В помощ на учителя по астрономия (за училищата по физика и математика). Наръчник за учители по астрономия Пример за решаване на задача

Нека да разгледаме 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 осигурява най-простия начин за определяне на географската ширина на дадена област φ: ъгловото разстояние на небесния полюс от хоризонта е равно на географската ширина на района. За да се определи географската ширина на дадена област, 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 да 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 Земятанебесният полюс е в зенита, а звездите се движат в кръгове, успоредни на хоризонта (фиг. 14, а). Тук звездите не залязват и не изгряват, височината им над хоризонта е постоянна.

В средните ширинисъществува като възходящИ влизамзвезди 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, в рамките на един ден можеше да се видят съзвездията на цялото звездно небе (фиг. 14, c).

За наблюдател на екватора всички звезди изгряват и залязват перпендикулярно на хоризонта. Всяка звезда тук изминава точно половината от пътя си над хоризонта. За него северният полюс на света съвпада с точката на север, а южният полюс на света съвпада с точката на юг. Световната ос е разположена в хоризонталната равнина (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 разположени дневните траектории на звездите спрямо хоризонта за наблюдател, намиращ се на екватора на Земята? Как се различават от дневните траектории на звездите, видими в СССР, т.е. в средните ширини?

Задача 2

С помощта на еклиметър измерете географската ширина на вашия район въз основа на височината на Полярната звезда и я сравнете с отчитането на географската ширина на географска карта.

3. Височината на осветителните тела в кулминационния момент

Небесният полюс с видимото въртене на небето, отразяващо въртенето на Земята около оста си, заема постоянно положение над хоризонта на дадена географска ширина (виж фиг. 12). В течение на един ден 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 преминаване на светила през небесния меридиан спрямо хоризонта се наричат ​​кулминации. При горната кулминация височината на светилото е максимална, а при долната – минимална. Интервалът от време между кулминациите е половин ден.

U не влизапри дадена ширина φ на светилото M (виж фиг. 15) и двете кулминации са видими (над хоризонта); за звезди, които изгряват и залязват (M 1, M 2, M 3), долната кулминация се случва под хоризонта , под северната точка. За светилото M4, 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 истинско пладне, а моментът на долната кулминация се нарича истинска полунощ.

Нека намерим връзката между височината h на светилото M в горната кулминация, неговата деклинация δ и географската ширина на областта φ. За целта 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 небесния полюс над хоризонта е равна на географската ширина на мястото, т.е. h p =φ. Следователно ъгълът между линията на обяд NS и световната ос PP" е равен на ширината на областта φ, т.е. ∠PON=h p =φ. Очевидно наклонът на равнината на небесния екватор към хоризонта, измерен чрез ∠QOS, ще бъде равно 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 височина на горна кулминация

От тази формула става ясно, че географската ширина може да се определи чрез измерване на надморската височина на всяка звезда с известна деклинация δ в горната кулминация. Трябва да се има предвид, че ако звездата в момента на кулминацията се намира на юг от екватора, тогава нейната деклинация е отрицателна.

Пример за решение на проблем

Задача. Сириус (α B. Canis, вижте Приложение IV) беше в най-високата си кулминация на надморска височина от 10°. Каква е географската ширина на мястото за наблюдение?

Моля, уверете се, че чертежът точно отговаря на условията на проблема.

Упражнение 3

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

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

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

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

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

Използването на астрономически средства е възможно само въз основа на 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 наблюдателя.

На фиг. Фигура 1.22 показва небесната сфера за наблюдател, намиращ се на определена географска ширина. Правата линия SY представлява истинския хоризонт, а правите линии и MU представляват дневните паралели на светилата. От фигурата става ясно, че всички осветителни тела са разделени на незалязващи, неизгряващи, възходящи и залязващи.

Светила, чиито дневни паралели са над хоризонта, не залязват за дадена географска ширина, а светила, чиито дневни паралели са под хоризонта, не изгряват.

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

Ориз. 1. 22. Условия за изгрев и залез

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

Неизгряващите светила в Северното полукълбо ще бъдат онези светила, чиито дневни паралели се намират между паралела MU и Южния небесен полюс. 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 няма да залязат. Всички други светила ще изгряват и залязват. За да изгрява и залязва светило, неговата деклинация трябва да е по абсолютна стойност по-малка от 90° минус географската ширина на наблюдателя, т.е.

Пример 1. Звезда Алиот: деклинация на звездата, географска ширина на позицията на наблюдателя.Определете при какви условия на изгряване и залез е тази звезда на посочената ширина.

Решение 1. Намерете разликата

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

Пример 2. Звезда Сириус; деклинация на звездната ширина на мястото на наблюдателя Определете какви условия на изгряване и залязване е дадена звезда на определената ширина.

Решение 1. Намерете отрицателната разлика от звездата

Сириус има отрицателна деклинация

2. Сравняваме деклинацията на звездата с получената разлика. Тъй като звездата Сириус на посочената ширина е неизгряваща.

Пример 3. Звезда Арктур: деклинация на звездата, географска ширина на позицията на наблюдателя Определете при какви условия на изгряване и залязване е тази звезда на посочената ширина.

Решение 1. Намерете разликата

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

А– азимут на светилото, измерен от точката Юг по линията на математическия хоризонт по посока на часовниковата стрелка в посока запад, север, изток. Измерва се от 0° до 360° или от 0 h до 24 h.

ч– височината на светилото, измерена от точката на пресичане на височинния кръг с линията на математическия хоризонт, по височинния кръг 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.

Ректасцензията 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 са звездни карти и каталози. Координатите са постоянни.

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

3) Ориентиране по суша, море и космос.

4) Проверка на времето.
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 наименувайте обектите, които имат координати:

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

2. Използвайки звездната карта, определете екваториалните координати на следните звезди:

1)  Голяма мечка; 2)  Китай.

3. Изразете 9 h 15 m 11 s в градуси.

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

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

5. Използвайки звездната карта, определете екваториалните координати на следните звезди:

1)  Везни; 2)  Орион.

6. Изразете 13 h 20 m в градуси.

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

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

4. Кулминация на светилата.

Теорема за надморската височина на небесния полюс.
Ключови въпроси: 1) астрономически методи за определяне на географската ширина; 2) като използвате движеща се звездна карта, определете условията на видимост на осветителните тела на дадена дата и час от деня; 3) решаване на проблеми с помощта на връзки, свързващи географската ширина на мястото на наблюдение с височината на звездата в нейната кулминация.
Кулминацията на светилата. Разлика между горната и долната кулминация. Работа с карта за определяне на времето на кулминациите. Теорема за надморската височина на небесния полюс. Практически начини за определяне на географската ширина на дадена област.

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

а) звездата кулминира между зенита и южната точка;

б) звездата кулминира между зенита и небесния полюс.

Използване на теоремата за височината на небесния полюс:

– височината на небесния полюс (Полярната звезда) над хоризонта е равна на географската ширина на мястото на наблюдение

.

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

За долната кулминация на звездата М 1:

Начало дават задача да се получи 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. Задайте движещата се 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) 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 горната кулминация на височина 64 o 13 / южно от зенитната точка.

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

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

сам:

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

а) никога не се изкачва; 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 чертеж, докажете, че в случай на горна кулминация на светилото на север от зенита, то ще има височина ч= 90 о +  – .

4. Азимутът на звездата е 315 o, надморската височина 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, чиято кулминация е на място с географска ширина  север?

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

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

9. Звезда, която описва дъга от 180 градуса над хоризонта от изгрев до залез, е на 60 градуса от зенита по време на горната кулминация. 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 градуса от северния полюс на света. Винаги ли е над хоризонта Брест ( = 52 o 06 /)? [Винаги]

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

13. Азимутът на светилото е 45 o, надморската височина е 45 o. В коя посока на небето да търсим това светило?

14. При определяне на географската ширина на дадено място необходимата стойност се приемаше равна на височината на Полярната звезда (89 o 10 / 14 //), измерена в момента 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 бъде това светило незалязващо в точка с географска ширина ; така че да не е възходящо?

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

17. Звездата Фомалхаут (-Doradus) изгрява ли в Мурманск ( = 68 o 59 /), чиято деклинация е –29 o 53 /? [Не става]

18. Докажете от чертежа, от долната кулминация на звездата, че ч=  – (90 o – ).

Определяне на географска дължина.
Ключови въпроси: 1) разлики между понятията сидерично, слънчево, местно, зоново, сезонно и универсално време; 2) принципи за определяне на времето въз основа на астрономически наблюдения; 3) астрономически методи за определяне на географската дължина на дадена област.

Студентите трябва да могат да: 1) решават задачи за изчисляване на час и дати и преобразуване 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. Използвайки движеща се карта, идентифицирайте 2 - 3 съзвездия, видими на ширина 53o в Северното полукълбо.

2. Определете азимута и надморската височина на звездата по време на урока:

Опция 1.  Б. Мечка,  Лъв.

Вариант 2.  Орион,  Орел.

Основен материал.

Развийте концепции за дни и други единици за време. Появата на който и да е от тях (ден, седмица, месец, година) се свързва с астрономията и се основава на продължителността на космическото явление (въртенето на Земята около оста си, революцията на Луната около Земята и въртенето на Земята около Слънцето).

Въведете понятието звездно време.

Обърнете внимание на следното; моменти:

– продължителността на деня и годината зависи от отправната система, в която се разглежда движението на Земята (дали е свързано с неподвижните звезди, Слънцето и др.). Изборът на отправна система се отразява в името на единицата за време.

– продължителността на единиците време се свързва 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 увеличаване на точността на часовниците.

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

Обяснете причините за промените в продължителността на слънчевите дни през годината. За да направите това, трябва да сравните моментите на две последователни кулминации на Слънцето и всяка звезда. Ние мислено избираме звездата, която ще кулминира за първи път едновременно със Слънцето. Следващия път звездата и Слънцето няма да кулминират по едно и също време. Слънцето ще кулминира около 4 ч минути по-късно, тъй като на фона на звездите ще се премести с около 1 // поради движението на Земята около Слънцето. Това движение обаче не е равномерно поради неравномерното движение на Земята около Слънцето (учениците ще разберат това, след като изучават 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 средното слънчево време.

Предоставете по-точни данни: средният слънчев ден е с 3 минути 56 s по-кратък от звездния ден, а 24 часа 00 минути 00 s звездно време е равно на 23 часа 56 min 4 s средно слънчево време.

Универсалното време се определя като местното средно слънчево време на главния (Гринуички) меридиан.

Цялата повърхност на Земята е условно разделена на 24 области (часови зони), ограничени от меридиани. Нулевата часова зона е разположена симетрично спрямо главния меридиан. Часовите зони са номерирани от 0 до 23 от запад на изток. Действителните граници на часовите зони съвпадат с административните граници на областите, регионите или щатите. Централните меридиани на часовите зони са на разстояние 15 o (1 час) един от друг, следователно при преминаване от една часова зона в друга времето се променя с цял брой часове, но броят на минутите и секундите не се променя. Нов календарен ден (както и нова календарна година) започва на линията за дата, която минава главно по меридиана на 180 o. близо до североизточната граница на Руската федерация. На запад от линията за дати денят от месеца винаги е с един повече от източно от нея. 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 при определяне на времето на движението на хората, пътуващи от източното към западното полукълбо на Земята и обратно.

Календар. Ограничете се до разглеждане на кратка история на календара като част от културата. Необходимо е да се подчертаят трите основни вида календари (лунен, слънчев и лунно-слънчев), да се каже каква е тяхната основа и да се спрем 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 познаване на точното време и координати на точки на 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 в стойностите на географската дължина на тези точки, което прави възможно определянето на дължината на конкретна точка от астрономически наблюдения на Слънцето и други осветителни тела и, обратно, местно време във всяка точка с известна географска дължина.

За да се изчисли географската дължина на дадена област, е необходимо да се определи моментът на кулминация на звезда с известни екваториални координати. След това с помощта на специални таблици (или калкулатор) времето за наблюдение се преобразува от слънчево средно 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 единиците за време от една система в друга.

Моментите на кулминацията на светилата се определят с помощта на пасажерски инструмент - телескоп, укрепен по специален начин. Телескопът на такъв телескоп може да се върти само около хоризонтална ос, а оста е фиксирана в посока запад-изток. Така инструментът се завърта от точката на юг през зенита и небесния полюс към точката на север, т.е. проследява небесния меридиан. Вертикална нишка в зрителното поле на тръбата на телескопа служи като маркировка на меридиана. В момента, в който звезда преминава през небесния меридиан (в горната кулминация), звездното време е равно на право изкачване. Пасажният инструмент е направен за първи път 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 моменти и периоди от време стимулира развитието на астрономията и физиката. До средата на 20 век. астрономическите методи за измерване, съхраняване на време и времеви стандарти са в основата на дейностите на световната служба за времето. Точността на часовника се контролира и коригира чрез астрономически наблюдения. В момента развитието на физиката доведе до създаването на по-точни методи за определяне на времето и стандартите. Съвременните атомни часовници дават грешка от 1 s на 10 милиона години. С помощта на тези часовници и други инструменти бяха изяснени 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 запаметяване на времето.

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

1. Истинският слънчев ден е периодът от време между две последователни кулминации със същото име в центъра на слънчевия диск.

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

3. Средният слънчев ден е периодът от време между двете едноименни кулминации на средното екваториално Слънце.

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

5. Слънчевият ден се различава от звездния 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 две съседни зони 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 сутринта на 12 октомври и се отправи на запад, пристигна във Владивосток точно 16 дни по-късно. Кой ден от месеца и 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 международната линия за дата в посока изток на запад (както в нашия случай), една календарна дата се изхвърля от броенето.

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

Нека е на RPS. 11-ият полукръг представлява меридиана, P е северният небесен полюс, OQ е следата на екваториалната равнина. Ъгълът PON, равен на ъгъла QOZ, е географската цаца на мястото ip (§ 17). Тези ъгли се измерват от дъгите NP и QZ, които следователно също са равни на да; деклинацията на светилото Mie, разположено в горната кулминация, се измерва с дъгата QAlr. Означавайки неговото зенитно разстояние с r, получаваме за светилото кулминация 1, k, ul- lest (,* южно от зенита:

За такива светила, очевидно, „

Ако светилото преминава през меридиана на север от зенита (точка M/), тогава деклинацията му ще бъде QM(\n получаваме

аз! В този случай, събирайки 90°, получаваме височината

звезди h в момента на горната кул- ,

Minatspp. p M, Z

И накрая, ако b - e, тогава звездата в горната кулминация преминава през зенита.

Височината на светилото (UM) също се определя просто в долната M, кулминация, т.е. в момента на преминаването му през меридиана между небесния полюс (P) и северната точка (N).

От фиг. 11 се вижда, че височината h2 на осветителното тяло (М2) се определя от дъгата ДШ2 и е равна на h2 - NP-М2Р. Дъгова дъга M2P-p2,

т.е. разстоянието на звездата от полюса. Тъй като p2 = 90 - 52> тогава

h2 = y-"ri2 - 90°. (3)

Формули (1), (2) и (3) имат широко приложение.

Упражнения по глава /

1. Докажете, че екваторът пресича хоризонта в точки на 90° от точките север и юг (в точките изток и запад).

2. Какви са часовият ъгъл и зенитният азимут?

3. Какви са деклинацията и часовият ъгъл на западната точка и източната точка?

4. Какъв вид равнина образува екваторът с хоризонта на ширина -(-55°? ​​​​-)-40°?

5. Има ли разлика между северния небесен полюс и северната точка?

6. Коя точка на небесния екватор е най-високо над хоризонта? Какво е зенитното разстояние на тази точка за географска ширина?<р?

7. Ако звезда е изгряла в точка на североизток, в коя точка на хоризонта ще залезе? Какви са азимутите на точките на изгрев и залез?

8. Какъв е азимутът на звездата в момента на горната кулминация за място под ширина cp? Еднакво ли е за всички звезди?

9. Каква е деклинацията на северния небесен полюс? Южен полюс?

10. Каква е зенитната фолиация за място с географска ширина o? деклинация на северната точка? точки на юг?

11. В каква посока се движи звездата при долната кулминация?

12. Полярната звезда е на 1° от небесния полюс. Каква е неговата деклинация?

13. Каква е височината на Полярната звезда при горната кулминация за място под географска ширина cf? Същото за долната кулминация?

14. На какво условие трябва да отговаря деклинацията S на една звезда, за да не залезе на ширина 9? така че да е невъзходящ?

15. Какво е причинило ъгловия радиус на кръга от залязващи звезди в Ленинград (“p = - 9°57”)?” В Ташкент (срг-41ъ18")?"

16. Каква е деклинацията на звездите, преминаващи през зенита в Ленинград и Ташкент? Подходящи ли са за тези градове?

17. На какво зенитно разстояние звездата Капела преминава през горната кулминация (i - -\-45°5T) в Ленинград? в Ташкент?

18. До каква деклинация се виждат звездите на южното полукълбо в тези градове?

19. От каква географска ширина можете да видите Канопус, най-ярката звезда в небето след Сириус (около - - 53°), когато пътувате на юг? Необходимо ли е да напуснете територията на СССР за това (проверете картата)? На каква географска ширина Капой ще стане незалязваща звезда?

20. Каква е височината на параклиса при долната кулминация в Москва = + 5-g<°45")? в Ташкенте?

21. Защо ректасценциите се броят от запад на изток, а не в обратната посока?

22. Двете най-ярки звезди в северното небе са Вега (a=18ft 35t) и Капела (g -13da). В коя страна на небето (западна или източна) и под какви часови ъгли се намират в момента на горната кулминация на пролетното равноденствие? В момента на долната кулминация на същата точка?

23. Какъв интервал от звездно време преминава от долната кулминация на Капела до горната кулминация на Берн?

24. Какъв часов ъгъл има Капела в момента на горната кулминация на Бега? В момента на най-ниската й кулминация?

25. По кое време в звездното време изгрява пролетното равноденствие? влизам?

26. Докажете, че за наблюдател на екватора на Земята азимутът на звездата по време на изгрев (AE) и по време на залез (A^r) е много просто свързан с деклинацията на звездата (i).

В ПОМОЩ НА УЧИТЕЛ 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. Значението на астрономията в живота на обществото. 5. Астрономически наблюдения и техните особености.

Демонстрации и ОПС: 1. Земен глобус, фолио: снимки на Слънцето и Луната, планети в звездното небе, галактики. 2. Уреди за наблюдение и измервания: телескопи, теодолит.

[Астрон- осветително тяло; номос- закон]

Астрономията изучава необятния свят около 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 модели на развитие на Вселената)

Астрологията е учение, което твърди, че чрез относителните позиции на Слънцето, планетите, на фона на съзвездията, могат да се предсказват явления, съдби и събития.

Вселената е целият материален свят, неограничен в пространството и развиващ се във времето. Три понятия: микросвят, макросвят, 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– рефракция (обектив – лещи), рефлектор– отразяват (леща – огледало).

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

Характеристики на оптичния телескоп:

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

2) Е– фокусно разстояние на обектива.

3) Е/д– относителна дупка.

4) Увеличение на телескопа, където дв милиметри.

Най-голямата д= 102 см, Е= 1940 см.

Рефлектор - за изучаване на физическата природа на небесните тела. Лещата е вдлъбнато огледало с лека кривина, изработено от дебело стъкло, Алпрахът се напръсква от другата страна под високо налягане. Лъчите се събират във фокалната равнина, където се намира 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 в зависимост от увеличението?

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

2 . Защо, когато се наблюдават от Земята, смятате, че звездите се движат през небесната сфера през нощта?

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. Съвременните технологии позволяват тези части от спектъра да се наблюдават от балони, изкуствени спътници на Земята или от по-отдалечени точки.

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

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

5 . Назовете двете основни части на телескопа.

Леща – събира светлина и изгражда изображение. Окуляр – увеличава изображението, създадено от лещата.

За самостоятелна работа.

Ниво 1: 1 – 2 точки

1 . Кой от следните учени е изиграл основна роля в развитието на астрономията? Моля, 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 тя се занимава с... (посочете правилното твърдение)

А. ... изследване на обекти и явления, независими от хората;

Б. ... изследването на материята и енергията при условия, невъзможни за възпроизвеждане на Земята;

Б. ... изследване на най-общите закони на Мегасвета, част от който е самият човек.

3 . Един от химичните елементи, изброени по-долу, е открит за първи път чрез астрономически наблюдения. Моля, посочете кой?

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 е невъзможно нито с око, нито с телескоп да се определи кое от тях е по-близо и кое е по-далече.

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

А. В рамките на голям град.

Б. Далеч от голям град, високо в планината.

Б. На космическа станция.

6 , Защо телескопите се използват за астрономически наблюдения? Моля, посочете правилното твърдение.

А. За да се получи уголемен образ на небесно тяло.

Б. Да събира повече светлина и да вижда 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 изследването на Вселената?

4. Избройте астрономически 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 човешката история. С каква цел древният човек е наблюдавал небесните тела? Напишете какви проблеми са решавали хората в древността, използвайки тези наблюдения.

Ниво 3: 5 – 6 точки

1. Защо слънцето изгрява и залязва?

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

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

4. За какво се използват телескопите при наблюдение на Луната и планетите?

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

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

Ниво 4. 7-8 точки

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

2. По отношение на своя линеен диаметър, Слънцето е приблизително 400 пъти по-голямо от Луната. Защо привидните им 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. Разлика между звездите в яркост (осветеност), цвят. 3. Големина. 4. Видимо дневно движение на звездите. 5. небесна сфера, нейните основни точки, прави, равнини. 6. Звездна карта. 7. Екваториален SC.

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

За първи път звездите са обозначени с букви от гръцката азбука. В атласа на съзвездието Байгер през 18 век рисунките на съзвездията изчезнаха. Магнитудите са посочени на картата.

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

a Лира - Вега, a Лебедева - Денеб, a Bootes - Арктур, a Auriga - Capella, a B. Canis - Сириус.

Слънцето, Луната и планетите не са посочени на картите. Пътят на Слънцето е показан на еклиптиката с римски цифри. Звездните карти показват решетка 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 относителните позиции на светилата в небето. Радиусът се приема като 1 Pc.

88 съзвездия, 12 зодиака. Може грубо да се раздели на:

1) лято - Лира, Лебед, Орел 2) есен - Пегас с Андромеда, Касиопея 3) зима - Орион, B. Canis, M. Canis 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 – точка юг. Линия Н.С.- 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 меридианнаречена голямата окръжност на небесната сфера, преминаваща през зенита З, небесен полюс Р, южен небесен полюс 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, когато се наблюдава от северния полюс на Земята, е в зенита.

Всички звезди изгряват под прав ъгъл спрямо хоризонта в източната част на небето и също залязват под хоризонта в западната част. Небесната сфера се върти около ос, минаваща през полюсите на света, разположени точно на хоризонта на екватора.

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

Земята прави един оборот за 24 часа - 360 градуса. 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 от звездната карта.

Нека заменим името на звездата с буквено обозначение (лира) и да намерим позицията й на звездната карта. През въображаема точка начертаваме окръжност с деклинация, докато тя се пресече с небесния екватор. Дъгата на небесния екватор, която се намира между точката на пролетното равноденствие и точката на пресичане на окръжността на деклинация на звезда с небесния екватор, е правото изкачване на тази звезда, измерено по протежение на небесния екватор към видимата дневно въртене на небесната сфера. Ъгловото разстояние, измерено по окръжността 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, ние определяме местното време на залеза на звездата. Получаваме

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

Инсталираме горния кръг така, че звездата Регул (Лъв) да е на линията на небесния меридиан (0 ч – 12чмащаб на горния кръг) южно от северния полюс. На циферблата на апликирания кръг намираме знака 21 и срещу него на ръба на апликирания 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 приблизително 2,512 пъти. Тогава разлика от 5 магнитуда ще се равнява на 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 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). Като цяло съотношението на видимата яркост на две звезди е свързано с разликата в техните видими величини чрез проста зависимост:

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.

Нека вземем логаритми от двете страни на горната зависимост:

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 област от небето, в която има светила, разположени на различни разстояния от нас. Следователно изразът „летя до съзвездие“ 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 еднакъв произход.

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

B. Съзвездие се отнася до област от небето в някои установени граници.

2. Звездите имат различна яркост и цвят. Към кои звезди принадлежи нашето Слънце? Моля, посочете верния отговор.

А. Към белите. Б. Към жълтите.

Б. Към червените.

3. Най-ярките звезди бяха наречени звезди от първа величина, а най-слабите бяха наречени звезди от шеста величина. Колко пъти по-ярки са звездите от 1-ва величина от звездите от 6-та величина? Моля, посочете верния отговор.

А. 100 пъти.

Б. 50 пъти.

Б. 25 пъти.

4. Какво представлява небесната сфера? Изберете правилното твърдение.

А. Кръг от земната повърхност, ограничен 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 на земното кълбо в точката, където се намира наблюдателят.

5. Какво се нарича деклинация? Изберете правилното твърдение.

А. Ъгловото разстояние на звездата от небесния екватор.

Б. Ъгълът между линията на хоризонта и осветителното тяло.

Б. Ъгловото 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.

B. Ъгълът между линията на обяд и оста на видимо въртене на небесната сфера (небесната ос)

Б. Ъгълът между равнините на големи кръгове, едната минаваща през полюсите на света и дадено светило, а другата през полюсите на света и точката на пролетното равноденствие, разположена 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 разположена оста на света спрямо земната ос? Спрямо равнината на небесния меридиан?

3. В какви точки небесният екватор се пресича с 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 лежи равнината на хоризонта спрямо повърхността на земното кълбо?

Ниво 3: 5 – 6 точки.

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

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

1) Голяма мечка; 2) β Китай.

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

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

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

1) Везни; 2) g Орион.

6. Изразете 13 часа 20 минути в градуси.

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

8. Използвайки звездната карта, определете съзвездието, в което се намира галактиката M31, ако нейните координати са a = 0 h 40 min, d = +41 o.

Ниво 4. 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 са по-слаби от звездите от 1-ва величина?

2. Яркостта на звездата се променя 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 Majoris 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– азимут на светилото, измерен от точката Юг по линията на математическия хоризонт по посока на часовниковата стрелка в посока запад, север, изток. Измерва се от 0° до 360° или от 0 h до 24 h.

ч– височината на светилото, измерена от точката на пресичане на височинния кръг с линията на математическия хоризонт, по височинния кръг 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 дават предимство пред хоризонталните координати:

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

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

3) Ориентиране по суша, море и космос.

4) Проверка на времето.

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 наименувайте обектите, които имат координати:

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

2. Използвайки звездната карта, определете екваториалните координати на следните звезди:

1) голяма мечка; 2) b Китай.

3. Изразете 9 h 15 m 11 s в градуси.

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

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

5. Използвайки звездната карта, определете екваториалните координати на следните звезди:

1) Везни; 2) g Орион.

6. Изразете 13 h 20 m в градуси.

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

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

4. Кулминация на светилата.

Теорема за надморската височина на небесния полюс.

Ключови въпроси: 1) астрономически методи за определяне на географската ширина; 2) като използвате движеща се звездна карта, определете условията на видимост на осветителните тела на дадена дата и час от деня; 3) решаване на проблеми с помощта на връзки, свързващи географската ширина на мястото на наблюдение с височината на звездата в нейната кулминация.

Кулминацията на светилата. Разлика между горната и долната кулминация. Работа с карта за определяне на времето на кулминациите. Теорема за надморската височина на небесния полюс. Практически начини за определяне на географската ширина на дадена област.

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

а) звездата кулминира между зенита и южната точка;

б) звездата кулминира между зенита и небесния полюс.

Използване на теоремата за височината на небесния полюс:

– височината на небесния полюс (Полярната звезда) над хоризонта е равна на географската ширина на мястото на наблюдение

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

За долната кулминация на звездата М 1:

Начало дават задача да се получи 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 движеща се 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 горната кулминация на височина 64 o 13 / южно от зенитната точка.

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

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

сам:

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

а) никога не се изкачва; 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 с рисунка.

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 чертеж, докажете, че в случай на горна кулминация на светилото на север от зенита, то ще има височина ч= 90 o + j – d.

4. Азимутът на звездата е 315 o, надморската височина 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, които кулминират на място с географска ширина j на север?

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

8. Възможно ли е да се види звездата Сириус (d = –16 o 39 /) в метеорологичните станции, разположени на о. Диксън (j = 73 o 30 /) и във Верхоянск (j = 67 o 33 /)? [На около. Диксън не, не във Верхоянск]

9. Звезда, която описва дъга от 180 градуса над хоризонта от изгрев до залез, е на 60 градуса от зенита по време на горната кулминация. 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 градуса от северния полюс на света. Винаги ли е над хоризонта на Брест (j = 52 o 06 /)? [Винаги]

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

13. Азимутът на светилото е 45 o, надморската височина е 45 o. В коя посока на небето да търсим това светило?

14. При определяне на географската ширина на дадено място необходимата стойност се приемаше равна на височината на Полярната звезда (89 o 10 / 14 //), измерена в момента 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 осветителното тяло, за да бъде това осветително тяло незалязващо в точка с географска ширина j; така че да не е възходящо?

16. Ректасцензията на звездата Алдебаран (а-Телец) е 68 o 15/.Изразете го в единици за време.

17. Дали звездата Фомалхаут (a-Doradus) изгрява 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. к.в.

5. Измерване на времето.

Определяне на географска дължина.

Ключови въпроси: 1) разлики между понятията сидерично, слънчево, местно, зоново, сезонно и универсално време; 2) принципи за определяне на времето въз основа на астрономически наблюдения; 3) астрономически методи за определяне на географската дължина на дадена област.

Студентите трябва да могат да: 1) решават задачи за изчисляване на час и дати и преобразуване 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. Използвайки движеща се карта, идентифицирайте 2 - 3 съзвездия, видими на ширина 53o в Северното полукълбо.

2. Определете азимута и надморската височина на звездата по време на урока:

Опция 1. Б. Мечка, Лъв.

Вариант 2. b Орион, орел.

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

Основен материал.

Развийте концепции за дни и други единици за време. Появата на който и да е от тях (ден, седмица, месец, година) се свързва с астрономията и се основава на продължителността на космическото явление (въртенето на Земята около оста си, революцията на Луната около Земята и въртенето на Земята около Слънцето).

Въведете понятието звездно време.

Обърнете внимание на следното; моменти:

– продължителността на деня и годината зависи от отправната система, в която се разглежда движението на Земята (дали е свързано с неподвижните звезди, Слънцето и др.). Изборът на отправна система се отразява в името на единицата за време.

– продължителността на единиците време се свързва 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 увеличаване на точността на часовниците.

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

Обяснете причините за промените в продължителността на слънчевите дни през годината. За да направите това, трябва да сравните моментите на две последователни кулминации на Слънцето и всяка звезда. Ние мислено избираме звездата, която ще кулминира за първи път едновременно със Слънцето. Следващия път звездата и Слънцето няма да кулминират по едно и също време. Слънцето ще кулминира около 4 ч минути по-късно, тъй като на фона на звездите ще се премести с около 1 // поради движението на Земята около Слънцето. Това движение обаче не е равномерно поради неравномерното движение на Земята около Слънцето (учениците ще разберат това, след като изучават 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 средното слънчево време.

Предоставете по-точни данни: средният слънчев ден е с 3 минути 56 s по-кратък от звездния ден, а 24 часа 00 минути 00 s звездно време е равно на 23 часа 56 min 4 s средно слънчево време.

Универсалното време се определя като местното средно слънчево време на главния (Гринуички) меридиан.

Цялата повърхност на Земята е условно разделена на 24 области (часови зони), ограничени от меридиани. Нулевата часова зона е разположена симетрично спрямо главния меридиан. Часовите зони са номерирани от 0 до 23 от запад на изток. Действителните граници на часовите зони съвпадат с административните граници на областите, регионите или щатите. Централните меридиани на часовите зони са на разстояние 15 o (1 час) един от друг, следователно при преминаване от една часова зона в друга времето се променя с цял брой часове, но броят на минутите и секундите не се променя. Нов календарен ден (както и нова календарна година) започва на линията за дата, която минава главно по меридиана на 180 o. близо до североизточната граница на Руската федерация. На запад от линията за дати денят от месеца винаги е с един повече от източно от нея. 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 при определяне на времето на движението на хората, пътуващи от източното към западното полукълбо на Земята и обратно.

Календар. Ограничете се до разглеждане на кратка история на календара като част от културата. Необходимо е да се подчертаят трите основни вида календари (лунен, слънчев и лунно-слънчев), да се каже каква е тяхната основа и да се спрем 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 познаване на точното време и координати на точки на 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 в стойностите на географската дължина на тези точки, което прави възможно определянето на дължината на конкретна точка от астрономически наблюдения на Слънцето и други осветителни тела и, обратно, местно време във всяка точка с известна географска дължина.

За да се изчисли географската дължина на дадена област, е необходимо да се определи моментът на кулминация на звезда с известни екваториални координати. След това с помощта на специални таблици (или калкулатор) времето за наблюдение се преобразува от слънчево средно 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 единиците за време от една система в друга.

Моментите на кулминацията на светилата се определят с помощта на пасажерски инструмент - телескоп, укрепен по специален начин. Телескопът на такъв телескоп може да се върти само около хоризонтална ос, а оста е фиксирана в посока запад-изток. Така инструментът се завърта от точката на юг през зенита и небесния полюс към точката на север, т.е. проследява небесния меридиан. Вертикална нишка в зрителното поле на тръбата на телескопа служи като маркировка на меридиана. В момента, в който звезда преминава през небесния меридиан (в горната кулминация), звездното време е равно на право изкачване. Пасажният инструмент е направен за първи път 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 моменти и периоди от време стимулира развитието на астрономията и физиката. До средата на 20 век. астрономическите методи за измерване, съхраняване на време и времеви стандарти са в основата на дейностите на световната служба за времето. Точността на часовника се контролира и коригира чрез астрономически наблюдения. В момента развитието на физиката доведе до създаването на по-точни методи за определяне на времето и стандартите. Съвременните атомни часовници дават грешка от 1 s на 10 милиона години. С помощта на тези часовници и други инструменти бяха изяснени 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 на наблюдение, ако:

а) в местния обяд пътешественикът отбеляза 14:13 часа по Гринуич.

б) използвайки точните времеви сигнали от 8:00 m 00 s, геологът записва 10:13 m 42 s местно време.

Като се има предвид това

в) навигаторът на самолета в 17:52:37 местно време получи сигнал за гринуичко време 12:00:00.

Като се има предвид това

1 h = 15 o, 1 m = 15 / и 1 s = 15 //, имаме.

г) пътешественикът е отбелязал 17:35 на местно обяд.

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

Задача 2.

Пътуващите забелязали, че според местното време лунното затъмнение е започнало в 15:15, докато според астрономическия календар е трябвало да се случи в 3:51 по Гринуич. Каква е географската дължина на местоположението им.

Задача 3.

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

Познавайки московското лятно време, ще намерим 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 запаметяване на времето.

6. Хелиоцентрична система на Коперник.

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

Фронтален разговор.

1. Истинският слънчев ден е периодът от време между две последователни кулминации със същото име в центъра на слънчевия диск.

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

3. Средният слънчев ден е периодът от време между двете едноименни кулминации на средното екваториално Слънце.

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

5. Слънчевият ден се различава от звездния 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 две съседни зони от запад на изток часовникът трябва да се премести с един час напред, а от изток на запад - с един час назад.

Вижте примерно решение задачи.

Корабът, който напусна Сан Франциско в сряда сутринта на 12 октомври и се отправи на запад, пристигна във Владивосток точно 16 дни по-късно. Кой ден от месеца и 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?

Когато решавате проблема, трябва да вземете предвид, че по пътя от Сан Франциско до Владивосток корабът ще пресече конвенционална линия, наречена международна линия за дата. Минава по земния меридиан с географска дължина 180o или близка до нея.

При пресичане на международната линия за дата в посока изток на запад (както в нашия случай), една календарна дата се изхвърля от броенето.

Магелан и неговите спътници за първи път се сблъскаха 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, армилярна сфера и 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 съставлява 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 неговия основен труд „Алмагест“ („Великата математическа конструкция на астрономията в XIII книги“) - енциклопедия на астрономическите знания на древните. Алмагестът съдържа и информация за праволинейна и сферична тригонометрия и за първи път е дадено решението на редица математически задачи. В областта на оптиката той изучава пречупването и пречупването на светлината. В работата си „География“ той дава колекция от географска информация 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 в продължение на векове. Николай Коперник окончателно разби идеята за неподвижността на Земята. Коперник (Коперник, Коперник) Николай (1473 – 1543), велик 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 своята ос и въртенето на планетите (включително Земята) около Слънцето. Той очертава своето учение в произведението „За въртенията на небесните сфери“ (1543 г.), което е забранено от Католическата църква от 1616 до 1828 г.

Коперник показа, че именно въртенето на Земята около Слънцето може да обясни видимите кръгообразни движения на планетите. Центърът на планетарната система е Слънцето.

Оста на въртене на Земята е наклонена спрямо орбиталната ос под ъгъл от приблизително 23,5°. Ако не беше този наклон, сезоните нямаше да съществуват. Редовната смяна на сезоните е следствие от движението на Земята около Слънцето и наклона на оста на въртене на Земята спрямо орбиталната равнина.

Тъй като, когато се наблюдава от Земята, движението на планетите около Слънцето също се наслагва върху движението на Земята по нейната орбита, планетите се движат по небето или от изток на запад (директно движение), или от запад на изток (ретроградно движение). Моментите на промяна на посоката се наричат стоящ. Ако поставите този път на карта, ще се окаже примка. Колкото по-голямо е разстоянието между планетата и Земята, толкова по-малка е примката. Планетите описват цикли, а не просто се движат напред-назад по една линия, единствено поради факта, че равнините на техните орбити не съвпадат с равнината на еклиптиката.

Планетите се делят на две групи: долни ( вътрешни) – Меркурий и Венера – и горна ( външен) – 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 – 48°. По време на източната елонгация вътрешната планета се вижда на запад, в лъчите на вечерната зора, малко след залез слънце. По време на западната елонгация вътрешната планета се вижда на изток, в лъчите на зората, малко преди изгрев слънце. 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 си ъглови размери, но изглеждат като тесни полумесеци. При фазов ъгъл j = 90 o, половината от планетарния диск е осветена, фаза Φ = 0,5. При горна връзка долните планети са напълно осветени, но са слабо видими от Земята, тъй като са зад Слънцето.

Планетарни конфигурации.

Домашна работа: § 3. к.в.

7. Планетарни конфигурации. Разрешаване на проблем.

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

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

Теория. Посочете основните конфигурации за горните (долните) планети. Определете синодичния и звездния период.

Да кажем, че в началния момент минутната и часовата стрелка съвпадат. Периодът от време, след който стрелките се срещат отново, няма да съвпада 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 ръцете се повтарят.

Ъгловата скорост на минутната и часовата стрелка е . През синодичния период Счасовата стрелка на часовника ще пътува

и минута

Като извадим пътищата, получаваме или

Запишете формули, 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 условията на проблема T = С, Където T– звезден период, времето на въртене на планетата 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, като направи подобна подмяна

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 случват на всеки 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 се извършва по и близо до еклиптиката с променлива ъглова скорост и периодични промени 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. Идеята за зодиакалните знаци 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 се намират в съзвездието Риби.

За самостоятелна работа.

С помощта на движеща се звездна карта определете под кое съзвездие сте родени, т.е. в кое съзвездие е било Слънцето по време на вашето раждане. За да направите това, свържете линия между северния небесен полюс и вашата дата на раждане и вижте в кое съзвездие тази линия пресича еклиптиката. Обяснете защо резултатът се различава от посочения в хороскопа.

Обяснете явлението прецесия 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 близо до северния полюс е имало звезда, наречена Драко, наречена Кралската звезда от китайските астрономи. Изчисленията показват, че до 10 000 г. Северният полюс на света ще се доближи до звездата Лебед, а през 13 600 г. Полярната звезда ще бъде заменена от Лира (Вега). Така в резултат на прецесия точките на пролетното и есенното равноденствие, лятното и зимното слънцестоене бавно се преместват по зодиакалните съзвездия. Астрологията предлага информация, 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 във външния вид на нашия спътник. Видимият ръб на диска на Луната се нарича неопределеност . Линията, разделяща осветената и неосветената част на диска на Луната, се нарича терминатор . Съотношението на площта на осветената част от видимия диск на Луната към цялата й 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.

По време на новолуние Луната минава 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 тънък сърп на младата луна се появява на вечерното небе на запад, малко след залез слънце.

Седем дни след новолунието нарастващата Луна се вижда във 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.

14 дни след новолуние настъпва пълнолуние. Луната е в опозиция на Слънцето и цялото осветено полукълбо на Луната е обърнато към Земята. По време на пълнолуние Луната се вижда през цялата нощ, Луната изгрява при залез и залязва при изгрев.

Седмица след пълнолунието застаряващата Луна се появява пред нас в последната си четвърт фаза, под формата на полукръг. По това време половината от осветеното и половината от неосветеното полукълбо на Луната са обърнати към Земята. Луната се вижда на изток, преди изгрев, през втората половина на нощта

Пълната луна повтаря дневния път на Слънцето по небето, който е преминало шест месеца по-рано, 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 на 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, за което Луната прави едно завъртане около Земята спрямо звездите, е 27,3 дни.

Слънчеви и лунни затъмнения.

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

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

Ако дискът на Слънцето е изцяло 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 с 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 диска на Слънцето (около 0,5 o), тогава в момента на максималната фаза на затъмнението остава видим ярък тесен пръстен от слънцето. Това затъмнение се нарича пръстеновидна . И накрая, Слънцето може да не е напълно скрито зад диска на Луната поради несъответствието на техните центрове в небето. Това затъмнение се нарича частен . Можете да наблюдавате такава красива формация като слънчевата корона 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 в 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-дългата продължителност на пълното слънчево затъмнение, 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 тези области на Земята, през които минава сянката на Луната. 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 от възли . 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 пълен оборот за 18,6 години. Всяка година дължината на възходящия възел намалява с около 20 градуса.

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 лунният диск ще премине над или под слънчевата диск. В този случай не настъпва затъмнение. За да се случи слънчево или лунно затъмнение, Луната трябва да е близо до възходящия или низходящия възел на своята орбита по време на новолуние или пълнолуние, т.е. близо до еклиптиката.

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

По време на пълен 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).

По време на пълно лунно затъмнение луната всъщност е лишена от слънчева светлина, така че пълното лунно затъмнение се вижда от всяка точка на земното полукълбо. Затъмнението започва и завършва едновременно за всички географски местоположения. Местното време на това явление обаче ще бъде различно. Тъй като Луната се движи от запад на изток, левият край на Луната влиза първи в земната сянка.

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 по-голямо е то фаза . И накрая, когато дискът на Луната е покрит не от сянка, а от полусянка, се случва 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, т.к. Земята е непрозрачна. Земната атмосфера обаче разсейва слънчевите лъчи, които падат върху затъмнената 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 в разпределението на яркостта и цвета в сянката на Земята. Цветът на затъмнената Луна често се оценява с помощта на 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, като по-тъмната част се наблюдава близо до центъра на сянката.

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

5. Затъмнението е медночервено, много ярко, външната зона е светла, синкава.

Ако равнината на орбитата на Луната 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, Луната трябва да е близо до възела на своята орбита по време на пълнолуние.

Лунни затъмнениясе появяват няколко пъти в годината.

Нарича се периодът от време, след който Луната се връща в своя възел 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. Периодът от 346,62 дни, през който центърът на слънчевия диск преминава през същия възел на лунната орбита, се нарича драконова година .

Период на повторение на затъмнението – Сарос - ще бъде равен на периода от време, след който началото на тези три периода ще съвпадне. Сарос означава "повторение" на древноегипетски. Много преди нашата ера, дори в древни времена, е установено, че саросът продължава 18 години 11 дни 7 часа. Сарос включва: 242 драконови месеца или 223 синодични месеца или 19 драконови години. По време на всеки Сарос има между 70 и 85 затъмнения; От тях обикновено има около 43 слънчеви и 28 лунни. В течение на една година могат да се случат максимум седем затъмнения - или пет слънчеви и две лунни, или четири слънчеви и три лунни. Минималният брой затъмнения за една година е 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 сянката на Луната. Във всяка конкретна точка на повърхността пълно слънчево затъмнение се наблюдава средно веднъж на всеки 200–300 години.

Домашна работа: § 3. к.в.

9. Еклиптика. Видимо движение на Слънцето и Луната.

Разрешаване на проблем.

Ключови въпроси: 1) ежедневно движение на Слънцето на различни географски ширини; 2) промени 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 умее: 1) да използва астрономически календари, справочници и движеща се звездна карта, за да определя условията за възникване на явления, свързани с въртенето на Луната около Земята и видимото движение на Слънцето.

1. Колко Слънцето се движи по еклиптиката всеки ден?

Следователно през годината Слънцето описва кръг от 360 градуса по еклиптиката

2. Защо слънчевите дни са с 4 минути по-дълги от звездните?

Защото докато се върти около собствената си ос, Земята се движи и по орбита около Слънцето. Земята трябва да направи малко повече от едно завъртане около оста си, за да може за същата точка на Земята отново да се наблюдава Слънцето на небесния меридиан.

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

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

В даден ден в момента на изгрев Луната се намира в определено съзвездие. След 24 часа, когато Земята направи едно пълно завъртане около оста си, това съзвездие ще изгрее отново, но през това време Луната ще се премести приблизително на 13 градуса на изток спрямо звездите и следователно нейният изгрев ще настъпи 50 минути по-късно.

4. Защо преди космическите кораби да обиколят Луната и да снимат обратната й страна, хората можеха да видят само едната й половина?

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 по време на новолуние?

По това време Луната е от същата страна на Земята като Слънцето, така че тъмната половина на лунното кълбо, 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 минава над или под диска на Слънцето по време на новолуние.

6. Опишете как се е променило положението на Слънцето върху небесната сфера от началото на учебната година до деня, в който се преподава 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, на 23 септември Слънцето пресече небесния екватор и се премести в южното полукълбо, на 27 октомври се намира в съзвездието Везни и има деклинация d = –13 градуса. 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, на новолуние Луната не е на линията, свързваща центровете на Слънцето и Земята, и следователно лунната сянка ще премине от 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 от Слънцето?

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

9. Как сутрешният полумесец се различава по форма от вечерния?

Сутрешният полумесец се издува вляво (наподобява буквата C). Луната се намира на разстояние 20 - 50 o на запад (вдясно) от Слънцето. Вечерният полумесец се издува надясно. Луната се намира на разстояние 20 - 50 o източно (вляво) от Слънцето.

Ниво 1: 1 – 2 точки.

1. Какво се нарича еклиптика? Моля, посочете верните твърдения.

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

Б. Ъгловото разстояние на светилото от небесния екватор.

Б. Въображаемата линия, по която Слънцето прави 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? Моля, посочете правилното твърдение.

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

Б. Интервалът от време между две пълни лунни затъмнения.

Б. Интервалът от време между новолунието и пълнолунието.

5. Какво се нарича синодичен месец? Моля, посочете правилното твърдение.

А. Интервалът от време между пълнолунието и новолунието. 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 позициите на планетите не са посочени на звездните карти?

2. В каква посока се извършва 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) продължава по-дълго? Защо?

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

Ниво 3: 5 – 6 точки.

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

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 да се разглежда годишното движение на Слънцето по еклиптиката като доказателство за революцията на Земята около Слънцето?

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

5. а) Каква е причината за видимата светлина от Луната?

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

6. а) Какво причинява промяна на височината на Слънцето през деня през годината?

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

Ниво 4. 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 съответния чертеж.

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 / южно 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 надморска 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° над хоризонта, ако в този ден деклинацията му е –10°?

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

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, като Слънцето е в един фокус.

Втори закон на Кеплер (закон на равните площи ) .

Радиус векторът на планетата описва равни площи за равни периоди 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 е допълнена по следния начин: при невъзмутимо 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 – средна 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 е важно обобщението на Нютон на третия закон на Кеплер за всякакви системи от орбитиращи тела.

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 кубовете на големите полуоси 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 връзката между периода Tорбитално движение на тяло с маса Ми голямата полуос на орбитата а (Ж– гравитационна константа):

Тук трябва 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 (привличащия център). Ако масите са сравними, тогава трябва да се вземе предвид влиянието на по-масивното тяло върху по-масивното. 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 са с различни маси). Във всеки момент от време центърът на масата ще лежи на правата линия, свързваща центровете на телата, а разстоянието до центъра на масата r 1 и r 2 телесна маса М 1 и М 2 са съответно свързани със следната връзка:

Периапсите 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. Има два възможни случая:

Вторият случай не е реализиран. За определяне на " А„Ние 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 = |А.А. / | = 2а.

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

д = ОФ/О.А..

Когато огнищата съвпадат с центъра д= 0 и елипсата се превръща в кръг .

Вал на основната ос ае средното разстояние от фокуса (планетата от Слънцето):

а = (А.Ф. 1 + Е 1 А /)/2.

Домашна работа: § 6, 7. к.в.

Ниво 1: 1 – 2 точки.

1. Посочете кои от следните планети са вътрешни.

А. Венера. Б. Меркурий. В. Марс.

2. Посочете кои от следните планети са външни планети.

А. Земя. Б. Юпитер. V. Уран.

3. По какви орбити се движат планетите около Слънцето? Моля, посочете верния отговор.

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

4. Как се променят орбиталните периоди на планетите, когато планетата се отдалечава от Слънцето?

Б. Периодът на въртене на една планета не зависи от разстоянието й от Слънцето.

5. Посочете коя от следните 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 вижда 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 кои 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 въртене 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 близо до Луната по време на пълнолуние?

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

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

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

Ниво 4. 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 а. 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 въртене на Юпитер около Слънцето е 12 години. Какво е средното разстояние на Юпитер от Слънцето?

4. а) Каква е орбитата на планетата? 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 отдалечен от Слънцето средно на 228 милиона км.

5. а) По кое време на годината линейната скорост на движение 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 земни години. Определете разстоянието от Венера до Слънцето.

Видимо движение на светила .

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

Пространственото разположение на небесните тела, разпознаването на тяхното движение, въртенето 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 до сферата на неподвижните звезди, равномерното движение на планетите е запазено, епициклите са запазени и недостатъчна точност при предсказване на позициите на планетите.

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

Неуспешно откриване на паралактичното движение на звездите поради неговата 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 радиус векторният модул - 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 знаете 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?

Еклиптика, първи вертикал, цветове на равноденствие и слънцестоене.

6. На кое място на Земята всеки кръг от деклинация може да съвпадне с хоризонта?

На екватора.

7. Кои кръгове (малки или големи) на небесната сфера съответстват на вертикалните и хоризонталните линии на зрителното поле на инструмента за гониометър?

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. Какви са азимутът на зенита, часовият ъгъл и ректасцензията на полюсите на света?

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

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

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

11. Изкуствен спътник пресича хоризонталната нишка на транспортир на разстояние д o вдясно от центъра на зрителното поле, чиито координати А= 0 o , z = 0 o . 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= 90 o, z = д o ; 2) А= 270 o, 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 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 алмукантар?

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 по време на ежедневното движение звездите на всички географски ширини се движат успоредно на хоризонта?

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 при горната и долната кулминация да бъдат еднакви? 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 180o.

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

Наблюдателят се намира на един от полюсите на Земята или звездата се намира 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 звезда не се променя от нейния изгрев до горната й кулминация или, по подобен начин, от нейната горна кулминация до нейния 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. Какво е нейното отклонение?

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

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

Това 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 равноденствията на екватора.

27. В какви кръгове на небесната сфера: големи или малки се движи Слънцето в дневното си движение в дните на равноденствията 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, разположен 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 е дал древногръцкият астроном Анаксагор на това явление, базирайки се на идеята 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 светилото.

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 бъде 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 в диаметрално противоположна 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, защото Слънцето изгрява и залязва перпендикулярно на хоризонта. В околополярните 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 конструира слънчев часовник, който да показва средно слънчево време, време за майчинство, лятно време и т.н.?

Може, но само за определена дата. Трябва да има различни циферблати за различни видове време.

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 време биха останали?

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 през годината има най-дългите и най-късите истински слънчеви дни?

Най-дългите истински слънчеви дни настъпват в дните на слънцестоенето, когато скоростта на промяна на 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-кратките дни очевидно са в дните на равноденствията. През септември денят е по-къс от март, защото по това време Земята е по-близо до афелия.

40. Защо продължителността 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, продължителността на деня в Рязан на На 1 май ще бъде по-голямо, отколкото в по-източните райони.

41. Защо има толкова много видове слънчево време?

Основната причина е връзката между социалния живот и светлата част на деня. Разликата в истинските слънчеви дни води до появата на средно слънчево време. Зависимостта на средното слънчево време от географската дължина на дадено място доведе до изобретяването на стандартното време. Необходимостта от пестене на електроенергия доведе до майчинство и лятно време.

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

Слънчевите дни биха станали по-кратки от звездните с четири минути.

43. Защо денят през януари е по-дълъг следобед, отколкото през първата половина на деня?

Това се дължи на забележимо увеличаване на деклинацията на Слънцето през деня. Слънцето очертава по-голяма дъга в небето след обяд, 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 на земния екватор винаги е по-дълъг от нощта със 7 минути?

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 е по-голям от интервала от време между есенното и пролетното равноденствие?

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

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

няма значение .

48. Колко дати може да има на Земята по едно и също време?

Обучение

Нуждаете се от помощ при изучаване на тема?

Нашите специалисти ще съветват или предоставят услуги за обучение по теми, които ви интересуват.
Изпратете вашата кандидатурапосочване на темата точно сега, за да разберете за възможността за получаване на консултация.