1.1.4. О годовом движении Солнца
Поставьте посреди комнаты стул и, повернувшись к нему лицом, сделайте вокруг него несколько кругов. И не важно, что стул неподвижен, — вам покажется, что он перемещается в пространстве, потому что будет виден на фоне разных предметов комнатной обстановки.
Точно также Земля обращается вокруг Солнца, а нам, жителям Земли, кажется, что Солнце перемещается на фоне звёзд, делая полный оборот по небу за один год. Такое движение Солнца называется годовым. Кроме того, Солнце, как и все прочие небесные тела, участвует в суточном движении неба.
Путь среди звёзд, по которому происходит годовое движение Солнца, называется эклиптикой.
Полный оборот по эклиптике Солнце совершает за год, т.е. примерно, за 365 суток, поэтому за сутки Солнце смещается на 360°/365≈1°.
Поскольку Солнце из года в год движется примерно по одному и тому же пути, т.е. положение эклиптики среди звёзд меняется со временем очень и очень медленно, эклиптику можно нанести на карту звёздного неба:
Здесь фиолетовая линия — небесный экватор. Выше него — прилегающая к экватору часть северного полушария неба, ниже — экваториальная часть южного полушария.
Жирная волнистая линия изображает годовой путь Солнца по небу, т.е. эклиптику. Наверху написано, какой сезон года начинается в северном полушарии Земли, когда Солнце находится в соответствующей области неба.
Изображение Солнца на карте перемещается вдоль эклиптики справа налево.
В течение года Солнце успевает побывать в 12-и зодиакальных созвездиях и ещё в одном, — в Змееносце (с 29 ноября по 17 декабря),
На эклиптике выделяются четыре особые точки.
ВР — точка весеннего равноденствия. Солнце, проходя через точку весеннего равноденствия, попадает из южного полушария неба в северное.
ЛС — точка летнего солнцестояния, — точка эклиптики, расположенная в северном полушарии неба и наиболее удалённая от небесного экватора.
ОР — точка осеннего равноденствия. Солнце, проходя через точку осеннего равноденствия, попадает из северного полушария неба в южное.
ЗС — точка зимнего солнцестояния, — точка эклиптики, расположенная в южном полушарии неба и наиболее удалённая от небесного экватора.
Точка эклиптики
Солнце бывает в данной точке эклиптики
Начало астрономического сезона
Источник
Решебник по астрономии 11 класс на урок №7 (рабочая тетрадь) — Видимое движение Солнца и Луны
вкл. 27 Ноябрь 2016 .
Решебник по астрономии 11 класс на урок №7 (рабочая тетрадь) — Видимое движение Солнца и Луны
1. Используя карту звездного неба, укажите, через какие созвездия проходит годовой путь Солнца.
Начните перечень созвездий с точки весеннего равноденствия.
Рыба, Овен, Телец, Близнецы, Рак, Лев, Дева, Весы, Скорпион, Стрелец, Козерог, Водолей.
Начните перечень созвездий с точки осеннего равноденствия.
Дева, Весы, Скорпион, Стрелец, Козерог, Водолей, Рыба, Телец, Близнецы, Рак.
2. Запишите и объясните формулу, по которой вычисляется высота Солнца в полдень (или в верхней кульминации).
h☉ = (90° — φ) + δ☉, где h☉ — высота Солнца; φ — широта местности, где производятся наблюдения; δ☉ — склонение Солнца на момент наблюдения.
3. Заполните пустые клетки и недописанные даты в таблице.
Начало сезонов года | Название соответствующих дней | Экваториальные координаты | Созвездие | Высота Солнца в полдень | |
α☉ | δ☉ | ||||
20 (21 марта) | День весеннего равноденствия | 0 ч 00 м | 0 | Рыбы | 36° |
22 июня | День летнего солнцестояния | 6 ч 00 м | +23,5° | Граница: Телец — Близнецы | 59,5° |
22 (23) сентября | День осеннего равноденствия | 12 ч 00 м | 0 | Дева | 36° |
22 декабря | День зимнего солнцестояния | 18 ч 00 м | -23,5° | Стрелец | 12,5° |
4. Закончите предложения.
Синодический месяц — это период смены лунных фаз, он длится 29 суток.
Сидерический месяц — это полный оборот вокруг Солнца, он длится 27,3 суток.
Луна всегда обращена к Земле одним и тем же полушарием, так как за такое же время делает один оборот вокруг своей оси.
5. Используя рисунок 7.1, изобразите вид Луны (в положениях 1—8) и укажите названия ее фаз (в положениях 1, 3, 5, 7).
6. Рассмотрите рисунки 7.2 и 7.3 и укажите для каждого случая, в какой стороне горизонта и в какое время суток наблюдается Луна. (Наблюдатель находится в Северном полушарии Земли.)
Наблюдаемая картина | В какой стороне горизонта наблюдается | Время суток |
Восточная | Утро | |
Западная | Вечер |
7. Дополните схему возникновения солнечных и лунных затмений (рис. 7.4) необходимыми построениями и обозначьте на ней тени и полутени. Руководствуясь схемой, объясняющей возникновение затмений, закончите предложения.
Когда Луна попадает в тень Земли, происходит полное лунное затмение.
Когда Луна попадает в полутень Земли, происходит частичное лунное затмение.
Полное солнечное затмение наблюдается, если диск Солнца будет целиком закрыт Землёй.
Частное солнечное затмение наблюдается, если на Солнце попадает полутень от Луны.
Кольцеобразное затмение Солнца наблюдается, если в момент затмения диск Луны окажется слишком малым, чтобы полностью покрыть Солнце.
Затмения не наблюдаются каждый месяц, так как плоскости орбит Земли и Луны должны пересекаться под углом 5°09′.
8. На рисунках 7.5 и 7.6 стрелками укажите, с какого края полной Луны начинается лунное затмение. С какого края диска Солнца начинается солнечное затмение? (Наблюдатель в обоих случаях находится в Северном полушарии Земли.) Какова максимальная продолжительность фазы полного затмения Луны и максимальная продолжительность полного затмения Солнца?
На схеме Луны (рис. 7.5) дорисуйте стрелку, которая указывает вправо; на схеме Солнца (рис. 7.6) дорисуйте стрелку, указывающую влево.
Максимальная продолжительность полного лунного затмения: 11 ч 40 м
Максимальная продолжительность полного солнечного затмения: 7 мин 40 с
Источник
Урок 7
Начните перечень созвездий с точки весеннего равноденствия.
Рыба, Овен, Телец, Близнецы, Рак, Лев, Дева, Весы, Скорпион, Стрелец, Козерог, Водолей.
Начните перечень созвездий с точки осеннего равноденствия.
Дева, Весы, Скорпион, Стрелец, Козерог, Водолей, Рыба, Телец, Близнецы, Рак.
$h_☉ = (90° — φ) + δ_☉$, где $h_☉$ — высота Солнца; $φ$ — широта местности, где производятся наблюдения; $δ_☉$ — склонение Солнца на момент наблюдения.
Начало сезонов года | Название соответствующих дней | Экваториальные координаты | Созвездие | Высота Солнца в полдень | |
$α_☉$ | $δ_☉$ | ||||
20 (21 марта) | День весеннего равноденствия | $0ч 00м$ | $0$ | Рыбы | $36°$ |
22 июня | День летнего солнцестояния | $6ч 00м$ | $+23,5°$ | Граница: Телец — Близнецы | $59,5°$ |
22 (23) сентября | День осеннего равноденствия | $12ч 00м$ | $0$ | Дева | $36°$ |
22 декабря | День зимнего солнцестояния | $18ч 00м$ | $-23,5°$ | Стрелец | $12,5°$ |
Синодический месяц — это период смены лунных фаз, он длится 29 суток.
Сидерический месяц — это полный оборот вокруг Солнца, он длится 27,3 суток.
Луна всегда обращена к Земле одним и тем же полушарием, так как за такое же время делает один оборот вокруг своей оси.
№ | Вид Луны | Название фазы Луны |
1 | Новолуние | |
2 | молодая луна | |
3 | Последняя четверть | |
4 | прибывающая луна | |
5 | Полнолуние | |
6 | убывающая луна | |
7 | Первая четверть | |
8 | старая луна |
Наблюдаемая картина | В какой стороне горизонта наблюдается | Время суток |
Восточная | Утро | |
Западная | Вечер |
Когда Луна попадает в тень Земли, происходит полное лунное затмение.
Когда Луна попадает в полутень Земли, происходит частичное лунное затмение.
Полное солнечное затмение наблюдается, если диск Солнца будет целиком закрыт Землёй.
Частное солнечное затмение наблюдается, если на Солнце попадает полутень от Луны.
Кольцеобразное затмение Солнца наблюдается, если в момент затмения диск Луны окажется слишком малым, чтобы полностью покрыть Солнце.
Затмения не наблюдаются каждый месяц, так как плоскости орбит Земли и Луны должны пересекаться под углом 5°09′.
На схеме Луны (рис. 7.5) дорисуйте стрелку, которая указывает вправо; на схеме Солнца (рис. 7.6) дорисуйте стрелку, указывающую влево.
Максимальная продолжительность полного лунного затмения: 11 ч 40 м
Максимальная продолжительность полного солнечного затмения: 7 мин 40 с
Источник
Через какие созвездия проходит годовой путь солнца начиная с точки осеннего равноденствия
Дата Зодиака
(астрологическая)
Дата нахождения Солнца в созвездии реальная
21 марта — 20 апреля
19 апреля — 13 мая
21 апреля — 21 мая
14 мая — 21 июня
22 мая — 21 июня
22 июня — 20 июля
22 июня — 22 июля
21 июля — 10 августа
23 июля — 23 августа
11 августа — 16 сентября
24 августа — 23 сентября
17 сентября — 30 октября
24 сентября — 23 октября
31 октября — 23 ноября
24 октября — 22 ноября
24 ноября — 29 ноября
30 ноября — 17 декабря
23 ноября — 21 декабря
18 декабря — 20 января
22 декабря — 20 января
21 января — 16 февраля
21 января — 18 февраля
17 февраля — 11 марта
19 февраля — 20 марта
12 марта — 18 апреля
Около 2 тысяч лет назад знаки зодиака совпадали с одноименными зодиакальными созвездиями. Причиной смещения знаков зодиака относительно одноименных зодиакальных созвездий является установленная еще Гиппархом Родосским во II веке до нашей эры прецессия, или предварение равноденствий. В ту далекую эпоху, во времена Гиппарха, точка весеннего равноденствия находилась в созвездии Овна, поэтому была обозначена знаком этого созвездия, знаком Овна ♈ . Аналогично точка летнего солнцестояния находилась в созвездии Рака и обозначена его знаком ♋ , точка осеннего равноденствия в созвездии Весов ♎, а точка зимнего солнцестояния – в созвездии Козерога ♑ . Но затем они постепенно сместились к западу и давно уже находятся: точка весеннего равноденствия в созвездии Рыб, а точка осеннего равноденствия в созвездии Девы. Точка летнего солнцестояния с 1988 года находится в созвездии Тельца. Смещение точки весеннего равноденствия (она обозначается на картах ♈ ) происходит навстречу годичному движению Солнца примерно на 50″ в год.
Источник
Видимое годовое движение солнца на небесной сфере
Истинное движение Земли — Видимое годовое движение Солнца на небесной сфере — Небесный экватор и плоскость эклиптики — Экваториальные координаты Солнца в течение года
Истинное движение Земли
Чтобы понять принцип видимого движения Солнца и других светил на небесной сфере, рассмотрим сперва истинное движение Земли. Земля является одной из планет солнечной системы. Она непрерывно вращается вокруг своей оси.
Период вращения ее равен одним суткам, поэтому наблюдателю, находящемуся на Земле, кажется, что все небесные светила обращаются вокруг Земли с востока на запад с тем же периодом.
Наклон оси вращения Земли к плоскости орбиты
Но Земля не только вращается вокруг своей оси, но и обращается также вокруг Солнца по эллиптической орбите. Полный оборот вокруг Солнца она совершает за один год. Ось вращения Земли наклонена к плоскости орбиты под углом 66°33′. Положение оси в пространстве при движении Земли вокруг Солнца все время остается почти неизменным. Поэтому Северное и Южное полушария попеременно бывают обращены в сторону Солнца, в результате чего на Земле происходит смена времен года.
При наблюдении неба можно заметить, что звезды на протяжении многих лет неизменно сохраняют свое взаимное расположение.
Звезды “неподвижны” лишь потому, что находятся очень далеко от нас. Расстояние до них так велико, что с любой точки земной орбиты они видны одинаково.
А вот тела же солнечной системы — Солнце, Луна и планеты, которые находятся сравнительно недалеко от Земли, и смену их положений мы можем легко заметить. Таким образом, Солнце наравне со всеми светилами участвует в суточном движении и одновременно имеет собственное видимое движение (оно называется годовым движением), обусловленное движением Земли вокруг Солнца.
Представьте себе картину — Луна взяла и исчезла с орбиты Земли. Чем нам может грозить такой поворот событий? Подробнее об этом
Видимое годовое движение Солнца на небесной сфере
Наиболее просто годовое движение Солнца можно объяснить по рисунку приведенному ниже. Из этого рисунка видно, что в зависимости от положения Земли на орбите наблюдатель с Земли будет видеть Солнце на фоне разных созвездий. Ему будет казаться, что оно все время перемещается по небесной сфере. Это движение является отражением обращения Земли вокруг Солнца. За год Солнце сделает полный оборот.
Что представляет собой эклиптика
Большой круг на небесной сфере, по которому происходит видимое годовое движение Солнца, называется эклиптикой. Эклиптика — слово греческое и в переводе означает затмение. Этот круг назвали так потому, что затмения Солнца и Луны происходят только тогда, когда оба светила находятся на этом круге.
Следует отметить, что плоскость эклиптики совпадает с плоскостью орбиты Земли.
Видимое годовое движение Солнца по эклиптике происходит в том же направлении, в котором Земля движется по орбите вокруг Солнца, т. е. оно перемещается к востоку. В течение года Солнце последовательно проходит по эклиптике 12 созвездий, которые образуют пояс Зодиака и называются зодиакальными.
Пояс Зодиака образуют следующие созвездия: Рыбы, Овен, Телец, Близнецы, Рак, Лев, Дева, Весы, Скорпион, Стрелец, Козерог и Водолей. Вследствие того, что плоскость земного экватора наклонена к плоскости орбиты Земли на 23°27 ‘ , плоскость небесного экватора также наклонена к плоскости эклиптики на угол е=23°27′.
Наклон эклиптики к экватору не сохраняется постоянным (вследствие воздействия на Землю сил притяжения Солнца и Луны), поэтому в 1896 г. при утверждении астрономических постоянных решено было наклон эклиптики к экватору считать усредненно равным 23°27’8″,26.
Небесный экватор и плоскость эклиптики
Эклиптика пересекается с небесным экватором в двух точках, которые называются точками весеннего и осеннего равноденствий. Точку весеннего равноденствия принято обозначать знаком созвездия Овен Т, а точку осеннего равноденствия — знаком созвездия Весов —. Солнце в этих точках соответственно бывает 21 марта и 23 сентября. В эти дни на Земле день равен ночи, Солнце точно восходит в точке востока и заходит в точке запада.
Точки весеннего и осеннего равноденствия – места пересечения экватора и плоскости эклиптики
Точки эклиптики, отстоящие от точек равноденствий на 90°, называются точками солнцестояний. Точка Е на эклиптике, в которой Солнце занимает самое высокое положение относительно небесного экватора, называется точкой летнего солнцестояния, а точка Е’, в которой оно занимает самое низкое положение, называется точкой зимнего солнцестояния.
В точке летнего солнцестояния Солнце бывает 22 июня, а в точке зимнего солнцестояния — 22 декабря. В течение нескольких дней, близких к датам солнцестояний, полуденная высота Солнца остается почти неизменной, в связи с чем эти точки и получили такое название. Когда Солнце находится в точке летнего солнцестояния день в Северном полушарии самый длинный, а ночь самая короткая, а когда оно находится в точке зимнего солнцестояния — наоборот.
В день летнего солнцестояния точки восхода и захода Солнца максимально удалены к северу от точек востока и запада на горизонте, а в день зимнего солнцестояния они имеют наибольшее удаление к югу.
Движение Солнца по эклиптике приводит к непрерывному изменению его экваториальных координат, ежедневному изменению полуденной высоты и перемещению по горизонту точек восхода и захода.
Известно, что склонение Солнца отсчитывается от плоскости небесного экватора, а прямое восхождение — от точки весеннего равноденствия. Поэтому когда Солнце находится в точке весеннего равноденствия, его склонение и прямое восхождение равны нулю. В течение года склонение Солнца в настоящий период изменяется от +23°26′ до —23°26′, переходя два раза в год через нуль, а прямое восхождение от 0 до 360°.
Солнце имеет форму шара или сплюснуто у полюсов? Давайте разберемся! Подробнее об этом
Экваториальные координаты Солнца в течение года
Экваториальные координаты Солнца в течение года изменяются неравномерно. Происходит это вследствие неравномерности движения Солнца по эклиптике и движения Солнца по эклиптике и наклона эклиптики к экватору. Половину своего видимого годового пути Солнце проходит за 186 суток с 21 марта по 23 сентября, а вторую половину за 179 суток с 23 сентября по 21 марта.
Неравномерность движения Солнца по эклиптике связана с тем, что Земля на протяжении всего периода обращения вокруг Солнца движется по орбите не с одинаковой скоростью. Солнце находится в одном из фокусов эллиптической орбиты Земли.
движение Земли по орбите
Из второго закона Кеплера известно, что линия, соединяющая Солнце и планету, за равные промежутки времени описывает равные площади. Согласно этому закону Земля, находясь ближе всего к Солнцу, т. е. в перигелии, движется быстрее, а находясь дальше всего от Солнца, т. е. в афелии — медленнее.
Ближе к Солнцу Земля бывает зимой, а летом — дальше. Поэтому в зимние дни она движется по орбите быстрее, чем в летние. Вследствие этого суточное изменение прямого восхождения Солнца в день зимнего солнцестояния равно 1°07′, тогда как в день летнего солнцестояния оно равно только 1°02′.
Различие скоростей движения Земли в каждой точке орбиты вызывает неравномерность изменения не только прямого восхождения, но и склонения Солнца. Однако за счет наклона эклиптики к экватору его изменение имеет другой характер. Наиболее быстро склонение Солнца изменяется вблизи точек равноденствия, а у точек солнцестояния оно почти не изменяется.
Знание характера изменения экваториальных координат Солнца позволяет производить приближенный расчет прямого восхождения и склонения Солнца.
Для выполнения такого расчета берут ближайшую дату с известными экваториальными координатами Солнца. Затем учитывают, что прямое восхождение Солнца за сутки изменяется в среднем на 1°, а склонение Солнца в течение месяца до и после прохождения точек равноденствия изменяется на 0,4° в сутки; в течение месяца перед солнцестояниями и после них — на 0,1° в сутки, а в течение промежуточных месяцев между указанными — на 0,3°.
Источник