На какво условие трябва да отговаря деклинацията на една звезда, за да. В помощ на учителя по астрономия (за физико-математически училища). Ежедневно движение на светила на различни географски ширини

А- азимутът на светилото се измерва от точката на юг по линията на математическия хоризонт по посока на часовниковата стрелка в посока запад, север, изток. Измерва се от 0 o до 360 o или от 0 h до 24 h.

ч- височината на светилото, измерена от точката на пресичане на окръжността на височината с линията на математическия хоризонт, по протежение на окръжността на височината до зенита от 0 o до +90 o и надолу до надира от 0 o до -90 o.

http://www.college.ru/astronomy/course/shell/images/Fwd_h.gifhttp://www.college.ru/astronomy/course/shell/images/Bwd_h.gif Екваториални координати

За екваториалните координати основните равнини са равнината на небесния екватор и равнината на деклинация.

Правото изкачване се брои от пролетното равноденствие  в посока, обратна на дневното въртене на небесната сфера. Ректасцензията обикновено се измерва в часове, минути и секунди от време, но понякога в градуси.

Деклинацията се изразява в градуси, минути и секунди. Небесният екватор разделя небесната сфера на северно и южно полукълбо. Наклоните на звездите в северното полукълбо могат да бъдат от 0 до 90°, а в южното полукълбо - от 0 до -90°.

1) Създадени звездни диаграми и каталози. Координатите са постоянни.

2) Съставяне на географски и топологични карти земната повърхност.

3) Осъществяване на ориентация на сушата, морското пространство.

4) Проверка на часа.
Упражнения.

Хоризонтални координати.
1. Определете координатите на главните звезди на съзвездията, включени в есенния триъгълник.

2. Намерете координатите на  Дева,  Лира,  Голямо куче.

3. Определете координатите на вашето зодиакално съзвездие, в кое време е най-удобно да го наблюдавате?

екваториални координати.
1. Намерете на звездна картаи именувайте обектите с координати:

1)  = 15 h 12 m,  = -9 o; 2)  = 3 h 40 m,  = +48 o.

2. Определете екваториалните координати на следните звезди от звездната карта:

1)  Голяма мечка; 2)  Китай.

3. Изразете 9 h 15 m 11 s в градуси.

4. Намерете на звездната карта и назовете обектите, които имат координати

1)  = 19 h 29 m,  = +28 o; 2)  = 4 h 31 m,  = +16 o 30 / .

5. Определете екваториалните координати на следните звезди от звездната карта:

1)  Везни; 2)  Орион.

6. Изразете 13 часа 20 метра в градуси.

7. В кое съзвездие се намира Луната, ако нейните координати са  = 20 h 30 m,  = -20 o.

8. Определете на звездната карта съзвездието, в което се намира галактиката М 31, ако координатите му са  0 h 40 m,  = 41 o.

4. Кулминацията на светилата.

Теорема за височината на небесния полюс.
Ключови въпроси: 1) астрономически методи за определяне на географската ширина; 2) като използвате движеща се диаграма на звездното небе, определете състоянието на видимост на звездите на дадена дата и час от деня; 3) решаване на проблеми с помощта на връзки, които свързват географската ширина на мястото на наблюдение с височината на светилото в кулминацията.
Кулминацията на светилата. Разлика между горната и долната кулминация. Работа с картата, определяща времето на кулминациите. Теорема за височината на небесния полюс. Практически начини за определяне на географската ширина на района.

Използвайки чертежа на проекцията на небесната сфера, запишете формулите за височина в горната и долната кулминация на светилата, ако:

а) звездата кулминира между зенита и южната точка;

б) звездата кулминира между зенита и небесния полюс.

Използвайки теоремата за височината на небесния полюс:

- височината на полюса на света (полярната звезда) над хоризонта е равна на географската ширина на мястото на наблюдение

.

Ъгъл
- както вертикални, така и
. Знаейки това
е деклинацията на звездата, тогава височината на горната кулминация ще се определи от израза:

За долната кулминация на звезда М 1:

Дайте на дома задача да получите формула за определяне на височината на горната и долната кулминация на звезда М 2 .

1. Опишете условията за видимост на звездите на 54° северна ширина.

2. Инсталирайте мобилна звездна карта за деня и часа на занятията за град Бобруйск ( = 53 o).

Отговори на следните въпроси:

а) кои съзвездия са над хоризонта в момента на наблюдение, кои съзвездия са под хоризонта.

б) в какви съзвездия се издигат този моментвлизат в момента.
3. Определете географската ширина на мястото за наблюдение, ако:

а) звездата Вега преминава през зенитната точка.

б) звездата Сириус в нейната горна кулминация на височина 64° 13/ южно от зенитната точка.

в) височината на звездата Денеб в горната й кулминация е 83 o 47 / северно от зенита.

г) звездата Алтаир преминава в долната кулминация през зенитната точка.

сам:

Намерете интервалите на деклинация на звездите, които са на дадена географска ширина (Бобруйск):

а) никога не стават б) никога не влизайте; в) може да се издига и залязва.

2. В кои два случая височината на звездата над хоризонта не се променя през деня? [Или наблюдателят е на един от полюсите на Земята, или светилото е на един от полюсите на света]

3. Използвайки чертежа, докажете, че в случай на горна кулминация на светилото на север от зенита, то ще има височина ч\u003d 90 o +  - .

4. Азимутът на светилото е 315 o, височината е 30 o. В коя част на небето се вижда това светило? На югоизток

5. В Киев на надморска височина 59 o се наблюдава горната кулминация на звездата Арктур ​​( = 19 o 27 /). Каква е географската ширина на Киев?

6. Каква е деклинацията на звездите с кулминация на място с географска ширина  в северната точка?

7. Полярната звезда е на 49/46 от северния небесен полюс // . Каква е неговата деклинация?

8. Възможно ли е да се види звездата Сириус ( \u003d -16 около 39 /) на метеорологични станции, разположени на около. Диксън ( = 73 o 30 /) и във Верхоянск ( = 67 o 33 /)? [На около. Диксън не присъства, не е във Верхоянск]

9. Звезда, която описва дъга от 180 o над хоризонта от изгрев до залез, по време на горния кулминационен момент, е на 60 o от зенита. Под какъв ъгъл навътре това мястоНаклонен ли е небесният екватор към хоризонта?

10. Изразете ректасцензията на звездата Алтаир в дъгови метри.

11. Звездата е на 20 o от северния небесен полюс. Винаги ли е над хоризонта на Брест ( = 52 o 06 /)? [Е винаги]

12. Намерете географската ширина на мястото, където звездата в горната кулминация преминава през зенита, а в долната част докосва хоризонта в северната точка. Каква е деклинацията на тази звезда?  = 45 o; [ \u003d 45 около]

13. Азимут на звездата 45 o, височина 45 o. В коя страна на небето трябва да търсите това светило?

14. При определяне на географската ширина на мястото желаната стойност беше взета равна на височината на Полярната звезда (89 o 10 / 14 / /), измерена по време на долната кулминация. Правилно ли е това определение? Ако не, каква е грешката? Каква корекция (на големина и знак) трябва да се направи в резултата от измерването, за да се получи правилната стойност на географската ширина?

15. На какво условие трябва да отговаря деклинацията на едно светило, за да не залезе това светило в точка с географска ширина ; така че да не е възходящо?

16. Ректасцензията на звездата Алдебаран (-Телец) е равна на 68 около 15 /.Изразете го в единици време.

17. Звездата Фомалхаут (-Златна рибка) изгрява ли в Мурманск ( = 68 o 59 /), деклинацията на която е -29 o 53 / ? [Не става]

18. Докажете от чертежа, от долната кулминация на звездата, че ч\u003d  - (90 o - ).

Определение за географска дължина.
Основни въпроси: 1) разлики между концепциите за сидерично, слънчево, местно, зоново, сезонно и универсално време; 2) принципите за определяне на времето според астрономическите наблюдения; 3) астрономически методи за определяне на географската дължина на района.

Студентите трябва да могат: 1) да решават задачи за изчисляване на времето и датите от хронологията и прехвърляне на времето от една система за броене в друга; 2) определяне на географските координати на мястото и времето на наблюдение.

В началото на урока, самостоятелна работа 20 минути.

1. С помощта на движеща се карта определете 2 - 3 съзвездия, видими на ширина 53 o в Северното полукълбо.

2. Определете азимута и височината на звездата по време на урока:

1 вариант.  Б. Мечка,  Лъв.

Вариант 2.  Орион,  Орел.

Основен материал.

Да се ​​формират понятия за дните и други единици за измерване на времето. Появата на който и да е от тях (ден, седмица, месец, година) се свързва с астрономията и се основава на продължителността на космическите явления (въртенето на Земята около оста си, революцията на Луната около Земята и революцията на Земята около Слънцето).

Въведете понятието звездно време.

Обърнете внимание на следното; моменти:

- продължителността на деня и годината зависи от референтната система, в която се разглежда движението на Земята (дали е свързано с неподвижни звезди, Слънце и др.). Изборът на референтна система се отразява в името на единицата за време.

- продължителността на единиците за отчитане на времето е свързана с условията на видимост (кулминации) на небесните тела.

- въвеждането на атомния стандарт за време в науката се дължи на неравномерното въртене на Земята, открито с нарастваща точност на часовника.

Въвеждането на стандартно време се дължи на необходимостта от координиране на икономическите дейности на територията, определена от границите на часовите зони.

Обяснете причините за промяната на продължителността на слънчевия ден през годината. За да направите това, е необходимо да сравните моментите на две последователни кулминации на Слънцето и всяка звезда. Мислено изберете звезда, която за първи път кулминира едновременно със Слънцето. Следващия път кулминацията на звездата и Слънцето няма да се случи по едно и също време. Слънцето ще кулминира около 4 ч мин. по-късно, защото на фона на звездите ще се движи около 1 // поради движението на Земята около Слънцето. Това движение обаче не е равномерно поради неравномерното движение на Земята около Слънцето (учениците ще научат за това след изучаване на законите на Кеплер). Има и други причини, поради които интервалът от време между две последователни кулминации на Слънцето не е постоянен. Необходимо е да се използва средната стойност на слънчевото време.

Дайте по-точни данни: средният слънчев ден е с 3 минути 56 секунди по-кратък от звездния ден, а 24 часа 00 минути 00 от звездното време е равно на 23 часа 56 минути 4 от средното слънчево време.

Универсалното време се определя като местно средно слънчево време на нулевия (Гринуич) меридиан.

Цялата повърхност на Земята е условно разделена на 24 участъка (часови пояса), ограничени от меридиани. Нулевата часова зона е разположена симетрично по отношение на основния меридиан. Часовите зони са номерирани от 0 до 23 от запад на изток. Реалните граници на часовите зони съвпадат с административните граници на областите, регионите или щатите. Централните меридиани на часовите зони са на разстояние 15 o (1 h), така че при преминаване от една часова зона в друга времето се променя с цял брой часове, а броят на минутите и секундите не се променя. Нов календарен ден (както и нова календарна година) започва на линията за промяна на датата, която минава главно по меридиана 180 o. д. близо до североизточната граница Руска федерация. На запад от линията за дати денят от месеца винаги е с един повече, отколкото на изток от него. При преминаване на тази линия от запад на изток календарното число намалява с единица, а при преминаване от изток на запад календарното число се увеличава с единица. Това елиминира грешката в изчисляването на времето при преместване на хора, пътуващи от източното към западното полукълбо на Земята и обратно.

Календар. Ограничете се до разглеждане кратка историякалендарът като част от културата. Необходимо е да се разграничат три основни вида календари (лунен, слънчев и лунно-слънчев), да се каже на какво се основават и да се спре по-подробно на Юлианския слънчев календар на стария стил и Григорианския слънчев календар на новия стил. След като препоръчате подходяща литература, поканете учениците да се подготвят за следващия урок кратки съобщенияза различни календари или организирайте специална конференция по тази тема.

След представяне на материала за измерване на времето е необходимо да се премине към обобщения, свързани с определянето на географската дължина, и по този начин да се обобщят въпросите за определяне на географски координати с помощта на астрономически наблюдения.

Съвременното общество не може без да знае точното време и координати на точки от земната повърхност, без точни географски и топографски картинеобходими за навигацията, авиацията и много други практически въпроси от живота.

Поради въртенето на Земята, разликата между моментите на пладне или кулминацията на звезди с известни екваториални координати в две точки на земята повърхност е равна на разликата между стойностите на географската дължина на тези точки, което прави възможно определянето на дължината на определена точка от астрономически наблюдения на Слънцето и други светила и, обратно, местно време във всяка точка с известна географска дължина.

За да се изчисли географската дължина на района, е необходимо да се определи моментът на кулминацията на всяко светило с известни екваториални координати. След това с помощта на специални таблици (или калкулатор) времето за наблюдение се преобразува от средно слънчево в звездно. След като научихме от справочника времето на кулминацията на това светило на меридиана на Гринуич, можем да определим географската дължина на района. Единствената трудност тук е точното преобразуване на единици за време от една система в друга.

Моментите на кулминацията на светилата се определят с помощта на транзитен инструмент - телескоп, укрепен по специален начин. Обхватът на наблюдение на такъв телескоп може да се върти само около хоризонтална ос, а оста е фиксирана в посока запад-изток. Така инструментът се обръща от южната точка през зенита и небесния полюс към северната точка, т.е. проследява небесния меридиан. Вертикалната нишка в зрителното поле на тръбата на телескопа служи като знак на меридиана. В момента на преминаване на звезда през небесния меридиан (в горния кулминационен момент) звездното време е равно на право изкачване. Първият пасажен инструмент е направен от датчанина О. Ромер през 1690 г. Повече от триста години принципът на инструмента не се е променил.

Обърнете внимание на факта, че необходимостта от точно определяне на моментите и интервалите от време стимулира развитието на астрономията и физиката. До средата на 20 век. астрономическите методи за измерване, поддържане на времето и стандартите за време са в основата на дейностите на Световната служба за времето. Точността на часовника се контролира и коригира чрез астрономически наблюдения. Понастоящем развитието на физиката доведе до създаването на по-точни методи за определяне и стандарти на времето. Съвременните атомни часовници дават грешка от 1 s за 10 милиона години. С помощта на тези часовници и други инструменти бяха уточнени много характеристики на видимото и истинското движение на космическите тела, открити бяха нови космически явления, включително промени в скоростта на въртене на Земята около оста си с приблизително 0,01 s през годината.
- средно време.

- стандартно време.

- лятно време.

Съобщения за учениците:

1. Арабски лунен календар.

2. Турски лунен календар.

3. Персийски слънчев календар.

4. Коптски слънчев календар.

5. Проекти на идеални вечни календари.

6. Отчитане и водене на време.

6. Хелиоцентрична система на Коперник.
Ключови въпроси: 1) същността на хелиоцентричната система на света и историческите предпоставки за нейното създаване; 2) причините и природата на видимото движение на планетите.
Фронтален разговор.

1. Истинският слънчев ден е интервалът от време между две последователни едноименни кулминации на центъра на слънчевия диск.

2. Сидеричен ден е интервалът от време между две последователни едноименни кулминации на пролетното равноденствие, равен на периода на въртене на Земята.

3. Средният слънчев ден е интервалът от време между две едноименни кулминации на средното екваториално Слънце.

4. За наблюдатели, разположени на един и същи меридиан, кулминацията на Слънцето (както и на всяко друго светило) настъпва едновременно.

5. Един слънчев ден се различава от един звезден ден с 3 m 56 s.

6. Разликата в стойностите на местното време в две точки на земната повърхност в един и същи физически момент е равна на разликата в стойностите на техните географски дължини.

7. При преминаване на границата на два съседни пояса от запад на изток часовникът трябва да се премести с един час напред, а от изток на запад - с един час назад.

Корабът, който напусна Сан Франциско в сряда, 12 октомври сутринта и се отправи на запад, пристигна във Владивосток точно 16 дни по-късно. Коя дата от месеца и в кой ден от седмицата пристигна? Какво трябва да се вземе предвид при решаването на този проблем? Кой и при какви обстоятелства се сблъска с това за първи път в историята?

При пресичане на линията за промяна на датата в посока от изток на запад (както в нашия случай), една календарна дата се изхвърля от сметката.

За първи път Магелан и неговите спътници се сблъскват с това по време на околосветското си пътуване.

Използването на астрономически средства е възможно само от небесни тела, разположени над хоризонта. Следователно навигаторът трябва да може да определи кои светила в даден полет ще бъдат незалязващи, незалязващи, възходящи и залязващи. За това има правила, които ви позволяват да определите какво е дадено светило на географската ширина на мястото на наблюдателя.

На фиг. 1.22 показва небесната сфера за наблюдател, намиращ се на определена географска ширина. Правата линия SU представлява истинския хоризонт, а правите линии и MJ са дневните паралели на светилата. От фигурата се вижда, че всички осветителни тела са разделени на незалязващи, невъзходящи, възходящи и залязващи.

Светилата, чиито дневни паралели са над хоризонта, са незалязващи за дадена географска ширина, а светилата, чиито дневни паралели са под хоризонта, са невъзходящи.

Незалязващи ще бъдат такива светила, чиито дневни паралели са разположени между паралела на NC и Северния полюс на света. Светило, движещо се по дневния паралел на SC, има деклинация, равна на дъгата QC на небесния меридиан. Arc QC е равна на добавянето на географската ширина на мястото на наблюдателя към 90°.

Ориз. 1. 22. Условия за изгрев и залязване на светилата

Следователно в Северното полукълбо незалязващите светила ще бъдат онези светила, чиято деклинация е равна или по-голяма от добавянето на географската ширина на мястото на наблюдателя към 90 °, т.е. За южното полукълбо тези светила няма да бъдат изгряващи.

Невъзходящите светила в Северното полукълбо ще бъдат онези светила, чиито дневни паралели се намират между паралела MU и Южния полюс на света. Очевидно неизгряващите светила в Северното полукълбо ще бъдат тези светила, чиято деклинация е равна или по-малка от отрицателната разлика, т.е. За южното полукълбо тези светила ще бъдат незалязващи. Всички останали светила ще бъдат възходящи и залязващи. За да изгрява и залязва осветителното тяло, неговата деклинация трябва да бъде по-малка от 90° минус географската ширина на мястото на наблюдателя в абсолютна стойност, т.е.

Пример 1. Star Alioth: деклинационна ширина на звездата на мястото на наблюдателя Определете коя звезда е на определената географска ширина според условията на изгрев и залез.

Решение 1. Намерете разликата

2. Сравнете деклинацията на звездата с получената разлика. Тъй като деклинацията на звездата е по-голяма от тази, звездата Алиот на посочената ширина не е зададена.

Пример 2. Звезда Сириус; деклинация на звездната ширина на мястото на наблюдателя Определете коя звезда е на посочената ширина според условията на изгрев и залез.

Решение 1. Намерете отрицателната разлика от звездата

Сириус има отрицателна деклинация

2. Сравнете деклинацията на звездата с получената разлика. Тъй като звездата Сириус на посочената ширина не е възходяща.

Пример 3. Звезда Арктур: деклинация на звездната ширина на мястото на наблюдателя Определете коя звезда е на посочената ширина според условията на изгрев и залез.

Решение 1. Намерете разликата

2. Сравнете деклинацията на звездата с получената разлика. Тъй като звездата Арктур ​​изгрява и залязва на посочената ширина.

Нека се обърнем към Фигура 12. Виждаме, че височината на небесния полюс над хоризонта е h p =∠PCN, а географската ширина на мястото е φ=∠COR. Тези два ъгъла (∠PCN и ∠COR) са равни като ъгли с взаимно перпендикулярни страни: ⊥, ⊥. Равенството на тези ъгли дава най-простият начинопределяне на географската ширина на района φ: ъгловото разстояние на небесния полюс от хоризонта е равно на географската ширина на района. За да се определи географската ширина на района, достатъчно е да се измери височината на небесния полюс над хоризонта, тъй като:

2. Ежедневно движение на светила на различни географски ширини

Сега знаем, че с промяна на географската ширина на мястото на наблюдение се променя ориентацията на оста на въртене на небесната сфера спрямо хоризонта. Нека разгледаме какви ще бъдат видимите движения на небесните тела в района на Северния полюс, на екватора и в средните ширини на Земята.

На полюса на земятаполюсът на света е в зенита си, а звездите се движат в кръгове, успоредни на хоризонта (фиг. 14, а). Тук звездите не залязват и не изгряват, височината им над хоризонта е непроменена.

На средни географски ширинисъществува като възходящи входящизвезди, както и такива, които никога не падат под хоризонта (фиг. 14, b). Например околополярните съзвездия (виж фиг. 10) никога не залязват на географските ширини на СССР. Съзвездията, които са по-далеч от северния небесен полюс, се появяват за кратко над хоризонта. И съзвездията, разположени близо до южния полюс на света, са невъзходящ.

Но колкото повече наблюдателят се движи на юг, толкова повече южни съзвездия може да види. На земния екватор, ако Слънцето не се намесваше през деня, съзвездията на цялото звездно небе можеха да се видят за един ден (фиг. 14, c).

За наблюдател на екватора всички звезди изгряват и залязват перпендикулярно на равнината на хоризонта. Всяка звезда тук преминава над хоризонта точно половината от своя път. Северният полюс на света за него съвпада с точката на север, а южният полюс на света съвпада с точката на юта. Оста на света е разположена в равнината на хоризонта (виж фиг. 14, c).

Упражнение 2

1. Как можете да определите по вида на звездното небе и неговото въртене, че сте пристигнали на Северния полюс на Земята?

2. Как са дневните траектории на звездите спрямо хоризонта за наблюдател, разположен на екватора на Земята? Как те се различават от дневните траектории на звездите, видими в СССР, т.е. в средните географски ширини?

Задача 2

Измерете географската ширина на вашия район, като използвате еклиметъра, като използвате височината на Полярната звезда и я сравнете с географската ширина, показана на географската карта.

3. Височината на осветителните тела в кулминационния момент

По време на видимото въртене на небето, което отразява въртенето на Земята около нейната ос, полюсът на света заема постоянно положение над хоризонта на дадена географска ширина (виж фиг. 12). През деня звездите описват кръгове над хоризонта около оста на света, успоредна на небесния екватор. Освен това всяко светило пресича небесния меридиан два пъти на ден (фиг. 15).

Явленията на преминаването на светила през небесния меридиан спрямо хоризонта за се наричат ​​кулминации. В горната кулминация височината на светилото е максимална, а в долната кулминация е минимална. Интервалът от време между кулминациите е равен на половин ден.

При не се задавапри дадена ширина φ на светилото M (виж фиг. 15) и двете кулминации са видими (над хоризонта), за звездите, които изгряват и залязват (M 1, M 2, M 3), долната кулминация се случва под хоризонт, под северната точка. При светилото M 4, разположено далеч на юг от небесния екватор, и двете кулминации могат да бъдат невидими (светилото невъзходящ).

Моментът на горната кулминация на центъра на Слънцето се нарича истински пладне, а моментът на долната кулминация се нарича истинска полунощ.

Нека намерим връзката между височината h на звездата M в горната кулминация, нейната деклинация δ и географската ширина на областта φ. За целта ще използваме фигура 16, която показва отвеса ZZ", световната ос PP" и проекциите на небесния екватор QQ" и линията на хоризонта NS върху равнината на небесния меридиан (PZSP"N).

Знаем, че височината на световния полюс над хоризонта е равна на географската ширина на мястото, т.е. h p =φ. Следователно ъгълът между обедната линия NS и оста на света PP "е равен на ширината на областта φ, т.е. ∠PON=h p = φ. Очевидно е, че наклонът на равнината на небесния екватор спрямо хоризонт, измерен от ∠QOS, ще бъде равен на 90 ° -φ, тъй като ∠QOZ= ∠PON като ъгли с взаимно перпендикулярни страни (виж фиг. 16) Тогава звездата M с деклинация δ, кулминираща южно от зенита, има надморска височина в горната си кулминация

От тази формула може да се види, че географската ширина може да се определи чрез измерване на височината на всяко светило с известна деклинация δ в горния кулминационен момент. В този случай трябва да се има предвид, че ако светилото в момента на кулминацията се намира на юг от екватора, тогава неговата деклинация е отрицателна.

Пример за решение на проблем

Задача. Сириус (α B. Psa, вижте приложение IV) беше в горната си кулминация на 10°. Каква е географската ширина на точката за наблюдение?

Обърнете внимание на факта, че чертежът точно отговаря на условието на проблема.

Упражнение 3

При решаване на задачи географските координати на градовете могат да бъдат преброени на географска карта.

1. На каква височина в Ленинград се случва горната кулминация на Антарес (α Скорпион, вижте Приложение IV)?

2. Каква е деклинацията на звездите, които кулминират в зенита във вашия град? в точка на юг?

3. Докажете, че височината на светилото в долната кулминация се изразява по формулата h=φ+δ-90°.

4. На какво условие трябва да отговаря деклинацията на една звезда, за да не залязва за място с географска ширина φ? невъзходящ?

В ПОМОЩ НА УЧИТЕЛЯ ПО АСТРОНОМИЯ

(за физико-математически училища)

1. предмет на астрономията.

Източници на знания в астрономията. Телескопи.

Ключови въпроси: 1. Какво изучава астрономията. 2. Връзка на астрономията с други науки. 3. Мащабът на Вселената. 4. Стойността на астрономията в живота на обществото. 5. Астрономически наблюдения и техните особености.

Демонстрации и TCO: 1. Земен глобус, фолио: снимки на Слънцето и Луната, планети от звездното небе, галактики. 2. Уреди за наблюдение и измерване: телескопи, теодолит.

[Астрон- осветително тяло; номос- закон]

Астрономията изучава огромния свят, който заобикаля Земята: Слънцето, Луната, планетите, явленията, случващи се в Слънчевата система, звездите, еволюцията на звездите ...

Астрономия ® Астрофизика ® Астрометрия ® Звездна астрономия ® Извънгалактична астрономия ® Ултравиолетова астрономия ® g Астрономия ® Космогония (произход) ® Космология (общи закони на развитието на Вселената)

Астрологията е учение, което твърди, че според взаимното разположение на Слънцето, планетите, на фона на съзвездията е възможно да се предскажат явления, съдби, събития.

Вселената е целият материален свят, безграничен в пространството и развиващ се във времето. Три понятия: микрокосмос, макрокосмос, мегасвят.

Земя ® Слънчева система ® Галактика ® Метагалактика ® Вселена.

Земната атмосфера поглъща g, рентгенови лъчи, ултравиолетови, значителна част от инфрачервените, радиовълни 20 m< l < 1 мм.

Телескопи (оптични, радио)

Лещови телескопи (рефрактор), огледални телескопи (рефлектор). Refractus- пречупване (лещи - лещи), отразяващ- отразяват (леща - огледало).

Основната цел на телескопите е да съберат възможно най-много светлинна енергия от изследваното тяло.

Характеристики на оптичния телескоп:

1) Обектив - до 70 см, светлинен поток ~ д 2 .

2) Ее фокусното разстояние на лещата.

3) Е/д- относителна бленда.

4) Увеличение на телескопа, където дв милиметри.

Най-голямата д= 102 см, Е= 1940 см.

Рефлектор - за изучаване на физическата природа на небесните тела. Леща - вдлъбнато огледало с малка кривина, изработено от дебело стъкло, Алпрахът се напръсква от другата страна под високо налягане. Лъчите се събират във фокалната равнина, където стои огледалото. Огледалото почти не абсорбира енергия.

Най-големият д= 6 м, Е= 24 м. Снима звезди 4 × 10 -9 по-бледи от видимите.

Радиотелескопи - антена и чувствителен приемник с усилвател. Най-големият д= 600 m се състои от 900 плоски метални огледала 2 ´ 7,4 m.

Астрономически наблюдения.

1 . Променя ли се външният вид на звезда, когато се гледа през телескоп с увеличение?

Не. Поради голямото разстояние, звездите се виждат като точки дори при възможно най-голямо увеличение.

2 . Защо мислите, гледано от Земята, че през нощта звездите се движат около небесната сфера?

Защото Земята се върти около оста си вътре в небесната сфера.

3 . Какъв съвет бихте дали на астрономите, които искат да изучават Вселената с помощта на гама лъчи, рентгенови лъчи и ултравиолетова светлина?

Повдигнете инструменти над земната атмосфера. Съвременната технология дава възможност за наблюдение в тези части на спектъра с балони, изкуствени спътници на Земята или от по-отдалечени точки.

4 . Обяснете основната разлика между рефлекторен телескоп и рефракторен телескоп.

В тип обектив. Рефракторният телескоп използва леща, докато отразяващият телескоп използва огледало.

5 . Назовете двете основни части на телескопа.

Леща – събира светлина и изгражда изображение. Окуляр - увеличава изграденото от обектива изображение.

За самостоятелна работа.

Ниво 1: 1 - 2 точки

1 . Кой от следните учени е изиграл основна роля в развитието на астрономията? Посочете верните отговори.

А. Николай Коперник.

Б. Галилео Галилей.

Б. Дмитрий Иванович Менделеев.

2 . Светогледът на хората през всички епохи се е променил под влияние на постиженията на астрономията, тъй като се занимава с ... (посочете правилното твърдение)

А. ... изследване на предмети и явления, независими от човека;

Б. ... изследването на материята и енергията при условия, които е невъзможно да се възпроизведат на Земята;

Б. ... чрез изучаване на най-общите модели на Мегасвета, част от който е самият човек.

3 . Един от следните химични елементи е открит за първи път чрез астрономически наблюдения. Посочете кое?

А. Желязо.

Б. Кислород.

4 . Какви са характеристиките на астрономическите наблюдения? Избройте всички верни твърдения.

А. Астрономическите наблюдения в повечето случаи са пасивни по отношение на изследваните обекти.

Б. Астрономическите наблюдения се основават главно на провеждане на астрономически експерименти.

Б. Астрономическите наблюдения са свързани с факта, че всички светила са толкова далеч от нас, че нито с око, нито с телескоп може да се прецени кое е по-близо, кое по-далече.

5 . Предложиха ви да построите астрономическа обсерватория. Къде бихте го построили? Избройте всички верни твърдения.

А. Вътре голям град.

Б. Далеч от голям град, високо в планината.

Б. В космическата станция.

6 За какво се използват телескопите при астрономически наблюдения? Посочете правилното твърдение.

А. За да получите увеличено изображение на небесно тяло.

Б. Да събере повече светлина и да види по-слаби звезди.

Б. За увеличаване на зрителния ъгъл, от който се вижда небесен обект.

Ниво 2: 3 - 4 точки

1. Каква е ролята на наблюденията в астрономията и с какви инструменти се извършват?

2. Кои са най-важните видове небесни тела, които познавате?

3. Каква е ролята на астронавтиката в изучаването на Вселената?

4. Избройте астрономическите явления, които могат да се наблюдават по време на живота.

5. Дайте примери за връзката между астрономията и другите науки.

6. Астрономията е една от най-старите науки в историята на човечеството. С каква цел древен човекнаблюдавал небесните тела? Напишете какви проблеми са решавали хората в древността с помощта на тези наблюдения.

Ниво 3: 5 - 6 точки

1. Защо светилата изгряват и залязват?

2. Естествените науки използват както теоретични, така и експериментални методи на изследване. Защо наблюдението е основният изследователски метод в астрономията? Възможно ли е да се поставят астрономически експерименти? Обосновете отговора.

3. За какво се използват телескопите при наблюдение на звезди?

4. Защо се използват телескопи за наблюдение на Луната и планетите?

5. Телескопът увеличава ли видимия размер на звездите? Обяснете отговора.

6. Спомнете си каква информация за астрономията сте получили в курсовете по естествена история, география, физика, история.

4-то ниво. 7-8 точки

1. Защо при наблюдение на Луната и планетите през телескоп увеличението не е повече от 500 - 600 пъти?

2. Според линейния си диаметър Слънцето е по-голямо от Луната около 400 пъти. Защо техните видими ъглови диаметри са почти равни?

3. Какво е предназначението на обектива и окуляра в телескопа?

4. Каква е разликата между оптичните системи на рефрактор, рефлектор и менискус телескоп?

5. Какви са диаметрите на Слънцето и Луната в ъглова мярка?

6. Как можете да посочите местоположението на светилата едно спрямо друго и спрямо хоризонта?

2. Съзвездия. Звездни карти. Небесни координати.

Ключови въпроси: 1. Понятието констелация. 2. Разликата между звездите в яркост (осветеност), цвят. 3. Големина. 4. Видимо денонощно движение на звездите. 5. небесна сфера, нейните основни точки, прави, равнини. 6. Звездна карта. 7. Екваториален SC.

Демонстрации и TCO: 1. Демонстрационна движеща се карта на небето. 2. Модел на небесната сфера. 3. Звезден атлас. 4. Прозрачно фолио, снимки на съзвездия. 5. Модел на небесната сфера, географски и звезден глобус.

За първи път звездите са обозначени с буквите от гръцката азбука. В съзвездието на атласа на Байгер чертежите на съзвездията изчезват през 18 век. Магнитудите са показани на картата.

Голяма мечка - a (Dubhe), b (Merak), g (Fekda), s (Megrets), e (Aliot), x (Mizar), h (Benetash).

Лира - Вега, Лебедева - Денеб, Ботуш - Арктур, Колесничар - Параклис, Б. Куче - Сириус.

Слънцето, луната и планетите не са показани на картите. Пътят на Слънцето е показан на еклиптиката с римски цифри. Звездните карти имат мрежа от небесни координати. Наблюдаваното дневно въртене е привиден феномен - причинен от действителното въртене на Земята от запад на изток.

Доказателство за въртенето на земята:

1) 1851 физик Фуко - махало на Фуко - дължина 67 m.

2) космически спътници, снимки.

Небесна сфера- въображаема сфера с произволен радиус, използвана в астрономията за описване на относителното положение на звездите в небето. Радиусът се приема за 1 PC.

88 съзвездия, 12 зодиакални. Условно може да се раздели на:

1) лято - Лира, Лебед, Орел 2) есен - Пегас с Андромеда, Касиопея 3) зима - Орион, Б. Пес, М. Пес 4) пролет - Дева, Воловар, Лъв.

отвеспресича повърхността на небесната сфера в две точки: на върха З – зенит- и на дъното З" – надир.

математически хоризонт- голям кръг върху небесната сфера, чиято равнина е перпендикулярна на отвеса.

Точка нматематически хоризонт се нарича Северна точка, точка С – южна точка. Линия НС- е наречен обедна линия.

небесен екваторнаречен голям кръг, перпендикулярен на оста на света. Небесният екватор пресича математическия хоризонт в точки на изток ди запад У.

небесен меридианнаречен голям кръг на небесната сфера, минаващ през зенита З, полюс на света Р, южен полюс на света Р“, надир З".

Домашна работа: § 2.

съзвездия. Звездни карти. Небесни координати.

1. Опишете какви дневни кръгове биха описали звездите, ако се извършват астрономически наблюдения: на Северния полюс; на екватора.

Видимото движение на всички звезди се извършва в кръг, успореден на хоризонта. Северният полюс на света, гледан от северния полюс на Земята, е в своя зенит.

Всички звезди изгряват под прав ъгъл към хоризонта на източното небе и също залязват под хоризонта на западното небе. Небесната сфера се върти около ос, минаваща през полюсите на света, на екватора, разположен точно на линията на хоризонта.

2. Изразете 10 часа 25 минути 16 секунди в градуси.

Земята прави един оборот за 24 часа - 360o. Следователно 360 o съответства на 24 часа, след това 15 o - 1 час, 1 o - 4 минути, 15 / - 1 минута, 15 // - 1 s. По този начин,

10×15 o + 25×15 / + 16×15 // = 150 o + 375 / +240 / = 150 o + 6 o +15 / +4 / = 156 o 19 / .

3. Определете екваториалните координати на Вега върху звездната карта.

Нека заменим името на звездата с буквено обозначение (Лира) и да намерим нейната позиция на звездната карта. Чрез въображаема точка начертаваме окръжност на деклинация до пресечната точка с небесния екватор. Дъгата на небесния екватор, която се намира между пролетното равноденствие и точката на пресичане на окръжността на деклинация на звезда с небесния екватор, е правото изкачване на тази звезда, броено по небесния екватор към видимата дневна циркулация на небесната сфера. Ъгловото разстояние, преброено от кръга на деклинацията от небесния екватор до звездата, съответства на деклинацията. Така a = 18 h 35 m, d = 38 o.

Завъртаме кръга на наслагването на звездната карта, така че звездите да пресичат източната част на хоризонта. На крайника, срещу знака на 22 декември, намираме местното време на изгрева му. Поставяйки звездата в западната част на хоризонта, определяме местното време на залеза на звездата. Получаваме

5. Определете датата на горната кулминация на звездата Регул в 21:00 часа местно време.

Поставяме наслагващия кръг така, че звездата Регул (Лъв) да е на линията на небесния меридиан (0 ч – 12чкръгови везни с наслагване) южно от северния полюс. На крайника на наслагващия кръг намираме знака 21 и срещу него, на ръба на наслагващия кръг, определяме датата - 10 април.

6. Изчислете колко пъти Сириус е по-ярък от Полярната звезда.

Общоприето е, че при разлика от една звездна величина видимата яркост на звездите се различава около 2,512 пъти. Тогава разлика от 5 магнитуда ще направи разлика в яркостта точно 100 пъти. Така че звездите от 1-ва величина са 100 пъти по-ярки от звездите от 6-та величина. Следователно разликата във видимите звездни величини на два източника е равна на единица, когато единият от тях е по-ярък от другия (тази стойност е приблизително равна на 2,512). В общия случай съотношението на видимата яркост на две звезди е свързано с разликата в техните видими величини чрез проста връзка:

Светила, чиято яркост надвишава яркостта на звездите 1 м, имат нулеви и отрицателни величини.

Величини на Сириус м 1 = -1,6 и Полярна звезда м 2 = 2.1, намираме в таблицата.

Взимаме логаритъм на двете части на горната връзка:

По този начин, . Оттук. Тоест Сириус е 30 пъти по-ярък от Полярната звезда.

Забележка: използвайки функцията за мощност, ще получим и отговора на въпроса за проблема.

7. Мислите ли, че е възможно да летите с ракета до всяко съзвездие?

Съзвездието е условно определена част от небето, в която светилата се оказаха разположени на различни разстояния от нас. Следователно изразът "лети до съзвездието" е безсмислен.

Ниво 1: 1 - 2 точки.

1. Какво е съзвездие? Изберете правилното твърдение.

A.. Група от звезди, които са физически свързани една с друга, например имат един и същ произход.

B. Група ярки звезди, разположени в пространството близо една до друга

B. Под съзвездие се разбира област от небето в определени установени граници.

2. Звездите имат различна яркост и цвят. Към какъв вид звезди принадлежи нашето Слънце? Посочете верния отговор.

А. Към бялото. Б. До жълто.

Б. До червено.

3. Най-ярките звезди се наричаха звезди от първа величина, а най-слабите - звезди от шеста величина. Колко пъти по-ярки са звездите от 1-ва величина от звездите от 6-та величина? Посочете верния отговор.

А. 100 пъти.

Б. 50 пъти.

Б. 25 пъти.

4. Какво представлява небесната сфера? Изберете правилното твърдение.

А. Окръжността на земната повърхност, ограничена от линията на хоризонта. Б. Въображаема сферична повърхност с произволен радиус, с помощта на която се изучават положенията и движенията на небесните тела.

B. Въображаема линия, която докосва повърхността Глобусътв точката, където се намира наблюдателят.

5. Какво се нарича склонение? Изберете правилното твърдение.

А. Ъглово разстояние на звездата от небесния екватор.

Б. Ъгълът между линията на хоризонта и осветителното тяло.

Б. Ъглово разстояние на осветителното тяло от зенитната точка.

6. Какво се нарича ректасцензия? Изберете правилното твърдение.

А. Ъгълът между равнината на небесния меридиан и линията на хоризонта.

Б. Ъгълът между линията на обяд и оста на видимо въртене на небесната сфера (оста на света)

Б. Ъгълът между равнините на големите окръжности, едната минаваща през небесните полюси и даденото светило, а другата през небесните полюси и точката на пролетното равноденствие, лежаща на екватора.

Ниво 2: 3 - 4 точки

1. Защо Полярната звезда не променя позицията си спрямо хоризонта по време на ежедневното движение на небето?

2. Как е оста на света спрямо земната ос? Спрямо равнината на небесния меридиан?

3. В кои точки небесният екватор се пресича с линията на хоризонта?

4. В каква посока спрямо страните на хоризонта Земята се върти около оста си?

5. В кои точки централния меридиан се пресича с хоризонта?

6. Как преминава равнината на хоризонта спрямо повърхността на земното кълбо?

Ниво 3: 5 - 6 точки.

1. Намерете координатите на звездната карта и назовете обектите, които имат координати:

1) a = 15 h 12 min, d = –9 o; 2) a = 3 h 40 min, d = +48 o.

1) Голяма мечка; 2) β Кита.

3. Изразете 9 часа 15 минути 11 секунди в градуси.

4. Намерете на звездната карта и назовете обектите, които имат координати:

1) a = 19 h 29 min, d = +28 o; 2) a = 4 h 31 min, d = +16 o 30 / .

1) Везни; 2) g на Орион.

6. Изразете 13 часа 20 минути в градуси.

7. В кое съзвездие се намира Луната, ако нейните координати са a = 20 часа 30 минути, d = -20 o?

8. Определете от звездната карта съзвездието, в което се намира галактиката Μ31, ако нейните координати са a = 0 h 40 min, d = +41 o.

4-то ниво. 7-8 точки

1. Най-слабите звезди, които могат да бъдат заснети от най-големия телескоп в света, са звезди от 24-та величина. Колко пъти по-слаби са от звездите от 1-ва величина?

2. Яркостта на една звезда варира от минимум до максимум с 3 величини. Колко пъти се променя блясъкът му?

3. намерете съотношението на яркостта на две звезди, ако техните видими величини са равни, съответно м 1 = 1,00 и м 2 = 12,00.

4. Колко пъти Слънцето изглежда по-ярко от Сириус, ако величината на Слънцето м 1 = -26,5 и м 2 = –1,5?

5. Изчислете колко пъти звездата Canis Major е по-ярка от звездата Cygnus.

6. Изчислете колко пъти звездата Сириус е по-ярка от Вега.

3. Работа с картата.

Определяне на координатите на небесните тела.

Хоризонтални координати.

А- азимутът на светилото се измерва от точката на юг по линията на математическия хоризонт по посока на часовниковата стрелка в посока запад, север, изток. Измерва се от 0 o до 360 o или от 0 h до 24 h.

ч- височината на светилото, измерена от точката на пресичане на окръжността на височината с линията на математическия хоризонт, по протежение на окръжността на височината до зенита от 0 o до +90 o и надолу до надира от 0 o до -90 o.

#"#">#"#">часове, минути и секунди от време, но понякога в градуси.

Деклинацията се изразява в градуси, минути и секунди. Небесният екватор разделя небесната сфера на северно и южно полукълбо. Наклоните на звездите в северното полукълбо могат да бъдат от 0 до 90°, а в южното полукълбо - от 0 до -90°.

Екваториалните координати имат предимство пред хоризонталните координати:

1) Създадени звездни диаграми и каталози. Координатите са постоянни.

2) Съставяне на географски и топологични карти на земната повърхност.

3) Осъществяване на ориентация на сушата, морското пространство.

4) Проверка на часа.

Упражнения.

Хоризонтални координати.

1. Определете координатите на главните звезди на съзвездията, включени в есенния триъгълник.

2. Намерете координатите на Дева, Лира, Голямо куче.

3. Определете координатите на вашето зодиакално съзвездие, в кое време е най-удобно да го наблюдавате?

екваториални координати.

1. Намерете на звездната карта и назовете обектите, които имат координати:

1) a = 15 h 12 m, d = –9 o; 2) a \u003d 3 h 40 m, d \u003d +48 o.

2. Определете екваториалните координати на следните звезди от звездната карта:

1) Голяма мечка; 2) b Китай.

3. Изразете 9 h 15 m 11 s в градуси.

4. Намерете на звездната карта и назовете обектите, които имат координати

1) a = 19 h 29 m, d = +28 o; 2) a = 4 h 31 m, d = +16 o 30 / .

5. Определете екваториалните координати на следните звезди от звездната карта:

1) Везни; 2) g на Орион.

6. Изразете 13 часа 20 метра в градуси.

7. В кое съзвездие се намира Луната, ако нейните координати са a = 20 h 30 m, d = -20 o.

8. Определете на звездната карта съзвездието, в което се намира галактиката М 31, ако нейните координати са a 0 h 40 m, d = 41 o.

4. Кулминацията на светилата.

Теорема за височината на небесния полюс.

Ключови въпроси: 1) астрономически методи за определяне на географската ширина; 2) като използвате движеща се диаграма на звездното небе, определете състоянието на видимост на звездите на дадена дата и час от деня; 3) решаване на проблеми с помощта на връзки, които свързват географската ширина на мястото на наблюдение с височината на светилото в кулминацията.

Кулминацията на светилата. Разлика между горната и долната кулминация. Работа с картата, определяща времето на кулминациите. Теорема за височината на небесния полюс. Практически начини за определяне на географската ширина на района.

Използвайки чертежа на проекцията на небесната сфера, запишете формулите за височина в горната и долната кулминация на светилата, ако:

а) звездата кулминира между зенита и южната точка;

б) звездата кулминира между зенита и небесния полюс.

Използвайки теоремата за височината на небесния полюс:

- височината на полюса на света (полярната звезда) над хоризонта е равна на географската ширина на мястото на наблюдение

Ъгъл - като вертикален, a. Знаейки, че това е деклинацията на звездата, тогава височината на горната кулминация ще се определи от израза:

За долната кулминация на звезда М 1:

Дайте на дома задача да получите формула за определяне на височината на горната и долната кулминация на звезда М 2 .

Задание за самостоятелна работа.

1. Опишете условията за видимост на звездите на 54° северна ширина.

2. Инсталирайте мобилна звездна карта за деня и часа на занятията за град Бобруйск (j = 53 o).

Отговори на следните въпроси:

а) кои съзвездия са над хоризонта в момента на наблюдение, кои съзвездия са под хоризонта.

б) кои съзвездия изгряват в момента, залязват в момента.

3. Определете географската ширина на мястото за наблюдение, ако:

а) звездата Вега преминава през зенитната точка.

б) звездата Сириус в нейната горна кулминация на височина 64° 13/ южно от зенитната точка.

в) височината на звездата Денеб в горната й кулминация е 83 o 47 / северно от зенита.

г) звездата Алтаир преминава в долната кулминация през зенитната точка.

сам:

Намерете интервалите на деклинация на звездите, които са на дадена географска ширина (Бобруйск):

а) никога не стават б) никога не влизайте; в) може да се издига и залязва.

Задачи за самостоятелна работа.

1. Каква е деклинацията на зенитната точка на географската ширина на Минск (j = 53 o 54 /)? Придружете отговора си със снимка.

2. В кои два случая височината на звездата над хоризонта не се променя през деня? [Или наблюдателят е на един от полюсите на Земята, или светилото е на един от полюсите на света]

3. Използвайки чертежа, докажете, че в случай на горна кулминация на светилото на север от зенита, то ще има височина ч\u003d 90 o + j - d.

4. Азимутът на светилото е 315 o, височината е 30 o. В коя част на небето се вижда това светило? На югоизток

5. В Киев, на надморска височина 59 o, се наблюдава горната кулминация на звездата Арктур ​​(d = 19 o 27 /). Каква е географската ширина на Киев?

6. Каква е деклинацията на звездите с кулминация на място с географска ширина j в северната точка?

7. Полярната звезда е на 49/46 от северния небесен полюс // . Каква е неговата деклинация?

8. Възможно ли е да видите звездата Сириус (d \u003d -16 около 39 /) на метеорологични станции, разположени на около. Диксън (j = 73 o 30 /) и във Верхоянск (j = 67 o 33 /)? [На около. Диксън не присъства, не е във Верхоянск]

9. Звезда, която описва дъга от 180 o над хоризонта от изгрев до залез, по време на горния кулминационен момент, е на 60 o от зенита. Под какъв ъгъл е наклонен небесният екватор спрямо хоризонта на това място?

10. Изразете ректасцензията на звездата Алтаир в дъгови метри.

11. Звездата е на 20 o от северния небесен полюс. Винаги ли е над хоризонта на Брест (j = 52 o 06 /)? [Е винаги]

12. Намерете географската ширина на мястото, където звездата в горната кулминация преминава през зенита, а в долната част докосва хоризонта в северната точка. Каква е деклинацията на тази звезда? j = 45 около;

13. Азимут на звездата 45 o, височина 45 o. В коя страна на небето трябва да търсите това светило?

14. При определяне на географската ширина на мястото желаната стойност беше взета равна на височината на Полярната звезда (89 o 10 / 14 / /), измерена по време на долната кулминация. Правилно ли е това определение? Ако не, каква е грешката? Каква корекция (на големина и знак) трябва да се направи в резултата от измерването, за да се получи правилната стойност на географската ширина?

15. На какво условие трябва да отговаря деклинацията на едно светило, за да не залезе това светило в точка с ширина j; така че да не е възходящо?

16. Правото изкачване на звездата Алдебаран (а-Телец) е равно на 68 около 15 /.Изразете го в единици време.

17. Изгрява ли звездата Фомалхаут (a-Златна рибка) в Мурманск (j = 68 o 59 /), чиято деклинация е -29 o 53 / ? [Не става]

18. Докажете от чертежа, от долната кулминация на звездата, че ч= d - (90 o - j).

Домашна работа: § 3. q.v.

5. Измерване на времето.

Определение за географска дължина.

Основни въпроси: 1) разлики между концепциите за сидерично, слънчево, местно, зоново, сезонно и универсално време; 2) принципите за определяне на времето според астрономическите наблюдения; 3) астрономически методи за определяне на географската дължина на района.

Студентите трябва да могат: 1) да решават задачи за изчисляване на времето и датите от хронологията и прехвърляне на времето от една система за броене в друга; 2) определяне на географските координати на мястото и времето на наблюдение.

В началото на урока се провежда самостоятелна работа в продължение на 20 минути.

1. С помощта на движеща се карта определете 2 - 3 съзвездия, видими на ширина 53 o в Северното полукълбо.

2. Определете азимута и височината на звездата по време на урока:

1 вариант. a B. Урса, лъв.

Вариант 2. b Орион, орел.

3. Използвайки звездна карта, намерете звездите по техните координати.

Основен материал.

Да се ​​формират понятия за дните и други единици за измерване на времето. Появата на който и да е от тях (ден, седмица, месец, година) се свързва с астрономията и се основава на продължителността на космическите явления (въртенето на Земята около оста си, революцията на Луната около Земята и революцията на Земята около Слънцето).

Въведете понятието звездно време.

Обърнете внимание на следното; моменти:

- продължителността на деня и годината зависи от референтната система, в която се разглежда движението на Земята (дали е свързано с неподвижни звезди, Слънце и др.). Изборът на референтна система се отразява в името на единицата за време.

- продължителността на единиците за отчитане на времето е свързана с условията на видимост (кулминации) на небесните тела.

- въвеждането на атомния стандарт за време в науката се дължи на неравномерното въртене на Земята, открито с нарастваща точност на часовника.

Въвеждането на стандартно време се дължи на необходимостта от координиране на икономическите дейности на територията, определена от границите на часовите зони.

Обяснете причините за промяната на продължителността на слънчевия ден през годината. За да направите това, е необходимо да сравните моментите на две последователни кулминации на Слънцето и всяка звезда. Мислено изберете звезда, която за първи път кулминира едновременно със Слънцето. Следващия път кулминацията на звездата и Слънцето няма да се случи по едно и също време. Слънцето ще кулминира около 4 ч мин. по-късно, защото на фона на звездите ще се движи около 1 // поради движението на Земята около Слънцето. Това движение обаче не е равномерно поради неравномерното движение на Земята около Слънцето (учениците ще научат за това след изучаване на законите на Кеплер). Има и други причини, поради които интервалът от време между две последователни кулминации на Слънцето не е постоянен. Необходимо е да се използва средната стойност на слънчевото време.

Дайте по-точни данни: средният слънчев ден е с 3 минути 56 секунди по-кратък от звездния ден, а 24 часа 00 минути 00 от звездното време е равно на 23 часа 56 минути 4 от средното слънчево време.

Универсалното време се определя като местно средно слънчево време на нулевия (Гринуич) меридиан.

Цялата повърхност на Земята е условно разделена на 24 участъка (часови пояса), ограничени от меридиани. Нулевата часова зона е разположена симетрично по отношение на основния меридиан. Часовите зони са номерирани от 0 до 23 от запад на изток. Реалните граници на часовите зони съвпадат с административните граници на областите, регионите или щатите. Централните меридиани на часовите зони са на разстояние 15 o (1 h), така че при преминаване от една часова зона в друга времето се променя с цял брой часове, а броят на минутите и секундите не се променя. Нов календарен ден (както и нова календарна година) започва на линията за промяна на датата, която минава главно по меридиана 180 o. г. близо до североизточната граница на Руската федерация. На запад от линията за дати денят от месеца винаги е с един повече, отколкото на изток от него. При преминаване на тази линия от запад на изток календарното число намалява с единица, а при преминаване от изток на запад календарното число се увеличава с единица. Това елиминира грешката в изчисляването на времето при преместване на хора, пътуващи от източното към западното полукълбо на Земята и обратно.

Календар. Ограничаваме се до разглеждането на кратката история на календара като част от културата. Необходимо е да се разграничат три основни вида календари (лунен, слънчев и лунно-слънчев), да се каже на какво се основават и да се спре по-подробно на Юлианския слънчев календар на стария стил и Григорианския слънчев календар на новия стил. След като препоръчате подходяща литература, поканете учениците да подготвят кратки доклади за различни календари за следващия урок или организирайте специална конференция по тази тема.

След представяне на материала за измерване на времето е необходимо да се премине към обобщения, свързани с определянето на географската дължина, и по този начин да се обобщят въпросите за определяне на географски координати с помощта на астрономически наблюдения.

Съвременното общество не може без да знае точното време и координати на точки от земната повърхност, без точни географски и топографски карти, необходими за навигацията, авиацията и много други практически въпроси на живота.

Поради въртенето на Земята, разликата между моментите на пладне или кулминацията на звезди с известни екваториални координати в две точки на земята повърхност е равна на разликата между стойностите на географската дължина на тези точки, което прави възможно определянето на дължината на определена точка от астрономически наблюдения на Слънцето и други светила и, обратно, местно време във всяка точка с известна географска дължина.

За да се изчисли географската дължина на района, е необходимо да се определи моментът на кулминацията на всяко светило с известни екваториални координати. След това с помощта на специални таблици (или калкулатор) времето за наблюдение се преобразува от средно слънчево в звездно. След като научихме от справочника времето на кулминацията на това светило на меридиана на Гринуич, можем да определим географската дължина на района. Единствената трудност тук е точното преобразуване на единици за време от една система в друга.

Моментите на кулминацията на светилата се определят с помощта на транзитен инструмент - телескоп, укрепен по специален начин. Обхватът на наблюдение на такъв телескоп може да се върти само около хоризонтална ос, а оста е фиксирана в посока запад-изток. Така инструментът се обръща от южната точка през зенита и небесния полюс към северната точка, т.е. проследява небесния меридиан. Вертикалната нишка в зрителното поле на тръбата на телескопа служи като знак на меридиана. В момента на преминаване на звезда през небесния меридиан (в горния кулминационен момент) звездното време е равно на право изкачване. Първият пасажен инструмент е направен от датчанина О. Ромер през 1690 г. Повече от триста години принципът на инструмента не се е променил.

Обърнете внимание на факта, че необходимостта от точно определяне на моментите и интервалите от време стимулира развитието на астрономията и физиката. До средата на 20 век. астрономическите методи за измерване, поддържане на времето и стандартите за време са в основата на дейностите на Световната служба за времето. Точността на часовника се контролира и коригира чрез астрономически наблюдения. Понастоящем развитието на физиката доведе до създаването на по-точни методи за определяне и стандарти на времето. Съвременните атомни часовници дават грешка от 1 s за 10 милиона години. С помощта на тези часовници и други инструменти бяха уточнени много характеристики на видимото и истинското движение на космическите тела, открити бяха нови космически явления, включително промени в скоростта на въртене на Земята около оста си с приблизително 0,01 s през годината.

При затвърдяване на изучения материал с учениците могат да се решат следните задачи.

Задача 1.

Определете географската дължина на мястото за наблюдение, ако:

(a) В местния обяд пътешественикът отбеляза 14:13 GMT.

б) според сигналите за точен час, 8:00 сутринта 00 s, геологът записа 10:13:42 местно време.

Имайки предвид факта, че

в) навигаторът на лайнера в 17:52:37 местно време получи сигнала за време в Гринуич в 12:00:00.

Имайки предвид факта, че

1 h \u003d 15 o, 1 m \u003d 15 / и 1 s \u003d 15 //, имаме.

г) пътникът е отбелязал 17:35 ч. на местния обяд.

Като вземем предвид факта, че 1 h \u003d 15 o и 1 m \u003d 15 /, имаме.

Задача 2.

Пътуващите забелязаха, че според местното време лунното затъмнение започва в 15:15, докато според астрономическия календар то трябва да се случи в 3:51 GMT. Каква е географската дължина на местоположението им.

Задача 3.

На 25 май в Москва (2-ра часова зона) часовникът показва 10 ч. 45 м. Какво е средното, стандартно и лятно време в този момент в Новосибирск (6 часова зона, l 2 = 5 ч. 31 м).

Познавайки московското лятно време, намираме универсално време Tо:

В този момент в Новосибирск:

- средно време.

- стандартно време.

- лятно време.

Съобщения за учениците:

1. Арабски лунен календар.

2. Турски лунен календар.

3. Персийски слънчев календар.

4. Коптски слънчев календар.

5. Проекти на идеални вечни календари.

6. Отчитане и водене на време.

6. Хелиоцентрична система на Коперник.

Ключови въпроси: 1) същността на хелиоцентричната система на света и историческите предпоставки за нейното създаване; 2) причините и природата на видимото движение на планетите.

Фронтален разговор.

1. Истинският слънчев ден е интервалът от време между две последователни едноименни кулминации на центъра на слънчевия диск.

2. Сидеричен ден е интервалът от време между две последователни едноименни кулминации на пролетното равноденствие, равен на периода на въртене на Земята.

3. Средният слънчев ден е интервалът от време между две едноименни кулминации на средното екваториално Слънце.

4. За наблюдатели, разположени на един и същи меридиан, кулминацията на Слънцето (както и на всяко друго светило) настъпва едновременно.

5. Един слънчев ден се различава от един звезден ден с 3 m 56 s.

6. Разликата в стойностите на местното време в две точки на земната повърхност в един и същи физически момент е равна на разликата в стойностите на техните географски дължини.

7. При преминаване на границата на два съседни пояса от запад на изток часовникът трябва да се премести с един час напред, а от изток на запад - с един час назад.

Помислете за примерно решение задачи.

Корабът, който напусна Сан Франциско в сряда, 12 октомври сутринта и се отправи на запад, пристигна във Владивосток точно 16 дни по-късно. Коя дата от месеца и в кой ден от седмицата пристигна? Какво трябва да се вземе предвид при решаването на този проблем? Кой и при какви обстоятелства се сблъска с това за първи път в историята?

При решаването на проблема трябва да се вземе предвид, че по пътя от Сан Франциско до Владивосток корабът ще пресече условна линия, наречена международна линия за дата. Минава по земния меридиан с географска дължина 180o или близка до нея.

При пресичане на линията за промяна на датата в посока от изток на запад (както в нашия случай), една календарна дата се изхвърля от сметката.

За първи път Магелан и неговите спътници се сблъскват с това по време на околосветското си пътуване.

Основен материал.

Птолемей Клавдий (ок. 90 - ок. 160), древногръцки учен, последният голям астроном на древността. Допълни звездния каталог на Хипарх. Той изгради специални астрономически инструменти: астролабия, армиларна сфера, трикветра. Описва позицията на 1022 звезди. Той разработи математическа теория за движението на планетите около неподвижна Земя (използвайки представянето на видимото движение на небесните тела с помощта на комбинации от кръгови движения - епицикли), което направи възможно изчисляването на тяхното положение в небето. Заедно с теорията за движението на Слънцето и Луната, тя възлиза на т.нар. Птолемеева система на света. След като постигна висока за онези времена точност, теорията обаче не обясни промяната в яркостта на Марс и други парадокси на древната астрономия. Системата на Птолемей е изложена в основния му труд "Алмагест" ("Великата математическа конструкция на астрономията в книги XIII") - енциклопедия на астрономическите знания на древните. Алмагестът съдържа и сведения за праволинейна и сферична тригонометрия и за първи път е дадено решение на редица математически задачи. В областта на оптиката той изучава пречупването и пречупването на светлината. В работата "География" той даде набор от географски сведения за древния свят.

В продължение на хиляда и половина години теорията на Птолемей беше основната астрономическа доктрина. Много точна за своята епоха, тя в крайна сметка се превърна в ограничаващ фактор в развитието на науката и беше заменена от хелиоцентричната теория на Коперник.

Правилното разбиране на наблюдаваните небесни явления и мястото на Земята в Слънчевата система е еволюирало през вековете. Николай Коперник окончателно разби идеята за неподвижността на Земята. Коперник (Коперник, Коперник) Никола (1473 - 1543), великият полски астроном.

Създател на хелиоцентричната система на света. Той направи революция в естествената наука, изоставяйки учението за централното положение на Земята, прието в продължение на много векове. Той обяснява видимите движения на небесните тела с въртенето на Земята около оста й и въртенето на планетите (включително Земята) около Слънцето. Той очертава своето учение в есето „За въртенето на небесните сфери“ (1543), което е забранено от Католическата църква от 1616 до 1828 г.

Коперник показа, че въртенето на Земята около Слънцето може да обясни привидните движения на планетите, подобни на цикъл. Центърът на планетарната система е Слънцето.

Оста на въртене на Земята е отклонена от оста на орбитата под ъгъл, равен приблизително на 23,5°. Без този наклон нямаше да има смяна на сезоните. Редовната смяна на сезоните е следствие от движението на Земята около Слънцето и наклона на оста на въртене на Земята спрямо равнината на орбитата.

Тъй като по време на наблюдения от Земята движението на планетите около Слънцето също се наслагва върху движението на Земята по нейната орбита, планетите се движат по небето от изток на запад (директно движение), след това от запад на изток ( обратно движение). Моментът на промяна на посоката се нарича стоящ. Ако поставите този път на картата, ще получите примката. Размерът на примката е толкова по-малък, колкото по-голямо е разстоянието между планетата и Земята. Планетите описват цикли, а не просто се движат напред и назад в една линия, единствено поради факта, че равнините на техните орбити не съвпадат с равнината на еклиптиката.

Планетите са разделени на две групи: долните ( вътрешни) - Меркурий и Венера - и горна ( външен) са другите шест планети. Характерът на движението на планетата зависи от това към коя група принадлежи.

Най-голямото ъглово разстояние на планетата от Слънцето се нарича удължаване. Най-голямата елонгация за Меркурий е 28°, за Венера е 48°. При източна елонгация вътрешната планета се вижда на запад, в лъчите на вечерната зора, малко след залез слънце. При западно удължение вътрешната планета се вижда на изток, в лъчите на зората, малко преди изгрев. Външните планети могат да бъдат на всяко ъглово разстояние от Слънцето.

Фазовият ъгъл на Меркурий и Венера варира от 0° до 180°, така че Меркурий и Венера сменят фазите си по същия начин като Луната. Близо до долния съвпад и двете планети имат най-големите ъглови размери, но изглеждат като тесни полумесеци. При фазов ъгъл j = 90 o осветява половината от диска на планетите, фаза Φ = 0,5. В превъзходен съвпад долните планети са напълно осветени, но са слабо видими от Земята, тъй като са зад Слънцето.

планетарни конфигурации.

Домашна работа: § 3. q.v.

7. Конфигурации на планетите. Разрешаване на проблем.

Ключови въпроси: 1) конфигурации и условия на видимост на планетите; 2) звездни и синодични периоди на планетарна революция; 3) формулата за връзката между синодичния и звездния период.

Студентът трябва да може да: 1) решава задачи, използвайки формула, която свързва синодичните и звездните периоди на планетите.

Теория. Посочете основните конфигурации за горните (долните) планети. Определете синодични и звездни периоди.

Да предположим, че в началния момент минутната стрелка и часовата стрелка съвпадат. Интервалът от време, след който стрелките се срещат отново, няма да съвпадне нито с периода на въртене на минутната стрелка (1 час), нито с периода на въртене на часовата стрелка (12 часа). Този период от време се нарича синодичен период - времето, след което определени позиции на стрелките се повтарят.

Ъгловата скорост на минутната стрелка и часовата стрелка -. За синодичния период Счасовата стрелка на часовника ще премине пътя

и минута

Като извадим пътищата, получаваме или

Запишете формулите, свързващи синодичния и звездния период и изчислете повторението на конфигурациите за най-близката до Земята горна (долна) планета. Намерете необходимите таблични стойности в приложенията.

2. Помислете за пример:

– Определете звездния период на планетата, ако е равен на синодичния период. Коя реална планета в Слънчевата система е най-близо до тези условия?

Според задачата T = С, където Tе звездният период, времето, необходимо на една планета да се завърти около слънцето, и С- синодичен период, времето на повторение на една и съща конфигурация с дадена планета.

След това във формулата

Да направим замяна Сна T: планетата е безкрайно далеч. От друга страна, извършване на подобна замяна

Най-подходящата планета е Венера, чийто период е 224,7 дни.

Решение задачи.

1. Какъв е синодичният период на Марс, ако звездният му период е 1,88 земни години?

Марс е външна планета и формулата е валидна за нея

2. Долните съвпади на Меркурий се повтарят след 116 дни. Определете звездния период на Меркурий.

Меркурий е вътрешна планета и формулата е валидна за нея

3. Определете звездния период на Венера, ако нейните долни съвпади се повтарят след 584 дни.

4. След какъв период от време се повтарят опозициите на Юпитер, ако звездният му период е 11,86 g?

8. Видимо движение на Слънцето и Луната.

Самостоятелна работа 20 мин

Основен материал.

При формирането на еклиптиката и зодиака е необходимо да се предвиди, че еклиптиката е проекция на равнината на земната орбита върху небесната сфера. Поради въртенето на планетите около Слънцето в почти една и съща равнина, тяхното видимо движение върху небесната сфера ще бъде по и близо до еклиптиката с променлива ъглова скорост и периодична промяна в посоката на движение. Посоката на движение на Слънцето по еклиптиката е противоположна на дневното движение на звездите, ъгловата скорост е около 1 o на ден.

Дни на слънцестоене и равноденствие.

Движението на Слънцето по еклиптиката е отражение на въртенето на Земята около Слънцето. Еклиптиката минава през 13 съзвездия: Риби, Овен, Телец, Близнаци, Рак, Лъв, Дева, Везни, Скорпион, Стрелец, Козирог, Водолей, Змиеносец.

Змиеносецът не се счита за зодиакално съзвездие, въпреки че лежи на еклиптиката. Концепцията за знаците на зодиака се развива преди няколко хиляди години, когато еклиптиката не преминава през съзвездието Змиеносец. В древността не е имало точни граници и знаците са съответствали символично на съзвездията. В момента зодиакалните знаци и съзвездия не съвпадат. Например пролетното равноденствие и зодиакалния знак Овен са в съзвездието Риби.

За самостоятелна работа.

Използвайки мобилна карта на звездното небе, установете под кое съзвездие сте родени, тоест в кое съзвездие е било Слънцето по време на вашето раждане. За да направите това, свържете северния полюс на света и датата на вашето раждане с линия и вижте в кое съзвездие тази линия пресича еклиптиката. Обяснете защо резултатът се различава от посочения в хороскопа.

Обяснете прецесията на земната ос. Прецесията е бавно конусообразно въртене на земната ос с период от 26 хиляди години под въздействието на гравитационните сили от Луната и Слънцето. Прецесията променя положението на небесните полюси. Преди около 2700 години звездата a Draconis се е намирала близо до северния полюс, наречена Кралската звезда от китайските астрономи. Изчисленията показват, че до 10 000 година Северният полюс на света ще се доближи до звездата Лебед, а през 13600 година на мястото на Полярната звезда ще има Лира (Вега). Така в резултат на прецесия точките на пролетното и есенното равноденствие, лятното и зимното слънцестоене бавно се преместват през зодиакалните съзвездия. Астрологията предлага информация, която е остаряла преди 2 хиляди години.

Видимото движение на Луната на фона на звездите се дължи на отразяването на действителното движение на Луната около Земята, което е придружено от промяна външен виднашия сателит. Видимият ръб на лунния диск се нарича крайник . Линията, разделяща осветената от слънцето и неосветената част на лунния диск, се нарича терминатор . Съотношението на площта на осветената част видим дискЛуната до цялата си площ се нарича фаза на луната .

Има четири основни фази на луната: Новолуние , първа четвърт , пълнолуние и последно тримесечие . При новолуние Φ = 0, при първа четвърт Φ = 0,5, при пълнолуние фазата е Φ = 1,0, а при последна четвърт отново Φ = 0,5.

При новолуние Луната преминава между Слънцето и Земята, тъмната страна на Луната, неосветена от Слънцето, е обърната към Земята. Вярно е, че понякога по това време дискът на Луната свети със специална, пепелява светлина. Слабото сияние на нощната част на лунния диск се причинява от слънчевата светлина, отразена от Земята към Луната. Два дни след новолунието, на вечерното небе, на запад, малко след залез слънце, се появява тънък сърп на младата луна.

Седем дни след новолунието нарастващата луна се вижда под формата на полукръг на запад или югозапад, малко след залез слънце. Луната е на 90° източно от Слънцето и се вижда вечер и през първата половина на нощта.

Пълнолунието настъпва 14 дни след новолунието. В същото време Луната е в опозиция на Слънцето и цялото осветено полукълбо на Луната е обърнато към Земята. При пълнолуние луната се вижда цяла нощ, луната изгрява при залез и залязва при изгрев.

Седмица след пълнолунието, стареещата луна се появява пред нас във фазата на последната си четвърт, под формата на полукръг. По това време половината от осветеното и половината от неосветеното полукълбо на Луната е обърнато към Земята. Луната се вижда на изток, преди изгрев, през втората половина на нощта

Пълната луна повтаря ежедневния път на слънцето в небето, който е минал преди шест месеца, така че през лятото пълната луна не се отдалечава от хоризонта, а през зимата, напротив, се издига високо.

Земята се върти около Слънцето, така че от едно новолуние до следващото, Луната се върти около Земята не на 360 °, а малко повече. Съответно синодичният месец е с 2,2 дни по-дълъг от звездния месец.

Интервалът от време между две последователни еднакви фази на луната се нарича синодичен месец, продължителността му е 29,53 дни. звезденсъщия месец, т.е. времето, необходимо на луната да направи едно завъртане около земята спрямо звездите, е 27,3 дни.

Слънчеви и лунни затъмнения.

В древността слънчевите и лунните затъмнения предизвиквали суеверен ужас у хората. Смятало се, че затъмненията предвещават войни, глад, разруха, масови болести.

Закриването на слънцето от луната се нарича слънчево затъмнение . Това е много красиво и рядко явление. Слънчево затъмнение настъпва, когато Луната пресече равнината на еклиптиката по време на новолунието.

Ако дискът на Слънцето е напълно покрит от диска на Луната, тогава се нарича затъмнение пълен . В перигея Луната е по-близо до Земята на 21 000 км от средното разстояние, в апогей - по-нататък на 21 000 км. Това променя ъгловите размери на луната. Ако ъгловият диаметър на диска на Луната (около 0,5 o) се окаже малко по-малък от ъгловия диаметър на слънчевия диск (около 0,5 o), тогава в момента на максималната фаза на затъмнението от Слънцето светло тесен пръстен остава видим. Такова затъмнение се нарича пръстеновиден . И накрая, Слънцето може да не е напълно скрито зад диска на Луната поради несъответствието на техните центрове в небето. Такова затъмнение се нарича частен . Такава красива формация като слънчевата корона може да се наблюдава само по време на пълно затъмнение. Такива наблюдения, дори и в наше време, могат да дадат много на науката, така че астрономи от много страни идват да наблюдават страната, където ще има слънчево затъмнение.

Слънчевото затъмнение започва при изгрев слънце в западните райони на земната повърхност и завършва в източните райони при залез слънце. Обикновено пълното слънчево затъмнение продължава няколко минути (най-дългото пълно слънчево затъмнение от 7 минути 29 секунди ще бъде на 16 юли 2186 г.).

Луната се движи от запад на изток, така че слънчевото затъмнение започва от западния край на слънчевия диск. Степента на покритие на Слънцето от Луната се нарича фаза на слънчевото затъмнение .

Слънчевите затъмнения могат да се видят само в онези области на Земята, които преминават през лентата на лунната сянка. Диаметърът на сянката не надвишава 270 км, така че пълното затъмнение на Слънцето се вижда само на малка част от земната повърхност.

Равнината на лунната орбита в пресечната точка с небето образува голям кръг - лунната пътека. Равнината на земната орбита се пресича с небесната сфера по еклиптиката. Равнината на лунната орбита е наклонена към равнината на еклиптиката под ъгъл 5 o 09 / . Период на въртене на Луната около Земята (звезден или звезден период) Р) = 27,32166 земни дни или 27 дни 7 часа 43 минути.

Равнината на еклиптиката и лунният път се пресичат по права линия, наречена линия на възел . Точките на пресичане на линията на възлите с еклиптиката се наричат възходящи и низходящи възли на лунната орбита . Лунните възли непрекъснато се движат към Луната, тоест на запад, като правят пълна революция за 18,6 години. Географската дължина на възходящия възел намалява с около 20° всяка година.

Тъй като равнината на лунната орбита е наклонена към равнината на еклиптиката под ъгъл 5 o 09 /, Луната по време на новолуние или пълнолуние може да бъде далеч от равнината на еклиптиката и дискът на Луната ще премине над или под диска на Слънцето. В този случай затъмнението не се случва. За да настъпи слънчево или лунно затъмнение, е необходимо Луната по време на новолуние или пълнолуние да е близо до възходящия или низходящия възел на своята орбита, т.е. близо до еклиптиката.

В астрономията са запазени много знаци, въведени в древността. Символът на възходящия възел означава главата на дракона Раху, който се нахвърля върху Слънцето и според индийските легенди причинява неговото затъмнение.

По време на пълното лунно затъмнение Луната напълно изчезва в сянката на Земята. Пълната фаза на лунното затъмнение продължава много по-дълго от пълната фаза на слънчевото затъмнение. Формата на ръба на земната сянка по време на лунни затъмнения служи на древногръцкия философ и учен Аристотел като едно от най-силните доказателства за сферичността на Земята. Философите от древна Гърция са изчислили, че Земята е около три пъти по-голяма от Луната, просто въз основа на продължителността на затъмненията (точната стойност на този коефициент е 3,66).

Луната по време на пълно лунно затъмнение всъщност е лишена от слънчева светлина, така че пълното лунно затъмнение се вижда от всяка точка на полукълбото на Земята. Затъмнението започва и завършва едновременно за всички географски точки. Местното време на това явление обаче ще бъде различно. Тъй като Луната се движи от запад на изток, левият край на Луната влиза пръв в сянката на Земята.

Затъмнението може да бъде пълно или частично в зависимост от това дали Луната навлиза изцяло в сянката на Земята или минава близо до нейния край. Колкото по-близо до лунния възел се случва лунно затъмнение, толкова повече фаза . И накрая, когато дискът на Луната е покрит не от сянка, а от частична сянка, има полусянка затъмнения . Те не се виждат с просто око.

По време на затъмнение Луната се крие в сянката на Земята и, изглежда, трябва да изчезне от поглед всеки път, защото. Земята не е прозрачна. Земната атмосфера обаче разпръсква слънчевите лъчи, които падат върху затъмняващата повърхност на Луната, „заобикаляйки“ Земята. Червеникавият цвят на диска се дължи на факта, че червените и оранжевите лъчи преминават най-добре през атмосферата.

Всяко лунно затъмнение е различно по отношение на разпределението на яркостта и цвета в земната сянка. Цветът на затъмнена луна често се оценява по специална скала, предложена от френския астроном Андре Данжон:

1. Затъмнението е много тъмно, в средата на затъмнението Луната почти или изобщо не се вижда.

2. Затъмнението е тъмно, сиво, детайлите от повърхността на Луната са напълно невидими.

3. Затъмнението е тъмночервено или червеникаво, близо до центъра на сянката се наблюдава по-тъмна част.

4. Затъмнението е керемиденочервено, сянката е заобиколена от сивкава или жълтеникава граница.

5. Медно-червено затъмнение, много ярко, външната зона светла, синкава.

Ако равнината на лунната орбита съвпадаше с равнината на еклиптиката, тогава лунните затъмнения биха се повтаряли всеки месец. Но ъгълът между тези равнини е 5° и Луната пресича еклиптиката само два пъти месечно в две точки, наречени възли на лунната орбита. Древните астрономи са знаели за тези възли, наричайки ги Главата и Опашката на Дракона (Раху и Кету). За да се случи лунно затъмнение, пълната луна трябва да е близо до възела на своята орбита.

Лунни затъмнениясе появяват няколко пъти в годината.

Времето, необходимо на луната да се върне в своя възел, се нарича драконов месец , което е равно на 27,21 дни. След такова време Луната пресича еклиптиката в точка, изместена спрямо предишното пресичане с 1,5 o на запад. Фазите на луната (синодичен месец) се повтарят средно на всеки 29,53 дни. Интервалът от 346,62 дни, през който центърът на слънчевия диск преминава през същия възел на лунната орбита, се нарича драконовска година .

Период на връщане на Eclipse - сарос - ще бъде равен на интервала от време, след който началото на тези три периода ще съвпадне. Сарос означава "повторение" на древноегипетски. Много преди нашата ера, дори в древността, е установено, че саросът продължава 18 години 11 дни 7 часа. Сарос включва: 242 драконовски месеца или 223 синодични месеца или 19 драконовски години. По време на всеки сарос има 70 до 85 затъмнения; от тях обикновено има около 43 слънчеви и 28 лунни. За една година може да има най-много седем затъмнения - или пет слънчеви и две лунни, или четири слънчеви и три лунни. Минимален бройзатъмнения за една година - две слънчеви затъмнения. Слънчевите затъмнения се случват по-често от лунните, но рядко се наблюдават в една и съща област, тъй като тези затъмнения се виждат само в тясна ивица от лунната сянка. В определена точка на повърхността пълно слънчево затъмнение се наблюдава средно веднъж на 200 - 300 години.

Домашна работа: § 3. q.v.

9. Еклиптика. Видимото движение на слънцето и луната.

Разрешаване на проблем.

Ключови въпроси: 1) дневно движение на Слънцето на различни географски ширини; 2) промяна във видимото движение на Слънцето през годината; 3) видимо движение и фази на луната; 4) Слънчеви и лунни затъмнения. условия на затъмнение.

Ученикът трябва да може: 1) да използва астрономически календари, справочници, движеща се карта на звездното небе, за да определя условията за възникване на явления, свързани с циркулацията на Луната около Земята и видимото движение на Слънцето.

1. Колко Слънцето се движи по еклиптиката всеки ден?

През годината Слънцето описва окръжност от 360o по еклиптиката, следователно

2. Защо един слънчев ден е с 4 минути по-дълъг от звездния ден?

Защото, въртейки се около собствената си ос, Земята се движи и по орбита около Слънцето. Земята трябва да направи малко повече от един оборот около оста си, така че за същата точка на Земята Слънцето отново да се наблюдава на небесния меридиан.

Слънчевият ден е с 3 минути 56 секунди по-кратък от звездния ден.

3. Обяснете защо луната изгрява средно 50 минути по-късно всеки ден от предишния ден.

В даден ден, по време на изгрев, Луната е в определено съзвездие. След 24 часа, когато Земята направи едно пълно завъртане около оста си, това съзвездие ще изгрее отново, но Луната ще се движи на около 13o източно от звездите през това време и следователно нейният изгрев ще дойде 50 минути по-късно.

4. Защо преди космически кораби да обиколят Луната и да я снимат обратна страна, хората можеха да видят само половината от него?

Периодът на въртене на Луната около оста й е равен на периода на нейното въртене около Земята, така че тя е обърната към Земята със същата страна.

5. Защо Луната не се вижда от Земята на Новолуние?

Луната по това време е от същата страна на Земята като Слънцето, така че тъмната половина на лунната топка, неосветена от Слънцето, е обърната към нас. При това положение на Земята, Луната и Слънцето може да настъпи слънчево затъмнение за жителите на Земята. Това не се случва при всяко новолуние, тъй като Луната обикновено преминава на новолуние над или под диска на Слънцето.

6. Опишете как се е променило положението на Слънцето в небесната сфера от началото на учебната година до деня, в който се провежда този урок.

Използвайки звездната карта, намираме позицията на Слънцето върху еклиптиката на 1 септември и в деня на урока (например 27 октомври). На 1 септември Слънцето беше в съзвездието Лъв и имаше деклинация d = +10 o. Движейки се по еклиптиката, Слънцето пресече небесния екватор на 23 септември и се премести в южното полукълбо, на 27 октомври се намира в съзвездието Везни и има деклинация d = -13 o. Тоест до 27 октомври Слънцето се движи през небесната сфера, издигайки се все по-малко над хоризонта.

7. Защо затъмненията не се наблюдават всеки месец?

Тъй като равнината на лунната орбита е наклонена към равнината на земната орбита, тогава, например, при новолуние Луната не се появява на линията, свързваща центровете на Слънцето и Земята, и следователно лунната сянка ще премине покрай Земята и няма да има слънчево затъмнение. По подобна причина Луната не преминава през конуса на земната сянка при всяко пълнолуние.

8. Колко пъти по-бързо Луната се движи по небето по-бързо от Слънцето?

Слънцето и луната се движат по небето в посока, обратна на дневното въртене на небето. През деня Слънцето преминава приблизително 1 o, а Луната - 13 o. Следователно Луната се движи по небето 13 пъти по-бързо от Слънцето.

9. Как сутрешният сърп на Луната се различава по форма от вечерния?

Сутрешният сърп на Луната има издутина вляво (наподобява буквата С). Луната се намира на разстояние 20 - 50 o на запад (вдясно) от Слънцето. Вечерният сърп на Луната има издутина вдясно. Луната се намира на разстояние 20 - 50 около изток (вляво) от слънцето.

Ниво 1: 1 - 2 точки.

1. Какво се нарича еклиптика? Посочете верните твърдения.

А. Оста на видимото въртене на небесната сфера, свързваща двата полюса на света.

Б. Ъглово разстояние на светилото от небесния екватор.

Б. Въображаема линия, по която Слънцето извършва своето видимо годишно движение на фона на съзвездията.

2. Посочете кои от следните съзвездия са зодиакални.

А. Водолей. Б. Стрелец. Б. Заек.

3. Посочете кои от следните съзвездия не са зодиакални.

А. Телец. Б. Змиеносец. Б. Рак.

4. Какво се нарича звезден (или звезден) месец? Посочете правилното твърдение.

А. Периодът на въртене на Луната около Земята спрямо звездите.

Б. Интервалът от време между две пълни лунни затъмнения.

В. Времевият интервал между новолунието и пълнолунието.

5. Какво се нарича синодичен месец? Посочете правилното твърдение.

А. Времеви интервал между пълнолуние и новолуние. Б. Интервалът от време между две последователни еднакви фази на луната.

Б. Време на въртене на Луната около оста си.

6. Посочете продължителността на синодичния месец на Луната.

А. 27,3 дни. Б. 30 дни. Б. 29,5 дни.

Ниво 2: 3 - 4 точки

1. Защо положението на планетите не е посочено на звездните карти?

2. В каква посока е видимото годишно движение на Слънцето спрямо звездите?

3. В каква посока е видимото движение на Луната спрямо звездите?

4. Кое пълно затъмнение (слънчево или лунно) е по-дълго? Защо?

6. В резултат на което се променя положението на точките на изгрев и залез през годината?

Ниво 3: 5 - 6 точки.

1. а) Какво е еклиптиката? Какви съзвездия има върху него?

б) Начертайте как изглежда луната в последната четвърт. По кое време на деня се вижда в тази фаза?

2. а) Какво определя годишното видимо движение на Слънцето по еклиптиката?

б) Начертайте как изглежда луната между новолунието и първата четвърт.

3. а) Намерете на звездната карта съзвездието, в което днес се намира Слънцето.

б) Защо пълните лунни затъмнения се наблюдават на едно и също място на Земята много пъти по-често от пълните слънчеви затъмнения?

4. а) Възможно ли е годишното движение на Слънцето по еклиптиката да се счита за доказателство за въртенето на Земята около Слънцето?

б) Начертайте как изглежда луната в първата четвърт. По кое време на деня се вижда в тази фаза?

5. (а) Каква е причината за видимата светлина на луната?

б) Начертайте как изглежда луната през втората четвърт. По кое време на деня изглежда тя в тази фаза?

6. (а) Как се променя височината на слънцето по обяд през годината?

б) Начертайте как изглежда луната между пълнолунието и последната четвърт.

4-то ниво. 7-8 точки

1. а) Колко пъти през годината можете да видите всички фази на луната?

б)Обедната височина на Слънцето е 30°, а деклинацията му е 19°. Определете географската ширина на мястото за наблюдение.

2. а) Защо виждаме само едната страна на Луната от Земята?

б) На каква височина в Киев (j = 50 o) се случва горната кулминация на звездата Антарес (d = -26 o)? Направете подходяща рисунка.

3. а) Вчера имаше лунно затъмнение. Кога можем да очакваме следващото слънчево затъмнение?

б) Звездата на света с деклинация -3 o 12 / е наблюдавана във Виница на височина 37 o 35 / на южното небе. Определете географската ширина на Виница.

4. а) Защо пълната фаза на лунното затъмнение продължава много по-дълго от пълната фаза на слънчевото затъмнение?

б) Каква е обедната височина на Слънцето на 21 март в точка, чиято географска височина е 52 o?

5. а) Какъв е минималният интервал от време между слънчевото и лунното затъмнение?

б) На каква географска ширина Слънцето ще кулминира по обяд на височина 45 o над хоризонта, ако в този ден деклинацията му е -10 o?

6. а) Луната се вижда в последната четвърт. Може ли следващата седмица да има лунно затъмнение? Обяснете отговора.

б) Каква е географската ширина на мястото на наблюдение, ако на 22 юни Слънцето е наблюдавано по обяд на височина 61 o?

10. Законите на Кеплер.

Ключови въпроси: 1) предмет, задачи, методи и инструменти на небесната механика; 2) формулировки на законите на Кеплер.

Ученикът трябва да може да: 1) решава проблеми, използвайки законите на Кеплер.

В началото на урока се провежда самостоятелна работа (20 минути).

Теория.

Първият закон на Кеплер .

Всяка планета се движи в елипса със Слънцето в един от нейните фокуси.

Втори закон на Кеплер (закон на равните площи ) .

Радиус векторът на планетата описва равни площи за равни интервали от време. Друга формулировка на този закон: секторната скорост на планетата е постоянна.

Третият закон на Кеплер .

Квадратите на орбиталните периоди на планетите около Слънцето са пропорционални на кубовете на големите полуоси на техните елиптични орбити.

Съвременната формулировка на първия закон се допълва по следния начин: при необезпокоявано движение орбитата на движещо се тяло е крива от втори ред - елипса, парабола или хипербола.

За разлика от първите два, третият закон на Кеплер се прилага само за елиптични орбити.

Скоростта на планетата в перихелий

където v c е средната или кръгова скорост на планетата при r = а. Скорост при афелий

Кеплер открива своите закони емпирично. Нютон извежда законите на Кеплер от закона за всемирното привличане. За определяне на масите на небесните тела, обобщението на Нютон на третия закон на Кеплер за всяка система от циркулиращи тела е от голямо значение.

В обобщен вид този закон обикновено се формулира по следния начин: квадратите на периодите T1 и T2 на въртене на две тела около Слънцето, умножени по сумата от масите на всяко тяло (съответно М 1 и М 2) и слънцето ( М), са свързани като кубове на полу-големи оси а 1 и а 2 от техните орбити:

В този случай взаимодействието между телата М 1 и М 2 не се взема предвид. Ако разгледаме движението на планетите около Слънцето, в този случай и, тогава получаваме формулировката на третия закон, даден от самия Кеплер:

Третият закон на Кеплер може да се изрази и като връзка между периода Tобикаляйки около тяло с маса Ми голямата полуос на орбитата а (Же гравитационната константа):

Тук е необходимо да се направи следната забележка. За простота често се казва, че едно тяло се върти около друго, но това е вярно само за случая, когато масата на първото тяло е незначителна в сравнение с масата на второто (привличащ център). Ако масите са сравними, тогава трябва да се вземе предвид и влиянието на по-малко масивно тяло върху по-масивно. В координатна система с начало в центъра на масата, орбитите на двете тела ще бъдат конични сечения, лежащи в една и съща равнина и с фокуси в центъра на масата, с еднакъв ексцентрицитет. Разликата ще бъде само в линейните размери на орбитите (ако телата имат различни маси). Във всеки момент от времето центърът на масата ще лежи на права линия, свързваща центровете на телата и разстоянията до центъра на масата r 1 и r 2 маса на телата М 1 и М 2 съответно са свързани със следната връзка:

Перицентровете и апоцентровете на техните орбити (ако движението е ограничено) на тялото също ще преминат едновременно.

Третият закон на Кеплер може да се използва за определяне на масата на двойните звезди.

Пример.

- Каква би била голямата полуос на орбитата на планетата, ако синодичният период на нейното въртене е равен на една година?

От уравненията на синодичното движение намираме звездния период на въртене на планетата. Възможни са два случая:

Вторият случай не е изпълнен. За определяне на " а»използваме 3-тия закон на Кеплер.

В Слънчевата система няма такава планета.

Елипса се дефинира като геометрично място на точки, за които сумата от разстоянията от две дадени точки (фокуси Е 1 и Е 2) има постоянна стойност и равна на дължината на голямата ос:

r 1 + r 2 = |АА / | = 2а.

Степента на удължаване на елипсата се характеризира с нейната ексцентричност д. Ексцентричност

д = НА/ОА.

Когато фокусът съвпада с центъра д= 0 и елипсата се превръща в кръг .

Голяма ос ае средното разстояние от фокуса (планетата от Слънцето):

а = (AF 1 + Е 1 А /)/2.

Домашна работа: § 6, 7. c.

Ниво 1: 1 - 2 точки.

1. Посочете кои от изброените по-долу планети са вътрешни.

А. Венера. Б. Меркурий. В. Марс.

2. Посочете кои от изброените по-долу планети са външни.

А. Земя. Б. Юпитер. V. Уран.

3. По какви орбити се движат планетите около Слънцето? Посочете верния отговор.

А. В кръгове. Б. Чрез елипси. Б. По параболи.

4. Как се променят периодите на революция на планетите с отстраняването на планетата от Слънцето?

Б. Периодът на въртене на една планета не зависи от нейното разстояние от Слънцето.

5. Посочете коя от изброените по-долу планети може да бъде в превъзходен съвпад.

А. Венера. Б. Марс. Б. Плутон.

6. Посочете кои от изброените по-долу планети могат да се наблюдават в опозиция.

А. Меркурий. Б. Юпитер. Б. Сатурн.

Ниво 2: 3 - 4 точки

1. Може ли Меркурий да се види вечер на изток?

2. Планетата се вижда на разстояние 120 ° от Слънцето. Тази планета външна или вътрешна е?

3. Защо съвпадите не се считат за удобни конфигурации за наблюдение на вътрешните и външните планети?

4. По време на какви конфигурации външните планети са ясно видими?

5. По време на какви конфигурации вътрешните планети са ясно видими?

6. В каква конфигурация могат да бъдат вътрешните и външните планети?

Ниво 3: 5 - 6 точки.

1. а) Кои планети не могат да бъдат в горен съвпад?

6) Какъв е звездният период на революцията на Юпитер, ако неговият синодичен период е 400 дни?

2. а) Кои планети могат да се наблюдават в опозиция? Кои не могат?

б) Колко често се повтарят опозициите на Марс, чийто синодичен период е 1,9 години?

3. а) В каква конфигурация и защо е най-удобно да се наблюдава Марс?

б) Определете звездния период на Марс, като знаете, че неговият синодичен период е 780 дни.

4. (а) Кои планети не могат да бъдат в долен съвпад?

б) След какъв период от време се повтарят моментите на максимално отдалечаване на Венера от Земята, ако нейният звезден период е 225 дни?

5. а) Какви планети могат да се видят до Луната по време на пълнолуние?

б) Какъв е звездният период на въртенето на Венера около Слънцето, ако нейните горни съвпади със Слънцето се повтарят след 1,6 години?

6. а) Възможно ли е да се наблюдава Венера сутрин на запад, а вечер на изток? Обяснете отговора.

б) Какъв ще бъде звездният период на въртенето на външната планета около Слънцето, ако нейните опозиции се повтарят след 1,5 години?

4-то ниво. 7-8 точки

1. а) Как се променя стойността на скоростта на планетата, когато се движи от афелий към перихелий?

б) Голямата полуос на орбитата на Марс е 1,5 AU. д. Какъв е звездният период на неговата революция около Слънцето?

2. а) В коя точка от елиптичната орбита потенциалната енергия на изкуствен спътник на Земята е минимална и в коя точка е максимална?

6) На какво средно разстояние от Слънцето се движи планетата Меркурий, ако нейният период на революция около Слънцето е 0,241 земни години?

3. а) В коя точка от елиптичната орбита кинетичната енергия на изкуствен спътник на Земята е минимална и в коя точка е максимална?

б) Сидеричният период на Юпитер около Слънцето е 12 години. Какво е средното разстояние на Юпитер от Слънцето?

4. а) Каква е орбитата на една планета? Каква форма имат орбитите на планетите? Могат ли планетите да се сблъскат, докато се движат около слънцето?

б) Определете продължителността на марсианската година, ако Марс е средно на 228 милиона километра от Слънцето.

5. а) По кое време на годината линейната скорост на Земята около Слънцето е най-голяма (най-малка) и защо?

б) Каква е голямата полуос на орбитата на Уран, ако звездният период на въртене на тази планета около Слънцето е

6. а) Как се променят кинетичната, потенциалната и пълната механична енергия на планетата, докато се движи около Слънцето?

б) Периодът на обикаляне на Венера около Слънцето е 0,615 земна година. Определете разстоянието от Венера до Слънцето.

Видимо движение на звездите .

1. Какви изводи от теорията на Птолемей се оказаха верни?

Пространственото разположение на небесните тела, разпознаването на тяхното движение, циркулацията на Луната около Земята, възможността за математическо изчисляване на видимите позиции на планетите.

2. Какви недостатъци имаше хелиоцентричната система на света на Н. Коперник?

Светът е ограничен от сферата на неподвижните звезди, запазва се равномерното движение на планетите, запазват се епициклите, недостатъчната точност на предсказване на позициите на планетите.

3. Липсата на какъв очевиден наблюдателен факт е използвана като доказателство за неправилността на теорията на Н. Коперник?

Не открива паралактичното движение на звездите поради своята малка площ и грешки при наблюдение.

4. За определяне на положението на тялото в пространството са необходими три координати. В астрономическите каталози най-често се дават само две координати: ректасцензия и деклинация. Защо?

Третата координата в сферичната координатна система е модулът на радиус вектора - разстоянието до обекта r. Тази координата се определя от по-сложни наблюдения от a и d. В каталозите неговият еквивалент е годишният паралакс, следователно (pc). За проблемите на сферичната астрономия е достатъчно да се знаят само две координати a и d или алтернативни двойки координати: еклиптика - l, b или галактика - л, b.

5. Кои важни кръгове на небесната сфера нямат съответни кръгове на земното кълбо?

Еклиптиката, първият вертикал, цветовете на равноденствието и слънцестоенето.

6. Къде на Земята може някакъв кръг от деклинации да съвпадне с хоризонта?

На екватора.

7. Какви кръгове (малки или големи) на небесната сфера съответстват на вертикалните и хоризонталните нишки на зрителното поле на гониометричния инструмент?

Само големите кръгове на небесната сфера са проектирани като прави линии.

8. Къде на Земята позицията на небесния меридиан е несигурна?

На полюсите на земята.

9. Какво представляват зенитният азимут, часовият ъгъл и ректасцензията на небесните полюси?

Стойности А, T, a в тези случаи са недефинирани.

10. В кои точки на Земята северният полюс на света съвпада със зенита? със северна точка? с надир?

На северния полюс на земята, на екватора, на южния полюс на земята.

11. Изкуствен спътник пресича хоризонталната нишка на гониометъра на разстояние д o вдясно от центъра на зрителното поле, чиито координати А= 0 o , z = 0o. Определете хоризонталните координати на изкуствения спътник в този момент. Как ще се променят координатите на обекта, ако азимутът на инструмента се промени на 180 o?

1) А= 90o, z = д o ; 2) А= 270o, z = до

12. На каква географска ширина на Земята можете да видите:

а) всички звезди на небесното полукълбо във всеки момент от нощта;

б) звезди само на едно полукълбо (северно или южно);

в) всички звезди на небесната сфера?

а) На всяка географска ширина във всеки момент се вижда половината от небесната сфера;

б) на полюсите на Земята се виждат съответно северното и южното полукълбо;

в) на екватора на Земята за период от по-малко от година можете да видите всички звезди на небесната сфера.

13. На какви географски ширини дневният паралел на една звезда съвпада с нейния алмукантарат?

На шир.

14. Къде по земното кълбо всички звезди изгряват и залязват перпендикулярно на хоризонта?

На екватора.

15. Къде по земното кълбо всички звезди се движат успоредно на математическия хоризонт през годината?

На полюсите на земята.

16. Кога звездите на всички географски ширини се движат успоредно на хоризонта по време на дневното движение?

В горната и долната кулминации.

17. Къде на Земята азимутът на някои звезди никога не е равен на нула, а азимутът на други звезди никога не е равен на 180 o?

На земния екватор за звезди c, а за звезди c.

18. Могат ли азимутите на една звезда да бъдат еднакви при горната и долната кулминация? На какво е равно в този случай?

В северното полукълбо за всички звезди с деклинация азимутите на горната и долната кулминация са еднакви и равни на 180 o.

19. В кои два случая височината на звезда над хоризонта не се променя през деня?

Наблюдателят е на един от полюсите на Земята или звездата е на един от полюсите на света.

20. В коя част на небето азимутите на светилата се изменят най-бързо и в коя най-бавно?

Най-бързо в меридиана, най-бавно в първия вертикал.

21. При какви условия азимутът на една звезда не се променя от нейния изгрев до горната й кулминация или, по подобен начин, от нейната горна кулминация до нейната залез?

За наблюдател, който се намира на екватора на Земята и наблюдава звезда с деклинация d = 0.

22. Звездата е над хоризонта за половин ден. Каква е нейната склонност?

За всички географски ширини това е звезда с d = 0; на екватора всяка звезда.

23. Може ли едно светило да премине през точките на изток, зенит, запад и надир за един ден?

Такова явление се случва на екватора на Земята със звезди, разположени на небесния екватор.

24. Две звезди имат еднакъв правоизкачване. На каква географска ширина двете звезди изгряват и залязват едновременно?

На екватора на Земята.

25. Кога дневният паралел на Слънцето съвпада с небесния екватор?

В дните на равноденствията.

26. На каква географска ширина и кога дневният паралел на Слънцето съвпада с първия вертикал?

В дните на равноденствието на екватора.

27. В какви кръгове на небесната сфера, големи или малки, се движи Слънцето в ежедневно движение в дните на равноденствието и дните на слънцестоенето?

В дните на равноденствието дневният паралел на Слънцето съвпада с небесния екватор, който е голям кръг на небесната сфера. В дните на слънцестоенето дневният паралел на Слънцето е малък кръг на 23 o .5 от небесния екватор.

28. Слънцето е залязло в точката на запад. Къде е изгряло на този ден? На кои дати от годината се случва това?

Ако пренебрегнем промяната в деклинацията на Слънцето през деня, тогава изгревът му е бил в точката на изток. Това се случва всяка година на равноденствията.

29. Кога границата между осветеното и неосветеното полукълбо на Земята съвпада със земните меридиани?

Терминаторът съвпада със земните меридиани в дните на равноденствията.

30. Известно е, че височината на Слънцето над хоризонта зависи от движението на наблюдателя по меридиана. Какво тълкуване на това явление е дадено от древногръцкия астроном Анаксагор въз основа на концепцията за плоска Земя?

Видимото движение на Слънцето над хоризонта се тълкува като паралактично изместване и следователно се използва, за да се опита да се определи разстоянието до звездата.

31. Как трябва да бъдат разположени две места на Земята, така че във всеки ден от годината, във всеки час Слънцето, поне в едно от тях, да е над хоризонта или на хоризонта? Какви са координатите (l, j) на такава втора точка за град Рязан? Координати на Рязан: l = 2 ч 39м j = 54 o 38 / .

Желаното място се намира на диаметрално противоположната точка на земното кълбо. За Рязан тази точка е в южната част на Тихия океан и има координати на западна дължина и j = –54 o 38 / .

32. Защо еклиптиката се оказва голяма окръжност на небесната сфера?

Слънцето е в равнината на земната орбита.

33. Колко пъти и кога през годината Слънцето преминава през зенита за наблюдатели, намиращи се на екватора и в тропиците на Земята?

Два пъти годишно по време на равноденствията; веднъж годишно на слънцестоенето.

34. На кои географски ширини здрачът е най-кратък? най-дългия?

На екватора здрачът е най-кратък, тъй като Слънцето изгрява и залязва перпендикулярно на хоризонта. В циркумполярните райони здрачът е най-дълъг, тъй като Слънцето се движи почти успоредно на хоризонта.

35. Колко часа показва слънчевият часовник?

Истинско слънчево време.

36. Възможно ли е да се проектира слънчев часовник, който да показва средното слънчево време, майчинство, лято и т.н.?

Да, но само за определена дата. За различни видовевремето трябва да има свои собствени циферблати.

37. Защо в ежедневието се използва слънчево време, а не звездно време?

Ритъмът на човешкия живот е свързан със Слънцето, а началото на звездния ден пада в различни часове на слънчевия ден.

38. Ако Земята не се въртеше, какви астрономически единици за време биха се запазили?

Сидеричната година и синодичният месец биха били запазени. Чрез тях би било възможно да се въведат по-малки единици за време, както и да се изгради календар.

39. Кога са най-дългите и най-късите истински слънчеви дни в годината?

Най-дългият истински слънчев ден се случва в дните на слънцестоенето, когато скоростта на промяна в десния възход на Слънцето поради движението му по еклиптиката е най-голяма, а през декември денят е по-дълъг от юни, тъй като Земята е в перихелий по това време.

Най-късият ден очевидно е на равноденствията. През септември денят е по-къс от март, защото по това време Земята е по-близо до афелия.

40. Защо дължината на деня на 1 май в Рязан ще бъде по-голяма, отколкото в точка със същата географска ширина, но разположена в Далечния изток?

През този период от годината деклинацията на Слънцето се увеличава ежедневно и поради разликата в моментите на началото на деня на една и съща дата за западните и източните райони на Русия, дължината на деня в Рязан на 1 май ще бъде по-голям, отколкото в по-източните региони.

41. Защо има толкова много видове слънчево време?

Основната причина е комуникацията. Публичен животс дневна светлина. Несходството на истинския слънчев ден води до появата на средно слънчево време. Зависимостта на средното слънчево време от географската дължина на мястото доведе до изобретяването на стандартното време. Необходимостта от пестене на електроенергия доведе до майчинството и лятното часово време.

42. Как ще се промени продължителността на слънчевия ден, ако Земята започне да се върти в посока, обратна на действителната?

Един слънчев ден би бил по-кратък от звездния ден с четири минути.

43. Защо следобедът е по-дълъг от първата половина на деня през януари?

Това се дължи на забележимо увеличение на слънчевата деклинация през деня. Слънцето следобед описва по-голяма дъга в небето, отколкото преди обяд.

44. Защо непрекъснатият полярен ден е по-голям от непрекъснатата полярна нощ?

Поради пречупване. Слънцето изгрява по-рано и залязва по-късно. Освен това в северното полукълбо Земята преминава афелий през лятото и следователно се движи по-бавно, отколкото през зимата.

45. Защо денят винаги е по-дълъг от нощта със 7 минути на земния екватор?

Поради пречупването и наличието на диск близо до Слънцето, денят е по-дълъг от нощта.

46. ​​​​Защо интервалът от време от пролетното равноденствие до есенното равноденствие е по-дълъг от интервала от време между есенното равноденствие и пролетното?

Това явление е следствие от елиптичността на земната орбита. През лятото Земята е в афелий и нейната орбитална скорост е по-малка, отколкото през зимните месеци, когато Земята е в перихелий.

47. Разликата в географските дължини на две места е равна на разликата на кои времена - слънчеви или звездни?

Няма значение. .

48. Колко дати могат да бъдат на Земята по едно и също време?

Обучение

Нуждаете се от помощ при изучаването на тема?

Нашите експерти ще съветват или предоставят услуги за обучение по теми, които ви интересуват.
Подайте заявлениепосочване на темата точно сега, за да разберете за възможността за получаване на консултация.

- уточнение - в идеалния случай работата се извършва в програмата за компютърно обучение IISS "Планетариум"

Без тази програма можете да вършите работата, като използвате движеща се карта звездно небе: карта и кръпка кръг.

Практическа работа с подвижна карта
звездно небе.

Тема . Видимо движение на Слънцето

Цели на урока .

Студентите трябва да могат да:

1. Определете екваториалните координати на светилата на картата и, обратно, знаейки координатите, намерете светилото и определете името му от таблицата;

2. Познавайки екваториалните координати на Слънцето, определете положението му върху небесната сфера;

3. Определяне на времето на изгрев и залез, както и времето, прекарано над хоризонта на звездите и Слънцето;

4. Изчислете височината на звездата над хоризонта в горната кулминация, като знаете географската ширина на мястото на наблюдение и определите екваториалните му координати на картата; реши обратната задача.

5. Определете деклинацията на осветителните тела, които не изгряват или залязват за дадена географска ширина на мястото на наблюдение.

Основни понятия. Екваториални и хоризонтални координатни системи.

Демо материал. Движеща се карта на звездното небе. Планетариум. Илюстрации.

Самостоятелна дейност на учениците.Изпълнение на задачи с помощта на електронен планетариум и подвижна карта на звездното небе.

Светогледен аспект на урока.Формиране на научен подход към изучаването на света.

5. Какво показва знакът за склонение?

6. Каква е деклинацията на точките, лежащи на екватора?

Намерете на картата концентрични кръгове, чийто център съвпада със северния небесен полюс. Тези окръжности са паралели, тоест геометрично място на точки, които имат еднаква деклинация. Първият кръг от екватора има деклинация 30°, вторият - 60°. Деклинацията се измерва от небесния екватор, ако към северния полюс, тогава δ > 0; ако на юг от екватора, тогава δ< 0.

Например, намерете колесничар, параклис. Намира се по средата между паралелите 30° и 60°, така че деклинацията му е приблизително 45°.

Радиалните линии на картата съответстват на деклинационните кръгове. За да определите правилното изкачване на звезда, трябва да определите ъгъла от пролетното равноденствие до кръга на деклинацията, минаващ през тази звезда. За да направите това, свържете северния полюс на света и светилото с права линия и го продължете, докато се пресече с вътрешната граница на картата, на която е посочен часовникът, това е директното изкачване на светилото.

Например, свързваме параклиса със северния полюс на света, продължаваме тази линия до вътрешния край на картата - приблизително 5 часа и 10 минути.

Задача за ученици.

Определете екваториалните координати на светилата и, обратно, намерете светилото по дадените координати. Тествайте се с електронен планетариум.

1. Определете координатите на звездите:

2. Въз основа на приблизителните координати определете кои са това звезди:

3. Определете екваториалните координати и в кои съзвездия са:

За да изпълните следните задачи, запомнете как да определите позицията на Слънцето. Ясно е, че Слънцето винаги е на линията на еклиптиката. Нека свържем календарната дата с права линия с центъра на диаграмата, а пресечната точка на тази линия с еклиптиката е позицията на Слънцето по обяд.

Задача за ученици.

Опция 1

4. Екваториални координати на Слънцето a = 15 h, d = –15°. Определете календарната дата и съзвездието, в което се намира Слънцето.

НО)а= 21 часа,д= 0° B)а= -15°,д= 21 часа B)а= 21 часа,д= -15°

6. Ректно изкачване на Слънцето a = 10h 4min. Коя е най-ярката звезда, която е най-близо до Слънцето в този ден?

НО)асекстант Б)аХидра Б)алъв

За да се определи кои светила са над хоризонта в даден момент, е необходимо да се наложи движещ се кръг върху картата. Комбинирайте времето, посочено на ръба на движещия се кръг, с календарната дата, посочена на ръба на картата, и съзвездията, които виждате в "прозореца", които ще видите над хоризонта в този момент.

През деня небесната сфера прави пълен оборот от изток на запад, а хоризонтът не променя позицията си спрямо наблюдателя. Ако завъртите наслагващия кръг по посока на часовниковата стрелка, имитирайки ежедневното въртене на небесната сфера, тогава ще забележим, че някои светила се издигат над хоризонта, докато други залязват. Като завъртите наслагвания кръг по посока на часовниковата стрелка, забележете позицията на кръга, когато Алдебаран се появи за първи път над хоризонта. Вижте кое време, отбелязано в кръга на наслагването, съответства на желаната дата, това ще бъде желаното време на изгрев. Определете от коя страна на хоризонта се издига Алдебаран. По същия начин определете времето и мястото на залеза на звездата и изчислете продължителността на престоя на светилото над хоризонта.

Задача за ученици.

7. Кое от съзвездията, които еклиптиката пресича, се намира над хоризонта в нашите географски ширини в 22:00 часа на 25 юни?

А) Орел Б) Змиеносец В) Лъв

8. Определете часа на изгрев и залез, продължителността на деня

9. Определете часа на изгрев и залез, продължителността на деня

Запомнете съотношението, чрез което, знаейки екваториалните координати на светилата, можете да изчислите височината на светилото в горната кулминация. Да разгледаме задачата. Нека запишем условието: географска ширина на Москва j = 55°; тъй като датата е известна - 21 март - денят на пролетното равноденствие, можем да определим деклинацията на Слънцето - d \u003d 0 °.

Въпроси към студентите.

1. Дали Слънцето кулминира на юг или на север от зенита? (Защотод < й, тогава Слънцето кулминира на юг).

2. Каква формула трябва да се използва за изчисляване на височината?

3. (h = δ + (90˚ - φ)

4. Изчислете височината на Слънцето. h = 0° + 90° – 55° = 35°

Задача за ученици. С помощта на електронен планетариум определете екваториалните координати на звездите и проверете правилността на решението на задачата.

1. На каква височина е Слънцето по обяд на 22 декември на ширина на Москва 55°?

2. Каква е височината на Вега при горната кулминация за Кишинев (j = 47°2`)?

3. На каква географска ширина Вега кулминира в своя зенит?

4. На какво условие трябва да отговаря деклинацията на Слънцето, за да може Слънцето да премине през зенита по обяд на дадена географска ширина j?