Сузір’я та походження їх назв. Поділ зоряного неба на сузір’я. Найвідоміші сузір’я неба та північної півсфери. Зміна вигляду зоряного неба в різні пори року. Орієнтування за Сонцем, сузір’ями і Полярною зорею на місцевості і за часом. Видимі зоряні величини. Найяскравіші зорі на небі та в північній півсфері.

Сузір’я

Земля – одне з незліченних небесних тіл. Щоб краще вивчити Землю, треба знати і те, що відбувається на небі. Тому вже в давні часи з'явилася практична необхідність у науці про небесні явища. Адже життя людей на Землі багато в чому підкоряється "небесному" розкладу. Сонячні промені несуть людям світло і тепло. Від сходу й заходу Сонця залежить зміна дня та ночі. Від того, як змінюється протягом року взаємна орієнтація Сонця і Землі, залежить зміна пір року.

Давні люди не знали ні точних механічних годинників, ні компаса. Їх замінювало зоряне небо. Від зміни фаз Місяця почали відраховувати місяці. Зірки вдалині від рідних берегів вказували мореплавцям напрями сторін світу. Вони служили маяками на морях і в пустелях. Їх так і називали — дороговказні зірки. Таким чином зародилася наука про таємниці неба, названа згодом давніми греками астрономією ("астрос" — зірка, "номос" — закон). Але сама назва не означає, що астрономія виникла лише там. Ні, вона самостійно розвивалась у всіх без винятку народів, залежачи, звичайно, від ступеню їх розвитку.

Здавалось, легко заплутатися в такому розмаїтті зір на небі. Саме тому яскраві зірки (їх не так вже й багато) груповували у фігури з помітними контурами, названі сузір'ями. Природно, що кожен народ мав свої сузір'я.

Окремою темою є походження назв сузір'їв. Його джерелами служили міфи про богів, легенди про давніх героїв, тварини, а також знаряддя праці, які щоденно використовувалися людьми. Візьмемо, наприклад, сім найяскравіших зір Великої Ведмедиці. Давні греки вбачали в цій групі звіра — ведмедицю, а в Давній Русі їх називали Возом, Колісницею, Ківшем, Каструлею. За Волгою сузір'я звалося Великим Ківшем, в Сибіру — Лосем. В Малому Ківші (Малів Ведмедиці) народи узбережжя Льодовитого океану бачили білого ведмедя з піднятою головою, на носі якого красувалася Полярна зірка (кінець ручки ківша). Таких інтерпретацій надзвичайно багато. При достатній фантазії можна побудувати і власні образи. Особливо багато прийнятих назв сузір'їв збереглося від народів Месопотамії і навколишніх територій — мисливців і скотарів. Не випадково, що найдавніші назви пов'язані з фауною цього району або з заняттями жителів: Скорпіон, Телець, Рак, Риби, Стрілець (тобто мисливець), Візничий, Волопас (тобто пастух).

Зодіакальні сузір'я.Особливу групу складають 12 сузір'їв, що входять у так званий пояс зодіаку. Тисячі років тому всі вони носили назви тварин ("зодіак" в перекладі з грецької "коло тварин"). Згодом ряд сузір'їв втратили "звірячу" назву, але термін зберігся і донині.

Зодіакальні сузір'я — ті, по яких у своєму річному переміщенні серед зірок рухається Сонце. Посередині поясу проходить екліптика — видимий його шлях по небозводу. Кожне з сузір'їв Сонце проходить приблизно за місяць, після чого переходить у наступне. Звичайно, ні те сузір'я, де перебуває зараз Сонце, ні сусідні з ним у звичайних умовах побачити не можна, вони знаходяться на небі вдень. Зате опівночі добре видно зодіакальне сузір'я, діаметрально протилежне тому, де перебуває Сонце. Його воно досягне тільки через півроку.

Ось повний перелік зодіакальних сузір'їв та періодів часу, коли в них знаходиться Сонце:

Овен (Aries) 21 березня — 20 квітня

Телець (Taurus) 21 квітня — 21 травня

Близнюки (Gemini) 22 травня — 21 червня

Рак (Cancer) 22 червня — 22 липня

Лев (Leo) 23 липня — 22 серпня

Діва (Virgo) 23 серпня — 22 вересня

Терези (Libra) 23 вересня — 23 жовтня

Скорпіон (Scorpius) 24 жовтня — 22 листопада

Стрілець (Saggitarius) 23 листопада — 21 грудня

Козеріг (Capricornus) 22 грудня — 20 січня

Водолій (Aquarius) 21 січня — 17 лютого

Риби (Pisces) 18лютого — 20 березня

В поясі зодіаку частково лежить Змієносець, але його традиційно не відносять до зодіакальних сузір'їв.

Розподіляти небо на сузір'я було зручно для астрономів. Межі сузір'їв і окремих зірок здавна наносилися на небесні карти, які служать з тією ж метою, що і звичайні земні: по них легко орієнтуватися серед зірок.

Походження назв сузір'їв.

В ІІІ ст. до н. е. грецькі астрономи звели назви сузір'їв в єдину систему, згодом запозичену і збережену європейською наукою, що особливо стосується зір Північної півкулі неба. Протягом століть карти зоряного неба неодноразово переінакшувалися. Астрономи змінювали обриси сузір'їв, деякі з них зовсім скасовували, придумували нові.

В епоху Великих географічних відкриттів стали відомими зорі Південної небесної півкулі і на картах з'явилися нові сузір'я. Їх назви не такі виразні, як у Північній півкулі, і зовсім не чіпають міфів: Летюча Риба, Хамелеон, Пава, Компас, Мікроскоп.

У 1919 р. було організовано Міжнародний Астрономічний Союз - вищий законодавчий орган астрономів. Насамперед він упорядкував карти зоряного неба. Розглянувши всі коли-небудь, що існували пропозиції, він виключив з числа сузір'їв зовсім випадкові і невдалі, раз і назавжди затвердивши остаточний список сузір'їв (під ними стали розуміти не помітні групи зірок, а ділянки неба, до яких відносять всі зорі, яскраві й слабкі, що належать цим ділянкам). Багато назв сузір'їв були спрощені. Замість Телескопа Гершеля, наприклад, залишився на небі просто Телескоп, Хімічна Піч перетворилася в звичайну Піч, Повітряний Насос став Насосом, Різець Гравера - Різцем. Межі між сузір'ями були наново проведені: старі звивисті межі замінили рівними лініями, що йдуть уздовж ліній сітки небесних координат. Таким чином, зараз небо поділене на 88 сузір'їв, з яких 31 розташоване в Північній півкулі, 48 в Південній, а решта 9 (Риби, Кит, Оріон, Єдиноріг, Секстант, Діва, Змія, Змієносець та Орел) лежать по обидва боки від небесного екватора.

У кожному сузір'ї головні зірки мають певні позначення. В давні часи найпримітнішим зорям давали власні імена, багато з яких, головним чином грецькі та арабські, збереглися досьогодні. Так, кожна з семи зірок Великого Ківша має свою назву. Головна зірка Скорпіона, червоний Антарес (букв. "суперник Марса", Арес — грецьке ім'я бога війни у римлян Марса) названа так тому, що коли чевона планета Марс і ця зоря опиняються на небі поряд, а таке іноді буває, то їх легко сплутати. Назву зорі Алголь ("демон", "вурдалак"), що в сузір'ї Персея, давні араби дали завдяки періодичній зміні її блиску, в чому бачили щось диявольське.

Для того щоб розрізняти на небі всі інші зірки, користуються або буквеними, або числовими позначеннями.

У XVII ст. астрономи для позначення зірок в сузір'ях в порядку зменшення яскравості запровадили літери грецького алфавіту. Найяскравіша зірка в сузір'ї називалася α, наступна за яскравістю — β, потім γ і .т. д. Але вийшло багато винятків: α Близнюків (Кастор) виявилась слабшою зірки β (Поллукс), в сузір'ї Оріона Рігель (α) яскравіша за Бетельгейзе (β), а найяскравіша зоря Пегаса позначена літерою ε, тим часом як зірка α (Маркаб) лише третя за блиском.

Але, природно, скромних можливостей 24 грецьких букв надовго не вистачило. І відтоді астрономи для позначення більш слабких зірок посилаються на їхні номери в зоряних каталогах, в яких тепер зареєстровані всі видимі неозброєним оком зорі і багато тих, що спостерігаються лише в телескоп.

Поступова деталізація у вивченні зірок привела до необхідності запровадити оцінку їх "видимої яскравості" — блиску. Те, що зорі мають різний блиск, помітно навіть при першому погляді на зоряне небо: одні яскраві й одразу ж кидаються в очі, інші не так помітні, а деакі ледве видно. Умовну шкалу блиску ввів ще давньогрецький астроном Гіппарх. Така шкала зоряних величин діє і в наш час. Система ґрунтується на властивості людського ока розрізняти інтенсивність світла джерел, які відрізняються яскравістю приблизно в 2,5 рази. Гіппарх найяскравішим зорям призначив першу зоряну величину, слабшим другу величину, ще слабшим — третю…; зіркам на межі видимості неозброєним оком дали шосту зоряну величину. Виходило, що зорі шостої величини слабші зір першої в 97,66 раза. Для зручності англійський астроном Н. Р. Погсон в 1856 році запропонував вважати зірками шостої величини ті, які є слабшими зір першої величини рівно у 100 раз (тоді співвідношення блиску двох суміжних зоряних величин складе не 2,5, а 2,512, що, втім, не вплине на точність визначення). Таким чином, на будь-якому інтервалі шкали різниця в 5 зоряних величин означає зміну блиску в 100 раз. Аналогічно виражають зоряний блиск видимих тільки в телескоп зірок. Зараз відомі зорі 24-ї величини, що слабші зірок 1-ї десь в мільярд разів.

Досліди показали, що блиск не може бути вираженим точно цілими значеннями величин, тому блиск більшості зірок має дробове значення, а зазначається він з латинською літерою m, наприклад: 2^m,12; 3^m,56 і т. д.

Точні вимірювання виявили, що є зорі, яскравіші за зорі першої величини. Їх назвали зірками нульової зоряної величини:Вега (α Ліри) має блиск 0^m,14^m, Альтаїр (α Орла) 0^m,89, Рігель (β Оріона) 0^m,34. Але дві зорі ще яскравіші. Канопус (α Кіля) та Сіріус (α Великого Пса) мають від'ємні зоряні величини, -0^m,89 і -1^m,58 відповідно.

В зоряних величинах можна також виразити блиск Сонця (-26^m.8), Місяця (-12^m,7 у повню) та планет.

В астрономії існує ще цілий ряд шкал зоряних величин, які використовують в залежності від мети досліджень:фотоелектрична, фотографічна та інші.

Запитання для самоконтролю:

ü Що таке сузір’я?

ü Перерахуйте зодіакальні сузір’я.

ü Які сузір’я вам відомі?

ü Які ви знаєте легенди про походження назв сузір’їв?

ü В якому році було організовано Міжнародний Астрономічний Союз?

ü Зараз небо поділене на ?? сузір'їв.

ü Яким чином розрізняють назви сузір'їв?

ü Що таке видима яскравість?

ü Як змінюється вигляд зоряного неба в різні пори року?

ü Назвати найяскравіші зорі на небі та в північній півсфері.

ü Як можна орієнтуватися в просторі і часі за допомогою зірок?

План

1. Календар.

2. Юліанські дні.

3. Лінія зміни дати.

4. Час.

Література (основна та додаткова):

1. Воронцов-Вельямінов Б.О. Астрономія: Підручник для 11 класу -К.:Радянська школа, 1991.-160с. стр.27-29.

2. Боярченко І.Ф. Астрономія – К.:Вища школа. Головне вид.,1976.-320с. стр.28-37.

3. Климишин І.А. Астрономія: Підручник для 11 класу загальноосвітніх навчальних закладів-К.:Знання України, 2002.-192с. стр.47-50.

Рекомендації. При опрацюванні теми звернути увагу на поняття:

Принципи вимірювання часу (шкали вимірювання і системи відліку). Зоряний час. Сонячний час: справжній і середній. Рівняння часу. Шкала всесвітнього часу. Шкала атомного часу. Координований всесвітній час. Системи відліку: місцевий, всесвітній, поясний час та зв’язок між ними. Лінія зміни дат. Літній та зимовий час. Календар. Сонячні, місячні та місячно-сонячні календарі. Юліанський та григоріанський календарі.

Календар

Система рахунку тривалого часу називається календарем. За багатовікову історію людства було розроблено (і використовувалося) багато різних систем календарів. Але все календарі можна розділити на три основні типи: сонячні, місячні та місячно-сонячні. В основі сонячних календарів лежить тривалість тропічного року, в основі місячних календарів - тривалість місячного або синодического, місяця, місячно-сонячні календарі засновані на обох цих періодах. Сучасний календар, прийнятий у більшості країн, є сонячним календарем.
Прикладом місячного календаря є магометанською календар, місячний рік якого складається з 12 місячних місяців і містить 354 або 355 середніх сонячних діб.
У єврейському місячно-сонячному календарі рік складається з 12 місяців (354 дні), то з 13 місяців (384 дня). Крім того, є роки "недостатні" (353 дня і 383 дня) і "надлишкові" (за 355 і за 385 днів).
Основною одиницею заходи часу сонячних календарів, як вже було сказано, є тропічний рік. Тривалість тропічного року в середніх сонячних добі дорівнює 365,2422 (365d5h48m46s).
При складанні сонячного календаря необхідно виконати дві умови:
1) тривалість календарного року, в середньому за кілька років, повинна бути як можна ближче до тривалості тропічного року;
2)календарний рік повинен містити ціле число діб, так як незручно було б починати один рік вночі, інший - вранці, третій - ввечері і т.д.
В юліанському календарю (старий стиль), розробленому олександрійським астрономом Созігеном і введеному Юлієм Цезарем в 46 р. до н.е., ці умови виконуються дотриманням наступного простого правила: тривалість календарного року вважається рівній 365 середнім сонячним діб три роки поспіль, а кожен четвертий рік містить 366 діб.
Роки тривалістю в 365 діб називаються простими, а в 366 діб - високосними. Високосними роками в юліанському календарю є ті роки, номери яких діляться на 4 без залишку. У високосному році в лютому 29 днів у простому - 28.
Таким чином, тривалість року в юліанському календарю у середньому за 4 роки дорівнює 365,25 середніх сонячних діб, тобто календарний рік довше тропічного лише на 0,0078 діб.
Рахунок часу юлианскими роками за 128 років дасть розбіжність з рахунком тропічними роками приблизно в 1 добу, а за 400 років - близько 3 діб (наприклад, день весняного рівнодення через 400 років за юліанським календарем наступить на три дні раніше). Розбіжність це практичного значення не має і юліанським календарем користувалися всі європейські країни близько 16 століть.
Григоріанський календар (новий стиль) виникла в результаті реформи юліанського календаря, виробленої в 1582 році папою римським Григорієм XIII з релігійних міркувань.
Справа в тому, що зазначена вище невелике розходження юліанського календаря з рахунком тропічними роками виявилося незручним для церковного літочислення. За правилами християнської церкви свято великодня повинен був наступати в першу неділю після весняного повного місяця, тобто першого повного місяця після дня весняного рівнодення. У рік, коли було встановлено це правило на Нікейському Соборі (325 р, н.е.), день весняного рівнодення за юліанським календарем припадав на 21 березня. У 1582 р., тобто через 1257 років він став припадати на 11 березня. Цей перехід дня весняного рівнодення (за 128 років на одну добу) на більш ранні дати вносив плутанину і невизначеність в визначення дня великодня та інших християнських свят. Реформа календаря, вироблена за проектом італійського математика і лікаря Лилио, передбачала, по-перше, повернення календарної дати 21 березня на день весняного рівнодення і, по-друге, зміна в правилі рахунку простих і високосних років з метою зменшення розбіжності з рахунком тропічними роками. Тому у буллі папи Григорія XIII там були два принципові пункти:
1) після 4 жовтня 1582 р. було наказано вважати не 5, а 15 жовтня.
2) не вважати надалі високосними ті роки століть, у яких кількість сотень не ділиться без залишку на 4 (1700, 1800, 1900 і 2100 і т.д.).
Першим пунктом цього постанови усувалася розбіжність у 10 діб юліанського календаря з рахунком тропічними роками, що накопичилася з 325 р., і день весняного рівнодення в наступному році знову настав 21 березня.
Другим пунктом тривалість календарного року в середньому за 400 років встановлювалася рівній 365,2425 середніх сонячних діб. Таким чином, середній календарний рік став довшим тропічного всього на 0,0003 діб і рахунок часу за григоріанським календарем і тропічними роками дасть розбіжність в 1 добу лише через 3300 років. Тому подальше вдосконалення григоріанського календаря в цьому напрямку недоцільно.
Григоріанський календар був введений в більшості західних країн протягом XVI-XVII вв. У Росії перейшли на новий стиль тільки в 1918 р. У цьому році, за декретом Радянського уряду, замість 1 лютого стали вважати 14 лютого, так як розбіжність юліанського календаря з рахунком тропічними роками до 1918 р. склало вже 13 діб. Це розходження в 13 діб буде зберігатися до 15 лютого 2100 р. за старим стилем, або до 28 лютого 2100 р. за новим стилем. Після цієї дати вона збільшиться на одну добу і стане рівним 14 діб.
Початок календарного року (Новий рік) поняття умовне. У минулому В деяких країнах Новий рік починався і 25 березня, і 25 грудня і в інші дні. У Росії, наприклад, до XV ст. першим днем року вважали 1 березня, а з XV ст. до 1700 р. - 1 вересня. І тільки поступово за початок календарного року стали повсюдно вважати 1 січня, як і при введенні юліанського календаря в 46 р. до н.е. Умовною є і вибір початку рахунку років, тобто встановлення ери. У минулому існувало до 200 різних ер, пов'язаних або з реальними подіями (зведенням на престол монархів, війнами, олімпіадами), або з легендарними (заснування Рима), а найчастіше релігійними подіями ("створення світу", "всесвітній потоп" і т.п.).
Початок рахунку років від "різдва Христового" було запропоновано вченим ченцем Діонісієм в 525 р. н.е. (1284 р. від "заснування Рима").
Без жодних доказів він оголосив, що Христос народився 532 роки тому, і тому наступні роки стали нумеруватися як 533, 534, 535 і т.д. від "різдва Христового". Таким чином, наша ера є такою ж умовної, як і ера "від створення світу", і вона ведеться від такого ж нереального події. Чернець ж Діонісій вибрав 532 року тому, що свято пасхи через цей період знову доводиться на ті ж дати. Дійсно, 532 = 4; 19, де 4 - період високосних років, 7 - кількість днів тижня, а 19 - кількість років, через які місячні фази доводяться знову на ті ж календарні числа (метонов цикл). Встановлення дванадцяти місяців у році і семи днів на тиждень, хоча і має астрономічне обґрунтування, але, по суті справи, також є умовним і зберігається досі за традицією.
Можна придумати (і придумані) календарні системи ще більш точні, ніж григоріанський календар. Але так як точність останнього більш ніж достатня, то в зміні середньої тривалості календарного року (тобто в зміні правила рахунку високосних років) немає необхідності. Бажана лише реформа в розподілі днів по місяцях. У григоріанському календарі місяці мають різну тривалість - від 22 до 31 дня. Це незручно. Таке ж незручність мають і квартали року.
Запропоновано кілька проектів реформи григоріанського календаря, які передбачають усунення або зменшення цих недоліків. Один з них, мабуть, найпростіший, полягає в наступному.
Усі квартали року мають однакову тривалість по 13 тижнів, тобто за 91 дня. Першого місяця кожного кварталу містить 31 день, інші два - за 30 днів. Таким чином, кожен квартал (рік) буде починатися завжди в один і той же день тижня.
Але так як 4 квартали з 91 дня містить 364 дні, а рік повинен містити 365 або 366 днів (високосний), то між 30 грудня та 1 січня вставляється день поза рахунку місяців і тижнів - міжнародний неробочий день Нового року. А у високосному році такий же неробочий день, поза рахунку місяців і тижнів, вставляється після 30 червня. Проте питання про введення нового календаря може бути вирішене тільки в міжнародному масштабі.

Юліанські дні

Вирахуванням більш ранньої дати одного події з більш пізньої дати іншого, даних в одній системі літочислення, можна обчислити кількість діб, що пройшли між цими подіями. При цьому необхідно враховувати кількість високосних років; при великих проміжках часу обчислення можуть представити деякі незручності і дати невпевненість в результатах. Тому завдання про числі діб, що пройшли між двома заданими датами в астрономії (наприклад, при дослідженні змінних зірок), зручніше вирішується за допомогою юліанського періоду, або юліанських днів. Так називаються дні, які рахуються безперервно з 1 січня 4713 р. до н.е. Початком кожного юліанського дня вважається середній Гринвіч полудень. В астрономічних щорічниках або в спеціальних таблицях даються цілі числа юліанських днів, що пройшли з початку рахунку до середнього за Гринвічем полудня певної дати. Наприклад, середній Гринвіч вдень 10 січня 1966 р. У юліанських днях виразиться числом 2439 136, а середня Гринвічська опівночі цієї ж дати - числом 2439 135,5.
Початок рахунку юліанських днів - умовне і запропоновано в XVI ст. н.е. Скалігером, як початок великого періоду в 7980 років, що є твором трьох менших періодів:
1) періоду в 28 років, через який повторюється розподіл днів семиденного тижня по днях року;
2) періоду в 19 років (метонов цикл);
3) періоду в 15 років, що вживався в римській податковій системі. Скалігер, виходячи з прийнятих в той час номерів років в цих трьох періодах, розрахував, що перші номери всіх трьох циклів припадали на 1 січня 4713 р. До н.е.
Період в 7980 років Скалігер назвав "юліанським" на честь свого батька Юлія.

Лінія зміни дати

При рахунку часу календарними днями необхідно домовитися, де (на якому меридіані) починається нова дата (число місяця).
За міжнародною угодою лінія зміни дати (демаркаційна лінія) проходить в більшій своїй частині по меридіану, що відстає від за гринвічем на 180°, відступаючи від нього до заходу - біля островів Врангеля і Алеутських, на схід - у частині Азії, островів Фіджі, Самоа, Тонгатабу, Кермадек і Чатів. Необхідність встановлення лінії зміни дати викликана такими міркуваннями.
При кругосвітню подорож з заходу на схід мандрівник проходить пункти, де годинник, що йдуть за місцевим (або поясним часом, показують все більше порівняно з місцевим (поясним) часом пункту відправлення мандрівника. Поступово перекладаючи стрілки своїх годин вперед, до кінця кругосвітньої подорожі мандрівник налічує одні зайві добу. І навпаки, при кругосвітню подорож зі сходу на захід - одні доба губляться.
Щоб уникнути пов'язаних з цим помилок в рахунку днів і встановлена лінія зміни дати.
На захід від лінії зміни дати число місяця завжди на одиницю більше, ніж на схід від неї. Тому після перетину цієї лінії з заходу на схід необхідно зменшити календарне число, а після перетину її зі сходу на захід, навпаки, збільшити на одиницю. Наприклад, якщо корабель перетинає демаркаційну лінію 8 листопада, йдучи з заходу на схід, то на кораблі дата опівночі, наступну після перетину цієї лінії, не змінюється, тобто два дні поспіль датуються як 8 листопада. І навпаки, якщо корабель перетинає цю лінію 8 листопада, йдучи зі сходу на захід, то опівночі, наступну після переходу через неї, дата змінюється відразу на 10 листопада, а дня з назвою 9 листопада на кораблі не буде.
Дотримання цього правила виключає помилку в рахунку днів, вперше допущену учасниками першої навколосвітній експедиції Магеллана в XVI в., коли вони, повернувшись на батьківщину, виявили, що розійшлися в рахунку днів і чисел місяця з жителями, остававшимися на місці, рівно на одну добу.

Час

Місцевий час і довгота. Час, виміряний на даному географічному меридіані, називається місцевим часом цього меридіана.. Для всіх місць на одному і тому ж меридіані часовий кут точки весняного рівнодення (або Сонця, або середнього сонця) в якийсь момент один і той же. Тому на всьому географічному меридіані місцевий час (зоряне або сонячне) в один і той же момент однаково.
Якщо різниця географічних довгот двох місць є Dl , то в більш східному місці часовий кут будь-якого світила буде на Dl більше, ніж часовий кут того ж світила в більш західному місці. Тому різниця будь-яких місцевих часів на двох меридіанах в один і той же фізичний момент завжди дорівнює різниці довгот цих меридіанів, вираженої в часовий (в одиницях часу).
Безпосередньо з астрономічних спостережень виходить місцевий час того меридіана, на якому ці спостереження зроблені.
Всесвітній час. Місцевий середній сонячний час за гринвічем (нульового) меридіана називається всесвітнім часом Т0 .
Вважаючи у формулі (1.26) Tm2 = T0 і l 2 = 0, Tm1 = Tm і l 1 = l , отримаємо:

T_m = T₀ + l ,(1.27)

тобто місцеве середній час будь-якого пункту на Землі завжди одно всесвітнього часу в цей момент плюс довгота даного пункту, виражена в часовий мірою і числення позитивної на схід від Гринвічу.
В астрономічних календарях моменти більшості явищ вказуються за всесвітнього часу T0. Моменти цих явищ за місцевим часом Тт. легко визначаються за формулою.
Поясний час. У повсякденному житті користуватися як місцевим середнім сонячним часом, так і всесвітнім часом незручно. Першим тому, що місцевих систем рахунку часу в принципі стільки ж, скільки географічних меридіанів, тобто безліч. Тому для встановлення послідовності подій або явищ, зазначених за місцевим часом, абсолютно необхідно знати, крім моментів, також і різниця довгот тих меридіанів, на яких ці події або явища мали місце. Послідовність подій, зазначених за всесвітнього часу, встановлюється легко, але велика різниця між всесвітнім часом і місцевим часом меридіанів, віддалених від за Гринвічем на значні відстані, створює незручності при використанні всесвітнього часу в повсякденному житті.
У 1884 р. була запропонована поясна система рахунку середнього часу, суть якої полягає в наступному. Рахунок часу ведеться лише на 24 основних географічних меридіанах, розташованих один від одного по довготі точно через 15° (або через 1h), приблизно посередині кожного часового поясу. Годинними поясами називаються ділянки земної поверхні, на які вона умовно розділена лініями, що йдуть від її північного полюса до південного і які знаходяться приблизно на 7°,5 від основних меридіанів. Ці лінії, або кордону часових поясів, точно слідують за географічним меридіанах лише у відкритих морях і океанах і в ненаселених місцях суші. На іншому своєму протязі вони йдуть за державним адміністративно-господарським або географічних кордонів, відступаючи від відповідного меридіана в ту або іншу сторону. Часові пояси пронумеровані від 0 до 23. За основною меридіан нульового пояса прийнятий Гринвіч.
Основний меридіан першого часового поясу розташований за Гринвічем від точно на 15° до сходу, другого - на 30°, третього - на 45° і т. д. до 23 часового поясу, основний меридіан якого має східної довготи від Гринвічу 345° (або західної довготи 15°).
Місцеве середній сонячний час основного меридіана якого-або часового поясу називається поясним часом Тп , за яким ведеться рахунок часу на всій території, що лежить в даному часовому поясі. Різниця між місцевим часом Тм будь-якого пункту та його поясним часом Тп на підставі останнього рівняння дорівнює

Тм - Тп = l - пh,(1.28)

де l - східна довгота пункту від Гринвіча, а nh - кількість цілих годин, рівну номером часового поясу, в якому цей пункт знаходиться (довгота основного меридіана часового поясу).
Так як кордони часових поясів віддалені від основних меридіанів приблизно на 7°,5, то різниця (Tm - Тп) може бути дещо більше або менше;30m тільки для пунктів, розташованих поблизу кордонів часових поясів.
Поясний час даного поясу п пов'язано з всесвітнім часом очевидним співвідношенням

Tn = T0 + nh.(1.29)

Також абсолютно очевидно, що різниця поясних часів двох пунктів є ціле число годин, що дорівнює різниці номерів їх часових поясів.
У СРСР поясний час було запроваджено з 1 липня 1919 р. У зв'язку з істотно умовами, що змінилися економічного розвитку країни в 1956 р. кордону часових поясів на території СРСР були переглянуті і з 1 грудня 1956 р. Встановлені нові кордони (див. "Карту часових поясів СРСР" у додатку).

Запитання для самоконтролю:

ü Що таке календар?

ü Як утворюються надлишкові та недостатні дні в календарі?

ü Що таке Юліанський календар?

ü Де проходить лінія зміни дати?

ü Що називають всесвітнім часом?

ü Що являє собою місцевий час?

ü В чому полягає суть поясної системи рахунку середнього часу?

ü Яким співвідношенням пов'язано поясний час даного поясу з всесвітнім часом?

Тема : Видимий рух планет.

План

1. Закони Кеплера.

2. Видимий рух Місяця.

3. Фази Місяця.

4. Затемнення Сонця та Місяця.

5. Приклади розв’язування задач

Рекомендації. При опрацюванні теми звернути увагу на поняття:

Закони Кеплера. Видимий рух Місяця. Фази Місяця. Затемнення Сонця та Місяця.

Література (основна та додаткова):

1. Воронцов-Вельямінов Б.О. Астрономія: Підручник для 11 класу -К.:Радянська школа, 1991.-160с. стр.34-36

2. Боярченко І.Ф. Астрономія – К.:Вища школа. Головне вид.,1976.-320с. стр.77-104

3. Климишин І.А. Астрономія: Підручник для 11 класу загальноосвітніх навчальних закладів-К.:Знання України, 2002.-192с. стр.42-47

1. Закони Кеплера. Використовуючи дані Птолемея, М. Коперник визначив відносні відстані (в радіусах орбіти Землі) кожної з планет від Сонця, а також їхні сидеричні (відносно зір) періоди обертання навколо Сонця. Це дало змогу Йогану Кеплеру (1618-1621) встановити три закони руху планет.

І. Кожна з планет рухається навколо Сонця по еліпсу, в од-ому з фокусів якого знаходиться Сонце.

Еліпс - це замкнена крива, сума відстаней до кожної точки якої від фокусів F₁ і F₂ рівна його великій осі, тобто 2а, де а - велика піввісь еліпса.

Якщо Сонце перебуває у фокусі F₁ a планета у точці Р, то відрізок прямої F₁P називається радіусом-вектором планети.

Відношення е = с/а, де с - відстань від фокуса еліпса до його центра, називається ексцентриситетом еліпса. Ексцентриситет визначає відхилення еліпса (ступінь його витягнутості) від кола, для якого е = 0,0167.

Орбіти планет у Сонячній системі дуже мало відрізняються від колових. Так, найменший ексцентриситет має орбіта Венери: е = 0,007; найбільший - орбіта Плутона: е = 0,249; ексцентриситет земної орбіти становить е = 0,0167.

Найближча до Сонця точка планетної орбіти П називається п е р и г е л і є м , найдальша точка орбіти А- афелієм.

II. Радіус-вектор планети за однакові інтервали часу описує рівновеликі площі.

З цього закону випливає важливий висновок: оскільки площі 1 і 2 рівні, то по дузі P₁P₂ планета рухається з більшою швидкістю, ніж по дузі Р₃Р₄ тобто швидкість планети найбільша в перигелії П і найменша в афелії А.

III. Квадрати сидеричних періодів обертання планет відносяться як куби великих півосей їхніх орбіт.

Якщо сидеричні періоди обертання двох планет позначити Т₁ і Т₂, а великі півосі еліпсів - відповідно а₁ і а₂, то третій закон Кеплера має вигляд

Закони Кеплера справедливі не лише для планет, а й для їхніх супутників, як природних, так і штучних.

У 1687 р. І. Ньютон, розглядаючи задачу взаємного притягання небесних тіл, точніше сформулював третій закон Кеплера для випадку, коли планета з масою М має супутник з масою m. Наприклад, для руху Землі навколо Сонця (сидеричний період Т_Å, піввісь орбіти а_Å) і Місяця навколо Землі (відповідно Т_ℂ і а_ℂ) третій закон Кеплера записується так:

де М_ʘ, m_ʘ і m_ℂ - відповідно маси Сонця, Землі і Місяця.

Нехтуючи другими доданками в дужках (малими порівняно з першими), можна визначити масу Сонця в одиницях маси Землі. Таким же чином можна визначити маси й інших небесних тіл, якщо вони мають природні чи штучні супутники.

3. Рух штучних супутників Землі. Наведемо деякі особливості руху штучних супутників Землі. У найпростішому випадку колової орбіти, якщо висота Н супутника над поверхнею Землі і радіус R Землі виражені в кілометрах, його період обертання Т у хвилинах дорівнює

Наприклад, для висот Н = 220, 562 і 1674 км маємо період обертання Т = 89, 96 і 120 хв. Дуже цікавим є випадок, коли Н = 35 800 км: тоді Т = 23 год 56 хв 04 с. А це час, за який Земля здійснює оберт навколо власної осі. Тому, якщо орбіта такого супутника лежить у площині земного екватора, і він рухається в напрямку обертання Землі, то супутник увесь час перебуватиме «нерухомо» над певною точкою земного екватора. Така орбіта називається геостаціонарною.

Найбільша відстань на якій супутник все ще буде обертатись навколо Землі, - 1,5 млн км. Якщо ж супутник опиниться на більшій відстані, то тяжіння з боку Сонця збурюватиме його рух, або повертаючи супутник на менші висоти, або ж перетворюючи його в штучну планету.

Йоган Кеплер

2. Видимий рух Місяця. Місяць - найближче до нас небесне тіло, природний супутник Землі. Зміною свого зовнішнього вигляду він привертав до себе увагу людей з найдавніших часів. Помітити рух Місяця на небі можна вже за 10-15 хв, бо його зміщення серед зір відбувається дуже швидко: за 1 годину він проходить з заходу на схід майже 0,5°. Кутова швидкість Місяця за добу становить від 11° до 15°.

Проміжок часу, за який Місяць, описуючи повне коло на небесній сфері, повертається до тієї самої точки, називається сидеричним або зоряним місяцем (від лат. «сідус» - «зоря»). Сидеричний місяць дорівнює 271/3 доби.

Ретельне вивчення видимого руху Місяця серед зір з нанесенням його шляху на зоряну карту приводить до висновку, що Місяць рухається на небесній сфері по великому колу, нахиленому до екліптики приблизно на 5°, що майже дорівнює 10 його кутовим діаметрам. Це коло перетинає екліптику у двох діаметрально протилежних точках, що називаються вузлами місячної орбіти. Вузол, у якому Місяць, рухаючись небом, опускається під екліптику і відхиляється на південь, називається низхідним, а той, у якому через 13,6 доби він піднімається над екліптикою і відхиляється на північ, називається висхідним.

Легко помітити, що умови видимості Місяця в різні пори року дуже відрізняються. Влітку у повні Місяць перебуває на небі низько і недовго, а взимку сяє високо і подовгу, бо дуга екліптики

на нічному літньому небі лежить під небесним екватором, а взимку - над ним. Найменша висота Місяця влітку для широти φ = 50° може становити 11°, найбільша його висота взимку для широти φ = 50° може становити 68°.

3. Фази Місяця. Поверхня Місяця світиться відбитим сонячним світлом, тому його зовнішній вигляд змінюється залежно від того, яке положення він займає відносно Сонця. Така зміна зовнішнього вигляду Місяця для спостерігача на Землі називається фазами Місяця. Розрізняють чотири найголовніші фази: новий Місяць - 1, перша чверть - 3, повня (повний Місяць) - 5, третя (остання) чверть - 7.

Досліджуючи положення Місяця серед зір у моменти повторення однієї й тієї ж фази, можна зробити висновок: однакові фази Місяця повторюються приблизно через кожні S = 29,5 доби, але настають вони в різних точках місячної орбіти - у кожному наступному місяці на 30° східніше порівняно з попереднім.

Проміжок часу S між двома однойменними фазами Місяця називається синодичним місяцем (від грец. «синодос» - «зближення», мається на

Предыдущая12 3 4 5 6 7 Следующая