Презентация по астрономии на тему небесная сфера. Элементы небесной сферы. Небесная сфера -Небесная сфера - воображаемая сфера произвольного радиуса с центром в точке наблюдения. Положение точки на небесной сфере

1 слайд

А.С.А. Небесная сфера Когда мы наблюдаем небо, все астрономические объекты кажутся расположенными на куполообразной поверхности, в центре которой находится наблюдатель. Этот воображаемый купол образует верхнюю половину воображаемой сферы, которую называют «небесной сферой». А.С.А.

2 слайд

3 слайд

Z - зенит Z’ - надир Истинный горизонт N – точка севера S – точка юга Р – северный полюс мира Р’ – южный полюс мира Небесный меридиан Полуденная линия Ось мира

4 слайд

А.С.А. Горизонтальные координаты Небесная сфера играет фундаментальную роль при указании положения астрономических объектов. В горизонтальной системе координат положение объекта определяется относительно горизонта и относительно направления на юг (S). А.С.А.

5 слайд

6 слайд

А.С.А. Положение звезды М задается ее высотой h (угловое расстояние от горизонта вдоль большого круга – вертикала) и азимутом А (измеренное к западу угловое расстояние от точки юга до вертикала). Горизонтальные координаты Высота изменяется: от 0° до +90° (над горизонтом) от 0° до -90° (под горизонтом) Азимут изменяется: от 0° до 360° А.С.А.

7 слайд

А.С.А. Кульминации небесных тел Кульминация – прохождение светила через небесный меридиан. Двигаясь вокруг оси мира, светила описывают суточные параллели. А.С.А.

8 слайд

9 слайд

А.С.А. Кульминации небесных тел В течении суток происходит две кульминации: верхняя и нижняя У незаходящего светила обе кульминации над горизонтом. У невосходящего светила обе кульминации под горизонтом. А.С.А.

10 слайд

А.С.А. Экваториальные координаты Из-за вращения Земли звезды постоянно перемещаются относительно горизонта и сторон света, а их координаты в горизонтальной системе изменяются. Но для некоторых задач астрономии система координат должна быть независимой от положения наблюдателя и времени суток. Такую систему называют «экваториальной». А.С.А.

11 слайд

А.С.А. P P’ Небесный экватор W E N S Круг склонения ɤ Точка весеннего равноденствия α α – прямое восхождение А.С.А.

12 слайд

А.С.А. Экваториальные координаты Эклиптика - видимый путь Солнца по небесной сфере. 21 марта эклиптика пересекает небесный экватор в точке весеннего равноденствия. А.С.А.

13 слайд

А.С.А. Экваториальные координаты «Прямое восхождение» измеряется от точки весеннего равноденствия до круга склонения звезды. «Склонение» звезды измеряется ее угловым расстоянием к северу или югу от небесного экватора. . «Прямое восхождение» изменяется от 0° до 360° или от 0 до 24 часов. А.С.А.

Суточное вращение небесной сферы Суточное вращение небесной сферы - видимое движение светил, происходящее из-за вращения Земли вокруг своей оси. Ось мира Ось мира - ось, вокруг которой происходит суточное вращение небесной сферы. Полюса мира (северный и южный) Полюса мира (северный и южный) - точки пересечения оси мира и небесной сферы.

Небесный меридиан Небесный меридиан - большой круг небесной сферы, проходящий через точки зенит, надир, полюса мира, север и юг. Делит небесную сферу на восточную и западную половины. Круги склонения Круги склонения - дуги окружностей, соединяющие полюса мира. Круги высоты Круги высоты - дуги окружностей, соединяющие точки зенит и надир.

Элементы небесной сферы Небесная сфера -Небесная сфера - воображаемая сфера произвольного радиуса с центром в точке наблюдения. Отвесная линия Отвесная линия - линия, проходящая через наблюдателя и центр Земли. Зенит и Надир Зенит и Надир - точки, образованные при пересечении отвесной линии и небесной сферы. Истинный (математический) горизонт Истинный (математический) горизонт - большой круг небесной сферы перпендикулярный отвесной линии. Касателен к поверхности Земли. Делит небесную сферу на видимую и скрытую половины. Полуденная линия Полуденная линия - линия, соединяющая точки юга и севера истинного горизонта. Суточное вращение небесной сферы Суточное вращение небесной сферы - видимое движение светил, происходящее из-за вращения Земли вокруг своей оси. Ось мира Ось мира - ось, вокруг которой происходит суточное вращение небесной сферы. Ось мира параллельна оси вращения Земли и совпадает с ней только на полюсах Земли. Полюса мира (северный и южный) Полюса мира (северный и южный) - точки пересечения оси мира и небесной сферы. Небесный экватор Небесный экватор - большой круг небесной сферы перпендикулярный оси мира. Делит небесную сферу на северную и южную половины. Пересекает истинный горизонт в точках востока и запада. Небесный меридиан Небесный меридиан - большой круг небесной сферы, проходящий через точки зенит, надир, полюса мира, север и юг. Делит небесную сферу на восточную и западную половины. Круги склонения Круги склонения - дуги окружностей, соединяющие полюса мира. Круги высоты Круги высоты - дуги окружностей, соединяющие точки зенит и надир. Эклиптика Эклиптика - большой круг небесной сферы, по которому проходит видимое годовое движение Солнца. Пересекает небесный экватор под углом 23,50 в точках весеннего и осеннего равновесия. Теорема о высоте полюса мира - высота полюса мира равна географической широте местности.

Небесная сфера

Когда мы наблюдаем небо, все астрономические объекты кажутся расположенными на куполообразной поверхности, в центре которой находится наблюдатель. Этот воображаемый купол образует верхнюю половину воображаемой сферы, которую называют «небесной сферой». Она играет фундаментальную роль при указании положения астрономических объектов.

Небе́сная сфе́ра - воображаемая вспомогательная сфера произвольного радиуса, на которую проецируются небесные светила: служит для решения различных астрометрических задач. За центр небесной сферы, как правило, принимают глаз наблюдателя. Для находящегося на поверхности Земли наблюдателя вращение небесной сферы воспроизводит суточное движение светил на небе. Площадь небесной сферы с учетом непостоянства значения размеров дуги равных склонений составляет 41252.96 кв. градусов.
Радиус небесной сферы может быть принят каким угодно: в целях упрощения геометрических соотношений его полагают равным единице.

Небесная сфера разделена небесным экватором.

центр небесной сферы может быть помещен в место:
где находится наблюдатель (топоцентрическая небесная сфера),
в центр Земли (геоцентрическая небесная сфера),
в центр той или иной планеты (планетоцентрическая небесная сфера),
в центр Солнца (гелиоцентрическая небесная сфера) или в любую др. точку пространства.

Каждому светилу на небесной сфере соответствует точка, в которой её пересекает прямая, соединяющая центр небесной сферы со светилом (с его центром). При изучении взаимного расположения и видимых движений светил на небесной сфере выбирают ту или иную систему координат, определяемую основными точками и линиями.

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.
История

Старинная карта небесных сфер

Представление небесной сферы
Небесную сферу можно изобразить на плоскости таким же образом, как сферическую Землю изображают на картах. В обоих случаях необходимо выбрать систему геометрической проекции. Первой попыткой представить участки небесной сферы на плоскости были наскальные рисунки звездных конфигураций в пещерах древних людей. В наши дни существуют различные звездные карты, изданные в виде рисованных или фотографических звездных атласов, покрывающих все небо.
Древние китайские и греческие астрономы представляли небесную сферу в виде модели, известной как «армиллярная сфера». Она состоит из металлических кругов или колец, соединенных вместе так, чтобы показать важнейшие круги небесной сферы. Сейчас нередко используют звездные глобусы, на которых отмечены положения звезд и основных кругов небесной сферы. У армиллярных сфер и глобусов есть общий недостаток: положение звезд и разметка кругов нанесены на их внешней, выпуклой стороне, которую мы рассматриваем снаружи, тогда как на небо мы смотрим «изнутри», и звезды нам кажутся размещенными на вогнутой стороне небесной сферы. Это иногда приводит к путанице направлений движения звезд и фигур созвездий.

Названия важнейших точек и дуг на небесной сфере

P,P" - полюсы мира, T,T" - точки равноденствия, E,C - точки солнцестояния, П,П" - полюса эклиптики, PP" - ось мира, ПП" - ось эклиптики, ATQT"- небесный экватор, ETCT" - эклиптика

Отвесная линия и связанные с ней (производные) понятия
Отвесная линия
Отве́сная ли́ния (или вертика́льная ли́ния) - прямая, проходящая через центр небесной сферы и совпадающая с направлением нити отвеса в месте наблюдения. Для наблюдателя, находящегося на поверхности Земли, отвесная линия проходит через центр Земли и точку наблюдения.
Зенит и надир
Отвесная линия пересекается с поверхностью небесной сферы в двух точках - зени́те, над головой наблюдателя, и нади́ре - диаметрально противоположной точке.

Вращение небесной сферы и связанные (производные) понятия
Ось мира
P,P" - полюсы мира, T,T" - точки равноденствия, E,C - точки солнцестояния, П,П" - полюса эклиптики, PP" - ось мира, ПП" - ось эклиптики, ATQT"- небесный экватор, ETCT" - эклиптика
Ось ми́ра - воображаемая линия, пересекающая небесную сферу в северном и южном полюсах (вокруг неё происходит вращение небесной сферы).
Полюсы мира
Ось мира пересекается с поверхностью небесной сферы в двух точках - се́верном по́люсе ми́ра и ю́жном по́люсе ми́ра. Северным полюсом называется тот, со стороны которого вращение небесной сферы происходит по часовой стрелке, если смотреть на сферу извне.
Небесный экватор
Небе́сный эква́тор - большой круг небесной сферы, плоскость которого перпендикулярна оси мира. Небесный экватор делит поверхность небесной сферы на два полушария: се́верное полуша́рие, с вершиной в северном полюсе мира, и ю́жное полуша́рие, с вершиной в южном полюсе мира.

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Небесная сфера. Воображаемая сфера большого радиуса, центром которой является наблюдатель.

На небесной сфере мы видим объекты как светящиеся точки. Только Солнце и Луну мы видим как диски.

Заготовка № 1. Работаем с этой заготовкой, отмечаем на ней основные точки, линии и круги.

В итоге получаем такую небесную сферу с отмеченными на ней параметрами.

Основные линии, круги и точки небесной сферы (знать и уметь показать). Вертикаль наблюдателя (отвесная линия). Зенит, надир. Истинный (математический) горизонт. Ось мира. Полюсы мира. Небесный меридиан. Небесный экватор. Альмукантарат. Точка весеннего равноденствия.

Системы небесных координат используется для определения положения светил на небесной сфере. Горизонтальная система координат – указывает положение светила относительно истинного горизонта. Азимут – часть дуги от точки юга до вертикали светила. Обозначается буквой А, измеряется в градусах (от 0 до 360), отсчитывается по часовой стрелке. Высота светила – угол (часть дуги) между плоскостью истинного горизонта и прямой, проведенной из центра небесной сферы на светило. Обозначается буквой h , измеряется в градусах (от 0 до 90).

На заготовке № 2 построим азимут и высоту светила.

Системы небесных координат используется для определения положения светил на небесной сфере. Экваториальная система координат – указывает положение светила относительно небесного экватора. Склонение – угловое расстояние от светила до небесного экватора. Отсчитывается по кругу, проведенному через светило и полюса мира. Считается положительным у светил, расположенных к северу от небесного экватора, и отрицательным у светил, расположенных к югу от небесного экватора.

Системы небесных координат используется для определения положения светил на небесной сфере. Экваториальная система координат – указывает положение светила относительно небесного экватора. Прямое восхождение – отсчитывается по небесному экватору от точки весеннего равноденствия. Отсчет прямого восхождения идет в направлении, противоположном вращению небесной сферы. В астрономии прямое восхождение выражают не в градусной мере, а в часовой.

Z
P
E
N
S
W
Pʹ
Zʹ
Наклон оси мира к отвесной линии 23°30ʹ
глаз наблюдателя
отвесная линия
Z – зенит
Zʹ – надир
полуденная линия
N – точка севера
S – точка юга
Е – точка востока
W – точка запада
математический
горизонт
плоскость горизонта
ось мира
Р, Рʹ – полюсы мира
небесный меридиан

Z
P
Q
E
N
S
W
Qʹ
Pʹ
Zʹ
Наклон эклиптики к небесному экватору 23°30ʹ
небесный
меридиан
небесный экватор
Q, Qʹ – плоскость
экватора
эклиптика –
линия вдоль
которой
движется
Солнце
плоскость
эклиптики
– точка весеннего
равноденствия
– точка осеннего
равноденствия
– точка летнего
солнцестояния
– точка зимнего
солнцестояния

Z
P
Q
E
N
S
W
Qʹ
Pʹ
Zʹ
Через точку
весеннего
равноденствия
Солнце переходит из
южного полушария
небесной сферы в
северное (21 марта).
Через точку осеннего
равноденствия
Солнце переходит из
северного
полушария небесной
сферы в южное
(21 сентября).

ДВИЖЕНИЕ СОЛНЦА ПО НЕБЕСНОЙ СФЕРЕ
В ТЕЧЕНИЕ ГОДА
22 июня
21 марта, 23 сентября
P
22 декабря
N
S
НЕБЕСНЫЙ
ЭКВАТОР
Pʹ
ЭКЛИПТИКА
Точки
солнцестояния
отстоят от точек
равноденствия
на 90°.

Положение точки на небесной сфере

Положение любой точки
на земном шаре
описывается широтой φ
и долготой λ.
Положение звезд на
небесной сфере
описывается склонением δ
и прямым восхождением α

ЭКВАТОРИАЛЬНЫЕ КООРДИНАТЫ

Для экваториальных координат основными плоскостями
служат плоскость небесного экватора и плоскость склонений.
Отсчет прямого восхождения α ведется от точки весеннего
равноденствия в сторону, противоположную суточному
вращению небесной сферы. Прямое восхождение обычно
отсчитывают в часах, минутах и секундах времени, но
Z
иногда и в градусах.
P
Склонение δ выражается в градусах,
минутах и секундах.
Небесный экватор делит небесную
δ
сферу на северное и южное
полушария. Склонения звезд
северного полушария могут быть от
0° до 90°, а южного полушария – от
0° до – 90°.
α
Высота полюса мира над горизонтом
γ
определяется географической
широтой места наблюдения:
hP = φ
Zʹ
Pʹ

СУТОЧНОЕ ДВИЖЕНИЕ СВЕТИЛ

Все светила перемещаются по небу,
совершая один оборот за сутки.
Связано это с вращением Земли.
Верхняя
кульминация
Нижняя кульминация
Звезды бывают
заходящими и
восходящими на данной
широте места наблюдения,
а также невосходящими и
незаходящими.

ГРАНИЦЫ НА НЕБЕ

Созвездием называется участок небесной
сферы, границы которого определены
специальным решением
Международного астрономического
союза (МАС). Всего на небесной
сфере 88 созвездий. Границы между
этими строго определенными участками
неба условны, они не имеют никакого
физического смысла.
Звезды, составляющие ковш
Большой Медведицы, в
пространстве расположены
очень далеко друг от друга и
никакой связанной группы
не образуют

КАРТА ЗВЕЗДНОГО НЕБА

Андромеда

Близнецы

Большая Медведица

Большой Пес

Весы

Водолей

Движение Земли вокруг Солнца и
кажущееся годичное движение Солнца по эклиптике

Видимый годовой путь Солнца проходит через тринадцать созвездий:
Овен, Телец, Близнецы, Рак, Лев, Дева, Весы, Скорпион, Змееносец, Стрелец, Козерог,
Водолей, Рыбы.
По древней традиции только двенадцать из них называются зодиакальными.
Созвездие Змееносца к зодиакальным созвездиям не причисляют.

Зодиакальные созвездия

Координаты Солнца 22 декабря α =
18 ч; δ =-23°27´
В каком созвездии находится в этот день
Солнце?
2. Определите координаты Сириуса (α
Большого Пса) самой яркой и самой
близкой к Земле.
3. τ Кита наиболее сходной с Солнцем.
4. ß Ориона (Ригель) самой далекой
звезды.
1.

В каких созвездиях находятся звезды, координаты которых: 1. α = 4 ч 33 ´ ; δ =+16°25´ 2. α = 16 ч 26 ´ ; δ =-26°19´ 3. α = 20 ч

40 ´ ; δ = + 45°06´

Планетарная туманность
М57 в созвездии Лиры –
остаток от взрыва сверхновой.

В созвездии Андромеды находится
знаменитая туманность М31 –
крупная галактика, ближайшая к нашей.
Количество звёзд – около 300 млрд.
Расстояние – более 2 млн. световых лет.

В созвездии Ориона находится
газовая туманность М42.

В созвездии Тельца
находится знаменитое
звёздное скопление
Плеяды (М45).

Орбиты планет
лежат примерно
в одной плоскости,
поэтому при наблюдении
с Земли кажется, что
все планеты перемещаются
по зодиакальным созвездиям.
Скорости планет различны,
поэтому на небе Земли
планеты иногда движутся
попятно и описывают петли.

Видимое движение Марса
среди звёзд
с июня по декабрь 2003 года,
в период великого противостояния.
Рядом виден трек Урана.

Вопросы

1. Чем отличается геоцентрическая система мира от
гелиоцентрической?
2. Что такое парсек?
3. Чему равен 1 парсек?
4. На каком расстоянии от Земли находится
Меркурий, Сатурн?

6
1
З
2
О
3
Д
4
И
5
А
К
1. Светящиеся газовые (плазменные) шары, подобные Солнцу
2. Созвездие апреля
3. Созвездие между Большой Медведицей и малой Медведицей
4. Звезда Вега в созвездии …
4. Созвездие похожее на букву М
6. Созвездие июля

6
р
1
З
в
е
З
2
о
в
е
н
3
д
р
а
4
л
и
р
а
5
к
а
с
с
а
к
д
а
к
о
н
и
о
п