Астрономия 10 класс Воронцов-Вельяминов (стр. 3 из 31)
Ось видимого вращения небесной сферы, соединяющую оба полю-
са мира (Р и Р') и проходящую через наблюдателя (С), называют
и
Рис. 11. Основные точки и линии небес-
ной сферы.
Рис. 12. Соотношение между лини-
ями и плоскостями на не-
бесной сфере и на зем-
ном шаре.
осью мира (рис. 11). Ось мира для любого наблюдателя всегда
будет параллельна оси вращения Земли (рис. 12). На горизонте
под северным полюсом мира лежит точка севера N (рис. 11
и 12), диаметрально противоположная ей точка S — точка юга.
Линия NS называется полуденной линией (рис. 11), так
как по ней на горизонтальной плоскости в полдень падает тень
от вертикально поставленного стержня. (Как на местности про-
вести полуденную линию и как по ней и по Полярной звезде ориен-
тироваться по сторонам горизонта, вы изучали в V классе в курсе
физической географии.) Точки востока Ј и запада W ле-
жат на линии горизонта. Они отстоят от точек севера N и юга 5 на
Рис. 13. Суточные пути светил относительно горизонта для наблюдателя, нахо-
дящегося: а — на полюсе Земли; б — в средних географических широтах;
в — на экваторе.
на 90°. Через точку N, полюсы мира, зенит Z и точку S прохо-
дит плоскость небесного меридиана (рис. 11), совпадаю-
щая для наблюдателя С с плоскостью его географического ме-
ридиана (рис. 12). Наконец, плоскость (AWQE), проходящая
через наблюдателя (точку С) перпендикулярно оси мира, обра-
зует плоскость небесного экватора, параллельную плос-
кости земного экватора (рис. 11). Небесный экватор делит по-
верхность небесной сферы на два полушария: северное с вер-
шиной в северном полюсе мира и южное с вершиной в южном
полюсе мира.
Определение географической широты. Обратимся к рисунку 12.
Угол
(высота полюса мира над горизонтом) равен углу(географическая широта места), как углысо взаимно
перпендикулярными сторонами [ОС]
[CN], 
. Ра-венство этих углов дает простейший способ определения геогра-
фической широты местности <р: угловое расстояние полюса мира
от горизонта равно географической широте местности. Чтобы опре-
делить географическую широту местности, достаточно измерить
высоту полюса мира над горизонтом.
Суточное движение светил на различных широтах. Теперь мы
знаем, что с изменением географической широты места наблюде-
ния меняется ориентация оси вращения небесной сферы относитель-
но горизонта. Рассмотрим, какими будут видимые движения небес-
ных светил в районе Северного полюса, на экваторе и на средних
широтах Земли.
На полюсе Земли полюс мира находится в зените, и звезды
движутся по кругам, параллельным горизонту (рис. 13, а). Здесь
звезды не заходят и не восходят, их высота над горизонтом не-
изменная.
На средних широтах существуют как восходящие и за-
ходящие звезды, так и те, которые никогда не опускаются под гори-
зонт (рис. 13, б). Например, околополярные созвездия (рис. 10) на
географических широтах СССР никогда не заходят. Созвездия,
расположенные дальше от
северного полюса мира, по-
казываются ненадолго над
горизонтом. А созвездия, ле-
жащие еще дальше к югу,
являются невосходящими
(рис. 14).
Но чем дальше продви-
гается наблюдатель к югу,
тем больше южных созвез-
дий он может видеть. На зем-
ном экваторе за сутки
можно было бы увидеть со-
звездия всего звездного неба,
если бы не мешало Солнце
Рис. 14. Видимые суточные пути светил от-
носительно горизонта в северной
стороне неба.
Запад Север Восток
днем (рис. 13, в). Для наблюда-
теля на экваторе все звезды вос-
ходят и заходят перпендикулярно
плоскости горизонта Каждая зве-
зда здесь проводит над горизон-
том ровно половину своего пути.
Для наблюдателя на экваторе
Земли северный полюс мира сов-
падает с точкой севера, а южный
полюс мира — с точкой юга
(рис. 13, в) Ось мира для него
расположена в плоскости гори-
зонта.
6. Кульминации. Полюс мира при
кажущемся вращении неба, отра-
жающем вращение Земли вокруг
оси, занимает неизменное положе-
ние над горизонтом на данной
широте (рис. 12). Звезды за сутки
описывают над горизонтом вокруг
оси мира круги, параллельные экватору. При этом каждое светило
за сутки дважды пересекает небесный меридиан (рис. 15).
Явления прохождения светил через небесный меридиан называют-
ся кульминациями. В верхней кульминации высота светила макси-
мальна, в нижней кульминации — минимальна. Промежуток времени
между кульминациями равен полсуткам.
У не заходящего на данной широте
светила М (рис. 15)видны (над горизонтом) обе кульминации, у звезд, которые восхо-
дят и заходят, М, и М2 нижняя кульминация происходит под
горизонтом, ниже точки севера. У светила М3, находящегося далеко
к югу от небесного экватора, обе кульминации могут быть невидимы.
Момент верхней кульминации центра Солнца называется истин-
ным полднем, а момент нижней кульминации — истинной полночью.
В истинный полдень тень от вертикального стержня падает вдольполуденной линии.
1 1. Как по виду звездного неба и его вращению установить, что вы прибыли
на Северный полюс Земли?
Как суточные пути звезд расположены относительно горизонта для наблю-
дателя, находящегося на экваторе Земли? Чем они отличаются от суточных
путей звезд, видимых в СССР, т. е. в средних географических широтах?
Измерьте географическую широту вашей местности по высоте Полярной
звезды с помощью эклиметра и сравните ее с отсчетом широты по геогра-
фической карте.
. ЭКЛИПТИКА И «БЛУЖДАЮЩИЕ» СВЕТИЛА — ПЛАНЕТЫ
В данной местности каждая звезда кульминирует всегда на од-
ной и той же высоте над горизонтом, потому что ее угловое рас-
стояние от полюса мира и от небесного экватора не меняется.
Солнце же и Луна меняют высоту, на которой они кульминируют.
Рис. 15. Верхние и нижние кульми-
нации светил.
14
Если по точным часам замечать промежутки времени между
верхними кульминациями звезд и Солнца, то можно убедиться, что
промежутки между кульминациями звезд на четыре минуты короче,
чем промежутки между кульминациями Солнца. Значит, за время
одного оборота небесной сферы Солнце успевает сдвинуться
относительно звезд к востоку — в сторону, противоположную
суточному вращению неба. Этот сдвиг составляет около 1°, так
как небесная сфера делает полный оборот — 360° за 24 ч. За 1 ч,
равный 60 мин, она поворачивается на 15°, а за 4 мин — на 1°. За
год Солнце описывает большой круг на фоне звездного неба.
Кульминации Луны запаздывают ежесуточно уже не на 4 мин,
а на 50 мин, так как Луна делает один оборот Навстречу враще-
нию неба за месяц.
Планеты перемещаются медленнее и более сложным образом. Они
движутся на фоне звездного неба то в одну, то в другую сторону,
иногда медленно выписывая петли (рис. 16). Это обусловлено
сочетанием их истинного движения с движениями Земли. На звезд-
ном небе планеты (в переводе с древнегреческого «блужда-
ющие») не занимают постоянного места, так же как Луна и Солнце.
Если составить карту звездного неба, то указать на ней положение
Солнца, Луны и планет можно лишь для определенного момента.
Видимое годовое движение Солнца происходит по большому кру-
гу небесной сферы, называемому эклиптикой.
Перемещаясь по эклиптике, Солнце дважды пересекает небесный
экватор (рис. 17) в так называемых равноденственных точках.
Это бывает около 21 марта и около 23 сентября, в дни равноден-
ствий. В эти дни Солнце находится на небесном экваторе, а он
всегда делится плоскостью горизонта пополам. Поэтому пути
Рис. 16. Пример видимого пути Сатурна по небу за год.
Солнца над и под горизон-
том равны, следовательно,
равны продолжительности
дня и ночи.
22 июня Солнце дальше
всего от небесного экватора
в сторону северного полюса
мира. В полдень для север-
ного полушария Земли оно
выше всего над горизонтом,
день самый длинный -— это
день летнего солнцестояния.
22 декабря, в день зимнего
солнцестояния, Солнце от-
ходит дальше всего к югу
от экватора, в полдень оно
стоит низко, и деш> самый
Рис. 17. Эклиптика и небесный экватор. КОРОТКИЙ. (Из Курса физи-
ческой географии вы знаете,
как все эти явления связаны с климатическими поясами и сменой
времен года на Земле.)
Обожествление Солнца в древности породило мифы, в иносказа-
тельной форме описывающие периодически повторяющиеся события
«рождения», «воскресения» «бога-Солнца» в течение года: уми-
рание природы зимой, ее возрождение весной и т. п. Христиан-
ские праздники носят в себе следы культа Солнца.
Движение Солнца по эклиптике является отображением обра-
щения Земли вокруг Солнца. Эклиптика пролегает через 12 созвез-
дий, называемых зодиакальными (от греческого слова зоон —
животное), а их совокупность называется поя с,ом зодиака.
В него входят следующие созвездия: Рыбы, Овен, Телец, Близнецы,
Рак, Лев, Дева, Весы, Скорпион, Стрелец, Козерог, Водолей. Каждое
зодиакальное созвездие Солнце проходит около месяца. Точка ве-
сеннего равноденствия Т (одно и двух пересечений эклиптики с не-
бесным экватором) находится в созвездии Рыб. В созвездиях Дева,
Лев, Близнецы, Телец, Скорпион, Стрелец много ярких звезд.