Határozza meg a főbb pontokat és az égi szférákat! Segéd égi szféra

Éggömb- egy absztrakt fogalom, egy végtelenül nagy sugarú képzeletbeli gömb, amelynek középpontja a megfigyelő. Ebben az esetben az égi szféra közepe mintegy a megfigyelő szeme szintjén van (más szóval, minden, amit a feje fölött lát horizonttól horizontig, ez a gömb). Az észlelés megkönnyítésére azonban tekinthetjük az égi szféra középpontját és a Föld középpontját, ebben nincs tévedés. A csillagok, bolygók, a Nap és a Hold helyzete abban a helyzetben van ábrázolva a gömbön, amelyben láthatóak az égen. bizonyos pillanatban az idő egy adott ponttól, ahol a megfigyelő tartózkodik.

Más szóval, bár megfigyeljük a világítótestek helyzetét az égi szférán, mi, különböző helyeken bolygók, folyamatosan egy kicsit más képet fogunk látni, ismerve az égi szféra „működésének” elveit, az éjszakai égboltra nézve egyszerű technológia segítségével könnyedén eligazodhatunk a területen. Az A pont feletti kilátás ismeretében összehasonlítjuk a B pontban lévő égbolttal, és az ismerős tereptárgyak eltérései alapján meg fogjuk érteni, hol is tartunk most.

Az emberek már nagyon régen előálltak ezzel az ötlettel egész sor olyan eszközöket, amelyek megkönnyítik a dolgunkat. Ha egyszerűen a szélességi és hosszúsági fokok használatával navigál a „földi” földgömbön, akkor hasonló elemek – pontok és vonalak – egész sorát biztosítjuk az „égi” földgömbön – az égi gömbön.

Az égi szféra és a megfigyelő helyzete. Ha a megfigyelő mozog, akkor az egész számára látható gömb mozogni fog.

Az égi szféra elemei

Az égi gömbnek számos jellegzetes pontja, vonala és köre van, tekintsük az égi gömb fő elemeit.

Megfigyelő függőleges

Megfigyelő függőleges- az égi gömb középpontján áthaladó egyenes, amely egybeesik a megfigyelőpontban lévő függővonal irányával. Zenit- a megfigyelő függőleges metszéspontja az égi szférával, amely a megfigyelő feje felett helyezkedik el. Mélypont- a megfigyelő függőleges metszéspontja az égi szférával, a zenittel szemben.

Valódi horizont- egy nagy kör az égi gömbön, amelynek síkja merőleges a megfigyelő függőlegesére. Az igazi horizont az égi szférát két részre osztja: horizont feletti félteke, amelyen a zenit található, és szubhorizontális félteke, amelyben a mélypont található.

Axis mundi (a Föld tengelye)- egy egyenes, amely körül az égi gömb látható napi forgása történik. A világ tengelye párhuzamos a Föld forgástengelyével, és a Föld egyik pólusán elhelyezkedő megfigyelő számára egybeesik a Föld forgástengelyével. Az égi szféra látszólagos napi forgása a tényleges tükröződése napi forgatás Föld a tengelye körül. Az égi pólusok a világ tengelyének az égi szférával való metszéspontjai. A csillagkép területén található égi pólus Ursa Minor, hívott északi sark világot, és az ellenpólus ún Déli-sark.

Nagy kör az égi szférán, melynek síkja merőleges a világ tengelyére. Az égi egyenlítő síkja felosztja az égi szférát északi félteke, amelyben található északi sark béke, és déli félteke, amelyben található Déli-sark béke.

Vagy a megfigyelő meridiánja egy nagy kör az égi szférán, amely áthalad a világ pólusain, a zeniten és a nadíron. Egybeesik a repülővel földi meridián megfigyelő, és felosztja az égi szférát keletiÉs nyugati féltekén.

Északi és déli pontok- az égi meridián és a valódi horizont metszéspontja. A világ északi sarkához legközelebb eső pontot a valódi C horizont északi pontjának, a világ déli sarkához legközelebbi pontot pedig S déli pontnak nevezzük. A keleti és nyugati pontok az égi egyenlítő metszéspontja a valódi horizonttal.

Déli vonal- az északi és déli pontokat összekötő egyenes vonal a valódi horizont síkjában. Ezt az egyenest délnek nevezzük, mert a helyi valódi napidő szerint délben egy függőleges pólus árnyéka egybeesik ezzel az egyenessel, azaz egy adott pont valódi meridiánjával.

Az égi meridián metszéspontjai a égi egyenlítő. A legközelebbi pont déli pont horizontot hívják az égi egyenlítő déli pontja, és a legközelebbi pont északi pont horizont, - az égi egyenlítő északi pontja.

A lámpatest függőleges

A lámpatest függőleges, vagy magassági kör, - egy nagy kör az égi szférán, amely áthalad a zeniten, a nadíron és a világítótesten. Az első függőleges a keleti és nyugati pontokon áthaladó függőleges.

Deklinációs kör, vagy , egy nagy kör az égi szférán, amely áthalad a világ pólusain és a világítótesten.

A világítótesten áthúzott kis kör az égi gömbön, párhuzamosan az égi egyenlítő síkjával. Látható napi mozgás világítótestek napi párhuzamok szerint fordulnak elő.

Almucantarat világítótestek

Almucantarat világítótestek- egy kis kör az égi gömbön, amelyet a lámpatesten keresztül rajzolnak a valódi horizont síkjával párhuzamosan.

Az égi szféra fent említett összes elemét aktívan használják a megoldásra gyakorlati problémák a térben való tájékozódás és a világítótestek helyzetének meghatározása. A céltól és a mérési feltételektől függően két különböző rendszert alkalmaznak gömb alakú égi koordináták.

Az egyik rendszerben a világítótest a valódi horizonthoz viszonyítva orientált, és ennek a rendszernek nevezik, a másikban pedig az égi egyenlítőhöz viszonyítva, és az úgynevezett.

Mindegyik rendszerben a csillag helyzetét az égi szférán kettő határozza meg szögértékek ahogy a Föld felszínén lévő pontok helyzetét is a szélesség és hosszúság segítségével határozzák meg.

ÉGGÖMB
Amikor az eget nézzük, mindent csillagászati ​​objektumokúgy tűnik, hogy kupola alakú felületen helyezkednek el, középen a megfigyelővel. Ez a képzeletbeli kupola egy képzeletbeli gömb felső felét alkotja, amelyet "égi gömbnek" neveznek. Alapvető szerepet játszik a csillagászati ​​objektumok helyzetének jelzésében.

Bár a Hold, a bolygók, a Nap és a csillagok különböző távolságra helyezkednek el tőlünk, még a legközelebbiek is olyan messze vannak, hogy szemmel nem tudjuk megbecsülni a távolságukat. A csillagok iránya nem változik, ahogy haladunk a Föld felszínén. (Igaz, a Föld pályája mentén némileg változik, de ezt a parallaxis eltolódást csak a legprecízebb műszerek segítségével lehet észrevenni.) Számunkra úgy tűnik, hogy éggömb forog, ahogy a világítótestek keleten felemelkednek, nyugaton pedig lenyugodnak. Ennek oka a Föld nyugatról keletre történő forgása. Az égi gömb látszólagos forgása egy képzeletbeli tengely körül megy végbe, amely a Föld forgástengelyét folytatja. Ez a tengely két pontban metszi az égi gömböt, amelyeket északi és déli „égi sarkoknak” neveznek. Az égi északi pólus körülbelül egy fokra fekszik a Sarkcsillagtól, és a déli pólus közelében nincsenek fényes csillagok.

A Föld forgástengelye körülbelül 23,5°-kal meg van dőlve a síkra merőlegeshez képest a föld pályája(az ekliptika síkjára). Ennek a síknak az égi szférával való metszéspontja egy kört ad - az ekliptikát, a Nap látszólagos útját egy éven keresztül. A Föld tengelyének tájolása a térben szinte változatlan marad. Ezért minden év júniusában, amikor a tengely északi vége a Nap felé billen, magasra emelkedik az égen az északi féltekén, ahol a nappalok meghosszabbodnak, az éjszakák pedig rövidek. Miután elköltözött ide az ellenkező oldalt decemberben kering, a Földről kiderül, hogy a déli félteke a Nap felé fordítja, és északon a nappalok rövidülnek, az éjszakák pedig hosszúakká válnak.
Lásd mégÉVSZAKOK . A nap- és holdgravitáció hatására azonban a Föld tengelyének tájolása fokozatosan megváltozik. A tengely fő mozgását, amelyet a Nap és a Hold hatása okoz a Föld egyenlítői dudorára, precessziónak nevezzük. A precesszió következtében a föld tengelye lassan forog a pályasíkra merőleges körül, ami 26 ezer év alatt 23,5°-os sugarú kúpot ír le. Emiatt néhány évszázad múlva a sark már nem lesz a Sarkcsillag közelében. Ezenkívül a Föld tengelye kis oszcillációkon megy keresztül, amelyeket nutációnak neveznek, és amelyek a Föld és a Hold pályájának ellipticitásához kapcsolódnak, valamint ahhoz, hogy a sík holdpálya enyhén hajlik a Föld keringési síkjához. Mint már tudjuk, az égi szféra megjelenése az éjszaka folyamán megváltozik a Föld tengelye körüli forgása miatt. De még ha egész évben egy időben figyeljük is az eget, megjelenése megváltozik a Föld Nap körüli forradalma miatt. Mert teljes fordulat 360°-os pályán a Földnek kb. 3651/4 nap - körülbelül egy fok naponta. Egyébként egy nap, pontosabban szoláris nap az az idő, amely alatt a Föld egyszer megfordul a tengelye körül a Naphoz képest. Ez abból az időből áll, amely alatt a Föld elfordul a csillagokhoz képest (a „sziderikus nap”), plusz egy rövid - körülbelül négy perc - forgási időből, amely a Föld napi keringési mozgását egy fokkal kompenzálja. . Így egy év alatt kb. 3651/4 napos Napokés ok. 3661/4 csillag.
Ha egy adott pontról nézzük
A pólusok közelében található földcsillagok vagy mindig a horizont felett vannak, vagy soha nem emelkednek fel. Az összes többi csillag felkel és nyugszik, és minden nap 4 perccel hamarabb kel fel és nyugszik, mint az előző napon. Néhány csillag és csillagkép éjszaka emelkedik az égen téli idő- mi „télnek”, míg mások „nyárnak” hívjuk őket. Így az égi szféra megjelenését háromszor határozza meg: a Föld forgásához kapcsolódó napszak; a Nap körüli forradalomhoz kapcsolódó évszak; a precesszióhoz köthető korszak (bár ez utóbbi hatás „szemmel” még 100 év múlva is alig észrevehető).
Koordináta rendszerek. Létezik különböző módokon hogy jelezze a tárgyak helyzetét az égi szférán. Mindegyik alkalmas egy adott típusú feladatra.
Alt-azimut rendszer. Egy objektum helyzetének jelzésére az égen a megfigyelőt körülvevő földi objektumokhoz képest „alt-azimut” vagy „vízszintes” koordinátarendszert használnak. Ez jelzi egy objektum horizont feletti szögtávolságát, amelyet „magasságnak” neveznek, valamint „azimutját” - a horizont mentén elhelyezkedő szögtávolságot egy hagyományos ponttól egy közvetlenül az objektum alatt fekvő pontig. A csillagászatban az azimutot a déli ponttól nyugatra, a geodéziában és a navigációban pedig az északi ponttól keletre mérik. Ezért az azimut használata előtt meg kell találnia, hogy melyik rendszerben van feltüntetve. Az égen közvetlenül a fejed felett lévő pont magassága 90°, és ezt „zenitnek” nevezik, a vele átlósan ellentétes pontot (a lábad alatt) pedig „nadirnak”. Számos probléma esetén fontos az égi szféra nagy köre, az úgynevezett „égi meridián”; áthalad a világ zenitjén, nadírján és pólusain, és észak és dél pontjain keresztezi a horizontot.
Egyenlítői rendszer. A Föld forgása miatt a csillagok folyamatosan mozognak a horizonthoz és a kardinális pontokhoz képest, és a vízszintes rendszerben változnak a koordinátáik. Néhány csillagászati ​​probléma esetén azonban a koordinátarendszernek függetlennek kell lennie a megfigyelő helyzetétől és a napszaktól. Az ilyen rendszert "egyenlítőinek" nevezik; koordinátái a földrajzi szélességi és hosszúsági fokokhoz hasonlítanak. Ebben a földi egyenlítő síkja, az égi szférával való metszéspontig kiterjesztve, meghatározza a fő kört - az „égi egyenlítőt”. A csillagok "deklinációja" a szélességi fokra hasonlít, és az égi egyenlítőtől északra vagy délre lévő szögtávolságával mérik. Ha egy csillag pontosan a zenitben látható, akkor a megfigyelési hely szélessége megegyezik a csillag deklinációjával. Földrajzi hosszúság megfelel a csillag "helyes felemelkedésének". Az ekliptika és az égi egyenlítő metszéspontjától keletre mérik, amelyen a Nap márciusban halad el, az északi féltekén a tavasz kezdetének, a déli féltekén pedig az ősz kezdetének napján. Ezt a csillagászat szempontjából fontos pontot „Kos első pontjának” vagy „tavaszi napéjegyenlőségi pontnak” nevezik, és a jellel jelölik.
Egyéb rendszerek. Bizonyos célokra más koordinátarendszereket is használnak az égi szférán. Például a testek mozgásának tanulmányozásakor Naprendszer, használjunk olyan koordinátarendszert, amelynek fősíkja a Föld keringési síkja. A Galaxis szerkezetét koordinátarendszerben vizsgálják fő sík amely a Galaxis egyenlítői síkja, amelyet a Tejútrendszeren áthaladó kör ábrázol az égen.
Koordinátarendszerek összehasonlítása. Fontos részletek vízszintes és egyenlítői rendszerek az ábrákon láthatók. A táblázatban ezeket a rendszereket hasonlítjuk össze földrajzi rendszer koordináták
Átmenet egyik rendszerről a másikra. Gyakran előfordul, hogy egy csillag alt-azimutális koordinátáiból kell kiszámítani egyenlítői koordináták, és fordítva. Ehhez ismerni kell a megfigyelés pillanatát és a megfigyelő helyzetét a Földön. Matematikailag a feladatot egy gömbháromszög segítségével oldjuk meg, amelynek csúcsai a zenitben, az északi égi pólusban és az X csillagban vannak; "csillagászati ​​háromszögnek" hívják. Az északi égi pólus csúcsával bezárt szöget, amely a megfigyelő meridiánja és az égi szféra valamely pontjának iránya között van, e pont „óraszögének” nevezzük; a meridiántól nyugatra mérik. A tavaszi napéjegyenlőség óraszögét, órában, percben és másodpercben kifejezve, a megfigyelési ponton „sziderális időnek” (S. T. - sziderális időnek) nevezik. És mivel egy csillag jobb felemelkedése egyben a felé és a tavaszi napéjegyenlőség felé eső irány közötti poláris szög is, akkor sziderális idő egyenlő a megfigyelő meridiánján fekvő összes pont jobb felemelkedésével. Így az égi szféra bármely pontjának óraszöge egyenlő a sziderális idő és annak jobbra emelkedése közötti különbséggel:

Legyen a megfigyelő szélessége j. Ha az a és d csillag egyenlítői koordinátái adottak, akkor a és vízszintes koordinátái a következő képletekkel számíthatók ki: Megoldhatod, ill. inverz probléma: a és h mért értékéből az idő ismeretében számítsa ki a-t és d-t. A d deklinációt közvetlenül az utolsó képletből számítjuk, majd az utolsó előttiből számítjuk ki a H-t, és az elsőből, ha ismert a sziderális idő, a kiszámítjuk a.
Az égi szféra ábrázolása. A tudósok évszázadok óta kutatnak a legjobb módokat az égi szféra ábrázolása annak tanulmányozására vagy bemutatására. Kétféle modellt javasoltak: kétdimenziós és háromdimenziós modellt. Az égi gömb ugyanúgy ábrázolható síkon, mint a gömb alakú Föld a térképeken. Mindkét esetben geometriai vetületi rendszert kell választani. Az első kísérlet arra, hogy az égi szféra egyes részeit egy síkban ábrázolják, az ókori emberek barlangjaiban csillagkonfigurációkat ábrázoló sziklafestmények voltak. Manapság többféle létezik csillagtérképek, amely kézzel rajzolt vagy fényképes csillagatlaszok formájában jelent meg a teljes égbolton. Az ókori kínai és görög csillagászok az égi szférát a "karmilláris szféra" néven ismert modellben alkották meg. Fém körökből vagy gyűrűkből áll, amelyek össze vannak kapcsolva, hogy az égi szféra legfontosabb köreit mutassák. Manapság gyakran használnak csillaggömböket, amelyeken a csillagok helyzetét és az égi szféra fő köreit jelölik. Az armilláris gömböknek és földgömböknek van egy közös hátránya: a csillagok helyzetét és a körök jelzéseit a külső, domború oldalukon jelöljük, amit kívülről nézünk, míg az eget „belülről” nézzük, ill. a csillagok számunkra úgy tűnik, hogy az égi szféra homorú oldalán helyezkednek el. Ez néha zavarokhoz vezet a csillagok és a csillagképek mozgási irányaiban. Az égi szféra legvalósághűbb ábrázolását egy planetárium adja. A csillagok optikai vetítése egy félgömb alakú képernyőre belülről lehetővé teszi, hogy nagyon pontosan reprodukálja az égbolt megjelenését és a rajta lévő világítótestek mindenféle mozgását.
Lásd még
CSILLAGÁSZAT ÉS ASZTROFIZIKA;
PLANETÁRIUM;
CSILLAGOK.

Collier enciklopédiája. - Nyílt társadalom. 2000 .

Nagy enciklopédikus szótár- tetszőleges sugarú képzeletbeli segédgömb, amelyre az égitestek rávetülnek. A csillagászatban tanulmányozásra használják relatív pozícióés mozgások űrobjektumok koordinátáik égi szférán való meghatározása alapján.... ... enciklopédikus szótár

Tetszőleges sugarú képzeletbeli segédgömb, amelyre az égitestek rávetülnek; különböző asztrometriai problémák megoldására szolgál. Az ötlet N. felkelt ősidők; a látványon alapul... Nagy Szovjet Enciklopédia

Tetszőleges sugarú képzeletbeli gömb, amelyben az égitestek úgy vannak ábrázolva, ahogyan a Föld felszínén lévő megfigyelési pontból láthatóak (topocentrikus n.s.), vagy ahogyan a Föld középpontjából (geocentrikus n.s.) vagy a Föld középpontjából láthatóak lennének. a nap … … Nagy enciklopédikus politechnikai szótár

éggömb- dangaus sfera statusas T terület fizika atitikmenys: engl. égi gömb vok. Himmelskugel, f; Himmelssphare, f rus. égi gömb, f; égboltozat, m pranc. sphère céleste, f … Fizikos terminų žodynas

2. sz. előadás. Az égi szféra, főbb pontjai.

1. Vízszintes és egyenlítői égi koordinátarendszerek.

2. Jobb felemelkedés. A világítótest deklinációja.

3. Esti bulik szervezése csillagászati ​​megfigyelések csillagos égbolt.

Éggömb. Alappontok, vonalak és körök az égi szférán

Az égi gömb egy tetszőleges sugarú gömb, amelynek középpontja a tér egy tetszőleges pontjában van. A probléma megfogalmazásától függően a középpontját a megfigyelő szemének, a műszer középpontjának, a Föld középpontjának stb.

Tekintsük az égi gömb fő pontjait és köreit, amelyek középpontját a megfigyelő szemének vesszük (72. ábra). Húzzunk egy függővonalat az égi gömb közepén. A függővonal és a gömb metszéspontjait Z zenitnek és n nadírnek nevezzük.

Rizs. 72.

Az égi gömb tengelyére merőleges középpontján áthaladó síkot ún.az igazi horizont síkja. Ez az égi szférával metsző sík egy nagy kört alkot, amelyet valódi horizontnak neveznek. Ez utóbbi két részre osztja az égi szférát: a horizont felett és a horizont alatt.

Az égi gömb középpontján áthaladó, a Föld tengelyével párhuzamos egyenest mundi tengelynek nevezzük. A világ tengelyének az égi szférával való metszéspontjait ún a világ pólusai. Az egyik pólust, amely a Föld pólusainak felel meg, északi égi pólusnak nevezik és Pn-nek, a másik a Ps déli égi pólusnak nevezik.

Az égi gömb világtengelyére merőleges középpontján áthaladó QQ síkot ún. az égi egyenlítő síkja. Ez az égi gömböt metsző sík nagy kört alkot -égi egyenlítő, amely az égi szférát északi és déli részre osztja.

Az égi gömb égi pólusokon, zeniten és nadíron áthaladó nagy körét ún. megfigyelő meridián PN nPsZ. A mundi tengely a megfigyelő meridiánját a déli PN ZPs és az éjféli PN nPs részekre osztja.

A megfigyelő meridiánja két pontban metszi a valódi horizontot: az északi pontban az É-i és a déli pontban S. Az északi és déli pontokat összekötő egyenes ún. déli sor.

Ha a gömb középpontjából az N pontba nézünk, akkor a jobb oldalon lesz egy keleti O pont utca , balra pedig a nyugat-ny.-i pont. Az aa" égigömb kis körei, amelyek párhuzamosak a valódi horizont síkjával, ún.almukantarátok; kis bb" párhuzamos az égi egyenlítő síkjával, -mennyei párhuzamok.

Az égi szféra zenit- és mélyponton áthaladó körei ún. függőlegesek. A keleti és nyugati pontokon áthaladó függőleges vonalat első függőlegesnek nevezzük.

Az égi pólusokon áthaladó PNoP-k égi szférájának köreit ún. deklinációs körök.

A megfigyelő meridiánja egyben függőleges és deklinációs kör is. Két részre osztja az égi szférát - keleti és nyugati.

A horizont felett (a horizont alatt) elhelyezkedő égi pólust emelt (süllyesztett) égi pólusnak nevezzük. A megemelkedett égi pólus neve mindig megegyezik a hely szélességi fokának nevével.

A világ tengelye a valódi horizont síkjával egyenlő szöget zár be a hely földrajzi szélessége.

A világítótestek helyzetét az égi szférán gömb alakú módszerrel határozzuk meg koordinátarendszerek. A tengerészeti csillagászatban vízszintes és egyenlítői koordinátarendszereket használnak.

Az égi szféra ötlete az ókorban merült fel; azon alapult vizuális benyomás egy kupolás mennyboltozat létezéséről. Ez a benyomás annak a ténynek köszönhető, hogy a hatalmas távolság következtében mennyei testek emberi szem képtelenek értékelni a távolságbeli különbségeket, és egyformán távolinak tűnnek. Az ókori népeknél ezt egy valódi gömb jelenlétével hozták összefüggésbe, amely az egész világot körülhatárolta, és számos csillagot hordozott a felszínén. Így véleményük szerint az égi szféra az volt a legfontosabb elem Világegyetem. Fejlődéssel tudományos tudás eltűnt az égi szféra ilyen képe. Az égi szféra ősi időkben lefektetett geometriája azonban a fejlődés és javítás eredményeként megkapta modern megjelenés, amelyben az asztrometriában használják.

Az égi szféra elemei

Vérvonal és a kapcsolódó fogalmak

Az arányt mutató diagram , És (V különféle definíciók). Figyeljük meg, hogy a zenit a nadírral szemben van.

Függőón - az égi szféra középpontján és a Föld felszínén lévő megfigyelési ponton áthaladó egyenes vonal. Az égi szféra felületét két pontban metszi egy függővonal - a megfigyelő feje fölött és a megfigyelő lába alatt.

Valódi (matematikai) horizont - az égi gömb nagy köre, melynek síkja merőleges a függővonalra. Az igazi horizont az égi gömb felszínét két féltekére osztja:látható félteke a tetejével a zenitben ésláthatatlan félteke a csúcs a mélyponton van. Az igazi horizont nem esik egybe látható horizont a fenti megfigyelési pont emelkedése miatt a Föld felszíne, valamint a légkörben lévő fénysugarak elhajlása miatt.

Magasság kör vagy függőleges lámpatest - az égi gömb nagy félköre, amely áthalad a lámpatesten, a zeniten és a nadíron.Almucantarat (arab ") - az égi gömb kis köre, amelynek síkja párhuzamos a matematikai horizont síkjával. Magassági körök és almucantarates alakulnak ki koordináta rács, amely megadja a világítótest vízszintes koordinátáit.

Az égi szféra napi forgása és a kapcsolódó fogalmak

A világ közepén áthaladó képzeletbeli vonal, amely körül az égi gömb forog. A világ tengelye két pontban metszi az égi szféra felületét -a világ északi sarka És a világ déli sarka . Az égi szféra belülről nézve az égi gömb forgása az óramutató járásával ellentétes irányban megy végbe az északi pólus körül.

Az égi szféra nagy köre, melynek síkja merőleges a világ tengelyére és átmegy az égi szféra középpontján. Az égi egyenlítő az égi gömböt két féltekére osztja:északiÉs déli .

A világítótest deklinációs köre - az égi gömb nagy köre, amely áthalad a világ pólusain és egy adott világítótesten.

Napi párhuzam - az égi gömb egy kis köre, amelynek síkja párhuzamos az égi egyenlítő síkjával. A világítótestek látható napi mozgása napi párhuzamok mentén történik. A deklinációs körök és a napi párhuzamok egy koordináta rácsot alkotnak az égi gömbön, amely meghatározza a világítótest egyenlítői koordinátáit.

A „vízvezeték” és „az égi gömb forgása” fogalmak metszéspontjában született kifejezések

Az égi egyenlítő pontban metszi a matematikai horizontotkeleti pont És pont nyugatra . A keleti pont az, ahol a forgó égi gömb pontjai emelkednek ki a horizontból. A keleti ponton áthaladó magassági félkört únelső függőleges .

Égi meridián - az égi szféra nagy köre, amelynek síkja átmegy a függővonalon és a világ tengelyén. Az égi meridián az égi szféra felszínét két féltekére osztja:keleti félteke És nyugati féltekén .

Déli vonal - az égi meridián síkjának és a matematikai horizont síkjának metszésvonala. A déli vonal és az égi meridián két ponton metszi a matematikai horizontot:északi pont És pont délre . Az északi pont az, amely közelebb van a világ északi pólusához.

A Nap éves mozgása az égi szférán és a kapcsolódó fogalmak

P, P" - égi pólusok, T, T" - napéjegyenlőség pontok, E, C - napforduló pontok, P, P" - ekliptika pólusok, PP" - égi tengely, PP" - ekliptika tengely, ATQT" - égi egyenlítő, ETCT "- ekliptika

Az égi gömb nagy köre, amely mentén a látszólagos éves mozgás megtörténik . Az ekliptika síkja ε = 23°26" szögben metszi az égi egyenlítő síkját.

Azt a két pontot, ahol az ekliptika metszi az égi egyenlítőt, pontoknak nevezzük. BAN BEN tavaszi napéjegyenlőség A Nap éves mozgásában az égi szféra déli féltekéjéről észak felé halad; Vőszi napéjegyenlőség - tól től északi félteke délre. Az ekliptika két, a napéjegyenlőség pontjaitól 90°-os távolságra elhelyezkedő és az égi egyenlítőtől maximális távolságra lévő pontját pontoknak nevezzük. . Nyári napforduló pont az északi féltekén található,téli napforduló pont - a déli féltekén. Ezt a négy pontot szimbólumok jelzik♈ ), őszi napéjegyenlőség - a Mérleg jegye (♎ ), téli napforduló - a Bak jegye (♑ ), nyári napforduló - a rák jele (♋ )

Az égi gömb átmérője, merőleges a síkra ekliptika. Az ekliptika tengelye két pontban metszi az égi szféra felületét -az ekliptika északi pólusa , az északi féltekén fekvő, ésaz ekliptika déli pólusa , a déli féltekén fekszik. Az ekliptika északi pólusának ekvatoriális koordinátái vannak R.A. = 18h00m, dec = +66°33", és a csillagképben található , a déli pólus pedig R.A. = 6 óra 00 m, dec = -66°33" csillagképben .

Az ekliptika szélességi köre , vagy egyszerűen szélességi kör - az égi gömb nagy félköre, amely áthalad az ekliptika pólusain.

A cikk tartalma

ÉGGÖMB. Amikor az eget figyeljük, úgy tűnik, hogy minden csillagászati ​​tárgy egy kupola alakú felületen helyezkedik el, amelynek közepén a megfigyelő található. Ez a képzeletbeli kupola egy képzeletbeli gömb felső felét alkotja, amelyet "égi gömbnek" neveznek. Alapvető szerepet játszik a csillagászati ​​objektumok helyzetének jelzésében.

Bár a Hold, a bolygók, a Nap és a csillagok különböző távolságra helyezkednek el tőlünk, még a legközelebbiek is olyan messze vannak, hogy szemmel nem tudjuk megbecsülni a távolságukat. A csillagok iránya nem változik, ahogy haladunk a Föld felszínén. (Igaz, a Föld pályája mentén némileg változik, de ezt a parallaxis eltolódást csak a legprecízebb műszerek segítségével lehet észrevenni.)

Számunkra úgy tűnik, hogy az égi gömb forog, mivel a világítótestek keleten kelnek fel és nyugaton nyugszanak. Ennek oka a Föld nyugatról keletre történő forgása. Az égi gömb látszólagos forgása egy képzeletbeli tengely körül megy végbe, amely a Föld forgástengelyét folytatja. Ez a tengely két pontban metszi az égi gömböt, amelyeket északi és déli „égi sarkoknak” neveznek. Az égi északi pólus körülbelül egy fokra fekszik a Sarkcsillagtól, és a déli pólus közelében nincsenek fényes csillagok.

A Föld forgástengelye a Föld keringési síkjára (az ekliptika síkjára) mért merőlegeshez képest körülbelül 23,5°-kal meg van dőlve. Ennek a síknak az égi szférával való metszéspontja egy kört ad - az ekliptikát, a Nap látszólagos útját egy éven keresztül. A Föld tengelyének tájolása a térben szinte változatlan marad. Ezért minden év júniusában, amikor a tengely északi vége a Nap felé billen, magasra emelkedik az égen az északi féltekén, ahol a nappalok meghosszabbodnak, az éjszakák pedig rövidek. Miután decemberben a pálya ellenkező oldalára került, a Földről kiderül, hogy a déli félteke a Nap felé fordította, és északon a nappalok rövidülnek, az éjszakák pedig hosszúak.

A nap- és holdgravitáció hatására azonban a Föld tengelyének tájolása fokozatosan megváltozik. A tengely fő mozgását, amelyet a Nap és a Hold hatása okoz a Föld egyenlítői dudorára, precessziónak nevezzük. A precesszió eredményeként a Föld tengelye lassan forog a pályasíkra merőlegesen, és 26 ezer év alatt 23,5°-os sugarú kúpot ír le. Emiatt néhány évszázad múlva a sark már nem lesz a Sarkcsillag közelében. Ezen túlmenően a Föld tengelye kis oszcillációkat, úgynevezett nutációt szenved, amelyek a Föld és a Hold pályájának ellipticitásával, valamint azzal a ténnyel kapcsolatosak, hogy a Hold keringési síkja enyhén hajlik a Föld síkjához. pálya.

Mint már tudjuk, az égi szféra megjelenése az éjszaka folyamán megváltozik a Föld tengelye körüli forgása miatt. De még ha egész évben egy időben figyeljük is az eget, megjelenése megváltozik a Föld Nap körüli forradalma miatt. A teljes 360°-os pályához a Földnek kb. 365 1/4 nap – körülbelül egy fok naponta. Egyébként egy nap, pontosabban szoláris nap az az idő, amely alatt a Föld egyszer megfordul a tengelye körül a Naphoz képest. Ez abból az időből áll, amely alatt a Föld elfordul a csillagokhoz képest („sziderikus nap”), plusz egy rövid időből – körülbelül négy percből – ahhoz, hogy a forgás naponta egy fokkal kompenzálja a Föld keringési mozgását. Így egy év alatt kb. 365 1/4 szoláris nap és kb. 366 1/4 csillag.

A Föld egy bizonyos pontjáról megfigyelve a pólusok közelében található csillagok vagy mindig a horizont felett vannak, vagy soha nem emelkednek fel. Az összes többi csillag felkel és nyugszik, és minden nap 4 perccel hamarabb kel fel és nyugszik, mint az előző napon. Egyes csillagok és csillagképek télen éjszaka emelkednek az égen - "télnek", míg másokat "nyárnak" hívjuk.

Így az égi szféra megjelenését háromszor határozza meg: a Föld forgásához kapcsolódó napszak; a Nap körüli forradalomhoz kapcsolódó évszak; a precesszióhoz köthető korszak (bár ez utóbbi hatás „szemmel” még 100 év múlva is alig észrevehető).

Koordináta rendszerek.

Az égi szférán lévő objektumok helyzetének jelzésére különféle módok állnak rendelkezésre. Mindegyik alkalmas egy adott típusú feladatra.

Alt-azimut rendszer.

Egy objektum helyzetének jelzésére az égen a megfigyelőt körülvevő földi objektumokhoz képest „alt-azimut” vagy „vízszintes” koordinátarendszert használnak. Ez jelzi egy objektum horizont feletti szögtávolságát, amelyet „magasságnak” neveznek, valamint „azimutját” - a horizont mentén elhelyezkedő szögtávolságot egy hagyományos ponttól egy közvetlenül az objektum alatt fekvő pontig. A csillagászatban az azimutot a déli ponttól nyugatra, a geodéziában és a navigációban pedig az északi ponttól keletre mérik. Ezért az azimut használata előtt meg kell találnia, hogy melyik rendszerben van feltüntetve. Az égen közvetlenül a fejed felett lévő pont magassága 90°, és ezt „zenitnek” nevezik, a vele átlósan ellentétes pontot (a lábad alatt) pedig „nadirnak”. Sok probléma esetén fontos az égi szféra nagy köre, amelyet „égi meridiánnak” neveznek; áthalad a világ zenitjén, nadírján és pólusain, és észak és dél pontjain keresztezi a horizontot.

Egyenlítői rendszer.

A Föld forgása miatt a csillagok folyamatosan mozognak a horizonthoz és a kardinális pontokhoz képest, és a vízszintes rendszerben változnak a koordinátáik. Néhány csillagászati ​​probléma esetén azonban a koordinátarendszernek függetlennek kell lennie a megfigyelő helyzetétől és a napszaktól. Az ilyen rendszert „egyenlítőinek” nevezik; koordinátái a földrajzi szélességi és hosszúsági fokokhoz hasonlítanak. Ebben a földi egyenlítő síkja, az égi szférával való metszéspontig kiterjesztve, meghatározza a fő kört - az „égi egyenlítőt”. A csillagok "deklinációja" a szélességi fokra hasonlít, és az égi egyenlítőtől északra vagy délre lévő szögtávolságával mérik. Ha egy csillag pontosan a zenitben látható, akkor a megfigyelési hely szélessége megegyezik a csillag deklinációjával. A földrajzi hosszúság a csillag „jobbra emelkedésének” felel meg. Az ekliptika és az égi egyenlítő metszéspontjától keletre mérik, amelyen a Nap márciusban halad el, az északi féltekén a tavasz kezdetének, a déli féltekén pedig az ősz kezdetének napján. Ezt a csillagászat szempontjából fontos pontot a „Kos első pontjának” vagy „tavaszi napéjegyenlőség pontjának” nevezik, és a jellel jelölik. A jobb emelkedési értékeket általában órákban és percekben adják meg, 24 órát tekintve 360°-nak.

Az egyenlítői rendszert távcsővel történő megfigyeléskor használjuk. A teleszkóp úgy van felszerelve, hogy az égi pólus felé irányuló tengely körül keletről nyugatra tud forogni, ezáltal kompenzálja a Föld forgását.

Egyéb rendszerek.

Bizonyos célokra más koordinátarendszereket is használnak az égi szférán. Például a naprendszerben a testek mozgásának tanulmányozásakor olyan koordinátarendszert használnak, amelynek fő síkja a Föld pályájának síkja. A Galaxis szerkezetét egy koordinátarendszerben vizsgálják, amelynek fő síkja a Galaxis egyenlítői síkja, amelyet az égbolton a Tejútrendszeren áthaladó kör ábrázol.

Koordinátarendszerek összehasonlítása.

A vízszintes és egyenlítői rendszerek legfontosabb részleteit az ábrákon mutatjuk be. A táblázatban ezeket a rendszereket összehasonlítjuk a földrajzi koordinátarendszerrel.

táblázat: Koordinátarendszerek összehasonlítása

KOORDINÁTARENDSZEREK ÖSSZEHASONLÍTÁSA
Jellegzetes	Alt-azimut rendszer	Egyenlítői rendszer	Földrajzi rendszer
Fő kör	Horizont	Égi egyenlítő	Egyenlítő
lengyelek	Zenit és nadír	A világ északi és déli pólusa	Északi és Déli-sark
Szögtávolság a főkörtől	Magasság	Hanyatlás	Szélességi kör
Szögtávolság az alapkör mentén	Azimut	Jobb felemelkedés	Hosszúság
Referenciapont a főkörön	Déli pont a láthatáron (geodéziában – északi pont)	Tavaszi napéjegyenlőség pont	Metszéspont a greenwichi meridiánnal

Átmenet egyik rendszerről a másikra.

Gyakran előfordul, hogy ki kell számítani az egyenlítői koordinátákat a csillagok alt-azimutális koordinátáiból, és fordítva. Ehhez ismerni kell a megfigyelés pillanatát és a megfigyelő helyzetét a Földön. Matematikailag a feladatot egy gömbháromszög segítségével oldjuk meg, amelynek csúcsai a zenitben, az északi égi pólusban és az X csillagban vannak; "csillagászati ​​háromszögnek" hívják.

Az északi égi pólus csúcsával bezárt szöget a megfigyelő meridiánja és az égi szféra valamely pontja közötti irány között e pont „óraszögének” nevezzük; a meridiántól nyugatra mérik. A tavaszi napéjegyenlőség óraszögét, órában, percben és másodpercben kifejezve, a megfigyelési ponton „sziderális időnek” (Si. T. - sziderális időnek) nevezik. És mivel a csillag jobb felemelkedése egyben a felé irányuló irány és a tavaszi napéjegyenlőség pontja közötti poláris szög is, a sziderális idő egyenlő a megfigyelő meridiánján fekvő összes pont jobb felemelkedésével.

Így az égi szféra bármely pontjának óraszöge egyenlő a sziderális idő és annak jobbra emelkedése közötti különbséggel:

Legyen a megfigyelő szélessége j. Ha megadjuk a csillag egyenlítői koordinátáit aÉs d, akkor annak vízszintes koordinátáit AÉs a következő képletekkel számítható ki:

Az inverz problémát is megoldhatja: a mért értékek felhasználásával AÉs h, az idő ismeretében számolja ki aÉs d. Hanyatlás d közvetlenül az utolsó képletből számítva, majd az utolsó előttiből számolva N, és az elsőből számítják ki, ha ismert a sziderális idő a.

Az égi szféra ábrázolása.

A tudósok évszázadok óta keresték a legjobb módszereket az égi szféra megjelenítésére tanulmányozás vagy demonstráció céljából. Kétféle modellt javasoltak: kétdimenziós és háromdimenziós modellt.

Az égi gömb ugyanúgy ábrázolható síkon, mint a gömb alakú Föld a térképeken. Mindkét esetben geometriai vetületi rendszert kell választani. Az első kísérlet arra, hogy az égi szféra egyes részeit egy síkban ábrázolják, az ókori emberek barlangjaiban csillagkonfigurációkat ábrázoló sziklafestmények voltak. Napjainkban különféle csillagtérképek léteznek, amelyeket kézzel rajzolt vagy fényképes csillagatlaszok formájában adnak ki, amelyek az egész égboltot lefedik.

Az ókori kínai és görög csillagászok az égi szférát a "karmilláris szféra" néven ismert modellben alkották meg. Fém körökből vagy gyűrűkből áll, amelyek össze vannak kapcsolva, hogy az égi szféra legfontosabb köreit mutassák. Manapság gyakran használnak csillaggömböket, amelyeken a csillagok helyzetét és az égi szféra fő köreit jelölik. Az armilláris gömböknek és földgömböknek van egy közös hátránya: a csillagok helyzetét és a körök jelzéseit a külső, domború oldalukon jelöljük, amit kívülről nézünk, míg az eget „belülről” nézzük, ill. a csillagok számunkra úgy tűnik, hogy az égi szféra homorú oldalán helyezkednek el. Ez néha zavarokhoz vezet a csillagok és a csillagképek mozgási irányaiban.

Az égi szféra legvalósághűbb ábrázolását egy planetárium adja. A csillagok optikai vetítése egy félgömb alakú képernyőre belülről lehetővé teszi, hogy nagyon pontosan reprodukálja az égbolt megjelenését és a rajta lévő világítótestek mindenféle mozgását.

Égi gömb – tetszőleges sugarú képzeletbeli gömb, amelyet a csillagászat leírására használnak kölcsönös rendelkezések ragyogott az égen. A számítások egyszerűsége érdekében a sugarát vettük egyenlő eggyel; Az égi szféra középpontja a megoldandó problémától függően a megfigyelő pupillájával, a Föld, a Hold, a Nap középpontjával vagy akár egy tetszőleges térponttal kombinálódik.

Az égi szféra ötlete az ókorban merült fel. Azon a vizuális benyomáson alapult, hogy létezik egy kristálykupola az égbolton, amelyen mintha a csillagok rögzítettek volna. Az ókori népek fejében az égi szféra volt a Világegyetem legfontosabb eleme. A csillagászat fejlődésével ez az égi szféráról alkotott nézet eltűnt. Az égi gömb ősi időkben lefektetett geometriája azonban a fejlődés és javítás eredményeként modern formát kapott, amelyben a különféle számítások megkönnyítése érdekében az asztrometriában használják.

Tekintsük az égi gömböt, ahogy az a megfigyelő számára a Föld felszínétől számított középső szélességi fokokon látszik (1. ábra).

Két egyenes vonal játszik, amelyek helyzete fizikai és csillagászati ​​eszközökkel kísérletileg megállapítható fontos szerep az égi szférával kapcsolatos fogalmak meghatározásakor. Az első közülük egy függővonal; Ez egy egyenes, amely egy adott pontban egybeesik a gravitáció irányával. Ez az égi szféra középpontján áthúzott vonal két, egymással átlósan ellentétes pontban metszi azt: a felsőt zenitnek, az alsót nadírnak nevezzük. Az égi gömb középpontján átmenő síkot a függővonalra merőlegesen a matematikai (vagy valódi) horizont síkjának nevezzük. Ennek a síknak az égi szférával való metszésvonalát horizontnak nevezzük.

A második egyenes a világ tengelye - az égi gömb középpontján áthaladó egyenes vonal a Föld forgástengelyével párhuzamosan; Az egész égbolt látható napi forgása a világ tengelye körül. A világ tengelyének az égi szférával való metszéspontjait a világ északi és déli pólusának nevezzük. A világ északi sarkához közeli csillagok közül a legszembetűnőbb sarkcsillag. Fényes csillagok A Déli-sark közelében nincs világ.

Az égi szféra világtengelyére merőleges középpontján áthaladó síkot az égi egyenlítő síkjának nevezzük. Ennek a síknak az égi szférával való metszésvonalát égi egyenlítőnek nevezzük.

Emlékezzünk vissza, hogy azt a kört, amelyet akkor kapunk, ha az égi gömböt a középpontján áthaladó sík metszi, a matematikában nagykörnek nevezzük, és ha a sík nem megy át a középponton, akkor kis kört kapunk. A horizont és az égi egyenlítő az égi szféra nagy köreit jelentik, és két egyenlő félgömbre osztják. A horizont az égi szférát látható és láthatatlan féltekékre osztja. Az égi egyenlítő az északi, illetve a déli féltekére osztja.

Az égbolt napi forgása során a világítótestek a világ tengelye körül forognak, és az égi szférán kis köröket írnak le, amelyeket napi párhuzamoknak neveznek; a világ sarkaitól 90°-os távolságra lévő világítótestek az égi szféra nagy körén – az égi egyenlítőn – mozognak.

Miután meghatároztuk a világ függővonalát és tengelyét, nem nehéz meghatározni az égi szféra összes többi síkját és körét.

Az égi szféra középpontján áthaladó síkot, amelyben a függővonal és a világ tengelye egyszerre fekszik, az égi meridián síkjának nevezzük. Ennek a síknak az égi szférával való metszéspontjából induló nagy kört égi meridiánnak nevezzük. Az égi meridián és a horizont metszéspontját, amely közelebb van a világ északi sarkához, északi pontnak nevezzük; átlósan ellentétes - a déli pont. Az ezeken a pontokon áthaladó egyenes a déli vonal.

A horizont azon pontjait, amelyek 90°-ra vannak az északi és déli pontoktól, keleti és nyugati pontoknak nevezzük. Ezt a négy pontot nevezzük a horizont fő pontjainak.

A függővonalon áthaladó síkok nagy körökben metszik az égi gömböt, és függőlegesnek nevezik. Az égi meridián a függőlegesek egyike. A meridiánra merőleges és a keleti és nyugati pontokon áthaladó függőlegest első függőlegesnek nevezzük.

Értelemszerűen a három fő sík - a matematikai horizont, az égi meridián és az első függőleges - egymásra merőleges. Az égi egyenlítő síkja csak az égi meridián síkjára merőleges, a horizont síkjával alkotva diéderes szög. Tovább földrajzi pólusok A Földön az égi egyenlítő síkja egybeesik a horizont síkjával, a Föld egyenlítőjénél pedig merőleges lesz rá. Az első esetben a Föld földrajzi pólusainál a világ tengelye egybeesik egy függővonallal, és a körülményektől függően bármelyik függőlegest fel lehet venni égi meridiánnak. kéznél lévő feladat. A második esetben az egyenlítőnél a világ tengelye a horizont síkjában fekszik, és egybeesik a déli vonallal; A világ északi sarka egybeesik az északi ponttal, a déli sarka pedig a déli ponttal (lásd az ábrát).

Az égi gömb használatakor, amelynek középpontja egybeesik a Föld középpontjával vagy más térbeli ponttal, számos sajátosság is felmerül, de az alapfogalmak - horizont, égi meridián, első függőleges, égi egyenlítő - bevezetésének elve, stb. – ugyanaz marad.

Az égi szféra fő síkjait és köreit a vízszintes, egyenlítői és ekliptikus égi koordináták bemutatásakor, valamint a világítótestek látszólagos napi forgásának jellemzőinek leírásánál használjuk.

Nagy kör, amely akkor keletkezik, amikor az égi gömböt a középpontján áthaladó sík metszi párhuzamos a síkkal A Föld pályáját ekliptikának nevezik. A látható az ekliptika mentén történik évi mozgalom Nap. Az ekliptika és az égi egyenlítő metszéspontja, ahonnan a Nap elhalad Déli félteke az égi szférát északon, a tavaszi napéjegyenlőség pontjának nevezik. Az égi szféra ellentétes pontját őszi napéjegyenlőségnek nevezzük. Az égi gömb középpontján áthaladó egyenes az ekliptika síkjára merőlegesen metszi a gömböt az ekliptika két pólusán: az északi féltekén az északi és a déli féltekén a déli póluson.

Előző cikk: Mekkora a fénysebesség Következő cikk: Harmonikus rezgések Az oszcillációs frekvencia fizikai képlete