Лекция 2 - Сферическая...

Восточно-Сибирский университет технологий и управленияТехнологический колледж — Астрономия

Лекция 2

Сферическая астрономия

Улан-Удэ / 2018

1. Созвездия 2/29

Небесная сфера

воображаемая сферапроизвольного радиуса, накоторую проецируютсянебесные тела (звезды,планеты и др.)

1. Созвездия 3/29

Созвездия

Участок небесной сферы накотором располагаетсягруппа ярких звезд

В 1988 г. Международный аст-рономический союз разделилнебесную сферы на 88 созвез-дий

1. Созвездия 4/29Современные границы участков созвездий

С XVII в. отдельные звезды всозвездии стали обозначалисьбуквами греческого алфавита(обычно в порядке убыванияяркости).Позже была введена числоваянумерация (в основном дляслабых звезд).

Яркие звезды (около 130) получилисобственные имена.α Большого Пса — Сириус,α Возничего — Капелла,α Лиры — Вега,α Ориона — Бетельгейзе,β Ориона — Ригель

2. Видимые движения звезд, Солнца, Луны и планет 7/29В течение суток звезды со-вершают оборот относитель-но оси вращения Земли, илина небесной сфере все звездыи планеты вращаются вокругПолюса мира.

В данный момент полюс ми-ра расположен вблизи α Боль-шой Медведицы

Ось вращения Земли медлен-но поворачивается вследствиепрецессии.

2. Видимые движения звезд, Солнца, Луны и планет 8/29

Солнце движение понебесной сфере, делаяоборот в течение зем-ного года. При этомСолнце проходит через13 созвездий, 12 ихкоторых ЗодиакальныеРыбы, Овен, Телец,Близнецы, Рак, Лев,Дева, Весы, Скорпи-он, Стрелец, Козероги Водолей

2. Видимые движения звезд, Солнца, Луны и планет 9/29

Планеты («блуждающие све-тила») также перемещаютсяпо зодиакальным созвездиям(и Змееносцу): большую частьвремени с запада на восток,но часть — и с востока на за-пад. Первое движение, т. е. та-кое же, как у Солнца и Луны,называется прямым, второе, свостока на запад — попятнымдвижением. Рис.: Попятное движение Марса в

2003 г.

3. Географические координаты 10/29

PN

PS

φ

M

λ


Северный географ. полюс — PN

Южный географ. полюс — PS

Земной экватор— большой круг наповерхности Земли, плоскость кото-рого перпендикулярна к оси враще-ниям (делит поверхность Земли надва полушария: северное и южное).Географические параллели — ма-лые круги, плоскости которых парал-лельны плоскости земного экватора.Большой полукруг PN MM ′PS — гео-графический меридиан точки M .

PN

PS

φ

M

λ M ′O


φ – широтаλ – долгота

PN

PS

φ

M

λ M ′O

3. Географические координаты 13/29Часовая сетка

360◦ = 24h,

15◦ = 1h,

1h = 60m,

1m = 60s

4. Небесная сфера 14/29

Небесная сфера

сфера произвольногорадиуса, на которуюпроецируются положениянебесных светилZOZ ′ – отвесная линия – на-правление силы тяжести;NOS – полуденная линия;Круг NESW – математическийгоризонт;Круг NZSZ ′ – небесный мери-диан.

N S

W

E

O

Z (зенит)

Z ′ (надир)

4. Небесная сфера 15/29

Системы координат:1. Горизонтальная (A,h)

2. Экваториальная (α,δ)

N S

W

E

O

Z (зенит)

Z ′ (надир)

5. Горизонтальная система координат 16/29

M(A,h) – светило

h = [−90◦;90◦] – высота свети-ла;z – зенитное расстояние;

z+h = 90◦

A – азимут светила

N S

W

EO

Z (зенит)

Z ′ (надир)

M

M ′ A

hz

6. Экваториальная система координат 17/29

P – северный полюс мираP′ – южный полюс мираPP′ – ось мира Круг Q′M ′Q –небесный экватор

M(α,δ) – светилоδ= [−90◦;90◦] – склонениеp – полярное расстояние

p+δ= 90◦

α = [0h;24h] – прямое вос-хождение (дуга �M ′)t – часовой угол (дуга QM ′)

P

P′

�Q′

Q

M ′

α

δ

N SO

Z

Z ′

M

7. Зависимость высоты полюса мира от широты места 18/29

Высота северного полюса мира hPN над горизонтом всегдаравна астрономической широте φ места наблюдения.

PN

PS

q

q′

Z

SN

P

φ

hPN

hPN =φ

SN

Z

Z ′

Q

Q′

P

P′

hP =φ

hP=φ

7. Зависимость высоты полюса мира от широты места 19/29

hPN =φ

zP = 90◦−hP

pZ = 90◦−φ

δN = 90◦−|φ|hQ = 90◦−|φ|

SN

Z

Z ′

Q

Q′

P

P′

hP =φ

hP=φ

8. Суточное вращение небесной сферы 20/29Восход и заход светил

Светило восходит и заходит на данной широте еслиабсолютное значение его склонения

|δ| < 90◦−|φ|Если светило находится на небесномэкваторе QQ′, т. е. его δ = 0, то оновосходит точно в точке востока E изаходит точно в точке запада W .Если склонение светила δ > 0 (су-точная параллель aa′), то оно восхо-дит на северо-востоке, а заходит насеверо-западе.

8. Суточное вращение небесной сферы 21/29

Если абсолютное значение склоне-ния светила

|δ| ≥ (90◦−|φ|)

то его суточная параллель не пересе-чет математический горизонт, и онобудет либо незаходящим светилом(суточная параллель ll′ располагает-ся целиком над горизонтом), либоневосходящим (суточная параллельkk′ располагается целиком под гори-зонтом).

8. Суточное вращение небесной сферы 23/29Кульминация светил

Кульминация светила

явление пересечениясветилом небесногомеридиана

Таких пересечений должнобыть два. То из них, в которомсветило имеет наибольшуювысоту, называется верхнейкульминацией, а другое —нижней кульминацией


Если склонение светилаM1 (δ<φ), тооно кульминирует к югу от зенита назенитном расстоянии

zвк =φ−δ

или на высоте

hвк = 90◦−φ+δ

hнк =φ−90◦+δ

SN

Z

Z ′

Q

Q′

P

P′

φδ

φ

M1

M2


Если склонение светилаM3 (δ=φ), тооно кульминирует в зените

zвк = 0

hвк =+90◦

SN

Z

Z ′

Q

Q′

P

P′

φ

δφ

M3


Если склонение светилаM4 (δ>φ), тооно кульминирует к северу от зенитана зенитном расстоянии

zвк = δ−φ

или на высоте

hвк = 90◦+φ−δ

SN

Z

Z ′

Q

Q′

P

P′

φ

δφ

M4

9. Эклиптика 27/29

Эклиптикакруг на небесной сфере, вдолькоторого перемещается Солнце втечение годаЭклиптика пересекается с небеснымэкватором в двух точках: в точке ве-сеннего равноденствия � и точкеосеннего равноденствия a.

В точке весеннего равноденствия � Солнце пересекаетнебесный экватор, переходя из южного полушария небеснойсферы в северное.


Наклон эклиптики ε= 23◦26′

−ε≤ δ⊙ ≤ ε

Когда Солнце находится в точ-ке весеннего равноденствия(20–21 марта)

δ⊙ = 0

h⊙ = 90◦−φ


Когда Солнце находится в точ-ке летнего солнцестояния (20–21 июня)

δ⊙ = 23◦26′

h⊙max = 90◦−φ+23◦26′

В день зимнего солнцестояния(21-22 декабря)

h⊙min = 90◦−φ−23◦26′

Лекция 2 - Сферическая...

Documents