6. Явления, связанные с суточным вращением небесной сферы (рис 8)

а) Восход и заход светил . Условие видимости.

В зависимости от места наблюдения, светило может быть

• незаходящим;

• невосходящим;

• восходящим и заходящим.

Точки пресечения светилом истинного горизонта называются точкой восхода и точкой захода.

Условие восхода и заката светил |δ| < 90 - |φ|.

Если |δ| >( 90 - |φ| ) – светило или незаходящее или невосходящее.

Рис 8. Суточные дуги светил относительно горизонта для наблюдателя, находящегося: а) на полюсе; б) на географических широтах; в) на экваторе.

Если δ = 0 светило находится на небесном экваторе, то оно восходит точно в точке Е востока и заходит в точке W запада.

Б) Кульминация светил – явление пересечения светилом небесного меридиана.

Различают нижнюю и верхнюю кульминацию.

У светил незаходящих обе кульминации доступны наблюдению; у восходящих и заходящих – только верхняя; у невосходящих – обе кульминации недоступны для наблюдения, так как происходят под горизонтом.

Контрольные вопросы:

1. Какие элементы небесной сферы связаны с осью вращения Земли?

1. Какие элементы небесной сферы связаны с положением человека на Земной поверхности?

2. Какая система небесных координат связана с математическим горизонтом?

3. Какие системы небесных координат имеет основной круг – небесный экватор?

4. Назовите явления, связанные с суточным вращением небесной сферы.

Рекомендуемые задания на СРО по теме 2:

1. Созвездия в древней и современной астрономии

2. Глоссарий созвездий (на русском, казахском и греческом языках).

3. Легенды и мифы о звездах и созвездиях.

2.3.Тема 3. Лекция 5. Движение Земли вокруг Солнца. Видимое годичное движение Солнца.

Цель: рассмотреть видимое и действительное движение Земли и Солнца. Объяснить причину смены времен года и различия климатических поясов.

Ключевые слова: эклиптика, солнцестояние, созвездия зодиака, смена времен года.

Структура:

1. Понятие эклиптики.

2. Эклиптическая система небесных координат.

3. Созвездия зодиака.

4. Смена времен года. Климатические пояса.

Физические основы:

1. Движение. Виды движения (по форме траектории, по модулю скорости).

2. Понятия: точка, линия, прямая линия, круг, окружность, сфера.

3. Система координат и системы отсчета. Координаты как характеристики положения объекта; радиальные (линейные) и угловые координаты

4. Поток световой энергии. Сила света. Интенсивность света. Освещенность. Зависимость освещенности от интенсивности и угла падения.

2.3.1.Лекция 5. Движение Земли вокруг Солнца. Видимое годичное движение Солнца

Наблюдения: В течение года зенитное расстояние Z Солнца (или высота h) в момент верхней кульминации изменяется от +23⁰26' до -23⁰26' два раза в год проходя через ноль. Прямое восхождение Солнца в течение года изменяется от 0⁰ до 360⁰. (от 0^h до 24^h). Это определяется по верхней кульминации звезд в полночь, прямое восхождение которых отличается от солнечного на 180⁰ или 12^h. С каждым днем прямое восхождение α звезд, которые кульминируют в полночь, увеличивается. Следовательно, увеличивается α Солнца.

Солнце непрерывно перемещается среди звезд с запада к востоку по большому кругу небесной сферы.

Рис 9. Эклиптическая система координат

Эклиптика – большой круг небесной сферы, по которому совершается годичный круг Солнца.

Угол наклона плоскости эклиптики к плоскости небесного меридиана ε = 23⁰26'.

Ось эклиптики ПП – диаметр перпендикулярный к плоскости эклиптики.

Полюсы эклиптики П и П' – точки пересечения оси эклиптики и небесного меридиана.

Точка весеннего равноденствия 𝛶 и точка осеннего равноденствия точки эклиптики с небесным экватором.

В точке 𝛶 Солнце пересекает небесный экватор, переходя из южного полушария небесной сферы в северное. В точке Ω – из северного в южное.

На 90⁰отстоят от точек равноденствия отстоит точка летнего солнцестояния (в северном полушарии) и точка зимнего солнцестояния (в южном полушарии).

Круг широты светила М – большой полукруг небесной сферы ПМП', проходящий через полюсы эклиптики светила.

Эклиптическая система небесных координат

β – эклиптическая широта светила – дуга mМ круга широты от эклиптики до светила, или центральный угол mОМ.

Возможные значения: от 0⁰ до +90⁰ к северному полюсу эклиптики; от 0⁰ до -90⁰ к южному.

λ- эклиптическая долгота светила – дуга от 𝛶m эклиптики от точки весеннего равноденствия до круга широта или центральный угол 𝛶Оm. λ = 0 360⁰

Отсчитывается в сторону видимого годичного движения Солнца по эклиптике, т.е. с запада к востоку.

Применение ЭСНК – в теоретической астрономии при определении орбит небесных тел.

Склонение изменяется быстрее всего при движении Солнца вблизи точек равноденствия, медленнее всего вблизи точек солнцестояния. Прямое восхождение – наоборот.

21 марта и 23 сентября у Солнца = 0, на всех географических широтах оно восходит в точке востока Е и заходит в точке запада W. Половина суточного круга Солнца находится над горизонтом. День равен ночи. Высота Солнца над горизонтом = 90 – φ.

22 июня = +23⁰26', восход на северо-востоке, заход на северо-западе. Большая часть солнечного круга над горизонтом = 90 – φ +23⁰26' – max.

22 сентября = -23⁰26' = 90 – φ - 23⁰26' – min.

Восход на юго-востоке, заход на юго-западе. На северных географических широтах большая часть солнечного круга находится под горизонтом.

Тропический год – промежуток времени между двумя определенными прохождениями Солнцем точки весеннего равноденствия. Он называется также солнечным годом.

На географических полюсах, где небесный экватор совпадает с истинным горизонтом Солнце в дни равноденствия не заходит за горизонт.

Границы тепловых (климатических) поясов на Земле проведены по астрономическим признакам.

Холодные пояса ограниченные кругами, положение которых определяется условиями незаходящего и невосходящего Солнца при условии, что его склонение

δ = ε .

φ = ± (90 - ε) = ± (90 – 23⁰26,´5) = ± 66⁰33,´5