V pomoč učitelju astronomije (za fizikalne in matematične šole). Priročnik za učitelje astronomije Primer reševanja naloge

Poglejmo sliko 12. Vidimo, da je višina nebesnega pola nad obzorjem h p =∠PCN, geografska širina kraja pa φ=∠COR. Ta dva kota (∠PCN in ∠COR) sta enaka kot kota z med seboj pravokotnima stranicama: ⊥, ⊥. Enakost teh kotov je najenostavnejši način za določitev geografske širine območja φ: kotna oddaljenost nebesnega pola od obzorja je enaka geografski širini območja. Za določitev geografske širine območja je dovolj, da izmerimo višino nebesnega pola nad obzorjem, saj:

2. Dnevno gibanje svetil na različnih zemljepisnih širinah

Zdaj vemo, da se s spremembo geografske širine opazovalnega mesta spremeni orientacija osi vrtenja nebesne sfere glede na obzorje. Razmislimo, kakšna bodo vidna gibanja nebesnih teles na območju severnega pola, na ekvatorju in na srednjih zemljepisnih širinah.

Na zemeljskem polu nebesni pol je v zenitu, zvezde pa se gibljejo v krogih, vzporednih z obzorjem (slika 14, a). Tu zvezde ne zahajajo in ne vzhajajo, njihova višina nad obzorjem je stalna.

Na srednjih zemljepisnih širinah obstajati kot naraščajoče in prihajajo noter zvezde in tiste, ki nikoli ne padejo pod obzorje (slika 14, b). Na primer, cirkumpolarna ozvezdja (glej sliko 10) nikoli niso zašla na geografske širine ZSSR. Ozvezdja, ki so bolj oddaljena od severnega nebesnega pola, se za kratek čas pojavijo nad obzorjem. In ozvezdja, ki ležijo blizu južnega tečaja sveta, so nenaraščajoče.

Bolj ko se opazovalec premika proti jugu, več južnih ozvezdij lahko vidi. Na zemeljskem ekvatorju, če se Sonce čez dan ne bi motilo, bi v enem dnevu lahko videli ozvezdja celotnega zvezdnega neba (slika 14, c).

Za opazovalca na ekvatorju vse zvezde vzhajajo in zahajajo pravokotno na obzorje. Vsaka zvezda tukaj opravi točno polovico svoje poti nad obzorjem. Zanj severni pol sveta sovpada s točko severa, južni pol sveta pa s točko juga. Svetovna os se nahaja v vodoravni ravnini (glej sliko 14, c).

vaja 2

1. Kako po videzu zvezdnega neba in njegovem vrtenju ugotoviš, da si prispel na severni pol Zemlje?

2. Kako se nahajajo dnevne poti zvezd glede na obzorje za opazovalca, ki se nahaja na Zemljinem ekvatorju? Kako se razlikujejo od dnevnih poti zvezd, vidnih v ZSSR, torej na srednjih zemljepisnih širinah?

Naloga 2

Z eklimetrom izmerite geografsko širino svojega območja glede na višino Severnice in jo primerjajte z odčitano širino na geografskem zemljevidu.

3. Višina svetil na vrhuncu

Nebesni pol z navideznim vrtenjem neba, ki odraža vrtenje Zemlje okoli svoje osi, zavzema stalen položaj nad obzorjem na določeni zemljepisni širini (glej sliko 12). Tekom dneva zvezde opisujejo kroge nad obzorjem okrog svetovne osi, vzporedno z nebesnim ekvatorjem. Poleg tega vsako svetilo dvakrat na dan prečka nebesni poldnevnik (slika 15).

Pojavi prehoda svetil skozi nebesni poldnevnik glede na obzorje se imenujejo kulminacije.. Pri zgornji kulminaciji je višina svetila največja, pri spodnji kulminaciji pa najmanjša. Časovni interval med vrhuncema je pol dneva.

U ne prihaja noter na dani zemljepisni širini φ svetila M (glej sliko 15) sta vidni obe kulminaciji (nad obzorjem); pri zvezdah, ki vzhajajo in zahajajo (M 1, M 2, M 3), se spodnja kulminacija pojavi pod obzorjem , pod severno točko. Za svetilo M4, ki se nahaja daleč južno od nebesnega ekvatorja, sta lahko obe kulminaciji nevidni (svetilo nenaraščajoče).

Trenutek zgornje kulminacije središča Sonca imenujemo pravi poldan, trenutek spodnje kulminacije pa prava polnoč.

Poiščimo razmerje med višino h svetila M na zgornji kulminaciji, njegovo deklinacijo δ in zemljepisno širino območja φ. Za to si pomagamo s sliko 16, ki prikazuje navpično črto ZZ, svetovno os PP ter projekciji nebesnega ekvatorja QQ in obzorne črte NS na ravnino nebesnega poldnevnika (PZSP"N).

Vemo, da je višina nebesnega pola nad obzorjem enaka geografski širini kraja, to je h p =φ. Posledično je kot med poldnevno črto NS in svetovno osjo PP" enak zemljepisni širini območja φ, tj. ∠PON=h p =φ. Očitno je nagnjenost ravnine nebesnega ekvatorja do obzorja, merjena z ∠QOS, bo enak 90°-φ, saj je ∠QOZ= ∠PON kot kot z medsebojno pravokotnima stranicama (glej sliko 16). Potem ima zvezda M z deklinacijo δ, ki kulminira južno od zenita, višino na zgornja kulminacija

Iz te formule je razvidno, da je geografsko širino mogoče določiti z merjenjem nadmorske višine katere koli zvezde z znano deklinacijo δ na zgornji kulminaciji. Upoštevati je treba, da če se zvezda v trenutku kulminacije nahaja južno od ekvatorja, potem je njena deklinacija negativna.

Primer rešitve problema

Naloga. Sirius (α B. Canis, glej Dodatek IV) je bil na najvišji kulminaciji na nadmorski višini 10°. Kakšna je zemljepisna širina mesta opazovanja?

Prepričajte se, da se risba natančno ujema s pogoji problema.

3. vaja

Pri reševanju nalog lahko geografske koordinate mest izračunamo iz geografske karte.

1. Na kateri nadmorski višini v Leningradu je zgornja kulminacija Antaresa (α Škorpijona, glej Dodatek IV)?

2. Kakšna je deklinacija zvezd, ki kulminirajo v zenitu v vašem mestu? na točki jug?

3. Dokaži, da je višina zvezde na spodnji kulminaciji izražena s formulo h=φ+δ-90°.

4. Kakšen pogoj mora izpolnjevati deklinacija zvezde, da je nezahodna za kraj z geografsko širino φ? nenaraščajoče?

Uporaba astronomskih sredstev je mogoča samo na podlagi nebesnih teles, ki se nahajajo nad obzorjem. Zato mora biti navigator sposoben določiti, katere svetilke v danem letu bodo nezahajajoče, nevzhajajoče, naraščajoče in zahajajoče. Za to obstajajo pravila, ki vam omogočajo, da določite, kakšna je svetilka na zemljepisni širini opazovalca.

Na sl. Slika 1.22 prikazuje nebesno kroglo za opazovalca, ki se nahaja na določeni zemljepisni širini. Ravna črta SY predstavlja pravi horizont, ravne črte in MU pa dnevne vzporednice svetil. Iz slike je razvidno, da so vse svetilke razdeljene na nezahajajoče, nevzhajajoče, naraščajoče in zahajajoče.

Svetila, katerih dnevni vzporedniki ležijo nad obzorjem, za določeno zemljepisno širino ne zahajajo, svetila, katerih dnevni vzporedniki so pod obzorjem, pa ne vzhajajo.

Nezahajajoča svetila bodo tista, katerih dnevne vzporednice se nahajajo med NC vzporednikom in severnim polom sveta. Svetilo, ki se giblje po dnevnem vzporedniku SC, ima deklinacijo, ki je enaka loku QC nebesnega poldnevnika. Lok QC je enak dodatku geografske širine opazovalca k 90°.

riž. 1. 22. Pogoji za sončni vzhod in zahod

Posledično bodo na severni polobli nezahajajoča svetila tista svetila, katerih deklinacija je enaka ali večja od dodatka zemljepisne širine opazovalca k 90°, tj. Za južno poloblo te svetilke ne bodo vzhajale.

Nevzhajajoča svetila na severni polobli bodo tista svetila, katerih dnevni vzporedniki ležijo med vzporednikom MU in južnim nebesnim polom. Očitno bodo nevzhajajoča svetila na severni polobli tista svetila, katerih deklinacija je enaka ali manjša od negativne razlike, tj. Za južno poloblo te svetilke ne bodo zašle. Vse druge svetilke bodo vzhajale in zahajale. Da bi svetilka vzhajala in zahajala, mora biti njena deklinacija v absolutni vrednosti manjša od 90° minus zemljepisna širina opazovalca, tj.

Primer 1. Zvezda Aliot: deklinacija zvezde, širina položaja opazovalca.Ugotovite, v kakšnih pogojih vzhaja in zahaja ta zvezda na določeni zemljepisni širini.

Rešitev 1. Poiščite razliko

2. Primerjamo deklinacijo zvezde z nastalo razliko. Ker je deklinacija zvezde večja od zvezde Aliot na navedeni zemljepisni širini ne zahaja.

Primer 2. Zvezda Sirius; deklinacija zvezdne širine opazovalčevega kraja Ugotovite, v kakšnih razmerah vzhajanja in zahajanja je dana zvezda na določeni zemljepisni širini.

Rešitev 1. Poiščite negativno razliko od zvezde

Sirius ima negativno deklinacijo

2. Primerjamo deklinacijo zvezde z nastalo razliko. Ker zvezda Sirius na navedeni zemljepisni širini ne vzhaja.

Primer 3. Zvezda Arktur: deklinacija zvezde, širina položaja opazovalca.Ugotovite, v kakšnih pogojih vzhaja in zahaja ta zvezda na določeni zemljepisni širini.

Rešitev 1. Poiščite razliko

2. Primerjamo deklinacijo zvezde z nastalo razliko. Ker zvezda Arktur vzhaja in zahaja na označeni zemljepisni širini.

A– azimut svetila, merjen od točke jug vzdolž črte matematičnega obzorja v smeri urinega kazalca v smeri zahod, sever, vzhod. Merjeno od 0° do 360° ali od 0 h do 24 h.

h– višina svetila, merjena od presečišča višinskega kroga s črto matematičnega obzorja, vzdolž višinskega kroga do zenita od 0 o do +90 o in navzdol do nadirja od 0 o do –90 o.

http://www.college.ru/astronomy/course/shell/images/Fwd_h.gifhttp://www.college.ru/astronomy/course/shell/images/Bwd_h.gif Ekvatorialne koordinate

Za ekvatorialne koordinate sta glavni ravnini ravnina nebesnega ekvatorja in deklinacijska ravnina.

Rektascenzija se šteje od pomladnega enakonočja  v smeri, ki je nasprotna dnevnemu vrtenju nebesne krogle. Rektascenzija se običajno meri v urah, minutah in sekundah časa, včasih pa v stopinjah.

Deklinacija je izražena v stopinjah, minutah in sekundah. Nebesni ekvator deli nebesno kroglo na severno in južno poloblo. Deklinacije zvezd na severni polobli so lahko od 0 do 90 °, na južni polobli pa od 0 do –90 °.

1) Ustvarjeni so bili zvezdni zemljevidi in katalogi. Koordinate so konstantne.

2) Izdelava geografskih in topoloških kart zemeljskega površja.

3) Orientacija na kopnem, morju in vesolju.

4) Preverjanje časa.
vaje.

Horizontalne koordinate.
1. Določite koordinate glavnih zvezd ozvezdij, vključenih v jesenski trikotnik.

2. Poiščite koordinate  Device,  Lire,  Velikega psa.

3. Določite koordinate svojega zodiakalnega ozvezdja, ob katerem času ga je najprimerneje opazovati?

Ekvatorialne koordinate.
1. Na zvezdnem zemljevidu poišči in poimenuj predmete, ki imajo koordinate:

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

2. S pomočjo zvezdne karte določi ekvatorialne koordinate naslednjih zvezd:

1)  Veliki medved; 2)  Kitajska.

3. Izrazi 9 h 15 m 11 s v stopinjah.

4. Na zvezdni karti poišči in poimenuj objekte, ki imajo koordinate

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

5. S pomočjo zvezdne karte določi ekvatorialne koordinate naslednjih zvezd:

1)  Tehtnica; 2)  Orion.

6. Izrazite 13 h 20 m v stopinjah.

7. V katerem ozvezdju se nahaja Luna, če so njene koordinate  = 20 h 30 m,  = –20 o.

8. S pomočjo zvezdne karte določi ozvezdje, v katerem se nahaja galaksija M 31, če so njene koordinate  0 h 40 m,  = 41 o.

4. Vrhunec svetilk.

Izrek o višini nebesnega pola.
Ključna vprašanja: 1) astronomske metode za določanje geografske širine; 2) z uporabo premikajočega se zvezdnega zemljevida določite pogoje vidnosti svetil na kateri koli datum in čas dneva; 3) reševanje problemov z uporabo odnosov, ki povezujejo geografsko širino mesta opazovanja z višino zvezde na njeni kulminaciji.
Vrhunec svetilk. Razlika med zgornjim in spodnjim vrhuncem. Delo z zemljevidom za določanje časa vrhuncev. Izrek o višini nebesnega pola. Praktični načini za določanje zemljepisne širine območja.

S pomočjo risbe projekcije nebesne sfere zapišite formule za višine zgornje in spodnje kulminacije svetil, če:

a) zvezda kulminira med zenitom in južno točko;

b) zvezda kulminira med zenitom in nebesnim polom.

Uporaba izreka o višini nebesnega pola:

– višina nebesnega pola (severnice) nad obzorjem je enaka zemljepisni širini mesta opazovanja

.

Kotiček
– kot navpično in
. Vedeti to
je deklinacija zvezde, potem bo višina zgornje kulminacije določena z izrazom:

Za zvezdnikov spodnji vrhunec M 1:

Domov dajte nalogo pridobiti formulo za določitev višine zgornje in spodnje kulminacije zvezde M 2 .

1. Opišite pogoje vidnosti zvezd na zemljepisni širini 54°S.

2. Nastavite premikajočo se zvezdno karto za dan in uro pouka za mesto Bobruisk ( = 53 o).

Odgovorite na naslednja vprašanja:

a) katera ozvezdja so v trenutku opazovanja nad obzorjem, katera ozvezdja pod obzorjem.

b) katera ozvezdja trenutno vzhajajo, zahajajo.
3. Določite geografsko širino mesta opazovanja, če:

a) zvezda Vega gre skozi točko zenita.

b) zvezda Sirius na zgornji kulminaciji na nadmorski višini 64 o 13 / južno od točke zenita.

c) višina zvezde Deneb na zgornji kulminaciji je 83 o 47 / severno od zenita.

d) zvezda Altair gre skozi točko zenita na svoji spodnji kulminaciji.

Po svoje:

Poiščite deklinacijske intervale zvezd, ki so na določeni zemljepisni širini (Bobruisk):

a) nikoli se ne dvigne; b) nikoli ne vstopi; c) lahko vzhaja in sedi.

2. V katerih dveh primerih se višina zvezde nad obzorjem čez dan ne spremeni? [Bodisi je opazovalec na enem od polov Zemlje ali pa je svetilo na enem od polov sveta]

3. Z risbo dokažite, da bo v primeru zgornje kulminacije svetila severno od zenita le-ta imela višino h= 90 о +  – .

4. Azimut zvezde je 315 o, višina 30 o. Na katerem delu neba je vidna ta svetilka? Na jugovzhodu

5. V Kijevu so na nadmorski višini 59 o opazili zgornjo kulminacijo zvezde Arktur ( = 19 o 27 /). Kakšna je geografska širina Kijeva?

6. Kakšna je deklinacija zvezd, ki kulminirajo na lokaciji z zemljepisno širino  severno?

7. Polarna zvezda je 49 / 46 // oddaljena od severnega tečaja sveta. Kakšna je njegova deklinacija?

8. Ali je mogoče videti zvezdo Sirius ( = –16 o 39 /) na meteoroloških postajah, ki se nahajajo na otoku. Dikson ( = 73 o 30 /) in v Verhojansku ( = 67 o 33 /)? [O približno. Dixon ne, ne v Verhojansku]

9. Zvezda, ki opisuje lok 180 stopinj nad obzorjem od sončnega vzhoda do sončnega zahoda, je med zgornjo kulminacijo oddaljena 60 stopinj od zenita. Pod kolikšnim kotom je na tem mestu nagnjen nebesni ekvator proti obzorju?

10. Rektascenzijo zvezde Altair izrazite v ločnih metrih.

11. Zvezda je 20 stopinj oddaljena od severnega tečaja sveta. Ali je vedno nad horizontom Bresta ( = 52 o 06 /)? [Nenehno]

12. Poiščite geografsko širino kraja, kjer zvezda na zgornji kulminaciji prehaja skozi zenit, na spodnji kulminaciji pa se dotika obzorja na severni točki. Kakšna je deklinacija te zvezde?  = 45 o; [ = 45 o]

13. Azimut svetila je 45 o, nadmorska višina je 45 o. V kateri smeri neba naj iščemo to svetilo?

14. Pri določanju geografske širine kraja je bila zahtevana vrednost enaka višini Polarne zvezde (89 o 10 / 14 //), izmerjeni v trenutku spodnje kulminacije. Je ta definicija pravilna? Če ne, kaj je napaka? Kakšen popravek (v velikosti in predznaku) je treba narediti v rezultatu meritve, da dobimo pravilno vrednost zemljepisne širine?

15. Kakšen pogoj mora izpolnjevati deklinacija svetila, da ta svetilka ne zahaja v točki z zemljepisno širino ; tako da ni v vzponu?

16. Rektascenzija zvezde Aldebaran (-Bik) je 68 o 15 / Izrazite ga v časovnih enotah.

17. Ali zvezda Fomalhaut (-Doradus) vzhaja v Murmansku ( = 68 o 59 /), katere deklinacija je –29 o 53 /? [Ne vstane]

18. Dokaži z risbo, iz spodnje kulminacije zvezde, da h=  – (90 o – ).

Določitev geografske dolžine.
Ključna vprašanja: 1) razlike med pojmi zvezdni, sončni, lokalni, pasovni, sezonski in univerzalni čas; 2) načela določanja časa na podlagi astronomskih opazovanj; 3) astronomske metode za določanje geografske dolžine območja.

Študenti morajo biti sposobni: 1) reševati naloge o računanju časa in datumov ter pretvorbi časa iz enega sistema štetja v drugega; 2) določi geografske koordinate kraja in čas opazovanja.

Na začetku pouka se izvaja samostojno delo 20 minut.

1. S pomočjo premikajočega se zemljevida določite 2 - 3 ozvezdja, ki so vidna na zemljepisni širini 53 o na severni polobli.

2. Določite azimut in nadmorsko višino zvezde v času pouka:

Možnost 1.  B. Urša,  Lev.

Možnost 2.  Orion,  Orel.

Glavni material.

Razvijte pojme o dnevih in drugih časovnih enotah. Pojav katerega koli od njih (dan, teden, mesec, leto) je povezan z astronomijo in temelji na trajanju kozmičnega pojava (vrtenje Zemlje okoli svoje osi, revolucija Lune okoli Zemlja in kroženje Zemlje okoli Sonca).

Predstavite koncept zvezdnega časa.

Bodite pozorni na naslednje; trenutki:

– dolžina dneva in leta je odvisna od referenčnega sistema, v katerem se obravnava gibanje Zemlje (ali je povezano z zvezdami stalnicami, Soncem itd.). Izbira referenčnega sistema se odraža v imenu časovne enote.

– trajanje časovnih enot je povezano s pogoji vidnosti (kulminacije) nebesnih teles.

– uvedba atomskega časovnega standarda v znanosti je bila posledica neenakomernega vrtenja Zemlje, ki so ga odkrili, ko se je povečala točnost ur.

Uvedba standardnega časa je posledica potrebe po usklajevanju gospodarskih dejavnosti na ozemlju, ki ga določajo meje časovnih pasov.

Pojasnite razloge za spreminjanje dolžine sončnih dni skozi leto. Če želite to narediti, morate primerjati trenutke dveh zaporednih kulminacij Sonca in katere koli zvezde. Miselno izberemo zvezdo, ki bo prvič kulminirala sočasno s Soncem. Naslednjič zvezda in Sonce ne bosta kulminirala hkrati. Sonce bo kulminiralo okoli 4 minut kasneje, ker se bo glede na ozadje zvezd premaknil za približno 1 // zaradi gibanja Zemlje okoli Sonca. Vendar to gibanje ni enakomerno zaradi neenakomernega gibanja Zemlje okoli Sonca (tega bodo učenci spoznali ob preučevanju Keplerjevih zakonov). Obstajajo še drugi razlogi, zakaj časovni interval med dvema zaporednima kulminacijama Sonca ni konstanten. Uporabiti je treba povprečni sončni čas.

Navedite natančnejše podatke: povprečni sončni dan je 3 minute 56 s krajši od zvezdnega dneva, 24 ur 00 minut 00 s zvezdnega časa pa je enako povprečnemu sončnemu času 23 ur 56 min 4 s.

Univerzalni čas je definiran kot lokalni srednji sončni čas na začetnem (Greenwiškem) poldnevniku.

Celotno površje Zemlje je konvencionalno razdeljeno na 24 območij (časovnih pasov), omejenih z meridiani. Ničelni časovni pas se nahaja simetrično glede na glavni poldnevnik. Časovni pasovi so oštevilčeni od 0 do 23 od zahoda proti vzhodu. Dejanske meje časovnih pasov sovpadajo z upravnimi mejami okrožij, regij ali držav. Osrednji meridiani časovnih pasov so med seboj oddaljeni 15 o (1 uro), zato se pri prehodu iz enega časovnega pasu v drugega čas spremeni za celo število ur, število minut in sekund pa se ne spremeni. Nov koledarski dan (pa tudi novo koledarsko leto) se začne na datumski premici, ki poteka pretežno vzdolž poldnevnika 180 o. blizu severovzhodne meje Ruske federacije. Zahodno od datumske črte je dan v mesecu vedno za en več kot vzhodno od nje. Pri prehodu te črte od zahoda proti vzhodu se koledarsko število zmanjša za ena, pri prehodu od vzhoda proti zahodu pa se koledarsko število poveča za eno. S tem je odpravljena napaka pri določanju časa gibanja ljudi, ki potujejo z vzhodne na zahodno poloblo Zemlje in nazaj.

Koledar. Omejite se na kratko zgodovino koledarja kot dela kulture. Poudariti je treba tri glavne vrste koledarjev (lunarni, sončni in lunisolarni), povedati, kaj je njihova osnova, in se podrobneje posvetiti julijanskemu sončnemu koledarju starega sloga in gregorijanskemu sončnemu koledarju novega sloga. Po priporočeni ustrezni literaturi povabite študente, da pripravijo kratka poročila o različnih koledarjih za naslednjo lekcijo ali organizirajte posebno konferenco na to temo.

Po predstavitvi gradiva o merjenju časa je treba preiti na posplošitve v zvezi z določanjem geografske dolžine in s tem povzeti vprašanja o določanju geografskih koordinat z astronomskimi opazovanji.

Sodobna družba ne more brez poznavanja točnega časa in koordinat točk na zemeljskem površju, brez natančnih geografskih in topografskih zemljevidov, potrebnih za navigacijo, letalstvo in številna druga praktična vprašanja življenja.

Zaradi rotacije Zemlje se razlika med trenutki poldneva ali kulminacije zvezd z znanimi ekvatorialnimi koordinatami na dveh točkah na Zemlji površina je enaka razliki v vrednostih geografske dolžine teh točk, kar omogoča določitev zemljepisne dolžine določene točke iz astronomskih opazovanj Sonca in drugih svetil ter, nasprotno, lokalnega časa na kateri koli točki z znana zemljepisna dolžina.

Za izračun geografske dolžine območja je treba določiti trenutek kulminacije zvezde z znanimi ekvatorialnimi koordinatami. Nato se s posebnimi tabelami (ali kalkulatorjem) čas opazovanja pretvori iz sončnega povprečja v zvezdno. Ko smo iz referenčne knjige ugotovili čas vrhunca te svetilke na poldnevniku Greenwich, lahko določimo dolžino območja. Edina težava pri tem je natančna pretvorba časovnih enot iz enega sistema v drugega.

Trenutki vrhunca svetilk se določijo s pomočjo instrumenta prehoda - teleskopa, ojačanega na poseben način. Teleskop takega teleskopa se lahko vrti le okoli vodoravne osi, os pa je fiksna v smeri zahod-vzhod. Tako se instrument obrne od južne točke skozi zenit in nebesni pol do severne točke, torej sledi nebesnemu poldnevniku. Navpična nit v vidnem polju teleskopske cevi služi kot oznaka poldnevnika. V trenutku, ko gre zvezda skozi nebesni meridian (v zgornji kulminaciji), je zvezdni čas enak rektascenziji. Pasažni inštrument je prvi izdelal Danec O. Roemer leta 1690. Več kot tristo let se princip glasbila ni spremenil.

Upoštevajte dejstvo, da je potreba po natančnem določanju trenutkov in časovnih obdobij spodbudila razvoj astronomije in fizike. Do sredine 20. stol. astronomske metode merjenja, shranjevanja časa in časovnih standardov temeljijo na dejavnostih svetovne časovne službe. Natančnost ure je bila nadzorovana in popravljena z astronomskimi opazovanji. Trenutno je razvoj fizike pripeljal do ustvarjanja natančnejših metod za določanje časa in standardov. Sodobne atomske ure dajejo napako 1 s na 10 milijonov let. S pomočjo teh ur in drugih instrumentov so bile razjasnjene številne značilnosti navideznega in resničnega gibanja vesoljskih teles, odkriti novi kozmični pojavi, vključno s spremembo hitrosti vrtenja Zemlje okoli svoje osi za približno 0,01 s med letom. .
- povprečni čas.

– standardni čas.

- poletni čas.

Sporočila za študente:

1. Arabski lunarni koledar.

2. Turški lunarni koledar.

3. Perzijski sončni koledar.

4. Koptski sončni koledar.

5. Projekti idealnih večnih koledarjev.

6. Štetje in shranjevanje časa.

6. Heliocentrični sistem Kopernika.
Ključna vprašanja: 1) bistvo heliocentričnega sistema sveta in zgodovinsko ozadje njegovega nastanka; 2) vzroke in naravo navideznega gibanja planetov.
Frontalni pogovor.

1. Pravi sončni dan je časovno obdobje med dvema zaporednima istoimenskima kulminacijama v središču sončnega diska.

2. Siderični dan je časovno obdobje med dvema zaporednima istoimenskima kulminacijama na točki pomladnega enakonočja, ki je enako rotacijski dobi Zemlje.

3. Povprečni sončni dan je časovno obdobje med dvema istoimenskima kulminacijama povprečnega ekvatorialnega Sonca.

4. Za opazovalce, ki se nahajajo na istem poldnevniku, pride do kulminacije Sonca (kot katere koli druge svetilke) istočasno.

5. Sončev dan se razlikuje od zvezdnega za 3 m 56 s.

6. Razlika v vrednostih lokalnega časa na dveh točkah zemeljske površine v istem fizičnem trenutku je enaka razliki v vrednostih njihovih geografskih dolžin.

7. Pri prečkanju meje dveh sosednjih con od zahoda proti vzhodu je treba uro premakniti eno uro naprej, od vzhoda proti zahodu pa eno uro nazaj.

Ladja, ki je izplula iz San Francisca v sredo, 12. oktobra zjutraj in se odpeljala proti zahodu, je priplula v Vladivostok točno 16 dni kasneje. Kateri dan v mesecu in kateri dan v tednu je prišel? Kaj je treba upoštevati pri reševanju tega problema? Kdo in v kakšnih okoliščinah se je s tem srečal prvič v zgodovini?

Pri prečkanju mednarodne datumske črte v smeri od vzhoda proti zahodu (kot v našem primeru) se en koledarski datum izloči iz štetja.

Magellan in njegovi spremljevalci so se s tem prvič srečali med potovanjem okoli sveta.

Naj bo na RPS. 11. polkrog predstavlja poldnevnik, P je severni nebesni pol, OQ je sled ekvatorialne ravnine. Kot PON, enak kotu QOZ, je zemljepisni sprat kraja ip (§ 17). Ti koti se merijo z lokoma NP in QZ, ki sta torej tudi enaka da; deklinacijo svetila Mie, ki se nahaja na zgornji kulminaciji, merimo z lokom QAlr. Če njegovo zenitno razdaljo označimo z r, dobimo za svetilo kulminacijo 1, k, ul- lest (,* južno od zenita:

Za takšne svetilke očitno, "

Če gre svetilo skozi poldnevnik severno od zenita (točka M/), bo njegova deklinacija QM(\n dobimo

JAZ! V tem primeru z dodatkom 90° dobimo višino

zvezde h v trenutku zgornje kul- ,

Minatspp. p M, Z

Končno, če b - e, potem gre zvezda na zgornji kulminaciji skozi zenit.

Tudi višino svetila (UM) preprosto določimo na spodnji M, kulminaciji, to je v trenutku njegovega prehoda skozi poldnevnik med nebesnim polom (P) in severno točko (N).

Iz sl. 11 je razvidno, da je višina h2 svetilke (M2) določena z lokom DШ2 in je enaka h2 - NP-М2Р. Obločni lok M2P-p2,

tj. oddaljenost zvezde od pola. Ker je p2 = 90 - 52> potem

h2 = y-"ri2 - 90°. (3)

Formule (1), (2) in (3) imajo široko uporabo.

Poglavje Vaje /

1. Dokaži, da ekvator seka obzorje v točkah 90° od točk sever in jug (v točkah vzhod in zahod).

2. Kaj sta urni kot in azimut zenita?

3. Kakšna sta deklinacija in urni kot zahodne in vzhodne točke?

4. Kakšno ravnino tvori ekvator z obzorjem na zemljepisni širini -(-55°? ​​​​-)-40°?

5. Ali obstaja razlika med severnim nebesnim polom in severno točko?

6. Katera točka na nebesnem ekvatorju je najvišje nad obzorjem? Kakšna je zenitna razdalja te točke za zemljepisno širino?<р?

7. Če je zvezda vzšla na točki na severovzhodu, na kateri točki na obzorju bo zašla? Kakšni so azimuti točk sončnega vzhoda in zahoda?

8. Kakšen je azimut zvezde v času zgornje kulminacije za kraj pod zemljepisno širino cp? Ali je enako za vse zvezde?

9. Kakšna je deklinacija severnega nebesnega pola? Južni pol?

10. Kakšna je zenitna foliacija za kraj z zemljepisno širino o? deklinacija severne točke? južne točke?

11. V katero smer se giblje zvezda ob spodnji kulminaciji?

12. Polarna zvezda je 1° od nebesnega pola. Kakšna je njegova deklinacija?

13. Kakšna je višina zvezde Severnice na zgornji kulminaciji za mesto pod zemljepisno širino cf? Enako za spodnji vrhunec?

14. Kateri pogoj mora izpolnjevati deklinacija S zvezde, da ne zaide na zemljepisno širino 9? tako da je nenaraščajoče?

15. Kaj je povzročilo kotni polmer kroga zahajajočih zvezd v Leningradu (»p = - 9°57«)?« V Taškentu (срг-41ъ18")?"

16. Kakšna je deklinacija zvezd, ki gredo skozi zenit v Leningradu in Taškentu? Ali so primerni za ta mesta?

17. Na kateri zenitni razdalji gre zvezda Capella skozi zgornjo kulminacijo (i - -\-45°5T) v Leningradu? v Taškentu?

18. Do katere deklinacije so v teh mestih vidne zvezde južne poloble?

19. S katere zemljepisne širine lahko vidite Canopus, najsvetlejšo zvezdo na nebu za Siriusom (približno - - 53°), ko potujete proti jugu? Ali je za to potrebno zapustiti ozemlje ZSSR (preverite zemljevid)? Na kateri zemljepisni širini bo Kapoius postal nikoli zahajajoča zvezda?

20. Kakšna je višina kapele na spodnji kulminaciji v Moskvi = + 5-g<°45")? в Ташкенте?

21. Zakaj se rektascenzije štejejo od zahoda proti vzhodu in ne v nasprotni smeri?

22. Dve najsvetlejši zvezdi na severnem nebu sta Vega (a=18ft 35t) in Capella (g -13da). Na kateri strani neba (zahodni ali vzhodni) in pod kakšnimi urnimi koti se nahajajo v trenutku zgornje kulminacije pomladnega enakonočja? V trenutku spodnjega vrhunca iste točke?

23. Kakšen interval zvezdnega časa poteka od spodnje kulminacije Capelle do zgornje kulminacije Berna?

24. Kakšen urni kot ima Capella v trenutku zgornje kulminacije Bega? V trenutku njenega najnižjega vrhunca?

25. Ob kateri uri zvezdnega časa vzide pomladno enakonočje? prihajam?

26. Dokažite, da je za opazovalca na zemeljskem ekvatorju azimut zvezde ob sončnem vzhodu (AE) in ob sončnem zahodu (A^r) zelo preprosto povezan z deklinacijo zvezde (i).

V POMOČ UČITELJEM ASTRONOMIJE

(za fizikalne in matematične šole)

1. Predmet astronomije.

Viri znanja v astronomiji. Teleskopi.

Ključni problemi: 1. Kaj študira astronomija. 2. Povezava astronomije z drugimi vedami. 3. Merilo vesolja. 4. Pomen astronomije v življenju družbe. 5. Astronomska opazovanja in njihove značilnosti.

Demonstracije in TSO: 1. Zemeljski globus, prosojnice: fotografije Sonca in Lune, planetov na zvezdnem nebu, galaksij. 2. Instrumenti za opazovanje in meritve: teleskopi, teodolit.

[Astron- svetilo; nomos- zakon]

Astronomija preučuje prostrani svet, ki obdaja Zemljo: Sonce, Luno, planete, pojave v sončnem sistemu, zvezde, razvoj zvezd ...

Astronomija ® Astrofizika ® Astrometrija ® Zvezdna astronomija ® Izvengalaktična astronomija ® Ultravijolična astronomija ® g Astronomija ® Kozmogonija (izvor) ® Kozmologija (splošni vzorci razvoja vesolja)

Astrologija je nauk, ki pravi, da je mogoče z relativnimi položaji Sonca, planetov glede na ozvezdja napovedati pojave, usode in dogodke.

Vesolje je ves materialni svet, brezmejen v prostoru in razvijajoč se v času. Trije pojmi: mikrosvet, makrosvet, megasvet.

Zemlja ® Osončje ® Galaksija ® Metagalaksija ® Vesolje.

Zemljina atmosfera absorbira g, rentgenske žarke, ultravijolično, pomemben delež infrardečih, radijske valove 20 m< l < 1 мм.

Teleskopi (optični, radijski)

Lečni teleskopi (refraktor), zrcalni teleskopi (reflektor). Refractus– refrakcija (objektiv – leče), odsevnik– odsev (leča – ogledalo).

Glavni namen teleskopov je zbrati čim več svetlobne energije preučevanega telesa.

Lastnosti optičnega teleskopa:

1) Objektiv – do 70 cm, svetlobni tok ~ D 2 .

2) F– goriščna razdalja leče.

3) F/D– relativna luknja.

4) Povečava teleskopa, kjer D v milimetrih.

Največji D= 102 cm, F= 1940 cm.

Reflektor - za preučevanje fizične narave nebesnih teles. Leča je konkavno zrcalo rahle ukrivljenosti iz debelega stekla, Al prašek se razprši na drugi strani pod visokim pritiskom. Žarki se zbirajo v goriščni ravnini, kjer se nahaja zrcalo. Ogledalo skoraj ne absorbira energije.

Največji D= 6 m, F= 24 m. Fotografira zvezde 4×10 –9, ki so svetlejše od vidnih.

Radijski teleskopi - antena in občutljiv sprejemnik z ojačevalnikom. Največji D= 600 m je sestavljen iz 900 ploščatih kovinskih zrcal 2 ´ 7,4 m.

Astronomska opazovanja.

1 . Ali se videz zvezde spreminja, ko jo gledamo skozi teleskop, odvisno od povečave?

št. Zvezde so zaradi velike oddaljenosti vidne kot pike tudi pri največji možni povečavi.

2 . Zakaj menite, da se zvezde, opazovane z Zemlje, premikajo po nebesni sferi ponoči?

Ker se Zemlja vrti okoli svoje osi znotraj nebesne krogle.

3 . Kaj bi svetovali astronomom, ki želijo preučevati vesolje z gama žarki, rentgenskimi žarki in ultravijolično svetlobo?

Dvignite instrumente nad zemeljsko atmosfero. Sodobna tehnologija omogoča opazovanje teh delov spektra iz balonov, umetnih zemeljskih satelitov ali z bolj oddaljenih točk.

4 . Pojasnite glavno razliko med reflektirnim in refrakcijskim teleskopom.

V tipu leč. Refraktorski teleskop uporablja lečo, reflektirni teleskop pa zrcalo.

5 . Poimenujte dva glavna dela teleskopa.

Leča – zbira svetlobo in gradi sliko. Okular – poveča sliko, ki jo ustvari leča.

Za samostojno delo.

1. stopnja: 1 – 2 točki

1 . Kateri od naslednjih znanstvenikov je imel pomembno vlogo pri razvoju astronomije? Prosimo, označite pravilne odgovore.

A. Nikolaj Kopernik.

B. Galileo Galilei.

B. Dmitrij Ivanovič Mendelejev.

2 . Svetovni nazor ljudi v vseh obdobjih se je spreminjal pod vplivom dosežkov astronomije, saj se ukvarja z... (navedite pravilno trditev)

A. ... preučevanje predmetov in pojavov neodvisno od ljudi;

B. ... preučevanje snovi in ​​energije v pogojih, ki jih je na Zemlji nemogoče ponoviti;

B. ... preučevanje najsplošnejših zakonitosti Megasveta, katerega del je človek sam.

3 . Eden od spodaj naštetih kemičnih elementov je bil prvič odkrit z astronomskimi opazovanji. Prosim navedite katerega?

A. Železo.

B. Kisik.

4 . Kakšne so značilnosti astronomskih opazovanj? Naštej vse pravilne trditve.

A. Astronomska opazovanja so v večini primerov pasivna glede na preučevane predmete.

B. Astronomska opazovanja temeljijo predvsem na izvajanju astronomskih poskusov.

B. Astronomska opazovanja so povezana z dejstvom, da so vsa svetila tako daleč od nas, da je nemogoče odločiti ne z očesom ne s teleskopom, katera od njih je bližje in katera dlje.

5 . Prosili so vas, da zgradite astronomski observatorij. Kje bi ga zgradili? Naštej vse pravilne trditve.

A. V velikem mestu.

B. Daleč od velikega mesta, visoko v gorah.

B. Na vesoljski postaji.

6 , Zakaj se teleskopi uporabljajo za astronomska opazovanja? Prosimo, označite pravilno trditev.

A. Da bi dobili povečano sliko nebesnega telesa.

B. Zbrati več svetlobe in videti temnejše zvezde.

B. Za povečanje zornega kota, iz katerega je viden nebesni objekt.

2. stopnja: 3 – 4 točke

1. Kakšna je vloga opazovanj v astronomiji in s kakšnimi instrumenti se izvajajo?

2. Katere so najpomembnejše vrste nebesnih teles, ki jih poznaš?

3. Kakšna je vloga astronavtike pri raziskovanju vesolja?

4. Naštej astronomske pojave, ki jih lahko opazuješ v življenju.

5. Navedite primere odnosa med astronomijo in drugimi vedami.

6. Astronomija je ena najstarejših ved v človeški zgodovini. S kakšnim namenom je starodavni človek opazoval nebesna telesa? Napiši, katere težave so ljudje v starih časih reševali s pomočjo teh opazovanj.

3. stopnja: 5 – 6 točk

1. Zakaj sonce vzhaja in zahaja?

2. Naravoslovje uporablja tako teoretične kot eksperimentalne raziskovalne metode. Zakaj je opazovanje glavna metoda raziskovanja v astronomiji? Ali je mogoče izvajati astronomske poskuse? Svoj odgovor utemelji.

3. Za kaj se uporabljajo teleskopi pri opazovanju zvezd?

4. Za kaj se uporabljajo teleskopi pri opazovanju Lune in planetov?

5. Ali teleskop poveča navidezno velikost zvezd? Pojasnite svoj odgovor.

6. Zapomnite si, katere informacije o astronomiji ste prejeli pri tečajih naravne zgodovine, geografije, fizike in zgodovine.

4. stopnja. 7-8 točk

1. Zakaj pri opazovanju Lune in planetov skozi teleskop uporabljajo največ 500 - 600-kratno povečavo?

2. Glede na linearni premer je Sonce približno 400-krat večje od Lune. Zakaj sta njuna navidezna kotna premera skoraj enaka?

3. Čemu sta namenjena leča in okular v teleskopu?

4. Kakšna je razlika med optičnimi sistemi refraktorja, reflektorja in meniskusnega teleskopa?

5. Kakšna sta premera Sonca in Lune v kotni meri?

6. Kako lahko označite lokacijo svetil glede na drugo in glede na obzorje?

2. Ozvezdja. Zvezdne karte. Nebesne koordinate.

Ključna vprašanja: 1. Pojem ozvezdja. 2. Razlika med zvezdami v svetlosti (svetilnosti), barvi. 3. Velikost. 4. Navidezno dnevno gibanje zvezd. 5. nebesna krogla, njene glavne točke, premice, ravnine. 6. Zvezdni zemljevid. 7. Ekvatorialni SC.

Demonstracije in TSO: 1. Demonstracijski premični zemljevid neba. 2. Model nebesne krogle. 3. Zvezdni atlas. 4. Prosojnice, fotografije ozvezdij. 5. Model nebesne krogle, geografski in zvezdni globus.

Prvič so bile zvezde označene s črkami grške abecede. V atlasu ozvezdij Baiger v 18. stoletju so risbe ozvezdij izginile. Magnitude so označene na zemljevidu.

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

a Lyra - Vega, a Lebedeva - Deneb, a Bootes - Arcturus, a Auriga - Capella, a B. Canis - Sirius.

Sonce, Luna in planeti niso označeni na zemljevidih. Pot Sonca je na ekliptiki prikazana z rimskimi številkami. Zvezdni zemljevidi prikazujejo mrežo nebesnih koordinat. Opazovano dnevno vrtenje je navidezen pojav – povzroča ga dejansko vrtenje Zemlje od zahoda proti vzhodu.

Dokaz Zemljine rotacije:

1) 1851 fizik Foucault - Foucaultovo nihalo - dolžina 67 m.

2) vesoljski sateliti, fotografije.

Nebesna krogla- namišljena krogla poljubnega radija, ki se uporablja v astronomiji za opis relativnih položajev svetil na nebu. Polmer je vzet kot 1 Pc.

88 ozvezdij, 12 zodiakov. V grobem ga lahko razdelimo na:

1) poletje - Lira, Labod, Orel 2) jesen - Pegaz z Andromedo, Kasiopeja 3) zima - Orion, B. Canis, M. Canis 4) pomlad - Devica, Bootes, Lev.

Plumb line seka površino nebesne krogle v dveh točkah: na vrhu Z – zenit- in na dnu Z" – najnižja točka.

Matematično obzorje- velik krog na nebesni krogli, katerega ravnina je pravokotna na navpično črto.

Pika n imenujemo matematični horizont severna točka, pika S – točka jug. Linija N.S.- klical opoldanska linija.

Nebesni ekvator imenovan veliki krog, pravokoten na os sveta. Nebesni ekvator seka matematični horizont pri točke vzhoda E in zahod W.

Nebeško meridian imenujemo veliki krog nebesne sfere, ki poteka skozi zenit Z, nebesni pol R, južni nebesni pol R«, najnižja Z".

Domača naloga: § 2.

Ozvezdja. Zvezdne karte. Nebesne koordinate.

1. Opišite, kakšne dnevne kroge bi zvezde opisovale, če bi izvajali astronomska opazovanja: na severnem polu; na ekvatorju.

Navidezno gibanje vseh zvezd poteka v krogu, vzporednem z obzorjem. Severni pol sveta, ko ga opazujemo s severnega tečaja Zemlje, je v zenitu.

Vse zvezde vzhajajo pod pravim kotom na obzorje na vzhodnem delu neba in prav tako zahajajo pod obzorje na zahodnem delu. Nebesna sfera se vrti okoli osi, ki poteka skozi pole sveta in se nahaja točno na obzorju na ekvatorju.

2. Izrazite 10 ur 25 minut 16 sekund v stopinjah.

Zemlja naredi en obrat v 24 urah - 360 stopinj. Zato 360 o ustreza 24 uram, nato 15 o - 1 ura, 1 o - 4 minute, 15 / - 1 minuta, 15 // - 1 s. torej

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

3. Iz zvezdne karte določi ekvatorialne koordinate Vege.

Zamenjajmo ime zvezde s črkovno oznako (a Lyrae) in poiščimo njen položaj na zvezdni karti. Skozi namišljeno točko narišemo deklinacijski krog, dokler se ne preseka z nebesnim ekvatorjem. Lok nebesnega ekvatorja, ki leži med točko pomladnega enakonočja in točko presečišča kroga deklinacije zvezde z nebesnim ekvatorjem, je rektascenzija te zvezde, merjena vzdolž nebesnega ekvatorja proti navideznemu dnevna rotacija nebesne krogle. Kotna razdalja, merjena vzdolž deklinacijskega kroga od nebesnega ekvatorja do zvezde, ustreza deklinaciji. Tako je a = 18 h 35 m, d = 38 o.

Prekrivni krog zvezdne karte zavrtimo tako, da zvezde prečkajo vzhodni del obzorja. Na kraku, nasproti oznake 22. decembra, najdemo lokalni čas njegovega sončnega vzhoda. S postavitvijo zvezde na zahodni del obzorja določimo lokalni čas sončnega zahoda zvezde. Dobimo

5. Določite datum zgornje kulminacije zvezde Regulus ob 21:00 po lokalnem času.

Nadzemni krog namestimo tako, da je zvezda Regulus (Leo) na liniji nebesnega poldnevnika (0 h – 12h merilo kroga nad glavo) južno od severnega pola. Na številčnici apliciranega kroga najdemo oznako 21 in nasproti nje na robu apliciranega kroga določimo datum - 10. april.

6. Izračunajte, kolikokrat je Sirius svetlejši od Severnice.

Splošno sprejeto je, da se z razliko ene magnitude navidezni sij zvezd razlikuje za približno 2,512-krat. Potem bo razlika 5 magnitud pomenila natanko 100-kratno razliko v svetlosti. Torej so zvezde 1. magnitude 100-krat svetlejše od zvezd 6. magnitude. Posledično je razlika v navideznih magnitudah dveh virov enaka enoti, ko je eden od njiju svetlejši od drugega (ta vrednost je približno enaka 2,512). Na splošno je razmerje navidezne svetlosti dveh zvezd povezano z razliko v njunih navideznih magnitudah s preprostim razmerjem:

Svetila, katerih svetlost presega svetlost zvezd 1 m, imajo ničelne in negativne magnitude.

Magnitude Siriusa m 1 = –1,6 in Polaris m 2 = 2,1, najdemo v tabeli.

Vzemimo logaritme obeh strani zgornjega razmerja:

Tako,. Od tod. To pomeni, da je Sirius 30-krat svetlejši od Severnice.

Opomba: z uporabo potenčne funkcije bomo dobili tudi odgovor na vprašanje problema.

7. Ali menite, da je mogoče z raketo poleteti do katerega koli ozvezdja?

Ozvezdje je običajno določeno območje neba, znotraj katerega so svetila, ki se nahajajo na različnih razdaljah od nas. Zato je izraz "leteti v ozvezdje" brez pomena.

1. stopnja: 1 – 2 točki.

1. Kaj je ozvezdje? Izberite pravilno trditev.

A.. Skupina zvezd, ki so med seboj fizično povezane, na primer imajo isti izvor.

B. Skupina svetlih zvezd, ki se nahajajo blizu druga drugi v vesolju

B. Ozvezdje se nanaša na območje neba znotraj določenih meja.

2. Zvezde imajo različno svetlost in barvo. Katerim zvezdam pripada naše Sonce? Prosim navedite pravilen odgovor.

A. Belcem. B. K rumenim.

B. K rdečim.

3. Najsvetlejše zvezde so imenovali zvezde prve magnitude, najšibkejše pa zvezde šeste magnitude. Kolikokrat so zvezde 1. magnitude svetlejše od zvezd 6. magnitude? Prosim navedite pravilen odgovor.

A. 100-krat.

B. 50-krat.

B. 25-krat.

4. Kaj je nebesna krogla? Izberite pravilno trditev.

A. Krog zemeljskega površja, omejen s črto obzorja. B. Namišljena sferična ploskev poljubnega radija, s pomočjo katere proučujemo položaje in gibanja nebesnih teles.

B. Namišljena črta, ki se dotika površine globusa na točki, kjer se nahaja opazovalec.

5. Kaj imenujemo sklon? Izberite pravilno trditev.

A. Kotna oddaljenost zvezde od nebesnega ekvatorja.

B. Kot med črto obzorja in svetilko.

B. Kotna razdalja svetila od točke zenita.

6. Kaj imenujemo rektascenzija? Izberite pravilno trditev.

A. Kot med ravnino nebesnega poldnevnika in črto obzorja.

B. Kot med poldnevno črto in osjo navideznega vrtenja nebesne krogle (nebesna os)

B. Kot med ravninama velikih krogov, od katerih ena poteka skozi pole sveta in dano svetilo, druga pa skozi pole sveta in točko pomladnega enakonočja, ki leži na ekvatorju.

2. stopnja: 3 – 4 točke

1. Zakaj Severnica med dnevnim gibanjem neba ne spremeni svojega položaja glede na obzorje?

2. Kako se nahaja svetovna os glede na zemeljsko os? Glede na ravnino nebesnega poldnevnika?

3. V katerih točkah se nebesni ekvator seka z obzorjem?

4. V kateri smeri glede na stranice obzorja se Zemlja vrti okoli svoje osi?

5. V katerih točkah se središčni poldnevnik seka z obzorjem?

6. Kako leži ravnina obzorja glede na površino globusa?

3. stopnja: 5 – 6 točk.

1. Poiščite koordinate na zvezdni karti in poimenujte objekte, ki imajo te koordinate:

1) a = 15 ur 12 minut, d = –9 o; 2) a = 3 ure 40 minut, d = +48 o.

1) veliki medved; 2) β Kitajska.

3. Izrazite 9 ur 15 minut 11 sekund v stopinjah.

4. Na zvezdnem zemljevidu poiščite in poimenujte objekte, ki imajo koordinate:

1) a = 19 ur 29 minut, d = +28 o; 2) a = 4 ure 31 minut, d = +16 o 30 / .

1) tehtnica; 2) g Orion.

6. Izrazite 13 ur 20 minut v stopinjah.

7. V katerem ozvezdju se nahaja Luna, če so njene koordinate a = 20 ur 30 minut, d = –20 o?

8. S pomočjo zvezdne karte določi ozvezdje, v katerem se nahaja galaksija M31, če so njene koordinate a = 0 h 40 min, d = +41 o.

4. stopnja. 7-8 točk

1. Najslabše zvezde, ki jih lahko fotografira največji teleskop na svetu, so zvezde 24. magnitude. Kolikokrat so šibkejše od zvezd 1. magnitude?

2. Svetlost zvezde se spremeni od najmanjše do največje za 3 magnitude. Kolikokrat se spremeni njen sijaj?

3. Poiščite razmerje svetlosti dveh zvezd, če sta njuni navidezni magnitudi enaki m 1 = 1,00 in m 2 = 12,00.

4. Kolikokrat je Sonce videti svetlejše od Siriusa, če je velikost Sonca m 1 = –26,5 in m 2 = –1,5?

5. Izračunajte, kolikokrat je zvezda Canis Majoris svetlejša od zvezde Cygnus.

6. Izračunajte, kolikokrat je zvezda Sirius svetlejša od Vege.

3. Delo z zemljevidom.

Določanje koordinat nebesnih teles.

Horizontalne koordinate.

A– azimut svetila, merjen od točke jug vzdolž črte matematičnega obzorja v smeri urinega kazalca v smeri zahod, sever, vzhod. Merjeno od 0° do 360° ali od 0 h do 24 h.

h– višina svetila, merjena od presečišča višinskega kroga s črto matematičnega obzorja, vzdolž višinskega kroga do zenita od 0 o do +90 o in navzdol do nadirja od 0 o do –90 o.

#"#">#"#">ure, minute in sekunde časa, vendar včasih v stopinjah.

Deklinacija je izražena v stopinjah, minutah in sekundah. Nebesni ekvator deli nebesno kroglo na severno in južno poloblo. Deklinacije zvezd na severni polobli so lahko od 0 do 90 °, na južni polobli pa od 0 do –90 °.

Ekvatorialne koordinate imajo prednost pred vodoravnimi koordinatami:

1) Ustvarjeni so bili zvezdni zemljevidi in katalogi. Koordinate so konstantne.

2) Izdelava geografskih in topoloških kart zemeljskega površja.

3) Orientacija na kopnem, morju in vesolju.

4) Preverjanje časa.

vaje.

Horizontalne koordinate.

1. Določite koordinate glavnih zvezd ozvezdij, vključenih v jesenski trikotnik.

2. Poiščite koordinate Device, Lire, Velikega psa.

3. Določite koordinate svojega zodiakalnega ozvezdja, ob katerem času ga je najprimerneje opazovati?

Ekvatorialne koordinate.

1. Na zvezdnem zemljevidu poišči in poimenuj predmete, ki imajo koordinate:

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

2. S pomočjo zvezdne karte določi ekvatorialne koordinate naslednjih zvezd:

1) veliki medved; 2) b Kitajska.

3. Izrazi 9 h 15 m 11 s v stopinjah.

4. Na zvezdni karti poišči in poimenuj objekte, ki imajo koordinate

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

5. S pomočjo zvezdne karte določi ekvatorialne koordinate naslednjih zvezd:

1) tehtnica; 2) g Orion.

6. Izrazite 13 h 20 m v stopinjah.

7. V katerem ozvezdju se nahaja Luna, če so njene koordinate a = 20 h 30 m, d = –20 o.

8. S pomočjo zvezdne karte določi ozvezdje, v katerem se nahaja galaksija M 31, če so njene koordinate a 0 h 40 m, d = 41 o.

4. Vrhunec svetilk.

Izrek o višini nebesnega pola.

Ključna vprašanja: 1) astronomske metode za določanje geografske širine; 2) z uporabo premikajočega se zvezdnega zemljevida določite pogoje vidnosti svetil na kateri koli datum in čas dneva; 3) reševanje problemov z uporabo odnosov, ki povezujejo geografsko širino mesta opazovanja z višino zvezde na njeni kulminaciji.

Vrhunec svetilk. Razlika med zgornjim in spodnjim vrhuncem. Delo z zemljevidom za določanje časa vrhuncev. Izrek o višini nebesnega pola. Praktični načini za določanje zemljepisne širine območja.

S pomočjo risbe projekcije nebesne sfere zapišite formule za višine zgornje in spodnje kulminacije svetil, če:

a) zvezda kulminira med zenitom in južno točko;

b) zvezda kulminira med zenitom in nebesnim polom.

Uporaba izreka o višini nebesnega pola:

– višina nebesnega pola (severnice) nad obzorjem je enaka zemljepisni širini mesta opazovanja

Kot je kot navpičnica, a. Če vemo, da je to deklinacija zvezde, bo višina zgornje kulminacije določena z izrazom:

Za zvezdnikov spodnji vrhunec M 1:

Domov dajte nalogo pridobiti formulo za določitev višine zgornje in spodnje kulminacije zvezde M 2 .

Naloga za samostojno delo.

1. Opišite pogoje vidnosti zvezd na zemljepisni širini 54°S.

2. Namestite premično zvezdno karto za dan in uro pouka za mesto Bobruisk (j = 53 o).

Odgovorite na naslednja vprašanja:

a) katera ozvezdja so v trenutku opazovanja nad obzorjem, katera ozvezdja pod obzorjem.

b) katera ozvezdja trenutno vzhajajo, zahajajo.

3. Določite geografsko širino mesta opazovanja, če:

a) zvezda Vega gre skozi točko zenita.

b) zvezda Sirius na zgornji kulminaciji na nadmorski višini 64 o 13 / južno od točke zenita.

c) višina zvezde Deneb na zgornji kulminaciji je 83 o 47 / severno od zenita.

d) zvezda Altair gre skozi točko zenita na svoji spodnji kulminaciji.

Po svoje:

Poiščite deklinacijske intervale zvezd, ki so na določeni zemljepisni širini (Bobruisk):

a) nikoli se ne dvigne; b) nikoli ne vstopi; c) lahko vzhaja in sedi.

Naloge za samostojno delo.

1. Kakšna je deklinacija zenitne točke na geografski širini Minska (j = 53 o 54 /)? Odgovor pospremi z risbo.

2. V katerih dveh primerih se višina zvezde nad obzorjem čez dan ne spremeni? [Bodisi je opazovalec na enem od polov Zemlje ali pa je svetilo na enem od polov sveta]

3. Z risbo dokažite, da bo v primeru zgornje kulminacije svetila severno od zenita le-ta imela višino h= 90 o + j – d.

4. Azimut zvezde je 315 o, višina 30 o. Na katerem delu neba je vidna ta svetilka? Na jugovzhodu

5. V Kijevu so na nadmorski višini 59 o opazili zgornjo kulminacijo zvezde Arktur (d = 19 o 27 /). Kakšna je geografska širina Kijeva?

6. Kakšna je deklinacija zvezd, ki kulminirajo na lokaciji z zemljepisno širino j na severu?

7. Polarna zvezda je 49 / 46 // oddaljena od severnega tečaja sveta. Kakšna je njegova deklinacija?

8. Ali je mogoče videti zvezdo Sirius (d = –16 o 39 /) na meteoroloških postajah, ki se nahajajo na otoku. Dikson (j = 73 o 30 /) in v Verhojansku (j = 67 o 33 /)? [O približno. Dixon ne, ne v Verhojansku]

9. Zvezda, ki opisuje lok 180 stopinj nad obzorjem od sončnega vzhoda do sončnega zahoda, je med zgornjo kulminacijo oddaljena 60 stopinj od zenita. Pod kolikšnim kotom je na tem mestu nagnjen nebesni ekvator proti obzorju?

10. Rektascenzijo zvezde Altair izrazite v ločnih metrih.

11. Zvezda je 20 stopinj oddaljena od severnega tečaja sveta. Ali je vedno nad horizontom Bresta (j = 52 o 06 /)? [Nenehno]

12. Poiščite geografsko širino kraja, kjer zvezda na zgornji kulminaciji prehaja skozi zenit, na spodnji kulminaciji pa se dotika obzorja na severni točki. Kakšna je deklinacija te zvezde? j = 45 o;

13. Azimut svetila je 45 o, nadmorska višina je 45 o. V kateri smeri neba naj iščemo to svetilo?

14. Pri določanju geografske širine kraja je bila zahtevana vrednost enaka višini Polarne zvezde (89 o 10 / 14 //), izmerjeni v trenutku spodnje kulminacije. Je ta definicija pravilna? Če ne, kaj je napaka? Kakšen popravek (v velikosti in predznaku) je treba narediti v rezultatu meritve, da dobimo pravilno vrednost zemljepisne širine?

15. Kakšen pogoj mora izpolnjevati deklinacija svetila, da ta svetilka ne zahaja v točki z zemljepisno širino j; tako da ni v vzponu?

16. Rektascenzija zvezde Aldebaran (a-Taurus) je 68 o 15 / Izrazite ga v časovnih enotah.

17. Ali zvezda Fomalhaut (a-Doradus) vzhaja v Murmansku (j = 68 o 59 /), katere deklinacija je –29 o 53 /? [Ne vstane]

18. Dokaži z risbo, iz spodnje kulminacije zvezde, da h= d – (90 o – j).

Domača naloga: § 3. k.v.

5. Merjenje časa.

Določitev geografske dolžine.

Ključna vprašanja: 1) razlike med pojmi zvezdni, sončni, lokalni, pasovni, sezonski in univerzalni čas; 2) načela določanja časa na podlagi astronomskih opazovanj; 3) astronomske metode za določanje geografske dolžine območja.

Študenti morajo biti sposobni: 1) reševati naloge o računanju časa in datumov ter pretvorbi časa iz enega sistema štetja v drugega; 2) določi geografske koordinate kraja in čas opazovanja.

Na začetku pouka se izvaja samostojno delo 20 minut.

1. S pomočjo premikajočega se zemljevida določite 2 - 3 ozvezdja, ki so vidna na zemljepisni širini 53 o na severni polobli.

2. Določite azimut in nadmorsko višino zvezde v času pouka:

Možnost 1. a B. Ursa, a Leo.

Možnost 2. b Orion, orel.

3. S pomočjo zvezdne karte poišči zvezde po njihovih koordinatah.

Glavni material.

Razvijte pojme o dnevih in drugih časovnih enotah. Pojav katerega koli od njih (dan, teden, mesec, leto) je povezan z astronomijo in temelji na trajanju kozmičnega pojava (vrtenje Zemlje okoli svoje osi, revolucija Lune okoli Zemlja in kroženje Zemlje okoli Sonca).

Predstavite koncept zvezdnega časa.

Bodite pozorni na naslednje; trenutki:

– dolžina dneva in leta je odvisna od referenčnega sistema, v katerem se obravnava gibanje Zemlje (ali je povezano z zvezdami stalnicami, Soncem itd.). Izbira referenčnega sistema se odraža v imenu časovne enote.

– trajanje časovnih enot je povezano s pogoji vidnosti (kulminacije) nebesnih teles.

– uvedba atomskega časovnega standarda v znanosti je bila posledica neenakomernega vrtenja Zemlje, ki so ga odkrili, ko se je povečala točnost ur.

Uvedba standardnega časa je posledica potrebe po usklajevanju gospodarskih dejavnosti na ozemlju, ki ga določajo meje časovnih pasov.

Pojasnite razloge za spreminjanje dolžine sončnih dni skozi leto. Če želite to narediti, morate primerjati trenutke dveh zaporednih kulminacij Sonca in katere koli zvezde. Miselno izberemo zvezdo, ki bo prvič kulminirala sočasno s Soncem. Naslednjič zvezda in Sonce ne bosta kulminirala hkrati. Sonce bo kulminiralo okoli 4 minut kasneje, ker se bo glede na ozadje zvezd premaknil za približno 1 // zaradi gibanja Zemlje okoli Sonca. Vendar to gibanje ni enakomerno zaradi neenakomernega gibanja Zemlje okoli Sonca (tega bodo učenci spoznali ob preučevanju Keplerjevih zakonov). Obstajajo še drugi razlogi, zakaj časovni interval med dvema zaporednima kulminacijama Sonca ni konstanten. Uporabiti je treba povprečni sončni čas.

Navedite natančnejše podatke: povprečni sončni dan je 3 minute 56 s krajši od zvezdnega dneva, 24 ur 00 minut 00 s zvezdnega časa pa je enako povprečnemu sončnemu času 23 ur 56 min 4 s.

Univerzalni čas je definiran kot lokalni srednji sončni čas na začetnem (Greenwiškem) poldnevniku.

Celotno površje Zemlje je konvencionalno razdeljeno na 24 območij (časovnih pasov), omejenih z meridiani. Ničelni časovni pas se nahaja simetrično glede na glavni poldnevnik. Časovni pasovi so oštevilčeni od 0 do 23 od zahoda proti vzhodu. Dejanske meje časovnih pasov sovpadajo z upravnimi mejami okrožij, regij ali držav. Osrednji meridiani časovnih pasov so med seboj oddaljeni 15 o (1 uro), zato se pri prehodu iz enega časovnega pasu v drugega čas spremeni za celo število ur, število minut in sekund pa se ne spremeni. Nov koledarski dan (pa tudi novo koledarsko leto) se začne na datumski premici, ki poteka pretežno vzdolž poldnevnika 180 o. blizu severovzhodne meje Ruske federacije. Zahodno od datumske črte je dan v mesecu vedno za en več kot vzhodno od nje. Pri prehodu te črte od zahoda proti vzhodu se koledarsko število zmanjša za ena, pri prehodu od vzhoda proti zahodu pa se koledarsko število poveča za eno. S tem je odpravljena napaka pri določanju časa gibanja ljudi, ki potujejo z vzhodne na zahodno poloblo Zemlje in nazaj.

Koledar. Omejite se na kratko zgodovino koledarja kot dela kulture. Poudariti je treba tri glavne vrste koledarjev (lunarni, sončni in lunisolarni), povedati, kaj je njihova osnova, in se podrobneje posvetiti julijanskemu sončnemu koledarju starega sloga in gregorijanskemu sončnemu koledarju novega sloga. Po priporočeni ustrezni literaturi povabite študente, da pripravijo kratka poročila o različnih koledarjih za naslednjo lekcijo ali organizirajte posebno konferenco na to temo.

Po predstavitvi gradiva o merjenju časa je treba preiti na posplošitve v zvezi z določanjem geografske dolžine in s tem povzeti vprašanja o določanju geografskih koordinat z astronomskimi opazovanji.

Sodobna družba ne more brez poznavanja točnega časa in koordinat točk na zemeljskem površju, brez natančnih geografskih in topografskih zemljevidov, potrebnih za navigacijo, letalstvo in številna druga praktična vprašanja življenja.

Zaradi rotacije Zemlje se razlika med trenutki poldneva ali kulminacije zvezd z znanimi ekvatorialnimi koordinatami na dveh točkah na Zemlji površina je enaka razliki v vrednostih geografske dolžine teh točk, kar omogoča določitev zemljepisne dolžine določene točke iz astronomskih opazovanj Sonca in drugih svetil ter, nasprotno, lokalnega časa na kateri koli točki z znana zemljepisna dolžina.

Za izračun geografske dolžine območja je treba določiti trenutek kulminacije zvezde z znanimi ekvatorialnimi koordinatami. Nato se s posebnimi tabelami (ali kalkulatorjem) čas opazovanja pretvori iz sončnega povprečja v zvezdno. Ko smo iz referenčne knjige ugotovili čas vrhunca te svetilke na poldnevniku Greenwich, lahko določimo dolžino območja. Edina težava pri tem je natančna pretvorba časovnih enot iz enega sistema v drugega.

Trenutki vrhunca svetilk se določijo s pomočjo instrumenta prehoda - teleskopa, ojačanega na poseben način. Teleskop takega teleskopa se lahko vrti le okoli vodoravne osi, os pa je fiksna v smeri zahod-vzhod. Tako se instrument obrne od južne točke skozi zenit in nebesni pol do severne točke, torej sledi nebesnemu poldnevniku. Navpična nit v vidnem polju teleskopske cevi služi kot oznaka poldnevnika. V trenutku, ko gre zvezda skozi nebesni meridian (v zgornji kulminaciji), je zvezdni čas enak rektascenziji. Pasažni inštrument je prvi izdelal Danec O. Roemer leta 1690. Več kot tristo let se princip glasbila ni spremenil.

Upoštevajte dejstvo, da je potreba po natančnem določanju trenutkov in časovnih obdobij spodbudila razvoj astronomije in fizike. Do sredine 20. stol. astronomske metode merjenja, shranjevanja časa in časovnih standardov temeljijo na dejavnostih svetovne časovne službe. Natančnost ure je bila nadzorovana in popravljena z astronomskimi opazovanji. Trenutno je razvoj fizike pripeljal do ustvarjanja natančnejših metod za določanje časa in standardov. Sodobne atomske ure dajejo napako 1 s na 10 milijonov let. S pomočjo teh ur in drugih instrumentov so bile razjasnjene številne značilnosti navideznega in resničnega gibanja vesoljskih teles, odkriti novi kozmični pojavi, vključno s spremembo hitrosti vrtenja Zemlje okoli svoje osi za približno 0,01 s med letom. .

Pri utrjevanju preučene snovi z učenci je mogoče rešiti naslednje naloge.

Naloga 1.

Določite geografsko dolžino lokacije opazovanja, če:

a) popotnik je opoldne zabeležil 14:13 po greenwiškem času.

b) z uporabo natančnih časovnih signalov 8:00 m 00 s je geolog zabeležil 10:13 m 42 s po lokalnem času.

Glede na to

c) navigator potniškega letala je ob 17:52:37 po lokalnem času prejel signal po greenwiškem času 12:00:00.

Glede na to

1 h = 15 o, 1 m = 15 / in 1 s = 15 //, imamo.

d) popotnik je zabeležil 17:35 krajevno opoldne.

Ob upoštevanju dejstva, da je 1 h = 15 o in 1 m = 15 /, imamo.

Naloga 2.

Popotniki so opazili, da se je po lokalnem času lunin mrk začel ob 15.15, po astronomskem koledarju pa bi se moral zgoditi ob 3.51 po greenwiškem času. Kakšna je dolžina njihove lokacije.

Naloga 3.

25. maja v Moskvi (2. časovni pas) ura kaže 10 ur 45 m. Kakšen je povprečni, pasovni in poletni čas v tem trenutku v Novosibirsku (6 časovni pas, l 2 = 5 ur 31 m).

Če poznamo moskovski poletni čas, bomo našli univerzalni čas T o:

Trenutno v Novosibirsku:

- povprečni čas.

– standardni čas.

- poletni čas.

Sporočila za študente:

1. Arabski lunarni koledar.

2. Turški lunarni koledar.

3. Perzijski sončni koledar.

4. Koptski sončni koledar.

5. Projekti idealnih večnih koledarjev.

6. Štetje in shranjevanje časa.

6. Heliocentrični sistem Kopernika.

Ključna vprašanja: 1) bistvo heliocentričnega sistema sveta in zgodovinsko ozadje njegovega nastanka; 2) vzroke in naravo navideznega gibanja planetov.

Frontalni pogovor.

1. Pravi sončni dan je časovno obdobje med dvema zaporednima istoimenskima kulminacijama v središču sončnega diska.

2. Siderični dan je časovno obdobje med dvema zaporednima istoimenskima kulminacijama na točki pomladnega enakonočja, ki je enako rotacijski dobi Zemlje.

3. Povprečni sončni dan je časovno obdobje med dvema istoimenskima kulminacijama povprečnega ekvatorialnega Sonca.

4. Za opazovalce, ki se nahajajo na istem poldnevniku, pride do kulminacije Sonca (kot katere koli druge svetilke) istočasno.

5. Sončev dan se razlikuje od zvezdnega za 3 m 56 s.

6. Razlika v vrednostih lokalnega časa na dveh točkah zemeljske površine v istem fizičnem trenutku je enaka razliki v vrednostih njihovih geografskih dolžin.

7. Pri prečkanju meje dveh sosednjih con od zahoda proti vzhodu je treba uro premakniti eno uro naprej, od vzhoda proti zahodu pa eno uro nazaj.

Oglejte si primer rešitve naloge.

Ladja, ki je izplula iz San Francisca v sredo, 12. oktobra zjutraj in se odpeljala proti zahodu, je priplula v Vladivostok točno 16 dni kasneje. Kateri dan v mesecu in kateri dan v tednu je prišel? Kaj je treba upoštevati pri reševanju tega problema? Kdo in v kakšnih okoliščinah se je s tem srečal prvič v zgodovini?

Pri reševanju problema morate upoštevati, da bo ladja na poti od San Francisca do Vladivostoka prečkala konvencionalno črto, imenovano mednarodna datumska črta. Poteka vzdolž zemeljskega poldnevnika z geografsko dolžino 180 o ali blizu nje.

Pri prečkanju mednarodne datumske črte v smeri od vzhoda proti zahodu (kot v našem primeru) se en koledarski datum izloči iz štetja.

Magellan in njegovi spremljevalci so se s tem prvič srečali med potovanjem okoli sveta.

Glavni material.

Ptolemaj Klavdij (ok. 90 – ok. 160), starogrški znanstvenik, zadnji večji astronom antike. Dopolnil Hiparhov zvezdni katalog. Izdelal je posebne astronomske instrumente: astrolab, armilarno kroglo in triquetro. Opisal položaj 1022 zvezd. Razvil je matematično teorijo gibanja planetov okoli mirujoče Zemlje (z uporabo prikaza navideznega gibanja nebesnih teles s kombinacijami krožnih gibanj – epiciklov), ki je omogočila izračun njihove lege na nebu. Skupaj s teorijo o gibanju Sonca in Lune je tvorila t.i. Ptolemejev sistem sveta. Teorija, ki je dosegla za tiste čase visoko natančnost, ni pojasnila spremembe svetlosti Marsa in drugih paradoksov starodavne astronomije. Ptolemejev sistem je predstavljen v njegovem glavnem delu "Almagest" ("Velika matematična konstrukcija astronomije v XIII knjigah") - enciklopediji astronomskega znanja starodavnih. Almagest vsebuje tudi informacije o premočrtni in sferični trigonometriji, prvič pa je podana tudi rešitev številnih matematičnih problemov. Na področju optike je proučeval lom in lom svetlobe. V delu "Geografija" je podal zbirko geografskih informacij starodavnega sveta.

Tisoč in pol let je bila Ptolemejeva teorija glavna astronomska doktrina. Zelo natančna za svojo dobo je sčasoma postala omejevalni dejavnik v razvoju znanosti in jo je nadomestila Kopernikova heliocentrična teorija.

Pravilno razumevanje opazovanih nebesnih pojavov in mesta Zemlje v sončnem sistemu se je razvijalo skozi stoletja. Nikolaj Kopernik je dokončno razbil idejo o nepremičnosti Zemlje. Kopernik (Kopernik, Copernicus) Nikolaj (1473 – 1543), veliki poljski astronom.

Ustvarjalec heliocentričnega sistema sveta. Naredil je revolucijo v naravoslovju in opustil dolga stoletja sprejeto doktrino o središčnem položaju Zemlje. Vidna gibanja nebesnih teles je pojasnil z vrtenjem Zemlje okoli svoje osi in revolucijo planetov (tudi Zemlje) okoli Sonca. Svoj nauk je orisal v delu »O rotacijah nebesnih sfer« (1543), ki ga je katoliška cerkev od 1616 do 1828 prepovedala.

Kopernik je pokazal, da je vrtenje Zemlje okoli Sonca tisto, kar lahko pojasni vidna zankasta gibanja planetov. Središče planetarnega sistema je Sonce.

Vrtilna os Zemlje je nagnjena od orbitalne osi za približno 23,5°. Če ne bi bilo tega nagiba, letnih časov ne bi bilo. Redna menjava letnih časov je posledica gibanja Zemlje okoli Sonca in nagnjenosti Zemljine vrtilne osi glede na orbitalno ravnino.

Ker se pri opazovanju z Zemlje gibanje planetov okoli Sonca prekriva tudi z gibanjem Zemlje v njeni orbiti, se planeti gibljejo po nebu od vzhoda proti zahodu (direktno gibanje) ali od zahoda proti vzhodu. (retrogradno gibanje). Trenutki spremembe smeri se imenujejo stoji. Če to pot postavite na zemljevid, se bo izkazalo zanka. Večja kot je razdalja med planetom in Zemljo, manjša je zanka. Planeti opisujejo zanke, namesto da se preprosto premikajo naprej in nazaj vzdolž ene črte, izključno zaradi dejstva, da ravnine njihovih orbit ne sovpadajo z ravnino ekliptike.

Planete delimo v dve skupini: nižje ( notranji) – Merkur in Venera – in zgornji ( zunanji) – ostalih šest planetov. Narava gibanja planeta je odvisna od tega, kateri skupini pripada.

Imenuje se največja kotna oddaljenost planeta od Sonca raztezek. Največji raztezek za Merkur je 28°, za Venero – 48°. Med vzhodno elongacijo je notranji planet viden na zahodu, v žarkih večerne zarje, kmalu po sončnem zahodu. Med zahodno elongacijo je notranji planet viden na vzhodu, v žarkih zore, malo pred sončnim vzhodom. Zunanji planeti so lahko na poljubni kotni razdalji od Sonca.

Fazni kot Merkurja in Venere se spreminja od 0° do 180°, zato Merkur in Venera menjavata faze na enak način kot Luna. Blizu spodnje konjunkcije imata oba planeta svoje največje kotne dimenzije, vendar izgledata kot ozki polmesec. Pri faznem kotu j = 90 o je osvetljena polovica planetarnega diska, faza Φ = 0,5. Pri zgornji konjunkciji so spodnji planeti popolnoma osvetljeni, vendar so z Zemlje slabo vidni, saj so za Soncem.

Planetarne konfiguracije.

Domača naloga: § 3. k.v.

7. Planetarne konfiguracije. Reševanje problema.

Ključna vprašanja: 1) konfiguracije in pogoji vidnosti planetov; 2) zvezdna in sinodična obdobja planetarne revolucije; 3) formula za povezavo med sinodično in zvezdno dobo.

Študent mora biti sposoben: 1) reševati naloge z uporabo formule, ki povezuje sinodično in zvezdno periodo revolucije planetov.

Teorija. Navedite osnovne konfiguracije za zgornje (spodnje) planete. Določite sinodično in zvezdno dobo.

Recimo, da se v začetnem trenutku minutni in urni kazalec ujemata. Časovno obdobje, po katerem se kazalca ponovno srečata, ne bo sovpadalo niti z obdobjem vrtenja minutnega kazalca (1 ura) niti z obdobjem vrtenja urnega kazalca (12 ur). To časovno obdobje imenujemo sinodično obdobje – čas, po katerem se ponavljajo določeni položaji rok.

Kotna hitrost minutnega in urnega kazalca je . V sinodičnem obdobju S urni kazalec bo potoval

in minuto

Če odštejemo poti, dobimo oz

Zapišite formule, ki povezujejo sinodično in zvezdno dobo ter izračunajte ponovitev konfiguracij za zgornji (spodnji) planet, ki je najbližje Zemlji. Poiščite potrebne vrednosti tabele v prilogah.

2. Razmislite o primeru:

– Določite zvezdno dobo planeta, če je enaka sinodični. Kateri resnični planet v sončnem sistemu se najbolj približa tem pogojem?

Glede na pogoje problema T = S, Kje T– zvezdno obdobje, čas kroženja planeta okoli Sonca in S– sinodično obdobje, čas ponavljanja iste konfiguracije z danim planetom.

Nato v formuli

Naredimo zamenjavo S na T: Planet je neskončno daleč. Po drugi strani pa je opravil podobno zamenjavo

Najprimernejši planet je Venera, katere perioda je 224,7 dni.

rešitev naloge.

1. Kakšna je sinodična doba Marsa, če je njegova zvezdna doba 1,88 zemeljskega leta?

Mars je zunanji planet in zanj velja formula

2. Merkurjeve spodnje konjunkcije se ponovijo po 116 dneh. Določite zvezdno obdobje Merkurja.

Merkur je notranji planet in zanj velja formula

3. Določite zvezdno obdobje Venere, če se njena spodnja konjunkcija zgodi vsakih 584 dni.

4. Po kolikšnem času se Jupitrove opozicije ponovijo, če je njegova zvezdna doba 11,86 g?

8. Navidezno gibanje Sonca in Lune.

Samostojno delo 20 min

Glavni material.

Pri oblikovanju ekliptike in zodiaka je treba določiti, da je ekliptika projekcija ravnine zemeljske orbite na nebesno sfero. Zaradi revolucije planetov okoli Sonca v skoraj isti ravnini se bo njihovo navidezno gibanje na nebesni sferi dogajalo vzdolž in blizu ekliptike s spremenljivo kotno hitrostjo in občasnimi spremembami smeri gibanja. Smer gibanja Sonca po ekliptiki je nasprotna dnevnemu gibanju zvezd, kotna hitrost je približno 1 o na dan.

Dnevi solsticija in enakonočja.

Gibanje Sonca po ekliptiki je odraz vrtenja Zemlje okoli Sonca. Ekliptika poteka skozi 13 ozvezdij: Ribi, Oven, Bik, Dvojčka, Rak, Lev, Devica, Tehtnica, Škorpijon, Strelec, Kozorog, Vodnar, Ophiuchus.

Ophiuchus ne velja za zodiakalno ozvezdje, čeprav leži na ekliptiki. Ideja o znakih zodiaka se je razvila pred nekaj tisoč leti, ko ekliptika ni šla skozi ozvezdje Kafenovec. V starih časih ni bilo natančnih meja in so znaki simbolično ustrezali ozvezdjem. Trenutno znaki zodiaka in ozvezdja ne sovpadajo. Na primer, spomladansko enakonočje in zodiakalno znamenje Ovna se nahajata v ozvezdju Ribi.

Za samostojno delo.

S pomočjo gibljive zvezdne karte ugotovite, pod katerim ozvezdjem ste se rodili, torej v katerem ozvezdju je bilo Sonce ob vašem rojstvu. Če želite to narediti, povežite črto med severnim nebesnim polom in vašim datumom rojstva ter poglejte, v katerem ozvezdju ta črta seka ekliptiko. Pojasnite, zakaj se rezultat razlikuje od navedenega v horoskopu.

Pojasnite pojav precesije zemeljske osi. Precesija je počasno stožčasto vrtenje zemeljske osi s periodo 26 tisoč let pod vplivom gravitacijskih sil Lune in Sonca. Precesija spremeni položaj nebesnih polov. Pred približno 2700 leti je bila v bližini severnega tečaja zvezda, imenovana Draco, ki so jo kitajski astronomi imenovali Kraljeva zvezda. Izračuni kažejo, da se bo do leta 10000 severni pol sveta približal zvezdi Labod, leta 13600 pa bo Polarno zvezdo zamenjala Lira (Vega). Tako se zaradi precesije točke spomladanskega in jesenskega enakonočja, poletnega in zimskega solsticija počasi premikajo vzdolž zodiakalnih konstelacij. Astrologija ponuja informacije, ki so bile zastarele pred 2 tisoč leti.

Navidezno gibanje Lune na ozadju zvezd nastane zaradi odseva dejanskega gibanja Lune okoli Zemlje, ki ga spremlja sprememba videza našega satelita. Vidni rob Luninega diska se imenuje limbo . Premica, ki deli osvetljeni in neosvetljeni del Luninega diska, se imenuje terminator . Razmerje med površino osvetljenega dela vidnega diska Lune in njene celotne površine se imenuje Lunina faza .

Obstajajo štiri glavne faze Lune: nova luna , prva četrtina , polna luna in zadnja četrtina . Ob mlaju Φ = 0, ob prvi četrtini Φ = 0,5, ob polni luni je faza Φ = 1,0, ob zadnji četrtini pa spet Φ = 0,5.

Med mlajem gre Luna med Soncem in Zemljo, temna stran Lune, ki je ne osvetljuje Sonce, je obrnjena proti Zemlji. Res je, včasih v tem času lunin disk sveti s posebno, pepelnato svetlobo. Šibak sij nočnega dela luninega diska povzroča sončna svetloba, ki se odbija od Zemlje do Lune. Dva dni po mlaju se na večernem nebu na zahodu, kmalu po sončnem zahodu, pojavi tanek krajec mlade lune.

Sedem dni po mlaju je rastoča Luna vidna v obliki polkroga na zahodu ali jugozahodu, kmalu po sončnem zahodu. Luna je 90° vzhodno od Sonca in je vidna zvečer in v prvi polovici noči.

14 dni po mlaju nastopi polna luna. Luna je v opoziciji s Soncem in celotna osvetljena polobla Lune je obrnjena proti Zemlji. Ob polni luni je Luna vidna vso noč, Luna vzide ob sončnem zahodu in zaide ob sončnem vzhodu.

Teden dni po polni luni se pred nami pojavi starajoča se Luna v svoji zadnji četrtini v obliki polkroga. V tem času je proti Zemlji obrnjena polovica osvetljene in polovica neosvetljene poloble Lune. Luna je vidna na vzhodu, pred sončnim vzhodom, v drugi polovici noči

Polna Luna ponavlja dnevno pot Sonca po nebu, ki jo je prehodilo šest mesecev prej, zato se polna Luna poleti ne premakne daleč od obzorja, pozimi pa se, nasprotno, dvigne visoko.

Zemlja se vrti okoli Sonca, zato se Luna od ene nove lune do druge ne zavrti okoli Zemlje za 360°, ampak nekoliko več. V skladu s tem je sinodični mesec 2,2 dni daljši od zvezdnega meseca.

Časovni interval med dvema zaporednima enakima luninima fazama se imenuje sinodični mesec, njegovo trajanje je 29,53 dni. Siderični isti mesec, tj. Čas, v katerem Luna naredi en obrat okoli Zemlje glede na zvezde, je 27,3 dni.

Sončev in lunin mrk.

V starih časih so sončni in lunini mrki povzročali vraževerno grozo med ljudmi. Verjeli so, da mrki napovedujejo vojne, lakoto, propad in množične bolezni.

Pokrivanje Sonca z Luno se imenuje Sončev mrk . To je zelo lep in redek pojav. Sončev mrk nastane, ko Luna prečka ravnino ekliptike v času mlaja.

Če je disk Sonca popolnoma prekrit z diskom Lune, se imenuje mrk popolna . V perigeju je Luna bližje Zemlji za 21.000 km od povprečne razdalje, v apogeju - dlje za 21.000 km. To spremeni kotne dimenzije Lune. Če se izkaže, da je kotni premer Luninega diska (približno 0,5 o) nekoliko manjši od kotnega premera Sončevega diska (približno 0,5 o), potem v trenutku največje faze mrka ostane viden svetel ozek obroč. od Sonca. Ta mrk se imenuje obročaste oblike . In končno, Sonce morda ni popolnoma skrito za Luninim diskom zaradi neusklajenosti njihovih središč na nebu. Ta mrk se imenuje zasebno . Tako lepo tvorbo, kot je sončna korona, lahko opazujete samo med popolnimi mrki. Takšna opazovanja, tudi v našem času, lahko veliko dajo znanosti, zato astronomi iz mnogih držav prihajajo v državo, kjer bo sončni mrk.

Sončni mrk se začne ob sončnem vzhodu v zahodnih predelih zemeljske površine in konča v vzhodnih predelih ob sončnem zahodu. Običajno popolni sončni mrk traja nekaj minut (najdaljši popolni sončni mrk, 7 minut 29 sekund, bo 16. julija 2186).

Luna se giblje od zahoda proti vzhodu, zato se sončni mrk začne z zahodnega roba sončnega diska. Imenuje se stopnja pokritosti Sonca z Luno faza sončnega mrka .

Sončev mrk lahko vidimo samo na tistih delih Zemlje, skozi katere prehaja Lunina senca. Premer sence ne presega 270 km, zato je popolni sončni mrk viden le na majhnem delu zemeljske površine.

Ravnina lunine orbite na presečišču z nebom tvori velik krog - lunino pot. Ravnina zemeljske orbite seka nebesno kroglo po ekliptiki. Ravnina lunarne orbite je nagnjena proti ravnini ekliptike pod kotom 5 o 09 /. Obdobje kroženja Lune okoli Zemlje (zvezdno ali zvezdno obdobje) R) = 27,32166 zemeljskih dni ali 27 dni 7 ur 43 minut.

Ravnina ekliptike in lunina pot se sekata po ravni črti, imenovani linija vozlišč . Točke presečišča črte vozlišč z ekliptiko imenujemo naraščajoči in padajoči vozli lunine orbite . Lunini vozli se nenehno premikajo proti Luni, torej proti zahodu, in naredijo polno revolucijo v 18,6 leta. Vsako leto se zemljepisna dolžina naraščajočega vozlišča zmanjša za približno 20 stopinj.

Ker je ravnina lunine orbite nagnjena proti ravnini ekliptike pod kotom 5 o 09 /, je lahko Luna med mlajem ali polno luno daleč od ravnine ekliptike, lunin disk pa bo šel nad ali pod soncem disk. V tem primeru ne pride do mrka. Da pride do Sončevega ali Luninega mrka, mora biti Luna v času mlaja ali polne lune blizu naraščajočega ali padajočega vozla svoje orbite, tj. blizu ekliptike.

V astronomiji so se ohranila številna znamenja, uvedena v starih časih. Simbol naraščajočega vozla pomeni glavo zmaja Rahuja, ki napade Sonce in po indijskih legendah povzroči njegov mrk.

Med polno Lunin mrk Luna popolnoma izgine v Zemljino senco. Popolna faza luninega mrka traja veliko dlje kot popolna faza sončnega mrka. Oblika roba zemeljske sence med luninimi mrki je starogrškemu filozofu in znanstveniku Aristotelu služila kot eden najmočnejših dokazov sferičnosti Zemlje. Filozofi stare Grčije so preprosto na podlagi trajanja mrkov izračunali, da je Zemlja približno trikrat večja od Lune (natančna vrednost tega koeficienta je bila 3,66).

Med popolnim luninim mrkom je luna pravzaprav prikrajšana za sončno svetlobo, zato je popolni lunin mrk viden od koder koli na Zemljini polobli. Mrk se začne in konča istočasno za vse geografske lokacije. Vendar pa bo lokalni čas tega pojava drugačen. Ker se Luna giblje od zahoda proti vzhodu, levi rob Lune najprej vstopi v Zemljino senco.

Mrk je lahko popoln ali delen, odvisno od tega, ali Luna v celoti vstopi v Zemljino senco ali gre blizu njenega roba. Bližje luninemu vozlu se pojavi lunin mrk, večji je faza . Končno, ko luninega diska ne pokriva senca, ampak polsenca, se zgodi penumbra mrki . S prostim očesom jih ni mogoče videti.

Med mrkom se Luna skrije v Zemljino senco in bi, kot kaže, vsakič morala izginiti iz vidnega polja, ker Zemlja je neprozorna. Vendar pa zemeljska atmosfera razprši sončne žarke, ki padejo na zatemnjeno površino Lune mimo Zemlje. Rdečkasta barva diska je posledica dejstva, da rdeči in oranžni žarki najbolje prehajajo skozi ozračje.

Vsak lunin mrk je drugačen glede porazdelitve svetlosti in barve v Zemljini senci. Barva zatemnjene Lune se pogosto ocenjuje s posebno lestvico, ki jo je predlagal francoski astronom André Danjon:

1. Mrk je zelo temen, sredi mrka je Luna skoraj ali pa sploh ne vidna.

2. Mrk je temen, siv, detajli Lunine površine so popolnoma nevidni.

3. Mrk je temno rdeč ali rdečkast, pri čemer je temnejši del opazen blizu središča sence.

4. Mrk je opečnato rdeče barve, senco obdaja sivkasta ali rumenkasta obroba.

5. Mrk je bakreno rdeč, zelo svetel, zunanja cona je svetla, modrikasta.

Če bi ravnina Lunine orbite sovpadala z ravnino ekliptike, bi se lunini mrki ponavljali vsak mesec. Vendar je kot med tema ravninama 5° in Luna prečka ekliptiko le dvakrat na mesec na dveh točkah, imenovanih vozlišča lunine orbite. Starodavni astronomi so vedeli za ta vozlišča in jih imenovali glava in rep zmaja (Rahu in Ketu). Da lahko pride do luninega mrka, mora biti Luna med polno luno blizu vozla svoje orbite.

Lunini mrki pojavijo večkrat na leto.

Časovno obdobje, po katerem se Luna vrne v svoj vozel, se imenuje drakonski mesec , kar je enako 27,21 dni. Po tem času Luna prečka ekliptiko v točki, premaknjeni glede na prejšnje presečišče za 1,5 o proti zahodu. Lunine faze (sinodični mesec) se ponavljajo v povprečju vsakih 29,53 dni. Časovno obdobje 346,62 dni, v katerem gre središče sončnega diska skozi isto vozlišče lunine orbite, se imenuje drakonsko leto .

Obdobje ponovitve mrka – Saros - bo enako časovnemu obdobju, po katerem se bodo začetki teh treh obdobij ujemali. Saros v starem Egiptu pomeni "ponovitev". Dolgo pred našim štetjem, že v starih časih, je bilo ugotovljeno, da saros traja 18 let 11 dni 7 ur. Saros vključuje: 242 drakonskih mesecev ali 223 sinodičnih mesecev ali 19 drakonskih let. Med vsakim Sarosom je med 70 in 85 mrkov; Od tega je običajno približno 43 sončnih in 28 luninih. V enem letu se lahko zgodi največ sedem mrkov - pet sončnih in dva lunina ali štirje sončni in trije lunini. Najmanjše število mrkov v enem letu je dva sončna mrka. Sončni mrki se pojavljajo pogosteje kot lunini, vendar jih le redko opazimo na istem območju, saj so ti mrki vidni le v ozkem pasu Lunine sence. Na kateri koli določeni točki na površini je popoln sončni mrk opazen v povprečju enkrat na 200–300 let.

Domača naloga: § 3. k.v.

9. Ekliptika. Navidezno gibanje Sonca in Lune.

Reševanje problema.

Ključna vprašanja: 1) dnevno gibanje Sonca na različnih zemljepisnih širinah; 2) spremembe v navideznem gibanju Sonca skozi vse leto; 3) navidezno gibanje in faze Lune; 4) Sončev in lunin mrk. Pogoji mrka.

Študent mora znati: 1) z uporabo astronomskih koledarjev, referenčnih knjig in zemljevida gibljivih zvezd ugotavljati pogoje za nastanek pojavov, povezanih z kroženjem Lune okoli Zemlje in navideznim gibanjem Sonca.

1. Koliko se Sonce premakne po ekliptiki vsak dan?

Med letom Sonce po ekliptiki opiše krog 360 stopinj, torej

2. Zakaj so sončni dnevi 4 minute daljši od zvezdnih dni?

Ker se Zemlja med vrtenjem okoli lastne osi giblje tudi po orbiti okoli Sonca. Zemlja mora narediti malo več kot en obrat okoli svoje osi, da za isto točko na Zemlji ponovno opazujemo Sonce na nebesnem poldnevniku.

Sončev dan je 3 minute 56 sekund krajši od zvezdnega dneva.

3. Pojasnite, zakaj Luna vsak dan vzide v povprečju 50 minut pozneje kot dan prej.

Na določen dan v trenutku sončnega vzhoda je Luna v določenem ozvezdju. Po 24 urah, ko Zemlja naredi en polni obrat okoli svoje osi, bo to ozvezdje spet vzšlo, vendar se bo v tem času Luna premaknila približno 13 stopinj vzhodno glede na zvezde, njen vzpon pa bo torej nastopil 50 minut kasneje.

4. Zakaj so lahko ljudje, preden so vesoljska plovila obkrožila Luno in fotografirala njeno oddaljeno stran, videli le eno njeno polovico?

Obdobje vrtenja Lune okoli svoje osi je enako obdobju njenega kroženja okoli Zemlje, tako da je obrnjena proti Zemlji z isto stranjo.

5. Zakaj Luna med mlajem ni vidna z Zemlje?

V tem času je Luna na isti strani Zemlje kot Sonce, zato je temna polovica lunine oble, ki je ne osvetljuje Sonce, obrnjena proti nam. V tem položaju Zemlje, Lune in Sonca se lahko zgodi sončni mrk za prebivalce Zemlje. To se ne zgodi ob vsaki novi luni, saj Luna med mlajem običajno prehaja nad ali pod sončev disk.

6. Opišite, kako se je spremenila lega Sonca na nebesni sferi od začetka šolskega leta do dneva, ko poteka ta lekcija.

S pomočjo zvezdne karte poiščemo položaj Sonca na ekliptiki 1. septembra in na dan pouka (npr. 27. oktober). 1. septembra je bilo Sonce v ozvezdju Leva in je imelo deklinacijo d = +10 o. V gibanju po ekliptiki je Sonce 23. septembra prečkalo nebesni ekvator in se premaknilo na južno poloblo, 27. oktobra pa je v ozvezdju Tehtnice in ima deklinacijo d = –13 stopinj. To pomeni, da se Sonce do 27. oktobra premika po nebesni sferi in se vedno manj dviga nad obzorjem.

7. Zakaj mrkov ne opazujemo vsak mesec?

Ker je ravnina lunine orbite nagnjena na ravnino zemeljske orbite, potem na primer na novi luni Luna ni na črti, ki povezuje središča Sonca in Zemlje, zato bo lunina senca prešla ob Zemlji in sončnega mrka ne bo. Iz podobnega razloga Luna ne gre skozi Zemljin senčni stožec ob vsaki polni luni.

8. Kolikokrat hitreje se Luna giblje po nebu kot Sonce?

Sonce in Luna se gibljeta po nebu v nasprotni smeri od dnevne rotacije neba. Čez dan Sonce potuje približno 1 o, Luna pa 13 o. Zato se Luna giblje po nebu 13-krat hitreje kot Sonce.

9. Kako se jutranji lunin krajec razlikuje po obliki od večernega?

Jutranji lunin krajec se izboči v levo (spominja na črko C). Luna se nahaja na razdalji 20 - 50 o zahodno (desno) od Sonca. Večerni Lunin krajec se izboči v desno. Luna se nahaja na razdalji 20 - 50 o vzhodno (levo) od Sonca.

1. stopnja: 1 – 2 točki.

1. Kaj imenujemo ekliptika? Prosimo, označite pravilne trditve.

A. Os navidezne rotacije nebesne krogle, ki povezuje oba pola sveta.

B. Kotna oddaljenost svetila od nebesnega ekvatorja.

B. Namišljena črta, vzdolž katere se Sonce navidezno letno giblje glede na ozadje ozvezdij.

2. Označi, katera od naslednjih ozvezdij so zodiakalna.

A. Vodnar. B. Strelec. B. Hare.

3. Označi, katera od naslednjih ozvezdij niso zodiakalna.

A. Bik. B. Ophiuchus. B. Rak.

4. Kaj imenujemo zvezdni (ali zvezdni) mesec? Prosimo, označite pravilno trditev.

A. Obdobje kroženja Lune okoli Zemlje glede na zvezde.

B. Časovni interval med dvema popolnima luninima mrkoma.

B. Časovni interval med mlajem in polno luno.

5. Kaj imenujemo sinodični mesec? Prosimo, označite pravilno trditev.

A. Časovni interval med polno luno in mlajem. B. Časovni interval med dvema zaporednima enakima luninima fazama.

B. Čas vrtenja Lune okoli svoje osi.

6. Navedite trajanje Luninega sinodičnega meseca.

A. 27,3 dni. B. 30 dni. B. 29,5 dni.

2. stopnja: 3 – 4 točke

1.Zakaj položaji planetov niso označeni na zvezdnih kartah?

2. V kateri smeri poteka navidezno letno gibanje Sonca glede na zvezde?

3. V katero smer poteka navidezno gibanje Lune glede na zvezde?

4. Kateri popolni mrk (sončev ali lunin) traja dlje? Zakaj?

6. Zaradi česa se skozi leto spreminja položaj sončnih vzhodnih in zahodnih točk?

3. stopnja: 5 – 6 točk.

1. a) Kaj je ekliptika? Kakšna ozvezdja obstajajo?

b) Nariši, kakšna je Luna v zadnji četrtini. Ob kateri uri dneva je viden v tej fazi?

2. a) Kaj določa letno navidezno gibanje Sonca po ekliptiki?

b) Nariši, kakšna je Luna med mlajem in prvo četrtino.

3. a) Na zvezdni karti poišči ozvezdje, v katerem se danes nahaja Sonce.

b) Zakaj so popolni lunini mrki opazovani na istem mestu na Zemlji mnogokrat pogosteje kot popolni sončni mrki?

4. a) Ali je mogoče letno gibanje Sonca po ekliptiki obravnavati kot dokaz kroženja Zemlje okoli Sonca?

b) Nariši, kakšna je Luna v prvi četrtini. Ob kateri uri dneva je viden v tej fazi?

5. a) Kaj je vzrok za vidno svetlobo Lune?

b) Nariši, kakšna je Luna v drugi četrtini. Ob kateri uri dneva se pojavi v tej fazi?

6. a) Kaj povzroča spreminjanje opoldanske višine Sonca skozi vse leto?

b) Nariši, kakšna je Luna med polno luno in zadnjim krajcem.

4. stopnja. 7-8 točk

1. a) Kolikokrat na leto lahko vidite vse lunine faze?

b) Opoldanska višina Sonca je 30°, njegova deklinacija pa 19°. Določite geografsko širino mesta opazovanja.

2. a) Zakaj z Zemlje vidimo le eno stran Lune?

b) Na kateri višini v Kijevu (j = 50 o) se zgodi zgornja kulminacija zvezde Antares (d = –26 o)? Naredite ustrezno risbo.

3. a) Včeraj je bil lunin mrk. Kdaj lahko pričakujemo naslednji sončni mrk?

b) Zvezda sveta z deklinacijo –3 o 12 / je bila opažena v Vinnici na nadmorski višini 37 o 35 / južnega neba. Določite geografsko širino Vinnice.

4. a) Zakaj traja popolna faza luninega mrka veliko dlje kot popolna faza sončnega mrka?

b) Kolikšna je opoldne Sonce 21. marca na točki, katere geografska višina je 52 o?

5. a) Kolikšen je najmanjši časovni presledek med sončnim in luninim mrkom?

b) Na kateri zemljepisni širini bo opoldne kulminiralo Sonce na višini 45° nad obzorjem, če je ta dan njegova deklinacija –10°?

6. a) Luna je vidna v zadnji četrtini. Bi lahko čez en teden prišlo do luninega mrka? Pojasnite svoj odgovor.

b) Kolikšna je geografska širina opazovalnega mesta, če smo 22. junija opoldne opazovali Sonce na višini 61 o?

10. Keplerjevi zakoni.

Ključna vprašanja: 1) predmet, naloge, metode in orodja nebesne mehanike; 2) formulacije Keplerjevih zakonov.

Študent mora znati: 1) reševati probleme z uporabo Keplerjevih zakonov.

Na začetku pouka se izvede samostojno delo (20 minut).

Teorija.

Keplerjev prvi zakon .

Vsak planet se giblje po elipsi, s Soncem v enem žarišču.

Keplerjev drugi zakon (zakon enakih območij ) .

Radij vektor planeta opisuje enaka območja v enakih časovnih obdobjih. Druga formulacija tega zakona: sektorska hitrost planeta je konstantna.

Keplerjev tretji zakon .

Kvadrati obhodnih dob planetov okoli Sonca so sorazmerni s kubiki velikih pol osi njihovih eliptičnih orbit.

Sodobna formulacija prvega zakona je bila dopolnjena na naslednji način: pri nemotenem gibanju je orbita gibajočega telesa krivulja drugega reda - elipsa, parabola ali hiperbola.

Za razliko od prvih dveh Keplerjev tretji zakon velja samo za eliptične orbite.

Hitrost planeta v periheliju

Kje v c – povprečna ali krožna hitrost planeta pri r = a. Hitrost pri afelu

Kepler je svoje zakone odkril empirično. Newton je Keplerjeve zakone izpeljal iz zakona univerzalne gravitacije. Za določitev mase nebesnih teles je pomembna Newtonova posplošitev Keplerjevega tretjega zakona na vse sisteme krožečih teles.

V posplošeni obliki se ta zakon običajno oblikuje na naslednji način: kvadrata obdobij T1 in T2 kroženja dveh teles okoli Sonca, pomnožena z vsoto mas vsakega telesa (oziroma M 1 in M 2) in sonce ( M), so povezani kot kocke velikih pol osi a 1 in a 2 njuni orbiti:

V tem primeru interakcija med telesi M 1 in M 2 se ne upošteva. Če upoštevamo gibanje planetov okoli Sonca, v tem primeru in, potem dobimo formulacijo tretjega zakona, ki ga je dal sam Kepler:

Keplerjev tretji zakon lahko izrazimo tudi kot razmerje med obdobjem T orbitalno gibanje telesa z maso M in velika pol os orbite a (G– gravitacijska konstanta):

Tukaj je treba podati naslednjo pripombo. Zaradi poenostavitve pogosto rečemo, da se eno telo vrti okoli drugega, vendar to velja samo za primer, ko je masa prvega telesa zanemarljiva v primerjavi z maso drugega (privlačno središče). Če sta masi primerljivi, potem je treba upoštevati vpliv manj masivnega telesa na masivnejšega. V koordinatnem sistemu z izhodiščem v središču mase bosta tirnici obeh teles stožčasta odseka, ki ležita v isti ravnini in z žarišči v središču mase, z enako ekscentričnostjo. Razlika bo le v linearnih dimenzijah orbit (če sta telesa različnih mas). V katerem koli trenutku bo središče mase ležalo na premici, ki povezuje središča teles, in razdalja do središča mase r 1 in r 2 telesna masa M 1 in M 2 sta povezana z naslednjim razmerjem:

Istočasno bodo prešli tudi periapsis in apocentri njihovih orbit (če je gibanje končno) telesa.

Keplerjev tretji zakon lahko uporabimo za določitev mase dvojnih zvezd.

Primer.

– Kakšna bi bila velika pol os orbite planeta, če bi bila sinodična doba njegove revolucije enaka enemu letu?

Iz enačb sinodičnega gibanja najdemo zvezdno obdobje revolucije planeta. Obstajata dva možna primera:

Drugi primer ni realiziran. Za določitev " A"Uporabljamo Keplerjev 3. zakon.

Takšnega planeta v sončnem sistemu ni.

Elipsa je opredeljena kot geometrijsko mesto točk, za katere je vsota razdalj od dveh danih točk (gorišč F 1 in F 2) obstaja konstantna vrednost in je enaka dolžini velike osi:

r 1 + r 2 = |A.A. / | = 2a.

Za stopnjo raztezka elipse je značilna njena ekscentričnost e. Ekscentričnost

e = ОF/O.A..

Ko žarišča sovpadajo s središčem e= 0 in elipsa se spremeni v krog .

Gred glavne osi a je povprečna oddaljenost od žarišča (planeta od Sonca):

a = (A.F. 1 + F 1 A /)/2.

Domača naloga: § 6, 7. k.v.

1. stopnja: 1 – 2 točki.

1. Označi, kateri od naslednjih planetov so notranji.

A. Venera. B. Merkur. V. Mars.

2. Označite, kateri od naslednjih planetov so zunanji planeti.

A. Zemlja. B. Jupiter. V. Uran.

3. Po katerih orbitah se gibljejo planeti okoli Sonca? Prosim navedite pravilen odgovor.

A. V krogih. B. Z elipsami. B. S parabolami.

4. Kako se spreminjajo obhodne dobe planetov, ko se planet oddaljuje od Sonca?

B. Obdobje revolucije planeta ni odvisno od njegove oddaljenosti od Sonca.

5. Navedite, kateri od naslednjih planetov bi lahko bil v superiorni konjunkciji.

A. Venera. B. Mars. B. Pluton.

6. Označite, katerega od spodaj naštetih planetov lahko opazujete v opoziciji.

A. Merkur. B. Jupiter. B. Saturn.

2. stopnja: 3 – 4 točke

1.Ali je Merkur lahko viden zvečer na vzhodu?

2. Planet je viden na razdalji 120° od Sonca. Je ta planet zunanji ali notranji?

3. Zakaj se konjunkcije ne štejejo za priročne konfiguracije za opazovanje notranjih in zunanjih planetov?

4. Med katerimi konfiguracijami so jasno vidni zunanji planeti?

5. V katerih konfiguracijah so notranji planeti jasno vidni?

6. V kakšni konfiguraciji sta lahko tako notranji kot zunanji planet?

3. stopnja: 5 – 6 točk.

1. a) Kateri planeti ne morejo biti v superiorni konjunkciji?

6) Kolikšna je zvezdna doba Jupitrove revolucije, če je njena sinodična doba 400 dni?

2. a) Katere planete lahko opazujemo v opoziciji? Kateri ne morejo?

b) Kako pogosto se ponovijo opozicije Marsa, katerih sinodična doba je 1,9 leta?

3. a) V kakšni konfiguraciji in zakaj je najbolj priročno opazovati Mars?

b) Določite zvezdno obdobje revolucije Marsa, saj veste, da je njegovo sinodično obdobje 780 dni.

4. a) Kateri planeti ne morejo biti v inferiorni konjunkciji?

b) Po kolikšnem času se ponovijo trenutki največje oddaljenosti Venere od Zemlje, če je njena zvezdna doba 225 dni?

5. a) Kateri planeti so lahko vidni v bližini Lune ob polni luni?

b) Kolikšna je stranska doba Venerinega kroženja okoli Sonca, če se njene zgornje konjunkcije s Soncem ponavljajo vsakih 1,6 leta?

6. a) Ali je možno opazovati Venero zjutraj na zahodu in zvečer na vzhodu? Pojasnite svoj odgovor.

b) Kolikšna bo stranska doba revolucije zunanjega planeta okoli Sonca, če se njegove opozicije ponovijo po 1,5 leta?

4. stopnja. 7-8 točk

1. a) Kako se spreminja vrednost hitrosti planeta, ko se premika iz afelija v perihelij?

b) Velika polos Marsove orbite je 1,5 a. e. Kakšna je zvezdna doba njegovega kroženja okoli Sonca?

2. a) V kateri točki eliptične tirnice je potencialna energija umetnega zemeljskega satelita najmanjša in v kateri največji?

6) Na kolikšni povprečni razdalji od Sonca se giblje planet Merkur, če je njegova obhodna doba okoli Sonca 0,241 zemeljskega leta?

3. a) V kateri točki eliptične tirnice je kinetična energija umetnega zemeljskega satelita najmanjša in v kateri največji?

b) Siderična doba Jupitrovega kroženja okoli Sonca je 12 let. Kakšna je povprečna oddaljenost Jupitra od Sonca?

4. a) Kakšna je orbita planeta? Kakšno obliko imajo orbite planetov? Ali lahko planeti trčijo, ko se gibljejo okoli Sonca?

b) Določite dolžino Marsovega leta, če je Mars od Sonca oddaljen povprečno 228 milijonov km.

5. a) V katerem letnem času je linearna hitrost gibanja Zemlje okoli Sonca največja (najmanjša) in zakaj?

b) Kolikšna je velika polos Uranove orbite, če je zvezdna doba revolucije tega planeta okoli Sonca

6. a) Kako se spreminjajo kinetična, potencialna in skupna mehanska energija planeta pri gibanju okoli Sonca?

b) Obhodna doba Venere okoli Sonca je 0,615 zemeljskega leta. Določite razdaljo od Venere do Sonca.

Navidezno gibanje svetil .

1. Kateri zaključki Ptolemajeve teorije so se izkazali za pravilne?

Prostorska razporeditev nebesnih teles, prepoznavanje njihovega gibanja, kroženje Lune okoli Zemlje, možnost matematičnega izračuna navideznih položajev planetov.

2. Katere pomanjkljivosti je imel heliocentrični sistem sveta N. Kopernika?

Svet je omejen na sfero zvezd stalnic, ohranjeno je enakomerno gibanje planetov, ohranjeni so epicikli in nezadostna natančnost pri napovedovanju položajev planetov.

3. Odsotnost katerega očitnega opazovalnega dejstva je bila uporabljena kot dokaz nepravilnosti teorije N. Kopernika?

Nezmožnost zaznavanja paralaktičnega gibanja zvezd zaradi njegove majhnosti in napak pri opazovanju.

4. Za določitev položaja telesa v prostoru so potrebne tri koordinate. V astronomskih katalogih sta največkrat podani samo dve koordinati: rektascenzija in deklinacija. Zakaj?

Tretja koordinata v sferičnem koordinatnem sistemu je modul radij vektorja - razdalja do predmeta r. Ta koordinata je določena iz bolj zapletenih opazovanj kot a in d. V katalogih je njegov ekvivalent letna paralaksa, torej (pc). Za probleme sferične astronomije zadošča poznavanje samo dveh koordinat a in d ali alternativnih parov koordinat: ekliptika - l, b ali galaktika - l, b.

5. Kateri pomembni krogi nebesne sfere nimajo ustreznih krogov na globusu?

Ekliptika, prva vertikala, barve enakonočij in solsticij.

6. Na katerem mestu na Zemlji lahko kateri koli krog deklinacije sovpada z obzorjem?

Na ekvatorju.

7. Kateri krogi (majhni ali veliki) nebesne sfere ustrezajo navpičnici in vodoravni črti vidnega polja instrumenta goniometer?

Samo veliki krogi nebesne krogle so projicirani kot ravne črte.

8. Kje na Zemlji je položaj nebesnega poldnevnika negotov?

Na Zemljinih polih.

9. Kaj so azimut zenita, urni kot in rektascenzija polov sveta?

Vrednote A, t, a so v teh primerih negotovi.

10. Na katerih točkah na Zemlji severni pol sovpada z zenitom? s severno točko? z nadirjem?

Na severnem polu Zemlje, na ekvatorju, na južnem polu Zemlje.

11. Umetni satelit na daljavo seka vodoravno nit kotomerja d o desno od središča vidnega polja, katerega koordinate A= 0 o, z = 0 o . Določite vodoravne koordinate umetnega satelita v tem trenutku. Kako se bodo spremenile koordinate predmeta, če se azimut instrumenta spremeni na 180 o?

1) A= 90 o, z = d o ; 2) A= 270 o, z = d o

12. Na kateri zemljepisni širini lahko vidite:

a) vse zvezde nebesne poloble v katerem koli trenutku ponoči;

b) zvezde le ene poloble (severne ali južne);

c) vse zvezde nebesne krogle?

a) Na kateri koli zemljepisni širini je v vsakem trenutku vidna polovica nebesne krogle;

b) na zemeljskih polih sta vidni severna oziroma južna polobla;

c) na zemeljskem ekvatorju lahko v manj kot letu dni vidite vse zvezde nebesne krogle.

13. Na katerih zemljepisnih širinah dnevni vzporednik zvezde sovpada z njenim almukantarjem?

Na zemljepisnih širinah.

14. Kje na zemeljski obli vse zvezde vzhajajo in zahajajo pravokotno na obzorje?

Na ekvatorju.

15. Kje na zemeljski obli se vse zvezde med letom gibljejo vzporedno z matematičnim obzorjem?

Na Zemljinih polih.

16. Kdaj se med dnevnim gibanjem zvezde na vseh zemljepisnih širinah gibljejo vzporedno z obzorjem?

V zgornjem in spodnjem vrhuncu.

17. Kje na Zemlji azimut nekaterih zvezd ni nikoli enak nič, azimut drugih zvezd pa nikoli ni enak 180 o?

Na zemeljskem ekvatorju za zvezde c in za zvezde c.

18. Ali sta lahko azimuta zvezde na zgornji in spodnji kulminaciji enaka? Čemu je v tem primeru enak?

Na severni polobli so za vse zvezde z deklinacijo azimuti na zgornji in spodnji kulminaciji enaki in enaki 180 o.

19. V katerih dveh primerih se višina zvezde nad obzorjem čez dan ne spremeni?

Opazovalec se nahaja na enem od polov Zemlje ali pa se zvezda nahaja na enem od polov sveta.

20. Na katerem delu neba se azimuti svetil spreminjajo najhitreje in na katerem najpočasneje?

Najhitrejši v meridianu, najpočasnejši v prvi vertikali.

21. Pod katerimi pogoji se azimut zvezde ne spremeni od njenega vzhajanja do zgornje kulminacije ali, podobno, od njene zgornje kulminacije do zahoda?

Za opazovalca, ki se nahaja na zemeljskem ekvatorju in opazuje zvezdo z deklinacijo d = 0.

22. Zvezda je nad obzorjem pol dneva. Kakšna je njena deklinacija?

Za vse zemljepisne širine je to zvezda z d = 0, na ekvatorju pa katera koli zvezda.

23. Ali lahko zvezda v enem dnevu preide skozi točke vzhoda, zenita, zahoda in nadirja?

Ta pojav se pojavi na zemeljskem ekvatorju z zvezdami, ki se nahajajo na nebesnem ekvatorju.

24. Dve zvezdi imata enak rektascenzijo. Na kateri zemljepisni širini vzhajata in zahajata obe zvezdi hkrati?

Na Zemljinem ekvatorju.

25. Kdaj se dnevni vzporednik Sonca ujema z nebesnim ekvatorjem?

Na dneve enakonočij.

26. Na kateri zemljepisni širini in kdaj se dnevni vzporednik Sonca ujema s prvo navpičnico?

Na dneve enakonočij na ekvatorju.

27. V katerih krogih nebesne sfere: velikem ali majhnem se giblje Sonce v svojem dnevnem gibanju na dneve enakonočij in dneve solsticij?

Na dneve enakonočij se dnevni vzporednik Sonca ujema z nebesnim ekvatorjem, ki je veliki krog nebesne krogle. V dneh solsticij je dnevni vzporednik Sonca majhen krog, ki se nahaja 23 o,5 od nebesnega ekvatorja.

28. Sonce je zašlo na točko zahoda. Kje je nastal na ta dan? Na katere datume v letu se to zgodi?

Če zanemarimo spreminjanje deklinacije Sonca čez dan, potem je bil njegov vzhod na vzhodni točki. To se zgodi vsako leto na enakonočja.

29. Kdaj meja med osvetljeno in neosvetljeno poloblo Zemlje sovpada z zemeljskimi meridiani?

Terminator sovpada z zemeljskimi meridiani na dneve enakonočij.

30. Znano je, da je višina Sonca nad obzorjem odvisna od gibanja opazovalca vzdolž poldnevnika. Kakšno razlago je starogrški astronom Anaksagora dal temu pojavu, ki je temeljil na ideji ploščate Zemlje?

Navidezno gibanje Sonca nad obzorjem je bilo razloženo kot paralaktični premik, zato so ga uporabili za določitev razdalje do svetila.

31. Kako naj se nahajata dve mesti na Zemlji, da bi bilo Sonce na kateri koli dan v letu, ob kateri koli uri, vsaj v enem od njiju nad obzorjem ali na obzorju? Kakšne so koordinate (l, j) take druge točke za mesto Ryazan? Rjazanske koordinate: l = 2 h 39m j = 54 o 38 /.

Želeno mesto se nahaja na diametralno nasprotni točki na zemeljski obli. Za Ryazan je ta točka v južnem delu Tihega oceana in ima koordinate zahodne dolžine in j = –54 o 38 /.

32. Zakaj se ekliptika izkaže za velik krog nebesne krogle?

Sonce je v ravnini zemeljske orbite.

33. Kolikokrat in kdaj v letu preide Sonce skozi zenit za opazovalce, ki se nahajajo na ekvatorju in v tropih Zemlje?

Dvakrat na leto ob enakonočjih; enkrat letno na solsticije.

34. Na katerih zemljepisnih širinah je somrak najkrajši? najdaljši?

Na ekvatorju je somrak najkrajši, ker Sonce vzhaja in zahaja pravokotno na obzorje. V cirkumpolarnih območjih je somrak najdaljši, saj se Sonce giblje skoraj vzporedno z obzorjem.

35. Koliko kaže sončna ura?

Pravi sončni čas.

36. Ali je mogoče sestaviti sončno uro, ki bi kazala povprečni sončni čas, porodniški čas, poletni čas itd.?

Lahko, vendar samo za določen datum. Za različne vrste časa bi morale biti različne številčnice.

37. Zakaj se v vsakdanjem življenju uporablja sončni čas in ne zvezdni čas?

Ritem človeškega življenja je povezan s Soncem, začetek zvezdnega dneva pa pade na različne ure sončnega dneva.

38. Katere astronomske enote časa bi ostale, če se Zemlja ne bi vrtela?

Siderično leto in sinodični mesec bi se ohranila. Z njihovo pomočjo bi bilo mogoče uvesti manjše časovne enote, pa tudi sestaviti koledar.

39. Kdaj v letu so najdaljši in najkrajši pravi Sončevi dnevi?

Najdaljši pravi Sončevi dnevi so ob solsticijih, ko je hitrost spreminjanja neposrednega vzpona Sonca zaradi njegovega gibanja po ekliptiki največja, decembra pa je dan daljši kot junija, saj je Zemlja takrat v periheliju. čas.

Najkrajši dnevi so očitno na dneve enakonočij. Septembra je dan krajši kot marca, saj je Zemlja takrat bližje afelu.

40. Zakaj bo dolžina dneva 1. maja v Ryazanu večja kot na točki z isto geografsko širino, vendar na Daljnem vzhodu?

V tem obdobju leta se deklinacija Sonca dnevno povečuje in zaradi razlike v trenutkih začetka dneva istega datuma za zahodne in vzhodne regije Rusije je dolžina dneva v Ryazanu na 1. maja bo večja kot v vzhodnejših krajih.

41. Zakaj obstaja toliko vrst sončnega časa?

Glavni razlog je povezava med družabnim življenjem in dnevnim časom. Razlika v pravih sončnih dnevih vodi do pojava srednjega sončnega časa. Odvisnost srednjega sončnega časa od zemljepisne dolžine kraja je privedla do izuma standardnega časa. Potreba po varčevanju z elektriko je privedla do porodniškega in poletnega časa.

42. Kako bi se spremenila dolžina sončnega dne, če bi se Zemlja začela vrteti v nasprotni smeri od dejanske?

Sončni dnevi bi postali krajši od zvezdnih za štiri minute.

43. Zakaj je januarski dan popoldne daljši kot v prvi polovici dneva?

To je posledica opaznega povečanja deklinacije Sonca čez dan. Sonce po poldnevu zariše večji lok na nebu kot pred poldnevom.

44. Zakaj je neprekinjen polarni dan večji od neprekinjene polarne noči?

Zaradi refrakcije. Sonce prej vzide in pozneje zaide. Poleg tega na severni polobli Zemlja poleti prehaja afel in se zato giblje počasneje kot pozimi.

45. Zakaj je dan na zemeljskem ekvatorju vedno daljši od noči za 7 minut?

Zaradi refrakcije in prisotnosti diska v bližini Sonca je dan daljši od noči.

46. ​​​​Zakaj je časovni interval od spomladanskega enakonočja do jesenskega večji od časovnega intervala med jesenskim in spomladanskim enakonočjem?

Ta pojav je posledica eliptičnosti zemeljske orbite. Poleti je Zemlja v afelu in je njena orbitalna hitrost manjša od hitrosti v zimskih mesecih, ko je Zemlja v periheliju.

47. Razlika v zemljepisni dolžini dveh krajev je enaka razliki katerih časov - sončnih ali zvezdnih?

Ni važno. .

48. Koliko datumov je lahko na Zemlji hkrati?

mentorstvo

Potrebujete pomoč pri študiju teme?

Naši strokovnjaki vam bodo svetovali ali nudili mentorske storitve o temah, ki vas zanimajo.
Oddajte prijavo navedite temo prav zdaj, da izveste o možnosti pridobitve posvetovanja.