§ 48. Небесна сфера. Основні точки, лінії та кола на небесній сфері

Небесною сферою називають сферу будь-якого радіусу із центром у довільній точці простору. За її центр, залежно від постановки завдання, приймають очі спостерігача, центр інструменту, центр Землі тощо.

Розглянемо основні точки та кола небесної сфери, за центр Про яку прийнято око спостерігача (рис. 72). Через центр небесної сфери проведемо вертикальну лінію. Точки перетину прямовисної лінії зі сферою називають зенітом Z та надиром п.

Мал. 72.

Площина, що проходить через центр небесної сфери перпендикулярно до прямовисної лінії, називають площиною справжнього горизонту.Ця площина, перетинаючи з небесної сферою, утворює коло великого кола, що називається справжнім горизонтом. Останній ділить небесну сферу на дві частини: надгоризонтну та підгоризонтну.

Пряму, що проходить через центр небесної сфери паралельно земної осі, називають вісь ю світу. Точки перетину осі світу з небесною сферою називаються полюсами світу.Один з полюсів, відповідно до полюсів Землі, називають північним полюсом світу і позначають Pn, інший - південним полюсом світу Ps.

Площина QQ", що проходить через центр небесної сфери перпендикулярно до осі світу, називають площиною небесного екватора.Ця площина, що перетинається з небесною сферою, утворює коло великого кола - небесний екватор,який ділить небесну сферу на північну та південну частини.

Велике коло небесної сфери, що проходить через полюси світу, зеніт та надир, називають меридіаном спостерігача PN nPsZ. Вісь світу ділить меридіан спостерігача на полуденну PN ZPs та північну PN nPs частини.

Меридіан спостерігача перетинається з істинним горизонтом у двох точках: точці півночі N та точці півдня S. Пряму, що з'єднує точки півночі та півдня, називають південної лінії.

Якщо з центру сфери дивитись у точку N, то справа буде точка сходу O st , а ліворуч - точка заходу W. Малі кола небесної сфери аа", паралельні площиниістинного горизонту, називають альмукантарат;малі bb" паралельні площині небесного екватора, - небесні паралелі.

Кола небесної сфери Zon, що проходять через точки зеніту та надиру, називають вертикалами.Вертикал, що проходить через точки сходу та заходу, називають першим вертикалом.

Кола небесної сфери PNoPs, що проходять через полюси світу, називають колами відмінювання.

Меридіан спостерігача є одночасно вертикалом та колом відмінювання. Він ділить небесну сферу на дві частини – східну та західну.

Полюс світу, розташований над горизонтом (під горизонтом), називають підвищеним (зниженим) полюсом світу. Найменування підвищеного полюса світу завжди однойменно із найменуванням широти місця.

Вісь світу з площиною істинного горизонту становить кут, що дорівнює географічної широти місця.

Стан світил на небесній сфері визначають за допомогою сферичних координатних систем. У морській астрономії застосовуються горизонтна та екваторіальна системи координат.

ТЕСТ . Небесна сфера (Гомуліна Н.М.)

1. Небесна сфера – це:
А) уявна сфера нескінченно великого радіусу, описана навколо центру Галактики;
Б) кришталева сфера, де за поданням древніх греків прикріплені світила;
В) уявна сфера довільного радіусу, центром якої є око спостерігача.
Г) уявна сфера – умовна межа нашої Галактики.

2. Небесна сфера:
А) нерухома, її внутрішньої поверхні рухаються Сонце, Земля, інші планети та його супутники;
Б) обертається навколо осі, що проходить через центр Сонця, період обертання небесної сфери дорівнює періоду обертання Землі навколо Сонця, тобто одного року;
В) обертається навколо земної осі з періодом рівним періоду обертання Землі навколо осі, тобто. однією добою;
Г) обертається навколо центру Галактики, період обертання небесної сфери дорівнює періоду обертання Сонця навколо центру Галактики.

3. Причиною добового обертання небесної сфери є:
а) Власний рухзірок;
Б) Обертання Землі навколо осі;
В) Рух Землі навколо Сонця;
Г) Рух Сонця навколо центру Галактики.

4. Центр небесної сфери:
А) збігається з оком спостерігача;
Б) збігається із центром Сонячної системи;
В) збігається із центром Землі;
Г) збігається із центром Галактики.

5. Північний полюс світу в даний час:
А) збігається із Полярною зіркою;
Б) знаходиться в 1°,5 від Малої Ведмедиці;
В) знаходиться біля найяскравішої зірки всього небосхилу - Сіріуса;
Г) знаходиться у сузір'ї Ліри біля зірки Вега.

6. Сузір'я Великої Ведмедиціздійснює повний оберт навколо Полярної зірки за час рівний
а) однієї ночі;
Б) однією добою;
В) одного місяця;
г) одного року.

7. Ось світу це:
А) лінія, що проходить через зеніт Z і надір Z" і проходить через око спостерігача;
Б) лінія, що з'єднує точки півдня S та півночі N і проходить через око спостерігача;
В) лінія, що з'єднує точки Сходу E і заходу W і проходить через око спостерігача;
Г) Лінія, що з'єднує полюси світу Р і Р і проходить через око спостерігача.

8. Полюсами світу називаються точки:
А) точки півночі N та півдня S.
Б) точки сходу E та заходу W.
В) точки перетину осі світу з небесною сферою Р та Р";
Г) північний та південний полюса Землі.

9. Точкою зеніту називається:

10. Точкою надиру називається:
А) точка перетину небесної сфери з прямовисною лінією, що знаходиться над горизонтом;
Б) точка перетину небесної сфери з прямовисною лінією, що знаходиться під горизонтом;
В) точка перетину небесної сфери з віссю світу, що у північній півкулі;
Г) точка перетину небесної сфери з віссю світу, що знаходиться в південній півкулі.

11. Небесним меридіаном називається:
А) площина, що проходить через полуденну лінію NS;
Б) площина, перпендикулярна осі світу Р та Р";
В) площина, перпендикулярна вертикальній лінії, що проходить через зеніт Z і надір Z";
Г) площина, що проходить через точку півночі N, полюси світу Р та Р", зеніт Z, точку півдня S.

12. Південною лінією називають:
А) лінію, що з'єднує точки сходу E та заходу W;
Б) лінію, що з'єднує точки півдня S та півночі N;
В) лінію, що з'єднує точки полюса світу Р та полюса світу Р";
Г) лінію, що з'єднує точки зеніту Z та надиру Z".

13. Видимі шляхи зірок, при русі небом паралельні
А) небесному екватору;
Б) небесному меридіану;
В) екліптики;
г) горизонту.

14. Верхня кульмінація – це:
А) положення світила, у якому висота над горизонтом мінімальна;
Б) проходження світила через точку зеніту Z;
В) проходження світила через небесний меридіан та досягнення найбільшої висотинад обрієм;
Г) проходження світила на висоті, що дорівнює географічній широті місця спостереження.

15. В екваторіальній системі координат основною площиною та основною точкою є:
А) площина небесного екватора та точка весняного рівнодення g;
Б) площина горизонту та точка півдня S;
В) площина меридіана та точка півдня S;
Г) площину екліптики та точка перетину екліптики та небесного екватора.

16. Екваторіальними координатами є:
А) відмінювання та пряме сходження;
Б) зенітна відстань та азимут;
В) висота та азимут;
Г) зенітна відстань та пряме сходження.

17. Кут між віссю світу та земною віссюдорівнює: А) 66 °, 5; Б) 0 °; В) 90 °; Р) 23°,5.

18. Кут між площиною небесного екватора та віссю світу дорівнює: А) 66 °, 5; Б) 0 °; В) 90 °; Р) 23°,5.

19. Кут нахилу земної осі до площини земної орбіти дорівнює: А) 66 °, 5; Б) 0 °; В) 90 °; Р) 23°,5.

20. Де Землі добовий рух зірок відбувається паралельно площині горизонту?
А) на екваторі;
Б) на середніх широтах північної півкуліЗемлі;
В) на полюсах;
г) на середніх широтах південної півкулі Землі.

21. Де ви шукали б Полярну зірку, якби ви знаходилися на екваторі?
А) у точці зеніту;

в) на горизонті;

22. Де ви шукали б Полярну зірку, якби ви знаходилися на північному полюсі?
А) у точці зеніту;
Б) на висоті 45 ° над горизонтом;
в) на горизонті;
Г) на висоті, що дорівнює географічній широті місця спостереження.

23. Сузір'ям називається:
А) певна фігура із зірок, у яку зірки об'єднані умовно;
Б) ділянку піднебіння із встановленими межами;
В) обсяг конуса (зі складною поверхнею), що йде в нескінченність, вершина якого збігається з оком спостерігача;
г) лінії, що з'єднують зірки.

24. Якщо зірки в нашій Галактиці рухаються у різних напрямках, причому відносна швидкістьруху зірок сягає сотні кілометрів на секунду, слід очікувати, що обриси сузір'їв помітно змінюються:
а) протягом одного року;
Б) за час, що дорівнює середній тривалості людського життя;
В) за століття;
г) за тисячоліття.

25. Усього на небі налічується сузір'їв: А)150; Б) 88; В)380; Г)118.

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25
У	У	Б	А	Б	Б	Г	У	А	Б	Г	Б	А	У	А	А	Б	У	А	У	У	А	Б	Г	Б

Нам здається, що всі зірки розташовані на деякій кульовій поверхні небосхилу і однаково віддалені від спостерігача. Насправді вони знаходяться від нас на різних відстанях, які такі величезні, що око не може помітити ці відмінності. Тому уявну кульову поверхню стали називати небесною сферою.

Небесна сфера- це уявна сфера довільного радіусу, центр якої залежно від розв'язуваного завдання поєднується з тією чи іншою точкою простору. Центр небесної сфери може бути обраний у місці спостереження (око спостерігача), у центрі Землі чи Сонця тощо. буд. Поняттям небесної сфери користуються для кутових вимірів, вивчення взаємного розташуваннята руху космічних об'єктів на небі.

На поверхню небесної сфери проектуються видимі положення всіх світил, а зручності вимірювань будують у ньому ряд точок і ліній. Наприклад, деякі із зірок «ковша» Великої Ведмедиці знаходяться далеко одна від одної, але для земного спостерігача вони проектуються на ту саму ділянку небесної сфери.

Пряма, що проходить через центр небесної сфери і збігається з напрямком нитки схилу в місці спостереження, називається прямовиснийабо вертикальною лінією. Вона перетинає небесну сферу в точках зеніту(верхня точка перетину прямовисної лінії з небесною сферою) та надира(Точка небесної сфери, протилежна зеніту). Площина, що проходить через центр небесної сфери і перпендикулярна до прямовисної лінії, називається площиною істинногоабо математичного горизонту.

Вертикальне коло, або вертикал світила, - це велике коло небесної сфери, що проходить через зеніт, світило та надір.

Вісь світу- Пряма, що проходить через центр небесної сфери паралельно осі обертання Землі, що перетинає небесну сферу в двох діаметрально протилежних точках.

Точка перетину осі світу з небесною сферою, поблизу якої знаходиться Полярна зірка, називається Північним полюсом світу, протилежна точка - Південним полюсом світу. Полярна зірка віддалена від Північного полюса світу на кутовій відстаніблизько 1 ° (точніше 44 ').

Велике коло, що проходить через центр небесної сфери і перпендикулярно до осі світу, називають небесним екватором. Він поділяє небесну сферу на дві частини: Північна півкуляз вершиною у Північному полюсі світу та Південне- з вершиною у Південному полюсі світу.

Коло відмінисвітила - велике коло небесної сфери, що проходить через полюси світу та світило.

Добова паралель- мале коло небесної сфери, площина якого перпендикулярна осі світу.

Велике коло небесної сфери, що проходить через точки зеніту, надиру та полюси світу, називається небесним меридіаном. Небесний меридіан перетинається із справжнім горизонтом у двох діаметрально протилежних точках. Точка перетину істинного горизонту та небесного меридіана, найближча до Північного полюса світу, називається точкою півночі. Точка перетину справжнього горизонту та небесного меридіана, найближча до Південного полюса світу, називається точкою півдня. Лінія, що з'єднує точки півночі та півдня, називається полуденною лінією. Вона лежить на поверхні справжнього горизонту. У напрямку полуденної лінії падають тіні від предметів опівдні.

З небесним екватором істинний обрій також перетинається у двох діаметрально протилежних точках. точці сходуі точці заходу. Для спостерігача, що стоїть у центрі небесної сфери обличчям до точки півночі, точка сходу розташовується праворуч, а точка заходу - зліва. Пам'ятаючи це правило, легко орієнтуватися біля.

Лекція №2. Небесна сфера, основні точки.

1. Горизонтальні та екваторіальні системи небесних координат.

2. Пряме сходження. Відмінювання світила.

3. Проведення вечірніх астрономічних спостереженьзоряного неба.

Небесні сфери. Основні точки, лінії та кола на небесній сфері

Небесною сферою називають сферу будь-якого радіусу із центром у довільній точці простору. За її центр, залежно від постановки завдання, приймають очі спостерігача, центр інструменту, центр Землі тощо.

Розглянемо основні точки та кола небесної сфери, за центр Про яку прийнято око спостерігача (рис. 72). Через центр небесної сфери проведемо вертикальну лінію. Точки перетину прямовисної лінії зі сферою називають зенітом Z та надиром п.

Мал. 72.

Площина, що проходить через центр небесної сфери перпендикулярно до прямовисної лінії, називаютьплощиною справжнього горизонту. Ця площина, перетинаючи з небесної сферою, утворює коло великого кола, що називається справжнім горизонтом. Останній ділить небесну сферу на дві частини: надгоризонтну та підгоризонтну.

Пряму, що проходить через центр небесної сфери паралельно до земної осі, називають вісьмою світу. Точки перетину осі світу з небесною сферою називаються полюсами світу. Один з полюсів, відповідно до полюсів Землі, називають північним полюсом світу і позначають Pn, інший - південним полюсом світу Ps.

Площина QQ", що проходить через центр небесної сфери перпендикулярно до осі світу, називають площиною небесного екватора. Ця площина, що перетинається з небесною сферою, утворює коло великого кола.небесний екватор, який ділить небесну сферу на північну та південну частини.

Велике коло небесної сфери, що проходить через полюси світу, зеніт та надир, називають меридіаном спостерігача PN nPsZ. Вісь світу ділить меридіан спостерігача на полуденну PN ZPs та північну PN nPs частини.

Меридіан спостерігача перетинається з істинним горизонтом у двох точках: точці півночі N та точці півдня S. Пряму, що з'єднує точки півночі та півдня, називають південної лінії.

Якщо з центру сфери дивитись у точку N, то справа буде точка сходу O st , а ліворуч - точка заходу W. Малі кола небесної сфери аа", паралельні площині справжнього горизонту, називаютьальмукантарат; малі bb" паралельні площині небесного екватора, -небесні паралелі.

Кола небесної сфери Zon, що проходять через точки зеніту та надиру, називають вертикалами. Вертикал, що проходить через точки сходу та заходу, називають першим вертикалом.

Кола небесної сфери PNoPs, що проходять через полюси світу, називають колами відмінювання.

Меридіан спостерігача є одночасно вертикалом та колом відмінювання. Він ділить небесну сферу на дві частини – східну та західну.

Полюс світу, розташований над горизонтом (під горизонтом), називають підвищеним (зниженим) полюсом світу. Найменування підвищеного полюса світу завжди однойменно із найменуванням широти місця.

Вісь світу з площиною істинного горизонту становить кут, що дорівнює географічної широти місця.

Стан світил на небесній сфері визначають за допомогою сферичних координатних систем. У морській астрономії застосовуються горизонтна та екваторіальна системи координат.

Уявлення про небесну сферу виникло в давнину; в основу його лягло зорове враження про існування куполоподібного небесного склепіння. Це враження пов'язане з тим, що в результаті величезної віддаленості небесних світиллюдське око не в змозі оцінити відмінності у відстанях до них, і вони видаються однаково віддаленими. У давніх народів це асоціювалося з наявністю реальної сфери, що обмежує весь світ і несе на своїй поверхні численні зірки. Отже, у тому уявленні небесна сфера була найважливішим елементом Всесвіту. З розвитком наукових знаньтакий погляд на небесну сферу відпав. Проте закладена у давнину геометрія небесної сфери внаслідок розвитку та вдосконалення отримала сучасний вигляд, В якому і використовується в астрометрії.

Елементи небесної сфери

Вертикальна лінія та пов'язані з нею поняття

Діаграма, що показує співвідношення , і (У різних визначеннях). Зауважимо, що зеніт протилежний надиру.

Вертикальна лінія - Пряма, що проходить через центр небесної сфери і точку спостереження на поверхні Землі. Вертикальна лінія перетинається з поверхнею небесної сфери у двох точках - над головою спостерігача та під ногами спостерігача.

Істинний (математичний) обрій - велике коло небесної сфери, площина якого перпендикулярна до прямовисної лінії. Справжній обрій ділить поверхню небесної сфери на дві півсфери:видиму півсферу з вершиною в зеніті таневидиму півсферу з вершиною в надірі. Справжній обрій не збігається з видимим горизонтом внаслідок піднятості точки спостереження над земною поверхнею, а також через викривлення променів світла в атмосфері.

Коло висотиабо вертикал світила - велике півколо небесної сфери, що проходить через світило, зеніт та надір.Альмукантара́т (Араб. ») - мале коло небесної сфери, площина якого паралельна площині математичного горизонту. Кола висоти та альмукантарати утворюють координатну сітку, що задає горизонтальні координати світила.

Добове обертання небесної сфери та пов'язані з ним поняття

Уявна лінія, що проходить через центр світу, довкола якої відбувається обертання небесної сфери. Вісь світу перетинається з поверхнею небесної сфери у двох точках.північному полюсі світу і південному полюсі світу . Обертання небесної сфери відбувається проти годинникової стрілки навколо північного полюса, якщо дивитися на небесну сферу зсередини.

Велике коло небесної сфери, площина якого перпендикулярна до осі світу і проходить через центр небесної сфери. Небесний екватор ділить небесну сферу на дві півкулі:північнеі південне .

Коло відмінювання світила - велике коло небесної сфери, що проходить через полюси світу і це світило.

Добова паралель - мале коло небесної сфери, площина якого паралельна площині небесного екватора. Видимі добові рухи світил відбуваються за добовими паралелями. Кола відмінювання та добові паралелі утворюють на небесній сфері координатну сітку, що задає екваторіальні координати світила.

Терміни, що народжуються в перетинах понять «Стемна лінія» та «Обертання небесної сфери»

Небесний екватор перетинається з математичним горизонтомточці сходу і точці заходу . Точкою сходу називається та, в якій точки небесної сфери, що обертається, сходять через обрій. Півколо висоти, що проходить через точку сходу, називаєтьсяпершим вертикалом .

Небесний меридіан - велике коло небесної сфери, площина якого проходить через прямовисну лінію та вісь світу. Небесний меридіан ділить поверхню небесної сфери на дві півкулі:східна півкуля і західна півкуля .

Південна лінія - Лінія перетину площини небесного меридіана та площини математичного горизонту. Південна лінія та небесний меридіан перетинають математичний горизонт у двох точках:точці півночі і точці півдня . Точкою півночі називається та, що ближче до північного полюса світу.

Річний рух Сонця по небесній сфері та пов'язані з ним поняття

P,P" - полюси світу, T,T" - точки рівнодення, E,C - точки сонцестояння, П,П" - полюси екліптики, PP" - вісь світу, ПП" - вісь екліптики, ATQT" - небесний екватор, ETCT - екліптика

Велике коло небесної сфери, яким відбувається видимий річний рух . Площина екліптики перетинається із площиною небесного екватора під кутом ε = 23°26".

Дві точки, в яких екліптика перетинається з небесним екватором, називаються точками.. У точці весняного рівнодення Сонце у своєму річному русі переходить із південної півкулі небесної сфери до північної; вточці осіннього рівнодення - з північної півкулі у південну. Дві точки екліптики, що віддаляються від точок рівнодення на 90° і тим самим максимально віддалені від небесного екватора, називаються точками. . Точка літнього сонцестояння знаходиться у північній півкулі,точка зимового сонцестояння - у південній півкулі. Ці чотири точки позначаються символами♈ ), осіннього рівнодення - знаком Терезів (♎ ), зимового сонцестояння - знаком Козерога (♑ ), літнього сонцестояння - знаком Рака (♋ )

Діаметр небесної сфери, перпендикулярний до екліптики. Вісь екліптики перетинається з поверхнею небесної сфери у двох точках.північному полюсі екліптики , що лежить у північній півкулі, іпівденному полюсі екліптики , що лежить у південній півкулі. Північний полюс екліптики має екваторіальні координати R.A. = 18h00m, Dec = +66°33", і знаходиться у сузір'ї , а південний полюс – R.A. = 6h00m, Dec = −66°33" у сузір'ї .

Коло еліптичної широти , або просто коло широти - велике півколо небесної сфери, що проходить через полюси екліптики.

6. Основні формули сферичної тригонометрії. Паралактичний трикутник і перетворення координат.

7.Зоряний, справжній та середній сонячний час. Зв'язок часів. Рівняння часу.

8.Системи рахунку часу: місцевий, поясний, всесвітній, декретний та ефемеридний час.

9. Календар. Типи календарів Історія сучасного календаря Юліанські дні.

10. Рефракція.

11. Добова та річна аберація.

12.Добовий, річний та віковий паралакс світил.

13.Визначення відстаней в астрономії, лінійних розмірів тіл сонячної системи.

14. Власний рух зірок.

15.Місячно-сонячна та планетарна прецесія; нутація.

16. Нерівномірність обертання Землі; рух полюсів Землі. Служба широти.

17.Вимірювання часу. Поправка годинника та хід годинника. Служба часу.

18. Методи визначення географічної довготи території.

19. Методи визначення географічної широти території.

20.Методи визначення координат та положень зірок ( і ).

21. Обчислення моментів часу та азимутів сходу та заходу світил.

24. Закони Кеплера. Третій (уточнений) закон Кеплера.

26. Завдання трьох і більше тел. Окремий випадок зачачі трьох тіл (точки лібрації Лагранжа)

27. Поняття про силу, що обурює. Стійкість Сонячної системи.

1. Поняття про силу, що обурює.

28. Орбіта Місяця.

29. Припливи та відливи

30.Рух космічних апаратів. Три космічні швидкості.

31. Фази місяця.

32. Сонячні та місячні затемнення. Умови настання затемнення. Сарос.

33. Лібрації Місяця.

34. Спектрелектромагнітного випромінювання, що досліджується в астрофізиці. Прозорість атмосфери Землі.

35. Механізми випромінювання космічних тіл у різних діапазонах спектра. Види спектру: лінійний спектр, безперервний спектр, рекомбінаційне випромінювання.

36 Астрофотометрія. Зоряна величина (візуальна та фотографічна).

37 Властивості випромінювання та основи спектрального аналізу: закони Планка, Релея-Джинса, Стефана-Больцмана, Вина.

38 Доплерівське зміщення. Закон Доплера.

39 Методи визначення температури. Види понять температури.

40.Методи та основні результати вивчення форми Землі. Геоїд.

41 Внутрішня будова Землі.

42.Атмосфера Землі

43. Магнітосфера Землі

44. Загальні відомості про Сонячну систему та її досліджень

45. Фізичний характер Місяця

46. ​​Планети земної групи

47. Планети гіганти - їх супутники

48.Малі планети-астероїди

50. Основні фізичні властивості Сонця.

51. Спектр та хімічний склад Сонця. Сонячна постійна.

52. Внутрішня будова Сонця

53. Фотосфера. Хромосфера. Корони. Грануляція та конвективна зона Зодіакальне світло та протисяйво.

54 Активні освіти у сонячній атмосфері. Центри сонячної активності.

55. Еволюція Сонця

57.Абсолютна зоряна величина та світність зірок.

58.Діаграма спектр-світність Герцшпрунга-Рессела

59. Залежність радіус – світність – маса

60. Моделі будови зірок. Будова вироджена зірок (білий карлики і нейтрон зірки). Чорн.Дірки.

61. Основні етапи еволюції зірок. Планетарні туманності.

62. Кратні та змінні зірки (кратні, візуально-подвійні, спектрально-подвійні зірки, невидимі супутники зірок, затемнено-подвійні зірки). Особливості будови тісних подвійних систем.

64. Методи визначення відстаней до зірок. Кінецьформипочатокформи

65. Розподіл зірок у Галактиці. Скупчення. Загальна будова галактики.

66. Просторове переміщення зірок. Обертання Галактики.

68. Класифікація галактик.

69.Визначення відстаней до галактик. Закон Хаббла. Червоне усунення в спектрах галактик.

3.Небесна сфера. Основні площини, лінії та точки небесної сфери.

Під небесною сфероюприйнято розуміти сферу довільного радіусу, центр якої знаходиться в точці спостереження, і на поверхню цієї сфери проектуються всі навколишні небесні тіла або світила

Обертання небесної сфери для спостерігача, що знаходиться на поверхні Землі, відтворює добовий рухсвітив на небі

ZOZ- вертикальна (вертикальна) лінія,

SWNE- Істинний (математичний) обрій,

aMa- альмукантарат,

ZMZ- коло висоти (вертикальний круг), або вертикал

P OP- вісь обертання небесної сфери (вісь світу),

P – північний полюссвіту,

P" – південний полюс світу,

Ð PON= j (широта місця спостереження),

QWQ" E– небесний екватор,

bMb- добова паралель,

PMP- коло відміни,

PZQSP" Z" Q" N– небесний меридіан,

NOS- Південна лінія

4.Системи небесних координат (горизонтальна, перша та друга екваторіальна, еліптична).

Оскільки радіус небесної сфери довільний, положення світила на небесній сфері однозначно визначається двома кутовими координатами, якщо задана основна площина та початок відліку.

У сферичній астрономії використовуються такі системи небесних координат:

Горизонтальна, 1-а екваторіальна, 2-а екваторіальна, Екліптична

Горизонтальна система координат

Основна площина – площина математичного горизонту

1)Ð mOM = h (висота)

0 £ h£ 90 0

-90 0 £ h £ 0

або Ð ZOM = z (Зенітна відстань)

0 £ z£ 180 0

z + h = 90 0

2) Ð SOm = A(азимут)

0 £ A£ 360 0

1-а екваторіальна система координат

Основна площина – площина небесного екватора

1) Ð mOM= d (відмінювання)

0 £ d £ 90 0

-90 0 £ d £ 0

або Ð POM = p (Полюсна відстань)

0 £ p£ 180 0

p+ d = 90 0

2) Ð QOm = t (годинний кут)

0 £ t£ 360 0

або 0 h £ t£ 24 h

Усі горизонтальні координати ( h, z, A) та годинний кут tПерші екваторіальні СК безперервно змінюються в процесі добового обертання небесної сфери.

Відмінювання d не змінюється.

Необхідно ввести замість tтаку екваторіальну координату, яка відраховувалася б від фіксованої на небесній сфері точки.

2-а екваторіальна система координат

Про основна площина – площина небесного екватора

1) Ð mOM= d (відмінювання)

0 £ d £ 90 0

-90 0 £ d £ 0

або Ð POM = p (Полюсна відстань)

0£ p£ 180 0

p+ d = 90 0

2) Ð ¡ Om= a (пряме сходження)

або 0 h £ a £ 24 h

Горизонтальна СК використовується визначення напрямку на світило щодо земних об'єктів.

1-а екваторіальна СК використовується переважно щодо точного часу.

2екваторіальна СК є загальноприйнятою в астрометрії.

Екліптична СК

Основна площина – площина екліптики E¡E"d

Площина екліптики нахилена до площини небесного меридіана під кутом ε = 23 0 26"

ПП" - вісь екліптики

E – точка літнього сонцестояння

E” – точка зимового сонцестояння

1) ¡ m = λ (Екліптична довгота)

2) mM= b (Екліптична широта)

5.Добове обертання небесної сфери на різних широтах пов'язані з ним явища. Добовий рух Сонця. Зміна сезонів та теплові пояси.

Вимірювання висоти Сонця опівдні (тобто в момент його верхньої кульмінації) на одній і тій же географічній широті показали, що відмінювання Сонця d протягом року змінюється в межах від +23 0 36 "до -23 0 36", два рази проходячи через нуль.

Пряме сходження Сонця a протягом року також постійно змінюється від 0 до 360 0 або від 0 до 24 h .

Розглядаючи безперервну зміну обох координат Сонця, можна встановити, що воно переміщається серед зірок із заходу на схід по великому колу небесної сфери, що називається екліптикою.

20-21 березня Сонце знаходиться в точці ¡, його відмінювання δ ? = 0 і пряме сходження a ? = 0. У цей день (весняного рівнодення) Сонце сходить точно в точці E і заходить у точці W. Максимальна висота центру Сонця над горизонтом опівдні цього дня (верхня кульмінація): h= 90 0 - φ + δ = 90 0 - φ

Потім Сонце зрушить екліптикою ближче до точки E, тобто. δ > 0 і a > 0.

21-22 червня Сонце знаходиться в точці E, його відмінювання максимально δ ? = 23 0 26", а пряме сходження a ? = 6 h . h= 90 0 - φ + 23 0 26"

Т.ч., у середніх широтах Сонце НІКОЛИ не буває в зеніті

Широта Мінська φ = 53 0 55"

Потім Сонце зрушить по екліптиці ближче до точки d, тобто. δ | почне зменшуватися

Близько 23 вересня Сонце прийде в точку d, його відмінювання δ = 0, пряме сходження a = 12 h . Цей день називається днем ​​осіннього рівнодення.

22-23 грудня Сонце опиниться в точці E", його відмінювання мінімально δ ? = - 23 0 26", а пряме сходження a ? = 18 h .

Максимальна висота над горизонтом: h= 90 0 - φ - 23 0 26"

Зміна екваторіальних координат Сонця протягом року нерівномірно.

Відмінювання змінюється найшвидше при русі Сонця поблизу точок рівнодення, і найповільніше - поблизу точок сонцестоянь.

Пряме сходження, навпаки, повільніше змінюється поблизу точок рівнодення, і швидше поблизу точок сонцестоянь.

Видимий рух Сонця по екліптиці пов'язане з дійсним рухом Землі за своєю орбітою навколо Сонця, а також з тим фактом, що вісь обертання Землі не перпендикулярна до площини її орбіти, а становить кут ε = 23 0 26".

Якби ε = 0, то на будь-якій широті в будь-який день року день дорівнював би ночі (без урахування рефракції та розміру Сонця).

Полярні дні, що тривають від 24 h до півроку та відповідні ночі, спостерігаються за полярними колами, широти яких визначаються умовами:

φ = ±(90 0 – ε) = ± 66 0 34"

Становище осі світу і, отже, площині небесного екватора, і навіть точок ¡ і d який завжди, а періодично змінюється.

Внаслідок прецесії земної осі вісь світу описує конус навколо осі екліптики з кутом розчину ~23,50 за 26 000 років.

Внаслідок дії планет, що обурює, криві, що описуються полюсами світу, не замикаються, а стягуються в спіраль.

Т

. і площина небесного екватора, і площина екліптики повільно змінюють своє становище у просторі, то точки їх перетину (¡ і d) повільно переміщаються на захід.

Швидкість переміщення (загальна річна прецесія в екліптиці) за рік: l = 360 0 /26 000 = 50,26"".

Загальна річна прецесія в екваторі: m = l cos ε = 46,11 "".

На початку нашої ери точка весняного рівнодення знаходилася в сузір'ї Овна, від якого і отримала своє позначення (¡), а точка осіннього рівнодення – у сузір'ї Терезів (d). З того часу точка ¡ перемістилася в сузір'я Риб, а точка d – у сузір'я Діви, але їх позначення залишилися колишніми.

"