Как суточные пути звезд расположены относительно. Высота полюса мира и географическая широта места наблюдения. Суточное движение светил на различных широтах. Суточное движение Солнца

Составитель

Рыжкова С.С.,

учитель астрономии ОПШ №11 им.Артема

Тетрадь на печатной основе по астрономии для индивидуальной работы и самоконтроля предназначена учащихся 11-х классов.

В ней собраны основные материалы для самокон­троля по решению задач по каждой теме и даны реко­мендации и задания для проведения индивидуальных домашних наблюдений и исследований.

Имеются полезные советы для ориентировки по звездам, луне и Солнцу.

I Небесная сфера.

Наблюдение №1

«Вращение небесной сферы»

В звездную ночь обратите внимание на какую-нибудь яркую звезду в южной части неба. Заметьте ее расположение по отношению к какому-нибудь земному предмету, зарисуйте и запишите час наблюдения. По­вторите (с того же места) наблюдение через полчаса или час несколько раз (каждый раз зарисовать положение звезды и записать час наблюдения)

Вывод:

Оценка

Практическая работа №1

«Определение координат звезд»

(работа с координатной сеткой карты)

Звезда

Созвездие

Интересные факты

о звезде

Сириус

α Большого Пса

Самая яркая звезда и самая близкая к Земле

(9 световых лет)

Эпсилон

ξ Возничего

Диаметр звезды в 3000 раз больше диаметров Солнца

Склонение δ = Прямое восхождение α =

Альфа

α Геркулеса

Объем в 10 15 раз пре­вышает объем Солнца, а свет до Земли идет

1200 лет

Склонение δ = Прямое восхождение α =

α Кассиопеи

Вещество звезды в 2 млн. раз плотнее воды

Склонение δ = Прямое восхождение α =

Т ay

τ Кита

Наиболее схожая с

Солнцем

Склонение δ = Прямое восхождение α =

Ригель

β Ориона

Самая далекая от Зем­ли (1400 св. лет)

Склонение δ = Прямое восхождение α =

Бетельгейзе

α Ориона

Плотность звезды в 30 раз меньше плотности воздуха

Склонение δ = Прямое восхождение α =

Оценка

Теперь познакомимся со способами ориентировки по Солнцу.

1. Полуденная линия всегда направлена с севера на юг. С ее помощью всегда можно определить стороны горизонта.

2. В момент истинного полдня тень от предметов всегда направлена на север, а Солнце находится над точкой юга. Зная время истинного полдня, легко определить стороны гори­зонта.

Зная время истинного полдня, можно ориентировать­ся с помощью часов. Держа часы в горизонтальном положе­нии, направляют часовую стрелку в то место горизонта, над которым находится Солнце. На минутную стрелку внима­ния не обращают. Промежуток между концом часовой стрелки и точкой, показывающей истинный полдень для дан­ного места наблюдения, делят пополам. Направление от центра циферблата через полученную середину укажет на точку юга.

поверхность площадки горизонтальна, нить отвеса сов­падет с проведенной на планке линией.

Установив перпендикулярно к поверхности выбран­ной вами горизонтальной площадки стержень (гномон), часов в одиннадцать отметьте положение конца тени гномона. Радиусом, равным длине этой тени, с центром в основании гномона проредите дугу.

Вы знаете, что до полудня длина тени укорачивается, но после полудня она начинает удлиняться. Проследите, ко­гда тень от гномона, удлиняясь, снова достигнет дуги, и от­метьте эту точку на дуге. Расстояние между полученными точками А и В разделите пополам и середину дуги - точку С соедините с основанием стержня. Это и будет полуденная линия.

Чтобы быть уверенным, что полуденная линия проведена правильно, повторите все сначала, но чуть раньше или поз­же, чем в первый раз. Если обе линии совпадут, значит, полу­денная линия определена правильно.

На следующий день, предварительно сверив часы с сигна­лом точного времени, проследите, в котором часу по местно­му времени тень от гномона совпадет с полуденной линией. Это и будет время истинного полдня, так как именно в этот момент высота Солнца над горизонтом наибольшая, а тень от гномона наименьшая. Вы увидите, что истинный полдень не совпадает с 12 часами - - показанием полдня по ча­сам. Это не удивительно, ведь часы показывают декретное или поясное время, а гномон показывает время полдня по движению Солнца.

Время, определяемое по Солнцу, называется истинным солнечным временем, а промежуток времени между двумя истинными полднями - истинными солнечными сутками.

Понятно, что при ориентировках по Солнцу следует пользоваться солнечным временем.

Наблюдение №2

«Околополярные созвездия»

(наблюдение геометрического пути звезд)

В звездную ночь заметьте расположение околопо­лярных созвездий в северной части неба: Большой Мед­ведицы, Малой Медведицы и Кассиопеи. Зарисуйте их взаимное расположение.

Наблюдайте с этого места расположение этих со­звездий через каждые 2 недели.

Вывод:

Оценка

Проверочная работа № 1 (самоконтроль)

Созвездия. Звездные карты. Небесные координаты

Вариант 1

1. Определите по звездной карте экваториальные коор­динаты следующих звезд: 1) α Весов; 2) β Лиры.

2. Почему Полярная звезда почти не меняет своего по­ложения относительно горизонта?

Вариант 2

1. Найдите на звездной карте и назовите объекты, имеющие координаты: 1) α = 15 ч 12 мин, δ = - 9°; 2) α - 3 ч 40 мин,

δ = +48°.

2. В каких точках небесный экватор пересекается с ли­нией горизонта?

Вариант 3

1. Определите по звездной карте экваториальные коор­динаты следующих звезд: 1) α Большой Медведицы; 2) γ Ориона.

2. Как располагается ось мира относительно земной оси? относительно плоскости небесного меридиана?

Вариант 4

1. В каком созвездии находится Луна, если ее координа­ты

α = 20 ч 30 мин, δ = -20°?

2. В каких точках небесный меридиан пересекается с го­ризонтом?

Вариант 5

1. Определите по звездной карте экваториальные коор­динаты следующих звезд: 1) α Персея; 2) β Кита.

2. Чему равна высота точки зенита над горизонтом?

Вариант 6

1. Определите по звездной карте созвездие, в котором находится галактика М 3 1, если ее координаты α = 0 ч 40 мин, δ =+41°.

2. Как проходит плоскость горизонта относительно по­верхности земного шара?

ОРИЕНТИРОВКА ПО ЛУНЕ

Луна, как и звезды, может служить надежным ориентиром, помогающим определить стороны горизон­та. Запомните два способа ориентировки:

1) Полная Луна наибольшую высоту над горизонтом имеет в полночь. В это время она находится над точкой юга и дает достаточно света, чтобы заметить четко тень от предметов. В полночь тень от предметов самая корот­кая и направлена на север. До полуночи тень направлена на северо-запад, после полуночи- на северо-восток.

Вы, наверно, заметили, что ориентировки по Солнцу и Луне в полнолуние очень похожи.

2) Молодая Луна наблюдается в западной части неба сразу после захода Солнца. В течение ночи, описывая дугу в южной стороне неба, Луна опускается к востоку. Наибольшую высоту над горизонтом она имеет в пол­ночь. В этот момент она располагается над точкой юга.

В средних широтах северного полушария горбик молодой Луны во всех фазах смотрит на запад.

ОРИЕНТИРОВКА ПО СОЛНЦУ

Солнце такой же надежный ориентир, как и звезды. Однако, чтобы уметь ориентироваться по Солнцу, необ­ходимо научиться определять солнечное время и поль­зоваться им. Поясним это.

Прежде всего надо определить направление полуден­ной линии. Для этого необходимо выбрать горизонталь­ную площадку (во дворе, на балконе, на подоконнике), куда попадает солнечный свет. Горизонтальность пло­щадки можно проверить с помощью уровня или ватерпа­са. Ватерпас легко изготовить самостоятельно. Возьмите две ровные прямоугольные планки и прибейте одну к другой под прямым углом. Посередине вертикальной планки проведите линию и подвесьте груз на нити. Если

шой Медведицы, как и все звезды неба, совершает су­точный оборот вокруг полюса мира против часовой стрелки с периодом, равным 24 ч.

Представьте себе на небе громадный циферблат с центром в полюсе мира (практически в Полярной звезде) и цифрой 6 над точкой севера. Стрелка таких часов про­ходит от Полярной звёзды через две крайние звезды Большой Медведицы. Перемещение стрелки на одно де­ление небесного Циферблата происходит в течение двух часов.

Чтобы определить время, надо прежде всего вы­числить дату месяца от начала года с десятичными до­лями. Каждые три дня считаются за одну десятую долю месяца. Например, 3 октября соответствует число 10,1. Это число надо сложить с показаниями часов, а сумму умножить на 2. Полученное произведение следует вы­честь из числа 55,3, которое зависит от определенного положения указанных созвездий. Число 55,3 надо запом­нить. Формула для вычисления времени ночи при ведена на рисунке.!

Чтобы изложенное выше стало более понятным, решим задачу: допустим, 18 октября вы заметили, что стрелка звездных часов направлена на цифру 6. В кото­ром часу это было?

Решение. Октябрь-десятый месяц года, следова­тельно, 18 октября соответствует число 10,6. Сложив это число с показанием часов и умножив на два, получим: (10,6 + 6)2 = 32,2. Полученное число надо вычесть из 55,3:.55,3-33,2 = 22,1.

Ответ: наблюдение было проведено в 10 ч 6 мин вечера.

Поупражняйтесь в решении подобных задач.

Наблюдение №3

«Определение географической широты места на­блюдения с помощью эклиметра»

Для наблюдения изготовьте самодельный прибор -эклиметр, из картона радиусом 10 см. На его полукруг­лой части наносятся градусные деления, а в центре диа­метра прикрепляется тонкая, но прочная нить (см. рис.). К концу нити прикрепите бусинку. Если диаметр экли­метра направить на наблюдаемое светило, то нить прой­дет через деление которое будет соответствовать высоте светила над горизонтом h .

Измерьте высоту Полярной звезды и сравните полу­ченный результат с географической широтой города.

Дата

наблю­дения

Высота

Полярной звезды

Географическая широта

h 1 =

h 2 =

h 3 =

Вывод:

Оценка

Проверочная работа №2 (самоконтроль)

Определение географической широты

по астрономи­ческим наблюдениям

Вариант 1

1. На какой высоте происходит в Ленинграде, географиче­ская широта которого равна 60°, верхняя кульминация звезды Альтаир?

2. Светило восходит в точке востока. Где оно будет через 12 ч?

Вариант 2

1. Каково склонение звезды, если она кульминирует в Моск­ве, географическая широта которой равна 56°, на высоте 63°?

2. Как располагаются суточные пути звезд относитель­но небесного экватора?

Вариант 3

1. Какова географическая широта места наблюдения, если звезда Регул наблюдалась в верхней кульминации на высоте 57°?

2. Где на Земле не видно никаких звезд южного полушария неба?

Вариант 4

1. На какой высоте происходит верхняя кульминация звезды Спика в городе, географическая широта которого составляет 50°?

2. Как относительно горизонта располагаются суточные пути звезд для наблюдателя, находящегося на полюсе Земли?

Вариант 5

1. Каково склонение звезды, если ее верхняя кульминация в Ереване, географическая широта которого равна 40°, проис­ходит на высоте 37°?

2. Какой круг небесной сферы все звезды пересекают дважды в сутки, если наблюдения ведутся в средних широтах"."

Вариант б

1. Какова географическая широта места наблюдения, если звезда Бетельгейзе наблюдалась в верхней кульминации на высоте 48°?

2. Как располагается ось мира относительно земной оси? относительно плоскости горизонта?

Полезные советы

Небесные светила - надежные ориентиры

ОРИЕНТИРОВКА ПО ЗВЕЗДАМ

С древних времен и до настоящего времени звезды были и остаются надежными ориентирами, по которым люди находят стороны горизонта и определяют время ночи. Способов ориентировки много, мы расскажем о некоторых из них.

1. Знание местоположения Полярной звезды очень важно, так как она указывает на северную сторону гори­зонта и тем самым помогает определить и остальные стороны света. Однако Полярная звезда может быть за­крыта дымкой или облаками, а в просвете могут быть видны другие звезды и созвездия. Следовательно, не ме­нее важно уметь находить местоположение Полярной звезды с помощью видимых на небе ярких звезд и со­звездий. Для этого надо хорошо помнить околополюс­ные созвездия и их взаимное положение.

2. Ориентироваться можно и по ручке ковша Большой Медведицы. В полночь весной она направлена на восток, летом-на юг, осенью-на запад, зимой - на север.

3. Ориентироваться можно и с помощью других созвез­дий. Например, над точкой юга в полночь бывают Воло­пас- в мае, Лебедь и Орел -в июле, квадрат Пегаса -в сентябре.

Вы можете сами с помощью звездной карты и на­кладного крута выбрать те яркие звезды и созвездия, ко­торые в определенные месяцы года и в определенные ча­сы ночи могут служить для вас ориентирами. Запишите их в тетрадь и с помощью упражнений постарайтесь за­помнить.

4. Время ночи легко определить по взаимному положе­нию относительно горизонта созвездий Большой и Ма­лой Медведиц. Это связано с тем, что Созвездие Боль-

V Солнце - ближайшая звезда

Наблюдение №7

«Наблюдение пятен ни Солнце»

Перед вами фотографии пятен на Солнце со 2 по 7 ап­реля.

Проведите обработку фо­тографии:

1.Измерьте циркулем размеры наиболее крупных пятен, кото­рые обведите карандашом и пронумеруйте.

2.Сравните их с диаметром Солнца в масштабе 1см -45000км.

3. Измерьте расстояние этих пятен от центра Солнца на всех рисунках, достроив вид Солнца до полного диска.

4. Данные занесите в таблицу.

Дата наблюдения

Порядковый номер

фото

Порядковый номер

пятен

Размер

пятна

Его рас-

стояние от

центра

Солнца

Сопоставив данные, сделайте вывод:

Оценка

Практическая работа №1

«Определение групп звезд»

С помощью звездной карты и накладного круга оп­ределите незаходящие, восходящие и заходящие, невос­ходящие созвездия, которые будут видны в день вашего рождения с 20 00 до 4 00 утра.

День рождения____________________________________

Незаходящие

Восходящие и заходящие

Невосходящие

Оценка

II Строение Солнечной системы

(небесная механика)

Проверочная работа №3 (самоконтроль)

Законы Кеплера Вариант 1

1. Чем) равна большая пол) ось орбиты Урана, если звездный пе­риод обращения этой планеты вокруг Солнца составляет 84 года?

2. Как меняется значение скорости движения планеты при ее пере­мещении от афелия к перигелию?

Вариант 2

1.Большая полуось орбиты Сатурна 9,5 а. е. Каков звездный пери­од его обращения вокруг Солнца?

2.В какой точке эллиптической орбиты кинетическая энергия ис­кусственного спутника Земли (ИСЗ) максимальна и в какой - ми­нимальна?

Вариант 3

1. Большая полуось орбиты Юпитера 5 а. е. Каков звездный период его обращения вокруг Солнца?

2. В какой точке эллиптической орбиты потенциальная энергия искусственного спутника Земли (ИСЗ) минимальна и в какой -максимальна?

Вариант 4

1.Звездный период обращения Юпитера вокруг Солнца составляет 12 лет. Каково среднее расстояние Юпитера до Солнца?

2. В какой точке орбиты планеты ее кинетическая энергия макси­мальна, в какой - минимальна?

Вариант 5

1.Большая полуось орбиты Марса 1,5 а. е. Чем) равен звездный период его обращения вокруг Солнца?

2.Как меняется значение скорости движения планеты при ее пере­мещении от перигелия к афелию?

Вариант 6

1. Большая полуось орбиты Венеры 0,7 а. е. Чем) равен звездный период ее обращения вокруг Солнца?

2. Как происходит видимое движение планет?

Творческое задание:

Определите свой возраст на планете

__________________________________________________________

B I

Во сколько раз звезда 3,4 звездной величины слабее, чем Сириус, имеющий видимую звездную величину -1,6?

Чему равна абсолютная звездная величина Сириуса, если расстояние до нее 2,7 пс?

Какова светимость Беги? Абсолютную звездную ве­личину Солнца принять равной 4,8.

В II

Во сколько раз звезда, имеющая видимую звездную величину - 3, ярче звезды второй величины?

Вычислить абсолютную звездную величину Беги, ес­ли расстояние до нее 8,1 пс?

Какова светимость Сириуса? Абсолютную звездную величину Солнца принять равной 4,8.

Решение

Оценка

В II

Параллакс Альтаира 0,20", Чему равно расстояние до этой звезды в парсеках и световых годах?

Параллакс звезды равен 0,08". Во сколько раз эта звезда дальше от нас, чем Солнце?

Параллакс звезды равен 0,16". Во сколько раз эта звезда дальше от нас, чем Солнце?

Годичный параллакс Веги 0,11". Расстояние до звез­ды Бетельгейзе 652 св.года. Какая из этих звезд дальше от Земли и во сколько раз?

Решение

Оценка

Проверочная работа №4 (самоконтроль)

Конфигурации и условия видимости планет

Вариант 1

1.Через какой промежуток времени повторяются моменты максимальной удаленности Венеры от Земли, если ее звезд­ный период равен 225 сут?

2. Какие планеты могут наблюдаться в противостоянии? Ка­кие не могут?

Вариант 2

1.Через какой промежуток времени повторяются противо­стояния Марса, если звездный период его обращения вокруг Солнца равен 1,9 года?

2. Какие планеты не могут находиться в нижнем соединении?

Вариант 3

1.Чему равен звездный период обращения Венеры вокруг Солнца, если ее верхние соединения с Солнцем повторяют­ся через 1,6 года?

2. В какой конфигурации и почему удобнее всего наблюдать Марс?

Вариант 4

1.Чему равен звездный период обращения Юпитера, если его синодический период равен 400 сут?

2. Какие планеты могут находиться в верхнем соединении?

Вариант 5

1.Определите синодический период обращения Меркурия, зная, что его звездный период обращения вокруг Солнца ра­вен 0.24 года.

2. В какой из конфигураций могут быть и внутренние и внешние планеты?

Вариант 6

1.Какой будет звездный период обращения внешней планеты вокруг Солнца, если ее противостояния будут повторяться через 1,5 года?

2.Какие планеты могут быть видны рядом с Луной во время полнолуния?

III Земля и Луна

Наблюдение №4

«Наблюдение фаз Луны и определение

продолжитель­ности синодического месяца»

Вырисовывайте Луну такой, какой вы ее увидите в дни наблюдения. Под каждым кругом записывайте дату, час и минуты наблюдения. Наблюдения повторяйте каж­дые 3-4 дня. Сопоставив рисунки, вычислите продолжи­тельность синодического месяца (с точностью до одного дня)

Вывод:

Оценка

Проверочная работа №6 (самоконтроль)

«Определение расстояний до звезд»

BI

Расстояние до звезды Бетельгейзе 652 св.года. Чему равен ее параллакс?

Параллакс Проциона 0,28". Сколько времени идет свет от этой звезды до Земли?

Параллакс звезды равен 0,5" Определить, во сколько раз эта звезда дальше от нас, чем Солнце.

Параллакс Альтаира равен 0,20". Расстояние до Веги 29 световых лет. Какая из этих звезд дальше от нас и во сколько раз?

Решение

Оценка

Проверочная работа №5 (самоконтроль)

«Светимость звезд и абсолютная звездная величина»

I Работа с приложением учебника «Астрономия-11» и диаграммой «Спектр-светимость»

1) К какому классу светимости относятся следующие звезды:

2) Назвать цвет следующих звезд по их спектральному

классу

3) Какие звезды относятся к следующим классам свети­мости звезд

Главная последовательность:

Сверхгиганты:

Оценка

Наблюдение №5

«Наблюдение Луны»

Измерьте высоту Луны в произвольные моменты времени с помощью эклиметра.

Измерьте высоту Луны в момент верхней куль­минации (когда она находится над т. юга) и срав­нить измеренную высоту с высотой Луны в другие моменты времени.

Дата на­блюдения

Высота Луны

Созвездие, в котором наблюдается Луна

Вывод:

Оценка

I
V Звездные характеристики

Наблюдение №6

«Измерение угловых расстояний между звездами

на небесной сфере»

Измерьте угловые расстояния между ярки­ми звездами ковша Большой Медведицы с по­мощью самодельного прибора.

На небольшую узкую планку длиной 15-20см вбейте на рас­стоянии 0,5см друг от друга маленькие гвозди. К концам планки прикрепите прочные нити, которые должны сойтись на расстоянии 57см от планки. В этом месте сделайте узел и прикрепите к нему бусинку.

При наблюдениях бусинку надо взять в рот и держать за зуба­ми, а планку отвести двумя руками на расстояние, соответствую­щее длине натянутых нитей. При таком положении планки рас­стояние между гвоздями будет соответствовать 0,5°.

Для угловых измерений расположите планку так, чтобы она находилась в плоскости, проходящей через выбранные вами звезды и глаз. Затем, передвигая планку вправо и влево, добейтесь того, чтобы на каждую из звезд проектировался один из насаженных на планку гвоздей.

По расстоянию между гвоздями можно определить расстояние между звездами ковша Большой Медведицы.

γ
= 0,5 0 · 16 = 8,0 0

Даты наблюдения Название звезд

Угловые расстояния между звездами

α и β

β и γ

γ и δ

δ и ε

ε и ζ

ζ и η

α и δ

δ и ζ

ε и η

Вывод:

Оценка

Произвольного радиуса, на которую проецируются небесные тела: служит для решения различных астрометрических задач. За центр небесной сферы принимают глаз наблюдателя; при этом наблюдатель может находиться как на поверхности Земли, так и в других точках пространства (например, он может быть отнесён к центру Земли). Для наземного наблюдателя вращение небесной сферы воспроизводит суточное движение светил на небе.

Каждому небесному светилу соответствует точка небесной сферы, в которой её пересекает прямая, соединяющая центр сферы с центром светила. При изучении положений и видимых движений светил на небесной сфере выбирают ту или иную систему сферических координат . Расчёты положений светил на небесной сфере производятся с помощью небесной механики и сферической тригонометрии и составляют предмет сферической астрономии .

История

Представление о небесной сфере возникло в глубокой древности; в основу его легло зрительное впечатление о существовании куполообразного небесного свода. Это впечатление связано с тем, что в результате огромной удалённости небесных светил человеческий глаз не в состоянии оценить различия в расстояниях до них, и они представляются одинаково удалёнными. У древних народов это ассоциировалось с наличием реальной сферы, ограничивающей весь мир и несущей на своей поверхности многочисленные звёзды. Таким образом, в их представлении небесная сфера была важнейшим элементом Вселенной. С развитием научных знаний такой взгляд на небесную сферу отпал. Однако заложенная в древности геометрия небесной сферы в результате развития и совершенствования получила современный вид, в котором и используется в астрометрии.

Элементы небесной сферы

Отвесная линия и связанные с ней понятия

Отве́сная ли́ния (или вертика́льная ли́ния ) - прямая , проходящая через центр небесной сферы и совпадающая с направлением нити отвеса в месте наблюдения. Отвесная линия пересекается с поверхностью небесной сферы в двух точках - зените над головой наблюдателя и надире под ногами наблюдателя.

Истинный (математический, или астрономический) горизонт - большой круг небесной сферы, плоскость которого перпендикулярна к отвесной линии. Истинный горизонт делит поверхность небесной сферы на две полусферы: видимую полусферу с вершиной в зените и невидимую полусферу с вершиной в надире. Истинный горизонт не совпадает с видимым горизонтом вследствие приподнятости точки наблюдения над земной поверхностью, а также по причине искривления лучей света в атмосфере.

Круг высоты, или вертикал, светила - большой полукруг небесной сферы, проходящий через светило, зенит и надир. Альмукантара́т (араб. «круг равных высот ») - малый круг небесной сферы, плоскость которого параллельна плоскости математического горизонта. Круги высоты и альмукантараты образуют координатную сетку, задающую горизонтальные координаты светила.

Суточное вращение небесной сферы и связанные с ним понятия

Ось мира - воображаемая линия, проходящая через центр мира, вокруг которой происходит вращение небесной сферы. Ось мира пересекается с поверхностью небесной сферы в двух точках - северном полюсе мира и южном полюсе мира . Вращение небесной сферы происходит против часовой стрелки вокруг северного полюса, если смотреть на небесную сферу изнутри.

Ось эклиптики - диаметр небесной сферы, перпендикулярный плоскости эклиптики. Ось эклиптики пересекается с поверхностью небесной сферы в двух точках - северном полюсе эклиптики , лежащем в северном полушарии, и южном полюсе эклиптики , лежащем в южном полушарии. Северный полюс эклиптики имеет экваториальные координаты R.A. = 18h00m, Dec = +66°33", и находится в созвездии

117.09kb.

Тема 9 Структура рабочего процесса и методы измерения рабочего времени , 115.64kb.

1. Пространство и время: понятия, свойства, процедуры количественного описания Понятия , 3529.23kb.

1. Средства измерений. Классификация средств измерений, требования к ним. Измерительные , 1405.11kb.

Отчёт лабораторной работы №3. 3 по метрологии Тема , 26.53kb.

Урок 6/6

Тема Основы измерения времени.

Ход урока

1. Повторение изученного
а) 3 человека по индивидуальным карточкам.
1. 1. На какой высоте в Новосибирске (φ= 55º) кульминирует Солнце 21 сентября?
2. Где на земле не видно никаких звезд южного полушария?
2. 1. Полуденная высота Солнца 30º, а его склонение 19º. Определить географическую широту места наблюдения.
2. Как располагаются суточные пути звезд относительно небесного экватора?
3. 1. Каково склонение звезды, если она кульминирует в Москве (φ= 56º ) на высоте 69º ?
2. Как располагается ось мира относительно земной оси, относительно плоскости горизонта?

б) 3 человека у доски.
1.Вывести формулу высоты светила.
2. Суточные пути светил (звезд) на разных широтах.
3. Доказать, что высота полюса мира равна географической широте.

в) Остальные самостоятельно .
1. Какой наибольшей высоты достигает Вега (δ=38 о 47") в Колыбельке (φ=54 о 05 ")?
2. Выбрать по ПКЗН любую яркую звезду и запишите ее координаты.
3. В каком созвездии находится Солнце сегодня и каковы его координаты?
г) в "Red Shift 5.1"
Найти Солнце:
- какую информацию можно получить о Солнце?
- каковы его координаты сегодня и в каком созвездии находится?
- как меняется склонение?
- какая из звезд, имеющих собственное имя, наиболее близка по угловому расстоянию к Солнцу и каковы её координаты?
- докажите что Земля в данный момент двигаясь по орбите приближается к Солнцу

2. Новый материал
Нужно обратить внимание учеников :
1. Продолжительность суток и года зависит от того, в какой системе отсчета рассматривается движение Земли (связана ли она с неподвижными звездами, Солнцем и т.д). Выбор системы отсчета отражается в названии единицы счета времени.
2. Продолжительность единиц счета времени связана с условиями видимости (кульминациями) небесных светил.
3. Введение атомного стандарта времени в науке было обусловлено неравномерностью вращения Земли, обнаруженной при повышении точности часов.
4. Введение поясного времени обусловлено необходимостью согласования хозяйственных мероприятий на территории, определяемой границами часовых поясов.

Системы счета времени. Связь с географической долготой. Тысячи лет назад люди заметили, что многое в природе повторяется. Именно тогда возникли первые единицы времени – день, месяц, год . С помощью простейших астрономических приборов было установлено, что в году около 360 дней, и приблизительно за 30 дней силуэт Луны проходит цикл от одного полнолуния к следующему. Поэтому халдейские мудрецы приняли в основу шестидесятеричную систему счисления: сутки разбили на 12 ночных и 12 дневных часов , окружность – на 360 градусов. Каждый час и каждый градус были разделены на 60 минут , а каждая минута – на 60 секунд .
Однако последующие более точные измерения безнадежно испортили это совершенство. Оказалось, что Земля делает полный оборот вокруг Солнца за 365 суток 5 часов 48 минут и 46 секунд. Луне же, чтобы обойти Землю, требуется от 29,25 до 29,85 суток.
Периодические явления, сопровождаемые суточным вращением небесной сферы и видимое годовое движение Солнца по эклиптике лежат в основе различных систем счета времени. Время - основная физическая величина, характеризующая последовательную смену явлений и состояний материи, длительность их бытия.
Короткие – сутки, час, минута, секунда
Длинные – год, квартал, месяц, неделя.
1. "Звездное " время, связанное с перемещением звезд на небесной сфере. Измеряется часовым углом точки весеннего равноденствия.
2. "Солнечное " время, связанное: с видимым движением центра диска Солнца по эклиптике (истинное солнечное время) или движением "среднего Солнца" - воображаемой точки, равномерно перемещающейся по небесному экватору за тот же промежуток времени, что и истинное Солнце (среднее солнечное время).
С введением в 1967 году атомного стандарта времени и Международной системы СИ в физике используется атомная секунда.
Секунда - физическая величина, численно равная 9192631770 периодам излучения, соответствующего переходу между сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133.
В повседневной жизни используется среднее солнечное время . Основной единицей звездного, истинного и среднего солнечного времени являются сутки. Звездные, средние солнечные и иные секунды мы получаем делением соответствующих суток на 86400 (24 h , 60 m , 60 s). Сутки стали первой единицей измерения времени свыше 50000 лет назад.
Звездные сутки - период вращения Земли вокруг своей оси относительно неподвижных звезд, определяется как промежуток времени между двумя последовательными верхними кульминациями точки весеннего равноденствия.
Истинные солнечные сутки - период вращения Земли вокруг своей оси относительно центра диска Солнца, определяемый как промежуток времени между двумя последовательными одноименными кульминациями центра диска Солнца.
Ввиду того, что эклиптика наклонена к небесному экватору под углом 23 о 26", а Земля вращается вокруг Солнца по эллиптической (слегка вытянутой) орбите, скорость видимого движения Солнца по небесной сфере и, следовательно, продолжительность истинных солнечных суток будет постоянно изменяться на протяжении года: наиболее быстро вблизи точек равноденствий (март, сентябрь), наиболее медленно вблизи точек солнцестояний (июнь, январь). Для упрощения расчетов времени в астрономии введено понятие средних солнечных суток - периода вращения Земли вокруг своей оси относительно "среднего Солнца".
Средние солнечные сутки определяются как промежуток времени между двумя последовательными одноименными кульминациями "среднего Солнца". Они на 3 m 55,009 s короче звездных суток.
24 h 00 m 00 s звездного времени равны 23 h 56 m 4,09 s среднего солнечного времени. Для определенности теоретических расчетов принята эфемеридная (табличная) секунда, равная средней солнечной секунде 0 января 1900 года в 12 часов равнотекущего времени, не связанного с вращением Земли.

Около 35000 лет назад люди обратили внимание на периодическое изменение вида Луны - смену лунных фаз. Фаза Ф небесного светила (Луны, планеты и т.д.) определяется отношением наибольшей ширины освещенной части диска d к его диаметру D : Ф=d/D . Линия терминатора разделяет темную и светлую часть диска светила. Луна движется вокруг Земли в ту же сторону, в какую Земля вращается вокруг своей оси: с запада на восток. Отображением этого движения является видимое перемещение Луны на фоне звезд навстречу вращению неба. Каждые сутки Луна смещается к востоку на 13,5 o относительно звезд и за 27,3 суток совершает полный круг. Так была установлена вторая после суток мера времени - месяц .
Сидерический (звездный) лунный месяц - период времени, в течение которого Луна совершает один полный оборот вокруг Земли относительно неподвижных звезд. Равен 27 d 07 h 43 m 11,47 s .
Синодический (календарный) лунный месяц - промежуток времени между двумя одноименными последовательными фазами (обычно новолуниями) Луны. Равен 29 d 12 h 44 m 2,78 s .

Совокупность явлений видимого движения Луны на фоне звезд и смены фаз Луны позволяет ориентироваться по Луне на местности (рис). Луна появляется узеньким серпиком на западе и исчезает в лучах утренней зари таким же узким серпом на востоке. Мысленно приставим слева к лунному серпу прямую линию. Мы можем прочесть на небе либо букву "Р" - "растет", "рога" месяца повернуты влево - месяц виден на западе; либо букву "С" - "стареет", "рога" месяца повернуты вправо - месяц виден на востоке. В полнолуние Луна в полночь видна на юге.

В результате наблюдений за изменением положения Солнца над горизонтом в течение многих месяцев возникла третья мера времени - год .
Год - промежуток времени, в течение которого Земля делает один полный оборот вокруг Солнца относительно какого-либо ориентира (точки).
Звездный год - сидерический (звездный) период обращения Земли вокруг Солнца, равный 365,256320... средних солнечных суток.
Аномалистический год - промежуток времени между двумя последовательными прохождениями среднего Солнца через точку своей орбиты (обычно, перигелий), равен 365,259641... средних солнечных суток.
Тропический год - промежуток времени между двумя последовательными прохождениями среднего Солнца через точку весеннего равноденствия, равный 365,2422... средних солнечных суток или 365 d 05 h 48 m 46,1 s .

Всемирное время определяется как местное среднее солнечное время на нулевом (Гринвичском) меридиане (Т о , UT - Universal Time). Так как в повседневной жизни местным временем пользоваться нельзя (так как в Колыбельке оно одно, а в Новосибирске другое (разные λ )), поэтому и утверждено было Конференцией по предложению канадского инженера-железнодорожника Сэнфорда Флеминга (8 февраля 1879 при выступлении в Канадском институте в г.Торонто) поясное время, разделив земной шар на 24 часовых зоны (по 360:24=15 о, по 7,5 о от центрального меридиана). Нулевой часовой пояс расположен симметрично относительно нулевого (гринвичского) меридиана. Нумерация поясов дается от 0 до 23 с запада на восток. Реальные границы поясов совмещены с административными границами районов, областей или государств. Центральные меридианы часовых поясов отстоят друг от друга ровно на 15 о (1 час), поэтому при переходе из одного часового пояса в другой время изменяется на целое число часов, а число минут и секунд не изменяется. Новые календарные сутки (и Новый год) начинаются на линии перемены даты (демаркационной линии ), проходящей в основном по меридиану 180 о восточной долготы вблизи северо-восточной границы Российской Федерации. Западнее линии перемены дат число месяца всегда на единицу больше, нежели к востоку от нее. При пересечении этой линии с запада на восток календарное число уменьшается на единицу, а при пересечении линии с востока на запад календарное число увеличивается на единицу, что исключает ошибку в счете времени при кругосветных путешествиях и перемещениях людей из Восточного в Западное полушария Земли.
Поэтому Международной меридианной Конференцией (1884г, Вашингтон, США) в связи с развитием телеграфа и железнодорожного транспорта вводится:
- начало суток с полуночи, а не с полудня, как это было.
- начальный (нулевой) меридиан от Гринвича (Гринвичская обсерватория возле Лондона, основанная Дж. Флемстид в 1675г, через ось телескопа обсерватории).
- система счета поясного времени
Поясное время определяется по формуле: T n = T 0 + n , где Т 0 - всемирное время; n - номер часового пояса.
Декретное время - поясное время, измененное на целое число часов правительственным распоряжением. Для России равно поясному, плюс 1 час.
Московское время - декретное время второго часового пояса (плюс 1 час): Tм = T 0 + 3 (часа).
Летнее время - декретное поясное время, изменяемое дополнительно на плюс 1 час по правительственному распоряжению на период летнего времени с целью экономии энергоресурсов. По примеру Англии, которая в 1908г впервые вводит переход на летнее время, сейчас 120 стран мира, в том числе и Российская Федерация осуществляет ежегодно переход на летнее время.

Далее следует кратко ознакомить учеников с астрономическими методами определения географических координат (долготы) местности. Вследствие вращения Земли разность между моментами наступления полдня или кульминаций (кульминация. Что это за явление?) звезд с известными экваториальными координатами в 2 пунктах равна разности географических долгот пунктов, что дает возможность определения долготы данного пункта из астрономических наблюдений Солнца и других светил и, наоборот, местного времени в любом пункте с известной долготой.
Например: один из Вас находится в Новосибирске, второй в Омске (Москве). Кто из Вас раньше будет наблюдать верхнюю кульминацию центра Солнца? А почему? (замечание, имеется ввиду что Ваши часы идут по времени Новосибирска). Вывод – в зависимости от местонахождения на Земле (меридиана – географической долготы) кульминация любого светила наблюдается в разное время, то есть время связано с географической долготой или Т= UT+λ, а разность во времени для двух пунктов, расположенных на разных меридианах будет Т 1 -Т 2 = λ 1 - λ 2 . Географическая долгота (λ ) местности отсчитывается к востоку от "нулевого" (гринвичского) меридиана и численно равна промежутку времени между одноименными кульминациями одного и того же светила на гринвичском меридиане (UT) и в пункте наблюдения (Т ). Выражается в градусах или часах, минутах и секундах. Чтобы определить географическую долготу местности, необходимо определить момент кульминации какого-либо светила (обычно Солнца) с известными экваториальными координатами. Переведя с помощью специальных таблиц или калькулятора время наблюдений из среднего солнечного в звездное и зная по справочнику время кульминации этого светила на гринвичском меридиане, мы без труда определим долготу местности. Единственную сложность вычислений составляет точный перевод единиц времени из одной системы в другую. Момент кульминации можно не "караулить": достаточно определить высоту (зенитное расстояние) светила в любой точно зафиксированный момент времени, но вычисления тогда будут довольно сложными.
Для измерения времени служат часы. От простейших, применяемые еще в древности, - это гномон - вертикальный шест в центре горизонтальной площадки с делениями, затем песочные, водные (клепсидры) и огневые, до механических, электронных и атомных. Еще более точный атомный (оптический) стандарт времени был создан в СССР 1978 году. Ошибка в 1 секунду происходит раз в 10 000 000 лет!

Система счета времени в нашей стране.
1) С 1 июля 1919г вводится поясное время (декрет СНК РСФСР от 8.02.1919г)
2) В 1930г устанавливается Московское (декретное) время 2-го часового пояса в котором находится Москва, переводом на один час вперед по сравнению с поясным временем (+3 к Всемирному или +2 к среднеевропейскому). Отменено в феврале 1991г и опять восстановлено с января 1992г.
3) Этим же Декретом 1930г отменяется действующее с 1917г переход на летнее время (20 апреля и возврат 20 сентября), впервые введено в Англии в 1908г.
4) В 1981г возобновляется в стране переход на летнее время.
5) В 1992г восстановлено Указам Президента, отмененное в феврале 1991г, декретное (Московское) время с 19 января 1992г с сохранением перевода на летнее время в последнее воскресенье марта в 2 часа ночи на час вперед, а на зимнее время в последнее воскресенье сентября в 3 часа ночи на час назад.
6) В 1996г Постановлением Правительства РФ №511 от 23.04.1996г летнее время продлевается на один месяц и заканчивается теперь в последнее воскресенье октября. Новосибирская область переводится из 6-го часового пояса в 5-й .
Итак, для нашей страны в зимнее время Т= UT+n+1 ч , а в летнее время Т= UT+n+2 ч

3. Служба точного времени.
Для точного счета времени необходим эталон, из-за неравномерности движения Земли по эклиптике. В октябре 1967г в Париже 13 Генеральная конференция Международного комитета мер и весов определяет продолжительность атомного секунды – промежутка времени, за который совершается 9 192 631 770 колебаний, соответствующих частоте излечения (поглощения) атомом Цезия – 133. Точностью атомных часов – ошибка в 1с за 10000 лет.
С 1 января 1972г СССР и многие страны мира перешли на атомный стандарт времени. Транслируемые по радио сигналы точного времени передаются по атомным часам для точного определения местного времени (т.е географической долготы – местонахождения опорных пунктов, находя моменты кульминации звезд), а также для авиационной и морской навигации.

4. Летоисчисления, календарь.
ЛЕТОСЧИСЛЕНИЕ - система исчисления больших промежутков времени. Во многих системах летосчисления счет велся от какого-либо исторического или легендарного события.
Современное летоисчисление – "наша эра ", "новая эра " (н.э.), "эра от Рождества Христова" (Р.Х .), Anno Domeni (A.D. – "год господа") – ведется от произвольно выбранной даты рождения Иисуса Христа. Поскольку ни в одном историческом документе она не указана, а Евангелия противоречат друг другу, ученый монах Дионисий Малый в 278г эры Диоклетиана решил "научно", на основе астрономических данных вычислить дату эпохи. В основу расчетом была положены: 28-летний "солнечный круг" – промежуток времени, за который числа месяцев приходятся точно на те же дни недели, и 19-летний "лунный круг" – промежуток времени, за который одинаковые фазы Луны приходятся на одни и те же дни месяца. Произведение циклов "солнечного" и "лунного" круга с поправкой на 30-летнее время жизни Христа (28 х 19 + 30 = 572) дало начальную дату современного летоисчисления. Счет лет согласно эре "от Рождества Христова" "приживался" очень медленно: вплоть до XV века (т.е. даже 1000 лет спустя) в официальных документах Западной Европы указывалось 2 даты: от сотворения мира и от Рождества Христова (A.D). Сейчас эта система летосчисления (новая эра) принята в большинстве стран.
Начальная дата и последующая система летоисчисления называются эрой . Начальную точку отсчета эры называют ее эпохой . У народов, исповедующих ислам, летосчисление ведется от 622 н.э. (от даты переселения Мухаммеда - основателя ислама - в Медину).

На Руси летоисчисление «От сотворения мира»(«Древнерусская эра») велось от 1 марта 5508г до НЭ вплоть до 1700г.

КАЛЕНДАРЬ (лат. calendarium - долговая книжка; в Древнем Риме должники платили проценты в день календ - первый день месяца) - система счисления больших промежутков времени, основан на периодичности видимых движений небесных тел. Выделяют три основных типа календарей :
1. Лунный календарь , в основе которого лежит синодический лунный месяц продолжительностью 29,5 средних солнечных суток. Возник свыше 30000 лет назад. Лунный год календаря содержит 354 (355) суток (на 11,25 суток короче солнечного) и делится на 12 месяцев по 30 (нечетные) и 29 (четные) суток в каждом (мусульманский, турецкий и т.д). Лунный календарь принят в качестве религиозного и государственного в мусульманских государствах Афганистане, Ираке, Иране, Пакистане, ОАР и других. Для планирования и регулирования хозяйственной деятельности параллельно применяются солнечный и лунно-солнечный календари.
2. Солнечный календарь , в основу которого положен тропический год. Возник свыше 6000 лет назад. В настоящее время принят в качестве мирового календаря. Например Юлианский солнечный календарь "старого стиля" содержит 365,25 суток. Разработан александрийским астрономом Созигеном, введен императором Юлием Цезарем в Древнем Риме в 46 г. до НЭ и распространился затем по всему миру. На Руси был принят в 988 г. НЭ. В юлианском календаре продолжительность года определяется в 365,25 суток; три "простых" года насчитывают по 365 суток, один високосный - 366 суток. В году 12 месяцев по 30 и 31 день каждый (кроме февраля). Юлианский год отстает от тропического на 11 минут 13,9 секунды в год. Ошибка в сутки накапливалась за 128,2 лет. За 1500 лет его применения накопилась ошибка в 10 суток.
В григорианском солнечном календаре "нового стиля" продолжительность года составляет 365, 242500 суток (на 26 с превышает тропический год). В 1582 году юлианский календарь по указу Папы Римского Григория XIII был реформирован в соответствие с проектом итальянского математика Луиджи Лилио Гаралли (1520-1576). Счет дней передвинули на 10 суток вперед и условились каждое столетие, не делящееся на 4 без остатка: 1700, 1800, 1900, 2100 и т. д. не считать високосным. Тем самым исправляется ошибка в 3 суток за каждые 400 лет. Ошибка в 1 сутки "набегает" за 3323 лет. Новые столетия и тысячелетия начинаются с 1 января "первого" года данного столетия и тысячелетия: так, XXI век и III тысячелетие нашей эры (н.э.) начался 1 января 2001 года по григорианскому календарю.
В нашей стране до революции применялся юлианский календарь "старого стиля", ошибка которого к 1917 году составляла 13 суток. 14 февраля 1918 году в стране был введен принятый во всем мире григорианский календарь "нового стиля" и все даты сдвинулись на 13 суток вперед. Различие между старым и новым стилями составляет в 18в 11 сут, в 19в 12 сут и в 20в 13 сут (сохраниться до 2100 г).
Другими разновидностями солнечных календарей являются:
Персидский календарь, определявший продолжительность тропического года в 365,24242 суток; 33-летний цикл включает в себя 25 "простых" и 8 "високосных" лет. Значительно точнее григорианского: ошибка в 1 год "набегает" за 4500 лет. Разработан Омаром Хайямом в 1079 году; применялся на территории Персии и ряда других государств до середины XIX века.
Коптский календарь похож на юлианский: в году насчитывается 12 месяцев по 30 суток; после 12 месяца в "простом" году добавляется 5, в "високосном" – 6 дополнительных дней. Используется в Эфиопии и некоторых других государствах (Египет, Судан, Турция и т.д.) на территории проживания коптов.
3. Лунно-солнечный календарь , в котором движение Луны согласовывается с годичным движением Солнца. Год состоит из 12 лунных месяцев по 29 и по 30 суток в каждом, к которым для учета движения Солнца периодически добавляются "високосные" годы, содержащие дополнительный 13-й месяц. В результате "простые" годы продолжаются 353, 354, 355 суток, а "високосные" - 383, 384 или 385 суток. Возник в начале I тысячелетия до НЭ, применялся в Древнем Китае, Индии, Вавилоне, Иудее, Греции, Риме. В настоящее время принят в Израиле (начало года приходится на разные дни между 6 сентября и 5 октября) и применяется, наряду с государственным, в странах Юго-Восточной Азии (Вьетнаме, Китае и т.д).

Все календари неудобны тем, что нет постоянства между датой и днем недели. Возникает вопрос, как придумать постоянный всемирный календарь . В ООН решается данный вопрос и в случае принятия такой календарь можно ввести, когда 1 января выпадет на воскресенье.

Закрепление материала
1. Пример 2 , стр. 28
2. Исаак Ньютон родился 4 января 1643г по новому стилю. Какова дата его рождения по старому стилю.
3. Долгота Колыбельки λ=79 о 09" или 5 ч 16 м 36 с . Найдите для Колыбельки местное время и сравните со временем, по которому мы живем.

Итог:
1) Каким календарем мы пользуемся?
2) Чем старый стиль отличается от нового?
3) Что такое всемирное время?
4) Что такое полдень, полночь, истинные солнечные сутки?
5) Чем объясняется введение поясного времени?
6) Как определить поясное, местное время?
7) Оценки

Домашнее задание: §6; вопросы и задания для самоконтроля (стр29); стр29 «Что знать» – главные мысли, повторить полностью всю главу "Введение в астрономию", Контрольная работа №1 (если нет возможности провести отдельным уроком).
Задание: 1. Составить кроссворд, используя изученный материал первого раздела.
2. Подготовить доклад об одном из календарей.
3. Составить опросник по материалу первого раздела (не менее 20 вопросов, ответы в скобках).

Связь видимого расположения
объектов и географических координат
наблюдателя
места
наблюдения
Суточное движение объектов на различных широтах
Связи между δ, h (или z) и φ

Высота полюса мира и географическая широта
места наблюдения
Высота полюса мира равна географической широте

Высота полюса мира и географическая широта
места наблюдения
∠PON = φ (географическая широта
места наблюдения, точка O)
OZ – отвесная линия
SN – полуденная линия
SN⊥OZ
∠PON – высота полюса мира (hp) ⇒
∠PON = ∠AO1O (как углы с
соответственно перпендикулярными
сторонами)
Высота полюса мира равна
географической широте места
наблюдения: hp = φ

Суточное движение объектов на различных
широтах

Связи между δ, h (или z) и φ
φ – географическая широта
местности
δ – склонение светила
h – высота светила
z – зенитное расстояние
φ=δ+z⇒
z = 90°– h ⇒
φ = δ + (90°– h)
Для верхней кульминации
Кульминация к точке юга:
hвк = 90°+ (δ – φ)
Кульминация к точке севера:
hвк = 90°– (δ – φ)
Для нижней кульминации
всегда hвк = δ + φ – 90°

Связи между δ, h (или z) и φ

Связи между δ, h (или z) и φ
Географические координаты Москвы, Россия
Широта: 55°45′07″ с.ш.
Долгота: 37°36′56″ в.д.
Высота над уровнем моря: 144 м
Географические координаты Брянска, Россия
Широта: 53°15′07″ с.ш.
Долгота: 34°22′18″ в.д.
Высота над уровнем моря: 206 м
Пример:
Какой наибольшей высоты достигает Вега (δ = +38°47′) в Москве (φ = 55°45′)?
Решение:
Сделать чертёж небесной сферы в проекции на плоскость небесного
меридиана.
В момент верхней кульминации Вега будет находиться над точкой юга.
hвк = 90°+ (δ – φ)
hвк = 90°+ 38°47′ – 55°45′ = 73°02′
Ответ: h = 73°02′

Вопросы для самоконтроля
1.
2.
3.
4.
5.
Светило восходит в точке востока. Где оно будет через 12 часов?
Как располагаются суточные пути звёзд относительно небесного экватора?
Что такое верхняя и нижняя кульминация светила?
Где на Земле не видно никаких звёзд южного полушария неба?
Как располагается ось мира:
a) относительно земной оси?
b) относительно плоскости горизонта?
6. Какой круг небесной сферы все звёзды пересекают дважды в сутки, если
наблюдения ведутся в средних широтах?
7. Как относительно горизонта располагаются суточные параллели звёзд для
наблюдателя, находящегося на полюсе Земли?
8. На какой высоте происходит в Санкт-Петербурге, широта которого 60°,
верхняя кульминация звезды Альтаир (склонение +9°)? К какому созвездию
относится Альтаир? Выделить это созвездие на КЗН.
9. Каково склонение звезды, если она кульминирует в Москве,
географическая широта которой равна 56°, на высоте 63°? Какое это
созвездие? Выделить это созвездие на КЗН.
10. Какова географическая широта места наблюдения, если звезда Регул
(склонение +12°) наблюдается в верхней кульминации на высоте 57°? К
какому созвездию относится Регул? Выделить это созвездие на КЗН.

по астрономи­ческим наблюдениям

Вариант 1

1. На какой высоте происходит в Ленинграде, географиче­ская широта которого равна 60°, верхняя кульминация звезды Альтаир?

2. Светило восходит в точке востока. Где оно будет через 12 ч?

Вариант 2

1. Каково склонение звезды, если она кульминирует в Моск­ве, географическая широта которой равна 56°, на высоте 63°?

2. Как располагаются суточные пути звезд относитель­но небесного экватора?

Вариант 3

1. Какова географическая широта места наблюдения, если звезда Регул наблюдалась в верхней кульминации на высоте 57°?

2. Где на Земле не видно никаких звезд южного полушария неба?

Вариант 4

1. На какой высоте происходит верхняя кульминация звезды Спика в городе, географическая широта которого составляет 50°?

2. Как относительно горизонта располагаются суточные пути звезд для наблюдателя, находящегося на полюсе Земли?

Вариант 5

1. Каково склонение звезды, если ее верхняя кульминация в Ереване, географическая широта которого равна 40°, проис­ходит на высоте 37°?

2. Какой круг небесной сферы все звезды пересекают дважды в сутки, если наблюдения ведутся в средних широтах"."

Вариант б

1. Какова географическая широта места наблюдения, если звезда Бетельгейзе наблюдалась в верхней кульминации на высоте 48°?

2. Как располагается ось мира относительно земной оси? относительно плоскости горизонта?

Полезные советы

Небесные светила - надежные ориентиры

ОРИЕНТИРОВКА ПО ЗВЕЗДАМ

С древних времен и до настоящего времени звезды были и остаются надежными ориентирами, по которым люди находят стороны горизонта и определяют время ночи. Способов ориентировки много, мы расскажем о некоторых из них.

1. Знание местоположения Полярной звезды очень важно, так как она указывает на северную сторону гори­зонта и тем самым помогает определить и остальные стороны света. Однако Полярная звезда может быть за­крыта дымкой или облаками, а в просвете могут быть видны другие звезды и созвездия. Следовательно, не ме­нее важно уметь находить местоположение Полярной звезды с помощью видимых на небе ярких звезд и со­звездий. Для этого надо хорошо помнить околополюс­ные созвездия и их взаимное положение.

2. Ориентироваться можно и по ручке ковша Большой Медведицы. В полночь весной она направлена на восток, летом-на юг, осенью-на запад, зимой - на север.

3. Ориентироваться можно и с помощью других созвез­дий. Например, над точкой юга в полночь бывают Воло­пас- в мае, Лебедь и Орел -в июле, квадрат Пегаса -в сентябре.

Вы можете сами с помощью звездной карты и на­кладного крута выбрать те яркие звезды и созвездия, ко­торые в определенные месяцы года и в определенные ча­сы ночи могут служить для вас ориентирами. Запишите их в тетрадь и с помощью упражнений постарайтесь за­помнить.

4. Время ночи легко определить по взаимному положе­нию относительно горизонта созвездий Большой и Ма­лой Медведиц. Это связано с тем, что Созвездие Боль-

V Солнце - ближайшая звезда

Наблюдение №7

«Наблюдение пятен ни Солнце»

Перед вами фотографии пятен на Солнце со 2 по 7 ап­реля.

Проведите обработку фо­тографии:

1.Измерьте циркулем размеры наиболее крупных пятен, кото­рые обведите карандашом и пронумеруйте.

2.Сравните их с диаметром Солнца в масштабе 1см -45000км.

3. Измерьте расстояние этих пятен от центра Солнца на всех рисунках, достроив вид Солнца до полного диска.

4. Данные занесите в таблицу.

Практическая работа №1

«Определение групп звезд»

С помощью звездной карты и накладного круга оп­ределите незаходящие, восходящие и заходящие, невос­ходящие созвездия, которые будут видны в день вашего рождения с 20 00 до 4 00 утра.

День рождения____________________________________

Незаходящие	Восходящие и заходящие	Невосходящие

Оценка

II Строение Солнечной системы

(небесная механика)

Проверочная работа №3 (самоконтроль)

Законы Кеплера Вариант 1

1. Чем) равна большая пол) ось орбиты Урана, если звездный пе­риод обращения этой планеты вокруг Солнца составляет 84 года?

2. Как меняется значение скорости движения планеты при ее пере­мещении от афелия к перигелию?

Вариант 2

1.Большая полуось орбиты Сатурна 9,5 а. е. Каков звездный пери­од его обращения вокруг Солнца?

2.В какой точке эллиптической орбиты кинетическая энергия ис­кусственного спутника Земли (ИСЗ) максимальна и в какой - ми­нимальна?

Вариант 3

1. Большая полуось орбиты Юпитера 5 а. е. Каков звездный период его обращения вокруг Солнца?

2. В какой точке эллиптической орбиты потенциальная энергия искусственного спутника Земли (ИСЗ) минимальна и в какой -максимальна?

Вариант 4

1.Звездный период обращения Юпитера вокруг Солнца составляет 12 лет. Каково среднее расстояние Юпитера до Солнца?

2. В какой точке орбиты планеты ее кинетическая энергия макси­мальна, в какой - минимальна?

Вариант 5

1.Большая полуось орбиты Марса 1,5 а. е. Чем) равен звездный период его обращения вокруг Солнца?

2.Как меняется значение скорости движения планеты при ее пере­мещении от перигелия к афелию?

Вариант 6

1. Большая полуось орбиты Венеры 0,7 а. е. Чем) равен звездный период ее обращения вокруг Солнца?

2. Как происходит видимое движение планет?

Творческое задание:

Определите свой возраст на планете

__________________________________________________________

1. Во сколько раз звезда 3,4 звездной величины слабее, чем Сириус, имеющий видимую звездную величину -1,6?

2. Чему равна абсолютная звездная величина Сириуса, если расстояние до нее 2,7 пс?

3. Какова светимость Беги? Абсолютную звездную ве­личину Солнца принять равной 4,8.

1. Во сколько раз звезда, имеющая видимую звездную величину - 3, ярче звезды второй величины?

2. Вычислить абсолютную звездную величину Беги, ес­ли расстояние до нее 8,1 пс?

3. Какова светимость Сириуса? Абсолютную звездную величину Солнца принять равной 4,8.

Оценка

Проверочная работа №4 (самоконтроль)

Конфигурации и условия видимости планет

Вариант 1

1.Через какой промежуток времени повторяются моменты максимальной удаленности Венеры от Земли, если ее звезд­ный период равен 225 сут?

2. Какие планеты могут наблюдаться в противостоянии? Ка­кие не могут?

Вариант 2

1.Через какой промежуток времени повторяются противо­стояния Марса, если звездный период его обращения вокруг Солнца равен 1,9 года?

2. Какие планеты не могут находиться в нижнем соединении?

Вариант 3

1.Чему равен звездный период обращения Венеры вокруг Солнца, если ее верхние соединения с Солнцем повторяют­ся через 1,6 года?

2. В какой конфигурации и почему удобнее всего наблюдать Марс?

Вариант 4

1.Чему равен звездный период обращения Юпитера, если его синодический период равен 400 сут?

2. Какие планеты могут находиться в верхнем соединении?

Вариант 5

1.Определите синодический период обращения Меркурия, зная, что его звездный период обращения вокруг Солнца ра­вен 0.24 года.

2. В какой из конфигураций могут быть и внутренние и внешние планеты?

Вариант 6

1.Какой будет звездный период обращения внешней планеты вокруг Солнца, если ее противостояния будут повторяться через 1,5 года?

2.Какие планеты могут быть видны рядом с Луной во время полнолуния?

III Земля и Луна

Наблюдение №4

«Наблюдение фаз Луны и определение

продолжитель­ности синодического месяца»

Вырисовывайте Луну такой, какой вы ее увидите в дни наблюдения. Под каждым кругом записывайте дату, час и минуты наблюдения. Наблюдения повторяйте каж­дые 3-4 дня. Сопоставив рисунки, вычислите продолжи­тельность синодического месяца (с точностью до одного дня)

2) Назвать цвет следующих звезд по их спектральному

3) Какие звезды относятся к следующим классам свети­мости звезд

Вывод:
	Оценка

IV Звездные характеристики

Наблюдение №6

«Измерение угловых расстояний между звездами

на небесной сфере»

Измерьте угловые расстояния между ярки­ми звездами ковша Большой Медведицы с по­мощью самодельного прибора.

На небольшую узкую планку длиной 15-20см вбейте на рас­стоянии 0,5см друг от друга маленькие гвозди. К концам планки прикрепите прочные нити, которые должны сойтись на расстоянии 57см от планки. В этом месте сделайте узел и прикрепите к нему бусинку.

При наблюдениях бусинку надо взять в рот и держать за зуба­ми, а планку отвести двумя руками на расстояние, соответствую­щее длине натянутых нитей. При таком положении планки рас­стояние между гвоздями будет соответствовать 0,5°.

Для угловых измерений расположите планку так, чтобы она находилась в плоскости, проходящей через выбранные вами звезды и глаз. Затем, передвигая планку вправо и влево, добейтесь того, чтобы на каждую из звезд проектировался один из насаженных на планку гвоздей.

По расстоянию между гвоздями можно определить расстояние между звездами ковша Большой Медведицы.

γ = 0,5 0 · 16 = 8,0 0

Вывод:
	Оценка

Похожая информация.