Небесные координаты 10 класс

система координат
Горизонтальные и экваториальные координаты
Кульминации светил

суточного движения звезд удобно изучать, воспользовавшись математическим построением - небесной сферой
концентрические

небесные светила
За центр небесной сферы, как правило, принимают глаз

Для находящегося на поверхности Земли наблюдателя вращение небесной сферы воспроизводит суточное движение светил на небе

на своей поверхности многочисленные звёзды
Центр небесной сферы:
где находится наблюдатель (топоцентрическая

•
Z'
Z
О
- прямая, проходящая через центр небесной сферы и совпадающая с

Отвесная линия пересекается с поверхностью небесной сферы в двух точках – зените, над головой наблюдателя, и надире – диаметрально противоположной точке

небесной сферы и проведенная перпендикулярно отвесной линии, пересекает небесную сферу

•

Z'

Z

О

видимого вращения небесной сферы
Вблизи северного полюса мира в настоя­щее

Ось мира пересе­кает небесную сферу в двух точках Р и Р₁ - полюсах мира

•

Z'

Z

О

P'

P

Ось мира

небесной сферы, плоскость которого перпендикулярна оси мира.
Небесный экватор делит

Небесный экватор пересекается с математическим горизонтом в двух точках: точке востока и точке запада. Точка востока Е - точка, в которой точки вращающейся небесной сферы пересекают математический горизонт, переходя из невидимой полусферы в видимую

W - точка запада

•

Z'

Z

О

P'

P

E

W

Небесный экватор

небесной сферы, плоскость которого проходит через отвесную линию и ось

•

Z'

Z

О

P'

P

E

W

Небесный меридиан

горизонтом в двух точках: точке севера и точке юга. Точкой севера называется та,

NS - полуденная линия (в этом направлении отбрасывают тень предметы, освещаемые Солнцем, в полдень)

Полуденная линия - линия пересечения плоскости небесного меридиана и плоскости математического горизонта

•

Z'

Z

О

P'

P

N

S

E

W

Полуденная линия

плоскость которого параллельна плоскости небесного экватора - небесная или суточная параллель светила М
Большой

Видимые суточные движения светил совершаются по суточным параллелям

Большой полукруг небесной сферы, проходящий через зенит, светило М и надир, называется кругом высоты, 
вертикальным кругом или вертикалом 
светила

движения Солнца по небесной сфере.
Плоскость эклиптики пересекается с плоскостью

•

Эклиптика

Эклиптика

экватором в двух точках - весеннего и осеннего равноденствия
♈
♎
♈ - знак Овна

В точке весеннего равноденствия (♈) Солнце переходит из южного полушария небесной сферы в северное, в точке осеннего равноденствия (♎) - из северного полушария небесной сферы в южное

Прямая, проходящая через эти две точки - линия равноденствий

•

♋ - знак Рака
Две точки эклиптики, отстоящие от точек

Точка летнего солнцестояния (♋) 
находится в северном полушарии, 
точка зимнего солнцестояния (♑)
в южном полушарии

♋

♑

•

заменяется полярным расстоянием p (также либо дуга РМ, либо центральный

Координата склонение δ светила М - дуга mM часового круга РMmP' от небесного экватора до светила

или центральный угол mOM (в плоскости часового круга).

Отсчитываются в пределах от 0° до +90° к северному полюсу мира и от 0° до -90° к южному полюсу мира

N

S

Q

Q΄

O

Z

Z΄

P

P΄

M

m

♈

p

δ

•

М - дуга небесного экватора Qm от верхней точки Q

или центральный угол QOm (в плоскости небесного экватора)

Часовые углы отсчитываются в сторону суточного вращения небесной сферы, т.е. к западу от верхней точки Q небесного экватора, в пределах от 0° до 360° или от 0ʰ до 24ʰ

В процессе суточного вращения небесной сферы склонения δ светил
не изменяются (если пренебречь собственным движением звёзд), а часовые углы t увеличиваются. 

•

для определения звёздных координат и составления каталогов. Определяет годичное движение

Прямое восхождение α светила М - 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 0ʰ до 24ʰ

α

•

или центральный угол ♈Оm (в плоскости небесного экватора)

O

- зенитное расстояние z, или высота светила над горизонтом h
m
Зенитное

Высота h светила М - дуга вертикального круга mM от математического горизонта до светила

или центральный угол mOM

z

h

Высоты отсчитываются в пределах от 0° до +90° (к зениту) и от 0° до –90° (к надиру)

Sm от точки юга S до вертикального круга, проходящего через

или центральный угол SOm (в плоскости математического горизонта)

Азимуты отсчитываются в сторону суточного вращения небесной сферы, т. е. к западу от точки юга S, в пределах от 0° до 360°

Система координат используется для непосредственных определений видимых положений светил с помощью угломерных инструментов

А

широты местности: угловое расстояние полюса мира от горизонта равно географической

Чтобы определить географическую широту местности, достаточно измерить высоту полюса мира над горизонтом:

в зените, и звезды движутся по кругам, параллельным горизонту

Здесь звезды

России никогда не заходят
На средних географических широтах 
существуют восходящие и 
заходящие звезды и те,

Созвездия, расположенные дальше от северного полюса мира, показываются ненадолго над горизонтом

Созвездия, лежащие около южного полюса мира, являются невосходящими.

и заходят перпендикулярно плоскости горизонта
Каждая звезда здесь проходит над горизонтом

Северный полюс мира совпадает с точкой севера, а южный полюс мира - с точкой юга.
Ось мира расположена в плоскости горизонта

меридиан
В верхней кульминации высота светила максимальна,
в нижней кульминации

Момент верхней кульминации центра Солнца - истинный полдень,
момент нижней кульминации - истинная полночь

(над горизонтом) обе кульминации,

у звезд, которые восходят и заходят,

склонение светила
φ - широта местности
h = 90° - φ +

Географическую широту можно определить, измеряя высоту любого светила с известным склонением δ в верхней кульминации

В нижней кульминации: -h = 90° - φ - δ или
h = δ + φ - 90°

∠QOZ = ∠PON как углы с взаимно перпендикулярными сторонами

точку зенита.
Дано:
δ

h = 90° - φ + δ

φ = 90° - h + δ

φ = 90° - 90° + 38°47′ = 38°47′

Сириус был в верхней кульминации на высоте 10°. Чему равна широта места наблюдения?

Дано:
δ = -16°39′
h =10°
φ - ?

h = 90° - φ + δ

φ = 90° - h + δ

φ = 90° - 10° + (-16°39′) = 63°21′