Астрономия 10 класс Воронцов-Вельяминов (стр. 4 из 31)

Большой круг эклиптики пересекает большой круг небесного
экватора под углом 23°27' В день летнего солнцестояния, 22 ию-
ня, Солнце поднимается в полдень над горизонтом выше точки, в
которой небесный экватор пересекает меридиан на эту величину
(рис. 17). На столько же Солнце бывает ниже экватора в день
зимнего солнцестояния, 22 декабря. Таким образом, высота Солн-
ца в верхней кульминации меняется в течение года на 46°54'.

Понятно, что в полночь в верхней кульминации бывает зодиака-
льное созвездие, противоположное тому, в котором находится Солн-
це. Например, в марте Солнце проходит по созвездию Рыбы, а в
полночь кульминирует созвездие Девы. На рисунке 18 показаны
суточные пути Солнца над горизонтом в дни равноденствий и солн-
цестояний для средних широт (вверху) и экватора Земли (внизу)

16

Рис. 18. Суточные пути Солнца над
горизонтом в разные вре-
мена года при наблюде-
ниях: а — в средних гео-
графических широтах;
б — на экваторе Земли.

Рис. 19. Экваториальные коорди-
наты.

2 1. Найдите 12 зодиакальных созвездий
на звездной карте и по возможности
отыщите некоторые из них на небе.
2. С помощью эклиметра или гномона
(известного вам из физической геогра-
фии), хотя бы раз в месяц измеряйте
высоту Солнца над горизонтом около
полудня в течение нескольких месяцев.
Построив график изменения высоты
Солнца со временем, вы получите кри-
вую, по которой можно, например,
нанести часть эклиптики на звездную
карту, учитывая, что Солнце за месяц
смещается на звездном небе к восто-
ку примерно на 30°.

f .ЗВЕЗДНЫЕ КАРТЫ,

НЕБЕСНЫЕ КООРДИНАТЫ
И ВРЕМЯ

1. Карты и координаты. Чтобы сде-
лать звездную карту, изображаю-
щую созвездия на плоскости, надо
знать координаты звезд. Коор-
динаты звезд относительно гори-
зонта, например высота, хотя и
наглядны, но непригодны для со-
ставления карт, так как все вре-
мя меняются. Надо использовать
такую систему координат, которая
вращалась бы вместе со звезд-
ным небом. Она называется эква-
ториальной системой. В
ней одной координатой является
угловое расстояние светила от
небесного экватора, называемое
склонением б (рис. 19). Оно ме-
няется в пределах ±90° и считает-
ся положительным к северу от эк-
ватора и отрицательным — к югу.
Склонение аналогично гео-
графической широте

Вторая координата аналогична
географической долготе и называ-
ется прямым восхожде-
нием а.

17

Точна весеннего
равноденствия

Прямое восхождение светила М
измеряется углом между плоскостя-
ми большого круга, проведенного че-
рез полюсы мира и данное свети-
ло М, и большого круга, проходя-
щего через полюсы мира и точку
весеннего равноденствия (рис. 19).
Этот угол отсчитывают от точки ве-
сеннего равноденствия Т против хода
часовой стрелки, если смотреть с се-
верного полюса. Он изменяется от О
до 360° и называется прямым вос-
хождением потому, что звезды, рас-
положенные на небесном экваторе,
восходят в порядке возрастания их
прямого восхождения. В этом же по-
рядке они кульминируют друг за дру-
гом. Поэтому а выражают обычно
не в угловой мере, а во временной,

и исходят из того, что небо за 1 ч поворачивается на 15°, а за 4 мин —
на Г. Поэтому прямое восхождение 90° иначе будет 6 ч, а
7 ч 18 мин = 109°30/. В единицах времени по краям звездной
карты надписывают прямые восхождения.

Существуют также и звездные глобусы, где звезды изображены
на сферической поверхности глобуса.

На одной карте можно изобразить без искажений только часть
звездного неба Начинающим пользоваться такой картой трудно,
потому что они не знают, какие созвездия видны в данное время
и как они расположены относительно горизонта. Удобнее подвиж-
ная карта звездного неба. Идея ее устройства проста. На карту
наложен круг с вырезом, изображающим линию горизонта. Вырез
горизонта эксцентричен, и при вращении накладного круга в вы-
резе будут видны созвездия, находящиеся над горизонтом в разное
время. Как пользоваться такой картой, сказано в приложении VII.

3 1. Выразите 9 ч 15 мин 11 с в градусной мере.

По таблице координат ярких звезд, данной в приложении IV, найдите
на звездной карте некоторые из указанных звезд.

По карте отсчитайте координаты нескольких ярких звезд и проверьте себя,
используя таблицу из приложения IV.

По «Школьному астрономическому календарю» найдите координаты планет
в данное время и определите по карте, в каком созвездии они находятся.
Найди.е их вечером на небе.

Пользуясь подвижной картой звездного неба, определите, какие зодиакальные
созвездия будут видны над горизонтом в вечер наблюдения.

2. Высота светил в кульминации. Найдем зависимость между вы-
сотой h светила М в верхней кульминации, его склонением 6
и широтой местности ф.

18

Рис. 20. Высота светила в верхней
кульминации.

На рисунке 20 изображены отвесная линия ZZ', ось мира
РР' и проекции небесного экватора EQ и линии горизонта NS
(полуденная линия) на плоскость небесного меридиана (PZSP'N)
Угол между полуденной линией NS и осью мира РР' равен, как
мы знаем, широте местности

Очевидно, наклонплоскости

небесного экватора к горизонту, измеряемый углом

равен

90°—

(рис. 20). Звезда М со склонением 6, кульминирующая
к югу от зенита, имеет в верхней кульминации высоту

h = 90° —

+

Из этой формулы видно, что географическую широту можно опреде-
лить, измеряя высоту любой звезды с известным склонением 6 в
верхней кульминации. При этом следует учитывать, что если звезда
в момент кульминации находится к югу от экватора, то ее склонение
отрицательно.

4 1. Сириус (а Б. Пса, см. приложение IV) был в верхней кульминации на
высоте 10°. Чему равна широта места наблюдения?

Для нижеследующих упражнений географические координаты городов можно
отсчитать по географической карте.

На какой высоте в Ленинграде бывает верхняя кульминация Антареса
(а Скорпиона, см. приложение IV)?

Каково склонение звезд, которые в вашем городе кульминируют в зените?
в точке юга?

Определите полуденную высоту Солнца в Архангельске и в Ашхабаде в
дни летнего и зимнего солнцестояния.

3. Точное время. Для измерения коротких промежутков времени
в астрономии основной единицей является средняя длитель-
ность солнечных суток, т. е. средний промежуток времени
между двумя верхними (или нижними) кульминациями центра
Солнца. Среднее значение- приходится использовать, потому что
в течение года длительность солнечных суток слегка колеблется.
Это связано с тем, что Земля обращается вокруг Солнца не по
кругу, а по эллипсу и скорость ее движения при этом немного
меняется. Это и вызывает небольшие неравномерности в видимом
движении Солнца по эклиптике в течение года.

Момент верхней кульминации центра Солнца, как мы уже гово-
рили, называется истинным полднем. Но для проверки часов,
для определения точного времени нет надобности отмечать по ним
именно момент кульминации Солнца. Удобнее и точнее отмечать мо-
менты кульминации звезд, так как разность моментов кульминации
любой звезды и Солнца точно известна для любого времени.
Поэтому для определения точного времени с помощью специальных
оптических приборов отмечают моменты кульминаций звезд и прове-
ряют по ним правильность хода часов, «хранящих» время. Определя-
емое таким образом время было бы абсолютно точным, если бы
наблюдаемое вращение небосвода происходило со строго постоянной
угловой скоростью. Однако оказалось, что скорость вращения
Земли вокруг оси, а следовательно и видимое вращение небесной

19

сферы, испытывает со временем очень небольшие изменения. Поэ-
тому для «хранения» точного времени сейчас используются специ-
альные атомные часы, ход которых контролируется колебательными
процессами в атомах, происходящими на неизменной частоте.
Часы отдельных обсерваторий сверяются по сигналам атомного
времени. Сравнение времени, определяемого по атомным часам и
по видимому движению звезд, позволяет исследовать неравномер-
ности вращения Земли.

Определение точного времени, его хранение и передача по ра-
дио всему населению составляют задачу службы точного
времени, которая существует во многих странах.

Сигналы точного времени по радио принимают штурманы морско-
го и воздушного флота, многие научные и производственные орга-
низации, нуждающиеся в знании точного времени. Знать точное
время нужно, в частности, и для определения географических дол-
гот разных пунктов земной поверхности.