Основи практичної Основи практичної астрономіїастрономії

Вивчаючи тему ми:Вивчаючи тему ми:

осмислимо наші уявлення про небесну сферу осмислимо наші уявлення про небесну сферу як систему для відліку координат небесних як систему для відліку координат небесних тіл;тіл;

навчимось орієнтуватися на поверхні Землі навчимось орієнтуватися на поверхні Землі за допомогою небесних тілза допомогою небесних тіл..

Небесна сфераНебесна сфера

Небесна сфера уявна сфера довільного радіусу, що уявна сфера довільного радіусу, що

використовується в астрономії для опису взаємного використовується в астрономії для опису взаємного положення небесних тіл на небосхилі. положення небесних тіл на небосхилі.

У основу уявлення про небесну сферу лягло зорове У основу уявлення про небесну сферу лягло зорове враження про існування куполоподібного небесного враження про існування куполоподібного небесного зводу. Це враження пов'язане з тим, що в результаті зводу. Це враження пов'язане з тим, що в результаті величезної віддаленості небесних світил людське око величезної віддаленості небесних світил людське око не в змозі оцінити відмінності у відстанях до них, і не в змозі оцінити відмінності у відстанях до них, і вони представляються однаково віддаленими. вони представляються однаково віддаленими.

У стародавніх народів це асоціювалося з наявністю У стародавніх народів це асоціювалося з наявністю реальної сфери, що обмежує весь світ і що несе на реальної сфери, що обмежує весь світ і що несе на своїй поверхні численні зірки. Таким чином, в їхньому своїй поверхні численні зірки. Таким чином, в їхньому уявленні небесна сфера була найважливішим уявленні небесна сфера була найважливішим елементом Всесвіту.елементом Всесвіту.

Сузір’я Оріона

Точки та лінії небесної сфериТочки та лінії небесної сфери Прямовисна лініяПрямовисна лінія (або вертикальна лінія) — пряма, (або вертикальна лінія) — пряма,

що проходить через центр небесної сфери і що проходить через центр небесної сфери і співпадає з напрямом нитки виска в місці співпадає з напрямом нитки виска в місці спостереження. Для спостерігача, що знаходиться на спостереження. Для спостерігача, що знаходиться на поверхні Землі, прямовисна лінія проходить через поверхні Землі, прямовисна лінія проходить через центр Землі і точку спостереження.центр Землі і точку спостереження.

Прямовисна лінія перетинається з поверхнею Прямовисна лінія перетинається з поверхнею небесної сфери в двох точках — небесної сфери в двох точках — зеніті зеніті ZZ, над , над головою спостерігача, і головою спостерігача, і надирінадирі Z Zll — діаметрально — діаметрально протилежній точці.протилежній точці.

Вісь світуВісь світу — діаметр, навколо якого відбувається — діаметр, навколо якого відбувається обертання небесної сфери.обертання небесної сфери.

Вісь світу перетинається з поверхнею небесної Вісь світу перетинається з поверхнею небесної сфери в двох точках — сфери в двох точках — північному полюсі світу Рпівнічному полюсі світу Р і і південному полюсі світу Рпівденному полюсі світу Рll. Північним полюсом . Північним полюсом називається той, з боку якого обертання небесної називається той, з боку якого обертання небесної сфери відбувається за годинниковою стрілкою, якщо сфери відбувається за годинниковою стрілкою, якщо дивитися на сферу ззовні. Якщо дивитися на небесну дивитися на сферу ззовні. Якщо дивитися на небесну сферу зсередини, (що ми зазвичай і робимо, сферу зсередини, (що ми зазвичай і робимо, спостерігаючи зоряне небо), то в околиці північного спостерігаючи зоряне небо), то в околиці північного полюса світу її обертання відбувається проти полюса світу її обертання відбувається проти годинникової стрілки.годинникової стрілки.

Z - зеніт, Z' - надир, Р, Р' - полюси світу, РР' - вісь світу, W -захід, E - схід

Точки та лінії небесної сфериТочки та лінії небесної сфери Небесний екваторНебесний екватор — великий круг небесної сфери, — великий круг небесної сфери,

площина якого перпендикулярна осі світу. Небесний площина якого перпендикулярна осі світу. Небесний екватор ділить поверхню небесної сфери на дві екватор ділить поверхню небесної сфери на дві півкулі: північну півкулю, з вершиною в північному півкулі: північну півкулю, з вершиною в північному полюсі світу, та південну півкулю, з вершиною в полюсі світу, та південну півкулю, з вершиною в південному полюсі світу.південному полюсі світу.

Небесний екватор перетинається з математичним Небесний екватор перетинається з математичним горизонтом в двох точках: горизонтом в двох точках: точці сходу точці сходу EE і і точці точці заходузаходу W W. Точкою сходу називається та, в якої точки . Точкою сходу називається та, в якої точки небесної сфери, що обертається, перетинають небесної сфери, що обертається, перетинають математичний горизонт, переходячи з невидимої математичний горизонт, переходячи з невидимої півсфери у видиму.півсфери у видиму.

Небесний меридіанНебесний меридіан — великий круг небесної сфери, — великий круг небесної сфери, площина якого проходить через прямовисну лінію і площина якого проходить через прямовисну лінію і вісь світу. Небесний меридіан ділить поверхню вісь світу. Небесний меридіан ділить поверхню небесної сфери на дві півкулі — східну півкулю, з небесної сфери на дві півкулі — східну півкулю, з вершиною в точці сходу, і західну півкулю, з вершиною в точці сходу, і західну півкулю, з вершиною в точці заходу.вершиною в точці заходу.

Небесний меридіан перетинається з математичним Небесний меридіан перетинається з математичним горизонтом в двох точках: горизонтом в двох точках: точці півночі Нточці півночі Н і і точці точці півдня Нпівдня Нll. Точкою півночі називається та, яка ближче . Точкою півночі називається та, яка ближче до північного полюсу світу.до північного полюсу світу.

Z - зеніт, Z' - надир, Р, Р' - полюси світу, РР' - вісь світу, W -захід, E - схід

Повторимо!

Точки та лінії небесної сфериТочки та лінії небесної сфери ЕкліптикаЕкліптика — великий круг небесної сфери, перетин — великий круг небесної сфери, перетин

небесної сфери і площини орбіти системи Земля — небесної сфери і площини орбіти системи Земля — Місяць. З великою точністю по екліптиці Місяць. З великою точністю по екліптиці здійснюється видимий річний рух Сонця по небесній здійснюється видимий річний рух Сонця по небесній сфері. Площина екліптики перетинається з сфері. Площина екліптики перетинається з площиною небесного екватора під кутом ε = 23°26'.площиною небесного екватора під кутом ε = 23°26'.

Екліптика перетинається з небесним екватором в Екліптика перетинається з небесним екватором в двох точках — двох точках — точці весняного рівноденняточці весняного рівнодення і і точці точці осіннього рівноденняосіннього рівнодення. Точкою весняного рівнодення . Точкою весняного рівнодення називається та, в якій Сонце, в результаті свого називається та, в якій Сонце, в результаті свого річного руху, переходить з південної півкулі небесної річного руху, переходить з південної півкулі небесної сфери в північну. У точці осіннього рівнодення Сонце сфери в північну. У точці осіннього рівнодення Сонце переходить з північної півкулі небесної сфери в переходить з північної півкулі небесної сфери в південну.південну.

Точки екліптики, віддалені від точок рівнодення, на Точки екліптики, віддалені від точок рівнодення, на 90° називаються 90° називаються точкою літнього сонцестояння (у (у північній півкулі) і північній півкулі) і точкою зимового сонцестояння (у південній півкулі).(у південній півкулі).

Вісь екліптикиВісь екліптики — діаметр небесної сфери, — діаметр небесної сфери, перпендикулярний до площини екліптики.перпендикулярний до площини екліптики.

Z - зеніт, Z' - надир, Р, Р' - полюси світу, РР' - вісь світу, W -захід, E - схід

Горизонтальна система Горизонтальна система координаткоординат

Небесна сфера відіграє фундаментальну Небесна сфера відіграє фундаментальну роль під час визначення положення роль під час визначення положення астрономічних обастрономічних об’’єктів.єктів.

В В горизонтальній системі координат положення небесного тіла визначається положення небесного тіла визначається відносно горизонту та відносно напрямку на відносно горизонту та відносно напрямку на південь південь SS. .

Положення зорі М задається її Положення зорі М задається її висотою h (кутова відстань від горизонту вздовж (кутова відстань від горизонту вздовж великого круга – вертикалу) та великого круга – вертикалу) та азимутом А (виміряна до заходу кутова відстань від (виміряна до заходу кутова відстань від точки півдня до вертикалу).точки півдня до вертикалу).

Висота змінюється:Висота змінюється: від 0від 0°° до +90 до +90°° (над горизонтом) (над горизонтом) від 0від 0°° до - 90 до - 90°° (під горизонтом) (під горизонтом)

Азимут змінюється від 0Азимут змінюється від 0°° до 360 до 360°°.. Повторимо!

КульмінаціїКульмінації Кульмінація небесного світила - небесного світила -

проходження світила через небесний проходження світила через небесний меридіан.меридіан.

Розрізняють Розрізняють верхнюверхню і і нижнюнижню кульмінації, кульмінації, оскільки світило проходить через меридіан оскільки світило проходить через меридіан двічі на день.двічі на день.

Момент кульмінації Сонця можна визначити Момент кульмінації Сонця можна визначити за допомогою звичайної палички, яку треба за допомогою звичайної палички, яку треба встановити перпендикулярно до горизонту. встановити перпендикулярно до горизонту. Для визначення кульмінації уважно Для визначення кульмінації уважно слідкуйте за довжиною тіні: коли Сонце слідкуйте за довжиною тіні: коли Сонце знаходиться над точкою півдня, тінь вказує знаходиться над точкою півдня, тінь вказує напрям на північ і має найменшу довжину.напрям на північ і має найменшу довжину.

Демонстрація

Екваторіальна система Екваторіальна система координаткоординат

Внаслідок обертання Землі постійно переміщуються Внаслідок обертання Землі постійно переміщуються відносно горизонту і сторін світу, а їх координати в відносно горизонту і сторін світу, а їх координати в горизонтальній системі змінюються.горизонтальній системі змінюються.

Але для деяких задач астрономії система координат Але для деяких задач астрономії система координат повинна бути незалежною від положення спостерігача і повинна бути незалежною від положення спостерігача і часу доби. Таку систему координат називають часу доби. Таку систему координат називають екваторіальною..

Для визначення екваторіальних небесних координат Для визначення екваторіальних небесних координат через світило М та полюси світу Р і Рчерез світило М та полюси світу Р і Р ll проводять проводять коло схилення, яке перетинає екватор у точці С., яке перетинає екватор у точці С.

Перша координата Перша координата α має назву має назву пряме сходження ( (пряме піднесення) і визначається дугою екватора ) і визначається дугою екватора С і С і вимірюється годинами, бо за допомогою цієї координати вимірюється годинами, бо за допомогою цієї координати можна виміряти час. можна виміряти час. - точка весняного рівнодення. - точка весняного рівнодення.

Друга координата – Друга координата – схилення δ визначається дугою визначається дугою схилень СМ від екватора до даного світила і схилень СМ від екватора до даного світила і вимірюється градусами.вимірюється градусами.

Схилення змінюється:Схилення змінюється: від 0від 0°° до +90 до +90°° (над небесним екватором) (над небесним екватором) від 0від 0°° до - 90 до - 90°° (під небесним екватором) (під небесним екватором)

Пряме сходження змінюється від 0Пряме сходження змінюється від 0hh до 24 до 24hh..Повторимо!

ЕкліптикаЕкліптика Еклі�птика (від грец. έκλειψις — (від грец. έκλειψις —

затьмарення) — уявна лінія (велике затьмарення) — уявна лінія (велике коло) небесної сфери, вздовж якої коло) небесної сфери, вздовж якої центр сонячного диску протягом центр сонячного диску протягом року пересувається серед зірок. року пересувається серед зірок. Оскільки річний рух Сонця відбиває Оскільки річний рух Сонця відбиває реальне обертання Землі по орбіті, реальне обертання Землі по орбіті, екліптика є слідом від перетину екліптика є слідом від перетину небесної сфери із площиною земної небесної сфери із площиною земної орбіти.орбіти.

Ця площина називається площиною Ця площина називається площиною екліптики. Вона є основною в екліптики. Вона є основною в екліптичній системі небесних екліптичній системі небесних координат. Кут нахилу площини координат. Кут нахилу площини екліптики до небесного екватора екліптики до небесного екватора дорівнює куту нахилу площини дорівнює куту нахилу площини екватора Землі до площини її екватора Землі до площини її орбіти і складає близько 23,5°. Він орбіти і складає близько 23,5°. Він піддається невеликим коливанням піддається невеликим коливанням ((нутації) із періодом 18,6 років та ) із періодом 18,6 років та амплітудою 18,42", а також іншим амплітудою 18,42", а також іншим незначним коливанням.незначним коливанням.

• Походження назви від грецького Походження назви від грецького "затьмарення" пов'язано з тим, що місячні "затьмарення" пов'язано з тим, що місячні і сонячні затемнення відбуваються лише і сонячні затемнення відбуваються лише тоді, коли Місяць у своєму русі тоді, коли Місяць у своєму русі небосхилом перетинає екліптику. небосхилом перетинає екліптику.

ЗодіакЗодіак Зодіа� к (грец. ζῳδιακός κύκλος — звірине (грец. ζῳδιακός κύκλος — звірине

коло) — сукупність 12 сузір’їв, які коло) — сукупність 12 сузір’їв, які розташовані вздовж екліптики — великого розташовані вздовж екліптики — великого кола небесної сфери, по якому відбувається кола небесної сфери, по якому відбувається видимий річний рух Сонця. Це коло чи пояс, видимий річний рух Сонця. Це коло чи пояс, що простягся, як вважали древні, на 8° по що простягся, як вважали древні, на 8° по широті по обидва боки від екліптики. Сучасні широті по обидва боки від екліптики. Сучасні астрономи розширюють його до 9° - астрономи розширюють його до 9° - максимальних широт, котрих сягають максимальних широт, котрих сягають Венера і Марс. Розташування будь-якої Венера і Марс. Розташування будь-якої планети чи зірки всередині чи назовні планети чи зірки всередині чи назовні Зодіаку визначається перпендикуляром від Зодіаку визначається перпендикуляром від неї до екліптики, а точка перетину цього неї до екліптики, а точка перетину цього перпендикуляра і екліптики є геоцентричною перпендикуляра і екліптики є геоцентричною довготою зірки чи планети. Певним чином довготою зірки чи планети. Певним чином Зодіак ідентичний з екліптикою, для них обох Зодіак ідентичний з екліптикою, для них обох точка відліку - точка весняного рівнодення.точка відліку - точка весняного рівнодення.

Хоча Сонце проходить і через 13-е сузір’я Хоча Сонце проходить і через 13-е сузір’я Змієносця, його традиційно не включають до Змієносця, його традиційно не включають до зодіакальних сузір’їв.зодіакальних сузір’їв.

ЗодіакЗодіак До зодіакальних сузір'їв відносяться (дати До зодіакальних сузір'їв відносяться (дати

наводяться відповідно до західної астрологічної наводяться відповідно до західної астрологічної традиції і дещо змінюються, так як дати зазначені за традиції і дещо змінюються, так як дати зазначені за фактом проходження Сонця екліптики, поділеної на фактом проходження Сонця екліптики, поділеної на 12 секторів - Знаків Зодіаку, що не тотожне 12 секторів - Знаків Зодіаку, що не тотожне однойменним сузір'ям):однойменним сузір'ям):

Овен (21 березня — 20 квітня) (21 березня — 20 квітня) Телець (21 квітня — 20 травня) (21 квітня — 20 травня) Близнюки (21 травня — 21 червня) (21 травня — 21 червня) Рак (22 червня — 22 липня) (22 червня — 22 липня) Лев (23 липня — 22 серпня) (23 липня — 22 серпня) Діва (23 серпня — 22 вересня) (23 серпня — 22 вересня) Терези (23 вересня — 23 жовтня) (23 вересня — 23 жовтня) Скорпіон (24 жовтня — 22 листопада) (24 жовтня — 22 листопада) Стрілець (23 листопада — 21 грудня) (23 листопада — 21 грудня) Козеріг (22 грудня — 20 січня) (22 грудня — 20 січня) Водолій (21 січня — 19 лютого) (21 січня — 19 лютого) Риби (20 лютого — 20 березня) (20 лютого — 20 березня)

ЗодіакЗодіак У кожному зодіакальному сузір’ї Сонце У кожному зодіакальному сузір’ї Сонце

перебуває в середньому близько місяця, тому перебуває в середньому близько місяця, тому місяці прийнято позначати знаками зодіаку. місяці прийнято позначати знаками зодіаку. Коли древні греки ввели це поняття, були Коли древні греки ввели це поняття, були відомі тільки 5 планет, і зодіак був завширшки відомі тільки 5 планет, і зодіак був завширшки 16°. Зірки були згруповані в 12 знаків (сузір'їв), 16°. Зірки були згруповані в 12 знаків (сузір'їв), кожне з яких займало сектор неба шириною кожне з яких займало сектор неба шириною 30°. Через 30°. Через прецесію Сонце тепер кожен Сонце тепер кожен місяць знаходиться в двох суміжних сузір'ях місяць знаходиться в двох суміжних сузір'ях зодіаку, але для місяців збережені колишні зодіаку, але для місяців збережені колишні позначення.позначення.

Давні греки пов’язували знаки зодіаку з Давні греки пов’язували знаки зодіаку з міфами: Овен — золоторунний баран, що ніс міфами: Овен — золоторунний баран, що ніс Фрікса й Геллу, Телець — бик, який викрав Фрікса й Геллу, Телець — бик, який викрав Європу, Близнюки — Діоскури, Лев — Європу, Близнюки — Діоскури, Лев — Немейський лев, Стрілець — Кентавр, Рак — Немейський лев, Стрілець — Кентавр, Рак — рак, що хотів допомогти Лернейській гідрі, рак, що хотів допомогти Лернейській гідрі, коли на неї напав Геракл, тощо.коли на неї напав Геракл, тощо.

ВисновкиВисновки

Уявна сфера допомагає визначити Уявна сфера допомагає визначити положення космічних тіл у певній системі положення космічних тіл у певній системі координат. координат.

На картах зоряного неба використовують На картах зоряного неба використовують екваторіальну систему координат, у якій екваторіальну систему координат, у якій положення зір визначають за допомогою положення зір визначають за допомогою прямого піднесення та схилення.прямого піднесення та схилення.

Небесні світила допомагають також Небесні світила допомагають також визначити сторони горизонту у випадку, якщо визначити сторони горизонту у випадку, якщо ми заблукали в незнайомій місцевості.ми заблукали в незнайомій місцевості.

Використані джерелаВикористані джерела Климишин І.А., Крячко І.П. Астрономія: підручник для Климишин І.А., Крячко І.П. Астрономія: підручник для

11 класу загальноосвітніх навчальних закладів. - К.: 11 класу загальноосвітніх навчальних закладів. - К.: Знання України, 2002. – 192 с.Знання України, 2002. – 192 с.

Пришляк М.П. Астрономія: підручник для 11 класу Пришляк М.П. Астрономія: підручник для 11 класу загальноосвітніх навчальних закладів. - Харків: загальноосвітніх навчальних закладів. - Харків: Веста: Видавництво “Ранок”, 2003. – 144 с.Веста: Видавництво “Ранок”, 2003. – 144 с.

http://uk.wikipedia.org/wikihttp://uk.wikipedia.org/wiki http://www.britannica.com/EBchecked/topic/101326/http://www.britannica.com/EBchecked/topic/101326/

celestial-spherecelestial-sphere http://stars.astro.illinois.edu/celsph.htmlhttp://stars.astro.illinois.edu/celsph.html http://www.astrogalaxy.ru/315.htmlhttp://www.astrogalaxy.ru/315.html http://abyss.uoregon.edu/~js/ast122/lectures/lec02.htmlhttp://abyss.uoregon.edu/~js/ast122/lectures/lec02.html http://www.astronet.ru/db/msg/1190093http://www.astronet.ru/db/msg/1190093

Питання для самоперевіркиПитання для самоперевірки

Перевір Перевір туттут

2.1. Північний полюс знаходиться:

А. В Арктиці. Б. В Антарктиці. В. В сузір’ї Оріона. Г. В сузір’ї Велика Ведмедиця. Д. Поблизу Полярної зорі.

2.2. Момент, коли світило знаходиться найвище над горизонтом, називається:

А. Пряме сходження. Б. Верхня кульмінація. В. Нижня кульмінація. Г. Верхня культивація. Д. Нижня культивація.

2.3. Чи можна в Канаді та Україні одночасно побачити сузір’я Велика Ведмедиця?

А. Не можна. Б. Можна тільки влітку. В. Можна тільки взимку. Г. Можна будь-коли. Д. Можна тільки навесні.

2.4. чи можна в Австралії та Україні одночасно побачити Полярну зорю?

А. Не можна. Б. Можна тільки влітку. В. Можна тільки взимку. Г. Можна будь-коли. Д. Можна тільки восени.

2.5. Коли настає кульмінація Сонця?

А. Вранці. Б. Увечері, коли заходить. В. Опівночі. Г. Коли перетинає площину небесного меридіану. Д. Опівдні.

Астрономічний словникАстрономічний словник Нутáція (лат. nutatio — коливання) — рух (лат. nutatio — коливання) — рух

твердого тіла, що обертається, який твердого тіла, що обертається, який відбувається одночасно з відбувається одночасно з прецесією і під і під час якого змінюється кут між віссю час якого змінюється кут між віссю власного обертання тіла і віссю, навколо власного обертання тіла і віссю, навколо якої відбувається прецесія; цей кут якої відбувається прецесія; цей кут називається кутом нутації.називається кутом нутації.

У гіроскопа (дзиґи), який рухається під У гіроскопа (дзиґи), який рухається під дією сили тяжіння F = mg, нутація є дією сили тяжіння F = mg, нутація є коливанням осі гіроскопа, амплітуда і коливанням осі гіроскопа, амплітуда і період яких тим менші, а частота тим період яких тим менші, а частота тим більша, чим більшою є кутова швидкість більша, чим більшою є кутова швидкість власного обертання Ω.власного обертання Ω.

Внаслідок присутності сил опору (тертя) Внаслідок присутності сил опору (тертя) нутаційні коливання досить швидко нутаційні коливання досить швидко загасають, після чого гіроскоп здійснює загасають, після чого гіроскоп здійснює суто прецесійний рух.суто прецесійний рух.

Прецесія (P) та нутація (N)тіла, що обертається

Астрономічний словникАстрономічний словник Прецесія — повільне (у порівнянні з — повільне (у порівнянні з

періодом обертання тіла) зміщення осі періодом обертання тіла) зміщення осі обертання по конусу.обертання по конусу.

В астрономії — повільне обертання В астрономії — повільне обертання земної осі. Вісь цього конуса земної осі. Вісь цього конуса перпендикулярна до площини земної перпендикулярна до площини земної орбіти, а кут між віссю й твірною конуса орбіти, а кут між віссю й твірною конуса дорівнює приблизно 23°5'. Період дорівнює приблизно 23°5'. Період прецесії дорівнює 25780 років. прецесії дорівнює 25780 років.

Внаслідок прецесії точка весняного Внаслідок прецесії точка весняного рівнодення рухається по екліптиці рівнодення рухається по екліптиці назустріч удаваному річному рухові назустріч удаваному річному рухові Сонця (попереджання рівнодення), Сонця (попереджання рівнодення), долаючи 50,24" на рік, полюси світу долаючи 50,24" на рік, полюси світу зміщуються між зірками, екваторіальні зміщуються між зірками, екваторіальні координати зірок постійно змінюються.координати зірок постійно змінюються.

Прецесія (P) та нутація (N)тіла, що обертається

Z - зеніт

Z’ - надир

Математ. горизонт

N – точка півночі

S – точка півдня

Р – північний полюс світу

Р’ – південний полюс світу

Небесний меридіан

Полуденна лінія

Вісь світу

Z

Z’

N S

P

P’

М

h

Вертикал – круг висоти

А

N S

P

P’

P

P’

Небесний екватор

W

E

N S

Коло схилення

Точка весняного рівнодення

- схилення

α

α – пряме сходження

Відповіді на питання для Відповіді на питання для самоконтролюсамоконтролю

1.11.1 1.21.2 1.31.3 1.41.4 1.51.5

ДД ББ ГГ АА ГГ