Астрометрия – древнейший раздел астрономии Цель: изучение метрических особенностей Вселенной Создание в пространстве инерциальной системы координат Основные результаты: 1. шкала точного времени 2. данные о положении оси вращения Земли в пространстве и теле Земли; 3. система астрономических постоянных, 4. звездные каталоги (небесные координаты сотен тысяч светил) 5. каталоги пунктов земной поверхности, в которых определены астрономические координаты 6. каталоги точек с измеренными планетографическими координатами на поверхности Луны, Марса, Меркурия и других планет

I экваториальная система Склонение δ (полярное расстояние p) + 0 – 90 - к северу от небесного экватора к югу от небесного экватора Светила с одинаковым склонением находятся на одной суточной параллели δ + p = 90

I экваториальная система часовой угол t от наивысшей точки небесного экватора Н к западу (H-K) t = 0 – верхняя кульминация ВК t = 12 - нижняя кульминация НК Точка Н не участвует во вращении небесной сферы ВК Солнца – истинный полдень НК Солнца – истинная полночь

II экваториальная система Эклиптика – видимый путь Солнца среди звезд Склонение δ + 0 – 90 - к северу от небесного экватора к югу от небесного экватора Прямое восхождение α – от точки весеннего равноденствия ϒ на восток Точка ϒ участвует во вращении небесной сферы ϒ

Связь горизонтальных и экваториальных координат

Современные каталоги – точность ±0,1, радиоинтерферометрия - ±0,001 Боннское обозрение (Bonner Durchmusterung, BD) - Ф. Аргеландер (). Положения звезд (BD +7°1226) Карта неба (Carte –du ciel, или Astrographic Catalogue) звезды (миллионы!)с фотопластинок SAO (Смитсоновской астрофизической обсерватории) звезд Каталог Генри Дрэпера (Henry Draper Catalogue of Stellar Spectra, HD) Новые общие каталоги (GC, NGC) Йельские зонные каталоги (Yale Zone Catalogues) Паломарский обзор (Palomar Survey)

Работают астрометрические спутники Каталоги Hipparcos и Tycho звёзд до 8 величины свыше 1 млн до 11,5 величины высокоточные данные о координатах, расстояниях и собственных движениях звёзд
Международная небесная система координат ICRS The Internetional Celestial Reference System реализована в виде двух опорных координатных систем: в радиодиапазоне (ICRF) в видимом диапазоне (HCRF). Независима от вращения Земли Центр – в барицентре Солнечной системы Точность определений 0.05 ʺ

Описание презентации по отдельным слайдам:

1 слайд

Описание слайда:

Небесные координаты Небесные координаты Разработала Трофимова Е.В Учитель астрономии и географии ГУО «Средняя школа №4 г. Орши»

2 слайд

Описание слайда:

3 слайд

Описание слайда:

O- РN- Рs- РNРs- Z- Z1- ZZ1- E- W- N- S- QQ1- Q- Q1- РNMРs- NS- M- Что понимают под небесной сферой и как происходит её вращение? Подпишите основные элементы небесной сферы? (на работу 7 минут)

4 слайд

Описание слайда:

План 1. Система координат. Звёздные карты. Подвижная карта звёздного неба. А) горизонтальна Б) экваториальная 2. Лунно-солнечная прецессия 3.Высота полюса мира над горизонтом.

5 слайд

Описание слайда:

6 слайд

Описание слайда:

Небесные координаты - центральные углы или дуги больших кругов небесной сферы, с помощью которых определяют положение светил по отношению к основным кругам и точкам небесной сферы. Горизонтальная система координат использует в качестве основного круга истинный горизонт. В этой системе координатами являются высота (h) и азимут (А). Для построения звёздных карт и составления звёздных каталогов удобно принять за основной круг небесной сферы круг небесного экватора. Небесные координаты, в системе которых основным кругом является небесный экватор, называются экваториальной системой координат. В этой системе координатами служат склонение () и прямое восхождение ().

7 слайд

Описание слайда:

Небесные координаты Бывают: горизонтальные (положение светил по отношению к горизонту и экваториальные системы координат (по отношению к небесному экватору). Используют: при топографической съёмке и навигации

8 слайд

Описание слайда:

Горизонтальная система координат Высота светила (h) – это угловое расстояние светила М от горизонта (измеряется в градусах, минутах и секундах в интервале от 0 до 90о к зениту и 0 до – 90о нодиру. Азимут (A)– это угловое расстояние вертикала светила от точки юга (измеряется в градусах, минутах и секундах в интервале от 0 до 360о). Вертикал – это большой полукруг небесной сферы, проходящий через зенит, надир и точку, в которой в данный момент находится светило. М

9 слайд

Описание слайда:

На небесной сфере рассматривают лишь угловые расстояния. Угловое расстояние между двумя точками сферы – это угол между лучами, исходящими в направлении двух этих точек из глаза наблюдателя. Приняты следующие единицы угловых расстояний: радиан – центральный угол, соответствующий дуге, длина которой равна её радиусу. В 1 радиане 57°17´45". градус – центральный угол, соответствующий 1/360 части окружности. Один дуговой градус 1° = 60´, одна дуговая минута 1´ = 60"; час – центральный угол, соответствующий 1/24 части окружности. 1h = 15°, 1h = 60m, 1m = 60s. 1 минута в часовой мере равна 15 дуговым минутам, 1 секунда в часовой мере равна 15 дуговым секундам: 1m = 15´, 1s = 15". Один радиан, десять градусов и один час

10 слайд

Описание слайда:

Зенитное расстояние (Z) – это угловое расстояние от зенита до светила, измеренное вдоль вертикального круга (ZM), отсчитывается от 0 до + 180о к надиру. Высота и зенитное расстояние связаны соотношением Z + h = 90о

11 слайд

Описание слайда:

До изобретения компаса звезды были основными ориентирами: именно по ним древние путешественники и мореходы находили нужное направление. Астронавигация (ориентирование по звездам) сохранила своё значение и в наш век космической и атомной энергии. Она необходима для штурманов и космонавтов, капитанов и пилотов. Навигационными называют 25 ярчайших звёзд, с помощью которых определяют местонахождение корабля.

12 слайд

Описание слайда:

13 слайд

Описание слайда:

14 слайд

Описание слайда:

15 слайд

Описание слайда:

Земля движется по орбите вокруг Солнца в течение года. Земная ось наклонена к плоскости земной орбиты под углом 66,56˚ и сохраняет свое направление в пространстве неизменным. Вследствие этих причин периодически изменяются условия освещения и обогрева земных полушарий, т. е. происходит смена сезонов года. Отвесные солнечные лучи дают света и тепла больше, чем наклонные лучи.

16 слайд

Описание слайда:

Экваториальной системой координат называют небесные координаты, в системе которых основным кругом является небесный экватор QQ1

17 слайд

Описание слайда:

Экваториальная система координат Склонение светила (δ) – угловое расстояние от плоскости небесного экватора, измеренное вдоль круга склонения к полюсу мира РР1., от 0-90 и +90 Прямое восхождение (α) – угловое расстояние отсчитанное от точки весеннего равноденствия вдоль небесного экватора в сторону, противоположную суточному вращению небесной сферы,0-360 Круг склонения – большой круг небесной сферы, проходящий через полюсы мира и наблюдаемое светило. Положение светил на небесной сфере определяется экваториальными координатами За начальную точку отсчёта на небесном экваторе принимается точка весеннего равноденствияΎ , где Солнце бывает в день весеннего равноденствия, около 21 марта.

18 слайд

Описание слайда:

Часовой угол – угловое расстояние, измеренное вдоль небесного экватора, от верхней точки небесного экватора до круга склонения светила, по направлению видимого суточного вращения небесной сферы, т.е. к западу подобно азимуту.

19 слайд

Описание слайда:

При суточном вращении небесной сферы положение звезд по отношению к небесному экватору не изменяется. Поэтому экваториальные координаты используются для создания звездных карт и атласов.

20 слайд

Описание слайда:

Эклиптика – видимый годовой путь центра солнечного диска по небесной сфере. Перемещение Солнца по эклиптике вызвано годовым движением Земли вокруг Солнца. Центр солнечного диска пересекает небесный экватор два раза в году – в марте и в сентябре. Взаимное расположение небесного экватора и эклиптики

21 слайд

Описание слайда:

Точки пересечения эклиптики с небесным экватором называются точками весеннего и осеннего равноденствия.). Через точку весеннего равноденствия Солнце переходит из южного полушария небесной сферы в северное (21 марта). Через точку осеннего равноденствия Солнце переходит из северного полушария небесной сферы в южное (23 сентября)

22 слайд

Описание слайда:

В точке летнего солнцестояния 22 июня Солнце имеет максимальное склонение. В точке зимнего солнцестояния 22 декабря Солнце имеет минимальное склонение. Дни солнцестояния, как и дни равноденствия, могут меняться. Связано это с тем, что в году не 365 суток, а немного больше. Точки солнцестояния отстоят от точек равноденствия на 90°.

23 слайд

Описание слайда:

А.С.А. P P’ Небесный экватор W E N S Круг склонения ɤ Точка весеннего равноденствия α α – прямое восхождение А.С.А.

24 слайд

Описание слайда:

Экваториальные координаты Солнца в течении года непрерывно изменяются. В день летнего солнцестояния 22 июня склонение Солнца δ = +23°27´. В день зимнего солнцестояния 22 декабря склонение Солнца δ = -23°27´. В день весеннего равноденствия 21 марта и осеннего равноденствия 23 сентября склонение Солнца δ = 0°.

25 слайд

Описание слайда:

Звездные каталоги По мере накопления астрономических знаний возникала необходимость классификации и учета звезд. Звездные каталоги составляли: Улугбек Птолемей Тихо Браге Ян Гевелий Эдмонд Галлей Лакайль Франси Бейли Фрагмент китайской старинной карты созвездий Изображение созвездий в Древнем Египте

26 слайд

Описание слайда:

Птолемей Птолемей создал несколько астрономических инструментов: астролябию – для измерения долгот и широт на небесной сфере и трикветрум – для измерений угловых расстояний. Доработал звездный каталог Гиппарха и дополнил его до 1022 звезд. Открыть эвекцию – отклонение движение Луны от равномерного кругового. астролябия Улугбек Улугбек в 1428 г. начал строить в Самарканде обсерваторию. Результатом тридцатилетних наблюдений ученого явился очень точный звездный каталог, содержащий положения 1018 звезд. Он был издан в 1437 г. и называется “Новые Гураганские таблицы”.

27 слайд

Описание слайда:

Тихо Браге Самая большая заслуга Тихо Браге - это первая в истории европейской астрономии организация и проведение систематических астрометрических наблюдений в течение многих лет. В последние годы жизни Тихо Браге составил уточненный каталог 1000 звезд (традиционное число; однако с особой тщательностью Браге успел пронаблюдать 800 звезд), положение звезд на небе определялось с точностью до 1". Астрономический секстант для измерения высот Большой стальной квадрант, вращающийся по азимуту Экваториальные армиллы

28 слайд

Описание слайда:

Ян Гевелий Гевелий составил огромный каталог 1564 звезд, координаты которых он определил с большей точностью, чем Тихо Браге. Этот каталог был результатом двухлетних измерения положения звезд, видимых невооруженным глазом на широте Гданьска. Еще и сегодня некоторые звезды в атласах обозначены номерами по каталогу Гевелия. Составляя каталог, Гевелий ввел в звездный атлас 11 новых созвездий северного неба, таких как: Щит Собесского, Гончие Псы, Жираф, Секстант, Ящерица, Малый Лев и др. Ни у Птолемея, ни у Коперника этих созвездий не было. Джон Флэмстид Флэмстид Джон – английский астроном. Родился в городе Денби. В 1674 г. окончил Кембриджский университет и через год был назначен директором новой королевской обсерватории в Гринвиче. Там он начал систематические наблюдения, данные которых легли в основу «Британского каталога». Каталог содержит положения 3000 звезд и каждой было присвоен номер в порядке возрастания их прямых восхождений в пределах каждого созвездия.

29 слайд

Описание слайда:

Эдмонд Галлей В 1676–1678 гг. принимал участие в экспедиции на острове Святой Елены, где провел наблюдения южного неба и составил первый каталог южных звезд, содержащий 341 объект. Комета Галлея в 1910 г. Никола Лакайль Особую известность принесли ему наблюдения южного неба. Он нанес на карту почти 10 000 южных звезд. Обработал наблюдения и вычислил положения 1942 звезд, которые включил в предварительный каталог. Все остальные его наблюдения были обработаны впоследствии в Эдинбурге Т. Хендерсоном и опубликованы Ф. Бейли в виде «Каталога 9766 звезд Южного полушария» (1847г.). До Лакайля только Э.Галлей измерял положения южных звезд (его каталог содержал 341 звезду). Лакайль завершил деление южного неба на созвездия, начатое голландскими мореплавателями около 1600; выделил 14 новых созвездий и дал им названия.

30 слайд

Описание слайда:

Франси Бейли Английский астроном, член Лондонского королевского общества (1821г.). Получил только начальное образование, затем три года учился в торговой фирме, много путешествовал. В 1798 вернулся в Англию, занимался биржевой деятельностью. С 50-летнего возраста посвятил себя науке. Основные научные исследования относятся к позиционной астрономии. Разрабатывал методы определения широты и времени по звездам. С этой целью на основании различных каталогов рассчитал средние положения 2881 звезды для эпохи 1 января 1830г. Провел ревизию многих звездных каталогов и переиздал каталоги Т.И. Майера, Н.Л. Лакайля, Э.Галлея, Я. Гевелия, Т. Браге, Птолемея, Улугбека. Издал (1845) каталог Британской ассоциации содействия развитию науки, включавший 10 000 звезд.

31 слайд

Описание слайда:

Современные каталоги Среди каталогов нашего времени особое место занимает АОКЗ, который является последним вариантом работы, начатой каталогами ВО (1863 года), СО (для южного неба конца 80-х годов ХIХ века), САО («Каталог положений и перемещений» Смитсоновской астрофизической обсерватории) и самый последний «Каталог положений и перемещений» (ПП; «Каталог положений и перемещений», включающий 181 731 звезду Северного полушария и 197 179 звезд Южного полушария, постоянно пополняемый с начала ХХ века). Когда на орбиту был выведен космический телескоп «Хаббл», появилась необходимость создать новый, более полный, звездный каталог с очень точными данными, полученными этим орбитальным телескопом. Такой каталог, известный как «Звездный каталог-путеводитель», создан на основе знаменитого фотографического атласа Маунт-Паламар и содержит координаты 19 млн. светил звездной величины от 6-й до 1 5-й. Кроме того, следует вспомнить о спутнике Европейского космического агентства «Гиппарх», который был запущен в августе 1989 года. Он проработал до 15 августа 1993 года, что позволило составить два каталога. Первый, названный «Гиппарх», содержит 118 218 звезд, координаты которых измерены с точностью до 0,001"", а относительные звездные величины - с точностью до 0,0015"". Второй, названный «Тихо», содержит 1 058 332 звезды, координаты измерены с точностью до 0,025"". Среди непрофессионалов большой популярностью пользуется «Небесный атлас» Уилла Тириона, содержащий ряд карт с координатами звезд приблизительно до 8-й звездной величины.

32 слайд

Чтобы посмотреть презентацию с картинками, оформлением и слайдами, скачайте ее файл и откройте в PowerPoint на своем компьютере.
Текстовое содержимое слайдов презентации: «Особенностью живого ума является то, что ему нужно лишь немного увидеть и услышать для того, чтобы он мог долго размышлять и многое понять». Джордано Бруно Вспоминаем1.Какие координаты светил называют горизонтальными?2 Можно ли использовать горизонтальную систему координат для создания карты звездного неба?3. Существует ли реально небесная сфера? Где находится наблюдатель в момент наблюдения?4. Для чего используется телескоп?

Тема урока:Звезды и созвездия. Небесные координаты. Звездные карты. Определяем цели урокаДать определение Что называют созвездиямиВыяснить…сколько всего созвездийУзнать…. как объединить в группы звездыСделать……выводы

В безоблачную и безлунную ночь вдали от населенных пунктов можно различит около 3000 звезд.Вся небесная сфера содержит около 6000 звезд, видимых невооруженным глазом
style.rotation самая известная группа звезд в северном полушарии – Ковш Большой медведицы
Тысячи лет назад яркие звезды условно соединили в фигуры, которые назвали созвездиями. Созвездием называется участок небесной сферы, границы которого определены специальным решение Международного астрономического союза (МАС).Всего на небесной сфере – 88 созвездий
Решаем проблему:Так какое же оно – Звездное небо???Как «читать» Звездную карту?
Откройте учебник, параграф 4 ,стр. 23 Промаркируйте текст, найдите ответы на вопросы, запишите в тетрадь:а) Северный полюс мира.б) система экваториальных координатв) Полюса мираг) Небесный меридианд) Небесный экваторе) Что такое склонение светила, прямое восхождение, единицы измерения. если слова относятся к созвездиям – поднимаете правую руку;если относятся к планетам – поднимаете левую руку; если относятся к названиям звезд – поднимаете обе руки;если не относятся к перечисленному - качаете головой. Задание группам:Определите понятие «созвездие» в современной трактовке.С какой целью и по какому принципу в древности объединялись в созвездия?В чем специфика современной карты звездного неба и звездных атласов древности?Чем обусловлено и каковы особенности изменение вида звездного неба в течении суток?Рассмотрите карту звездного неба. Как на ней изображены границы созвездий, отдельные звезды?Почему некоторые звезды соединены сплошными линиями? Проверь себя!Упр. 3,стр.27№ 1,2,3№ 4,открыв (приложение V), стр. 215 Домашнее задание1)Пар №3,4.2)Подготовить презентацию об истории возникновения звезд и созвездий.3)В процессе визуального наблюдения легко спутать планету и звезду. Указать,по каким внешним признакам такой ошибки можно избежать? Интернет-ресурсыhttp://www/astronet/ru/db/msg/1175352/node4.htmi - Астронет (системы небесных координат)http:// schооl-collection.edu.ru / catalog/ rubr / 8b74c9c3-9aad - 4ae4-abf9- e8229c87b786/ 110377/- Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов. Анимация «Движение светила по небесной сфере»http://school-collection.edu.ru/

Урок по астрономии
Тема: «Небесные координаты» (технологическая карта урока)

Предмет	Астрономия
Класс	10
Тема урока	Небесные координаты
	Астрономия. 10-11. Базовый уровень. В. М. Чаругин
ТСО (оборудование)	Компьютер, проектор, доска
Средства ИКТ (ЭФУ, программы, приложения, ресурсы сети Интернет)

Планируемые образовательные результаты

Предметные	воспроизводить определения терминов и понятий: небесный экватор и небесный меридиан; горизонтальные, экваториальные координаты; кульминации светил. Горизонтальная система координат. Экваториальная система координат
Метапредметные	поиск и выделение необходимой информации, умение определять понятия, устанавливать аналогии, строить логические рассуждения и делать выводы, содействие развитию мыслительных операций: сравнения, анализа, синтеза, обобщения. помощь в развитии познавательной активности, интеллектуальных способностей.
Личностные	самоопределение, способность к самооценке своих действий, определение значимости информации для себя лично, принятие социальной роли обучающегося. Развитие мотивов учебной деятельности и формирование личностного смысла учения. Развитие навыков сотрудничества с учителем и сверстниками в разных учебных ситуациях.

Организация и структура урока
Этап урока	Образовательные задачи (планируемые результаты)	Используемые ресурсы	Деятельность учителя	Деятельность обучающихся	Прдолжительность
Организационный момент	Поприветствовать учащихся. Как определить местоположение тела в пространстве?	Слайд 1; 2 Небесные координаты	Переходит к теме занятия, дает возможность самим спланировать свою работу, предлагает поставить цель занятия, предлагает записать в тетради, что хотели бы узнать, понять, уточнить обучающиеся на уроке.	Постановка темы и цели, запись в тетради, что хотели бы узнать, понять, уточнить	5 мин
Актуализация опорных знаний	Актуализировать знания учащихся по физике и астрономии. Знать что называется созвездием. Умение определять созвездия и знать названия некоторых созвездий северного полушария ,	Слайд 3. Вопрос-ответ «Что там за горизонтом»	Помочь вспомнить что называется созвездием как определять созвездия и знать названия некоторых созвездий .		10 мин
Работа в группах	Рассмотреть основные точки, линии и круги на небесной сфере: Горизонт, Полуденная линия, Небесный меридиан, Небесный экватор, Эклиптика, Зенит, Полюс мира, Ось мира, Точки равноденств. Ответить на вопросы.	Карточки с раздаточным материалом.	Предлагает, исходя из цели урока, разделиться на три группы. Раздает задание - инструкцию каждой группе, в них три задания, которые делит между учениками.	Изучают материал на карточках. Отвечают на поставленные вопросы. По истечении времени с помощью слайдов презентации отвечают на вопросы.	10 мин
Отчет групп	воспитать умения выстраивать взаимоотношения учащихся между собой и учителем.	Слайды презентации.	Организация выступления групп по очереди.	Ответы на вопросы.	10 мин
Итог	Делать обобщения, систематизировать знания по теме «Механика» Применить знание законов к решению задач. Рефлексия	Задачи на карточках	Акцентирует внимание на цели, которые были записаны на доске в начале урока, раздает лист рефлексии	Заполнение листов рефлексии.	5 мин
Домашнее задание	Закрепить пройденный материал	§ 4 Задачи на карточках	Задает домашнее задание, карточки с вопросами.	Записывают домашнее задание, разбирают карточки.	5 мин

Конспект урока

Выбираем картинку, отвечаем на вопрос. Проверяем правильность и полноту ответа.
1. Как называется данное созвездие? Что называется созвездием и сколько созвездий на небесной сфере?
Созвездием называется участок небесной сферы, границы которого определены специальным решением Международного астрономического союза (МАС). Всего на небесной сфере 88 созвездий.

2. Как называется данное созвездие?
Созвездие Водолея.

3. Как называется созвездие? И каково его происхождение?
Весы. Одно из неживых зодиакальных созвездий. Происхождение названия этого созвездия связывают также миф о богине Фемиде. Не только громовержец Зевс хранит законы Олимпа, но и мать Прометея, богиня Фемида. Она созывает на вечном Олимпе собрания богов и следит за порядком и законом. В руках у нее весы - знак правосудия.
4. Что такое небесная сфера?
Воображаемая сфера произвольного радиуса с центром в произвольной точке, на поверхности которой нанесены положения светил так, как они видны на небе в некоторый момент времени из данной точки.

5. Как называется кажущееся явление? Что такое ось мира?
Кажущееся явление вращения небесной сферы вокруг полярной звезды отражает действительное вращение земного шара вокруг своей оси. Ось параллельная оси видимого вращения небесной сферы, называют осью мира.

6 . Как называется самая яркая звезда в созвездии Волопаса .
Созвездие Волопаса, самая яркая звезда этого созвездия Арктур. Её можно найти по продолжению хвоста Большой медведицы.

7. Что называют эклиптикой?
Годичный путь Солнца, проходящего через 12 зодиакальных созвездия.

8. Чем отличаются планеты от звёзд при наблюдении невооружённым глазом?
И планета, и звезда характеризуются свечением, по которому, могут быть замечены с Земли. Однако звезда - это самосветящийся объект. В то время как планета светится за счет света, отраженного от звезд. Стало быть, излучение планет в разы слабее звездного. Для звезд более характерно мерцание, вызванное колебанием воздуха. Планеты, в свою очередь, светят равномерно, хоть и более тускло.

9. Что такое видимая звёздная величина?
Видимая звёздная величина m указывает поток излучения вблизи наблюдателя, т. е. наблюдаемую яркость небесного источника, которая зависит не только от реальной мощности объекта, но и от расстояния до него.

Основная часть:
Как точно описать положение светила на небе? Куда направить свой взгляд или телескоп, чтобы увидеть то, что интересует наблюдателя.
Математики давно применяют способ описания точки в пространстве с помощью системы координат. Существуют такие системы координат, в которых положение объекта характеризуется не линейные, а угловые. (Географические координаты - широта и долгота - являются углами, определяющими положение точки на поверхности Земли.
Для описания взаимных положений видимых движений светил удобно разместить все светила на внутренней поверхности воображаемой сферы в центре наблюдатель. Такая сфера получила название небесной.
Ось, параллельная оси видимого вращения небесной сферы, называют осью мира.
Ось мира пересекает небесную сферу в двух точках - полюсах мира.

Из «Небесного атласа» А. Целлариуса 1660 г. Армиллярная сфера Тихо Браге

Небесный экватор и небесный меридиан.
Небесным экватором называется большой круг, перпендикулярный оси мира.
Небесным меридианом называется большой круг небесной сферы, проходящий через полюс мира Р, южный полюс мира Р".

Горизонтальная система координат: Основной плоскостью горизонтальной системы координат является математический горизонт NWSE , а отчёт ведётся от Z зенита и от одной из точек математического горизонта. Одной координатной является зенитное расстояние z (Зенитное расстояние к югу zв = φ - δ; к северу zн = 180 - φ - δ) или высота светила над горизонтом h . Высотой h светила М называется высота вертикального круга mМ от математического горизонта до светила, или центральный угол mOM между плоскостью математического горизонта и направлением на светило М . Высоты отсчитываются от 0 до 90 к зениту и от 0 до -90 к надиру. Зенитным расстоянием светила называется дуга вертикального круга ZM от светила до зенита . z + h = 90 (1). Положение самого вертикального круга определяется дугой координатной - азимутом А . Азимутом А называется дуга математического горизонта Sm от точки юга S до вертикального круга, проходящего через светило. Азимуты отсчитывается в сторону вращения небесной сферы , т.е. к западу от точки юга, в пределах от 0 до 360. Система координат используется для непосредственных определений видимых положений светил с помощью угломерных инструментов.

Первая экваториальная система координат: Начало отсчёта - точка небесного экватора Q . Одной координатной является склонение. Склонением называется дуга mM часового круга PMmP′ от небесного экватора до светила. Отсчитываются от 0 до +90 к северному полюсу и от 0 до -90 к южному. p + = 90 . Положение часового круга определяется часовым углом t . Часовым углом светила М называется дуга небесного экватора Qm от верхней точки Q небесного экватора до часового круга PMmP′, проходящего через светило. Часовые углы отсчитываются в сторону суточного обращения небесной сферы, к западу от Q в пределах от 0 до360 или от 0 до 24 часов. Система координат используется в практической астрономии для определения точного времени и суточного вращения неба. Определяет Суточное движение Солнца, Луны и других светил.

Вторая экваториальная система координат: Одной координатной является склонение , другой прямое восхождение α . Прямое восхождение α светила М называется дуга небесного экватора ♈ m от точки весеннего равноденствия ♈ до часового круга, проходящего через светило. Отсчитывается в сторону противоположную суточному вращению в пределах от 0 до до 360 или от 0 до 24 часов. Система используется для определения звёздных координат и составления каталогов. Определяет годичное движение Солнца и других светил.

Высота полюса мира над горизонтом, высота светила в меридиане
Высота полюса мира над горизонтом всегда равна астрономической широте места наблюдателя:
Если склонение светила меньше географической широты, то оно кульминирует к югу от зенита на z = φ - δ или на высоте h = 90 - φ + δ
Если склонение светила равно географической широте, то оно кульминирует в зените и z = 0, а h = + 90
Если склонение светила больше географической широты, то оно кульминирует к северу от зенита на z = с - φ или на высоте h = 90 + φ - с

Задача 1.
Звезды с каким склонением будут кульминировать в зените на широте Москвы (55° 45′ с.ш. 37° 37′ в.д.)?

Вспоминаем самые необходимые формулы для решения задач на связь широты, высоты и склонения:
К югу от зенита - h вк =90 ∘ −φ+δ , или иначе h вк =90 ∘ +(δ−φ) &
h нк =δ−(90 ∘ −φ) , или иначе h нк =δ+φ−90 ∘ .
К северу от зенита - h вк =90 ∘ −δ+φ , или иначе h вк =90 ∘ −(δ−φ) .
h нк =δ−(90 ∘ −φ) , или иначе h нк =δ+φ−90 ∘ .
В зените на широте Москвы светила будут в верхней кульминации. Подумайте, а могут быть в нижней? Поэтому мы применяем формулу для верхней кульминации. Какую? К югу или к северу от зенита? Очевидно, что формулы высоты верхней кульминации к югу или к северу от зенита не должны иметь разрыва в переходной точке (h = 90°). Из формул видно, что можно применять любую.
h ю =90 ∘ +(δ−φ)=h с =90 ∘ −(δ−φ)=90 ∘ - высота зенита. Из формул видно, что δ = φ . Ответ 55° 45′
Задача 2.
На какой высоте находится Полюс мира на широте Москвы (55° 45′ с.ш. 37° 37′ в.д.)?

Полюс мира примечателен тем, что имеет склонени δ = 90 ∘ .
Звезда, находящаяся в полюсе мира будет иметь постоянную высоту h = φ .
Попробуйте это вывести из формул верхней и нижней кульминации. Какую формулу надо выбрать? Подойдет ли любая формула и почему?
Задача 3.
Какое склонение имеет незаходящая звезда, которая едва касается горизонта на широте Москвы (55° 45′ с.ш. 37° 37′ в.д.)? Оптическими эффектами пренебречь.

По условию звезда на широте Москвы незаходящая, но тем не менее иногда касается горизонта. В какой момент это может случиться? Видно, что в момент нижней кульминации, т.к. в момент верхней кульминации ее высота будет не меньше. Запишем формулу высоты в нижней кульминации: h нк =δ+φ−90 0
Чему равна высота на горизонте? Правильно, нулю. Отсюда склонение и широта комплементарны до 90 0 (δ+φ=90 0 ). Ответ: 37° 37′

Д.З. § 4
Карточка 1. Чему равно склонение точки зенита на географической широте Минска (ᵠ = 53 о 54 / )?
Карточка 2. В каком созвездии сегодня находится Полюс Эклиптики? На каких географических параллелях звезда Капелла (δ=+45°58") не заходит за горизонт, никогда не видна и в нижней кульминации проходит в надире?

Карточка 3. Определить зенитное расстояние, высоту, азимут и часовой угол звезды Капеллы (а Возничего) в верхней и нижней кульминации на северном тропике (φ=+23°27"), на географической широте φ=+45°58" и на северном полярном круге (φ=+66°33"). Склонение Капеллы δ=+45°58".

Назад Вперёд

Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.

Цель урока: познакомить учащихся со звездными координатами, привить навыки определения этих координат на макете небесной сферы.

Оборудование : видеопроектор, макет небесной сферы

Ход урока

Учитель: С незапамятных времен люди выделяли на звездном небе отдельные группы ярких звезд, объединяли их в созвездия, присваивая им названия, в которых отражали быт и особенности своего мышления. Так поступали древнекитайские, вавилонские, египетские астрономы. Многие названия созвездий, используемые нами сегодня, пришли из Древней Греции, где они складывались на протяжении столетий.

Таблица 1 Хроника названий

На конгрессе Международного астрономического союза в 1922 году количество созвездий было уменьшено до 88. Тогда же были установлены существующие нынче границы между ними.

Следует особо выделить. Что соседство звезд в созвездиях кажущееся, так их видит наблюдатель с Земли. На самом деле звезды отстают друг от друга на большие расстояния, а для нас их видимость как бы проецируется на небесную сферу – воображаемый прозрачный шар, в центре которого находится Земля (наблюдатель), на поверхность которой проецируются все светила так, как их видит наблюдатель в определенный момент времени из определенной точки пространства. Презентация.Cлайд 1

Причем звезды в созвездиях различные, они отличаются видимыми размерами и светом. Наиболее яркие в созвездиях звезды обозначают буквами греческого алфавита по убыванию (a, b, g, d, e и т.д.) блеска.

Такую традицию ввел Алессандро Пикколомини (1508 – 1578 гг/), а закрепил Иоганн Байер (1572–1625).

Потом Джон Флемстид (1646–1719) в пределах каждого созвездия обозначил звезды порядковым номером (например, звезда 61 Лебедя). Звезды с переменным блеском обозначают латинскими буквами: R, S, Z, RR, RZ,AA.

Теперь мы рассмотрим, как определяется расположение светил на небе.

Представим себе небо в виде гигантского глобуса произвольного радиуса, в центре которого находится наблюдатель.

Однако, тот факт, что одни светила расположены ближе к нам, а другие дальше на глаз не улавливается. Поэтому предположим, что все звезды находятся на одинаковом расстоянии о наблюдателя – на поверхности небесной сферы . Презентация.Cлайд 1

Так как звезды в течение суток изменяют свое положение, можно сделать вывод о суточном вращении небесной сферы (это объясняется вращением Земли вокруг своей оси). Небесная сфера вращается вокруг некоторой оси PP` с востока на запад. Ось видимого вращения сферы – это ось мира. Она совпадает с земной осью или параллельна ей. Ось мира пересекает небесную сферу в точках P – северный полюс мира и P`- южный полюс мира . Вблизи северного полюса мира расположена Полярная звезда (a Малой Медведицы). С помощью отвеса определим вертикаль и изобразим ее на чертеже. Презентация.Cлайд 1

Это прямая ZZ` называется отвесной линией . Z – зенит , Z`- надир . Через точку О – пересечения отвесной линии и оси мира – проведем прямую перпендикулярную ZZ`. Это NS – полуденная линия (N-север , S – юг) . В направлении вдоль этой линии отбрасывают тень предметы, освещаемые Солнцем в полдень.

По полуденной линии пересекаются две взаимно перпендикулярные плоскости. Плоскость перпендикулярная отвесной линии, которая пересекает небесную сферу по большому кругу – это истинный горизонт . Презентация.Cлайд 1

Плоскость, перпендикулярная истинному горизонту, проходящая через точки Z и Z`, называется небесный меридиан .

Мы нарисовали все необходимые плоскости, теперь введем другое понятие. Расположим на поверхности небесной сферы произвольно звезду М, проведем через точки Z и Z` и М большой полукруг. Это – круг высоты или вертикал.

Мгновенное положение светила относительно горизонта и небесного меридиана определяется двумя координатами: высотой (h) и азимутом (A). Эти координаты называют горизонтальными .

Высота светила – это угловое расстояние от горизонта, измеряется в градусах, минутах, секундах дуги в пределах от 0° до 90°. Еще высоту заменяют равноценной ей координатой – z – зенитным расстоянием .

Вторая координата в горизонтальной системе А – угловое расстояние вертикала светила от точки юга. Определяется в градусах минутах и секундах от 0° до 360°.

Обратите внимание, как изменяются горизонтальные координаты. Светило М в течение суток описывает на небесной сфере суточную параллель – это круг небесной сферы, плоскость которой перпендикулярна оси мира .

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

При движении звезды по суточной параллели самая наивысшая точка подъема называется верхняя кульминация. Двигаясь под горизонтом светило, окажется в точке, которая будет являться точкой нижней кульминации. Презентация.Cлайд 1

Если рассмотреть путь выбранной нами звезды, то можно заметить, что она является восходящее – заходящей, но существуют незаходящие и не восходящие светила. (Здесь - относительно истинного горизонта.)

Рассмотрим изменение вида звездного неба в течение года. Эти изменения не так заметны для большинства звезд, но они происходят. Существует звезда, у которой положение довольно сильно изменяются, это Солнце.

Если провести плоскость через центр небесной сферы и перпендикуляр оси мира PP`, то эта плоскость пересечет небесную сферу по большому кругу. Этот круг называется небесный экватор. Презентация.Cлайд 2

Этот небесный экватор пересекается с истинным горизонтом в двух точках: востока (Е) и запада (W). Все суточные параллели расположены параллельно экватору.

Теперь проведем круг через полюсы мира и наблюдаемое светило. Получился круг – круг склонения. Угловое расстояние светила от плоскости небесного экватора, измеренное вдоль круга склонения, называется склонением светила (d). Склонение выражается в градусах, минутах и секундах. Так как небесный экватор делит небесную сферу на два полушария (северное и южное), то склонение звезд северного полушария могут изменяться от 0° до 90°, а южного полушария – от 0° до -90°.

Склонение светила – это одна из так называемых экваториальных координат .

Вторая координата в этой системе – прямое восхождение (a). Она аналогична географической долготе. Отсчет прямого восхождения ведут от точки весеннего равноденствия (g). В точке весеннего равноденствия бывает Солнце 21 марта. Прямое восхождение отсчитывается вдоль небесного экватора в сторону противоположную суточному вращению небесной сферы. Презентация.Cлайд 2 . Прямое восхождение выражается в часах, минутах и секундах времени (от 0 до 24 ч) или в градусах, минутах и секундах дуги (от 0° до 360°). Так как при движении небесной сферы положение звезд относительно экватора не изменяется, то экваториальные координаты используются для создания карт, атласов и каталогов.

Еще издревле было замечено, что Солнце движется среди звезд и описывает полный круг за один год. Этот круг древние греки назвали эклиптикой , что сохранилось в астрономии до сих пор. Эклиптика наклонена к плоскости небесного экватора под углом 23°27`и пересекается с небесным экватором в двух точках: весеннего равноденствия (g) и осеннего равноденствия (W). Всю эклиптику Солнце проходит за год, в сутки оно проходит 1°.

Созвездия, через которые проходит эклиптика, называют зодиакальными . Каждый месяц Солнце переходит из одного созвездия в другое. Увидеть созвездие, в котором в полдень находится Солнце, фактически невозможно, так как оно затмевает свет звезд. Поэтому на практике в полночь мы наблюдаем зодиакальное созвездие, которое выше всех находится над горизонтом, и по нему определяем то созвездие, где в полдень находится Солнце (рис № 14 учебника Астрономия 11).

Не следует забывать, что годичное движение Солнца по эклиптике – есть отражение действительного движения Земли вокруг Солнца.

Рассмотрим на модели небесной сферы положение Солнца и определим его координаты относительно небесного экватора (повторение).

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

Домашнее задание.

1. Знать содержание параграфа 116 учебника Физика-11
2. Знать содержание параграфов 3, 4 учебника Астрономия -11
3. Подготовить материал по теме “Зодиакальные созвездия”

Литература.

1. Е.П.Левитан Астрономия 11 класс – Просвещение, 2004 г.
2. Г.Я.Мякишев и др. Физика 11 класс – Просвещение, 2010 г.
3. Энциклопедия для детей Астрономия – РОСМЭН, 2000 г