Что является предметом астрономических исследований

Урок 1

Астрономия — фундаментальная наука, изучающая строение, движение, происхождение и развитие небесных тел.

Слово «астрономия» происходит от греческих слов астрон (звезда) и номос (закон).

Задачами астрономии являются: изучение положений и движений небесных тел в пространстве, определение их размеров и формы, изучение физического строения небесных тел.

Что понимают под Галактикой?

Большая обособленная гравитационно связанная совокупность звёзд.

Что понимают под Вселенной?

Максимально большая область пространства и все тела в ней.

Как возникла наука астрономия?

Из практических потребностей человека: необходимость ориентации в пространстве.

Какие объекты и явления изучает астрономия?

Небесные объекты: галактики, звёзды, планеты, спутники планет.

Астрономические наблюдения — целенаправленная и активная регистрация информации о процессах во Вселенной.

Химический элемент гелий впервые был обнаружен с помощью астрономических наблюдений.

Оптический телескоп предназначен для собирания света исследуемых небесных тел и получения им изображения. Телескоп увеличивает угол зрения, под которым видны небесные тела.

Астрономия решает многие проблемы космонавтики: оптимальный выбор и точный расчёт орбит искусственных небесных тел; определение расстояния до небесных тел; выбор время, наиболее подходящее для межпланетных перелётов; позволяет изучать материю и влияние Солнечной энергии на человека.

Источник

Астрономия

Лучшие условия по продуктам Тинькофф по этой ссылке

Дарим 500 ₽ на баланс сим-карты и 1000 ₽ при сохранении номера

. 500 руб. на счет при заказе сим-карты по этой ссылке

Лучшие условия по продуктам
ТИНЬКОФФ по данной ссылке

План урока:

Что такое астрономия

Сам термин «астрономия» появился благодаря таким ученым, как Пифагор и Гиппарх еще в III-II в. до н.э. В современном мире выделят несколько разделов науки астрономии.

Астрономия изучает как Вселенную в целом, так и ее объекты по отдельности. Это звезды, кометы, планеты, созвездия, галактики и т.д. Кроме этого ученые-астрономы посвящают свое время изучению черных дыр, туманности, системе небесных координат.

Связь астрономии с другими науками

Прослеживается тесная связь астрономи с другими науками. Математика, физика, химия, география, биология, механика, радиоэлектроника – это только часть наук, без которых не обходятся современные ученые-астрономы. Знания, полученные в процессе изучения этих предметов, обязательно облегчат и овладение астрономией как предметом.

Для осуществления астрономических исследований, расчета координат, траекторий небесных тел, необходимо владеть математическими, географическими знаниями. Знания химии нужны для определения химического состава небесных светил, объяснения химических процессов, происходящих в космическом пространстве. Не обойтись без физики, которая поможет разобраться в физических процессах, которые осуществляются на звездах, а также изучить форму небесных светил. Исследовать значение и происхождение названий созвездий, звезд, планет поможет лингвистика. Научиться пользоваться телескопом, изучить его строение и производить исследования в космосе поможет радиоэлектроника, механика. Как влияет солнечный свет на все живое на планете, объясняет биология. История перенесет нас в далекое прошлое и поможет разобраться в происхождении небесных тел, познакомит с древними астрономами.

Вселенная и ее масштабы

Современная наука доказала, что Вселенная имеет свои границы. Ученые измеряют ее размер световыми годами и насчитывают их около 45.7 миллиардов. Если представить, что один световой год равен 10 триллионам километров, то попробуйте представить себе масштабы Вселенной.

Какие тела заполняют Вселенную

Вселенную наполняют различные небесные тела. Их еще называют космическими телами Вселенной. Среди них выделяют:

Размеры небесных тел вселенского пространства могут быть как микроскопическими, так и гигантскими. Метеориты, астероиды и кометы относятся к малым телам Вселенной. Ученые продолжают изучать небесные тела и открыли самое большое тело во Вселенной. Им стала звезда UY Scuti. Ее радиус в 1700 раз превышает радиус Солнца.

Познакомимся поближе с небесными телами и определим их характеристики.

Астероиды – это глыбы из камня, которые образуют астероидный пояс. Он находится между орбитами Юпитера и Марса. Форма у астероидов неправильная, диаметр тел начинается от 30 метров и может достигать десятки километров. На данный момент ученые открыли более 97 853 768 этих малых космических тел Вселенной. Движение астероидов происходит по орбите вокруг Солнца.

Кометы – состоят из твердого ядра. Приближаясь к Солнцу, ядро начинает нагреваться и происходит испарение веществ, из которых оно состоит. В результате этого происходит образование газовой оболочки, а потом возникает хвост. По мере удаления от Солнца хвост и оболочка исчезают. Изредка кометы можно наблюдать невооруженным взглядом. Последней кометой, которая за последние 7 лет четко просматривалась на ночном небе, была C/2020 F3 NEOWISE. Это произошло в июле 2020 года. В основном же эти небесные тела ученые изучают с помощью телескопа.

Метеороиды – твердые небесные тела, размер которых больше атома, но меньше астероида. Они могут быть как первичными объектами, так и представлять собой фрагменты космических объектов, причем не только астероидов. Небесные тела, попавшие в атмосферу, называют метеорами. К ним относят осколки комет или астероидов.

Часть метеороида, достигшая земной поверхности, принято называть метеоритом. Другими словами, метеорит – это любое тело космического происхождения, упавшее на поверхность другого небесного объекта.

После падения метеориты оставляют след – кратер. На сегодняшний день крупнейший кратер Уилкса имеет диаметр 500 км.

Кратер от метеорита

Звезды – свет и тепло исходит от этих небесных тел. Они представляют собой массивные шары, состоящие из газа. Ближайшая звезда к Земле – Солнце. На ночном небе при отсутствии облаков можно наблюдать самые разные звезды. Их значение оценили еще наши предки. Эти «мерцающие точки» помогали ориентироваться в пространстве, о них часто писали в мифах и религиозных историях. Еще в древности, люди, не имеющие никакой техники, видели в звездах образы самых различных существ. Так начали выделять созвездия. На сегодняшний день их насчитывается 88, 12 из которых являются зодиакальными.

Планеты – достаточно большие шарообразные объекты, вращающиеся вокруг Солнца по определенной оси и не являющиеся спутником другого космического тела. В Солнечной системе 8 планет:

Телескопы: наземные и космические

Специальный прибор, который используют для наблюдения за космическими объектами, называется телескоп. Главная его задача – собрать как можно больше света от небесного тела и увеличить угол зрения, под которым это небесное тело можно изучать. Улавливаемый прибором свет пропорционален его объективу. Следовательно, чем больше объектив у телескопа, тем мельче объекты он может уловить.

Первый телескоп появился благодаря ученому Галилео Галилею в 1609 году. Принцип его работы практически ничем не отличался от уже имеющихся на то время подзорных труб. Для своего прибора ученый использовал более мощные линзы, которые позволили увеличить изображение в 20 раз. Телескоп помог сделать первые важные открытия в космосе. Сейчас он хранится в одном из музеев Флоренции.

С помощью наземных телескопов можно наблюдать за Солнцем, планетами, спутниками. Но вот изучить детально звезды не получится. Даже в самый мощный прибор они видны как маленькие мерцающие точки.

Более детально познакомиться с космосом и Вселенной позволяют космические телескопы, расположившиеся на орбите. Это настоящие гиганты, они помогают даже в изучении истории Вселенной. Первый космический телескоп подняли в воздух в августе 1957 года. На высоте 25 км он сделал съемку Солнца в высоком расширении.

Современные космические и наземные телескопы оснащены компьютерными программами. Они передают картинку на монитор, что позволяет увидеть изображение в таком виде, в каком оно представлено в действительности, без каких-либо искажений.

Где находятся самые крупные оптические телескопы

Как правило, телескопы устанавливают в отдаленных местах от городской суеты. Для этого подходят горные местности, либо бескрайние пустыни. К числу крупнейших телескопов мира относят:

Самый крупный телескоп России БТА (Большой Телескоп Альт-Азимутальный) расположен в горах на высоте 2070 м в Карачаево-Черкесии. Диаметр его зеркала составляет 6 метров.

Всеволновая астрономия

Первые ученые-астрономы для изучения космического пространства использовали исключительно оптические телескопы. Следовательно, изучить и описать они могли лишь то, что непосредственно улавливал их взор. Сегодня же астрономия достигла значительных высот, ведь ученые могут вести свои наблюдения на различных длинах волн. Новые знания и технологии способствовали выделению совершенно новых дисциплин, таких как гамма-астрономия, радиоастрономия и рентгеновская астрономия.

Каждый космический объект излучает ряд волн, невидимых для человеческого глаза. Но их можно измерить специальными приборами. Необходимость таких измерений неоценимо важна. Например, гамма- или рентгеновское излучение, которое приходит из космоса на Землю, рассказывает о грандиозных процессах, происходящих в самых глубинках Вселенной. Из-за гигантских расстояний человек не может наглядно изучить все космические объекты. Все знания человечества о космосе базируются на излучении, которое исходит от небесных тел. Так удалось определить расстояние между объектами во Вселенной, их состав, возраст, размер и т.д.

Понятие «всеволновая астрономия» означает, что современные наблюдения за космическими телами ведутся во всех известных диапазонах электромагнитного излучения.

Как развивалась отечественная космонавтика

История развития отечественной космонавтики берет свое начало с середины ХХ столетия. В 1946 году основали Опытно-конструкторское бюро №1, его задачей стала разработка спутников, ракет-носителей и баллистических ракет. Спустя 10 лет силами бюро была спроектирована первая ракета-носитель, с помощью которой в космос был запущен первый искусственный спутник планеты Земля.

После запуска искусственного спутника развитие космонавтики приобрело совершенно другие темпы. Спустя некоторое время в космическое пространство был запущен еще один спутник, но на его борту уже находилось живое существо – собака по имени Лайка.

Запуски межпланетных станций позволили заняться исследованием Луны, а уже в 1959 году космический аппарат достиг поверхности спутника Земли. В это время Советский Союз получил снимки обратной стороны Луны, что позволило ученым присвоить названия практически всем основным формам рельефа на спутнике.

Первая фотография обратной стороны Луны

Важным событием в развитии отечественной космонавтики стал полет первого человека в космос. Состоялось это 12 апреля 1961 года на корабле «Восток» пилотируемым Юрием Гагариным. В 1965 году человек впервые вышел в открытый космос.

До 1991 года отечественная космонавтика радовала множеством открытий и достижений:

Запуск первого искусственного спутника Земли

4 октября 1957 года стал знаменательным для всей мировой космонавтики. В этот день был осуществлен запуск первого в мире искусственного спутника Земли. Это событие стало началом изучения космического пространства и открыло новые возможности в развитии не только отечественной, но и мировой космонавтики.

Космодром Байконур, находящийся в Казахстане, стал площадкой для первого запуска первого искусственного спутника Земли. Для этого использовалась ракета-носитель Р-7. Спутник пребывал в космическом пространстве 92 дня, 1440 раз облетел вокруг Земли, что позволило ученым впервые произвести изучение верхних слоев ионосферы. Также была получена достаточно важная информация о работе аппаратуры в космических условиях и произведена проверка расчетов.

Первый искусственный спутник Земли

Современная космонавтика и ее достижения

Огромный прорыв сделала современная космонавтика в своем развитии. Сегодня о космосе говорится как о реальном, а не как о чем-то сказочно далеком. Запуск современного космического корабля, полеты в космическое пространство стали хоть и дорогостоящими, но обычными явлениями в жизни российского государства.

Не вызывает ни у кого удивления космический туризм, когда за определенную плату можно полетать на космическом корабле. На высоком уровне проходят космические исследования. Современные ученые работают над созданием солнечных электростанций, разрабатывают технологи влияния на климат Земли.

С 2016 года начал свою работу космодром «Восточный» в Амурской области. Это позволило России совершать запуски космических кораблей со своей территории и не зависеть от других стран.

В недалеком будущем в планах запуск пилотируемых кораблей на поверхность Луны, беспилотных космических аппаратов для исследований космического пространства, реализация программы «Морской старт».

Приоритетной задачей для России стало дальнейшее развитие отечественной космонавтики, изучение возможностей современной космической отрасли и выведение ее на передовые мировые рубежи.

Источник

Что является предметом астрономических исследований

Астрономия является одной из древнейших наук, истоки которой относятся к каменному веку (VI-III тысячелетия до н. э.).

Астрономия это наука, изучающая движение, строение, происхождение и развитие небесных тел и их систем.

О первоначальной значимости развития астрономических знаний можно судить в связи с практическими потребностями людей. Их можно разделить на несколько групп:

Зарождение астрономии в астрологических идеях свойственно мифологическому мировоззрению древних цивилизаций.

Этапы развития астрономии

I-й Античный мир (до н. э). Философия →астрономия → элементы математики (геометрия). Древний Египет, Древняя Ассирия, Древние Майя, Древний Китай, Шумеры, Вавилония, Древняя Греция.

Ученые, внесшие значительный вклад в развитие астрономии: ФАЛЕС Милетский (625-547, Др.Греция), ЕВДОКС Книдский (408- 355, Др. Греция), АРИСТОТЕЛЬ (384-322, Македония, Др. Греция), АРИСТАРХ Самосский (310-230, Александрия, Египет), ЭРАТОСФЕН (276-194, Египет), ГИППАРХ Родосский (190-125г, Др.Греция).

Археологами установлено, что человек владел начальными астрономическими знаниями уже 20 тыс. лет назад в эпоху каменного века.

II-ой Дотелескопический период. (наша эра до 1610г). Упадок науки и астрономии. Развал Римской империи, набеги варваров, зарождение христианства. Бурное развитие арабской науки. Возрождение науки в Европе. Современная гелиоцентрическая система строения мира.

Ученые, внесшие значительный вклад в развитие астрономии в данный период: Клавдий ПТОЛЕМЕЙ (Клавдиус Птоломеус)( 87-165, Др. Рим ), БИРУНИ, Абу Рейхан Мухаммед ибн Ахмед аль – Бируни (973-1048, совр. Узбекистан), Мирза Мухаммед ибн Шахрух ибн Тимур (Тарагай) УЛУГБЕК(1394 –1449, совр. Узбекистан), Николай КОПЕРНИК (1473-1543,Польша), Тихо (Тиге) БРАГЕ (1546- 1601, Дания).

III-ий Телескопический до появления спектроскопии (1610-1814гг). Изобретение телескопа и наблюдения с его помощью. Законы движения планет. Открытие планеты Уран. Первые теории образования Солнечной системы.

Ученые, внесшие значительный вклад в развитие астрономии в данный период: Галилео ГАЛИЛЕЙ (1564-1642, Италия), Иоганн КЕПЛЕР (1571-1630, Германия), Ян ГАВЕЛИЙ (ГАВЕЛИУС) (1611-1687, Польша), Ганс Христиан ГЮЙГЕНС (1629-1695, Нидерланды), Джованни Доминико (Жан Доменик) КАССИНИ> (1625-1712, Италия-Франция), Исаак НЬЮТОН (1643-1727, Англия), Эдмунд ГАЛЛЕЙ ( ХАЛЛИ, 1656-1742, Англия), Вильям (Уильям) Вильгельм Фридрих ГЕРШЕЛЬ (1738-1822, Англия), Пьер Симон ЛАПЛАС (1749-1827, Франция).

IV-ый Спектроскопия и фотография. (1814-1900гг). Спектроскопические наблюдения. Первые определения расстояния до звезд. Открытие планеты Нептун.

Ученые, внесшие значительный вклад в развитие астрономии в данный период: Йозеф фон ФРАУНГОФЕР (1787-1826, Германия), Василий Яковлевич (Фридрих Вильгельм Георг) СТРУВЕ (1793-1864, Германия-Россия), Джордж Бидделл ЭРИ(ЭЙРИ, 1801-1892, Англия), Фридрих Вильгельм БЕССЕЛЬ (1784-1846, Германия), Иоганн Готфрид ГАЛЛЕ (1812-1910, Германия), Уильям ХЕГГИНС (Хаггинс, 1824-1910, Англия), Анжело СЕККИ (1818-1878, Италия), Федор Александрович БРЕДИХИН (1831-1904, Россия), Эдуард Чарльз ПИКЕРИНГ (1846-1919, США).

V-ый Современный период (1900-наст.время). Развитие применения в астрономии фотографии и спектроскопических наблюдений. Решение вопроса об источнике энергии звезд. Открытие галактик. Появление и развитие радиоастрономии. Космические исследования.

Источник

Астрономия для учителей: история наблюдения за небом с древних времен до наших дней

О предметном содержании астрономии и современных методах астрономических исследований рассказал Попов Сергей Борисович, астрофизик, доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник ГАИШ МГУ, профессор РАН. Символ астрономии — звезды и телескоп. Сама по себе наука небольшая в сравнении с физикой или биологией, включающих огромное число поднаук. Но и в астрономии различаем астрометрию, небесную механику и астрофизику.

Астрометрия — измерение координат и времени, ее расцвет пришелся на XIX век, открыты пульсарная астрометрия, спутники.

Небесная механика изучает движение небесных тел, расцвет— XVIII–XIX вв, открыты теория относительности, хаос.

Сергей Попов: «Небесная механика в полной мере смогла появиться, когда появились соответствующие уравнения Ньютона. То есть, когда можно было на основе нормальной физической теории, не феноменологической, какой-то абстрактно-математической считать движения небесных тел. Понимая, что есть тяготение, массы, как они завязаны друг на друга: масса, сила, ускорение. Ученые достаточно быстро начали развивать эту область. Механика стала сложной математически нагруженной наукой, позволявшей решать сложные задачи».

Астрофизика — это физика небесных тел, сейчас переживает расцвет, так как появились и появляются новые инструменты исследования Вселенной. Однако это не значит, что другие разделы астрономии остались в прошлом, напротив, получают новые стимулы благодаря новой технике. Астрометрия продвинулась от астролябии до наблюдений радиопульсаров, для небесной механики путь от уравнений Ньютона до использования теории относительности и теории хаоса в расчетах еще не предел, но именно астрофизика сейчас фактически синоним астрономии. Ее бурное развитие связано с возможностью строить все более крупные инструменты, и в ней важны как наблюдательная, таки и теоретическая составляющая. В ней эксперимент заменен на наблюдения. Наблюдения с Земли и из космоса поступают в радио- и рентген-диапазонах. Астрофизика использует математический аппарат, применяет численные методы. В нашей стране достаточно много сильных астрофизических групп ученых, они могут получать наблюдательное время на всех крупнейших телескопах мира.

Начиная с древности, техника наблюдений совершенствуется, обеспечивая астрономические открытия.

Сначала углы измеряли с помощью простейших приборов, и требовалось большое мастерство механиков. Первый телескоп — подзорная труба — фактически не был астрономическим. Так и шло: подстраивали существующие приборы для себя, делал это и Галилео Галилей.

Первые телескопы были линзовыми, — объективом является собирающая линза или система линз. Затем появились телескопы-рефлекторы, зеркальные телескопы Объектив — вогнутое зеркало (конец XVII в.) Пока проблема зеркал не была решена, они не были конкурентны рефракторным, но впоследствии вытеснили их.

Идея телескопа: чем больше света собирает телескоп, тем более слабые объекты мы видим. Цель — увидеть то, что не видимо невооруженным глазом. Даже самый маленький телескоп в 100 раз сильнее глаза. Телескоп позволяет увидеть более мелкие объекты и рассмотреть детали.Самый большой из построенных в XIX веке телескоп-рефрактор имеет диаметр 1 метр. Самый большой телескоп-рефлектор — 182 см. (1845 г.)

В XX веке рефлекторы окончательно победили. Современные оптические телескопы — ВТА 6 метров и Gemini 8 метров. Они стоят в удалении от больших городов, в местах, где много ясных ночей. Самые большие цельные зеркала по 8,5 метров, но теперь пришло время зеркал-сегментов, общий диаметр строящихся телескопов до 40 м. В них много разных оптических систем, реальные схемы очень сложные. Но мало поставить телескоп, его надо насытить приборами, которые дадут возможность что-то делать с данными. Стоимость приборов может превосходить стоимость телескопа во много раз.

Распространяются телескопы — роботы, куда человек приезжает в случае поломки. Телескоп сам наблюдает и отсылает данные.

Вследствие развития инструментов наблюдений в XX в. возникла всеволновая астрономия, ее обеспечивают радиотелескопы с большими поворотными и неповоротными антеннами. Развивает оптику и радио будущих систем. Реализуется проект «Радиоастрон» — работает в космосе вместе с земными телескопами и дает рекордное угловое разрешение.

Появляются возможности ловить и использовать все, что прилетает из космоса, не только волны. Например, космические лучи. Они богаты энергией, так как связаны с остатками сверхновых, и для их улавливания строят детекторы (Аргентина).

Очень интересны нейтрино. Хотя их очень трудно поймать, информацию о процессах на Солнце мы получаем от них. Нейтринные телескопы построены во льдах Антарктиды.

Далее. Гравитационные волны. Возникают при слиянии нейтронных звезд и черных дыр. Они были предсказаны общей теорией относительности, а теперь построены детекторы гравитационных волн, очень сложное и громоздкое устройство, однако первый сигнал из космоса сигнал о слиянии черных дыр уже получен.

Учебник Б. А. Воронцова-Вельяминова, Е. К. Страута является единственным в России учебником астрономии, рекомендованным Министерством образования и науки РФ и включенным в Федеральный перечень (Приказ № 253 от 31.03.2014 г.). К учебнику прилагается рабочая программа.
Купить учебник

Без сомнения, сегодня астрономия на пике научного интереса, она интегрирует разных специалистов и нуждается в молодых исследователях. Популярная астрономия на сайте Постнаука, а самая серьезная на английском языке на сайте библиотеки Корнеллского университета. Профессиональный учебник — «Общая астрофизика» Засова и Кононовича.

Источник

Особенности астрономии и её методов

Урок 2. Астрономия 11 класс ФГОС

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока «Особенности астрономии и её методов»

На протяжении тысячелетий астрономы изучали положение небесных объектов на звёздном небе и их взаимное перемещение с течением времени. Именно поэтому, долгое время, а точнее с III века до нашей эры господствовала геоцентрическая система мироустройства Клавдия Птолемея. Напомним, что согласно ей, в центре всего мироздания находилась планета Земля, а все остальные небесные тела, в том числе и Солнце, вращались вокруг неё.

И лишь в середине XVI века, а точнее в 1543 году, вышел великий труд Николая Коперника «Об обращении небесных сфер», в котором приводились доводы о том, что центром нашей системы является не Земля, а Солнце. Так возникло гелиоцентрическое учение, которое дало ключ к познанию Вселенной.

Как вы, наверное, догадались, основным способом исследования небесных объектов и явлений служат астрономические наблюдения. Астрономические наблюдения — это целенаправленная и активная регистрация информации о процессах и явлениях, происходящих во Вселенной.

С древних времён и до настоящего времени сведения о том, что происходит за пределами Земли в космическом пространстве, учёные главным образом получают на основе приходящего от этих объектов света и других видов излучения. То есть наблюдения — это основной источник информации в астрономии. Эта первая особенность астрономии отличает её от других естественных наук (например, физики или химии), где главную роль играют опыты, эксперименты. Возможности проведения экспериментов за пределами Земли появились лишь благодаря космонавтике. Но и в этих случаях речь идёт о проведении экспериментальных исследований небольшого масштаба, таких, например, как изучение химического состава лунных или марсианских пород, изучение поверхности астероидов или комет.Ведь очень трудно представить себе эксперименты над планетой в целом, звездой или галактикой.

Второй особенностью астрономии является то, что большинство изучаемых явлений непосредственно наблюдать невозможно. Даже изменения, происходящие на Солнце, на Земле регистрируются лишь через 8 минут и 19 секунд (именно столько времени требуется свету, чтобы преодолеть расстояние от Солнца до Земли). Что же касается далёких галактик, то здесь речь уже идёт о миллиардах лет. То есть изучая далёкие звёздные системы — мы изучаем их прошлое.

А третья особенность астрономии обусловлена необходимостью указать положение небесных тел в пространстве (их координаты) и невозможностью различить, какое из них находится ближе, а какое дальше от нас. Нам, как и людям в древности, кажется, что все звёзды одинаково удалены от нас и располагаются на некой сферической поверхности неба — небесной сфере, — которая как единое целое вращается вокруг Земли.

Уже более 2000 лет тому назад астрономы стали применять способы, которые позволяли указать расположение любого светила на небесной сфере по отношению к другим космическим объектам или наземным ориентирам. Представлением о небесной сфере удобно пользоваться и теперь, хотя мы знаем, что этой сферы реально не существует.

Итак, небесная сфера — это воображаемая сфера произвольного радиуса, центр которой в зависимости от решаемой задачи совмещается с той или иной точкой пространства. Например, центр небесной сферы может быть выбран в месте наблюдения (глаз наблюдателя), в центре Земли или Солнца и так далее.

Важно понимать, что на поверхность небесной сферы проецируются видимые положения всех светил. Например, некоторые из звёзд «ковша» Большой Медведицы находятся далеко одна от другой, но для наблюдателя с Земли они проецируются на один и тот же участок небесной сферы

Повторив такую операцию для всех наблюдаемых звёзд, мы получим на поверхности сферы карту звёздного неба — звёздный глобус.

Расстояния между звёздами на небесной сфере можно выражать только в угловой мере. Эти угловые расстояния измеряются величиной центрального угла между лучами, направленными на одну и на вторую звезду, или же эти расстояния можно вычислить по длине соответствующей дуги между звёздами на поверхности небесной сферы.

Для приближённой оценки угловых расстояний на небе можно воспользоваться известными данными о звёздах, входящих в созвездие Большой Медведицы.

Также оценку угловым расстояниям можно дать и с помощью пальцев вытянутой руки.

Только два объекта на небе — Солнце и Луну — мы видим как диски, угловые размеры которых примерно одинаковы (около 30’ или 0,5 o ). Угловые размеры планет и звёзд намного меньше, поэтому на небе мы их видим просто светящимися точками.

Теперь давайте рассмотрим основные точки, линии и плоскости небесной сферы.

Итак, прямая, проходящая через центр небесной сферы и совпадающая с направлением нити отвеса в месте наблюдения, называется отвесной или вертикальной линией.

Как видим, эта линия пересекает небесную сферу в двух точках. Верхняя точка называется зенитом и обозначается буквой Z. Нижняя точка, противоположная зениту — это надир, который обозначается буквой Z’.

Если через центр небесной сферы провести плоскость, перпендикулярную отвесной линии, то мы получим плоскость истинного или математического горизонта.

Большой круг небесной сферы, проходящий через зенит, светило и надир, называется кругом высоты, вертикальным кругом или просто вертикалом светила.

А прямая, проходящая через центр небесной сферы параллельно оси вращения Земли, называется осью мира.

Она тоже пересекает небесную сферу в двух диаметрально противоположных точках. Точка, вблизи которой находится Полярная звезда, называется Северным полюсом мир, противоположная точка — Южным полюсом мира.

А проведя через центр небесной сферы перпендикулярно оси мира большой круг, мы получим небесный экватор. Он, наподобие земного экватора, делит небесную сферу на две части: Северное полушарие и Южное.

Если провести большой круг через полюсы мира и светило, то мы получим круг склонения светила.

Большой круг небесной сферы, проходящий через точки зенита, надира и полюсы мира, называется небесным меридианом.

Как видим, небесный меридиан пересекается с истинным горизонтом в двух диаметрально противоположных точках. Точка, которая находится ближе к Северному полюсу мира, называется точкой севера. Соответственно, та точка, которая находится ближе к Южному полюсу мира, называется точкой юга.

Если мы соединим эти две точки, то получим так называемую полуденную линию. По направлению полуденной линии падают тени от предметов в полдень.

С небесным экватором истинный горизонт также пересекается в двух диаметрально противоположных точках — точке востока и точке запада.

Положение светил на небе определяется по отношению к точкам и кругам небесной сферы. Для этого были введены небесные координаты, подобные географическим координатам на поверхности Земли. В астрономии применяется несколько систем координат. Но для астрономических наблюдений удобно определять положение светила по отношению к горизонту, то есть знать, в какой стороне горизонта и как высоко оно находится. С этой целью в астрономии вводится горизонтальная система координат — высота или зенитное расстояние и азимут.

Высота светила (h) — это угловое расстояние по вертикальному кругу от горизонта до светила, то есть это угол между горизонтом и самим светилом.

Так как высота светила — это угловое расстояние, то измеряется она в градусах, минутах или секундах. При этом, если светило находится в видимой части небесной сферы (над горизонтом), то отсчитывается высота от 0 до 90 o к зениту. Если же светило находится под горизонтом, то от 0 до –90 o к надиру.

Зенитное расстояние (z) — это длина дуги вертикального круга от зенита до светила. Отсчитывается оно в пределах от 0 до 180 o к надиру.

А положение светила относительно сторон горизонта указывает его вторая координата — азимут.

Азимут светила (A) — это дуга истинного горизонта, или угол от точки юга до пересечения горизонта с вертикалом светила.

Следует помнить, что эти координаты (азимут, высота и зенитное расстояние) в результате суточного вращения небесной сферы постоянно изменяются. Вследствие этого, горизонтальные координаты указывают положение светила на небе в данный момент времени.

На практике данная система координат, как правило, используется для определения видимых положений светил с помощью оптических угломерных инструментов — теодолитов.

Источник