Die Hauptpunkte und Kreise der Himmelssphäre. Vorlesung über Astronomie - Himmelssphäre, ihre Hauptpunkte werden Himmelssphäre genannt

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HIMMELSKUGEL. Wenn wir den Himmel beobachten, scheinen sich alle astronomischen Objekte auf einer kuppelförmigen Oberfläche zu befinden, in deren Mitte sich der Beobachter befindet. Diese imaginäre Kuppel bildet die obere Hälfte einer imaginären Kugel, die „Himmelskugel“ genannt wird. Es spielt eine grundlegende Rolle bei der Positionsanzeige astronomischer Objekte.

Die Rotationsachse der Erde ist gegenüber der Senkrechten zur Ebene der Erdumlaufbahn (zur Ebene der Ekliptik) um etwa 23,5° geneigt. Der Schnittpunkt dieser Ebene mit der Himmelskugel ergibt einen Kreis – die Ekliptik, die scheinbare Bahn der Sonne in einem Jahr. Die Ausrichtung der Erdachse im Raum ändert sich nahezu nicht. Jedes Jahr im Juni, wenn das nördliche Ende der Achse zur Sonne geneigt ist, steigt er hoch in den Himmel der nördlichen Hemisphäre, wo die Tage lang und die Nächte kurz werden. Nachdem sie sich im Dezember auf die gegenüberliegende Seite der Umlaufbahn bewegt hat, wendet sich die Erde mit der Südhalbkugel der Sonne zu, und in unserem Norden werden die Tage kurz und die Nächte lang. Cm. Auch JAHRESZEITEN .

Unter dem Einfluss der Sonnen- und Mondanziehung verändert sich die Ausrichtung der Erdachse jedoch immer noch allmählich. Die Hauptbewegung der Achse, die durch den Einfluss von Sonne und Mond auf die äquatoriale Ausbuchtung der Erde verursacht wird, wird als Präzession bezeichnet. Durch die Präzession dreht sich die Erdachse langsam um die Senkrechte zur Umlaufbahnebene und beschreibt in 26.000 Jahren einen Kegel mit einem Radius von 23,5°. Aus diesem Grund wird sich der Pol in einigen Jahrhunderten nicht mehr in der Nähe des Polarsterns befinden. Darüber hinaus weist die Erdachse kleine Schwankungen auf, die Nutation genannt werden und mit der Elliptizität der Umlaufbahnen der Erde und des Mondes sowie der Tatsache zusammenhängen, dass die Ebene der Mondumlaufbahn leicht zur Ebene der Erdumlaufbahn geneigt ist.

Wie wir bereits wissen, verändert sich das Aussehen der Himmelskugel in der Nacht durch die Rotation der Erde um ihre Achse. Doch selbst wenn man den Himmel im Laufe des Jahres zur gleichen Zeit beobachtet, verändert sich sein Aussehen aufgrund der Rotation der Erde um die Sonne. Es dauert ca. 365 1/4 Tage – etwa ein Grad pro Tag. Ein Tag bzw. ein Sonnentag ist übrigens die Zeit, in der sich die Erde einmal um ihre Achse gegenüber der Sonne dreht. Er besteht aus der Zeit, die die Erde benötigt, um eine Umdrehung in Bezug auf die Sterne zu vollenden („Sterntag“), plus einer kleinen Zeitspanne, etwa vier Minuten, die erforderlich ist, damit die Rotation die Umlaufbewegung der Erde um eins ausgleicht Grad pro Tag. Somit sind in einem Jahr ca. 365 1/4 Sonnentage und ca. 366 1/4 Stern.

Von einem bestimmten Punkt auf der Erde aus betrachtet, befinden sich Sterne in der Nähe der Pole entweder immer über dem Horizont oder steigen nie darüber auf. Alle anderen Sterne gehen auf und unter, und jeden Tag erfolgt der Auf- und Untergang jedes Sterns 4 Minuten früher als am Vortag. Einige Sterne und Sternbilder steigen im Winter nachts am Himmel auf – wir nennen sie „Winter“, andere „Sommer“.

Somit wird die Sicht auf die Himmelssphäre durch drei Zeiten bestimmt: die Tageszeit, die mit der Erdrotation verbunden ist; Jahreszeit, die mit der Zirkulation um die Sonne verbunden ist; eine Epoche, die mit der Präzession verbunden ist (obwohl letzterer Effekt selbst in 100 Jahren kaum „mit dem Auge“ wahrnehmbar ist).

Koordinatensystem.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Position von Objekten auf der Himmelssphäre anzuzeigen. Jeder von ihnen ist für Aufgaben einer bestimmten Art geeignet.

Alt-Azimut-System.

Um die Position eines Objekts am Himmel im Verhältnis zu den den Beobachter umgebenden irdischen Objekten anzuzeigen, wird ein „Alt-Azimut“ oder „horizontales“ Koordinatensystem verwendet. Es gibt den Winkelabstand des Objekts über dem Horizont an, der als „Höhe“ bezeichnet wird, sowie seinen „Azimut“ – den Winkelabstand entlang des Horizonts von einem bedingten Punkt zu einem Punkt direkt unter dem Objekt. In der Astronomie wird der Azimut von einem Punkt von Süden nach Westen gemessen, in der Geodäsie und Navigation von einem Punkt von Norden nach Osten. Daher müssen Sie vor der Verwendung des Azimuts herausfinden, in welchem ​​System es angezeigt wird. Der Himmelspunkt direkt über dem Kopf hat eine Höhe von 90° und wird „Zenit“ genannt, der ihm diametral gegenüberliegende Punkt (unter den Füßen) wird „Nadir“ genannt. Für viele Aufgaben ist ein großer Kreis der Himmelssphäre, der sogenannte „Himmelsmeridian“, wichtig; Es durchquert den Zenit, den Nadir und die Himmelspole und überquert den Horizont an Punkten im Norden und Süden.

Äquatorialsystem.

Aufgrund der Erdrotation bewegen sich die Sterne ständig relativ zum Horizont und zu den Himmelsrichtungen und ihre Koordinaten im horizontalen System ändern sich. Für einige Probleme der Astronomie muss das Koordinatensystem jedoch unabhängig von der Position des Beobachters und der Tageszeit sein. Ein solches System wird „äquatorial“ genannt; Seine Koordinaten ähneln geografischen Breiten- und Längengraden. Darin legt die bis zum Schnittpunkt mit der Himmelskugel verlängerte Ebene des Erdäquators den Hauptkreis fest – den „Himmelsäquator“. Die „Deklination“ eines Sterns ähnelt dem Breitengrad und wird anhand seines Winkelabstands nördlich oder südlich vom Himmelsäquator gemessen. Ist der Stern genau im Zenit sichtbar, dann ist die Breite des Beobachtungsortes gleich der Deklination des Sterns. Der geografische Längengrad entspricht dem „Rektaszens“ des Sterns. Sie wird östlich des Schnittpunkts der Ekliptik mit dem Himmelsäquator gemessen, den die Sonne im März passiert, am Tag des Frühlingsbeginns auf der Nordhalbkugel und des Herbstbeginns auf der Südhalbkugel. Dieser für die Astronomie wichtige Punkt wird „erster Punkt des Widders“ oder „Punkt der Frühlings-Tagundnachtgleiche“ genannt und mit dem Zeichen bezeichnet. Rektaszensionswerte werden üblicherweise in Stunden und Minuten angegeben, wobei 24 Stunden als 360° betrachtet werden.

Bei der Beobachtung mit Teleskopen wird das Äquatorialsystem verwendet. Das Teleskop ist so installiert, dass es sich von Ost nach West um die zum Himmelspol gerichtete Achse drehen kann und so die Rotation der Erde ausgleicht.

andere Systeme.

Für einige Zwecke werden auch andere Koordinatensysteme der Himmelssphäre verwendet. Wenn sie beispielsweise die Bewegung von Körpern im Sonnensystem untersuchen, verwenden sie ein Koordinatensystem, dessen Hauptebene die Ebene der Erdumlaufbahn ist. Die Struktur der Galaxie wird in einem Koordinatensystem untersucht, dessen Hauptebene die Äquatorialebene der Galaxie ist, die am Himmel durch einen Kreis dargestellt wird, der entlang der Milchstraße verläuft.

Vergleich von Koordinatensystemen.

Die wichtigsten Details des horizontalen und äquatorialen Systems sind in den Abbildungen dargestellt. In der Tabelle werden diese Systeme mit dem geografischen Koordinatensystem verglichen.

Tabelle: Vergleich der Koordinatensysteme

VERGLEICH VON KOORDINATENSYSTEMEN
Charakteristisch	Alt-Azimut-System	Äquatorialsystem	Geografisches System
Grundkreis	Horizont	Himmelsäquator	Äquator
Stangen	Zenit und Nadir	Nord- und Südpol der Welt	Nord- und Südpol
Winkelabstand vom Hauptkreis	Höhe	Deklination	Breite
Winkelabstand entlang des Grundkreises	Azimut	Rektaszension	Längengrad
Ankerpunkt auf dem Hauptkreis	Zeigen Sie am Horizont nach Süden (in der Geodäsie - der Punkt des Nordens)	Punkt der Frühlings-Tagundnachtgleiche	Schnittpunkt mit dem Greenwich-Meridian

Übergang von einem System zum anderen.

Oft besteht die Notwendigkeit, seine äquatorialen Koordinaten aus den Alt-Azimut-Koordinaten eines Sterns zu berechnen und umgekehrt. Dazu ist es notwendig, den Beobachtungszeitpunkt und die Position des Beobachters auf der Erde zu kennen. Mathematisch wird das Problem mithilfe eines sphärischen Dreiecks mit Eckpunkten im Zenit, am Himmelsnordpol und am Stern X gelöst; es wird das „astronomische Dreieck“ genannt.

Der Winkel mit einem Scheitelpunkt am Nordpol der Welt zwischen dem Meridian des Beobachters und der Richtung zu einem beliebigen Punkt auf der Himmelskugel wird „Stundenwinkel“ dieses Punktes genannt; es wird westlich des Meridians gemessen. Der Stundenwinkel der Frühlings-Tagundnachtgleiche, ausgedrückt in Stunden, Minuten und Sekunden, wird am Beobachtungspunkt als „Sternzeit“ (Si. T. – Sternzeit) bezeichnet. Und da der Rektaszension eines Sterns auch der Polarwinkel zwischen der Richtung zu ihm und der Frühlings-Tagundnachtgleiche ist, ist die Sternzeit gleich dem Rektaszension aller Punkte, die auf dem Meridian des Beobachters liegen.

Somit ist der Stundenwinkel eines beliebigen Punktes auf der Himmelskugel gleich der Differenz zwischen der Sternzeit und seinem Rektaszens:

Der Breitengrad des Beobachters sei J. Gegeben sind die äquatorialen Koordinaten eines Sterns A Und D, dann seine horizontalen Koordinaten A Und kann mit folgenden Formeln berechnet werden:

Sie können auch das umgekehrte Problem lösen: nach den Messwerten A Und H, die Zeit kennen, berechnen A Und D. Deklination D wird direkt aus der letzten Formel berechnet, dann wird aus der vorletzten berechnet H, und von Anfang an, wenn die Sternzeit bekannt ist, dann A.

Darstellung der Himmelssphäre.

Seit Jahrhunderten suchen Wissenschaftler nach der besten Möglichkeit, die Himmelssphäre zu Studien- oder Demonstrationszwecken darzustellen. Es wurden zwei Arten von Modellen vorgeschlagen: zweidimensional und dreidimensionale.

Die Himmelssphäre kann auf einer Ebene genauso dargestellt werden, wie die kugelförmige Erde auf Karten dargestellt wird. In beiden Fällen muss ein geometrisches Projektionssystem ausgewählt werden. Der erste Versuch, Teile der Himmelssphäre auf einer Ebene darzustellen, waren Felszeichnungen von Sternkonfigurationen in den Höhlen antiker Menschen. Heutzutage gibt es verschiedene Sternkarten, die in Form von handgezeichneten oder fotografischen Sternatlanten veröffentlicht werden, die den gesamten Himmel abdecken.

Antike chinesische und griechische Astronomen stellten die Himmelssphäre in einem Modell dar, das als „Armillarsphäre“ bekannt ist. Es besteht aus miteinander verbundenen Metallkreisen oder -ringen, die die wichtigsten Kreise der Himmelssphäre darstellen. Heutzutage werden häufig Sterngloben verwendet, auf denen die Positionen der Sterne und die Hauptkreise der Himmelssphäre markiert sind. Armillarsphären und Globen haben einen gemeinsamen Nachteil: Die Position der Sterne und die Markierungen der Kreise sind auf ihrer äußeren, konvexen Seite markiert, die wir von außen betrachten, während wir den Himmel „von innen“ betrachten Sterne scheinen uns auf der konkaven Seite der Himmelskugel platziert zu sein. Dies führt manchmal zu Verwirrung hinsichtlich der Bewegungsrichtungen von Sternen und Konstellationsfiguren.

Das Planetarium bietet die realistischste Darstellung der Himmelssphäre. Die optische Projektion von Sternen auf eine halbkugelförmige Leinwand von innen ermöglicht es, das Erscheinungsbild des Himmels und alle Arten von Bewegungen der Leuchten darauf sehr genau wiederzugeben.

Eine der wichtigsten astronomischen Aufgaben, ohne die es unmöglich ist, alle anderen Probleme der Astronomie zu lösen, ist die Bestimmung der Position des Himmelskörpers auf der Himmelssphäre.

Die Himmelskugel ist eine imaginäre Kugel mit beliebigem Radius, die vom Auge des Betrachters aus wie vom Zentrum aus beschrieben wird. Auf diese Kugel projizieren wir die Position aller Himmelskörper. Entfernungen auf der Himmelskugel können nur in Winkeleinheiten gemessen werden, also in Grad, Minuten, Sekunden oder Bogenmaß. Beispielsweise betragen die Winkeldurchmesser von Mond und Sonne etwa 30 Minuten.

Eine der Hauptrichtungen, relativ zu der die Position des beobachteten Himmelskörpers bestimmt wird, ist ein Lot. Ein Lot an einer beliebigen Stelle auf der Erde ist auf den Schwerpunkt der Erde gerichtet. Der Winkel zwischen der Lotlinie und der Ebene des Erdäquators wird als astronomischer Breitengrad bezeichnet.

Reis. 1. Position der Himmelssphäre im Raum für einen Beobachter auf dem Breitengrad relativ zur Erde

Die Ebene senkrecht zur Lotlinie wird Horizontalebene genannt.

An jedem Punkt der Erde sieht der Beobachter die Hälfte der Kugel, die sich sanft von Ost nach West dreht, zusammen mit Sternen, die daran befestigt zu sein scheinen. Diese scheinbare Drehung der Himmelskugel erklärt sich aus der gleichmäßigen Drehung der Erde um ihre Achse von West nach Ost.

Das Lot schneidet die Himmelskugel am Zenitpunkt Z und am Nadirpunkt Z.

Reis. 2. Himmelssphäre

Der große Kreis der Himmelskugel, entlang dessen die horizontale Ebene, die durch das Auge des Beobachters verläuft (Punkt C in Abb. 2), die Himmelskugel schneidet, wird als wahrer Horizont bezeichnet. Denken Sie daran, dass der Großkreis der Himmelskugel ein Kreis ist, der durch den Mittelpunkt der Himmelskugel verläuft. Kreise, die durch den Schnittpunkt der Himmelskugel mit Ebenen entstehen, die nicht durch ihren Mittelpunkt verlaufen, werden als kleine Kreise bezeichnet.

Eine Linie parallel zur Erdachse, die durch den Mittelpunkt der Himmelskugel verläuft, wird Weltachse genannt. Es durchquert die Himmelssphäre am Himmelsnordpol P und am Himmelssüdpol P.

Aus Abb. 1 zeigt, dass die Weltachse in einem Winkel zur Ebene des wahren Horizonts geneigt ist. Die scheinbare Rotation der Himmelskugel erfolgt um die Weltachse von Ost nach West, in einer Richtung, die der wahren Rotation der Erde, die sich von West nach Ost dreht, entgegengesetzt ist.

Der Großkreis der Himmelskugel, dessen Ebene senkrecht zur Weltachse steht, wird Himmelsäquator genannt. Der Himmelsäquator teilt die Himmelssphäre in zwei Teile: den nördlichen und den südlichen. Der Himmelsäquator verläuft parallel zum Erdäquator.

Die Ebene, die durch das Lot und die Weltachse verläuft, schneidet die Himmelskugel entlang der Linie des Himmelsmeridians. Der Himmelsmeridian schneidet den wahren Horizont an den Punkten Norden (N) und Süden (S). Und die Ebenen dieser Kreise schneiden sich entlang der Mittagslinie. Der Himmelsmeridian ist eine Projektion auf die Himmelssphäre des Erdmeridians, auf dem sich der Beobachter befindet. Daher gibt es auf der Himmelskugel nur einen Meridian, denn der Beobachter kann sich nicht gleichzeitig auf zwei Meridianen befinden!

Der Himmelsäquator schneidet den wahren Horizont an den Punkten Osten (E) und Westen (W). Die EW-Linie verläuft senkrecht zum Mittag. Q ist die Oberseite des Äquators und Q" ist die Unterseite des Äquators.

Große Kreise, deren Ebenen durch ein Lot verlaufen, werden Vertikalen genannt. Die durch die Punkte W und E verlaufende Vertikale wird als erste Vertikale bezeichnet.

Große Kreise, deren Ebenen durch die Weltachse verlaufen, werden Deklinationskreise oder Stundenkreise genannt.

Kleine Kreise der Himmelssphäre, deren Ebenen parallel zum Himmelsäquator verlaufen, werden Himmels- oder Tagesparallelistik genannt. Sie werden täglich genannt, weil entlang ihnen die tägliche Bewegung der Himmelskörper stattfindet. Der Äquator ist auch eine Tagesparallel.

Ein kleiner Kreis der Himmelssphäre, dessen Ebene parallel zur Ebene des Horizonts verläuft, wird Almukantarat genannt

Aufgaben

Name	Formel	Erläuterungen	Anmerkungen
Die Höhe der Leuchte am oberen Höhepunkt (zwischen Äquator und Zenit)	H = 90° - φ + δ z = 90° - h	d - Deklination des Sterns, J- Breitengrad des Beobachtungsortes, H- die Höhe der Sonne über dem Horizont z- Zenitabstand des Sterns
Die Höhe der Leuchte liegt oben. Höhepunkt (zwischen dem Zenit und dem Himmelspol)	H= 90° + φ – δ
Die Höhe der Leuchte unten. Höhepunkt (nicht untergehender Stern)	H = φ + δ – 90°
Breitengrad gemäß einem nicht untergehenden Stern, dessen beide Höhepunkte nördlich des Zenits beobachtet werden	φ = (h in + h n) / 2	h rein- die Höhe der Leuchte über dem Horizont am oberen Höhepunkt h n- die Höhe der Leuchte über dem Horizont am unteren Höhepunkt	Wenn nicht nördlich des Zenits, dann δ =(h in + h n) / 2
Orbitale Exzentrizität (Grad der Ellipsenverlängerung)	e \u003d 1 - r p /a oder e \u003d r a / a - 1 oder e \u003d (1 - Zoll 2 /A 2 ) ½	e - Exzentrizität einer Ellipse (elliptische Umlaufbahn) – das Verhältnis des Abstands vom Mittelpunkt zum Fokus zum Abstand vom Mittelpunkt zum Rand der Ellipse (Hälfte der Hauptachse); rp- orbitaler Perigäumabstand ra- Apogäum-Umlaufbahnentfernung A - große Halbachse der Ellipse; B- kleine Halbachse der Ellipse;	Eine Ellipse ist eine Kurve, bei der die Summe der Abstände von jedem Punkt zu seinen Brennpunkten ein konstanter Wert ist, der der Hauptachse der Ellipse entspricht
Große Halbachse der Umlaufbahn	r p +r a = 2a
Der kleinste Wert des Radiusvektors an der Periapsis	rp = a∙(1-e)
Der größte Wert des Radiusvektors am Apozentrum (Aphel)	r a = a∙(1+e)
Ellipsenabflachung	e \u003d (a - b) / a \u003d 1 - in / a \u003d 1 - (1 - e 2 ) 1/2	e- Ellipse schrumpfen
Kleinere Achse der Ellipse	b = a∙ (1 – e 2 ) ½
Flächenkonstante

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Alle Himmelskörper sind ungewöhnlich groß und sehr unterschiedlich von uns entfernt. Aber sie erscheinen uns ebenso fern und wie auf einer bestimmten Sphäre angesiedelt. Bei der Lösung praktischer Probleme der Luftfahrtastronomie ist es wichtig, nicht die Entfernung zu den Sternen zu kennen, sondern deren Position auf der Himmelssphäre zum Zeitpunkt der Beobachtung.

Die Himmelskugel ist eine imaginäre Kugel mit unendlich großem Radius, deren Mittelpunkt der Beobachter ist. Bei der Betrachtung der Himmelskugel wird ihr Mittelpunkt mit dem Auge des Beobachters kombiniert. Die Dimensionen der Erde werden vernachlässigt, daher wird oft auch der Mittelpunkt der Himmelssphäre mit dem Mittelpunkt der Erde kombiniert. Die Leuchten werden in einer solchen Position auf der Kugel angebracht, dass sie zu einem bestimmten Zeitpunkt von einem bestimmten Punkt am Standort des Beobachters aus am Himmel sichtbar sind.

Die Himmelskugel weist eine Reihe charakteristischer Punkte, Linien und Kreise auf. Auf Abb. In Abb. 1.1 stellt ein Kreis mit beliebigem Radius eine Himmelskugel dar, in deren Mittelpunkt, angedeutet durch den Punkt O, der Beobachter steht. Betrachten Sie die Hauptelemente der Himmelssphäre.

Die Vertikale des Beobachters ist eine gerade Linie, die durch die Mitte der Himmelskugel verläuft und mit der Richtung des Lots am Punkt des Beobachters zusammenfällt. Zenit Z – der Schnittpunkt der Vertikalen des Beobachters mit der Himmelskugel, der sich über dem Kopf des Beobachters befindet. Nadir Z“ – der Schnittpunkt der Vertikalen des Beobachters mit der Himmelskugel, gegenüber dem Zenit.

Der wahre Horizont N E SW W ist ein großer Kreis auf der Himmelskugel, dessen Ebene senkrecht zur Vertikalen des Beobachters steht. Der wahre Horizont teilt die Himmelssphäre in zwei Teile: die Halbkugel oberhalb des Horizonts, in der sich der Zenit befindet, und die Halbkugel unterhalb des Horizonts, in der sich der Nadir befindet.

Die Weltachse „PP“ ist eine Gerade, um die die sichtbare tägliche Rotation der Himmelssphäre stattfindet.

Reis. 1.1. Grundlegende Punkte, Linien und Kreise auf der Himmelssphäre

Die Weltachse verläuft parallel zur Rotationsachse der Erde und fällt für einen Beobachter, der sich an einem der Pole der Erde befindet, mit der Rotationsachse der Erde zusammen. Die scheinbare tägliche Drehung der Himmelskugel spiegelt die tatsächliche tägliche Drehung der Erde um ihre Achse wider.

Die Pole der Welt sind die Schnittpunkte der Weltachse mit der Himmelssphäre. Der Himmelspol im Sternbild Ursa Minor wird Himmelsnordpol R und der Gegenpol Himmelssüdpol R genannt.

Der Himmelsäquator ist ein großer Kreis auf der Himmelskugel, dessen Ebene senkrecht zur Weltachse steht. Die Ebene des Himmelsäquators teilt die Himmelssphäre in die nördliche Hemisphäre, in der sich der Nordpol der Welt befindet, und die südliche Hemisphäre, in der sich der Südpol der Welt befindet.

Der Himmelsmeridian oder der Meridian des Beobachters ist ein großer Kreis auf der Himmelssphäre, der durch die Pole der Welt, Zenit und Nadir, verläuft. Sie fällt mit der Ebene des Erdmeridians des Beobachters zusammen und teilt die Himmelssphäre in die östliche und westliche Hemisphäre.

Die Nord- und Südpunkte sind die Schnittpunkte des Himmelsmeridians mit dem wahren Horizont. Der Punkt, der dem Nordpol der Welt am nächsten liegt, wird Nordpunkt des wahren Horizonts C genannt, und der Punkt, der dem Südpol der Welt am nächsten liegt, wird Südpunkt Yu genannt. Die Punkte Ost und West sind die Schnittpunkte des Himmelsäquators mit dem wahren Horizont.

Mittagslinie – eine gerade Linie in der Ebene des wahren Horizonts, die die Punkte Nord und Süd verbindet. Diese Linie wird Mittag genannt, weil zur Mittagszeit, der lokalen wahren Sonnenzeit, der Schatten des vertikalen Pols mit dieser Linie, also mit dem wahren Meridian dieses Punktes, zusammenfällt.

Der südliche und der nördliche Punkt des Himmelsäquators sind die Schnittpunkte des Himmelsmeridians mit dem Himmelsäquator. Der Punkt, der dem südlichen Punkt des Horizonts am nächsten liegt, wird Südpunkt des Himmelsäquators genannt, und der Punkt, der dem nördlichen Punkt des Horizonts am nächsten liegt, wird Nordpunkt genannt

Die Vertikale der Leuchte oder der Höhenkreis ist ein großer Kreis auf der Himmelskugel, der durch Zenit, Nadir und Leuchte verläuft. Die erste Vertikale ist die Vertikale, die durch die Ost- und Westpunkte verläuft.

Der Deklinationskreis oder Stundenkreis des Gestirnes, PMP, ist ein großer Kreis auf der Himmelskugel, der durch die Pole des Myoa und des Gestirnes verläuft.

Die Tagesparallel des Himmelskörpers ist ein kleiner Kreis auf der Himmelskugel, der parallel zur Ebene des Himmelsäquators durch den Himmelskörper gezogen wird. Die sichtbare tägliche Bewegung der Leuchten erfolgt entlang der täglichen Parallelen.

Almukantarat des Himmelskörpers AMAG – ein kleiner Kreis auf der Himmelskugel, der parallel zur Ebene des wahren Horizonts durch den Himmelskörper gezogen wird.

Die betrachteten Elemente der Himmelssphäre werden häufig in der Luftfahrtastronomie verwendet.

Reshebnik in der 11. Klasse der Astronomie für Lektion Nr. 2 (Arbeitsbuch) – Himmelssphäre

1. Vervollständigen Sie den Satz.

Ein Sternbild ist ein Abschnitt des Sternenhimmels mit einer charakteristischen beobachtbaren Gruppe von Sternen.

2. Geben Sie mithilfe einer Sternenkarte Konstellationsdiagramme mit hellen Sternen in die entsprechenden Spalten der Tabelle ein. Markieren Sie in jeder Konstellation den hellsten Stern und schreiben Sie seinen Namen.

3. Vervollständigen Sie den Satz.

Sternkarten geben nicht die Position der Planeten an, da die Karten dazu dienen, die Sterne und Sternbilder zu beschreiben.

4. Ordnen Sie die folgenden Sterne in absteigender Reihenfolge ihrer Helligkeit an:

1) Beteigeuze; 2) Spica; 3) Aldebaran; 4) Sirius; 5) Arkturus; 6) Kapelle; 7) Procyon; 8) Wega; 9) Altair; 10) Pollux.

4

5

8

6

7

1

3

9

2

10

5. Vervollständigen Sie den Satz.

Sterne der 1. Größe sind 100-mal heller als Sterne der 6. Größe.

Die Ekliptik ist die scheinbare Jahresbahn der Sonne zwischen den Sternen.

6. Wie nennt man die Himmelssphäre?

Eine imaginäre Kugel mit beliebigem Radius.

7. Geben Sie die Namen der Punkte und Linien der Himmelssphäre an, die in Abbildung 2.1 durch die Nummern 1-14 gekennzeichnet sind.

1. Nordpol der Welt
2. Zenit; Zenitpunkt
3. vertikale Linie
4. Himmelsäquator
5. Westen; westlicher Punkt
6. Zentrum der Himmelssphäre
7. Mittagslinie
8. Süd; Südspitze
9. Horizont
10. Ost; Ostpunkt
11. Südpol der Welt
12. Nadir; Nadirstrom
13. Nordpunkt
14. Himmelsmeridianlinie

8. Beantworten Sie die Fragen anhand von Abbildung 2.1.

Wo ist die Achse der Welt relativ zur Erdachse?

Parallel.

Wie liegt die Achse der Welt relativ zur Ebene des Himmelsmeridians?

Liegt im Flugzeug.

Wo trifft der Himmelsäquator auf den Horizont?

An Punkten im Osten und Westen.

Wo schneidet der Himmelsmeridian den Horizont?

An Punkten im Norden und Süden.

9. Welche Beobachtungen überzeugen uns von der täglichen Rotation der Himmelssphäre?

Wenn Sie die Sterne über einen längeren Zeitraum beobachten, erscheinen die Sterne als eine einzige Kugel.

10. Tragen Sie mithilfe einer beweglichen Sternkarte zwei oder drei Sternbilder in die Tabelle ein, die auf dem Breitengrad 55 ° auf der Nordhalbkugel sichtbar sind.

Die Lösung der 10. Aufgabe entspricht der Realität der Ereignisse von 2015, allerdings überprüfen nicht alle Lehrer die Lösung der Aufgabe jedes Schülers auf der Sternenkarte auf Übereinstimmung mit der Realität

Die Himmelskugel ist eine imaginäre Kugeloberfläche mit beliebigem Radius, in deren Zentrum sich der Beobachter befindet. Es werden Himmelskörper projiziert Himmelssphäre.

Aufgrund der geringen Größe der Erde im Vergleich zu den Entfernungen zu den Sternen können Beobachter, die sich an verschiedenen Orten der Erdoberfläche befinden, als in Betracht gezogen werden das Zentrum der Himmelssphäre. Tatsächlich gibt es in der Natur keine materielle Sphäre, die die Erde umgibt. Himmelskörper bewegen sich im grenzenlosen Raum der Welt in unterschiedlicher Entfernung von der Erde. Diese Entfernungen sind unvorstellbar groß, unser Sehvermögen kann sie nicht einschätzen, daher erscheinen dem Menschen alle Himmelskörper gleich weit entfernt.

Im Laufe des Jahres beschreibt die Sonne einen großen Kreis vor dem Hintergrund des Sternenhimmels. Die Jahresbahn der Sonne in der Himmelssphäre wird Ekliptik genannt. Hinüberziehen Ekliptik. Zur Tagundnachtgleiche überquert die Sonne den Himmelsäquator zweimal. Dies geschieht am 21. März und 23. September.

Der Punkt der Himmelskugel, der während der täglichen Bewegung der Sterne bewegungslos bleibt, wird üblicherweise als Himmelsnordpol bezeichnet. Der gegenüberliegende Punkt der Himmelskugel wird Himmelssüdpol genannt. Bewohner der nördlichen Hemisphäre können es nicht sehen, da es sich unterhalb des Horizonts befindet. Eine durch den Beobachter verlaufende Lotlinie kreuzt den Himmel über ihm im Zenit und am diametral gegenüberliegenden Punkt, dem sogenannten Nadir.

Die sichtbare Rotationsachse der Himmelskugel, die beide Pole der Welt verbindet und durch den Beobachter verläuft, wird Weltachse genannt. Am Horizont unterhalb liegt der Nordpol der Welt Nordpunkt, sein diametral entgegengesetzter Punkt - Südspitze. Ost- und Westpunkte liegen auf der Horizontlinie und sind 90° vom Nord- und Südpunkt entfernt.

Es entsteht die Ebene, die senkrecht zur Weltachse durch den Mittelpunkt der Kugel verläuft Ebene des Himmelsäquators parallel zur Ebene des Erdäquators. Die Ebene des Himmelsmeridians verläuft durch die Pole der Welt, Nord- und Südpunkte, Zenit und Nadir.

Himmelskoordinaten

Das Koordinatensystem, in dem der Bezug von der Ebene des Äquators hergestellt wird, wird aufgerufen Äquatorial. Der Winkelabstand des Sterns vom Himmelsäquator wird genannt und variiert zwischen -90° und +90°. Deklination nördlich des Äquators als positiv und südlich als negativ angesehen. er wird durch den Winkel zwischen den Ebenen großer Kreise gemessen, von denen einer durch die Pole der Welt und das gegebene Gestirn verläuft, der zweite durch die Pole der Welt und den auf dem Äquator liegenden Frühlingspunkt der Tagundnachtgleiche.

Horizontale Koordinaten

Der Winkelabstand ist der Abstand zwischen Objekten am Himmel, gemessen anhand des Winkels, den die Strahlen bilden, die vom Beobachtungspunkt zum Objekt gehen. Der Winkelabstand des Sterns vom Horizont wird als Höhe des Sterns über dem Horizont bezeichnet. Der Stand der Sonne relativ zu den Seiten des Horizonts wird als Azimut bezeichnet. Der Countdown erfolgt von Süden im Uhrzeigersinn. Azimut und die Höhe des Sterns über dem Horizont wird mit einem Theodoliten gemessen. In Winkeleinheiten werden nicht nur die Abstände zwischen Himmelsobjekten ausgedrückt, sondern auch die Größen der Objekte selbst. Der Winkelabstand des Himmelspols vom Horizont entspricht der geografischen Breite des Gebiets.

Die Höhe der Leuchten am Höhepunkt

Die Phänomene des Durchgangs von Leuchten durch den Himmelsmeridian werden Höhepunkte genannt. Der untere Höhepunkt ist der Durchgang der Leuchten durch die nördliche Hälfte des Himmelsmeridians. Das Phänomen des Durchgangs der Leuchte durch die südliche Hälfte des Himmelsmeridians wird als oberer Höhepunkt bezeichnet. Der Moment des oberen Höhepunkts des Sonnenzentrums wird als wahrer Mittag bezeichnet, und der Moment des unteren Höhepunkts wird als wahre Mitternacht bezeichnet. Das Zeitintervall zwischen den Höhepunkten - einen halben Tag.

Bei nicht untergehenden Leuchten sind beide Höhepunkte über dem Horizont sichtbar, sowohl beim Auf- als auch beim Untergang unterer Höhepunkt findet unterhalb des Horizonts statt, unterhalb des Nordpunktes. Jeder Stern gipfelt in einem bestimmten Gebiet immer auf der gleichen Höhe über dem Horizont, da sich sein Winkelabstand vom Himmelspol und vom Himmelsäquator nicht ändert. Sonne und Mond ändern ihre Höhe
die sie gipfeln.