesta.
În timpul mișcării lor zilnice, luminarii traversează de două ori meridianul ceresc - peste punctele din sud și nord. Momentul traversării meridianului ceresc se numește punctul culminant al stelei. În momentul punctului culminant superior deasupra punctului de sud, luminarea atinge cea mai mare înălțime deasupra orizontului. După cum știți, înălțimea polului ceresc deasupra orizontului (unghiul PON): hp = f. Atunci unghiul dintre orizont (NS) și ecuatorul ceresc (QQ1) va fi egal cu 180° - f - 90° = 90° - f. Unghiul MOS, care exprimă înălțimea stelei M la punctul culminant, este suma a două unghiuri: Q1OS și MOQ1. Tocmai am determinat valoarea primei dintre ele, iar a doua nu este altceva decât declinația luminii M, egală cu 8. Astfel, obținem următoarea formulă relaționând înălțimea luminii la culminare cu declinația sa și latitudinea geografică a locului de observație:
h \u003d 90 ° - f + 5.
Cunoscând declinația luminii și determinând din observații înălțimea acestuia la punctul culminant, se poate afla latitudinea geografică a locului de observație. Să continuăm călătoria noastră imaginară și să pornim de la latitudinile mijlocii către ecuator, a cărui latitudine geografică este 0 °. După cum rezultă din formula tocmai derivată, aici axa lumii este situată în planul orizontului, iar ecuatorul ceresc trece prin zenit. La ecuator, în timpul zilei, toate luminile vor fi deasupra orizontului.
Chiar și în cele mai vechi timpuri, observând Soarele, oamenii au descoperit că înălțimea lui la amiază se schimbă pe parcursul anului, la fel ca și aspectul cerului înstelat: la miezul nopții, stele din diferite constelații sunt vizibile deasupra părții de sud a orizontului în diferite momente ale an - cele care sunt vizibile vara nu sunt vizibile iarna și invers. Pe baza acestor observații, s-a ajuns la concluzia că Soarele se mișcă pe cer, deplasându-se de la o constelație la alta și completează o revoluție completă în timpul anului. Cercul sferei cerești de-a lungul căruia are loc mișcarea anuală aparentă a Soarelui se numește ecliptică. Constelațiile de-a lungul cărora trece ecliptica se numesc zodiacale (de la cuvântul grecesc „zoon” - un animal). Fiecare constelație zodiacală pe care Soarele o traversează în aproximativ o lună. În secolul XX. la numărul lor s-a adăugat încă unul - Ophiuchus.
Mișcarea Soarelui pe fundalul stelelor este un fenomen aparent. Are loc din cauza revoluției anuale a Pământului în jurul Soarelui. Prin urmare, ecliptica este acel cerc al sferei cerești, de-a lungul căruia se intersectează cu planul orbitei pământului. Într-o zi, Pământul călătorește aproximativ 1/365 din orbită. Ca urmare, Soarele se mișcă cu aproximativ 1° pe cer în fiecare zi. Perioada de timp în care ocolește un cerc complet în sfera cerească se numește an. Din cursul geografiei, știți că axa de rotație a Pământului este înclinată față de planul orbitei sale la un unghi de 66 ° 30. Prin urmare, ecuatorul Pământului are o înclinare de 23 ° 30 față de planul lui. orbita. Aceasta este înclinarea eclipticii către ecuatorul ceresc, pe care îl traversează în două puncte: echinocțiul de primăvară și toamnă.
În aceste zile (de obicei 21 martie și 23 septembrie) Soarele se află la ecuatorul ceresc și are o declinare de 0°. Ambele emisfere ale Pământului sunt iluminate de Soare în același mod: granița zilei și a nopții trece exact prin poli, iar ziua este egală cu noaptea în toate punctele de pe Pământ. În ziua solstițiului de vară (22 iunie), Pământul este întors spre Soare cu emisfera sa nordică. Aici este vară, la Polul Nord - o zi polară, iar în restul emisferei zilele sunt mai lungi decât noaptea. În ziua solstițiului de vară, Soarele se ridică deasupra planului ecuatorului Pământului (și ceresc) cu 23°30”. În funcție de poziția Soarelui pe ecliptică, înălțimea acestuia deasupra orizontului se schimbă la prânz - momentul punctului culminant superior. Măsurând altitudinea Soarelui la amiază și cunoscând declinația acestuia în acea zi, se poate calcula latitudinea geografică a locului de observare. Această metodă a fost folosită mult timp pentru a determina locația observatorului pe uscat și pe mare.
