Чертеж на небесната сфера с основните елементи. Небесна сфера. Сравнение на координатни системи

По-долу са изброени всички точки от пет букви на небесната сфера. За всяко определение е дадено кратко описание.

Ако имате какво да добавите, тогава по-долу е формуляр за коментари на вашите услуги, в който можете да изразите своето мнение или да добавите към статията.

север

Една от четирите конвенционално приети кардинални посоки, която е противоположна на юг. включено географска картапредимно разположени в горната част и обозначени главна буква C (международно обозначение N – север).

Магнетизираната стрелка на компаса винаги сочи на север. Етимологията на тази дума идва от староруския език, преведена като „студен“, „ студен вятър" Наричан още Север (Далечен север) е областта, която се намира в тази посока. Крайният север и Северният полюс са част от територията на Русия.

Трябва да се отбележи, че, както географска характеристика, Северният полюс не съществува. Това е определена точка, която маркира оста на Земята. Британците Джеймс и Джон Рос първи заговориха за съществуването на Северния полюс. Но дебатът за това кой го е открил пръв все още продължава. Поради суровия климат (през зимата – около – 40C, през лятото – около 0C) фаунамного оскъдно. Тук живеят предимно полярни мечки, моржове и тюлени. И поради вечен ледняма никаква растителност.

запад

Едно от четирите условно приети от човекакардинални посоки. Точката на запад се намира в пресечната точка на небесния екватор и хоризонта, по средата между север и юг и противоположно на изток. На географската карта западът е обозначен отляво с буквата Z (международното обозначение е W „запад“). Словото дойде при нас от древни времена. Думата запад първоначално е означавала „залез“, защото Слънцето залязва на запад („залязва“ под хоризонта), поради въртенето на Земята около въображаема ос от запад на изток. Районът, разположен в тази посока, се нарича още Запад.

Зенит

Етимологията на тази дума е много сложна. Думата зенит се счита за дума за грешка, т.е. При заемане на думи от други езици се допуска грешка в думата. Така че при заемане на думата зенит от арабски, допусната е грешка при въвеждане. Арабската дума "zamt", която означава "най-високата точка в небето", обърква "m" с "in", за да създаде думата "zanit", която по-късно става "zenit". Зенит е някакво имагинерно небесна точка, който се намира над главата на наблюдателя.

Просто казано, зенитът е посоката, която сочи „нагоре“ от дадена точка на земята, посока, която е строго противоположна на посоката на гравитацията на дадено място. Ъгълът между хоризонта и зенита е 90. Терминът зенит също се отнася до най-високата точка, която се достига от определен небесно тяло, докато се движи през своята орбита. Така че думата зенит често се използва за определяне на позицията на Слънцето. Има израз „Слънцето е в зенита си“, т.е. Слънцето е достигнало най-високата си точка над хоризонта на това място.

Надир

Тази дума е заимствана от арабски. Надир е въображаема небесна точка, в която се пресичат небесната сфера и вертикална линия, насочена надолу от точката на наблюдение. Тази точка се намира в другата половина на небесната сфера, невидима за хората поради земното кълбо. Надир е противоположен на зенитната точка, т.е. под краката на наблюдателя, от другата страна на Земята. Ъгълът между надира и хоризонта е 90°. Най-просто казано, надир е посоката, противоположна на посоката на зенита, което означава посоката, която съвпада с посоката на гравитацията.

Апекс

Този термин има латински корени. Точното значение на думата апекс е "връх" от латинското "връх". Apex е определена точка, която се намира в небесната сфера; към нея в момента се движат космически обекти. Противоположната точка се нарича антиапекс. Тъй като всички обекти във Вселената са под въздействието на гравитационните сили и не се движат праволинейно, върховете им постоянно се изместват.

ТЕСТ . Небесна сфера (Гомулина Н.Н.)

1. Небесната сфера е:
А) въображаема сфера с безкраен радиус, описана около центъра на Галактиката;
Б) кристална сфера, върху която според древните гърци са закрепени осветителни тела;
В) въображаема сфера с произволен радиус, чийто център е окото на наблюдателя.
Г) въображаема сфера - условната граница на нашата Галактика.

2. Небесна сфера:
А) неподвижни, Слънцето, Земята, други планети и техните спътници се движат по вътрешната му повърхност;
Б) се върти около ос, минаваща през центъра на Слънцето, периодът на въртене на небесната сфера е равен на периода на въртене на Земята около Слънцето, т.е. една година;
Б) се върти около земната ос с период, равен на периода на въртене на земята около оста си, т.е. един ден;
Г) се върти около центъра на Галактиката, периодът на въртене на небесната сфера е равен на периода на въртене на Слънцето около центъра на Галактиката.

3. Причината за ежедневното въртене на небесната сфера е:
А) Собствено движение на звездите;
Б) Въртене на Земята около оста си;
Б) Движението на Земята около Слънцето;
Г) Движението на Слънцето около центъра на Галактиката.

4. Център на небесната сфера:
А) съвпада с окото на наблюдателя;
Б) съвпада с центъра на Слънчевата система;
Б) съвпада с центъра на Земята;
Г) съвпада с центъра на Галактиката.

5. Северният полюс на света в момента:
А) съвпада с Полярната звезда;
B) се намира на 1°.5 от малката мечка;
В) намира се близо до най-ярката звезда на цялото небе - Сириус;
Г) се намира в съзвездието Лира близо до звездата Вега.

6. Съзвездието Голяма мечка прави пълен оборот около Полярната звезда за време равно на
А) една нощ;
Б) един ден;
Б) един месец;
Г) една година.

7. Оста на света е:
А) линия, минаваща през зенита Z и надира Z" и минаваща през окото на наблюдателя;
B) линия, свързваща точките юг S и север N и минаваща през окото на наблюдателя;
B) линия, свързваща точките изток E и запад W и минаваща през окото на наблюдателя;
Г) Линия, свързваща полюсите на света P и P" и минаваща през окото на наблюдателя.

8. Полюсите на света са точките:
A) точки на север N и юг S.
B) точки на изток E и запад W.
В) точките на пресичане на оста на света с небесната сфера P и P";
Г) северния и южния полюс на Земята.

9. Зенитната точка се нарича:


10. Точката на надир се нарича:
А) точката на пресичане на небесната сфера с отвес, разположен над хоризонта;
Б) точката на пресичане на небесната сфера с отвес, разположена под хоризонта;
В) точката на пресичане на небесната сфера с оста на света, разположена в северното полукълбо;
Г) точката на пресичане на небесната сфера с оста на света, разположена в южното полукълбо.

11. Небесният меридиан се нарича:
А) равнина, минаваща през обедната линия NS;
Б) равнина, перпендикулярна на световната ос P и P";
Б) равнина, перпендикулярна на отвеса, минаваща през зенита Z и надира Z";
Г) равнина, минаваща през северната точка N, световните полюси P и P, зенита Z, южната точка S.

12. Обедната линия се нарича:
A) линия, свързваща точките изток E и запад W;
Б) линия, свързваща точките юг S и север N;
Б) права, свързваща точките на небесния полюс Р и небесните полюси Р";
D) линия, свързваща точките на зенит Z и надир Z".

13. Видимите пътища на звездите при движение по небето са успоредни
А) небесния екватор;
Б) небесен меридиан;
Б) еклиптика;
Г) хоризонт.

14. Горната кулминация е:
А) положението на светилото, при което височината над хоризонта е минимална;
Б) преминаването на светилото през зенитната точка Z;
В) преминаване на светилото през небесния меридиан и достигане най-голяма височинанад хоризонта;
Г) преминаването на звезда на височина, равна на географската ширина на мястото на наблюдение.

15. В екваториалната координатна система основната равнина и централната точка са:
А) равнината на небесния екватор и точката на пролетното равноденствие g;
B) равнина на хоризонта и южна точка S;
Б) меридианна равнина и южна точка S;
Г) равнината на еклиптиката и пресечната точка на еклиптиката и небесния екватор.

16. Екваториалните координати са:
А) деклинация и ректасцецензия;
Б) зенитно разстояние и азимут;
Б) надморска височина и азимут;
Г) зенитно разстояние и ректасцензия.

17. Ъгъл между оста на света и земната осравно на: А) 66°.5; Б) 0°; Б) 90°; Г) 23°.5.

18. Ъгълът между равнината на небесния екватор и световната ос е равен на: А) 66°,5; Б) 0°; Б) 90°; Г) 23°.5.

19. Ъгълът на наклона на земната ос към равнината на земната орбита е равен на: А) 66°,5; Б) 0°; Б) 90°; Г) 23°.5.

20. На кое място на Земята ежедневното движение на звездите се случва успоредно на равнината на хоризонта?
А) на екватора;
Б) в средните ширини на северното полукълбо на Земята;
Б) на полюсите;
Г) в средните ширини на южното полукълбо на Земята.

21. Къде бихте търсили Полярната звезда, ако бяхте на екватора?
А) в зенитната точка;

Б) на хоризонта;

22. Къде бихте търсили Полярната звезда, ако бяхте на северния полюс?
А) в зенитната точка;
Б) на височина 45° над хоризонта;
Б) на хоризонта;
Г) на надморска височина, равна на географската ширина на мястото на наблюдение.

23. Съзвездието се нарича:
А) определена фигура от звезди, в която звездите са условно обединени;
Б) участък от небето с установени граници;
В) обемът на конус (със сложна повърхност), простиращ се до безкрайност, чийто връх съвпада с окото на наблюдателя;
Г) линии, свързващи звезди.

24. Ако звездите в нашата Галактика се движат в различни посоки и относителната скорост на звездите достига стотици километри в секунда, тогава трябва да очакваме, че очертанията на съзвездията се променят забележимо:
А) в рамките на една година;
Б) за време, равно на средната продължителност на човешкия живот;
Б) от векове;
Г) в продължение на хиляди години.

25. На небето има общо съзвездия: А) 150; Б) 88; B) 380; Г) 118.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
IN IN б А б б Ж IN А б Ж б А IN А А б IN А IN IN А б Ж б

Струва ни се, че всички звезди са разположени на определена сферична повърхност на небето и са еднакво отдалечени от наблюдателя. Всъщност те се намират на различни разстояния от нас, които са толкова големи, че окото не може да забележи тези разлики. Затова въображаемата сферична повърхност започва да се нарича небесна сфера.

Небесна сфера- това е въображаема сфера с произволен радиус, чийто център, в зависимост от проблема, който се решава, се комбинира с една или друга точка в пространството. Центърът на небесната сфера може да бъде избран в точката на наблюдение (окото на наблюдателя), в центъра на Земята или Слънцето и т.н. Концепцията за небесната сфера се използва за ъглови измервания, за изследване на отн. положение и движение на космически обекти в небето.

Видимите позиции на всички светила се проектират върху повърхността на небесната сфера и за удобство на измерванията върху нея са изградени редица точки и линии. Например, някои от звездите на „кофата“ на Голямата мечка са разположени далеч една от друга, но за земен наблюдател те се проектират върху една и съща част от небесната сфера.

Права линия, минаваща през центъра на небесната сфера и съвпадаща с посоката на отвеса в точката на наблюдение, се нарича чистили вертикална линия. Тя пресича небесната сфера в точки зенит(горната точка на пресичане на отвеса с небесната сфера) и надир(точка от небесната сфера, противоположна на зенита). Равнината, минаваща през центъра на небесната сфера и перпендикулярна на отвеса, се нарича равнина на истинатаили математически хоризонт.

Вертикален кръг, или вертикално осветително тяло, е голям кръг от небесната сфера, преминаващ през зенита, светилото и надира.

ос на света- права линия, минаваща през центъра на небесната сфера, успоредна на оста на въртене на Земята, пресичаща небесната сфера в две диаметрално противоположни точки.

Пресечната точка на оста на света с небесната сфера, близо до която има Полярна звезда, наречена Северен полюс на света, противоположната точка - Южен полюс на света. Полярната звезда се намира на ъглово разстояние около 1° (по-точно 44′) от Северния полюс.

Голям кръг, минаващ през центъра на небесната сфера и перпендикулярен на оста на света, се нарича небесен екватор. Той разделя небесната сфера на две части: Северно полукълбосъс своя връх на Северния полюс и юг- с върха на Южния полюс.

Склонение кръгсветила - голям кръг от небесната сфера, преминаващ през полюсите на света и светилото.

Ежедневен паралел- малък кръг от небесната сфера, чиято равнина е перпендикулярна на оста на света.

Големият кръг на небесната сфера, преминаващ през зенита, надира и полюсите на света, се нарича небесен меридиан. Небесният меридиан се пресича с истинския хоризонт в две диаметрално противоположни точки. Пресечната точка на истинския хоризонт и най-близкия до Северния полюс небесен меридиан се нарича северна точка. Пресечната точка на истинския хоризонт и небесния меридиан, който е най-близо до Южния полюс, се нарича точка юг. Линията, свързваща точките север и юг, се нарича обедна линия. Лежи на равнината на истинския хоризонт. Сенките от предметите по обяд падат по посока на обедната линия.

Истинският хоризонт също се пресича с небесния екватор в две диаметрално противоположни точки - точка на изтокИ точка на запад. За наблюдател, стоящ в центъра на небесната сфера с лице към северната точка, източната точка ще бъде разположена отдясно, а западната точка отляво. Спомняйки си това правило, е лесно да се ориентирате в терена.

Точки и линии на небесната сфера - как да намерим алмукантарата, къде минава небесният екватор, кой е небесният меридиан.

Какво е небесната сфера

Небесна сфера- абстрактно понятие, въображаема сфера с безкрайно голям радиус, чийто център е наблюдателят. В този случай центърът на небесната сфера е, така да се каже, на нивото на очите на наблюдателя (с други думи, всичко, което виждате над главата си от хоризонт до хоризонт, е точно тази сфера). Въпреки това, за по-лесно възприемане, можем да считаме центъра на небесната сфера и центъра на Земята; в това няма грешка. Позициите на звездите, планетите, Слънцето и Луната са нанесени върху сферата в позицията, в която те са видими на небето в определен момент от дадена точка на местоположението на наблюдателя.

С други думи, въпреки че наблюдаваме положението на звездите на небесната сфера, ние, намирайки се на различни места на планетата, постоянно ще виждаме малко по-различна картина, знаейки принципите на „работа“ на небесната сфера, като гледаме нощното небе можем лесно да се ориентираме с помощта на проста технология. Познавайки гледката отгоре в точка А, ще я сравним с гледката на небето в точка Б и по отклоненията на познати ориентири ще можем да разберем къде точно се намираме в момента.

Хората отдавна са измислили редица инструменти, за да улеснят задачата ни. Ако навигирате в „земния“ глобус просто като използвате географска ширина и дължина, тогава цяла поредица от подобни елементи – точки и линии – също са предоставени за „небесния“ глобус – небесната сфера.

Небесната сфера и позицията на наблюдателя. Ако наблюдателят се движи, тогава цялата видима за него сфера ще се движи.

Елементи на небесната сфера

Небесната сфера има редица характерни точки, линии и кръгове; нека разгледаме основните елементи на небесната сфера.

Вертикален наблюдател

Вертикален наблюдател- права линия, минаваща през центъра на небесната сфера и съвпадаща с посоката на отвеса в точката на наблюдателя. Зенит- точката на пресичане на вертикала на наблюдателя с небесната сфера, разположена над главата на наблюдателя. Надир- точката на пресичане на вертикала на наблюдателя с небесната сфера, срещу зенита.

Истински хоризонт- голям кръг върху небесната сфера, чиято равнина е перпендикулярна на вертикала на наблюдателя. Истинският хоризонт разделя небесната сфера на две части: надхоризонтно полукълбо, в който се намира зенитът, и субхоризонтално полукълбо, в който се намира надирът.

Axis mundi ( Земната ос) - права линия, около която се извършва видимото дневно въртене на небесната сфера. Оста на света е успоредна на оста на въртене на Земята, а за наблюдател, разположен на един от полюсите на Земята, тя съвпада с оста на въртене на Земята. Видимото дневно въртене на небесната сфера е отражение на действителното дневно въртене на Земята около нейната ос. Небесните полюси са точките на пресичане на оста на света с небесната сфера. Небесният полюс, разположен в района на съзвездието Малка мечка, се нарича Северен полюссвят, а противоположният полюс се нарича Южен полюс.

Голям кръг върху небесната сфера, чиято равнина е перпендикулярна на оста на света. Равнината на небесния екватор разделя небесната сфера на северно полукълбо, в който се намира Северният полюс, и южното полукълбо, където се намира Южният полюс.

Или меридианът на наблюдателя е голям кръг върху небесната сфера, минаващ през полюсите на света, зенит и надир. Тя съвпада с равнината на земния меридиан на наблюдателя и разделя небесната сфера на източенИ западното полукълбо.

Северна и южна точки- точката на пресичане на небесния меридиан с истинския хоризонт. Точката, която е най-близо до Северния полюс на света, се нарича северна точка на истинския хоризонт С, а точката, най-близка до Южния полюс на света, се нарича южна точка S. Точките на изток и запад са точките на пресечната точка на небесния екватор с истинския хоризонт.

Обедна линия- права линия в равнината на истинския хоризонт, свързваща точките на север и юг. Тази линия се нарича обедна, защото по обяд според местното истинско слънчево време сянката на вертикален полюс съвпада с тази линия, т.е. с истинския меридиан на дадена точка.

Пресечните точки на небесния меридиан с небесния екватор. Най-близката точка до южна точкахоризонт се нарича южната точка на небесния екватор, а най-близката до северната точка на хоризонта точка е северната точка на небесния екватор.

Вертикала на светилото

Вертикала на светилото, или кръг на височината, - голям кръг на небесната сфера, преминаващ през зенита, надира и светилото. Първият вертикал е вертикалът, минаващ през точките на изток и запад.

Склонение кръг, или , е голям кръг на небесната сфера, преминаващ през полюсите на света и светилото.

Малък кръг върху небесната сфера, начертан през светилото, успореден на равнината на небесния екватор. Видимото дневно движение на светилата се извършва по дневните паралели.

Светила от Алмукантарат

Светила от Алмукантарат- малък кръг върху небесната сфера, начертан през светилото, успоредно на равнината на истинския хоризонт.

Всички споменати по-горе елементи на небесната сфера се използват активно за решаване на практически проблеми с ориентация в пространството и определяне на позицията на светилата. В зависимост от предназначението и условията на измерване се използват две различни системи сферични небесни координати.

В едната система светилото е ориентирано спрямо истинския хоризонт и се нарича тази система, а в другата спрямо небесния екватор и се нарича.

Във всяка от тези системи позицията на звездата върху небесната сфера се определя от две ъглови величини, точно както позицията на точките на повърхността на Земята се определя с помощта на географската ширина и дължина.

Небесната сфера е въображаема сфера с произволен радиус, използвана в астрономията за описване на относителните позиции на светилата в небето. За простота на изчисленията се взема неговият радиус равно на едно; Центърът на небесната сфера, в зависимост от проблема, който се решава, се комбинира със зеницата на наблюдателя, с центъра на Земята, Луната, Слънцето или дори с произволна точка в пространството.

Идеята за небесната сфера възниква през древни времена. Тя се основаваше на визуалното впечатление за съществуването на кристален купол на небето, върху който сякаш бяха фиксирани звездите. Небесната сфера в съзнанието на древните хора е най-важният елемент от Вселената. С развитието на астрономията този възглед за небесната сфера изчезна. Въпреки това, геометрията на небесната сфера, заложена в древни времена, в резултат на развитие и усъвършенстване, получи модерен вид, в който за удобство на различни изчисления се използва в астрометрията.

Нека разгледаме небесната сфера така, както изглежда за наблюдателя на средни ширини от повърхността на Земята (фиг. 1).

Две прави линии, чиято позиция може да бъде установена експериментално с помощта на физически и астрономически инструменти, играят важна роля в дефинирането на понятията, свързани с небесната сфера.

Първият от тях е отвес; Това е права линия, която съвпада в дадена точка с посоката на гравитацията. Тази линия, прекарана през центъра на небесната сфера, я пресича в две диаметрално противоположни точки: горната се нарича зенит, долната се нарича надир. Равнината, минаваща през центъра на небесната сфера перпендикулярно на отвеса, се нарича равнина на математическия (или истинския) хоризонт. Линията на пресичане на тази равнина с небесната сфера се нарича хоризонт.

Втората права линия е оста на света - права линия, минаваща през центъра на небесната сфера, успоредна на оста на въртене на Земята; Има видимо дневно въртене на цялото небе около оста на света.

Точките на пресичане на оста на света с небесната сфера се наричат ​​Северен и Южен полюс на света. Най-забележимата от звездите близо до Северния полюс на света е Полярната звезда. Ярки звездиНяма свят близо до Южния полюс.

Равнината, минаваща през центъра на небесната сфера перпендикулярно на оста на света, се нарича равнина на небесния екватор. Линията на пресичане на тази равнина с небесната сфера се нарича небесен екватор.

Нека припомним, че окръжността, която се получава при пресичане на небесната сфера от равнина, минаваща през центъра й, в математиката се нарича голяма окръжност, а ако равнината не минава през центъра, тогава се получава малка окръжност. Хоризонтът и небесният екватор представляват големи кръгове на небесната сфера и я разделят на две еднакви полукълба. Хоризонтът разделя небесната сфера на видимо и невидимо полукълбо. Небесният екватор го разделя съответно на Северното и Южното полукълбо.

По време на дневното въртене на небето светилата се въртят около оста на света, описвайки малки кръгове върху небесната сфера, наречени дневни паралели; светила, отдалечени на 90° от полюсите на света, се движат по големия кръг на небесната сфера - небесния екватор.

След като определихме отвеса и оста на света, не е трудно да определим всички други равнини и кръгове на небесната сфера.

Равнината, минаваща през центъра на небесната сфера, в която лежат едновременно отвесът и оста на света, се нарича равнина на небесния меридиан. Големият кръг от пресечната точка на тази равнина с небесната сфера се нарича небесен меридиан. Че една от точките на пресичане на небесния меридиан с хоризонта, която е по-близо до Северния полюс на света, се нарича северна точка; диаметрално противоположно - точката на юг. Правата линия, минаваща през тези точки, е обедната линия.

Точките на хоризонта, които са на 90° от северната и южната точка, се наричат ​​източна и западна точка. Тези четири точки се наричат ​​главни точки на хоризонта.

Преминаващите през отвес равнини пресичат небесната сфера в големи кръгове и се наричат ​​вертикали. Небесният меридиан е един от вертикалите. Вертикалът, перпендикулярен на меридиана и минаващ през точките на изток и запад, се нарича първи вертикал.

По дефиниция трите основни равнини - математическият хоризонт, небесният меридиан и първият вертикал - са взаимно перпендикулярни. Равнината на небесния екватор е перпендикулярна само на равнината на небесния меридиан, образувайки двустенен ъгъл с равнината на хоризонта. При географските полюси на Земята равнината на небесния екватор съвпада с равнината на хоризонта, а при екватора на Земята тя става перпендикулярна на нея. В първия случай на географските полюси на Земята оста на света съвпада с отвес и всеки от вертикалите може да се приеме за небесен меридиан в зависимост от условията поставена задача. Във втория случай, на екватора, оста на света лежи в равнината на хоризонта и съвпада с обедната линия; Северният полюс на света съвпада с точката на север, а Южният полюс на света съвпада с точката на юг (виж фигурата).

При използването на небесната сфера, чийто център съвпада с центъра на Земята или друга точка в пространството, също възникват редица особености, но принципът на въвеждане на основни понятия - хоризонт, небесен меридиан, първи вертикал, небесен екватор, и т.н. - остава същото.

Основните равнини и кръгове на небесната сфера се използват при въвеждане на хоризонтални, екваториални и еклиптични небесни координати, както и при описание на характеристиките на видимото дневно въртене на светилата.

Големият кръг, който се образува, когато небесната сфера се пресече от равнина, минаваща през нейния център и успоредна на равнината на земната орбита, се нарича еклиптика. Видимото годишно движение на Слънцето се извършва по еклиптиката. Пресечната точка на еклиптиката с небесния екватор, от която преминава Слънцето Южното полукълбонебесната сфера на север, се нарича точката на пролетното равноденствие. Противоположната точка на небесната сфера се нарича есенно равноденствие. Права линия, минаваща през центъра на небесната сфера перпендикулярно на равнината на еклиптиката, пресича сферата на два полюса на еклиптиката: Северния полюс в Северното полукълбо и Южния полюс в Южното полукълбо.