Тема: Изменение вида звездного неба в течении суток .

Цель: Познакомить учащихся с небесной средой и ее вращением, ориентировкой по небу. Рассмотреть горизонтальную систему координат, изменение координаты и понятие кульминации светил, перевод градусной меры в часовую и обратно.

Задачи :
1. Обучающая : ввести понятия: суточное движение светил; небесной сферы и горизонтальной системы координат; прецессии; заходящие, невосходящие, незаходящие светила; кульминация, продолжить формирование умения работать с ПКЗН и астрономических способах ориентирование на местности по звездам. Об астрономических методах исследований астрономических наблюдениях и измерениях и угломерных астрономических инструментах (высотомер, теодолит и т.д.). О космических явлении - вращении Земли вокруг своей оси и об ее следствиях - небесных явлениях: восходе, заходе, суточном движении и кульминациях светил (звезд).
2. Воспитывающая : содействовать формированию навыка выявления причинно-следственных связей, о практических способах применения астрометрических знаний.
3. Развивающая : используя проблемные ситуации, подвести учащихся к самостоятельному выводу, что вид звездного неба не остается одинаковым в течении суток, формирование вычислительных навыков в переводе градусной меры в часовую и обратно. Формирование умений: применять подвижную карту звездного неба, звездные атласы, Астрономический календарь для определения положения и условий видимости небесных светил и протекания небесных явлений; находить на небе Полярную звезду и ориентироваться по ней на местности.

Знать:

1-й уровень (стандарт) - понятие небесной сферы и направление вращения неба, характерные точки и линии небесной сфера, небесный меридиан, вертикал, горизонтальную систему координат, зенитное расстояние, понятие кульминации светила и прецессии, перевода градусной меры в часовую и обратно. Использовать угломерные астрономические инструменты: теодолит, высотомер. Находить на небе основные созвездия и наиболее яркие звезды, видимые в это время года в данное время в данной местности.

2-й уровень - понятие небесной сферы и направление вращения неба, характерные точки и линии небесной сфера, небесный меридиан, вертикал, горизонтальную систему координат, зенитное расстояние, понятие кульминации светила и их деление, прецессии, перевода градусной меры в часовую и обратно. Использовать угломерные астрономические инструменты: теодолит, высотомер. Находить на небе основные созвездия и наиболее яркие звезды, видимые в это время года в данное время в данной местности.

Уметь:

1-й уровень (стандарт) -строить небесную сферу с отметкой характерных точек и линий, показать на сфере горизонтальные координаты, суточные параллели звезд, показать точки кульминации, производить простейший перевод часовой меры в градусную и обратно, показать на ПКЗН созвездия и яркие звезды, применять знания основных понятий для решения качественных задач. Находить на небе Полярную звезду и ориентироваться на местности по Полярной звезде.

2-й уровень - строить небесную сферу с отметкой характерных точек и линий, показать на сфере горизонтальные координаты, суточные параллели звезд по их делению, показать точки кульминации и зенитное расстояние, производить перевод часовой меры в градусную и обратно, находить по ПКЗН созвездия и яркие звезды, кульминацию звезд в определенный промежуток времени, применять знания основных понятий для решения качественных задач. Находить на небе Полярную звезду и ориентироваться на местности по Полярной звезде и с помощью карты звездного неба; находить на небе основные созвездия и наиболее яркие звезды, видимые в это время года в данное время в данной местности; использовать подвижную карту звездного неба, звездные атласы, справочники, Астрономический календарь для определения положения и условий видимости небесных светил и протекания небесных явлений.

Оборудование: ПКЗН, модель небесной сферы. Астрономический календарь. Фото околополярной области неба. Таблица перевода градусной меры в часовую. CD- "Red Shift 5.1" (видеофрагмент = Экскурсии - Звездные острова - Ориентировка на небе).

Ход урока:

1. Повторение материала (8-10мин).

1) Анализ с/р с прошлого урока (рассмотреть задание, вызвавшие затруднение).
2)Диктант.

1. Сколько всего созвездий на небе? .
2. Сколько звезд можно насчитать невооруженным глазом на небе? [около 6000].
3. Запишите название любого созвездия.
4. Какой буквой обозначается самая яркая звезда? [α-альфа].
5. В состав какого созвездия входит Полярная звезда? [М.Медведица].
6. Какие виды телескопов вы знаете? [рефлектор, рефрактор, зеркально-линзовый].
7. Назначение телескопа. [увеличивает угол зрения, собирает большие света].
8. Назовите известные вам типы небесных тел. [планеты, спутники, кометы и т.д].
9. Назовите любую, известную вам звезду.
10. Специальные научно – исследовательское учреждение для наблюдений. [обсерватория].
11. Чем характеризуется звезда на небе в зависимости от видимой яркости. [звездные величины].
12. Светлая полоса, пересекающая небо и видимая в яркую звездную ночь.[Млечный путь].
13. Как определить направление на север? [по Полярной зезде].
14. Расшифруйте запись Регул (α Льва). [созвездие Льва, звезда α, Регул].
15. Какая звезда ярче на небе α или β? [α].

Оценивается: “5” ≥ 14, “4” ≥ 11, “3” ≥8

II. Новый материал(15 мин).

А) Ориентировка на небе CD- "Red Shift 5.1" (видеофрагмент = Экскурсии - Звездные острова - Ориентировка на небе), хотя можно было этот раздел включить на 2-м уроке.
	"Кто знает, как найти в небе Полярную звезду?". Чтобы найти Полярную звезду, нужно через звезды Большой Медведицы (первые 2 звезды "ковша") мысленно провести прямую линию и отсчитать по ней 5 расстояний между этими звездами. В этом месте рядом с прямой мы увидим звезду, почти одинаковую по яркости со звездами "ковша" – это и есть Полярная звезда (рис слева).		Обзор звездного неба на 15 сентября, 21 час. Летний (летне-осенний) треугольник = звезда Вега (a Лиры, 25,3 св. лет), звезда Денеб (a Лебедя, 3230 св. лет), звезда Альтаир (a Орла, 16,8 св. лет).

			Фото околополярной области неба.
			1) Звезда – светлый след, за сутки круг 2) Центр – близок к Полярной звезде		суточное вращение небосвода – положение звезд относительно друг друга не меняется
			Наблюдаемое суточное вращение небесной сферы (с востока на запад) – кажущееся явление, отражающее действительное вращение земного шара вокруг своей оси (с запада на восток). // подсказка – суточное вращение по движению Солнца//.
В действительности звезды движутся в пространстве и расстояние до них различно. Ведь если например оценить на глаз расстояние до деревьев за окном. Какое из них ближе к нам? Насколько? А теперь мысленно будем удалять эти два дерева. До 500 м человек уверенно определяет различия в расстояниях до предметов, а максимум до 2 км. А на больших расстояниях человек неосознанно пользуется другими критериями – сравнивает видимые угловые размеры, опирается на перспективу видимой картины. Следовательно, если деревья находятся в открытой местности, где больше ничего нет, то, начиная с некоторого расстояния, мы перестанем различать, какое дерево ближе (дальше) и тем более не сможем оценить расстояние между ними. Нам будет казаться с определенного момента, что деревья одинаково удалены от нас . А на небе, когда расстояние от Земли до Луны составляет 384 400 км, до Солнца – около 150 млн. км, а до самой близкой звезды, α Центавра, – в 275 400 раз больше, чем до Солнца. Поэтому и на небе нам кажется что все светила находятся на одинаковом расстоянии. Человеческие глаза в лучшем случае могут различать расстояния лишь в пределах 2км. Геометрическое место точек, равноудаленных от точки, являющейся центром, называется сферой. Нам кажется, что все небесные светила расположены на внутренней поверхности огромной сферы. Это впечатление усиливается ещё тем, что собственное движение звезд в силу их удаленности незаметно и суточное движение звезд происходит синхронно. Поэтому возникает кажущаяся целостность видимого суточного вращения небесной сферы. = Что является центром небесной сферы? (Глаз наблюдателя) = Каков радиус небесной сферы? (Произвольный) = Чем отличаются небесные сферы двух соседей по парте? (Положением центра). = Можно ли утверждать, что эти сферы одинаковы? Сравните расстояние до соседа с радиусом небесной сферы.
Для решения многих практических задач расстояния до небесных тел не играют роли, важно лишь их видимое расположение на небе. Угловые измерения не зависят от радиуса сферы. Поэтому, хотя в природе небесной сферы и не существует, но астрономы для изучения видимого расположение светил и явлений, которые можно наблюдать на небе в течении суток или многих месяцев, применяют понятие Небесная сфера – воображаемой сферы произвольного радиуса (сколь угодно большого), в центре которой находится глаз наблюдателя. На такую сферу и проецируются звезды, Солнце, Луна, планеты и т.д, отвлекаясь от действительных расстояний до светил и рассматривая лишь угловые расстояние между ними. Первое упоминание о “хрустальных сферах” у Платона (427-348, Др. Греция). Первое изготовление небесной сферы встретили у Архимеда (287-212, Др. Греция), описано в работе “Об изготовлении небесной сферы”. Самый древний небесный глобус “Глобус Фарнезе” 3 в. до н. э. из мрамора хранится в Неаполе. Итак: Что является центром небесной сферы? (Глаз наблюдателя). Каков радиус небесной сферы? (Произвольный, но достаточно большой). Чем отличаются небесные сферы двух соседей по парте? (Положением центра).
В) Небесная сфера и горизонтальная система координат
РР 1 – Ось мира = ось видимого вращения небесной сферы (параллельна оси вращение Земли). Р и Р 1 – Полюса мира (северный и южный). ZZ 1 отвесная (вертикальная) линия. Z – зенит , Z 1 – надир = точки пересечения отвесной линии с небесной сферой. Истинный горизонт – плоскость перпендикулярная отвесной линии ZZ1 и проходящая через центр О (глаз наблюдателя). Небесный меридиан – большой круг небесной сферы, проходящий через зенит Z, полюс мира Р, южный полюс мира Р", надир Z" NS – полуденная линия. N – точка севера, S – точка юга. Вертикал (круг высоты) – полукруг небесной сферы ZОМ. Небесный экватор – линия окружности, полученная от пересечения небесной сферы с плоскостью проходящая через центр небесной сферы перпендикулярно к оси мира. Итак: Каков период вращения небесной сферы? (Равен периоду вращения Земли – 1 сутки). В каком направлении происходит видимое (кажущееся) вращение небесной сферы? (Противоположно направлению вращения Земли). Что можно сказать о взаимном расположении оси вращения небесной сферы и земной оси? (Ось небесной сферы и земная ось будут совпадать). Все ли точки небесной сферы участвуют в видимом вращении небесной сферы? (Точки, лежащие на оси, покоятся). Чтобы лучше представить вращение небесной сферы, посмотрите следующий фокус. Возьмем надутый воздушный шар и проколем его спицей насквозь. Теперь можно вращать шар вокруг спицы – оси. Где на этой модели находится наблюдатель? В каком месте шара находится южный и северный полюсы мира? Где на шаре следует нарисовать Полярную звезду? Укажите геометрическое место точек, которые во время вращения не изменяют своего местоположения. В каком направлении происходит видимое вращение небесной сферы, если наблюдать с северного полюса (с южного полюса)?
Земля движется по орбите вокруг Солнца. Ось вращения Земли наклонена к плоскости орбиты на угол 66,5° (показать с помощью листа картона, проколанного спицей). Вследствие действия сил тяготения со стороны Луны и Солнца ось вращения Земли смещается, в то время как наклон оси к плоскости земной орбиты остается постоянным. Ось Земли как бы скользит по поверхности конуса. (то же происходит с осью у обыкновенного волчка в конце вращения). Это явление было открыто еще в 125 г. до н. э. греческим астрономом Гиппархом и названо прецессией . Один оборот земная ось совершает за 25 735 лет – этот период называется платоническим годом . Сейчас вблизи Р – северного полюса мира находится Полярная звезда – α М. Медведица. Дальше титул Полярной поочередно присваивался π, η и τ Геркулеса, звездам Тубан и Кохаб. Римляне вовсе не имели Полярной звезды, а Кохаб и Киносуру (α Малой Медведицы) называли Стражами. На начало нашего летоисчисление – полюс мира был вблизи α Дракона – 2000 лет назад, а α Малой Медведицы стала полярной звездой в 1100 году. В 2100 г полюс мира будет всего в 28" от Полярной звезды – сейчас в 44". В 3200г полярным станет созвездие Цефей. В 14000 г – полярной будет Вега (α Лиры).
Горизонтальная система координат
h – высота – угловое расстояние светила от горизонта (МОА, измеряется в градусах, минутах, секундах; от 0 о до 90 о ) А - азимут – угловое расстояние вертикала светила от точки юга (SOА) в направлении суточного движения светила, т.е. по часовой стрелке; измеряется в градусах минутах и секундах от 0 о до 360 о ).
Горизонтальные координаты светила в течение суток меняется. А" Равноценная высоте→зенитное расстояние Z=90 o - h [форм 1]
Измерения могут производиться (и это принято в астрономии для ряда координат) как в градусной, так и в часовой мере. 360 о : 24 ч =15 о Запись 13 о 12"24" Запись 13 ч 12 м 24 с 360 о 24 ч 1 ч 15 о 1 о 4 м 1 м 15" 1 " 4 c 1 с 15"
Кульминация – явление пересечения светилом небесного меридиана.
Светило М в течение суток описывает суточную параллель – малый круг небесной сферы, плоскость которого оси мира и проходит через глаз наблюдателя. М 3 – точка восхода, М 4 – точка захода, М 1 - верхняя кульминация (h max; А= 0 o ), М 2 – нижняя кульминация (h min; A =180 o ) По суточному движению светила делятся на: 1 - невосходящие 2 - (восходяще - заходящие ) восходящие и заходящие 3 - незаходящие . К каким относится Солнце, Луна? (2)
III Закрепление материала (15 мин).
А) Вопросы
Что такое небесная сфера? Какие линии и точки небесной сферы вы знаете? Какие наблюдения доказывают суточное вращение небесной сферы (служит ли это доказательством вращения Земли вокруг оси). Можно ли, используя горизонтальную систему координат, создать карты звездного неба? Что такое кульминация? Исходя из кульминации дайте понятие незаходящим, не восходящим, - восходяще-заходящим светилам.
Б) практическая работа по ПКЗН .
Назовите несколько созвездий незаходящих в нашей местности Найдите линию небесного меридиана. Какие яркие звезды будут сегодня кульминировать между 20 и 21 часами? Найдите на ПКЗН например звезду Вега, Сириус. В каких они созвездиях находятся?
В) 1. Переведите 3 ч , 6 ч в градусную меру (3 . 15=45 0 , 90 0 ) 2. Переведите 45 о , 90 о в часовую меру (3 ч , 6 ч ) 3. Что больше 3 ч 25 м 15 с или 51 о 18 " 15"? (При переводе получится 51 о 18 " 45", то есть в часовой значение больше)
Г) Тест. Фразе из левого столбца подберите подходящее по смыслу продолжение из правого.
1. Небесной сферой называется... 2. Осью мира называется... 3. Полюсами мира называется... 4. Северный полюс мира в настоящее время находится... 5. Плоскостью небесного экватора называется... 6. Экватор – это... 7. Период вращения небесной сферы равен... А. ...точка пересечения оси вращения Солнца с небесной сферой. Б. ...в 1°,5 от a Малой Медведицы В. ...плоскость перпендикулярная к оси мира и проходящая через центр небесной сферы. Г. ...периоду вращения Земли вокруг своей оси, т.е. 1 суткам. Д. ...воображаемая сфера произвольного радиуса, описанная вокруг центра Солнца, на внутренней поверхности которой нанесены светила Е. ...ось, вокруг которой вращается Земля, двигаясь в мировом пространстве Ж. ...около звезды Вега в созвездии Лиры З. ...линия пересечения небесной сферы и плоскости небесного экватора И. ...точки пресечения небесной сферы с осью мира. К. ...воображаемая сфера произвольного радиуса, описанная вокруг наблюдателя на Земле, на внутренней поверхности которой нанесены светила. Л. ...воображаемая ось видимого вращения небесной сферы. М. ...периоду вращения Земли вокруг Солнца. 8. Угол между осью мира и земной осью равен... 9. Угол между плоскостью небесного экватора и осью мира равен... 10. Угол между плоскостью небесного экватора и плоскостью земного экватора равен... 11. Угол наклона земной оси к плоскости земной орбиты равен... 12. Угол между плоскостью земного экватора и плоскостью земной орбиты равен... А. 66°,5 Б. 0° В. 90° Г. 23°,5 Е,Л
IV Итог урока
1) Вопросы:
Какие координаты входят в горизонтальную систему координат? Что такое высота и как она измеряется? Что такое азимут и как он измеряется? Как определить зенитное расстояние светила?
2) Оценки
Домашняя работа: § 3, стр.19-вопросы. Стр. 30 (п.7-9)

• " onclick="window.open(this.href,"win2","status=no,toolbar=no,scrollbars=yes,titlebar=no,menubar=no,resizable=yes,width=640,height=480,directories=no,location=no"); return false;" > Печать
• E-mail

Практическая работа № 1

Тема: Изучение звёздного неба с помощью подвижной карты звёздного неба

Цель: познакомиться с подвижной картой звёздного неба,

научиться определять условия видимости созвездий

научиться определять координаты звезд по карте

Ход работы:

Теория.

Вид звёздного неба изменяется из-за суточного вращения Земли. Изменение вида звёздного неба в зависимости от времени года происходит вследствие обращения Земли вокруг Солнца. Работа посвящена знакомству со звёздным небом, решению задач на условия видимости созвездий и определении их координат.

Подвижная карта звёздного неба изображена на рисунке.

Перед началом работы распечатать подвижную карту звездного неба, овал накладного круга вырезать по линии, соответствующей географической широте места наблюдения. Линия выреза накладного круга будет изображать линию горизонта. Звёздную карту и накладной круг наклеить на картон. От юга к северу накладного круга натянуть нить, которая покажет направление небесного меридиана.

На карте:

• звёзды показаны чёрными точками, размеры которых характеризуют яркость звёзд;
• туманности обозначены штриховыми линиями;
• северный полюс мира изображён в центре карты;
• линии, исходящие от северного полюса мира, показывают расположение кругов склонения. На звёздной карте для двух ближайших кругов склонения угловое расстояние равно 1 ч;
• небесные параллели нанесены через 30°. С их помощью можно произвести отсчёт склонение светил δ;
• точки пересечения эклиптики с экватором, для которых прямое восхождение 0 и 12 ч., называются точками весеннего g и W равноденствий;
• по краю звёздной карты нанесены месяцы и числа, а на накладном круге – часы;
• зенит расположен вблизи центра выреза (в точке пересечения нити, изображающей небесный меридиан с небесной параллелью, склонение которой равно географической широте места наблюдения).

Для определения местоположения небесного светила необходимо месяц, число, указанное на звёздной карте, совместить с часом наблюдения на накладном круге.

Небесный экватор - большой круг небесной сферы, плоскость которого перпендикулярна оси мира и совпадает с плоскостью земного экватора . Небесный экватор делит небесную сферу на два полушария: северное полушарие, с вершиной в северном полюсе мира, и южное полушарие, с вершиной в южном полюсе мира. Созвездия, через которые проходит небесный экватор, называют экваториальными. Различают созвездия южные и северные.

Созвездия Северного полушария: Большая и Малая Медведицы, Кассиопея, Цефей, Дракон, Лебедь, Лира, Волопас и др.

К южным относятся Южный Крест, Центавр, Муха, Жертвенник, Южный Треугольник.

Полюс мира - точка на небесной сфере, вокруг которой происходит видимое суточное движение звёзд из-за вращения Земли вокруг своей оси. Направление на Северный полюс мира совпадает с направлением на географический север, а на Южный полюс мира - с направлением на географический юг. Северный полюс мира находится в созвездии Малой Медведицы с поляриссимой (видимая яркая звезда, находящаяся на оси вращения Земли) - Полярной звездой, южный - в созвездии Октант.

Туманность - участок межзвёздной среды, выделяющийся своим излучением или поглощением излучения на общем фоне неба . Ранее туманностями называли всякий неподвижный на небе протяжённый объект. В 1920-е годы выяснилось, что среди туманностей много галактик (например, Туманность Андромеды). После этого термин «туманность» стал пониматься более узко, в указанном выше смысле. Туманности состоят из пыли, газа и плазмы.

Эклиптика - большой круг небесной сферы, по которому происходит видимое годичное движение Солнца . Плоскость эклиптики - плоскость обращения Земли вокруг Солнца (земной орбиты).

В зависимости от места наблюдателя на Земле меняется вид звездного неба и характер суточного движения звезд. Cуточные пути светил на небесной сфере - это окружности, плоскости которых параллельны небесному экватору.

Рассмотрим, как изменяется вид звездного неба на полюсах Земли. Полюс - это такое место на земном шаре, где ось мира совпадает с отвесной линией, а небесный экватор - с горизонтом.

Для наблюдателя, находящегося на Северном полюсе Земли, Полярная звезда будет располагаться в зените, звёзды будут двигаться по кругам, параллельным математическому горизонту, который совпадает с небесным экватором. При этом над горизонтом будут видны все звёзды, склонение которых положительно (на Южном полюсе, наоборот, будут видны все звезды, склонение которых отрицательно), а их высота в течение суток не будет изменяться.

Переместимся в привычные для нас средние широты. Здесь уже ось мира и небесный экватор наклонены к горизонту. Поэтому и суточные пути звёзд также будут наклонены к горизонту. Следовательно, на средних широтах наблюдатель сможет наблюдать восходящие и заходящие звёзды.

Под восходом понимается явление пересечения светилом восточной части истинного горизонта, а под заходом - западной части этого горизонта.

Помимо этого, часть звёзд, располагающихся в северных околополярных созвездиях, никогда не будут опускаться за горизонт. Такие звёзды принято называть незаходящими .

А звёзды, расположенные около Южного полюса мира для наблюдателя на средних широтах будут являться невосходящими .

Суточные пути всех, без исключения, звёзд перпендикулярны горизонту. Поэтому находясь на экваторе, наблюдатель сможет увидеть все звёзды, которые в течение суток восходят и заходят.

Вообще, для того, чтобы светило восходило и заходило, его склонение по абсолютной величине должно быть меньше, чем .

Если , то в Северном полушарии она будет являться незаходящей (для Южного - невосходящей).

Тогда очевидно, что те светила, склонение которых , являются невосходящими для Северного полушария (или незаходящими для Южного).

Экваториальная система координат - это система небесных координат, основной плоскостью в которой является плоскость небесного экватора.

1. Склонение (δ) - угловое расстояние светила М от небесного экватора, измеренное вдоль круга склонения . Обычно выражается в градусах, минутах и секундах дуги. Склонение положительно к северу от небесного экватора и отрицательно к югу от него. Объект на небесном экваторе имеет склонение 0°. Склонение северного полюса небесной сферы равно +90° Склонение южного полюса равно −90°.

2. Прямое восхождение светила (α) - угловое расстояние, измеренное вдоль небесного экватора, от точки весеннего равноденствия до точки пересечения небесного экватора с кругом склонения светила .

Последовательность выполнения практической работы:

Задачи практической работы:

Задача 1. Определите экваториальные координаты Альтаира (α Орла), Сириуса (α Большого Пса) и Веги (α Лиры).

Задача 2. Используя карту звёздного неба, найдите звезду по её координатам: δ = +35о; α = 1ч 6м.

Задача 3. Определите, какой является звезда δ Стрельца, для наблюдателя, находящего на широте 55о 15ʹ. Определить, восходящей или невосходящей является звезда двумя способами: с использованием накладного круга подвижной карты звездного неба и с использованием формул условия видимости звезд.

Практический способ. Располагаем подвижный круг на звездной карте и при его вращении определяем, является звезда восходящей или заходящей.

Теоретичекий способ.

Используем формулы условия видимости звезд:

Если , то звезда является восходящей и заходящей.

Если , то звезда в Северном полушарии является незаходящей

Если , то звезда в Северном полушарии является невосходящей.

Задача 4. Установить подвижную карту звёздного неба на день и час наблюдения и назвать созвездия, расположенные в южной части неба от горизонта до полюса мира; на востоке – от горизонта до полюса мира.

Задача 5. Найти созвездия, расположенные между точками запада и севера, 10 октября в 21 час. Проверить правильность определения визуальным наблюдением звёздного неба.

Задача 6. Найти на звёздной карте созвездия с обозначенными в них туманностями и проверить, можно ли их наблюдать невооруженным глазом глазом на день и час выполнения лабораторной работы.

Задача 7. Определить, будут ли видны созвездия Девы, Рака. Весов в полночь 15 сентября? Какое созвездие в это же время будет находиться вблизи горизонта на севере?

Задача 8. Определить, какие из перечисленных созвездий: Малая Медведица, Волопас, Возничий, Орион - для вашей широты будут незаходящими?

Задача 9. На карте звёздного неба найти пять любых перечисленных созвездий: Большая Медведица, Малая Медведица, Кассиопея, Андромеда, Пегас, Лебедь, Лира, Геркулес, Северная корона – и определить приближённо небесные координаты (склонение, и прямое восхождение) a-звёзд этих созвездий.

Задача 10. Определить, какие созвездия будут находиться вблизи горизонта на Севере, Юге, Западе и Востоке 5 мая в полночь.

Контрольные вопросы для закрепления теоретического материала к практическому занятию:

1. Что такое звёздное небо? (Звёздное небо - множество небесных светил, видимых с Земли ночью, на небесном своде. В ясную ночь человек с хорошим зрением увидит на небосводе не более 2-3 тысяч мерцающих точек. Тысячи лет назад древние астрономы разделили звездное небо на двенадцать секторов и придумали им имена и символы, под которыми они известны и поныне .)

2. Что такое созвездия? (Созвездия - участки, на которые разделена небесная сфера для удобства ориентирования на звёздном небе. В древности созвездиями назывались характерные фигуры, образуемые яркими звёздами .)

3. Сколько на сегодняшний день созвездий? (Сегодня есть 88 созвездий. Созвездия различны по занимаемой площади на небесной сфере и количеству звезд в них .)

4. Перечислить основные созвездия или те, которые вы знаете. (Существуют большие созвездия и маленькие. К первым относятся Большая Медведица, Геркулес, Пегас, Водолей, Волопас, Андромеда. Ко вторым - Южный Крест, Хамелеон, Летучая Рыба, Малый Пёс, Райская Птица. Конечно, мы назвали лишь малую толику, наиболее известные .)

5. Что такое карта неба? (Это изображение звёздного неба или его части на плоскости. Карту неба астрономы разделили на 2 части: южную и северную (по аналогии с полушариями Земли .)

6. Что такое небесный экватор? (Большой круг небесной сферы, плоскость которого перпендикулярна оси мира и совпадает с плоскостью земного экватора .)

По окончанию практической работы студент должен представить отчет.

Отчёт должен включать ответы на все указанные пункты порядка выполнения работы и ответы на контрольные вопросы.

Список литературы

1. Воронцов-Вельяминов Б. А., Страут Е. К. «Астрономия. 11 класс». Учебник с электронным приложением - М.: Дрофа, 2017

2. Р. А. Дондукова «Изучение звёздного неба с помощью подвижной карты» Руководство по проведению лабораторных работ М.: «Высшая школа» 2000

В разных местах земного шара небо выглядит различно. Оказывается, вид звездного неба зависит от того, на какой параллели находится наблюдатель, т. е., иначе говоря, какова географическая широта места наблюдения. Вспомните, что географы называют географической широтой места. Широта данного пункта на Земле - это расстояние в градусах на географическому меридиану от земного экватора до данного места. Так, например, широта Москвы 56° (точнее, 55°45′), широта Ленинграда 59°56′ Алма-Аты — 43°16′. По звездам можно определить, на какой широте находится наблюдатель. Для этого надо измерить угловое возвышение полюса мира (или приближенна Полярной звезды) над горизонтом, которое всегда равно географической широте места. Таким способом, например, определили и широту указанных городов.

Если из Москвы отправиться в путешествие на Северный полюс, то по мере продвижения вы заметите, что Полярная звезда (или полюс мира) становится все выше и выше над горизонтом. Поэтому все большее и большее количества звезд оказывается незаходящими. Вот, наконец, вы прибыли на Северный полюс. Здесь расположение звезд совсем не похоже на московское небо. Географическая широта Северного полюса земного шара равна 90°.

Значит, высота полюса мира над горизонтом также равна 90°, т. е., иначе говоря, полюс мира (и Полярная звезда) будет находиться прямо над головой - в зените.

Нетрудно сообразить, что небесный экватор, все точки которого отстоят от полюса мира на 90°, будет здесь, на Северном полюсе, совпадать с линией горизонта. Благодаря этому на Северном полюсе вы увидите необычную картину движения звезд: перемещаясь всегда по путям, параллельным небесному экватору, звезды движутся параллельно горизонту. Значит, на Северном полюсе нет восходящих и заходящих звезд. Здесь все звезды северного полушария неба будут незаходящими, а южного - невосходящими.

Если теперь мысленно перенестись с Северного полюса на земной экватор, то вы увидите совершенно иную картину. По мере вашего продвижения на юг широта места и, следовательно, высота полюса мира (и Полярной звезды) начнут уменьшаться, т. е. Полярная звезда будет приближаться к горизонту.

Когда вы будете на земном экваторе, географическая широта любой точки которого равна нулю, то увидите такую картину: северный полюс мира окажется в точке севера, а небесный экватор будет проходить через зенит и станет перпендикулярным к горизонту. В точке юга будет находиться южный полюс мира, расположенный в созвездии Октанта. Все звезды на земном экваторе в течение суток описывают пути, перпендикулярные горизонту. Поэтому на земном экваторе каждая звезда находится полсуток над горизонтом и полсуток под ним. Если бы не было Солнца, которое не позволяет видеть звезды днем, то в течение суток на земном экваторе можно было бы наблюдать все звезды обоих полушарий неба.

Итак, мы убедились, что вид звездного неба зависит от положения наблюдателя. Мы познакомились с тем, как в течение суток совершается видимое движение звезд по небу в различных местах земного шара.

ИЗМЕНЕНИЕ ВИДА ЗВЕЗДНОГО НЕБА В ТЕЧЕНИЕ ГОДА

В разные времена года по вечерам можно наблюдать разные созвездия. Отчего это происходит?

Чтобы выяснить это, произведите некоторые наблюдения. Вскоре после захода Солнца заметьте в западной части неба низко над горизонтом какую-нибудь звезду и запомните ее положение по отношению к горизонту. Если приблизительно через неделю в тот же час суток вы попробуете отыскать эту же самую звезду вскоре после захода Солнца, то заметите, что она теперь стала ближе к горизонту и почти скрывается в лучах вечерней зари. Это произошло потому, что Солнце приблизилось к данной звезде. А через несколько недель звезда совершенно скроется в солнечных лучах и ее нельзя будет наблюдать по вечерам. Когда пройдет еще 2-3 недели, тогда та же самая звезда станет видна по утрам, незадолго перед восходом Солнца, в восточной части неба. Теперь уже Солнце, продолжая свое движение с запада на восток, окажется восточнее этой звезды.

Такие наблюдения показывают, что Солнце не только движется вместе со всеми звездами, в течение суток восходя на востоке и заходя па западе, но еще и медленно перемещается среди звезд в обратном направлении (т. е. с запада на восток), переходя из созвездия в созвездие.

Разумеется, то созвездие, в котором в данный момент находится Солнце, вы наблюдать не сможете, так как оно восходит вместе с Солнцем и движется по небу днем, т. е. тогда, когда звезды не видны. Солнце своими лучами «гасит» звезды не только того созвездия, где оно находится, но и все другие. Поэтому наблюдать их нельзя.

Путь, по которому Солнце перемещается среди звезд в течение года, называется эклиптикой. Он проходит по двенадцати так называемым зодиакальным созвездиям, в каждом из которых Солнце ежегодно бывает приблизительно по одному месяцу. Названия этих созвездий, с указанием соответствующего месяца, таковы: Рыбы (март), Овен (апрель), Телец (май), Близнецы (июнь), Рак (июль), Лев (август), Дева (сентябрь), Весы (октябрь), Скорпион (ноябрь), Стрелец (декабрь), Козерог (январь), Водолей (февраль).

Годичное движение Солнца среди звезд кажущееся. На самом деле движется сам наблюдатель вместе с Землей вокруг Солнца; поэтому и кажется, что Солнце переходит из одного созвездия в другое. И если мы будем в течение года по вечерам наблюдать звезды, то обнаружим, что вид звездного неба постепенно изменяется. Мы сможем познакомиться с созвездиями, видимыми в различное время года.

Описанные в этой статье простейшие небесные явления и другие можно увидеть искусственно воспроизведенными в «звездном театре» - .

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

Библиотека Гутенберга

Научно-популярная серия

«Любительская астрономия»

Для более полного знакомства с небом, а также для удобства, можно установить на компьютер, телефон или планшет программу-планетарий. Например, среди начинающих любителей астрономии популярен бесплатный планетарий Stellarium . Эта программа позволяет смоделировать множество явлений и реалистично показать их. Существуют и другие виртуальные планетарии с самыми разными функциями и возможностями, и каждый может выбрать для себя тот, который отвечает его запросам.

Оптические приборы для астрономических наблюдений

Время древних астрономов с угломерными инструментами давно прошло, и любителю астрономии, если он не хочет ограничиваться чтением книг, просмотром фильмов и поиском созвездий по карте, необходим оптический прибор.

Если вы увлеклись астрономией лишь недавно и не имели до того опыта наблюдений, оптимальным вариантом первого прибора для вас станет не крупный телескоп, а бинокль. Он легче и компактнее телескопа и прекрасно подойдет для общего знакомства с небом, Млечным Путем, яркими туманностями и звездными скоплениями, крупными деталями на поверхности Луны. Также с помощью бинокля можно наблюдать и кометы.

Покупая бинокль, обращайте внимание прежде всего на его апертуру (диаметр объектива) и увеличение. Например, бинокль с маркировкой 6×50 - это бинокль с апертурой 50 мм и увеличением 6 крат. Бывают очень большие бинокли с большим увеличением, например 20×100, но их невозможно использовать, держа в руках, по причине большой тяжести и дрожания изображения (дрожь в руках из-за тяжелого бинокля многократно усиливается большим увеличением). Поэтому использовать такие громоздкие инструменты можно только со штативом. Оптимальные параметры бинокля для обзоров неба и наблюдений с рук - 7×50 или 8×56.

Конечно, по-настоящему увлеченный любитель вряд ли ограничится одним биноклем, и телескоп закономерно будет следующим этапом.

Любительские телескопы чаще всего принадлежат к двум первым исторически появившимся типам - рефракторам и рефлекторам.

Рефракторы удобны в пользовании благодаря прочной конструкции трубы и ее герметичности, не часто требуют настройки и обслуживания, дают контрастное и четкое изображение, что важно при наблюдении планет. Но есть у рефракторов и недостатки. Из-за того, что световые лучи разных участков спектра по-разному преломляются в стекле, изображение в них страдает хроматической аберрацией, то есть окрашено по краям в разные цвета (за исключением дорогих моделей, так называемых апохроматов). Кроме того, модели с большим диаметром объектива стоят дороже, чем такого же размера телескопы других систем.

Изготовить зеркало проще, чем линзу такого же диаметра, поэтому рефлекторы в среднем стоят дешевле, чем рефракторы. Кроме того, зеркало легче, чем линза, а значит, и вес телескопа будет меньше. Свободны они и от хроматической аберрации, так как лучи в них не преломляются, а отражаются. Но у рефлекторов тоже есть недостатки. Изображение в них менее контрастное, чем в рефракторах, из-за потерь света при его отражении на маленьком вторичном зеркале, которое к тому же и не пускает часть света в трубу. Конструкция трубы не герметична, а это значит, что внутрь легко попадает пыль и грязь. Зеркальное покрытие со временем тускнеет. У рефлекторов наблюдается и аберрация, но другого типа - сферическая (объекты по краям поля зрения выглядят более размытыми, чем в центре). Кроме того, конструкция рефлектора чаще требует юстировки (настройки оптики).

Существуют оптические схемы, в которых применяются и линзы, и зеркала. Среди любителей известны, например, системы Шмидта-Кассегрена и Максутова-Кассегрена, в которых перед зеркалом установлены корректирующие линзы. Они свободны от многих недостатков и рефракторов, и рефлекторов, кроме того, имеют короткую герметичную трубу, удобную для транспортировки, но, как правило, стоят дороже как рефракторов, так и рефлекторов.

Выбирая телескоп, нужно, как и в случае с биноклем, четко представлять себе, чего вы от него хотите, а также, что реально можно от него ожидать. Ни один телескоп, даже крупный, не покажет вам таких картинок, как на фотографиях с «Хаббла». Кроме того, подумайте о том, где вы будете проводить наблюдения. Если вы живете в зоне интенсивной засветки, то громоздкий инструмент с большой апертурой, стоящий на балконе, все равно не продемонстрирует вам всего, на что он способен, а транспортировать его за город будет сложно, в отличие от более компактного телескопа.

Подробнее читайте:
Позднякова, Ирина. Любительская астрономия: люди, открывшие небо / И. Ю. Позднякова. - Москва: Издательство АСТ, 2018. - 334, с. : ил. - (Библиотека Гутенберга).

Период вращения Земли вокруг оси, измеренный относительно звезд и поэтому получивший название звездные (или сидерические) сутки, примерно на 4 мин короче средних солнечных суток - периода вращения Земли вокруг своей оси, измеренного относительно Солнца. Это отличие обусловлено движением Земли вокруг Солнца. Так как время, по которому мы живем, т.е. обычное гражданское время, связано со средними солнечными сутками, моменты восхода и захода звезд, измеренные по этому времени, сдвигаются каждый день на 4 мин вперед по сравнению с предыдущими сутками: звезды как бы медленно перемещаются по ночному небу в западном направлении. Временами они подходят так близко к Солнцу, что становятся невидимыми - наступает вынужденный сезонный перерыв в наблюдении этих объектов.

Рис. 14. Схема простого угломерного инструмента для измерения высоты и азимута светила. Высота отсчитывается с помощью отвеса, азимут определяется по шкале горизонтального круга, который вращается вместе с вертикальной стойкой.
Известно, что звезды действительно совершают собственные движения в пространстве, меняя свое положение относительно друг друга. Однако звезды расположены столь далеко от нас, что любые изменения в их положении становятся заметными невооруженному глазу через столетия. Благодаря этому обстоятельству мы можем говорить о движении Солнца, Луны, планет и других небесных тел относительно «неподвижных» звезд. Большой круг небесной сферы, по которому Солнце совершает свой путь среди звезд в течение года, называется эклиптикой. Плоскость эклиптики наклонена под углом 23,5° к земному и небесному экваторам; это объясняется тем, что наклон оси вращения Земли к эклиптике составляет 66,5°. Именно по этой причине высота Солнца над горизонтом меняется в течение года и происходит смена времен года. Пути Луны и больших планет Солнечной системы проходят в пределах области небесной сферы шириной 8°, лежащей по обе стороны от эклиптики. Древние наблюдатели выделили в полосе шириной около 16°, тянущейся вдоль.эклиптики, 12 зодиакальных созвездий, которым астрологи придавали особое значение. По прошествии многих веков вследствие прецессии положение основных точек эклиптики среди окружающих звезд изменилось. Солнце и планеты могут появиться и в созвездии Змееносца (Ophiuchus); это созвездие, получившее свое название в античные времена, не включено в число зодиакальных. Современные астрономы считают астрологию и «звездные знаки» не более чем религиозными предрассудками и суевериями. Но древние знаки Зодиака используются до сих пор для обозначения зодиакальных созвездий, например знаком созвездия Овен (Aries) Т обозначается одна из двух важнейших точек небесной сферы, в которых эклиптика пересекает небесный экватор.

Перевод небесных координат в угловую меру
Рис. 15. Полюса мира и небесный экватор непосредственно связаны с полюсами и экватором Земли. По мере вращения Земли вокруг своей оси все небесные светила в течение дня пересекают небесный меридиан, связанный с наблюдателем.

Рис. 16. Пояс зодиакальных созвездий, по которому совершают свой видимый путь планеты и Луна, вытянут вдоль эклиптики - видимого пути Солнца среди звезд.