Практическая часть

Задания

1. Изучите основные элементы небесной сферы на ее модели:

1) Изобразите схематично основные элементы небесной сферы в проекции на плоскость небесного меридиана, для земного наблюдателя находящегося на географической широте 53,5° (широта г. Тольятти).

2) Отождествите на модели небесной сферы ее основные элементы, изображенные на ПКЗН.

2. На модели небесной сферы:

а) укажите основные координатные плоскости и нуль - пункты астрономических систем координат.

Б) покажите на одном чертеже горизонтальные и экваториальные координаты произвольной точки небесной сферы.

3. По глобусу Земли (географическому атласу):

а) определите географические координаты для Москвы, Самары, Тольятти и Гринвичской астрономической обсерватории.

б) изобразите их на «черном глобусе».

4. Установите модель небесной сферы для наблюдателя, находящегося на экваторе Земли. Определите характерную особенность суточного вращения неба и зарисуйте в проекции на плоскость небесного меридиана основные элементы сферы.

5. Определите горизонтальные и экваториальные координаты основных точек небесной сферы на широте 54°: полюсов мира; зенита и надира; точек севера, юга, востока, запада; верхней и нижней точек небесного экватора.

6. На модели небесной сферы в произвольной ее точке отметьте звезду. Вращая сферу, покажите точки восхода и захода звезды (укажите азимуты) и определите ее высоту в верхней и нижней кульминации.

Отчет

Отчет по пунктам 1 – 4, 6 оформить согласно указаниям.

Выполнение задания №5 оформите в виде таблицы

ДОД ДДЮТ: Астрономия в измерениях, вычислениях и наблюдениях. г.о. Тольятти -2013

практическая работа № 2

Небесная сфера

Цель работы: изучить основные элементы и суточное вращение небесной сферы

Пособия и оборудование: 1) Модель небесной сферы (ПКЗН)

2) Подвижная карта звездного неба

3) Черный глобус

4) Глобус Земли (географический атлас)

5) Линейка, циркуль, транспортир.

Литература:

[1] Астрономия. Учебник для 11 класса.

[2] Э.В. Кононович, В.И. Мороз. Общий курс астрономии. М.: «ЛИБРОКОМ», 2011.

[3] Школьный астрономический календарь на 1998/99 – 2010/11 учебный год.

Теория

1. Модель небесной сферы (рис. 1). Модель состоит из нескольких колец, изображающих основные круги небесной сферы. В кольце 1, изображающем небесный меридиан, укреплена ось мира – РР¢, вокруг которой вращается сфера. Точки Р и Р¢ этой оси лежат на небесном меридиане и представляют северный и южный полюса мира. Металлический диск 8 изображает истинный или математический горизонт, он располагается всегда горизонтально. Ось мира образует с плоскостью истинного горизонта угол, равный географической широте j места наблюдения. Установка модели на заданную географическую широту фиксируется винтом 11.

Вращающаяся часть небесной сферы включает: 1) два скрепленных между собой кольца 2 и 3, которые взаимно перпендикулярны и изображают круги склонения (кругом склонения называется половина окружности, заключенная между полюсами мира; 2) кольцо 4, плоскость которого перпендикулярна оси мира, изображает небесный экватор; 3) кольцо 5, прикреплено к кольцу 4 под углом e » 23,5° и изображает эклиптику, 4) два малых круга 6 и 7, изображающих две небесные параллели и отстоящих от небесного экватора на 23,5°.

В центре О перпендикулярно плоскости истинного горизонта смоделирована вертикальная линия в виде тонкого металлического стержня, указывающего на зенит и надир (на рис. не указана). В зените на небесном меридиане укрепляется подвижный рейтер 12 со свободно вращающейся дугой 13, изображающей круг высоты, для демонстрирования горизонтальных координат светил.

Модель позволяет демонстрировать суточное движение Солнца на различных широтах для любой месяц года. Солнце изображено в виде шарика желтого цвета. Кроме того, к модели приложены две насадки: одна в виде кружка, другая в виде звездочки. Они служат для изображения небесных тел и укрепляются на любом круге модели.

Кольца, изображающие небесный меридиан 1, небесный экватор 4, эклиптику 5, круги склонения 2 и 3 и истинный горизонт 8, являются большими кругами небесной сферы.

Перпендикуляр к плоскости истинного горизонта, восстановленный из центра О модели небесной сферы, пересекает небесный меридиан в точках, называемых зенитом Z (над головой) и надиром Z¢ (под ногами).

На модели можно уяснить, какие элементы небесной сферы участвуют в ее суточном вращении и какие не участвуют. Через зенит проходят только определенные точки небесной сферы для которых склонение d = j - географической широте места наблюдения.

При сколь угодно большом радиусе небесной сферы наблюдатель О, находящийся в некоторой точке земной поверхности, видит небесную сферу так же, как и из центра Земли С (рис.2). Отвесная линия ОZ является продолжением земного радиуса СО в месте наблюдения О, ось мира РР¢ идентична географическим полюсам Земли p и р¢, а небесный меридиан PZP¢Z¢P образован на небесной сфере плоскостью земного меридиана pOqp¢q¢p, на которой находится наблюдатель О. Плоскость истинного горизонта является касательной к поверхности Земли в точке наблюдения О.

Любой земной параллели kO с географической широтой j соответствует небесная параллель KZ со склонением d = j. Поэтому точки этой небесной параллели проходят через зенит места наблюдения О.

Центр небесной сферы совмещают на чертежах с точкой наблюдения О на земной поверхности и, по особому свойству небесной сферы, все ее элементы строятся с помощью плоскостей и прямых линий, совпадающих или параллельных соответствующим плоскостям и прямым, связанным с земной поверхностью.