Презентация по астрономии на тему "небесные координаты". "Небесная сфера. Системы астрономических координат" презентация к уроку по астрономии (10 класс) на тему Небесная сфера особые точки небесной сферы презентация

ПРЕЗЕНТАЦИЯ Сухоцкого Никиты Анастасии Бойчук Учеников 11-а класса Системы небесных координат Системы небесных координат используются в астрономии для описания положения светил на небе или точек на воображаемой небесной сфере. Координаты светил или точек задаются двумя угловыми величинами (или дугами), однозначно определяющими положение объектов на небесной сфере. Таким образом, системы небесных координат являются сферическими системами координат, в которых третья координата - расстояние - часто неизвестна и не играет роли. Эти системы отличаются друг от друга выбором основной плоскости и началом отсчёта. В зависимости от стоящей задачи, может быть более удобным использовать ту или иную систему. Наиболее часто используются горизонтальная и экваториальные системы координат. Реже - эклиптическая, галактическая и другие. Горизонтальная система координат В этой системе основной плоскостью является плоскость математического горизонта. Одной координатой при этом является либо высота светила h, либо его зенитное расстояние z. Другой координатой является азимут A. Высотой h светила называется дуга вертикального круга от математического горизонта до светила, или угол между плоскостью математического горизонта и направлением на светило.Высоты отсчитываются в пределах от 0° до +90° к зениту и от 0° до −90° к надиру. Зенитным расстоянием z светила называется дуга вертикального круга от зенита до светила, или угол между отвесной линией и направлением на светило.Зенитные расстояния отсчитываются в пределах от 0° до 180° от зенита к надиру. Азимутом A светила называется дуга математического горизонта от точки юга до вертикального круга светила, или угол между полуденной линией и линией пересечения плоскости математического горизонта с плоскостью вертикального круга светила.Азимуты отсчитываются в сторону суточного вращения небесной сферы, то есть к западу от точки юга, в пределах от 0° до 360°. Иногда азимуты отсчитываются от 0° до +180° к западу и от 0° до −180° к востоку. (В геодезии азимуты отсчитываются от точки севера.) Первая экваториальная система координат: В этой системе основной плоскостью является плоскость небесного экватора. Одной координатой при этом является склонение δ (реже - полярное расстояние p). Другой координатой - часовой угол t. Склонением δ светила называется дуга круга склонения от небесного экватора до светила, или угол между плоскостью небесного экватора и направлением на светило.Склонения отсчитываются в пределах от 0° до +90° к северному полюсу мира и от 0° до −90° к южному полюсу мира. Полярным расстоянием p светила называется дуга круга склонения от северного полюса мира до светила, или угол между осью мира и направлением на светило. Полярные расстояния отсчитываются в пределах от 0° до 180° от северного полюса мира к южному. Часовым углом t светила называется дуга небесного экватора от верхней точки небесного экватора (то есть точки пересечения небесного экватора с небесным меридианом) до круга склонения светила, или двугранный угол между плоскостями небесного меридиана и круга склонения светила.Часовые углы отсчитываются в сторону суточного вращения небесной сферы, то есть к западу от верхней точки небесного экватора, в пределах от 0° до 360° (в градусной мере) или от 0h до 24h (в часовой мере). Иногда часовые углы отсчитываются от 0° до +180° (от 0h до +12h) к западу и от 0° до −180° (от 0h до −12h) к востоку. Вторая экваториальная система координат В этой системе, как и в первой экваториальной, основной плоскостью является плоскость небесного экватора, а одной координатой - склонение β (реже - полярное расстояние p). Другой координатой является прямое восхождение α. Прямым восхождением α светила называется дуга небесного экватора от точки весеннего равноденствия до круга склонения светила, или угол между направлением на точку весеннего равноденствия и плоскостью круга склонения светила. Прямые восхождения отсчитываются в сторону, противоположную суточному вращению небесной сферы, в пределах от 0° до 360° (в градусной мере) или от 0h до 24h (в часовой мере). Эклиптическая система координат: В этой системе основной плоскостью является плоскость эклиптики. Одной координатой при этом является эклиптическая широта β, а другой - эклиптическая долгота λ. Эклиптической широтой β светила называется дуга круга широты от эклиптики до светила, или угол между плоскостью эклиптики и направлением на светило.Эклиптические широты отсчитываются в пределах от 0° до +90° к северному полюсу эклиптики и от 0° до -90° к южному полюсу эклиптики. Эклиптической долготой λ светила называется дуга эклиптики от точки весеннего равноденствия до круга широты светила, или угол между направлением на точку весеннего равноденствия и плоскостью круга широты светила. Эклиптические долготы отсчитываются в сторону видимого годового движения Солнца по эклиптике, то есть к востоку от точки весеннего равноденствия в пределах от 0° до 360°. Галактическая система координат В этой системе основной плоскостью является плоскость нашей Галактики. Одной координатой при этом является галактическая широта b, а другой - галактическая долгота l. Галактической широтой b светила называется дуга круга галактической широты от эклиптики до светила, или угол между плоскостью галактического экватора и направлением на светило. Галактические широты отсчитываются в пределах от 0° до +90° к северному галактическому полюсу и от 0° до -90° к южному галактическому полюсу. Галактической долготой l светила называется дуга галактического экватора от точки начала отсчёта C до круга галактической широты светила, или угол между направлением на точку начала отсчёта C и плоскостью круга галактической широты светила. Галактические долготы отсчитываются против часовой стрелки, если смотреть с северного галактического полюса, то есть к востоку от точки начала отсчёта C в пределах от 0° до 360°. Точка начала отсчёта C находится вблизи направления на галактический центр, но не совпадает с ним, поскольку последний, вследствие небольшой приподнятости Солнечной системы над плоскостью галактического диска, лежит примерно на 1° к югу от галактического экватора. Точку начала отсчёта C выбирают таким образом, чтобы точка пересечения галактического и небесного экваторов с прямым восхождением 280° имела галактическую долготу 32,93192° (на эпоху 2000). Презентация выполнена учащимися 11-А класса Запорожской гимназии № 31 Сухоцким Никитой и Бойчук Анастасией 2009 г.

Слайд 2

Раздел астрономии, в котором вводят системы астрономических координат и определяют положения и скорости движения небесных тел по отношению к этим системам, называют астрометрией. Это самая древняя часть астрономии.

Слайд 3

− прямоугольные координаты точки Р

− сферические координаты точки Р

Слайд 4

Горизонтальная система координат

При построении любой системы небесных координат на небесной сфере выбирается большой круг (основной круг системы координат) и две диаметрально противоположные точки на оси, перпендикулярной к плоскости этого круга (полюса системы координат).

Слайд 5

В качестве основного круга горизонтальной системы координат принимают истинный горизонт, полюсами служат зенит (Z) и надир (Z1), через которые проводятся большие полукруги, называемые кругами высоты или вертикалами.

• Вертикал
• Зенит
• Надир
• Небесное светило
• Истинный горизонт

Слайд 6

Мгновенное положение светила M относительно горизонта и небесного меридиана определяется двумя координатами: высотой(h) и азимутом (A), которые называются горизонтальными.

• Азимут
• Высота
• Зенитное расстояние

Слайд 7

Южная половина небесного меридиана (ZSZ1) есть начальный вертикал, а круги высоты ZEZ1и ZWZ1, проходящие через точки востока E и запада W, называются первым вертикалом. Малые круги (ab, cd), параллельные плоскости истинного горизонта, называются кругами равной высоты или альмукантаратами.

Слайд 8

В течение суток азимут и высота светил непрерывно меняются. Поэтому горизонтальная система координат непригодна для составления звездных карт и каталогов. Для этой цели нужна система, в которой вращение небесной сферы не влияет на значения координат светил.

Слайд 9

Экваториальная система координат

Для неизменности сферических координат нужно, чтобы координатная сетка вращалась вместе с небесной сферой. Этому условию удовлетворяет экваториальная система координат.

Слайд 10

Основная плоскость в этой системе – небесный экватор, а полюса – северный и южный полюсы мира.

• Небесный экватор
• Северный полюс мира
• Южный полюс мира

Слайд 11

Через полюса проводятся большие полукруги, называемые кругами склонения, а параллельно плоскости экватора – небесные параллели.

• Круг склонения
• Небесная параллель

Слайд 12

Положение светила в экваториальной системе координат отсчитывается по кругу склонения (склонение) и по небесному экватору (прямое восхождение). Точкой отсчета координаты служит точка весеннего равноденствия.

• Северный полюс эклиптики
• Южный полюс эклиптики
• Эклиптика
• Небесный экватор
• Наклонение эклиптики
• Точка весеннего равноденствия

Небесная сфера

Когда мы наблюдаем небо, все астрономические объекты кажутся расположенными на куполообразной поверхности, в центре которой находится наблюдатель.

Этот воображаемый купол образует верхнюю половину воображаемой сферы, которую называют «небесной сферой».

Элементы небесной сферы

Р – северный полюс мира

Истинный горизонт

N – точка севера

S – точка юга

Небесный меридиан

Р ’ – южный полюс мира

Полуденная линия

Z’ - надир

Небесная сфера играет фундаментальную роль при указании положения астрономических объектов.

Горизонтальные координаты

В горизонтальной системе координат положение объекта определяется относительно горизонта и относительно направления на юг (S).

Вертикал – круг высоты

Горизонтальные координаты

Положение звезды М задается ее высотой h (угловое расстояние от горизонта вдоль большого круга – вертикала) и азимутом А (измеренное к западу угловое расстояние от точки юга до вертикала).

Высота изменяется: от 0 ° до +90 ° (над горизонтом) от 0 ° до -90 ° (под горизонтом)

Азимут изменяется: от 0 ° до 360 °

Кульминации небесных тел

Двигаясь вокруг оси мира, светила описывают суточные параллели.

Кульминация – прохождение светила через небесный меридиан.

Кульминации небесных тел

В течении суток происходит две кульминации: верхняя и нижняя

У незаходящего светила обе кульминации над горизонтом. У невосходящего светила обе кульминации под горизонтом.

Но для некоторых задач астрономии система координат должна быть независимой от положения наблюдателя и времени суток. Такую систему называют «экваториальной».

Экваториальные координаты

Из-за вращения Земли звезды постоянно перемещаются относительно горизонта и сторон света, а их координаты в горизонтальной системе изменяются.

Небесный экватор

Склонение

α – прямое восхождение

Точка весеннего равноденствия

Круг склонения

Экваториальные координаты

Эклиптика - видимый путь Солнца по небесной сфере.

Экваториальные координаты

«Склонение» звезды измеряется ее угловым расстоянием к северу или югу от небесного экватора.

«Прямое восхождение» измеряется от точки весеннего равноденствия до круга склонения звезды.

«Прямое восхождение» изменяется от 0 ° до 360 ° или от 0 до 24 часов.

Эклиптика

Ось вращения Земли наклонена примерно на 23,5° относительно перпендикуляра, проведенного к плоскости эклиптики.

Пересечение этой плоскости с небесной сферой дает круг – эклиптику, видимый путь Солнца за год.

Эклиптика

Каждый год в июне Солнце высоко поднимается на небе в Северном полушарии, где дни становятся длинными, а ночи короткими.

Переместившись на противоположную сторону орбиты в декабре у нас на севере дни становятся короткими, а ночи – длинными.

Эклиптика

Всю эклиптику Солнце проходит за год, перемещаясь за сутки на 1 ° , побывав в течение месяца в каждом из 12 зодиакальных созвездий.

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Небесная сфера. Воображаемая сфера большого радиуса, центром которой является наблюдатель.

На небесной сфере мы видим объекты как светящиеся точки. Только Солнце и Луну мы видим как диски.

Заготовка № 1. Работаем с этой заготовкой, отмечаем на ней основные точки, линии и круги.

В итоге получаем такую небесную сферу с отмеченными на ней параметрами.

Основные линии, круги и точки небесной сферы (знать и уметь показать). Вертикаль наблюдателя (отвесная линия). Зенит, надир. Истинный (математический) горизонт. Ось мира. Полюсы мира. Небесный меридиан. Небесный экватор. Альмукантарат. Точка весеннего равноденствия.

Системы небесных координат используется для определения положения светил на небесной сфере. Горизонтальная система координат – указывает положение светила относительно истинного горизонта. Азимут – часть дуги от точки юга до вертикали светила. Обозначается буквой А, измеряется в градусах (от 0 до 360), отсчитывается по часовой стрелке. Высота светила – угол (часть дуги) между плоскостью истинного горизонта и прямой, проведенной из центра небесной сферы на светило. Обозначается буквой h , измеряется в градусах (от 0 до 90).

На заготовке № 2 построим азимут и высоту светила.

Системы небесных координат используется для определения положения светил на небесной сфере. Экваториальная система координат – указывает положение светила относительно небесного экватора. Склонение – угловое расстояние от светила до небесного экватора. Отсчитывается по кругу, проведенному через светило и полюса мира. Считается положительным у светил, расположенных к северу от небесного экватора, и отрицательным у светил, расположенных к югу от небесного экватора.

Системы небесных координат используется для определения положения светил на небесной сфере. Экваториальная система координат – указывает положение светила относительно небесного экватора. Прямое восхождение – отсчитывается по небесному экватору от точки весеннего равноденствия. Отсчет прямого восхождения идет в направлении, противоположном вращению небесной сферы. В астрономии прямое восхождение выражают не в градусной мере, а в часовой.