Sfera cakerawala ialah sfera khayalan jejari sewenang-wenang dengan pusat pada titik sewenang-wenang, pada permukaannya kedudukan peneraju diplot kerana ia boleh dilihat di langit pada satu ketika dari satu titik tertentu.
Sfera cakerawala berputar. Tidak sukar untuk mengesahkan ini hanya dengan memerhatikan perubahan kedudukan benda angkasa berbanding pemerhati atau ufuk. Jika anda menghalakan kamera ke bintang Ursa Minor dan membuka kanta selama beberapa jam, imej bintang pada plat fotografi akan menggambarkan lengkok, sudut tengahnya adalah sama (Gamb. 17). Bahan dari tapak
Disebabkan oleh putaran sfera cakerawala, setiap kilauan bergerak dalam bulatan kecil, satah yang selari dengan satah khatulistiwa - selari harian. Seperti yang dapat dilihat daripada Rajah 18, selari harian mungkin bersilang dengan ufuk matematik, tetapi mungkin tidak bersilang. Persilangan ufuk oleh luminary dipanggil matahari terbit, jika ia melepasi bahagian atas sfera cakerawala, dan ditetapkan apabila cahaya melepasi bahagian bawah sfera cakerawala. Sekiranya selari harian di mana cahaya bergerak tidak melintasi ufuk, luminary dipanggil tidak menaik atau bukan pelawat bergantung pada tempat ia terletak: sentiasa di bahagian atas atau sentiasa di bahagian bawah sfera cakerawala.
Titik dan garisan sfera cakerawala - bagaimana untuk mencari almucantarate, di mana khatulistiwa cakerawala melepasi, iaitu meridian cakerawala.
Apakah Sfera Celestial
Sfera cakerawala- konsep abstrak, sfera khayalan dengan jejari yang tidak terhingga besar, yang pusatnya adalah pemerhati. Dalam kes ini, pusat sfera cakerawala adalah, seolah-olah, pada tahap mata pemerhati (dengan kata lain, semua yang anda lihat di atas kepala anda dari ufuk ke ufuk adalah sfera ini). Walau bagaimanapun, untuk memudahkan persepsi, kita boleh mempertimbangkan pusat sfera cakerawala dan pusat Bumi tidak ada kesilapan dalam hal ini. Kedudukan bintang, planet, Matahari dan Bulan diplot pada sfera dalam kedudukan di mana ia boleh dilihat di langit pada masa tertentu dari satu titik lokasi pemerhati.
Dalam erti kata lain, walaupun memerhatikan kedudukan bintang di sfera cakerawala, kita, berada di tempat yang berbeza di planet ini, akan sentiasa melihat gambaran yang sedikit berbeza, mengetahui prinsip "kerja" sfera cakerawala, dengan melihat langit malam kita boleh mencari jalan dengan mudah menggunakan teknologi mudah. Mengetahui pandangan atas di titik A, kita akan membandingkannya dengan pemandangan langit di titik B, dan dengan sisihan tanda tempat yang biasa, kita akan dapat memahami di mana kita berada sekarang.
Orang ramai telah lama menghasilkan beberapa alat untuk memudahkan tugas kita. Jika anda menavigasi glob "daratan" hanya menggunakan latitud dan longitud, maka satu siri elemen yang serupa—titik dan garisan—juga disediakan untuk glob "celestial"—sfera cakerawala.
Sfera cakerawala dan kedudukan pemerhati. Jika pemerhati bergerak, maka seluruh sfera yang kelihatan kepadanya akan bergerak.
Unsur-unsur sfera cakerawala
Sfera cakerawala mempunyai beberapa titik ciri, garisan dan bulatan, mari kita pertimbangkan unsur-unsur utama sfera cakerawala.
Pemerhati menegak
Pemerhati menegak- garis lurus yang melalui pusat sfera cakerawala dan bertepatan dengan arah garis tegak pada titik pemerhati. Zenith- titik persilangan menegak pemerhati dengan sfera cakerawala, terletak di atas kepala pemerhati. Nadir- titik persilangan menegak pemerhati dengan sfera cakerawala, bertentangan dengan zenit.
Cakrawala sebenar- bulatan besar pada sfera cakerawala, satahnya berserenjang dengan menegak pemerhati. Horizon sebenar membahagikan sfera cakerawala kepada dua bahagian: hemisfera atas ufuk, di mana zenit terletak, dan hemisfera subhorizontal, di mana nadir terletak.
Paksi mundi (paksi bumi)- garis lurus di mana putaran harian yang boleh dilihat bagi sfera cakerawala berlaku. Paksi dunia adalah selari dengan paksi putaran Bumi, dan bagi pemerhati yang terletak di salah satu kutub Bumi, ia bertepatan dengan paksi putaran Bumi. Putaran harian jelas sfera cakerawala adalah pantulan putaran harian sebenar Bumi di sekeliling paksinya. Kutub langit adalah titik persilangan paksi dunia dengan sfera cakerawala. Kutub cakerawala, yang terletak di kawasan buruj Ursa Minor, dipanggil Kutub Utara dunia, dan kutub bertentangan dipanggil Kutub Selatan.
Bulatan besar pada sfera cakerawala, satahnya berserenjang dengan paksi dunia. Satah khatulistiwa cakerawala membahagikan sfera cakerawala kepada hemisfera utara, di mana Kutub Utara terletak, dan hemisfera selatan, di mana terletaknya Kutub Selatan.
Atau meridian pemerhati ialah bulatan besar pada sfera cakerawala, melalui kutub dunia, zenit dan nadir. Ia bertepatan dengan satah meridian bumi pemerhati dan membahagikan sfera cakerawala kepada timur Dan hemisfera barat.
Titik utara dan selatan- titik persilangan meridian cakerawala dengan ufuk sebenar. Titik paling hampir dengan Kutub Utara dunia dipanggil titik utara ufuk sebenar C, dan titik paling hampir dengan Kutub Selatan dunia dipanggil titik selatan S. Titik timur dan barat ialah titik persilangan khatulistiwa cakerawala dengan ufuk sebenar.
Talian Tengah Hari- garis lurus dalam satah ufuk sebenar yang menghubungkan titik utara dan selatan. Garis ini dipanggil tengah hari kerana pada waktu tengah hari mengikut waktu suria sebenar tempatan, bayang-bayang tiang menegak bertepatan dengan garis ini, iaitu, dengan meridian sebenar titik tertentu.
Titik persilangan meridian cakerawala dengan khatulistiwa cakerawala. Titik yang paling hampir dengan titik selatan ufuk dipanggil titik selatan khatulistiwa cakerawala, dan titik yang paling hampir dengan titik utara ufuk ialah titik utara khatulistiwa cakerawala.
Menegak cahaya
Menegak cahaya, atau bulatan ketinggian, - bulatan besar pada sfera cakerawala, melalui zenit, nadir dan luminary. Tegak pertama ialah menegak yang melalui titik timur dan barat.
Bulatan kemerosotan, atau , ialah bulatan besar pada sfera cakerawala, melalui kutub dunia dan cahaya.
Bulatan kecil pada sfera cakerawala yang dilukis melalui luminary selari dengan satah khatulistiwa cakerawala. Pergerakan harian yang jelas bagi peneraju berlaku sepanjang selari harian.
Tokoh Almucantarat
Tokoh Almucantarat- bulatan kecil pada sfera cakerawala yang dilukis melalui luminary selari dengan satah ufuk sebenar.
Semua elemen sfera cakerawala yang dinyatakan di atas digunakan secara aktif untuk menyelesaikan masalah praktikal orientasi dalam ruang dan menentukan kedudukan peneraju. Bergantung pada tujuan dan keadaan pengukuran, dua sistem berbeza digunakan koordinat cakerawala sfera.
Dalam satu sistem, luminary berorientasikan relatif kepada ufuk sebenar dan dipanggil sistem ini, dan dalam satu lagi, relatif kepada khatulistiwa cakerawala dan dipanggil.
Dalam setiap sistem ini, kedudukan bintang pada sfera cakerawala ditentukan oleh dua kuantiti sudut, sama seperti kedudukan titik di permukaan Bumi ditentukan menggunakan latitud dan longitud.
Kandungan artikel
Sfera SELESTIAL. Apabila kita memerhati langit, semua objek astronomi kelihatan terletak pada permukaan berbentuk kubah, di tengah-tengahnya terdapat pemerhati. Kubah khayalan ini membentuk bahagian atas sfera khayalan yang dipanggil "sfera cakerawala." Ia memainkan peranan asas dalam menunjukkan kedudukan objek astronomi.
Paksi putaran Bumi dicondongkan kira-kira 23.5° berbanding serenjang dengan satah orbit Bumi (kepada satah ekliptik). Persilangan satah ini dengan sfera cakerawala memberikan bulatan - ekliptik, laluan jelas Matahari selama setahun. Orientasi paksi bumi di angkasa kekal hampir tidak berubah. Oleh itu, setiap tahun pada bulan Jun, apabila hujung utara paksi condong ke arah Matahari, ia naik tinggi di langit di Hemisfera Utara, di mana hari menjadi panjang dan malam pendek. Setelah berpindah ke seberang orbit pada bulan Disember, Bumi ternyata berpaling ke arah Matahari oleh Hemisfera Selatan, dan di utara kita hari menjadi pendek dan malam menjadi panjang. Cm. Juga MUSIM.
Walau bagaimanapun, di bawah pengaruh graviti suria dan bulan, orientasi paksi bumi berubah secara beransur-ansur. Pergerakan utama paksi yang disebabkan oleh pengaruh Matahari dan Bulan pada bonjolan khatulistiwa Bumi dipanggil precession. Hasil daripada precession, paksi bumi perlahan-lahan berputar mengelilingi serenjang dengan satah orbit, menggambarkan sebuah kon dengan jejari 23.5° selama 26 ribu tahun. Atas sebab ini, selepas beberapa abad kutub itu tidak lagi berada berhampiran Bintang Utara. Di samping itu, paksi Bumi mengalami ayunan kecil yang dipanggil nutasi, yang dikaitkan dengan eliptik orbit Bumi dan Bulan, serta fakta bahawa satah orbit Bulan condong sedikit ke satah Bumi. orbit.
Seperti yang kita sedia maklum, rupa sfera cakerawala berubah pada waktu malam disebabkan oleh putaran Bumi mengelilingi paksinya. Tetapi walaupun anda memerhati langit pada masa yang sama sepanjang tahun, penampilannya akan berubah disebabkan oleh revolusi Bumi mengelilingi Matahari. Untuk orbit 360° yang lengkap, Bumi memerlukan lebih kurang. 365 1/4 hari – kira-kira satu darjah setiap hari. Ngomong-ngomong, hari, atau lebih tepat lagi hari suria, ialah masa di mana Bumi berputar sekali mengelilingi paksinya berhubung dengan Matahari. Ia terdiri daripada masa yang diperlukan untuk Bumi berputar berbanding bintang ("hari sidereal"), ditambah masa yang singkat—kira-kira empat minit—yang diperlukan untuk putaran mengimbangi pergerakan orbit Bumi sebanyak satu darjah setiap hari. Oleh itu, dalam setahun lebih kurang. 365 1/4 hari suria dan lebih kurang. 366 1/4 bintang.
Apabila diperhatikan dari titik tertentu di Bumi, bintang yang terletak berhampiran kutub sama ada sentiasa di atas ufuk atau tidak pernah naik di atasnya. Semua bintang lain timbul dan terbenam, dan setiap hari terbit dan terbenam setiap bintang berlaku 4 minit lebih awal daripada hari sebelumnya. Beberapa bintang dan buruj naik di langit pada waktu malam pada musim sejuk - kami memanggilnya "musim sejuk", sementara yang lain "musim panas".
Oleh itu, penampilan sfera cakerawala ditentukan oleh tiga kali: masa hari yang dikaitkan dengan putaran Bumi; masa tahun yang dikaitkan dengan revolusi mengelilingi Matahari; zaman yang dikaitkan dengan precession (walaupun kesan yang terakhir hampir tidak dapat dilihat "dengan mata" walaupun dalam 100 tahun).
Sistem koordinat.
Terdapat pelbagai cara untuk menunjukkan kedudukan objek pada sfera cakerawala. Setiap daripada mereka sesuai untuk jenis tugas tertentu.
Sistem Alt-azimut.
Untuk menunjukkan kedudukan objek di langit berhubung dengan objek bumi yang mengelilingi pemerhati, sistem koordinat "alt-azimut" atau "mendatar" digunakan. Ia menunjukkan jarak sudut objek di atas ufuk, dipanggil "ketinggian," serta "azimut" - jarak sudut sepanjang ufuk dari titik konvensional ke titik yang terletak betul-betul di bawah objek. Dalam astronomi, azimut diukur dari titik selatan ke barat, dan dalam geodesi dan navigasi - dari titik utara ke timur. Oleh itu, sebelum menggunakan azimut, anda perlu mengetahui dalam sistem mana ia ditunjukkan. Titik di langit betul-betul di atas kepala anda mempunyai ketinggian 90° dan dipanggil "zenit", dan titik yang bertentangan dengannya (di bawah kaki anda) dipanggil "nadir." Untuk banyak masalah, bulatan besar sfera cakerawala, yang dipanggil "meridian cakerawala", adalah penting; ia melalui zenit, nadir dan kutub dunia, dan melintasi ufuk di titik utara dan selatan.
Sistem khatulistiwa.
Disebabkan oleh putaran Bumi, bintang sentiasa bergerak relatif kepada ufuk dan titik kardinal, dan koordinatnya dalam sistem mendatar berubah. Tetapi untuk beberapa masalah astronomi, sistem koordinat mestilah bebas daripada kedudukan pemerhati dan masa hari. Sistem sedemikian dipanggil "khatulistiwa"; koordinatnya menyerupai latitud dan longitud geografi. Di dalamnya, satah khatulistiwa bumi, dilanjutkan ke persimpangan dengan sfera cakerawala, mentakrifkan bulatan utama - "khatulistiwa langit". "Deklinasi" bintang menyerupai latitud dan diukur dengan jarak sudutnya ke utara atau selatan khatulistiwa cakerawala. Jika bintang kelihatan tepat pada zenit, maka latitud lokasi cerapan adalah sama dengan deklinasi bintang itu. Longitud geografi sepadan dengan "kenaikan kanan" bintang. Ia diukur di sebelah timur titik persilangan ekliptik dengan khatulistiwa cakerawala, yang dilalui Matahari pada bulan Mac, pada hari permulaan musim bunga di Hemisfera Utara dan musim luruh di Selatan. Titik ini, penting untuk astronomi, dipanggil "titik pertama Aries", atau "titik ekuinoks vernal", dan ditetapkan oleh tanda. Nilai kenaikan kanan biasanya diberikan dalam jam dan minit, dengan mengambil kira 24 jam bersamaan dengan 360°.
Sistem khatulistiwa digunakan apabila memerhati dengan teleskop. Teleskop dipasang supaya ia boleh berputar dari timur ke barat mengelilingi paksi yang diarahkan ke arah kutub cakerawala, dengan itu mengimbangi putaran Bumi.
Sistem lain.
Untuk beberapa tujuan, sistem koordinat lain pada sfera cakerawala juga digunakan. Sebagai contoh, apabila mengkaji pergerakan jasad dalam sistem suria, mereka menggunakan sistem koordinat yang satah utamanya ialah satah orbit bumi. Struktur Galaksi dikaji dalam sistem koordinat, satah utamanya ialah satah khatulistiwa Galaksi, yang diwakili di langit oleh bulatan yang melalui Bima Sakti.
Perbandingan sistem koordinat.
Butiran terpenting sistem mendatar dan khatulistiwa ditunjukkan dalam rajah. Dalam jadual, sistem ini dibandingkan dengan sistem koordinat geografi.
| PERBANDINGAN SISTEM KOORDINAT | |||
| Ciri | Sistem Alt-azimut | Sistem khatulistiwa | Sistem geografi |
| Bulatan utama | Horizon | Khatulistiwa cakerawala | Khatulistiwa |
| tiang | Zenith dan nadir | Kutub utara dan selatan dunia | Kutub Utara dan Selatan |
| Jarak sudut dari bulatan utama | Ketinggian | Kemerosotan | Latitud |
| Jarak sudut sepanjang bulatan asas | Azimuth | Kenaikan yang betul | Longitud |
| Titik rujukan pada bulatan utama | Titik selatan di kaki langit (dalam geodesi - titik utara) |
Titik ekuinoks vernal | Persimpangan dengan meridian Greenwich |
Peralihan dari satu sistem ke sistem yang lain.
Selalunya terdapat keperluan untuk mengira koordinat khatulistiwanya daripada koordinat alt-azimut bintang, dan sebaliknya. Untuk melakukan ini, adalah perlu untuk mengetahui momen pemerhatian dan kedudukan pemerhati di Bumi. Secara matematik, masalah diselesaikan menggunakan segi tiga sfera dengan bucu pada zenit, kutub cakerawala utara dan bintang X; ia dipanggil "segitiga astronomi".
Sudut dengan bucu di kutub cakerawala utara antara meridian pemerhati dan arah ke beberapa titik pada sfera cakerawala dipanggil "sudut jam" titik ini; ia diukur di barat meridian. Sudut jam ekuinoks vernal, dinyatakan dalam jam, minit dan saat, dipanggil "masa sidereal" (Si. T. - masa sidereal) pada titik cerapan. Dan oleh kerana kenaikan kanan bintang juga merupakan sudut kutub antara arah ke arahnya dan titik ekuinoks vernal, masa sidereal adalah sama dengan kenaikan kanan semua titik yang terletak pada meridian pemerhati.
Oleh itu, sudut jam mana-mana titik pada sfera cakerawala adalah sama dengan perbezaan antara masa sidereal dan kenaikan kanannya:
Biar latitud pemerhati j. Jika koordinat khatulistiwa bintang diberikan a Dan d, kemudian koordinat mendatarnya A Dan boleh dikira menggunakan formula berikut:
Anda juga boleh menyelesaikan masalah songsang: menggunakan nilai yang diukur A Dan h, mengetahui masa, mengira a Dan d. Kemerosotan d dikira terus daripada formula terakhir, kemudian dikira daripada formula kedua N, dan dari yang pertama, jika masa sidereal diketahui, ia dikira a.
Perwakilan sfera cakerawala.
Selama berabad-abad, saintis telah mencari cara terbaik untuk mewakili sfera cakerawala untuk kajian atau demonstrasi. Dua jenis model telah dicadangkan: dua dimensi dan tiga dimensi.
Sfera cakerawala boleh digambarkan pada satah dengan cara yang sama seperti Bumi sfera digambarkan pada peta. Dalam kedua-dua kes, adalah perlu untuk memilih sistem unjuran geometri. Percubaan pertama untuk mewakili bahagian sfera cakerawala pada satah adalah lukisan batu konfigurasi bintang di gua orang purba. Pada masa kini, terdapat pelbagai peta bintang, diterbitkan dalam bentuk lukisan tangan atau atlas bintang fotografi yang meliputi seluruh langit.
Ahli astronomi Cina dan Yunani kuno mengkonseptualisasikan sfera cakerawala dalam model yang dikenali sebagai "sfera armillary." Ia terdiri daripada bulatan logam atau cincin yang disambungkan bersama untuk menunjukkan bulatan yang paling penting bagi sfera cakerawala. Pada masa kini, bola bintang sering digunakan, di mana kedudukan bintang dan bulatan utama sfera cakerawala ditandakan. Sfera dan glob armillary mempunyai kelemahan yang sama: kedudukan bintang dan tanda bulatan ditanda pada bahagian luarnya yang cembung, yang kita lihat dari luar, sementara kita melihat langit "dari dalam," dan bintang seolah-olah kita diletakkan di bahagian cekung sfera cakerawala. Ini kadang-kadang membawa kepada kekeliruan dalam arah pergerakan bintang dan angka buruj.
Perwakilan sfera cakerawala yang paling realistik disediakan oleh planetarium. Unjuran optik bintang pada skrin hemisfera dari dalam membolehkan anda menghasilkan semula rupa langit dan semua jenis pergerakan cahaya di atasnya dengan sangat tepat.
Kuliah Bil 2. Sfera cakerawala, perkara utamanya.
1. Sistem koordinat cakerawala mendatar dan khatulistiwa.
2. Kenaikan yang betul. Penurunan cahaya.
3. Menjalankan pemerhatian astronomi petang di langit berbintang.
Sfera cakerawala. Titik asas, garisan dan bulatan pada sfera cakerawala
Sfera cakerawala ialah sfera dari mana-mana jejari dengan pusat pada titik sewenang-wenangnya di angkasa. Bergantung kepada rumusan masalah, pusatnya diambil sebagai mata pemerhati, pusat instrumen, pusat Bumi, dsb.
Mari kita pertimbangkan titik utama dan bulatan sfera cakerawala, yang pusatnya dianggap sebagai mata pemerhati (Rajah 72). Mari kita lukis garis tegak melalui pusat sfera cakerawala. Titik persilangan garis tegak dengan sfera dipanggil zenit Z dan nadir n.
nasi. 72.
Satah yang melalui pusat sfera cakerawala berserenjang dengan garis paip dipanggilsatah ufuk sebenar.
Satah ini, bersilang dengan sfera cakerawala, membentuk bulatan besar yang dipanggil ufuk sebenar. Yang terakhir membahagikan sfera cakerawala kepada dua bahagian: di atas ufuk dan di bawah ufuk.
Garis lurus yang melalui pusat sfera cakerawala yang selari dengan paksi bumi dipanggil paksi mundi. Titik persilangan paksi dunia dengan sfera cakerawala dipanggil kutub dunia. Salah satu kutub, sepadan dengan kutub Bumi, dipanggil kutub cakerawala utara dan dinamakan Pn, yang lain ialah kutub cakerawala selatan Ps.
Satah QQ yang melalui pusat sfera cakerawala yang berserenjang dengan paksi dunia dipanggil satah khatulistiwa cakerawala. Satah ini, bersilang dengan sfera cakerawala, membentuk bulatan besar -khatulistiwa langit, yang membahagikan sfera cakerawala kepada bahagian utara dan selatan.
Bulatan besar sfera cakerawala yang melalui kutub cakerawala, zenit dan nadir, dipanggil meridian pemerhati PN nPsZ. Paksi mundi membahagikan meridian pemerhati kepada bahagian PN ZPs tengah hari dan bahagian PN nPs tengah malam.
Meridian pemerhati bersilang dengan ufuk sebenar pada dua titik: titik utara N dan titik selatan S. Garis lurus yang menghubungkan titik utara dan selatan dipanggil barisan tengah hari.
Jika anda melihat dari pusat sfera ke titik N, maka di sebelah kanan akan terdapat titik timur O st , dan di sebelah kiri ialah titik barat W. Bulatan kecil sfera cakerawala aa", selari dengan satah ufuk sebenar, dipanggilalmucantarates; bb kecil" selari dengan satah khatulistiwa cakerawala, -persamaan syurga.
Bulatan sfera cakerawala Zon yang melalui titik zenit dan nadir dipanggil menegak. Tegak yang melalui titik timur dan barat dipanggil menegak pertama.
Bulatan sfera cakerawala PNoP yang melalui kutub dunia dipanggil bulatan deklinasi.
Meridian pemerhati ialah menegak dan bulatan deklinasi. Ia membahagikan sfera cakerawala kepada dua bahagian - timur dan barat.
Kutub cakerawala yang terletak di atas ufuk (di bawah ufuk) dipanggil kutub cakerawala dinaikkan (diturunkan). Nama tiang cakerawala yang ditinggikan sentiasa sama dengan nama latitud tempat itu.
Paksi dunia membuat sudut dengan satah ufuk sebenar sama dengan latitud geografi tempat itu.
Kedudukan penerang pada sfera cakerawala ditentukan menggunakan sistem koordinat sfera. Dalam astronomi nautika, sistem koordinat mendatar dan khatulistiwa digunakan.
Idea sfera cakerawala timbul pada zaman dahulu; ia berdasarkan gambaran visual tentang kewujudan peti besi berkubah syurga. Tanggapan ini disebabkan oleh fakta bahawa, akibat jarak yang sangat besar dari benda-benda angkasa, mata manusia tidak dapat menghargai perbezaan jarak dengan mereka, dan mereka kelihatan sama jauh. Di kalangan orang purba, ini dikaitkan dengan kehadiran sfera sebenar yang membatasi seluruh dunia dan membawa banyak bintang di permukaannya. Oleh itu, pada pandangan mereka, sfera cakerawala adalah unsur terpenting Alam Semesta. Dengan perkembangan pengetahuan saintifik, pandangan sfera cakerawala ini hilang. Walau bagaimanapun, geometri sfera cakerawala, yang ditetapkan pada zaman purba, sebagai hasil pembangunan dan penambahbaikan, menerima bentuk moden, di mana ia digunakan dalam astrometri.
Unsur-unsur sfera cakerawala
Garis tegak dan konsep yang berkaitan
Rajah menunjukkan nisbah , Dan (dalam pelbagai takrifan). Perhatikan bahawa zenit adalah bertentangan dengan nadir.
Talian paip - garis lurus yang melalui pusat sfera cakerawala dan titik cerapan di permukaan Bumi. Garis tegak memotong permukaan sfera cakerawala pada dua titik - di atas kepala pemerhati dan di bawah kaki pemerhati.
Horizon sebenar (matematik). - bulatan besar sfera cakerawala, satahnya berserenjang dengan garis paip. Horizon sebenar membahagikan permukaan sfera cakerawala kepada dua hemisfera:hemisfera yang kelihatan dengan bahagian atas di zenith danhemisfera yang tidak kelihatan dengan bahagian atas di nadir. Horizon sebenar tidak bertepatan dengan ufuk yang kelihatan disebabkan oleh ketinggian titik cerapan di atas permukaan bumi, serta disebabkan oleh lenturan sinar cahaya di atmosfera.
Bulatan ketinggian atau menegak luminary - separuh bulatan besar sfera cakerawala yang melalui luminary, zenit dan nadir.Almucantarat (Bahasa Arab" ") - bulatan kecil sfera cakerawala, satah yang selari dengan satah ufuk matematik. Bulatan ketinggian dan almucantarat membentuk grid koordinat yang menentukan koordinat mendatar cahaya.
Putaran harian sfera cakerawala dan konsep yang berkaitan
Garis khayalan yang melalui pusat dunia, di mana sfera cakerawala berputar. Paksi dunia bersilang dengan permukaan sfera cakerawala pada dua titik -kutub utara dunia Dan kutub selatan dunia . Putaran sfera cakerawala berlaku mengikut arah lawan jam mengelilingi kutub utara apabila melihat sfera cakerawala dari dalam.
Bulatan besar sfera cakerawala, yang satahnya berserenjang dengan paksi dunia dan melalui pusat sfera cakerawala. Khatulistiwa cakerawala membahagikan sfera cakerawala kepada dua hemisfera:utara Dan selatan .
Bulatan deklinasi cahaya - bulatan besar sfera cakerawala yang melalui kutub dunia dan cahaya yang diberikan.
selari harian - bulatan kecil sfera cakerawala, yang satahnya selari dengan satah khatulistiwa cakerawala. Pergerakan harian yang boleh dilihat para peneraju berlaku sepanjang selari harian. Bulatan deklinasi dan selari harian membentuk grid koordinat pada sfera cakerawala yang menentukan koordinat khatulistiwa bintang.
Istilah yang lahir di persimpangan konsep "Garisan Plumb" dan "Putaran Sfera Celestial"
Khatulistiwa samawi bersilang dengan ufuk matematik dititik timur Dan titik barat . Titik timur ialah titik di mana titik-titik sfera cakerawala yang berputar naik dari ufuk. Separuh bulatan ketinggian yang melalui titik timur dipanggilmenegak pertama .
Meridian cakerawala - bulatan besar sfera cakerawala, yang satahnya melalui garis paip dan paksi dunia. Meridian cakerawala membahagikan permukaan sfera cakerawala kepada dua hemisfera:hemisfera timur Dan hemisfera barat .
Talian Tengah Hari - garis persilangan satah meridian cakerawala dan satah ufuk matematik. Garis tengah hari dan meridian cakerawala bersilang dengan ufuk matematik pada dua titik:titik utara Dan arah selatan . Titik utara adalah titik yang lebih dekat dengan kutub utara dunia.
Pergerakan tahunan Matahari merentasi sfera cakerawala dan konsep yang berkaitan
P,P" - kutub cakerawala, T,T" - titik ekuinoks, E, C - titik solstis, P, P" - kutub ekliptik, PP" - paksi cakerawala, PP" - paksi ekliptik, ATQT" - khatulistiwa cakerawala, DLL "- ekliptik
Bulatan besar sfera cakerawala di mana pergerakan tahunan yang jelas berlaku . Satah ekliptik bersilang dengan satah khatulistiwa cakerawala pada sudut ε = 23°26".
Dua titik di mana ekliptik bersilang dengan khatulistiwa cakerawala dipanggil titik. DALAM ekuinoks vernal Matahari dalam pergerakan tahunannya bergerak dari hemisfera selatan sfera cakerawala ke utara; Vekuinoks musim luruh - dari hemisfera utara ke selatan. Dua titik ekliptik, dijarakkan 90° dari titik ekuinoks dan dengan itu jarak maksimum dari khatulistiwa cakerawala, dipanggil titik . Titik solstis musim panas terletak di hemisfera utara,titik solstis musim sejuk - di hemisfera selatan. Empat mata ini ditunjukkan oleh simbol♈ ), ekuinoks musim luruh - tanda Libra (♎ ), solstis musim sejuk - tanda Capricorn (♑ ), solstis musim panas - tanda Kanser (♋ )
Diameter sfera cakerawala berserenjang dengan satah ekliptik. Paksi ekliptik bersilang dengan permukaan sfera cakerawala pada dua titik -kutub utara ekliptik , terletak di hemisfera utara, dankutub selatan ekliptik , terletak di hemisfera selatan. Kutub utara ekliptik mempunyai koordinat khatulistiwa R.A. = 18j00m, Dis = +66°33", dan terletak dalam buruj , dan kutub selatan ialah R.A. = 6j00m, Dis = −66°33" dalam buruj .
Bulatan latitud ekliptik , atau hanya bulatan latitud - separuh bulatan besar sfera cakerawala melalui kutub ekliptik.
Orang pada zaman dahulu percaya bahawa semua bintang terletak di sfera cakerawala, yang secara keseluruhannya berputar mengelilingi Bumi. Sudah lebih daripada 2,000 tahun yang lalu, ahli astronomi mula menggunakan kaedah yang memungkinkan untuk menunjukkan lokasi mana-mana jasad di sfera cakerawala berhubung dengan objek angkasa lain atau mercu tanda tanah. Konsep sfera cakerawala mudah digunakan walaupun sekarang, walaupun kita tahu bahawa sfera ini tidak benar-benar wujud.
Sfera cakerawala -permukaan sfera khayalan jejari sewenang-wenangnya, di tengah-tengahnya terletak mata pemerhati, dan di atasnya kami menayangkan kedudukan benda angkasa.Konsep sfera cakerawala digunakan untuk ukuran sudut di langit, untuk kemudahan penaakulan tentang fenomena cakerawala yang paling mudah dilihat, untuk pelbagai pengiraan, contohnya, mengira masa matahari terbit dan terbenam.
Mari kita bina sfera cakerawala dan lukis sinar dari pusatnya ke arah bintang A.
Di mana sinar ini bersilang dengan permukaan sfera, kami meletakkan titik A 1 mewakili bintang ini. Bintang DALAM akan diwakili oleh titik B 1. Dengan mengulangi operasi yang serupa untuk semua bintang yang diperhatikan, kami memperoleh imej langit berbintang di permukaan sfera - glob bintang. Adalah jelas bahawa jika pemerhati berada di tengah-tengah sfera khayalan ini, maka baginya arah ke bintang itu sendiri dan imej mereka di sfera itu akan bertepatan.
- Apakah pusat sfera cakerawala? (Mata Pemerhati)
- Berapakah jejari sfera cakerawala? (Sewenang-wenangnya)
- Bagaimanakah sfera cakerawala dua jiran meja berbeza? (Kedudukan tengah).
Untuk menyelesaikan banyak masalah praktikal, jarak ke benda angkasa tidak memainkan peranan penting; Ukuran sudut adalah bebas daripada jejari sfera. Oleh itu, walaupun sfera cakerawala tidak wujud dalam alam semula jadi, ahli astronomi menggunakan konsep Sfera Celestial untuk mengkaji susunan cahaya dan fenomena yang boleh dilihat yang boleh diperhatikan di langit dalam tempoh beberapa hari atau beberapa bulan. Bintang, Matahari, Bulan, planet, dsb. diunjurkan ke sfera sedemikian, mengabstraksi dari jarak sebenar kepada penerang dan hanya mengambil kira jarak sudut antara mereka. Jarak antara bintang pada sfera cakerawala hanya boleh dinyatakan dalam ukuran sudut. Jarak sudut ini diukur dengan magnitud sudut pusat antara sinar yang diarahkan pada satu dan bintang lain, atau lengkok yang sepadan pada permukaan sfera.
Untuk anggaran anggaran jarak sudut di langit, adalah berguna untuk mengingati data berikut: jarak sudut antara dua bintang ekstrem baldi Ursa Major (α dan β) ialah kira-kira 5°, dan dari α Ursa Major ke α Ursa Minor (Bintang Kutub) - 5 kali lebih banyak - kira-kira 25°.
Anggaran visual yang paling mudah bagi jarak sudut juga boleh dilakukan menggunakan jari tangan yang dihulurkan.
Kami hanya melihat dua cahaya - Matahari dan Bulan - sebagai cakera. Diameter sudut cakera ini hampir sama - kira-kira 30" atau 0.5°. Saiz sudut planet dan bintang jauh lebih kecil, jadi kita melihatnya sebagai titik bercahaya. Pada mata kasar, objek tidak kelihatan seperti titik jika saiz sudutnya melebihi 2 -3". Ini bermakna, khususnya, mata kita membezakan setiap titik bercahaya individu (bintang) jika jarak sudut antara mereka lebih besar daripada nilai ini. Dalam erti kata lain, kita melihat objek sebagai bukan titik hanya jika jaraknya melebihi saiznya tidak lebih daripada 1700 kali.
Talian paip Z, Z' , melalui mata pemerhati (titik C), terletak di tengah-tengah sfera cakerawala, memotong sfera cakerawala pada titik-titik Z - puncak,Z’ - nadir.
Zenith- ini adalah titik tertinggi di atas kepala pemerhati.
Nadir -titik sfera cakerawala yang bertentangan dengan zenit.
Satah berserenjang dengan garis paip dipanggilsatah mendatar (atau satah ufuk).
Horizon matematikdipanggil garis persilangan sfera cakerawala dengan satah mengufuk yang melalui pusat sfera cakerawala.
Dengan mata kasar, anda boleh melihat kira-kira 6,000 bintang di seluruh langit, tetapi kita hanya melihat separuh daripadanya, kerana separuh lagi langit berbintang disekat daripada kita oleh Bumi. Adakah bintang bergerak melintasi langit? Ternyata semua orang bergerak dan pada masa yang sama. Anda boleh mengesahkan ini dengan mudah dengan memerhati langit berbintang (memfokus pada objek tertentu).
Oleh kerana putarannya, rupa langit berbintang berubah. Beberapa bintang baru muncul dari ufuk (meningkat) di bahagian timur, yang lain pada masa ini berada tinggi di atas kepala anda, dan yang lain sudah bersembunyi di sebalik ufuk di sebelah barat (setting). Pada masa yang sama, nampaknya langit berbintang berputar sebagai satu keseluruhan. Sekarang semua orang tahu itu Putaran langit adalah fenomena yang jelas disebabkan oleh putaran Bumi.
Gambar tentang apa yang berlaku kepada langit berbintang akibat putaran harian Bumi boleh ditangkap dengan kamera.
Dalam imej yang terhasil, setiap bintang meninggalkan tandanya dalam bentuk lengkok bulat. Tetapi ada juga bintang yang pergerakannya sepanjang malam hampir tidak dapat dilihat. Bintang ini dipanggil Polaris. Sepanjang hari, ia menerangkan bulatan jejari kecil dan sentiasa kelihatan pada ketinggian yang hampir sama di atas ufuk di sebelah utara langit. Pusat umum semua denai bintang sepusat terletak di langit berhampiran Bintang Utara. Titik ini di mana paksi putaran Bumi diarahkan dipanggil kutub langit utara. Lengkok yang diterangkan oleh Bintang Utara mempunyai jejari terkecil. Tetapi lengkok ini dan semua yang lain - tanpa mengira jejari dan kelengkungannya - membentuk bahagian bulatan yang sama. Jika boleh mengambil gambar laluan bintang di langit sepanjang hari, maka gambar itu akan menjadi bulatan lengkap - 360°. Lagipun, sehari adalah tempoh revolusi lengkap Bumi di sekeliling paksinya.
Dalam masa sejam, Bumi akan berputar 1/24 bulatan, iaitu 15°. Akibatnya, panjang lengkok yang akan diterangkan oleh bintang pada masa ini ialah 15°, dan dalam setengah jam - 7.5°.
Dalam tempoh sehari, bintang menggambarkan bulatan yang lebih besar, semakin jauh mereka dari Bintang Utara.Paksi putaran harian sfera cakerawala dipanggil (axis mundi).
RR"Titik persilangan sfera cakerawala dengan paksi dunia dipanggil kutub dunia (titik - R kutub langit utara, titik - R"
kutub langit selatan).
Bintang kutub terletak berhampiran kutub utara dunia. Apabila kita melihat Bintang Utara, atau lebih tepat, pada titik tetap di sebelahnya - kutub utara dunia, arah pandangan kita bertepatan dengan paksi dunia. Kutub cakerawala selatan terletak di hemisfera selatan sfera cakerawala.Pesawat EA, W.Q.berserenjang dengan paksi dunia PP" dan melalui pusat sfera cakerawala dipanggilsatah khatulistiwa cakerawala, dan garis persilangannya dengan sfera cakerawala ialah.
Khatulistiwa cakerawala khatulistiwa cakerawala
– garis bulatan yang diperoleh daripada persilangan sfera cakerawala dengan satah yang melalui pusat sfera cakerawala berserenjang dengan paksi dunia.
Khatulistiwa cakerawala membahagikan sfera cakerawala kepada dua hemisfera: utara dan selatan.
Paksi dunia, kutub dunia dan khatulistiwa cakerawala adalah serupa dengan paksi, kutub dan khatulistiwa Bumi, kerana nama yang disenaraikan dikaitkan dengan putaran jelas sfera cakerawala, dan ia adalah akibat daripada putaran sebenar dunia.Satah yang melalui titik zenith Z , pusat DENGAN (titik sfera cakerawala dan kutubdunia dipanggilsatah meridian cakerawala, dan garis persilangannya dengan sfera cakerawala terbentuk.
Meridian cakerawala – bulatan besar sfera cakerawala yang melalui zenit Z, kutub cakerawala P, kutub cakerawala selatan P, nadir Z"
Di mana-mana tempat di Bumi, satah meridian cakerawala bertepatan dengan satah meridian geografi tempat ini.
Talian Tengah Hari N.S. - ini ialah garis persilangan satah meridian dan ufuk. N - titik utara, S - titik selatan
Ia dinamakan demikian kerana pada waktu tengah hari bayang-bayang daripada objek menegak jatuh ke arah ini.
- Apakah tempoh putaran sfera cakerawala? (Sama dengan tempoh putaran Bumi - 1 hari).
- Dalam arah manakah putaran sfera cakerawala yang boleh dilihat (jelas) berlaku? (Bertentangan dengan arah putaran Bumi).
- Apakah yang boleh dikatakan tentang kedudukan relatif paksi putaran sfera cakerawala dan paksi bumi? (Paksi sfera cakerawala dan paksi bumi akan bertepatan).
- Adakah semua titik sfera cakerawala mengambil bahagian dalam putaran jelas sfera cakerawala? (Titik terletak pada paksi dalam keadaan rehat).
Bumi bergerak dalam orbit mengelilingi Matahari. Paksi putaran Bumi condong ke satah orbit pada sudut 66.5°. Disebabkan oleh tindakan daya graviti dari Bulan dan Matahari, paksi putaran Bumi beralih, manakala kecondongan paksi ke satah orbit Bumi kekal malar. Paksi Bumi seolah-olah meluncur di sepanjang permukaan kon. (perkara yang sama berlaku pada paksi gasing biasa pada penghujung putaran).
Fenomena ini ditemui pada 125 SM. e. oleh ahli astronomi Yunani Hipparchus dan dinamakan precession.
Paksi bumi melengkapkan satu revolusi dalam 25,776 tahun - tempoh ini dipanggil tahun Platonik. Sekarang berhampiran P - kutub utara dunia terdapat Bintang Utara - α Ursa Minor. Bintang kutub ialah bintang yang kini terletak berhampiran Kutub Utara dunia. Pada zaman kita, sejak kira-kira 1100, bintang seperti itu adalah Alpha Ursa Minor - Kinosura. Sebelum ini, gelaran Polaris diberikan secara bergilir-gilir kepada π, η dan τ Hercules, bintang Thuban dan Kohab. Orang Rom tidak mempunyai Bintang Utara sama sekali, dan memanggil Kohab dan Kinosura (α Ursa Minor) Penjaga.
Pada permulaan kronologi kita, kutub cakerawala berada berhampiran α Draco - 2000 tahun yang lalu. Pada tahun 2100, kutub cakerawala hanya akan berada 28" dari Bintang Utara - kini 44". Pada tahun 3200, buruj Cepheus akan menjadi kutub. Pada 14000 Vega (α Lyrae) akan menjadi kutub.
Bagaimana untuk mencari Bintang Utara di langit?
Untuk mencari Bintang Utara, anda perlu melukis garis lurus secara mental melalui bintang Ursa Major (2 bintang pertama "baldi") dan mengira 5 jarak antara bintang ini di sepanjangnya. Di tempat ini, di sebelah garis lurus, kita akan melihat bintang yang hampir sama dalam kecerahan bintang "baldi" - ini adalah Bintang Utara.
Dalam buruj, yang sering dipanggil Little Dipper, Bintang Utara adalah yang paling terang. Tetapi sama seperti kebanyakan bintang dalam baldi Ursa Major, Polaris ialah bintang magnitud kedua.
Segitiga musim panas (musim luruh) = bintang Vega (α Lyrae, 25.3 tahun cahaya), bintang Deneb (α Cygnus, 3230 tahun cahaya), bintang Altair (α Orlae, 16.8 tahun cahaya)
Koordinat cakerawala
Untuk mencari bintang di langit, anda perlu menunjukkan sisi ufuk yang mana ia berada dan berapa tinggi di atasnya. Untuk tujuan ini ia digunakan sistem koordinat mendatar – azimut Dan ketinggian. Bagi pemerhati yang terletak di mana-mana di Bumi, tidak sukar untuk menentukan arah menegak dan mendatar.
Yang pertama daripada mereka ditentukan menggunakan garis paip dan digambarkan dalam lukisan oleh garis paip ZZ", melalui pusat sfera (titik TENTANG).
Titik Z yang terletak betul-betul di atas kepala pemerhati dipanggil zenith.
Satah yang melalui pusat sfera berserenjang dengan garis paip membentuk bulatan apabila ia bersilang dengan sfera - benar, atau matematik, ufuk.
Ketinggian luminary diukur sepanjang bulatan yang melalui zenit dan luminary , dan dinyatakan dengan panjang lengkok bulatan ini dari ufuk ke luminary. Lengkok ini dan sudut yang sepadan biasanya dilambangkan dengan huruf h.
Ketinggian bintang, yang berada di zenit, ialah 90°, di ufuk - 0°.
Kedudukan cahaya relatif kepada sisi ufuk ditunjukkan oleh koordinat kedua - azimut, bersurat A. Azimuth diukur dari titik selatan mengikut arah jam, jadi azimut titik selatan ialah 0°, titik barat ialah 90°, dsb.
Koordinat mendatar penerang terus berubah mengikut masa dan bergantung pada kedudukan pemerhati di Bumi, kerana berhubung dengan ruang dunia, satah ufuk pada titik tertentu di Bumi berputar dengannya.
Koordinat mendatar luminari diukur untuk menentukan masa atau koordinat geografi pelbagai titik di Bumi. Dalam amalan, contohnya dalam geodesi, ketinggian dan azimut diukur dengan instrumen optik goniometrik khas - teodolit.
Untuk mencipta peta bintang yang menggambarkan buruj pada satah, anda perlu mengetahui koordinat bintang. Untuk melakukan ini, anda perlu memilih sistem koordinat yang akan berputar dengan langit berbintang. Untuk menunjukkan kedudukan penerang di langit, sistem koordinat yang serupa dengan yang digunakan dalam geografi digunakan. - sistem koordinat khatulistiwa.
Sistem koordinat khatulistiwa adalah serupa dengan sistem koordinat geografi di dunia. Seperti yang anda ketahui, kedudukan mana-mana titik di dunia boleh ditunjukkan Dengan menggunakan koordinat geografi - latitud dan longitud.
Latitud geografi - ialah jarak sudut titik dari khatulistiwa bumi. Latitud geografi (φ) diukur di sepanjang meridian dari khatulistiwa ke kutub Bumi.
Longitud- sudut antara satah meridian titik tertentu dan satah meridian perdana. Longitud geografi (λ) diukur di sepanjang khatulistiwa dari meridian perdana (Greenwich).
Jadi, sebagai contoh, Moscow mempunyai koordinat berikut: 37°30" longitud timur dan 55°45" latitud utara.
Mari kita perkenalkan sistem koordinat khatulistiwa, yang menunjukkan kedudukan penerang pada sfera cakerawala berbanding satu sama lain.
Mari kita lukis garisan melalui pusat sfera cakerawala selari dengan paksi putaran Bumi - axis mundi. Ia akan melintasi sfera cakerawala pada dua titik bertentangan diametrik, yang dipanggil Titik persilangan sfera cakerawala dengan paksi dunia dipanggil - (titik Dan R΄. Kutub utara dunia dipanggil yang berhampiran dengan Bintang Utara terletak. Satah yang melalui pusat sfera selari dengan satah khatulistiwa Bumi, dalam keratan rentas dengan sfera, membentuk bulatan yang dipanggil khatulistiwa cakerawala. Khatulistiwa cakerawala (seperti bumi) membahagikan sfera cakerawala kepada dua hemisfera: Utara dan Selatan. Jarak sudut bintang dari khatulistiwa cakerawala dipanggil kemerosotan. Deklinasi diukur sepanjang bulatan yang dilukis melalui badan angkasa dan kutub dunia; ia serupa dengan latitud geografi.
Kemerosotan- jarak sudut penerang dari khatulistiwa cakerawala. Kemerosotan dilambangkan dengan huruf δ. Di hemisfera utara, deklinasi dianggap positif, di hemisfera selatan - negatif.
Koordinat kedua, yang menunjukkan kedudukan bintang di langit, adalah serupa dengan longitud geografi. Koordinat ini dipanggil kenaikan yang betul .
Kenaikan yang betul - Kenaikan kanan diukur di sepanjang khatulistiwa cakerawala dari ekuinoks vernal γ, di mana Matahari berlaku setiap tahun pada 21 Mac (hari ekuinoks vernal). Ia diukur dari vernal equinox γ lawan jam, iaitu, ke arah putaran harian langit. Oleh itu, peneraju naik (dan ditetapkan) dalam susunan peningkatan kanan mereka. sudut antara satah separuh bulatan yang dilukis dari kutub cakerawala melalui luminary (bulatan kemerosotan), dan satah separuh bulatan yang dilukis dari kutub cakerawala melalui titik ekuinoks vernal yang terletak di khatulistiwa
(bulatan awal deklinasi). Kenaikan kanan dilambangkan dengan α(δ, α) Penurunan dan kenaikan kanan
Adalah mudah untuk menyatakan deklinasi dan kenaikan kanan bukan dalam darjah, tetapi dalam unit masa. Memandangkan Bumi membuat satu revolusi dalam 24 jam, kita dapat:
360° - 24 jam, 1° - 4 minit;
15° - 1 jam, 15" -1 min, 15" - 1 saat.
Oleh itu, kenaikan kanan bersamaan dengan, sebagai contoh, pukul 12 ialah 180°, dan 7 jam 40 minit sepadan dengan 115°.
Jika ketepatan khas tidak diperlukan, maka koordinat cakerawala untuk bintang boleh dianggap tidak berubah. Dengan putaran harian langit berbintang, titik ekuinoks vernal juga berputar. Oleh itu, kedudukan bintang berbanding khatulistiwa dan ekuinoks vernal tidak bergantung sama ada pada masa hari atau pada kedudukan pemerhati di Bumi.
Sistem koordinat khatulistiwa digambarkan pada carta bintang bergerak.