главнаяреклама на сайтезаработоксотрудничество Коллекция рефератов Otherreferats
 
 
Сколько стоит заказать работу?   Искать с помощью Google и Яндекса
 


Небесные координаты

Теоретические аспекты понятия о небесной сфере как элементе Вселенной. Использование систем небесных координат: характеристика горизонтальной и экваториальной, эклиптической и галактической систем. Лунно-солнечная процессия и последствия этого явления.

Рубрика: Астрономия и космонавтика
Вид: реферат
Язык: русский
Дата добавления: 30.11.2010
Размер файла: 400,8 K

Полная информация о работе Полная информация о работе
Скачать работу можно здесь Скачать работу можно здесь

рекомендуем


Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже.

Название работы:
E-mail (не обязательно):
Ваше имя или ник:
Файл:


Cтуденты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны

Подобные работы


1. Система небесных координат
Горизонтальная система небесных координат. Экваториальная система небесных координат. Эклиптическая система небесных координат. Галактическая система небесных координат. Изменение координат при вращении небесной сферы. Использование различных систем коорд
реферат [46,9 K], добавлена 25.03.2005

2. Обзор систем координат, использующихся в астрономических расчетах
Классификация различных систем координат. Особенности и характеристика горизонтальной топоцентрической, экваториальной, эклиптической, галактической систем координат. История и практические особенности применения различных систем координат в астрономии.
статья [22,6 K], добавлена 15.12.2010

3. Созвездия, звездные карты, небесные координаты
История звездной карты. Созвездия каталога Птолемея. Новая Уранометрия Аргеландера. Современные границы созвездий. Горизонтальная, экваториальная, эклиптическая и галактическая системы небесных координат. Изменения координат при вращении небесной сферы.
реферат [3,4 M], добавлена 01.10.2009

4. В помощь учителю астрономии
Предмет астрономии. Источники знаний в астрономии. Телескопы. Созвездия. Звездные карты. Небесные координаты. Работа с картой. Определение координат небесных тел. Кульминация светил. Теорема о высоте полюса мира. Измерение времени.
учебное пособие [528,1 K], добавлена 10.04.2007

5. Системы небесных координат
Географическая система координат. Горизонтальная система координат. Экваториальные системы координат. Эклиптическая система координат. Галактическая система координат. Системы счёта времени. Звёздное время. Переход от одной системы координат к другой.
реферат [254,4 K], добавлена 09.03.2007

6. Занимательная астрономия для детей
Астрономия как наука о Вселенной, изучающая расположение, движение, строение, происхождение и развитие небесных тел и образованных ими систем. Знакомство с интересными факторами из мира Астрономии. Общая характеристика планеты Венера, ее особенности.
презентация [2,4 M], добавлена 25.04.2014

7. Земля - планета солнечной системы
Характеристика астрономии – науки, изучающей движение, строение и развитие небесных тел и их систем. Открытие, строение и планеты солнечной системы: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер. История первого полета в космос, который совершил Ю.A. Гагарин.
презентация [553,1 K], добавлена 13.01.2011

8. Основные понятия астрономии
Предмет и задачи астрономии. Особенности астрономических наблюдений. Принцип действия телескопа. Видимое суточное движение звезд. Что такое созвездие, его виды. Эклиптика и "блуждающие" светила-планеты. Звездные карты, небесные координаты и время.
реферат [40,5 K], добавлена 13.12.2009

9. Понятие Вселенной и её модели
Сущность понятия "Вселенная". Изучение истории развития крупномасштабной структуры Вселенной. Модель расширяющейся Вселенной. Теория большого взрыва (модель горячей Вселенной). Причина расширения в рамках ОТО. Теория эволюции крупномасштабных структур.
контрольная работа [19,8 K], добавлена 20.03.2011

10. Современные представления о мегамире
Астрономия как наука. Космология как учение о Вселенной. Теория относительности и космология. Вселенная как система объектов. Типы космических объектов: звезды, планеты, малые тела. Межзвездная среда. Солнечная система. Проблема жизни во Вселенной.
реферат [32,6 K], добавлена 23.11.2006


Другие работы, подобные Небесные координаты


Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Республики Беларусь

Государственное учреждение образования СОШ №9

Небесные координаты

г. Лида - 2010 г.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1 Небесная Сфера

2 Горизонтальная система небесных координат

3 Экваториальная система небесных координат

4 Эклиптическая система небесных координат

5 Галактическая система небесных координат

6 Лунно-солнечная процессия

7 Использование систем небесных координат

Список литературы

ВВЕДЕНИЕ

Небесные координаты - числа, с помощью которых определяют положение светил и вспомогательных точек на небесной сфере. В астрономии употребляют различные системы Небесныx координат. Каждая из них по существу представляет собой систему полярных координат на сфере с соответствующим образом выбранным полюсом. Систему Небесныx координат задают большим кругом небесной сферы (или его полюсом, отстоящим на 90° от любой точки этого круга) с указанием на нём начальной точки отсчёта одной из координат. В зависимости от выбора этого круга системы Небесныx координат называлась горизонтальной, экваториальной, эклиптической и галактической. Небесные координаты употреблялись уже в глубокой древности. Описание некоторых систем содержится в трудах древнегреческого геометра Евклида (около 300 до н. э.). Опубликованный в «Альмагесте» Птолемея звёздный каталог Гиппарха содержит положения 1022 звёзд в эклиптической системе Небесных координат.

Гиппарх (Hнpparchos) (около 180-190 до н. э., Никея, - 125 до н. э., Родос), древнегреческий учёный, один из основоположников астрономии. Вёл первые систематические наблюдения и исследования неба. Разработал теорию и составил таблицы движения Солнца и Луны, а также солнечных затмений (всё в геоцентрической системе, идею гелиоцентризма Г. отвергал как недостаточно обоснованную гипотезу). Описал движение Луны вблизи полнолуния и новолуния; довольно точно оценил расстояние Луны от Земли.

1 НЕБЕСНАЯ СФЕРА

Небесная сфера - воображаемая вспомогательная сфера произвольного радиуса, на которую проектируются небесные светила; служит для решения различных астрометрических задач. Представление о Н. с. возникло в глубокой древности; в основу его легло зрительное впечатление о существовании куполообразного небесного свода. Это впечатление связано с тем, что в результате огромной удалённости небесных светил человеческий глаз не в состоянии оценить различия в расстояниях до них, и они представляются одинаково удалёнными. У древних народов это ассоциировалось с наличием реальной сферы, ограничивающей весь мир и несущей на своей поверхности многочисленные звёзды. Т. о., в их представлении Н. с. была важнейшим элементом Вселенной. С развитием научных знаний такой взгляд на Н. с. отпал. Однако заложенная в древности геометрия Н. с. в результате развития и совершенствования получила современный вид, в котором и используется в астрометрии.

Радиус Н. с. может быть принят каким угодно: в целях упрощения геометрических соотношений его полагают равным единице. В зависимости от решаемой задачи центр Н. с. может быть помещен в место, где находится наблюдатель (топоцентрическая Н. с.), в центр Земли (геоцентрическая Н. с.), в центр той или иной планеты (планетоцентрическая. Н. с.), в центр Солнца (гелиоцентрическая Н. с.) или в любую др. точку пространства. Каждому светилу на Н. с. соответствует точка, в которой её пересекает прямая, соединяющая центр Н. с. со светилом (с его центром). При изучении взаимного расположения и видимых движений светил на Н. с. выбирают ту или иную систему координат, определяемую основными точками и линиями. Последние обычно являются большими кругами Н. с. Каждый большой круг сферы имеет два полюса, определяющиеся на ней концами диаметра, перпендикулярного к плоскости данного круга.

Рисунок 1 - Небесная сфера: Z - зенит; Z' - надир; NESW - математический горизонт; N, Е, S, W - точки севера, востока, юга и запада; Р и P' - Северный и Южный полюсы мира; AWA'E - небесный экватор; ? - географическая широта

На рис. 1 изображена Н. с., которая соответствует месту наблюдения, расположенному в некоторой точке земной поверхности с широтой (р. Отвесная (вертикальная) линия, проведённая через центр этой сферы, пересекает Н. с. в точках Z и Z', называемыми соответственно зенитом и надиром. Плоскость, проходящая через центр Н. с. перпендикулярно отвесной линии, пересекает сферу по большому кругу NESW, называемому математическим (или истинным) горизонтом. Математический горизонт делит Н. с. на видимую и невидимую полусферы; в первой находится зенит, во второй - надир. Прямая, проходящая через центр Н. с. параллельно оси вращения Земли, называемой осью мира, а точки пересечения её с Н. с. - Северным Р и Южным P' полюсами мира. Плоскость, проходящая через центр Н. с. перпендикулярно оси мира, пересекает сферу по большому кругу AWA'E, называется небесным экватором. Из построения следует, что угол между осью мира и плоскостью математического горизонта, а также угол между отвесной линией и плоскостью небесного экватора равны географической широте (места наблюдений. Большой круг Н. с., проходящий через полюсы мира, зенит и надир, называется небесным меридианом. Из двух точек, в которых небесный меридиан пересекается с математическим горизонтом, ближайшая к Северному полюсу мира N называется точкой севера, а диаметрально противоположная S - точкой юга. Прямая NS, проходящая через эти точки, есть полуденная линия. Точки горизонта, отстоящие на 90° от точек N и S, называются точками востока Е и запада W. Точки N, Е. S, W называются главными точками горизонта. По диаметру EW пересекаются плоскости математического горизонта и небесного экватора.

Большой круг Н. с., по которому происходит видимое годичное движение центра Солнца, называется эклиптикой (рис. 2).

Рисунок 2 - Небесная сфера: ЎA A' - небесный экватор; ЎE = E' - эклиптика; Ў и - точки весеннего и осеннего равноденствия; Е и E' - точки летнего и зимнего солнцестояния; Р и P' - Северный и Южный полюсы мира; П и П' - Северный и Южный полюсы эклиптики

Плоскость эклиптики образует с плоскостью небесного экватора угол ? = 23°27'. Эклиптика пересекает экватор в двух точках, одна из которых - точка весеннего равноденствия (в ней Солнце при видимом годичном движении переходит из Южного полушария Н. с. в Северное), а другая, диаметрально противоположная ей, - точка осеннего равноденствия. Точки эклиптики, отстоящие на 90° от точек весеннего и осеннего равноденствия, называется точками летнего и зимнего солнцестояния (первая - в Северном полушарии Н. с., вторая - в Южном). Большой круг Н. с., проходящий через полюсы мира и точки равноденствия, называется колюром равноденствий; большой круг Н. с., проходящий через полюсы мира и точки солнцестояния, - колюром солнцестояний. Прочерченные на звёздной карте, эти круги отсекают хвосты у древних изображений созвездий Большой Медведицы (колюр равноденствий) и Малой Медведицы (колюр солнцестояний), откуда и происходит их название (греч. kуluroi, буквально - с обрубленным хвостом, от kуlos - обрубленный, отсеченный и ига - хвост). Видимому суточному перемещению звёзд, являющемуся отображением действительного вращения Земли вокруг оси, соответствует вращение Н. с. вокруг оси мира с периодом, равным одним звёздным суткам. Вследствие вращения Н. с. все изображения светил описывают в пространстве параллельные экватору окружности, называются суточными параллелями светил. В зависимости от расположения суточных параллелей относительно горизонта светила подразделяются на незаходящие (суточные параллели располагаются целиком над горизонтом), невосходящие (суточные параллели целиком под горизонтом), восходящие и заходящие (суточные параллели пересекаются горизонтом). Границами этих групп светил являются параллели KN и SM', касающиеся горизонта в точках N и S (рис. 1). Так как видимость светил определяется положением горизонта, плоскость которого перпендикулярна отвесной линии, то условия видимости небесных светил различны для мест на поверхности Земли с различной географической широтой ?. Это явление, известное уже в древности, служило одним из доказательств шарообразности Земли. На экваторе (? = 0°) ось мира PP' располагается в плоскости горизонта и совпадает с полуденной линией NS. Суточные параллели (KK', MM') всех светил пересекают плоскость горизонта под прямыми углами. Здесь все светила являются восходящими и заходящими (рис. 3).

По мере перемещения наблюдателя по земной поверхности от экватора к полюсу наклон оси мира к горизонту увеличивается. Всё большее число светил становится незаходящими и невосходящими. На полюсе (? = 90°) ось мира совпадает с отвесной линией, а плоскость экватора - с плоскостью горизонта. Здесь все светила разделяются только на незаходящие и невосходящие, так каких суточные параллели (KK', MM') полагаются в плоскостях, параллельных горизонту (рис. 4).

Рисунок 3

Рисунок 4

2 ГОРИЗОНТАЛЬНАЯ СИСТЕМА НЕБЕСНЫХ КООРДИНАТ

В горизонтальной системе основным кругом служит математический, или истинный, горизонт NESW (рис. 1), полюсом - зенит Z места наблюдения. Для определения положения светила ? проводят через него и Z большой круг, называется кругом высоты, или вертикалом, данного светила. Дуга Z? вертикала от зенита до светила называется его зенитным расстоянием z и является первой координатой; z может иметь любое значение от 0° (для зенита Z) до 180° (для надира Z'). место z пользуются также высотой светила h, равной дуге круга высоты от горизонта до светила. Высота отсчитывается в обе стороны от горизонта от 0° до 90° и считается положительной, если светило находится над горизонтом, и отрицательной - если светило под горизонтом.

При таком условии всегда справедливо соотношение z + h = 90°. Вторая координата - азимут А - есть дуга горизонта, отсчитываемая от точки севера N по направлению к востоку до вертикала данного светила (в астрометрии азимут часто отсчитывают от точки юга S к западу). Эта дуга NESM измеряет сферический угол при Z между небесным меридианом и вертикалом светила, равный двугранному углу между их плоскостями. Азимут может иметь любое значение от 0° до 360°. Существенной особенностью горизонтальной системы является её зависимость от места наблюдения, т.к. зенит и математический горизонт определяются направлением отвесной линии, различным в разных точках земной поверхности. Вследствие этого координаты даже весьма удалённого светила, наблюдаемого одновременно из разных мест земной поверхности, различны. В процессе движения по суточной параллели каждое светило дважды пересекает меридиан; прохождения его через меридиан называются кульминациями. В верхней кульминации z бывает наименьшим, в нижней - наибольшим. В этих пределах z изменяется в течение суток. Для светил, имеющих верхнюю кульминацию к югу от Z, азимут А в течение суток меняется от 0° до 360°. У светил же, кульминирующих между полюсом мира Р и Z, азимут изменяется в некоторых пределах, определяемых широтой места наблюдения и угловым расстоянием светила от полюса мира.

3 ЭКВАТОРИАЛЬНАЯ СИСТЕМА НЕБЕСНЫХ КООРДИНАТ

В первой экваториальной системе основным кругом служит небесный экватор Q ? Q' (рис. 2), полюсом - полюс мира Р, видимый из данного места. Для определения положения светила ? проводят через него и Р большой круг, называемый часовым кругом, или кругом склонений.

Дуга этого круга от экватора до светила есть первая координата - склонение светила ?. Склонение отсчитывается от экватора в обе стороны от 0° до 90°, причём для светил Южном полушария ? принимается отрицательным. Иногда вместо склонения берётся полярное расстояние р, равное дуге Р? круга склонений от Северного полюса до светила, которая может иметь любое значение от 0° до 180°, так что всегда справедливо соотношение:

р + ? = 90°.

Вторая координата - часовой угол t - есть дуга экватора QM, отсчитываемая от расположенной над горизонтом точки Q пересечения его с небесным меридианом в направлении вращения небесной сферы до часового круга данного светила. Эта дуга соответствует сферическому углу при Р между направленной к точке юга дугой меридиана и часовым кругом светила. Часовой угол неподвижного светила изменяется в течение суток от 0° до 360°, тогда как склонение остаётся постоянным. Так как изменение часового угла пропорционально времени, то он служит мерой времени, откуда и происходит его название. Часовой угол почти всегда выражают в часах, минутах и секундах времени так, что 24ч соответствуют 360°, 1ч соответствует 15° и т.д. Обе описанные системы - горизонтальная и первая экваториальная - называемые местными, так как координаты в них зависят от места наблюдения.

Вторая экваториальная система отличается от вышеописанной лишь второй координатой. Вместо часового угла в ней употребляется прямое восхождение светила ? - дуга ? М небесного экватора, отсчитываемая от точки весеннего равноденствия ? в направлении, обратном вращению небесной сферы, до круга склонений данного светила (рис. 2). Она измеряет сферический угол при Р между кругами склонений, проходящими через точку ? и данное светило. Обычно ее выражается в часах, минутах и секундах времени и может иметь любое значение от 0ч до 24ч. Так как точка ? участвует во вращении небесной сферы, то обе координаты достаточно удалённого и неподвижного светила в этой системе не зависят от места наблюдения.

4 ЭКЛИПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА НЕБЕСНЫХ КООРДИНАТ

В эклиптической системе основным кругом служит эклиптика Е ? E' (рис. 3), полюсом - полюс эклиптики П. Для определения положения светила ? проводят через него и точку П большой круг, называемый кругом широты данного светила. Его дуга от эклиптики до светила называется эклиптической, небесной или астрономической, широтой ?, является первой координатой. Отсчитывается ? от эклиптики в направлении к её Северному и Южному полюсам; в последнем случае её считают отрицательной.

Вторая координата - эклиптическая, небесная или астрономическая, долгота ? - дуга ? М эклиптики от точки ? до круга широты данного светила, отсчитываемая в направлении годичного движения Солнца. Она может иметь любое значение от 0° до 360°. Координаты ? и ? точек, связанных с небесной сферой, не меняются в течение суток и не зависят от места наблюдений.

5 ГАЛАКТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА НЕБЕСНЫХ КООРДИНАТ

В галактической системе основным кругом служит галактический экватор BDB' (рис. 4), т. е. большой круг небесной сферы, параллельный плоскости симметрии видимого с Земли Млечного Пути, полюсом - полюс Г этого круга. Положение галактического экватора на небесной сфере может быть определено лишь приближённо.

небесный координата сфера

Обычно оно задаётся экваториальными координатами его Северного полюса, принимаемыми ? = 12ч 49м и ? = +27,4° (для эпохи 1950,0). Для определения положения светила (проводят через него и точку Г большой круг, называемый кругом галактической широты. Дуга этого круга от галактического экватора до светила, называемого галактической широтой b, является первой координатой. Галактическая широта может иметь любое значение от +90° до -90°; при этом знак минус соответствует галактическим широтам светил того полушария, в котором находится Южный полюс мира. Вторая координата - галактическая долгота l - есть дуга DM галактического экватора, отсчитываемая от точки D пересечения его небесным экватором до круга галактической широты светила; галактическая долгота l отсчитывается в направлении возрастающих прямых восхождений и может иметь любое значение от 0° до 360°. Прямое восхождение точки D равно 18ч 49м. Из наблюдений с помощью соответствующих инструментов определяют координаты первых трёх систем. Эклиптические и галактические координаты получаются путём вычислений из экваториальных.

Для сравнения Н. к. светил, наблюдаемых в разных точках Земли или в разное время года - из разных точек орбиты Земли, эти координаты, учитывая параллакс, приводят или к центру Земли, или к центру Солнца. Вследствие прецессии и нутации медленно изменяется ориентация в пространстве плоскостей небесного экватора и эклиптики, определяющих основные круги в ряде систем Н. к., перемещаются начальные точки отсчёта координат. В результате этого значения Н. к. также медленно изменяются. Поэтому для определения точного места светил на небесной сфере указывают момент времени («эпоху»), для которого определено положение небесного экватора и эклиптики. На положение светил в выбранной системе Н. к. оказывают влияние аберрация света, являющаяся следствием движения Земли по орбите (годичная аберрация), и движения наблюдателя из-за вращения Земли (суточная аберрация), а также рефракция света в атмосфере. Н. к. светил изменяются также и вследствие их собственных движений.

Наблюдения изменений Н. к. привели к величайшим открытиям в астрономии, которые имеют огромное значение для познания Вселенной. К ним относятся явления прецессии, нутации, аберрации, параллакса, собственных движений звёзд и др. Н. к. позволяют решать задачу измерения

времени, определять географические координаты различных мест земной поверхности. Широкое применение находят Н. к. при составлении различных звёздных каталогов, при изучении истинных движений небесных тел - как естественных, так и искусственных - в небесной механике и астродинамике и при изучении пространственного распределения звёзд в проблемах звёздной астрономии.

6 ЛУННО-СОЛНЕЧНАЯ ПРОЦЕССИЯ

Если бы Земля имела форму идеального абсолютно твёрдого шара с однородной плотностью, то направление оси вращения Земли в пространстве и период её вращения оставались бы постоянными на протяжении любого промежутка времени. Однако под воздействием притяжения Луны и Солнца из-за неправильности формы Земли при одновременном движении Земли вокруг Солнца и вращении её вокруг оси, ось Земли описывает конус.

Так как ось Земли меняет своё направление, то перпендикулярная ей плоскость экватора также будет поворачиваться соответствующим образом, что приводит к перемещению точки весеннего равноденствия. Происходит так называемая лунно-солнечная процессия. Явление процессии (или предварения равноденствий) заключается в том, что точка весеннего равноденствия не остаётся на одном месте, а перемещается навстречу видимому годичному движению Солнца. Вследствие этого процессии полюса мира также перемещаются среди звёзд. Учитывая процессию от воздействия притяжения планет на Землю, точка весеннего равноденствия смещается на 50,3” в год или на 1 градус в 71,6 года, совершая полный оборот за 25 770 лет.

7 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СИСТЕМ НЕБЕСНЫХ КООРДИНАТ

На практике, как правило, требуется пользоваться несколькими системами координат. Например, для расчета положения Луны на небе необходимо сначала рассчитать координаты Луны в эклиптической геоцентрической системе координат, пересчитать координаты в экваториальную геоцентрическую систему координат, за тем перейти к горизонтальной топоцентрической системе координат.

Наблюдения изменений небесных координат привели к величайшим открытиям в астрономии, которые имеют огромное значение для познания Вселенной. К ним относятся явления прецессии, нутации, аберрации, параллакса, собственных движений звёзд и другие. Небесные координаты позволяют решать задачу измерения времени, определять географические координаты различных мест земной поверхности.

Широкое применение находят небесные координаты при составлении различных звёздных каталогов, при изучении истинных движений небесных тел - как естественных, так и искусственных - в небесной механике и астродинамике, и при изучении пространственного распределения звёзд в проблемах звёздной астрономии.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Селешников С.И., Астрономия и космонавтика, К., 1967.

2. Еремеева А.И., Выдающиеся астрономы мира, М., 1966, С.32-34.

3. Галузо И.В., Голубев В.А., Шимбалев А.А., Астрономия 2009, С.24-25.

4. http://www.astrogalaxy.ru/693.html.

5. http://www.astronet.ru.

6. http:// www.astroweb.ru.

7. http://www.astronomer.narod.ru.

8. http://wapedia.mobi.

Размещено на Allbest.ru


Скачать работу можно здесь Скачать работу "Небесные координаты" можно здесь
Сколько стоит?

Рекомендуем!

база знанийглобальная сеть рефератов