Как определить по подвижной карте звездного неба моменты восхода или захода светил кратко

Обновлено: 05.07.2024

Восход светила — момент пересечения светилом математического горизонта, когда оно переходит из невидимой части небесной сферы в видимую.
Заход светила — момент пересечения светилом математического горизонта, когда оно переходит из видимой части небесной сферы в невидимую.
Кульминация светила — момент пересечения светилом небесного меридиана. Различают верхнюю и нижнюю кульминации. Верхняя кульминация имеет место на верхней части небесного меридиана, при этом светило достигает максимальной высоты над горизонтом и минимального зенитного расстояния. Нижняя кульминация совершается на нижней части небесного меридиана, при этом светило достигает минимальной высоты над горизонтом и максимального зенитного расстояния.
В момент верхней кульминации светила на каком-нибудь меридиане местное звездное время на этом меридиане равно прямому восхождению светила.

Утренние сумерки — часть суток перед восходом Солнца.
Вечерние сумерки — часть суток после захода Солнца.
Различают сумерки гражданские и астрономические.
Вечерние гражданские сумерки начинаются в момент захода Солнца и продолжаются до тех пор, пока высота Солнца не станет равной h_o= -6° . Утренние гражданские сумерки начинаются перед восходом Солнца, когда высота его центра h_o= -6° , и кончаются в момент восхода Солнца.
Астрономические сумерки (утренние и вечерние) длятся дольше, так как за их начало и конец принимается тот момент, когда высота центра Солнца h_o= -18° .
С окончанием гражданских сумерек приходится прибегать к искусственному освещению; на небе становятся видны наиболее яркие звезды. Севернее географической широты 60°,5 гражданские сумерки могут длиться от захода до восхода Солнца.
В конце вечерних астрономических сумерек исчезают последние следы вечерней зари и становятся видны более слабые звезды. Севернее географической широты 48°,5 астрономические сумерки могут длиться от захода до восхода Солнца.

Восхо́д — появление светила над горизонтом данного места; исчезновение светила с горизонта называется заходом.
Вследствие рефракции наблюдаемые моменты восхода и заката светила не совпадают с действительными моментами нахождения его на горизонте.
Для места земной поверхности, северная или южная широта которого равна φ, оба явления имеют место лишь для тех светил, северное или южное склонение которых меньше 90°-φ. Так, например, для Петербурга, широта которого около 60°, восходят и заходят лишь те светила, склонение которых меньше 30°:
светила, северное склонение которых больше 30°, всегда находятся над горизонтом Петербурга,
светила, южное склонение которых больше 30°, остаются всегда под горизонтом его.
Звёзды, склонение которых удовлетворяет вышеприведённому условию, восходят и заходят под данной широтой ежедневно в один и тот же момент по звёздному времени, так как прямое восхождение и склонение их, рассматривая небольшие промежутки времени, почти постоянны; не меняется для них также и положение точек горизонта, в которых они восходят и заходят.
Звёздные времена восхода и заката других светил, а также и положение упомянутых точек горизонта для них, изменяются изо дня в день; так, например, точки восхода и заката Солнца весной и летом, когда склонение Солнца северное, уклоняются к северу от точек востока и запада, осенью же и зимой, когда склонение Солнца южное, уклонение происходит к югу.
Древние различали гелический, космический и акрониктический восход и закат.
Если время восхода или заката звезды падало в утренние (или вечерние) сумерки, то восход (или закат) звезды древние называли гелическим;
время восхода (или заката) звезды, совпадавшее с восходом (или закатом) Солнца, они называли космическим восходом (или закатом);
время восхода (или заката) звезды, совпадавшее со временем заката (или восхода) солнца, — акрониктическим восходом (или закатом).

Закат или заход Солнца — исчезновение светила под горизонтом. Заход Солнца часто более яркий, чем восход и с более яркими красными и оранжевыми оттенками. В течение дня Солнце нагревает поверхность Земли, уменьшается относительная влажность и повышается скорость ветра, пыль поднимается в воздух. Тем не менее, различия между восходом и заходом Солнца могут в некоторых случаях зависеть от географический позиции наблюдателя.

Восход и заход светил. Верхняя и нижняя кульминации. Моменты времени восхода и захода светил и их азимуты. Сумерки. Белые ночи.

Вследствие суточного вращения небесной сферы все светила описывают круги, плоскости которых параллельны плоскости небесного экватора, т.е. движутся по суточным параллелям.

В зависимости от географической широты места наблюдения j и склонения светила d суточные параллели либо пересекают математический горизонт в двух точках, либо целиком располагаются над ним, либо под ним.

Первые светила – восходящие и заходящие

Точка пересечения светилом горизонта снизу вверх называется точкой восхода, сверху вниз – захода.

В случае d = 90 0 – j (для северного полушария) суточная параллель касается горизонта в точке севера N.

определяет восходящие и заходящие светила.

С учётом южного полушария:

Из первой формулы системы (2):

Пренебрегая рефракцией и суточным параллаксом для светила на горизонте (z = 90 0 ):

Аналогично из первой формулы системы (1) находятся азимуты точек восхода и захода:

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Да какие ж вы математики, если запаролиться нормально не можете. 8448 — | 7339 — или читать все.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно

Пользоваться подвижной картой звездного неба очень просто. Наложите на нее круг, совместив текущую дату на лимбе карты с текущим временем на обрезе круга. В круглом вырезе Вы увидите звезды, находящиеся над горизонтом в данном пункте в данное время. Следует иметь в виду, внутренние цифры часов на накладном круге соответствуют летнему времени, а внешние (дальше от центра круга) - зимнему. Полезно натянуть на накладном круге нить от точки севера к точке юга, обозначив узелком место на полпути, немного ближе к точке севера.

Выйдя под звездное небо, расположите "настроенную" на текущий момент карту над головой в соответствии со сторонами света, указанными на накладном круге. Центр выреза (узелок на нити) будет соответствовать зениту (точке над Вашей головой). Мысленно продолжите и спроецируйте вниз до горизонта сектора карты спереди, сзади, слева и справа от себя, представив, что карта нарисована изнутри на куполе.

Эта карта вполне традиционна, она просто распечатывается на бумаге и также из бумаги вырезается накладной круг с отверстием, соответствующим широте места наблюдения. Но пользоваться такой картой удобнее. Недостатком такой карты являются только более сильные искажения созвездий южного полушария. Рекомендую наклеить карту на картон и заламинировать. Накладной круг тоже желательно заламинировать, маркером нанесите на пленку меридиан (он изобразится прямой, соединяющие точки севера и юга) и отметьте точку зенита (пересечение меридиана с линией склонений на звездной карте, соответствующей широте места наблюдения). Можно также сделать на меридиане отметки для определения угловой высоты светила над горизонтом (также ориентируясь по линиям склонений). Такая карта станет универсальным инструментом для решения очень многих практических задач! Рассмотрим некоторые из них.

Определение вида звездного неба

Для этого нужно совместить дату наблюдений на внешнем лимбе карты с нужным временем на накладном круге. Время на этой шкале указано местное. Следовательно , необходимо пересчитать поясное время по формуле:

λ - географическая долгота в часовой мере (положительна для в.д.);

T_n - поясное время n-го часового пояса.

Поправку (n-λ) для Вашего населенного пункта лучше записать где-то на самой карте - она будет нужна постоянно. Например, для Москвы λ = 37.5 °= 2 ч 30 мин, n = 3 (зимой) или 4 (летом). Соответственно, поправка для пересчета поясного времени в местное равна 30 мин или 1 ч 30 мин. (Да, полночь в Москве летом наступает не в 0 часов, как сообщает нам радио, а в 1 ч 30 мин).

Моменты кульминаций, захода и восхода светил

Для определения нужно поворачивать накладной круг, пока нужная звезда не окажется на меридиане (момент кульминации) - линии, соединяющей точки север - юг на накладном круге или не совпадет с краем прорезанного круга (момент восхода или захода). Проверьте соосность накладного круга и карты и считайте время напротив даты наблюдения.

Моменты кульминаций, захода и восхода Солнца

Все делается так же, как и в предыдущем пункте, только нужно предварительно отметить положение Солнца - оно приблизительно (без учета уравнения времени) находится как пересечение эклиптики с линией, проведенной от полюса к текущей дате.

Звездное время

Оно равно прямому восхождению светил, пересекающих меридиан на юге. Так как поправка для перехода к звездному времени меняется не очень быстро (4 минуты в сутки), для большинства задач можно использовать всю ночь поправку, определенную для полуночи - эта поправка есть координата (прямое восхождение), приходящаяся напротив даты наблюдения.

Подвижная карта звёздного неба позволяет определять вид звёздного неба на любой момент суток выбранной даты года и заранее выяснить, какие объекты будут доступны наблюдениям.

Для этого к карте приложен накладной круг, внутри которого начерчены оцифрованные пересекающиеся овалы, а по наружному краю круга нанесена шкала с делениями, которые соответствуют часам суток по среднему солнечному времени T_λ. Направление счёта времени на этой шкале — против вращения часовой стрелки. Среднее солнечное время для того пункта, где будет использоваться подвижная карта, связано с его географической долготой λ.

В повседневной жизни мы пользуемся часами, идущими по местному времени T. Его отличие ∆T в целых часах от московского времени T_мхорошо известно. Для перехода от показаний наших часов T к среднему времени T_λ необходимо вычислить поправку t_λ, которая равна

t_λ = ∆T + 3 ч – λ.

Если t_λ не превышает 15 мин, то можно пользоваться системой счёта времени, принятой в данном пункте. Если же эта поправка значительна, то следует перейти к среднему времени, которое вычисляется по формуле:

Карту и накладной круг целесообразно аккуратно наклеить на тонкий картон и затем вырезать. Внутренний вырез в накладном круге делается по овалу, оцифрованному числом, наиболее близким к географической широте местности, в которой карта будет использоваться. Контур овального выреза в накладном круге изображает горизонт, и его основные точки обозначены буквами Ю (точка юга), З (точка запада), С (точка севера) и В (точка востока). Между точками Ю и С можно натянуть прочную нить, которая будет изображать небесный меридиан. При работе с картой накладной круг накладывается на карту всегда концентрично, причём нить (небесный меридиан) должна обязательно проходить через Северный полюс мира. Чтобы определить вид звёздного неба на интересующий момент суток определённой даты, необходимо расположить круг на карте так, чтобы штрих момента времени совпал со штрихом этой даты. Тогда внутри овального выреза окажутся звёзды, которые в этот момент будут находиться над горизонтом. На самом контуре выреза, между его точками Ю, В и С, расположатся звёзды, которые восходят в этот момент, а между точками Ю, З и С — звёзды, которые заходят. Закрытые накладным кругом звёзды в этот момент находятся под горизонтом.

Чтобы можно было определять время восхода и захода других светил (Солнца или планеты), нужно предварительно нанести их положение на карту. Узнать положение Солнца несложно. Для этого достаточно приложить линейку к Северному полюсу мира и штриху заданной даты. Точка пересечения линейки с эклиптикой покажет положение Солнца на эту дату. Для определения приближённого положения планет достаточно знать только одну их координату — прямое восхождение. Поскольку любая планета всегда находится недалеко от эклиптики, можно отметить её положение на эклиптике в точке, прямое восхождение которой равно прямому восхождению планеты на выбранную дату.

Для определения момента восхода выбранного светила следует повернуть накладной круг так, чтобы оно находилось на восточной дуге внутреннего выреза этого круга (ЮВС). При определении момента захода светило должно находиться на западной дуге выреза (ЮЗС). Момент восхода (или захода) в этом случае указывает то деление шкалы времени на внешней окружности накладного круга, которое находится против выбранной даты на карте.

XI. Нобелевские премии по физике, присуждённые за исследования по астрофизике и космологии

1967 г. Х. Бёте — за вклад в теорию ядерных реакций, особенно за открытия, касающиеся источников энергии звёзд.

1974 г. М. Райл — за новаторские исследования в радиоастрофизике (интерферометрические); Э. Хьюиш — за открытие пульсаров, которое проложило путь к новым методам исследования вещества в экстремальных физических условиях.

1978 г. А. Пензиас и Р. Вильсон — за исключительную настойчивость и филигранное мастерство, которые привели к открытию, позволившему внедрить экспериментальные методы и прямое наблюдение в такую науку, как космология.

1983 г. У. Фаулер — за теоретические и экспериментальные исследования ядерных реакций, имеющих важное значение для образования химических элементов Вселенной; С. Чандрасекар — за теоретические исследования физических процессов, играющих важную роль в строении и эволюции звёзд.

1993 г. Р. Халс и Дж. Тейлор — за открытие нового типа пульсара, которое дало новые возможности для исследования гравитации.

2002 г. Реймонд Дэвис и Масатоши Кошиба — за изыскания в области астрофизики, в частности за обнаружение космических нейтрино; Рикардо Джиаккони — за изыскания в области астрофизики, которые привели к открытию источников рентгеновского излучения.

2006 г. Джон Мазер и Джордж Смут — за открытие планковской формы спектра космического фонового излучения и анизотропии космического фонового излучения.

2011 г. Сол Перлмуттер, Адам Райесс и Брайан Шмидт — за открытие ускоренного расширения Вселенной по наблюдениям сверхновых.

t_λ = ∆T + 3 ч – λ.

XI. Нобелевские премии по физике, присуждённые за исследования по астрофизике и космологии

1967 г. Х. Бёте — за вклад в теорию ядерных реакций, особенно за открытия, касающиеся источников энергии звёзд.

Часто сталкиваюсь с тем, что дети не верят в то, что могут учиться и научиться, считают, что учиться очень трудно.

Урок 04. Практическая работа № 1 "Изучение звёздного неба с помощью подвижной карты звёздного неба"

Практическая работа № 1

Тема: Изучение звёздного неба с помощью подвижной карты звёздного неба

Цель: познакомиться с подвижной картой звёздного неба,

научиться определять условия видимости созвездий

научиться определять координаты звезд по карте

Ход работы:

Теория.

Вид звёздного неба изменяется из-за суточного вращения Земли. Изменение вида звёздного неба в зависимости от времени года происходит вследствие обращения Земли вокруг Солнца. Работа посвящена знакомству со звёздным небом, решению задач на условия видимости созвездий и определении их координат.

Подвижная карта звёздного неба изображена на рисунке.

Перед началом работы распечатать подвижную карту звездного неба, овал накладного круга вырезать по линии, соответствующей географической широте места наблюдения. Линия выреза накладного круга будет изображать линию горизонта. Звёздную карту и накладной круг наклеить на картон. От юга к северу накладного круга натянуть нить, которая покажет направление небесного меридиана.

звёзды показаны чёрными точками, размеры которых характеризуют яркость звёзд;
туманности обозначены штриховыми линиями;
северный полюс мира изображён в центре карты;
линии, исходящие от северного полюса мира, показывают расположение кругов склонения. На звёздной карте для двух ближайших кругов склонения угловое расстояние равно 1 ч;
небесные параллели нанесены через 30°. С их помощью можно произвести отсчёт склонение светил δ;
точки пересечения эклиптики с экватором, для которых прямое восхождение 0 и 12 ч., называются точками весеннего g и W равноденствий;
по краю звёздной карты нанесены месяцы и числа, а на накладном круге – часы;
зенит расположен вблизи центра выреза (в точке пересечения нити, изображающей небесный меридиан с небесной параллелью, склонение которой равно географической широте места наблюдения).

Для определения местоположения небесного светила необходимо месяц, число, указанное на звёздной карте, совместить с часом наблюдения на накладном круге.

Небесный экватор — большой круг небесной сферы, плоскость которого перпендикулярна оси мира и совпадает с плоскостью земного экватора. Небесный экватор делит небесную сферу на два полушария: северное полушарие, с вершиной в северном полюсе мира, и южное полушарие, с вершиной в южном полюсе мира. Созвездия, через которые проходит небесный экватор, называют экваториальными. Различают созвездия южные и северные.

Созвездия Северного полушария: Большая и Малая Медведицы, Кассиопея, Цефей, Дракон, Лебедь, Лира, Волопас и др.

К южным относятся Южный Крест, Центавр, Муха, Жертвенник, Южный Треугольник.

Полюс мира — точка на небесной сфере, вокруг которой происходит видимое суточное движение звёзд из-за вращения Земли вокруг своей оси. Направление на Северный полюс мира совпадает с направлением на географический север, а на Южный полюс мира — с направлением на географический юг. Северный полюс мира находится в созвездии Малой Медведицы с поляриссимой (видимая яркая звезда, находящаяся на оси вращения Земли) — Полярной звездой, южный — в созвездии Октант.

Эклиптика — большой круг небесной сферы, по которому происходит видимое годичное движение Солнца. Плоскость эклиптики — плоскость обращения Земли вокруг Солнца (земной орбиты).

В зависимости от места наблюдателя на Земле меняется вид звездного неба и характер суточного движения звезд. Cуточные пути светил на небесной сфере — это окружности, плоскости которых параллельны небесному экватору.

Рассмотрим, как изменяется вид звездного неба на полюсах Земли. Полюс — это такое место на земном шаре, где ось мира совпадает с отвесной линией, а небесный экватор — с горизонтом.

Для наблюдателя, находящегося на Северном полюсе Земли, Полярная звезда будет располагаться в зените, звёзды будут двигаться по кругам, параллельным математическому горизонту, который совпадает с небесным экватором. При этом над горизонтом будут видны все звёзды, склонение которых положительно (на Южном полюсе, наоборот, будут видны все звезды, склонение которых отрицательно), а их высота в течение суток не будет изменяться.

Переместимся в привычные для нас средние широты. Здесь уже ось мира и небесный экватор наклонены к горизонту. Поэтому и суточные пути звёзд также будут наклонены к горизонту. Следовательно, на средних широтах наблюдатель сможет наблюдать восходящие и заходящие звёзды.

Под восходом понимается явление пересечения светилом восточной части истинного горизонта, а под заходом — западной части этого горизонта.

Помимо этого, часть звёзд, располагающихся в северных околополярных созвездиях, никогда не будут опускаться за горизонт. Такие звёзды принято называть незаходящими.

А звёзды, расположенные около Южного полюса мира для наблюдателя на средних широтах будут являться невосходящими.

Отправимся дальше — на экватор, географическая широта которого равна нулю. Здесь ось мира совпадает с полуденной линией (то есть располагается в плоскости горизонта), а небесный экватор проходит через зенит.

Суточные пути всех, без исключения, звёзд перпендикулярны горизонту. Поэтому находясь на экваторе, наблюдатель сможет увидеть все звёзды, которые в течение суток восходят и заходят.

Вообще, для того, чтобы светило восходило и заходило, его склонение по абсолютной величине должно быть меньше, чем .

Если , то в Северном полушарии она будет являться незаходящей (для Южного — невосходящей).

Тогда очевидно, что те светила, склонение которых , являются невосходящими для Северного полушария (или незаходящими для Южного).

Экваториальная система координат — это система небесных координат, основной плоскостью в которой является плоскость небесного экватора.

Экваториальные небесные координаты:

1. Склонение (δ) — угловое расстояние светила М от небесного экватора, измеренное вдоль круга склонения. Обычно выражается в градусах, минутах и секундах дуги. Склонение положительно к северу от небесного экватора и отрицательно к югу от него. Объект на небесном экваторе имеет склонение 0°. Склонение северного полюса небесной сферы равно +90° Склонение южного полюса равно −90°.

2. Прямое восхождение светила (α) — угловое расстояние, измеренное вдоль небесного экватора, от точки весеннего равноденствия до точки пересечения небесного экватора с кругом склонения светила.

Последовательность выполнения практической работы:

Задачи практической работы:

Задача 1. Определите экваториальные координаты Альтаира (α Орла), Сириуса (α Большого Пса) и Веги (α Лиры).

Задача 2. Используя карту звёздного неба, найдите звезду по её координатам: δ = +35о; α = 1ч 6м.

Задача 3. Определите, какой является звезда δ Стрельца, для наблюдателя, находящего на широте 55о 15ʹ. Определить, восходящей или невосходящей является звезда двумя способами: с использованием накладного круга подвижной карты звездного неба и с использованием формул условия видимости звезд.

Практический способ. Располагаем подвижный круг на звездной карте и при его вращении определяем, является звезда восходящей или невосходящей.

Теоретичекий способ.

Используем формулы условия видимости звезд:

Если , то звезда является восходящей и заходящей.

Если , то звезда в Северном полушарии является незаходящей

Если , то звезда в Северном полушарии является невосходящей.

Задача 4. Установить подвижную карту звёздного неба на день и час наблюдения и назвать созвездия, расположенные в южной части неба от горизонта до полюса мира; на востоке – от горизонта до полюса мира.

Задача 5. Найти созвездия, расположенные между точками запада и севера, 10 октября в 21 час. Проверить правильность определения визуальным наблюдением звёздного неба.

Задача 6. Найти на звёздной карте созвездия с обозначенными в них туманностями и проверить, можно ли их наблюдать невооруженным глазом глазом на день и час выполнения лабораторной работы.

Задача 7. Определить, будут ли видны созвездия Девы, Рака. Весов в полночь 15 сентября? Какое созвездие в это же время будет находиться вблизи горизонта на севере?

Задача 8. Определить, какие из перечисленных созвездий: Малая Медведица, Волопас, Возничий, Орион - для вашей широты будут незаходящими?

Задача 9. На карте звёздного неба найти пять любых перечисленных созвездий: Большая Медведица, Малая Медведица, Кассиопея, Андромеда, Пегас, Лебедь, Лира, Геркулес, Северная корона – и определить приближённо небесные координаты (склонение, и прямое восхождение) a-звёзд этих созвездий.

Задача 10. Определить, какие созвездия будут находиться вблизи горизонта на Севере, Юге, Западе и Востоке 5 мая в полночь.

Контрольные вопросы для закрепления теоретического материала к практическому занятию:

1. Что такое звёздное небо? (Звёздное небо - множество небесных светил, видимых с Земли ночью, на небесном своде. В ясную ночь человек с хорошим зрением увидит на небосводе не более 2—3 тысяч мерцающих точек. Тысячи лет назад древние астрономы разделили звездное небо на двенадцать секторов и придумали им имена и символы, под которыми они известны и поныне.)

2. Что такое созвездия? (Созвездия - участки, на которые разделена небесная сфера для удобства ориентирования на звёздном небе. В древности созвездиями назывались характерные фигуры, образуемые яркими звёздами. )

3. Сколько на сегодняшний день созвездий? (Сегодня есть 88 созвездий. Созвездия различны по занимаемой площади на небесной сфере и количеству звезд в них.)

4. Перечислить основные созвездия или те, которые вы знаете. (Существуют большие созвездия и маленькие. К первым относятся Большая Медведица, Геркулес, Пегас, Водолей, Волопас, Андромеда. Ко вторым - Южный Крест, Хамелеон, Летучая Рыба, Малый Пёс, Райская Птица. Конечно, мы назвали лишь малую толику, наиболее известные.)

5. Что такое карта неба? ( Это изображение звёздного неба или его части на плоскости. Карту неба астрономы разделили на 2 части: южную и северную (по аналогии с полушариями Земли.)

6. Что такое небесный экватор? (Большой круг небесной сферы, плоскость которого перпендикулярна оси мира и совпадает с плоскостью земного экватора.)

По окончанию практической работы студент должен представить отчет.

Отчёт должен включать ответы на все указанные пункты порядка выполнения работы и ответы на контрольные вопросы.

Список литературы

Если Вы являетесь автором материалов или обладателем авторских прав, и Вы возражаете против его использования на моем интернет-ресурсе - пожалуйста, свяжитесь со мной. Информация будет удалена в максимально короткие сроки.

Спасибо тем авторам и правообладателям, которые согласны на размещение своих материалов на моем сайте! Вы вносите неоценимый вклад в обучение, воспитание и развитие подрастающего поколения.

Читайте также: