Πίσω μπροστά

Προσοχή! Οι προεπισκοπήσεις διαφανειών είναι μόνο για ενημερωτικούς σκοπούς και ενδέχεται να μην αντιπροσωπεύουν όλα τα χαρακτηριστικά της παρουσίασης. Εάν ενδιαφέρεστε για αυτό το έργο, κατεβάστε την πλήρη έκδοση.

Σκοπός του μαθήματος:εισαγάγετε τους μαθητές στις αστρικές συντεταγμένες, ενσταλάξτε τις δεξιότητες προσδιορισμού αυτών των συντεταγμένων σε ένα μοντέλο της ουράνιας σφαίρας.

Εξοπλισμός: βιντεοπροβολέας, μοντέλο της ουράνιας σφαίρας

Κατά τη διάρκεια των μαθημάτων

Δάσκαλος: Από αμνημονεύτων χρόνων, οι άνθρωποι εντόπισαν ξεχωριστές ομάδες φωτεινών αστεριών στον έναστρο ουρανό, τους ένωσαν σε αστερισμούς, δίνοντάς τους ονόματα που αντανακλούσαν τον τρόπο ζωής και τις ιδιαιτερότητες της σκέψης τους. Αυτό έκαναν οι αρχαίοι Κινέζοι, Βαβυλώνιοι και Αιγύπτιοι αστρονόμοι. Πολλά από τα ονόματα αστερισμών που χρησιμοποιούμε σήμερα προέρχονται από την αρχαία Ελλάδα, όπου εξελίχθηκαν με την πάροδο των αιώνων.

Πίνακας 1 Χρονικό ονομάτων

Στο Συνέδριο της Διεθνούς Αστρονομικής Ένωσης το 1922, ο αριθμός των αστερισμών μειώθηκε στους 88. Ταυτόχρονα, καθορίστηκαν τα σημερινά όρια μεταξύ τους.

Αξίζει ιδιαίτερης αναφοράς. Το ότι η εγγύτητα των αστεριών στους αστερισμούς είναι εμφανής, είναι ο τρόπος με τον οποίο τα βλέπει ένας παρατηρητής από τη Γη. Στην πραγματικότητα, τα αστέρια υστερούν το ένα πίσω από το άλλο σε μεγάλες αποστάσεις, και για εμάς η ορατότητά τους προβάλλεται, λες, σε ουράνια σφαίρα- μια φανταστική διαφανής μπάλα, στο κέντρο της οποίας βρίσκεται η Γη (παρατηρητής), στην επιφάνεια της οποίας προβάλλονται όλα τα φωτιστικά καθώς τα βλέπει ο παρατηρητής σε μια συγκεκριμένη χρονική στιγμή από ένα ορισμένο σημείο στο διάστημα. Παρουσίαση. Διαφάνεια 1

Επιπλέον, τα αστέρια στους αστερισμούς διαφέρουν ως προς το φαινομενικό μέγεθος και το φως. Τα φωτεινότερα αστέρια στους αστερισμούς χαρακτηρίζονται με γράμματα του ελληνικού αλφαβήτου σε φθίνουσα σειρά (a, b, g, d, e, κ.λπ.) φωτεινότητας.

Αυτή η παράδοση εισήχθη από τον Alessandro Piccolomini (1508-1578) και παγιώθηκε από τον Johann Bayer (1572-1625).

Στη συνέχεια, ο John Flamsteed (1646–1719) σε κάθε αστερισμό όρισε τα αστέρια με αύξοντα αριθμό (για παράδειγμα, το αστέρι 61 Cygnus). Τα αστέρια με μεταβλητή φωτεινότητα χαρακτηρίζονται με λατινικά γράμματα: R, S, Z, RR, RZ, AA.

Τώρα θα δούμε πώς καθορίζεται η θέση των φωτιστικών στον ουρανό.

Ας φανταστούμε τον ουρανό με τη μορφή μιας γιγάντιας σφαίρας αυθαίρετης ακτίνας, στο κέντρο της οποίας βρίσκεται ο παρατηρητής.

Ωστόσο, το γεγονός ότι κάποια φωτιστικά βρίσκονται πιο κοντά μας, ενώ άλλα είναι πιο μακριά, δεν πέφτει στο μάτι. Επομένως, ας υποθέσουμε ότι όλα τα αστέρια βρίσκονται στην ίδια απόσταση από τον παρατηρητή - στην επιφάνεια ουράνια σφαίρα. Παρουσίαση 1

Δεδομένου ότι τα αστέρια αλλάζουν τη θέση τους κατά τη διάρκεια της ημέρας, μπορούμε να συμπεράνουμε για την καθημερινή περιστροφή της ουράνιας σφαίρας (αυτό εξηγείται από την περιστροφή της Γης γύρω από τον άξονά της). Η ουράνια σφαίρα περιστρέφεται γύρω από έναν συγκεκριμένο άξονα PP» από την ανατολή προς τη δύση. Ο άξονας της φαινομενικής περιστροφής της σφαίρας είναι ο άξονας του κόσμου. Συμπίπτει με τον άξονα της γης ή είναι παράλληλος με αυτόν. Ο άξονας του κόσμου τέμνει την ουράνια σφαίρα στα σημεία P – βόρειος ουράνιος πόλοςκαι P`- νότιος ουράνιος πόλος. Ο Βόρειος Αστέρας (η Μικρή Άρκτος) βρίσκεται κοντά στον βόρειο πόλο του κόσμου. Χρησιμοποιώντας ένα βαρέλι, προσδιορίζουμε την κάθετη και την απεικονίζουμε στο σχέδιο. Παρουσίαση 1

Αυτή η ευθεία γραμμή ZZ` ονομάζεται πετονιά. Ζ – ζενίθ, Ζ'- ναδίρ. Μέσω του σημείου Ο - της τομής της γραμμής του βάθρου και του άξονα του κόσμου - σχεδιάζουμε μια ευθεία γραμμή κάθετη στο ZZ`. Αυτό είναι NS - μεσημεριανή γραμμή(Ν- Βόρειος, S - Νότος). Τα αντικείμενα που φωτίζονται από τον Ήλιο το μεσημέρι ρίχνουν μια σκιά προς την κατεύθυνση κατά μήκος αυτής της γραμμής.

Δύο αμοιβαία κάθετα επίπεδα τέμνονται κατά μήκος της μεσημεριανής γραμμής. Ένα επίπεδο κάθετο σε μια ευθεία γραμμή που τέμνει την ουράνια σφαίρα σε έναν μεγάλο κύκλο είναι αληθινός ορίζοντας. Παρουσίαση. Διαφάνεια 1

Το επίπεδο που είναι κάθετο στον αληθινό ορίζοντα που διέρχεται από τα σημεία Ζ και Ζ` ονομάζεται ουράνιος μεσημβρινός.

Σχεδιάσαμε όλα τα απαραίτητα επίπεδα, τώρα ας εισαγάγουμε μια άλλη έννοια. Ας τοποθετήσουμε αυθαίρετα ένα αστέρι στην επιφάνεια της ουράνιας σφαίρας Μ,σύρετε μέσα από τα σημεία Ζ και Ζ` και Μμεγάλο ημικύκλιο. Αυτό - κύκλος ύψουςή κατακόρυφος

Η στιγμιαία θέση του αστεριού σε σχέση με τον ορίζοντα και τον ουράνιο μεσημβρινό καθορίζεται από δύο συντεταγμένες: ύψος(χέρι αζιμούθιο(ΕΝΑ). Αυτές οι συντεταγμένες ονομάζονται οριζόντιος.

Το υψόμετρο του φωτιστικού είναι η γωνιακή απόσταση από τον ορίζοντα, μετρούμενη σε μοίρες, λεπτά, δευτερόλεπτα τόξου που κυμαίνονται από 0° έως 90°. Περισσότερο ύψοςαντικαθίσταται από μια ισοδύναμη συντεταγμένη – z – απόσταση ζενίθ.

Η δεύτερη συντεταγμένη στο οριζόντιο σύστημα Α είναι η γωνιακή απόσταση της κατακόρυφου του φωτιστικού από το σημείο του νότου. Ορίζεται σε μοίρες λεπτά και δευτερόλεπτα από 0° έως 360°.

Παρατηρήστε πώς αλλάζουν οι οριζόντιες συντεταγμένες. Φως Μκατά τη διάρκεια της ημέρας περιγράφει μια ημερήσια παράλληλη στην ουράνια σφαίρα - αυτός είναι ένας κύκλος της ουράνιας σφαίρας, το επίπεδο της οποίας είναι κάθετο axis mundi.

<Отработка навыка определения горизонтальных координат на небесной сфере. Самостоятельная работа учащихся>

Όταν ένα αστέρι κινείται κατά μήκος της ημερήσιας παράλληλης, ονομάζεται το υψηλότερο σημείο ανάβασης άνω κορύφωση.Προχωρώντας κάτω από τον ορίζοντα, το φωτιστικό θα καταλήξει σε ένα σημείο, το οποίο θα είναι ένα σημείο χαμηλότερη κορύφωση. Παρουσίαση 1

Αν αναλογιστούμε το μονοπάτι του αστεριού που επιλέξαμε, μπορούμε να δούμε ότι ανατέλλει και δύει, αλλά υπάρχουν φωτιστικά που δεν δύουν και δεν ανατέλλει. (Εδώ - σε σχέση με τον αληθινό ορίζοντα.)

Ας αναλογιστούμε την αλλαγή στην εμφάνιση του έναστρου ουρανού κατά τη διάρκεια του έτους. Αυτές οι αλλαγές δεν είναι τόσο αισθητές για τα περισσότερα αστέρια, αλλά συμβαίνουν. Υπάρχει ένα αστέρι του οποίου η θέση αλλάζει αρκετά δραματικά, αυτός είναι ο Ήλιος.

Εάν σχεδιάσουμε ένα επίπεδο μέσα από το κέντρο της ουράνιας σφαίρας και κάθετο στον άξονα του κόσμου PP», τότε αυτό το επίπεδο θα τέμνει την ουράνια σφαίρα σε έναν μεγάλο κύκλο. Αυτός ο κύκλος ονομάζεται ουράνιο ισημερινό. Παρουσίαση 2

Αυτός ο ουράνιος ισημερινός τέμνει τον αληθινό ορίζοντα σε δύο σημεία: ανατολικά (Α) και δυτικά (Δ). Όλες οι ημερήσιες παράλληλες βρίσκονται παράλληλα στον ισημερινό.

Τώρα ας σχεδιάσουμε έναν κύκλο μέσα από τους πόλους του κόσμου και το παρατηρούμενο αστέρι. Το αποτέλεσμα είναι ένας κύκλος - ένας κύκλος απόκλισης. Η γωνιακή απόσταση του φωτιστικού από το επίπεδο του ουράνιου ισημερινού, μετρούμενη κατά μήκος του κύκλου απόκλισης, ονομάζεται απόκλιση του φωτιστικού (d). Η απόκλιση εκφράζεται σε μοίρες, λεπτά και δευτερόλεπτα. Δεδομένου ότι ο ουράνιος ισημερινός χωρίζει την ουράνια σφαίρα σε δύο ημισφαίρια (βόρειο και νότιο), η απόκλιση των αστεριών στο βόρειο ημισφαίριο μπορεί να κυμαίνεται από 0° έως 90° και στο νότιο ημισφαίριο - από 0° έως -90°.

Η απόκλιση του φωτιστικού είναι ένα από τα λεγόμενα ισημερινές συντεταγμένες.

Η δεύτερη συντεταγμένη σε αυτό το σύστημα είναι δεξιά ανάταση (α).Είναι παρόμοιο με το γεωγραφικό μήκος. Η δεξιά ανάταση υπολογίζεται από σημεία εαρινής ισημερίας (g).Ο Ήλιος εμφανίζεται στην εαρινή ισημερία στις 21 Μαρτίου. Η ορθή ανάταση μετράται κατά μήκος του ουράνιου ισημερινού προς την αντίθετη κατεύθυνση από την ημερήσια περιστροφή της ουράνιας σφαίρας. Παρουσίαση 2. Η ορθή ανάταση εκφράζεται σε ώρες, λεπτά και δευτερόλεπτα του χρόνου (από 0 έως 24 ώρες) ή σε μοίρες, λεπτά και δευτερόλεπτα τόξου (από 0° έως 360°). Δεδομένου ότι η θέση των αστεριών σε σχέση με τον ισημερινό δεν αλλάζει όταν κινείται η ουράνια σφαίρα, οι ισημερινές συντεταγμένες χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία χαρτών, άτλαντων και καταλόγων.

Από την αρχαιότητα παρατηρήθηκε ότι ο Ήλιος κινείται ανάμεσα στα αστέρια και περιγράφει έναν πλήρη κύκλο σε ένα χρόνο. Οι αρχαίοι Έλληνες ονόμαζαν αυτόν τον κύκλο εκλειπτική, που έχει διατηρηθεί στην αστρονομία μέχρι σήμερα. Εκλειπτικήκλίση προς το επίπεδο του ουράνιου ισημερινού υπό γωνία 23°27` και τέμνεται με τον ουράνιο ισημερινό σε δύο σημεία: την εαρινή ισημερία (g) και τη φθινοπωρινή ισημερία (W). Ο Ήλιος ταξιδεύει ολόκληρη την εκλειπτική σε ένα χρόνο, ταξιδεύει 1° την ημέρα.

Οι αστερισμοί από τους οποίους διέρχεται η εκλειπτική ονομάζονται ζωδιακός κύκλος. Κάθε μήνα ο Ήλιος μετακινείται από τον έναν αστερισμό στον άλλο. Είναι πρακτικά αδύνατο να δούμε τον αστερισμό στον οποίο βρίσκεται ο Ήλιος το μεσημέρι, αφού κρύβει το φως των άστρων. Επομένως, στην πράξη, τα μεσάνυχτα παρατηρούμε τον ζωδιακό αστερισμό, που είναι ο υψηλότερος πάνω από τον ορίζοντα, και από αυτόν προσδιορίζουμε τον αστερισμό όπου βρίσκεται ο Ήλιος το μεσημέρι (Εικόνα Νο 14 του σχολικού βιβλίου Αστρονομία 11).

Δεν πρέπει να ξεχνάμε ότι η ετήσια κίνηση του Ήλιου κατά μήκος της εκλειπτικής είναι μια αντανάκλαση της πραγματικής κίνησης της Γης γύρω από τον Ήλιο.

Ας εξετάσουμε τη θέση του Ήλιου σε ένα μοντέλο της ουράνιας σφαίρας και ας προσδιορίσουμε τις συντεταγμένες του σε σχέση με τον ουράνιο ισημερινό (επανάληψη).

<Отработка навыка определения экваториальных координат на небесной сфере. Самостоятельная работа учащихся>

Εργασία για το σπίτι.

1. Να γνωρίζετε τα περιεχόμενα της παραγράφου 116 του σχολικού βιβλίου Φυσική-11
2. Να γνωρίζουν τα περιεχόμενα των παραγράφων 3, 4 του σχολικού βιβλίου Αστρονομία -11
3. Προετοιμάστε υλικό για το θέμα "Αστερισμοί των ζωδίων"

Βιβλιογραφία.

1. E.P. Levitan Astronomy 11η τάξη – Διαφωτισμός, 2004
2. G.Ya. Myakishev και άλλοι Φυσική 11η τάξη - Διαφωτισμός, 2010
3. Εγκυκλοπαίδεια για παιδιά Αστρονομία - ROSMEN, 2000

Η αστρονομία είναι ένας ολόκληρος κόσμος γεμάτος όμορφες εικόνες. Αυτή η εκπληκτική επιστήμη βοηθά να βρούμε απαντήσεις στα πιο σημαντικά ερωτήματα της ύπαρξής μας: μάθουμε για τη δομή του Σύμπαντος και το παρελθόν του, για το Ηλιακό σύστημα, για το πώς περιστρέφεται η Γη και πολλά άλλα. Υπάρχει μια ιδιαίτερη σύνδεση μεταξύ της αστρονομίας και των μαθηματικών, επειδή οι αστρονομικές προβλέψεις είναι αποτέλεσμα αυστηρών υπολογισμών. Στην πραγματικότητα, πολλά προβλήματα στην αστρονομία κατέστη δυνατό να λυθούν χάρη στην ανάπτυξη νέων κλάδων των μαθηματικών.

Από αυτό το βιβλίο, ο αναγνώστης θα μάθει για το πώς μετράται η θέση των ουράνιων σωμάτων και η απόσταση μεταξύ τους, καθώς και για τα αστρονομικά φαινόμενα κατά τα οποία τα διαστημικά αντικείμενα καταλαμβάνουν μια ειδική θέση στο διάστημα.

Αν το πηγάδι, όπως όλα τα κανονικά πηγάδια, κατευθυνόταν προς το κέντρο της Γης, το γεωγραφικό πλάτος και το μήκος του δεν άλλαζαν. Οι γωνίες που καθορίζουν τη θέση της Αλίκης στο διάστημα παρέμειναν αμετάβλητες, μόνο η απόστασή της από το κέντρο της Γης άλλαξε. Οπότε η Αλίκη δεν έπρεπε να ανησυχεί.

Επιλογή πρώτη: υψόμετρο και αζιμούθιο

Ο πιο κατανοητός τρόπος για τον προσδιορισμό των συντεταγμένων στην ουράνια σφαίρα είναι να υποδείξετε τη γωνία που καθορίζει το ύψος του αστεριού πάνω από τον ορίζοντα και τη γωνία μεταξύ της ευθείας βορρά-νότου και της προβολής του άστρου στη γραμμή του ορίζοντα - αζιμούθιο ( δείτε το παρακάτω σχήμα).

ΠΩΣ ΝΑ ΜΕΤΡΕΙΣ ΧΕΙΡΟΚΙΝΗΤΕΣ ΓΩΝΙΕΣ

Μια συσκευή που ονομάζεται θεοδόλιθος χρησιμοποιείται για τη μέτρηση του υψομέτρου και του αζιμουθίου ενός άστρου.

Ωστόσο, υπάρχει ένας πολύ απλός, αν και όχι πολύ ακριβής, τρόπος χειροκίνητης μέτρησης των γωνιών. Αν απλώσουμε το χέρι μας μπροστά μας, η παλάμη θα δείχνει ένα διάστημα 20°, η γροθιά - 10°, ο αντίχειρας - 2°, το μικρό δάχτυλο -1°. Αυτή η μέθοδος μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο από ενήλικες όσο και από παιδιά, καθώς το μέγεθος της παλάμης ενός ατόμου αυξάνεται ανάλογα με το μήκος του χεριού του.

Επιλογή δύο, πιο βολική: απόκλιση και γωνία ώρας

Ο προσδιορισμός της θέσης ενός αστεριού χρησιμοποιώντας αζιμούθιο και υψόμετρο δεν είναι δύσκολος, αλλά αυτή η μέθοδος έχει ένα σοβαρό μειονέκτημα: οι συντεταγμένες συνδέονται με το σημείο στο οποίο βρίσκεται ο παρατηρητής, οπότε το ίδιο αστέρι, όταν παρατηρηθεί από το Παρίσι και τη Λισαβόνα, θα έχει διαφορετικές συντεταγμένες, αφού οι γραμμές του ορίζοντα σε αυτές τις πόλεις θα βρίσκονται διαφορετικά. Κατά συνέπεια, οι αστρονόμοι δεν θα μπορούν να χρησιμοποιήσουν αυτά τα δεδομένα για να ανταλλάξουν πληροφορίες σχετικά με τις παρατηρήσεις τους. Επομένως, υπάρχει ένας άλλος τρόπος για να προσδιορίσετε τη θέση των αστεριών. Χρησιμοποιεί συντεταγμένες που θυμίζουν το γεωγραφικό πλάτος και το μήκος της επιφάνειας της γης, οι οποίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν από αστρονόμους οπουδήποτε στον πλανήτη. Αυτή η διαισθητική μέθοδος λαμβάνει υπόψη τη θέση του άξονα περιστροφής της Γης και υποθέτει ότι η ουράνια σφαίρα περιστρέφεται γύρω μας (για το λόγο αυτό, ο άξονας περιστροφής της Γης ονομαζόταν άξονας μπορεί στην Αρχαιότητα). Στην πραγματικότητα, βέβαια, ισχύει το αντίθετο: αν και μας φαίνεται ότι ο ουρανός περιστρέφεται, στην πραγματικότητα είναι η Γη που περιστρέφεται από τη δύση προς την ανατολή.

Ας εξετάσουμε ένα επίπεδο που κόβει την ουράνια σφαίρα κάθετα στον άξονα περιστροφής που διέρχεται από το κέντρο της Γης και την ουράνια σφαίρα. Αυτό το επίπεδο θα τέμνει την επιφάνεια της γης κατά μήκος ενός μεγάλου κύκλου - του ισημερινού της γης, καθώς και της ουράνιας σφαίρας - κατά μήκος του μεγάλου κύκλου της, που ονομάζεται ουράνιος ισημερινός. Η δεύτερη αναλογία με γήινους παραλληλισμούς και μεσημβρινούς θα ήταν ο ουράνιος μεσημβρινός, που διέρχεται από δύο πόλους και βρίσκεται σε επίπεδο κάθετο στον ισημερινό. Δεδομένου ότι όλοι οι ουράνιοι μεσημβρινοί, όπως και οι επίγειοι, είναι ίσοι, ο πρώτος μεσημβρινός μπορεί να επιλεγεί αυθαίρετα. Ας επιλέξουμε ως μηδενικό μεσημβρινό τον ουράνιο μεσημβρινό που διέρχεται από το σημείο στο οποίο βρίσκεται ο Ήλιος την ημέρα της εαρινής ισημερίας. Η θέση οποιουδήποτε άστρου και ουράνιου σώματος καθορίζεται από δύο γωνίες: την απόκλιση και την ορθή ανάταση, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Η απόκλιση είναι η γωνία μεταξύ του ισημερινού και του αστέρα, μετρούμενη κατά μήκος του μεσημβρινού ενός τόπου (από 0 έως 90° ή από 0 έως -90°). Η ορθή ανάταση είναι η γωνία μεταξύ της εαρινής ισημερίας και του μεσημβρινού του άστρου, μετρούμενη κατά μήκος του ουράνιου ισημερινού. Μερικές φορές, αντί για ορθή ανάταση, χρησιμοποιείται η γωνία ώρας ή η γωνία που καθορίζει τη θέση του ουράνιου σώματος σε σχέση με τον ουράνιο μεσημβρινό του σημείου στο οποίο βρίσκεται ο παρατηρητής.

Το πλεονέκτημα του δεύτερου ισημερινού συστήματος συντεταγμένων (απόκλιση και δεξιά ανάταση) είναι προφανές: αυτές οι συντεταγμένες θα παραμείνουν αμετάβλητες ανεξάρτητα από τη θέση του παρατηρητή. Επιπλέον, λαμβάνουν υπόψη την περιστροφή της Γης, η οποία καθιστά δυνατή τη διόρθωση των παραμορφώσεων που εισάγει. Όπως έχουμε ήδη πει, η φαινομενική περιστροφή της ουράνιας σφαίρας προκαλείται από την περιστροφή της Γης. Ένα παρόμοιο αποτέλεσμα συμβαίνει όταν καθόμαστε σε ένα τρένο και βλέπουμε ένα άλλο τρένο να κινείται δίπλα μας: αν δεν κοιτάξετε την πλατφόρμα, δεν μπορείτε να προσδιορίσετε ποιο τρένο έχει αρχίσει πραγματικά να κινείται. Χρειαζόμαστε ένα σημείο εκκίνησης. Αν όμως αντί για δύο τρένα λάβουμε υπόψη τη Γη και την ουράνια σφαίρα, η εύρεση ενός επιπλέον σημείου αναφοράς δεν θα είναι τόσο εύκολη.

Το 1851 ένας Γάλλος Jean Bernard Leon Foucault (1819–1868) πραγματοποίησε ένα πείραμα που καταδεικνύει την κίνηση του πλανήτη μας σε σχέση με την ουράνια σφαίρα.

Κρέμασε ένα φορτίο βάρους 28 κιλών σε ένα σύρμα μήκους 67 μέτρων κάτω από τον τρούλο του Παρισινού Πάνθεον. Οι ταλαντώσεις του εκκρεμούς Foucault διήρκεσαν 6 ώρες, η περίοδος ταλάντωσης ήταν 16,5 δευτερόλεπτα, η απόκλιση του εκκρεμούς ήταν 11° ανά ώρα. Με άλλα λόγια, με την πάροδο του χρόνου, το επίπεδο ταλάντωσης του εκκρεμούς μετατοπίστηκε σε σχέση με το κτίριο. Είναι γνωστό ότι τα εκκρεμή κινούνται πάντα στο ίδιο επίπεδο (για να το επιβεβαιώσετε, απλώς κρεμάστε ένα σωρό κλειδιά σε ένα σχοινί και παρακολουθήστε τους κραδασμούς του). Έτσι, η παρατηρούμενη απόκλιση θα μπορούσε να προκληθεί μόνο από έναν λόγο: το ίδιο το κτίριο, και επομένως ολόκληρη η Γη, περιστράφηκε γύρω από το επίπεδο ταλάντωσης του εκκρεμούς. Αυτό το πείραμα έγινε η πρώτη αντικειμενική απόδειξη της περιστροφής της Γης και τα εκκρεμή Foucault εγκαταστάθηκαν σε πολλές πόλεις.

Η Γη, που φαίνεται να είναι ακίνητη, περιστρέφεται όχι μόνο στον άξονά της, κάνοντας μια πλήρη περιστροφή σε 24 ώρες (που ισοδυναμεί με ταχύτητα περίπου 1600 km/h, δηλαδή 0,5 km/s αν βρισκόμαστε στον ισημερινό) , αλλά και γύρω από τον Ήλιο, κάνοντας μια πλήρη περιστροφή σε 365,2522 ημέρες (με μέση ταχύτητα περίπου 30 km/s, δηλαδή 108000 km/h). Επιπλέον, ο Ήλιος περιστρέφεται σε σχέση με το κέντρο του γαλαξία μας, ολοκληρώνοντας μια πλήρη περιστροφή κάθε 200 εκατομμύρια χρόνια και κινούμενος με ταχύτητα 250 km/s (900.000 km/h). Αλλά δεν είναι μόνο αυτό: ο γαλαξίας μας απομακρύνεται από τους υπόλοιπους. Έτσι, η κίνηση της Γης μοιάζει περισσότερο με ένα ιλιγγιώδες καρουσέλ σε ένα λούνα παρκ: γυρίζουμε γύρω από τον εαυτό μας, κινούμαστε στο διάστημα και περιγράφουμε τη σπείρα με ιλιγγιώδη ταχύτητα. Ταυτόχρονα, μας φαίνεται ότι μένουμε στάσιμοι!

Αν και άλλες συντεταγμένες χρησιμοποιούνται στην αστρονομία, τα συστήματα που περιγράψαμε είναι τα πιο δημοφιλή. Απομένει να απαντήσουμε στην τελευταία ερώτηση: πώς να μετατρέψετε τις συντεταγμένες από το ένα σύστημα στο άλλο; Ο ενδιαφερόμενος αναγνώστης θα βρει περιγραφή όλων των απαραίτητων μετασχηματισμών στην εφαρμογή.

ΜΟΝΤΕΛΟ ΠΕΙΡΑΜΑΤΟΣ ΦΟΥΚΩ

Καλούμε τον αναγνώστη να πραγματοποιήσει ένα απλό πείραμα. Ας πάρουμε ένα στρογγυλό κουτί και κολλάμε πάνω του ένα φύλλο χοντρό χαρτόνι ή κόντρα πλακέ, πάνω στο οποίο θα στερεώσουμε ένα μικρό πλαίσιο σε σχήμα ποδοσφαιρικού γκολ, όπως φαίνεται στο σχήμα. Ας τοποθετήσουμε στη γωνία του φύλλου μια κούκλα, η οποία θα παίζει ρόλο παρατηρητή. Δένουμε μια κλωστή στην οριζόντια ράβδο του σκελετού, πάνω στην οποία στερεώνουμε το νιπτήρα.

Ας μετακινήσουμε το εκκρεμές που προκύπτει στο πλάι και ας το απελευθερώσουμε. Το εκκρεμές θα ταλαντώνεται παράλληλα με έναν από τους τοίχους του δωματίου στο οποίο βρισκόμαστε. Αν αρχίσουμε να περιστρέφουμε ομαλά το φύλλο του κόντρα πλακέ μαζί με το στρογγυλό κουτί, θα δούμε ότι το πλαίσιο και η κούκλα θα αρχίσουν να κινούνται σε σχέση με τον τοίχο του δωματίου, αλλά το επίπεδο ταλάντωσης του εκκρεμούς θα εξακολουθεί να είναι παράλληλο με ο τοίχος.

Αν φανταστούμε τον εαυτό μας σαν κούκλα, θα δούμε ότι το εκκρεμές κινείται σε σχέση με το πάτωμα, αλλά ταυτόχρονα δεν θα μπορούμε να νιώσουμε την κίνηση του κουτιού και του πλαισίου στο οποίο είναι στερεωμένο. Ομοίως, όταν παρατηρούμε ένα εκκρεμές σε ένα μουσείο, μας φαίνεται ότι το επίπεδο των ταλαντώσεων του μετατοπίζεται, αλλά στην πραγματικότητα εμείς οι ίδιοι μετακινούμαστε μαζί με το κτίριο του μουσείου και ολόκληρη τη Γη.

Αστρικοί χάρτες, ουράνιες συντεταγμένες και χρόνος (§)

I. Να προσδιορίσετε τις ισημερινές συντεταγμένες των παρακάτω αστεριών από τον αστρικό χάρτη:

• 1. β Άρκτο,
• 2. g Orion,
• 3. στην Κίνα.

Απάντηση. 1) b =11 ώρες, d =+620;

• 2)b =5 h 20 m, d =+60;
• 3) b =0 h 40 m, d = - 190 301

II. Βρείτε στον χάρτη αστεριών και ονομάστε αντικείμενα που έχουν συντεταγμένες:

• 1) b =15 h 12 m, d = -9 0;
• 2)b =3 h 40 m, d =+48 0;

Απάντηση. 1) στον Ζυγό και 2) δ Περσέας.

III. Βρείτε στον αστρικό χάρτη τα τρία φωτεινότερα αστέρια που βρίσκονται όχι μακρύτερα από 10 0 από την εκλειπτική και έχουν ορθή ανάληψη από τις 10 π.μ. έως τις 5 μ.μ. Προσδιορίστε τις ισημερινές συντεταγμένες τους.

Απάντηση. β Λέων (b =10h 5m, d =+120); β Παρθένος (b =13h 20m, d =-110); β Σκορπιός (b =16h 25m, d =-260).

IV. Χρησιμοποιώντας το PKZN, προσδιορίστε την απόκλιση και το υψόμετρο στο ανώτερο επιστέγασμα του αστέρα Αρκτούρου. Υπολογίστε το ύψος αυτού του αστεριού χρησιμοποιώντας τον τύπο

(λαμβάνοντας το δ από τον πίνακα ενός εγχειριδίου αστρονομίας), συγκρίνετε τα αποτελέσματα που προέκυψαν και υποδείξτε με ποια ακρίβεια προσδιορίζονται οι απαιτούμενες ποσότητες από τον χάρτη των αστέρων.

Απάντηση. Με c =570 301 βρίσκουμε από τον χάρτη d =+190, h =500. Χρησιμοποιώντας τον τύπο παίρνουμε: h =510.571 (με d =190.271).

Σύνθεση του ηλιακού συστήματος (§)

I. Έχοντας μάθει από το σχολικό αστρονομικό ημερολόγιο τις συντεταγμένες των πλανητών που παρατηρούνται σήμερα (σε μια δεδομένη χρονική στιγμή), σχεδιάστε τις θέσεις τους στον αστρικό χάρτη, υποδείξτε σε ποιους αστερισμούς είναι ορατοί αυτοί οι πλανήτες.

• · Χρησιμοποιώντας έναν κινούμενο χάρτη, υποδείξτε σε ποιους αστερισμούς είναι ορατοί αυτοί οι πλανήτες.
• · Χρησιμοποιώντας έναν κινούμενο αστρικό χάρτη, προσδιορίστε ποιοι από αυτούς τους πλανήτες παρατηρούνται σήμερα στις 10 μ.μ. και σε ποιο μέρος του ουρανού.
• · Προσδιορίστε τους χρόνους ανόδου και δύσης αυτών των πλανητών σήμερα και υπολογίστε τη διάρκεια της ορατότητάς τους.
• · Έχοντας μάθει από το σχολικό αστρονομικό ημερολόγιο τις συντεταγμένες των πλανητών που παρατηρήθηκαν στη μέση δύο παρακείμενων μηνών, σχεδιάστε τις θέσεις τους στον χάρτη των αστέρων και, έχοντας καθορίσει την κατεύθυνση κίνησης μεταξύ των άστρων χρησιμοποιώντας έναν εναέριο κύκλο, υποδείξτε εάν καθένας από αυτούς οι πλανήτες κινούνται προς τα εμπρός ή προς τα πίσω.

(Σημείωση: Ανεξάρτητα από την ημερομηνία, ο κύκλος επικάλυψης πρέπει να τοποθετηθεί έτσι ώστε η διαδρομή του πλανήτη να είναι πάνω από τον ορίζοντα. Εάν ο πλανήτης κινείται από τα δυτικά προς τα ανατολικά, η κίνησή του είναι άμεση.)

ΑΣΤΕΡΙΑ ΚΑΙ ΑΣΤΕΡΙΣΜΟΙ. ΟΥΡΑΝΙΕΣ ΣΥΝΤΕΤΑΓΜΕΝΕΣ. ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΑ ΑΣΤΕΡΩΝ

UMK B.A.Vorontsov-Velyaminov

Στην αρχαιότητα, οι άνθρωποι ένωσαν διανοητικά τα αστέρια σε ορισμένες φιγούρες (αστερισμούς), στους οποίους δόθηκαν τα ονόματα των ηρώων των ελληνικών μύθων και θρύλων, καθώς και τα μυθικά πλάσματα με τα οποία πολέμησαν αυτοί οι ήρωες.

Αστερισμός "Περσέας"

από τον άτλαντα του Χεβέλιου

Αστερισμός "Φάλαινα"

από τον άτλαντα του Χεβέλιου

Αστερισμός "Ηρακλής"

από τον άτλαντα του Χεβέλιου

Αστερισμός "Ταύρος"

από τον άτλαντα του Χεβέλιου

Οι αστερισμοί είναι ορισμένες περιοχές του έναστρου ουρανού,

χωρίζονται μεταξύ τους με αυστηρά καθορισμένα όρια.

Υπάρχουν 88 αστερισμοί συνολικά.

Όλα τα αστέρια ορατά στον ουρανό με γυμνό μάτι, ο Ίππαρχος τον 2ο αιώνα. ΠΡΟ ΧΡΙΣΤΟΥ. χωρίζεται σε έξι μεγέθη.

Τα πιο φωτεινά (υπάρχουν λιγότερα από 20 από αυτά στον ουρανό) είναι αστέρια πρώτου μεγέθους.

Μόλις ορατά με γυμνό μάτι, είναι αστέρια έκτου μεγέθους.

Σε κάθε αστερισμό, τα αστέρια χαρακτηρίζονται με γράμματα του ελληνικού αλφαβήτου

κατά φθίνουσα σειρά της φωτεινότητάς τους.

Το λαμπρότερο αστέρι στον αστερισμό χαρακτηρίζεται με το γράμμα α (άλφα), το δεύτερο φωτεινότερο με το β (βήτα) κ.λπ.

Το μεσαίο αστέρι στη λαβή της Μεγάλης Άρκτου ονομάζεται Mizar, που σημαίνει «άλογο» στα αραβικά.

Δίπλα στο Mizar μπορείτε να δείτε ένα ασθενέστερο αστέρι τέταρτου μεγέθους, το οποίο ονομαζόταν Alcor - "ιππέας".

Αυτό το αστέρι χρησιμοποιήθηκε για να ελέγξει την ποιότητα της όρασης των Αράβων πολεμιστών πριν από αρκετούς αιώνες.

Μπορείτε εύκολα να βρείτε τη Μεγάλη Άρκτος στον ουρανό κοιτάζοντας την Άρκτος

Το πολικό αστέρι είναι η Μικρή Άρκτος.

Polaris - ένα αστέρι δεύτερου μεγέθους

και δεν είναι από τα φωτεινότερα αστέρια στον ουρανό.

Η λάμψη ενός αστεριού είναι μια ποσότητα που χαρακτηρίζει τον φωτισμό που

που δημιουργείται από ένα αστέρι σε επίπεδο κάθετο στις προσπίπτουσες ακτίνες.

Η μονάδα μέτρησης για τη φωτεινότητα ενός αστεριού είναι το μέγεθος.

Ένα αστέρι πρώτου μεγέθους είναι 2.512 φορές φωτεινότερο από ένα αστέρι δεύτερου μεγέθους.

Ένα αστέρι δεύτερου μεγέθους είναι 2.512 φορές φωτεινότερο από ένα αστέρι τρίτου μεγέθους.

Πολλά αστέρια ταξινομήθηκαν ως αστέρια μηδενικού μεγέθους επειδή η φωτεινότητά τους ήταν 2.512 φορές μεγαλύτερη από αυτή των αστεριών πρώτου μεγέθους.

Το φωτεινότερο αστέρι στον νυχτερινό ουρανό, ο Σείριος (α Canis Majoris), έλαβε αρνητικό μέγεθος -1,5.

Το τηλεσκόπιο Hubble κατέστησε δυνατή τη λήψη εικόνων εξαιρετικά αχνών αντικειμένων - μέχρι το τριακοστό μέγεθος.

Με γυμνό μάτι, περίπου 6.000 αστέρια φαίνονται σε ολόκληρο τον ουρανό.

Βλέπουμε μόνο τα μισά από αυτά

γιατί το άλλο μισό του έναστρου ουρανού είναι αποκλεισμένο από εμάς από τη Γη.

Μερικά αστέρια εμφανίζονται από τον ορίζοντα (ανατολή) στο ανατολικό τμήμα του έναστρου ουρανού, άλλα είναι ψηλά πάνω από το κεφάλι σας και άλλα εξαφανίζονται πίσω από τον ορίζοντα στη δυτική πλευρά (σύνολο).

Η φαινομενική περιστροφή του έναστρου ουρανού προκαλείται από την περιστροφή της Γης.

Στην εικόνα, κάθε αστέρι άφησε το σημάδι του με τη μορφή κυκλικού τόξου.

Το κοινό κέντρο όλων των τόξων βρίσκεται κοντά στο Βόρειο Αστέρι.

Το σημείο στο οποίο κατευθύνεται ο άξονας περιστροφής της Γης ονομάζεται

Βόρειος ουράνιος πόλος.

Αν ήταν δυνατό να φωτογραφηθούν τα μονοπάτια των αστεριών στον ουρανό σε μια μέρα, η φωτογραφία θα αποδεικνυόταν ότι ήταν ένας πλήρης κύκλος - 360°.

Ημέρα είναι η περίοδος πλήρους περιστροφής της Γης γύρω από τον άξονά της.

Σε μια ώρα, η Γη θα περιστρέφεται το 1/24 του κύκλου, δηλ. στις 15°.

Η θέση ενός σημείου στη Γη καθορίζεται μοναδικά από τις γεωγραφικές συντεταγμένες—γεωγραφικό μήκος (λ) και γεωγραφικό πλάτος (φ).

Η θέση του άστρου στον ουρανό καθορίζεται μοναδικά από τις ισημερινές συντεταγμένες - δεξιά ανάταση (α) και απόκλιση (δ)

Η θέση του άστρου Χ υποδεικνύεται με συντεταγμένες - δεξιά ανάταση α (γωνιακή απόσταση κατά μήκος του ουράνιου ισημερινού από το σημείο εαρινής ισημερίας ϓ προς την κατεύθυνση προς το αστέρι) και απόκλιση δ (γωνιακή απόσταση από τον ουράνιο ισημερινό κατά μήκος του μεγάλου κύκλου που διέρχεται οι πόλοι του κόσμου).

Η δεξιά ανάταση μετριέται σε ώρες και μπορεί να είναι μόνο θετική τιμή, η απόκλιση μετριέται σε μοίρες και μπορεί να λάβει τόσο θετικές όσο και αρνητικές τιμές.

Το μέγεθος της ορθής ανάληψης του ίδιου φωτιστικού δεν αλλάζει λόγω της καθημερινής περιστροφής του ουρανού και δεν εξαρτάται από τη θέση των παρατηρήσεων στην επιφάνεια της Γης.

Λόγω της περιστροφής της Γης, 15° αντιστοιχεί σε 1 ώρα και 1° έως 4 λεπτά, άρα η ορθή ανάληψη ίση με 12 ώρες είναι 180° και 7 ώρες 40 λεπτά είναι 115°.

Οι ισημερινές συντεταγμένες των αστεριών δεν αλλάζουν για αιώνες,

επομένως χρησιμοποιείται το ισημερινό σύστημα συντεταγμένων

όταν δημιουργείτε αστρικές σφαίρες, χάρτες και άτλαντες.

Η αστρική σφαίρα δεν απεικονίζει μόνο αστέρια,

αλλά και ένα πλέγμα ισημερινών συντεταγμένων.

Ερωτήσεις (σελ. 18)

3. Περιγράψτε πώς θα αλλάξουν οι συντεταγμένες του Ήλιου καθώς κινείται πάνω από τον ορίζοντα κατά τη διάρκεια της ημέρας.

4. Όσον αφορά το γραμμικό του μέγεθος, η διάμετρος του Ήλιου είναι περίπου 400 φορές μεγαλύτερη από τη διάμετρο της Σελήνης. Γιατί οι γωνιακές διάμετροι είναι σχεδόν ίσες;

5. Γιατί τα φωτιστικά εξαφανίζονται από το οπτικό πεδίο κατά την παρατήρηση μέσω τηλεσκοπίου;