1. небесна сфера небесни координати небесна сфера



Дата25.10.2018
Размер67.42 Kb.
Текст към презентацията НЕБЕСНА СФЕРА

Надя Кискинова

НАОП „Юрий Гагарин”, Стара Загора

1. НЕБЕСНА СФЕРА
НЕБЕСНИ КООРДИНАТИ

2. НЕБЕСНА СФЕРА

Човешкото око не може да определи разстоянието до далечни предмети, нито да прецени кой обект е по-близо и кой по-далеч.

Знаем, че звездите са на различни разстояния и се движат в пространството, но са толкова далеч от нас, че за дълги периоди от време звездният фон остава непроменен. Както преди векове и хилядолетия, така и сега го използваме за ориентация във времето и пространството.

Звездите сякаш са полепени върху вътрешната повърхност на сфера, въртяща се около нас. Тази небесна сфера с център окото на наблюдателя и безкраен радиус дава възможност да се въведат основни точки и кръгове за стройна система от небесни координати.


3.

Продължавайки мислено земната ос в пространството, получаваме световната ос, около която се върти цялата небесна сфера. Както върху земната повърхност, така и по небесната сфера можем да начертаем множество аналогични небесни меридиани и паралели.


4.

Световната ос пресича небесната сфера в две точки. Тази, която съответства на северния земен полюс е северен небесен полюс. Той е на около градус разстояние от Полярната звезда. В точката на южния небесен полюс няма ярка звезда. Ориентир за него служи съзвездието Южен кръст.

Небесните меридиани са големи кръгове от небесната сфера, минаващи през небесните полюси, с равнина, пресичаща центъра на небесната сфера. Сред паралелите има само един голям кръг и това е небесният екватор. Именно неговата равнина минава през центъра на сферата. Той е аналог на земния екватор. С други думи – ако продължим мислено равнината на земния екватор в пространството, тя ще пресече небесната сфера. Пресечният кръг е небесният екватор.

Земята се върти около оста си от запад на изток или по посока, обратна на часовниковата стрелка. Затова ни се струва, че видимото въртене на небесната сфера е в обратна посока – по часовниковата стрелка или от изток на запад.

Небесният екватор разделя небесната на две – северна и южна част.
5.

Ако направим дълги експозиции при неподвижен, насочен към Полярната звезда фотоапарат, звездите ще оставят следи като светещи дъги, показващи част от траекторията им при денонощното въртене на небето – отражение на околосното въртене на нашата планета за 24 часа. Така получаваме видимост за някои от небесните паралели.


6.

Звездният трек на Полярната звезда е най-малката дъгичка. Колкото по-далеч е звездата от Северния небесен полюс и се доближава до небесния екватор, толкова по-дълъг е звездният й трек – част от денонощната й траектория.


7.

Небесните полюси и небесният екватор са основни точки и кръг от небесната сфера, позволяващи да се въведат т.н. екваториални координати на небесните светила – аналози на земните координати – географска дължина и географска ширина. Необходимо е само да се избере точка от небесния екватор, от която да се отчита едната от координатите. Природата се е погрижила за това.


8. ЕКЛИПТИКА

На небесната сфера се очертава още един голям кръг – еклиптиката. Тя е проекция на земната орбита. Едно завъртане на Земята около Слънцето трае 365 дена или 1 година.


9.

За една година слънчевият диск обикаля по еклиптиката, премествайки се с по около градус на ден на фона на зодиакалните съзвездия (два видими слънчеви диска).


10.

Земната ос е под постоянен наклон спрямо земната орбита от 23,5 градуса. Този наклон се отразява върху разположението на небесния екватор и еклиптиката. Тези два големи основни кръгове от небесната сфера се пресичат в две точки – пролетна и есенна равноденствени точки.


11.

За основна точка е избрана пролетната равноденствена точка, която днес е в съзвездието Риби. Тя обаче носи символа на съседното зодиакално съзвездие – Овен, рогата му. Там се е намирала преди 2-3 хилядолетия, когато е възникнала тази последователност на зодиакалните съзвездия. Поради прецесията днес пресечните точки са в съседните съзвездия – пролетната равноденствена точка не е в Овен, а в Риби, а есенната равонденствена точка – не е във Везни, а в Дева.


12. екваториални координати

  • ректасцензия

(географска дължина)

по екватора от пролетната

равноденствена точка

α (от 0° до 360°) или

(от 0h до 24h) като

1h = 15 °


  • деклинация

(географска ширина)

по меридиана на светилото



δ (от 0° до +90° при Р)

(от 0° до -90° при Р´)
Поради прецесията и собсвеното движение на звездите в пространството обаче е необходима актуализизация на екваториалните координати на звездите поне през половин век. Актуалните екваториални координати на звездите сега се отнасят към епоха 2000 година.
13. часов ъгъл

Часовият ъгъл се отчита от меридиана на мястото в посоката на видимото денонощно въртене на небесната сфера. Това е обратно на посоката на отчитане на ректасцензията.


Часовият ъгъл зависи от местното време.
14.

От местоположението на земния наблюдател зависи разположението на други елементи на небесната сфера, по които е въведена друга система небесни координати, необходима да се съобрази видимостта на обектите за наблюдение. Тя е свързана с хоризонта. Обикновено под хоризонт разбираме видимото допиране на небето и земната повърхност. Този видим хоризонт следва очертанията на релефа. Това понятие обаче не може да се дефинира строго. Затова като хоризонт от небесната сфера се определя една математическа окръжност.


15.

Зенит е точката от небесната сфера над главата на наблюдателя. Надир е противоположната точка – под краката му. Правата, която свърза двете точки – зенита и надира, минава през центъра на небесната сфера и се нарича вертикална линия. Равнината, перпендикулярна на вертикалната линия през центъра на небесната сфера, очертава голям кръг по небето, наричан математически хоризонт. Върху него са точките, сочещи посоките на света – север, юг, изток и запад.

Математическият хоризонт разделя небесната сфера на две части – видима към зенита и невидима към надира.


16.

По кръга от небесната сфера, минаващ през зенита и надира, точките север и юг на хоризонта се отчита височината на светилото над хоризонта от 0° до +90° и под хоризонта – от 0° до -90°. По математическия хоризонт от посоката ЮГ надясно, обратно на часовниковата стрелка се отчита другата координата – азимута – от 0° до 360°.


17. хоризонтални координати

  • Азимут

по математическия хоризонт

А (от 0° до 360°)


  • Височина

по меридиана

h (от 0° до + 90° при Z)

(от 0° до -90° при Z´)

18.


Положението на небесните полюси за дадено място от земната повърхност зависи от географската ширина φ на мястото. Толкова, колкото е географската ширина, на такъв ъгъл са наклонени световната ос РР´ и вертикалния кръг ZZ´ , и свързаните с тях равнини на небесния екватор QQ´ и математически хоризонт с посоките на света.

Големият кръг от небесната сфера, минаващ през полюсите, зенита и надира, посоките СЕВЕР и ЮГ на хоризонта се нарича меридиан на мястото на наблюдение или основен меридиан. (На чертежа това всъщност е окръжнотта, очертаваща небесната сфера.) В най-общия случай небесните светила имат наклонени спрямо хоризонта траектории. Звездните им трекове са успоредни на небесния екватор, а той е под наклон спрямо хоризонта – наклон, зависещ от географската ширина на мястото на наблюдение. Само два пъти в годината Слънцето например изгрява точно от ИЗТОК, издига се на височина, колкото е географската ширина на дадено място и залязва точно на ЗАПАД на хоризонта – в дните на пролетното и есенно равноденствие. През останалото време от годината височината му спрямо хоризонта се променя постоянно, както и местата на изгревите и залезите му.


19.

Когато Слънцето пресече основния меридиан за дадено място, неговата височина над хоризонта е максимална за деня. Това става в момента пладне през деня. Тогава то е в горна кулминация – пресича меридиана на мястото на наблюдение над хоризонта. В полунощ отново предича меридиана, но с максимална отрицателна височина – под хоризонта. Тогава извършва долна кулминация. Всяка звезда също така кулминира по два пъти през денонощието – с максимална положителна и максимална отрицателна височина – горна и долна кулминация.


20.

За умерените географски ширини винаги има небесна област около някой от полюсите на небесната сфера със съзвездия, които винаги са над хоризонта, други са недостъпни за наблюдение, но по-голямата част от съзвездията са наблюдаеми, но характерни за даден годишен сезон, което е свързано с местоположението на Слънцето по еклиптиката.

От нашата географска ширина е достъпно цялото северно небе и част от южното.
21.

От умерените южни географски ширини е достъпно цялото южно небе и част от северното в близост до небесния екватор.


22.

Ако наблюдателят е на северния полюс, достъпно за наблюдение е само северното небе. Тук зенитът Z и северният небесен полюс Р съвпадат, както математическият хоризонт и небесният екватор. Звездните трекове при денонощното въртене на небесната сфера са успоредни на хоризонта. Еклиптиката обаче, която е под наклон от 23,5° спрямо небесния екватор е наполовина над и наполовина под хоризонта. Това означава, че Слънцето 6 месеца в годината е над хоризонта – това е дългият полярен ден, и 6 месеца е под хоризонта – дългата полярна нощ.

Аналогично е за наблюдатели на южния полюс.
23.

Оглеждайки хоризонта, наблюдателят на северния полюс, гледа на юг. Обратно е за наблюдател на южния полюс .


24.

Само от екватора може да се вижда цялото небе – и северното и южното. Тук зенита Z е точка върху небесния екватор, а полюсите Р и Р´са съответно върху точките СЕВЕР и ЮГ на хоризонта.


25.

Денонощните трекове на звездите винаги са перпендикулярни спрямо хоризонта.


База данных защищена авторским правом ©obuch.info 2016
отнасят до администрацията

    Начална страница