Задачи и Упражнения по Общей Астрономии<< 3. Системы небесных координат | Оглавление | 5. Астрономическая рефракция >>
4. Явления, связанные с суточным вращением небесной сферы
Вследствие суточного вращения небесной сферы все светила описывают круги, плоскости которых параллельны плоскости небесного экватора, т.е. они движутся по суточным параллелям. В общем случае светило часть времени находится под плоскостью горизонта и не видно для наблюдателя.
Точка пересечения суточной параллели светила и восточной части горизонта
называется точкой восхода светила, а точка пересечения с западной
частью горизонта точкой захода светила. Суточная параллель пересекает
небесный меридиан в двух точках. Явление пересечения светилом небесного
меридиана называется кульминацией светила. Кульминация называется
верхней, если светило пересекает верхнюю часть меридиана PZQSP',
в которой находится точка зенита Z, и нижней, если светило пересекает
небесный меридиан в его нижней части PNQ'Z'P', содержащей точку надира
Z'. В том случае, когда нижняя кульминация происходит над горизонтом (h
> 0), такое светило называется незаходящим, а если даже во время
верхней кульминации светило находится под горизонтом (h < 0), то оно
называется невосходящим. Таким образом, все светила на небесной сфере
разбиваются на три большие группы - незаходящие, невосходящие и светила,
которые восходят и заходят (рис. 8). Принадлежность светила к той или иной
группе определяется его склонением 
и широтой места наблюдения
.
4.1. Изменение координат светил при суточном движении
4.1.1. Горизонтальные координаты
Для звезд с
:
Верхняя кульминация (см. рис. 9):
Нижняя кульминация:
Восход и заход:
A зависит от
, z=90o h=0o.
Для звезд с
:
Верхняя кульминация (см. рис. 10):
Нижняя кульминация:
Восход и заход: A зависит от
, z=90o h=0o.
Таким образом мы видим, что верхняя кульминация светил может происходить как
к югу, так и к северу от зенита, в зависимости от соотношения величин склонения
и широты места наблюдения . Из этих же формул легко вывести
условия видимости светил:
- незаходящие светила
- невосходящие светила
- светила восходят и заходят
Очевидно, что даже при строго равномерном вращении небесной сферы горизонтальные координаты изменяются неравномерно. Высота светил медленнее всего изменяется вблизи меридиана, а азимут в эти моменты изменяется наиболее быстро.
4.1.2. Экваториальные координаты
I система. Склонение остается неизменным. Поскольку точка Q
сохраняет неизменное положение на небесной сфере, то часовой угол t светила
непрерывно меняется. Так как часовой угол отсчитывается вдоль экватора, то
приращение t для светила будет равно углу поворота небесной сферы,
следовательно, часовой угол t меняется равномерно. В момент верхней кульминации
t=0o=0h, а в момент нижней кульминации t=180o=12h.
II система. Склонение остается неизменным. Прямое восхождение
также не изменяется, так как оно отсчитывается от точки весеннего
равноденствия 
, которая сама участвует в суточном вращении небесной
сферы.
Вопросы
2. Если наблюдатель находится на Северном полюсе Земли, то какие светила будут незаходящими, невосходящими, будут восходить и заходить? А на земном экваторе?
3. У каких светил можно наблюдать и верхнюю, и нижнюю кульминацию?
Задачи
7. К каким светилам на широте Казани (
) относятся
Сириус (
,
), Капелла (
,
) и Альдебаран (
,
)? Каково значение
зенитного растояния z этих звезд в моменты кульминаций?
Решение: Вычислим значение угла (
для Казани
и сравним его со значением склонения звезд. Склонение Капеллы больше
этого угла, следовательно, эта звезда является незаходящей. Модуль склонений
остальных звезд меньше угла (
), следовательно, они восходят и
заходят.
Для вычисления зенитных расстояний в моменты кульминаций воспользуемся формулами (3,5,7). Результаты для Сириуса: zвк = 72o27', zнк = 140o53'. Для Капеллы: zвк = 9o49', zнк = 78o15'. Для Альдебарана: zвк = 39o20', zнк = 107o46'
8. Решить предыдущую задачу применительно к Северо-Кавказской
Астрономической Станции КГУ (
).
9. Какое склонение должна иметь звезда, кульминирующая в Казани в зените?
10. (117) Каково склонение звезды, наблюдавшейся в Архангельске
(
) в нижней кульминации на высоте 10o.
11. (113) Восходит ли в Архангельске (
) звезда
Фомальгаут ( Южной Рыбы), склонение которой равно -30o05'.
12. (116) Звезда, описывающая над горизонтом дугу в 180o от восхода до захода, во время верхней кульминации отстоит от зенита на 55o. Под каким углом небесный экватор наклонен к горизонту данной местности?
13. (131) К югу от зенита высота нижнего края Солнца в меридиане, измеренная с помощью секстана на морском судне, была 84o 21', склонение центра Солнца +18o39'. Определить широту, учитывая, что угловой диаметр Солнца равен 32'.
14. (135) Незаходящая звезда имеет высоту 20o в нижней кульминации и 50o в верхней. Найти склонение этой звезды и широту места наблюдения. Указание: Сделать чертеж и рассмотреть случаи верхней кульминации к югу и к северу от зенита.
<< 3. Системы небесных координат | Оглавление | 5. Астрономическая рефракция >>
|
Публикации с ключевыми словами:
задача - общая астрономия - Небесная сфера - системы координат - суточное вращение - рефракция - Сумерки - время - движение планет - расстояние - звезды - галактика
Публикации со словами: задача - общая астрономия - Небесная сфера - системы координат - суточное вращение - рефракция - Сумерки - время - движение планет - расстояние - звезды - галактика | |
См. также:
Все публикации на ту же тему >> | |
