1 debess sfēras punkts virs novērotāja galvas. Debess sfēra un tās galvenie elementi: punkti, līnijas, plaknes

Visi debess ķermeņi atrodas neparasti lielos un ļoti dažādos attālumos no mums. Bet mums tie šķiet vienlīdz tālu un šķiet, ka atrodas kādā sfērā. Risinot praktiskus uzdevumus aviācijas astronomijā, svarīgi zināt nevis attālumu līdz zvaigznēm, bet gan to atrašanās vietu uz debess sfēras novērošanas brīdī.

Debesu sfēra ir iedomāta bezgalīga rādiusa sfēra, kuras centrs ir novērotājs. Pētot debess sfēru, tās centrs ir saskaņots ar novērotāja aci. Zemes izmēri ir atstāti novārtā, tāpēc debess sfēras centrs bieži tiek apvienots ar Zemes centru. Gaismekļus uzliek sfērai tādā stāvoklī, kādā tie ir redzami debesīs noteiktā laika posmā no noteiktā novērotāja atrašanās vietas.

Debesu sfērai ir vairāki raksturīgi punkti, līnijas un apļi. Attēlā 1.1, patvaļīga rādiusa aplis attēlo debess sfēru, kuras centrā, kas apzīmēts ar punktu O, atrodas novērotājs. Apskatīsim galvenos debess sfēras elementus.

Novērotāja vertikāle ir taisna līnija, kas iet caur debess sfēras centru un sakrīt ar svērtenes virzienu novērotāja punktā. Zenīts Z ir novērotāja vertikāles krustpunkts ar debess sfēru, kas atrodas virs novērotāja galvas. Nadir Z" ir novērotāja vertikāles krustpunkts ar debess sfēru, kas atrodas pretī zenītam.

Patiesais horizonts Z E S W ir liels aplis uz debess sfēras, kura plakne ir perpendikulāra novērotāja vertikālei. Patiesais horizonts sadala debess sfēru divās daļās: virshorizonta puslodē, kurā atrodas zenīts, un subhorizonta puslodē, kurā atrodas zemākais punkts.

Pasaules ass PP" ir taisna līnija, ap kuru notiek debess sfēras redzamā ikdienas rotācija.

Rīsi. 1.1. Pamatpunkti, līnijas un apļi uz debess sfēras

Pasaules ass ir paralēla Zemes rotācijas asij, un novērotājam, kas atrodas vienā no Zemes poliem, tā sakrīt ar Zemes rotācijas asi. Debess sfēras šķietamā ikdienas rotācija atspoguļo Zemes faktisko ikdienas rotāciju ap savu asi.

Debess stabi ir pasaules ass un debess sfēras krustošanās punkti. Debesu polu, kas atrodas Mazās Ursas zvaigznāja reģionā, sauc par ziemeļu debess polu P, bet pretējo polu sauc par Dienvidpolu.

Debesu ekvators ir liels aplis uz debess sfēras, kura plakne ir perpendikulāra pasaules asij. Debesu ekvatora plakne sadala debess sfēru ziemeļu puslodē, kurā atrodas debess ziemeļpols, un dienvidu puslodē, kurā atrodas debess dienvidu pols.

Debesu meridiāns jeb novērotāja meridiāns ir liels aplis debess sfērā, kas iet caur pasaules poliem, zenītu un zemāko punktu. Tas sakrīt ar novērotāja zemes meridiāna plakni un sadala debess sfēru austrumu un rietumu puslodē.

Ziemeļu un dienvidu punkti ir debess meridiāna krustošanās punkti ar patieso horizontu. Punktu, kas ir vistuvāk pasaules ziemeļpolam, sauc par īstā horizonta C ziemeļu punktu, bet pasaules dienvidu polam vistuvāko punktu sauc par dienvidu punktu S. Austrumu un rietumu punkti ir Debesu ekvatora krustpunkts ar patieso horizontu.

Pusdienas līnija ir taisna līnija patiesā horizonta plaknē, kas savieno ziemeļu un dienvidu punktus. Šo līniju sauc par pusdienlaiku, jo pusdienlaikā saskaņā ar vietējo patieso Saules laiku vertikālā pola ēna sakrīt ar šo līniju, t.i., ar konkrētā punkta patieso meridiānu.

Debesu ekvatora dienvidu un ziemeļu punkti ir debess meridiāna un debess ekvatora krustošanās punkti. Punktu, kas atrodas vistuvāk horizonta dienvidu punktam, sauc par debess ekvatora dienvidu punktu, bet horizonta ziemeļu punktam tuvāko punktu sauc par ziemeļu punktu

Gaismas vertikāle jeb augstuma aplis ir liels aplis uz debess sfēras, kas iet cauri zenītam, zemākajam un gaismeklim. Pirmā vertikāle ir vertikāle, kas iet caur austrumu un rietumu punktiem.

Deklinācijas aplis jeb gaismekļa stundu aplis, RMR, ir liels aplis uz debess sfēras, kas iet caur mioa un gaismekļa poliem.

Gaismekļu ikdienas paralēle ir neliels aplis uz debess sfēras, kas novilkts cauri gaismeklim paralēli debess ekvatora plaknei. Acīmredzamā gaismekļu ikdienas kustība notiek pa ikdienas paralēlēm.

Gaismas AMAG Almukantarāts ir neliels aplis debess sfērā, kas izvilkts cauri gaismeklim paralēli patiesā horizonta plaknei.

Aplūkotie debess sfēras elementi tiek plaši izmantoti aviācijas astronomijā.

Punkts debesīs, kas atrodas uz augšu, svērtenes virzienā, katrā zemes virsmas vietā. Astronomijā bez šīs ģeogrāfiskās ģeoloģijas pastāv arī ģeocentriskā... Brokhausa un Efrona enciklopēdiskā vārdnīca

Debess sfēras punkti un līnijas - kā atrast almukantarātu, kur iet debess ekvators, kas ir debess meridiāns.

Kas ir debesu sfēra

Debesu sfēra- abstrakts jēdziens, iedomāta bezgalīga rādiusa sfēra, kuras centrs ir novērotājs. Šajā gadījumā debess sfēras centrs atrodas it kā novērotāja acu līmenī (citiem vārdiem sakot, viss, ko jūs redzat virs galvas no horizonta līdz horizontam, ir tieši šī sfēra). Tomēr, lai atvieglotu uztveri, mēs varam uzskatīt debess sfēras centru un Zemes centru; tajā nav nekādu kļūdu. Zvaigžņu, planētu, Saules un Mēness pozīcijas tiek uzzīmētas uz sfēras tādā stāvoklī, kādā tās ir redzamas debesīs noteiktā laika brīdī no noteiktā novērotāja atrašanās vietas.

Citiem vārdiem sakot, kaut arī novērojot zvaigžņu stāvokli uz debess sfēras, mēs, atrodoties dažādās planētas vietās, pastāvīgi redzēsim nedaudz atšķirīgu ainu, zinot debess sfēras “darba” principus, skatoties uz nakts debesīs mēs varam viegli orientēties, izmantojot vienkāršas tehnoloģijas. Zinot skatu virs galvas punktā A, mēs to salīdzināsim ar skatu uz debesīm punktā B, un pēc pazīstamu orientieru novirzēm varēsim saprast, kur tieši šobrīd atrodamies.

Cilvēki jau sen ir izdomājuši vairākus rīkus, lai atvieglotu mūsu uzdevumu. Ja jūs pārvietojaties pa "zemes" globusu, vienkārši izmantojot platuma un garuma grādus, tad vesela virkne līdzīgu elementu - punkti un līnijas - tiek nodrošināti arī "debesu" globusam - debess sfērai.

Debesu sfēra un novērotāja atrašanās vieta. Ja novērotājs kustas, tad pārvietosies visa viņam redzamā sfēra.

Debesu sfēras elementi

Debess sfērai ir vairāki raksturīgi punkti, līnijas un apļi; apskatīsim galvenos debess sfēras elementus.

Novērotāja vertikāle

Novērotāja vertikāle- taisna līnija, kas iet caur debess sfēras centru un sakrīt ar svērtenes virzienu novērotāja punktā. Zenīts- novērotāja vertikāles un debess sfēras krustošanās punkts, kas atrodas virs novērotāja galvas. Nadira- novērotāja vertikāles un debess sfēras krustošanās punkts, kas atrodas pretī zenītam.

Patiess horizonts- liels aplis uz debess sfēras, kura plakne ir perpendikulāra novērotāja vertikālei. Patiesais horizonts sadala debess sfēru divās daļās: puslode virs horizonta, pie kura atrodas zenīts, un subhorizontālā puslode, kurā atrodas zemākais punkts.

Axis mundi (Zemes ass)- taisna līnija, ap kuru notiek redzamā debess sfēras ikdienas rotācija. Pasaules ass ir paralēla Zemes rotācijas asij, un novērotājam, kas atrodas vienā no Zemes poliem, tā sakrīt ar Zemes rotācijas asi. Debess sfēras šķietamā ikdienas rotācija atspoguļo Zemes faktisko ikdienas rotāciju ap savu asi. Debess stabi ir pasaules ass un debess sfēras krustošanās punkti. Tiek saukts debess pols, kas atrodas Mazās Ursas zvaigznāja reģionā Ziemeļpols pasaule, un tiek saukts pretpols dienvidpols.

Liels aplis uz debess sfēras, kura plakne ir perpendikulāra pasaules asij. Debesu ekvatora plakne sadala debess sfēru Ziemeļu puslode, kurā atrodas Ziemeļpols, un dienvidu puslode, kur atrodas Dienvidpols.

Vai arī novērotāja meridiāns ir liels aplis uz debess sfēras, kas iet caur pasaules poliem, zenītu un zemāko punktu. Tas sakrīt ar novērotāja zemes meridiāna plakni un sadala debess sfēru austrumu Un rietumu puslode.

Ziemeļu un dienvidu punkti- debess meridiāna krustpunkts ar patieso horizontu. Punktu, kas ir vistuvāk pasaules ziemeļpolam, sauc par īstā horizonta C ziemeļu punktu, bet pasaules dienvidu polam vistuvāko punktu sauc par dienvidu punktu S. Austrumu un rietumu punkti ir Debesu ekvatora krustpunkts ar patieso horizontu.

Pusdienas līnija- taisna līnija patiesā horizonta plaknē, kas savieno ziemeļu un dienvidu punktus. Šo līniju sauc par pusdienlaiku, jo pusdienlaikā saskaņā ar vietējo patieso Saules laiku vertikālā pola ēna sakrīt ar šo līniju, t.i., ar konkrētā punkta patieso meridiānu.

Debess meridiāna krustošanās punkti ar debess ekvatoru. Tiek saukts punkts, kas ir vistuvāk horizonta dienvidu punktam debess ekvatora dienvidu punkts, un horizonta ziemeļu punktam tuvākais punkts ir debess ekvatora ziemeļu punkts.

Gaismekļa vertikāle

Gaismekļa vertikāle, vai augstuma aplis, - liels aplis uz debess sfēras, kas iet cauri zenītam, zemākajam un gaismeklim. Pirmā vertikāle ir vertikāle, kas iet caur austrumu un rietumu punktiem.

Deklinācijas aplis, vai , ir liels aplis debess sfērā, kas iet caur pasaules poliem un spīdekli.

Neliels aplis uz debess sfēras, kas novilkts cauri gaismeklim, kas ir paralēls debess ekvatora plaknei. Acīmredzamā gaismekļu ikdienas kustība notiek pa ikdienas paralēlēm.

Almucantarata gaismekļi

Almucantarata gaismekļi- neliels aplis uz debess sfēras, kas novilkts cauri gaismeklim paralēli patiesā horizonta plaknei.

Visi iepriekš minētie debess sfēras elementi tiek aktīvi izmantoti, lai atrisinātu praktiskas problēmas, kas saistītas ar orientāciju telpā un gaismekļu stāvokļa noteikšanu. Atkarībā no mērķa un mērīšanas apstākļiem tiek izmantotas divas dažādas sistēmas sfēriskās debess koordinātas.

Vienā sistēmā gaismeklis ir orientēts attiecībā pret patieso horizontu un tiek saukts par šo sistēmu, bet otrā - attiecībā pret debess ekvatoru un tiek saukts.

Katrā no šīm sistēmām zvaigznes stāvokli uz debess sfēras nosaka divi leņķiskie lielumi, tāpat kā punktu atrašanās vietu uz Zemes virsmas nosaka, izmantojot platuma un garuma grādus.

Izcelsme

Vārds zenīts nāca no neprecīzas arābu valodas izteiciena سمت الرأس ( Samt ar-ra's), kas nozīmē "virziens uz galvu" vai "ceļš virs galvas". Viduslaikos, 14. gadsimtā, šis vārds Eiropā nonāca caur latīņu un, iespējams, caur veco spāņu valodu. Tas tika saīsināts līdz samt("virziens") - samt un ar pareizrakstības kļūdām pārveidots par senite - senit. Izmantojot seno franču un vidusangļu vārdu senite 17. gadsimtā beidzot pārvērtās par mūsdienu vārdu zenīts .

Atbilstība un izmantošana

Jēdziens "zenīts" tiek izmantots šādos zinātniskos kontekstos:

• Tas kalpo kā mērīšanas virziens zenīta leņķis, kas ir leņķiskais attālums starp virzienu uz mūs interesējošo objektu (piemēram, uz zvaigzni) un vietējo zenītu attiecībā pret punktu, kuram zenīts ir noteikts.
• Tas definē vienu no horizontālās koordinātu sistēmas asīm astronomijā.

Tādējādi tas ir saistīts ar jēdzieniem par debess sfēras elementiem - svērteni un gaismekļa augstuma apli.

Stingri sakot, zenīts ir tikai aptuveni saistīta ar lokālo meridiāna plakni, jo pēdējo nosaka debess ķermeņa rotācijas raksturlielumi, nevis gravitācijas lauks. Tie sakrīt tikai ideālam simetriskam revolūcijas ķermenim. Zemei rotācijas asij nav noteikta stāvokļa (piemēram, okeāna ūdens un citu ūdens resursu pastāvīgu kustību dēļ), un lokālais vertikālais virziens, kas noteikts caur gravitācijas lauku, pats laika gaitā maina virzienu (par piemēram, Mēness un Saules paisuma un bēguma dēļ).

Dažreiz termins zenīts attiecas uz augstāko punktu, ko sasniedz debess ķermenis (Saule, Mēness utt.) tā šķietamās orbītas kustības laikā attiecībā pret konkrēto novērošanas punktu. Tomēr Lielā astronomiskā vārdnīca sniedz šādu zenīta definīciju:

Punkts uz debess sfēras, kas atrodas tieši virs novērotāja galvas. Astronomiskais zenīts formāli tiek definēts kā svērtās līnijas krustpunkts ar debess sfēru. Ģeocentriskais zenīts ir līnijas, kas iet no Zemes centra caur novērotāja atrašanās vietas punktu, krustpunkts ar debess sfēru. Ģeodēziskais zenīts atrodas uz taisnes, kas ir perpendikulāra ģeodēziskajam elipsoīdam vai sferoīdam novērotāja vietā.

Tādējādi, piemērojot, piemēram, Saulei, zenītu var sasniegt tikai zemos platuma grādos.

Debess sfēra ir iedomāta sfēriska virsma ar patvaļīgu rādiusu, kuras centrā atrodas novērotājs. Debess ķermeņi tiek projicēti uz debess sfēra.

Zemes mazā izmēra dēļ, salīdzinot ar attālumiem līdz zvaigznēm, novērotājus, kas atrodas dažādās Zemes virsmas vietās, var uzskatīt par tādiem, kas atrodas debess sfēras centrs. Patiesībā dabā nepastāv materiāla sfēra, kas ieskauj Zemi. Debess ķermeņi pārvietojas neierobežotajā kosmiskajā telpā ļoti dažādos attālumos no Zemes. Šie attālumi ir neiedomājami lieli, mūsu redze nespēj tos novērtēt, tāpēc cilvēkam visi debess ķermeņi šķiet vienlīdz attāli.

Gada laikā Saule apraksta lielu apli uz zvaigžņoto debesu fona. Saules ikgadējo ceļu pāri debess sfērai sauc par ekliptiku. Pārvietošanās ekliptika. Saule divreiz šķērso debess ekvatoru ekvinokta punktos. Tas notiek 21. martā un 23. septembrī.

Debess sfēras punktu, kas paliek nekustīgs zvaigžņu ikdienas kustības laikā, parasti sauc par debess ziemeļpolu. Debess sfēras pretējo punktu sauc par dienvidu debess polu. Ziemeļu puslodes iedzīvotāji to neredz, jo tas atrodas zem horizonta. Svērtā līnija, kas iet caur novērotāju, krusto debesis augšpusē zenīta punktā un diametrāli pretējā punktā, ko sauc par zemāko punktu.

Debess sfēras šķietamās rotācijas asi, kas savieno abus pasaules polus un iet cauri novērotājam, sauc par pasaules asi. Pie horizonta zem ziemeļu debess pola atrodas ziemeļu punkts, punkts diametrāli pretējs tam ir dienvidu punkts. Austrumu un Rietumu punkti atrodas pie horizonta un atrodas 90° no ziemeļu un dienvidu punktiem.

Veidojas plakne, kas iet caur sfēras centru perpendikulāri pasaules asij debess ekvatora plakne, paralēli zemes ekvatora plaknei. Debesu meridiāna plakne iet caur pasaules poliem, ziemeļu un dienvidu punktiem, zenītu un zemāko punktu.

Debesu koordinātas

Tiek izsaukta koordinātu sistēma, kurā atsauce tiek veikta no ekvatoriālās plaknes ekvatoriāls. Tiek saukts zvaigznes leņķiskais attālums no debess ekvatora, kas svārstās no -90° līdz +90°. Deklinācija uzskatīja par pozitīvu uz ziemeļiem no ekvatora un par negatīvu uz dienvidiem. mēra ar leņķi starp lielo apļu plaknēm, no kuriem viens iet caur pasaules poliem un doto gaismekli, otrs - caur pasaules poliem un pavasara ekvinokcijas punktu, kas atrodas uz ekvatora.

Horizontālās koordinātas

Leņķiskais attālums ir attālums starp objektiem debesīs, ko mēra ar leņķi, ko veido stari, kas uz objektu nāk no novērošanas punkta. Zvaigznes leņķisko attālumu no horizonta sauc par zvaigznes augstumu virs horizonta. Gaismas stāvokli attiecībā pret horizonta malām sauc par azimutu. Skaitīšana tiek veikta no dienvidiem pulksteņrādītāja virzienā. Azimuts un zvaigznes augstumu virs horizonta mēra ar teodolītu. Leņķiskās vienības izsaka ne tikai attālumus starp debess objektiem, bet arī pašu objektu izmērus. Debess pola leņķiskais attālums no horizonta ir vienāds ar apgabala ģeogrāfisko platumu.

Gaismekļu augstums kulminācijā

Gaismekļu pāriešanas parādības pa debess meridiānu sauc par kulminācijām. Apakšējā kulminācija ir gaismekļu pāreja caur debess meridiāna ziemeļu pusi. Parādību, kad gaismeklis iet caur debess meridiāna dienvidu pusi, sauc par augšējo kulmināciju. Saules centra augšējās kulminācijas brīdi sauc par patieso pusdienlaiku, bet apakšējās kulminācijas brīdi par īsto pusnakti. Laika intervāls starp kulminācijām ir pusi dienas.

Nerietošajiem gaismekļiem virs horizonta redzamas abas kulminācijas, augošajiem un rietošajiem zemāka kulminācija notiek zem horizonta, zem ziemeļu punkta. Katra zvaigzne kulminē noteiktā apgabalā vienmēr atrodas vienādā augstumā virs horizonta, jo tā leņķiskais attālums no debess pola un no debess ekvatora nemainās. Saule un Mēness maina augstumu par
kuras viņi kulminācija.