АСТРОНОМИЯ БЕЗ ТЕЛЕСКОПОВ
Разобраться в сложном движении планет, определять изменения положения звезд на небе, составить первые звездные каталоги нельзя было без инструментов. Древние астрономы применяли гномон для определения высоты Солнца над горизонтом. Тень от солнечного гномона укорачивается, когда Солнце поднимается, и удлиняется, когда Солнце опускается. При этом еще и поворачивается. С помощью этого простейшего прибора можно было отмечать дни солнцестояний, а значит, фиксировать продолжительность года. Чем гномон выше, тем длиннее отбрасываемая им тень, тем точнее измерения.
Астрономический посох использовали для определения положения светил над горизонтом. Он представлял собой две скрещенные линейки с укрепленными на концах одной из них стержнями — визирами. Эта линейка перемещалась вдоль делений относительно глаза наблюдателя, и по ее положению можно было судить о высоте светила и угле между направлениями на две звезды.
Наибольшую точность измерений давал квадрант — четверть градуированного круга с подвижной линейкой. Если вместо четверти использовали шестую часть круга, то инструмент назывался секстант, а если восьмую — октант. Чем крупнее был инструмент, чем точнее была его градуировка и установка в вертикальной плоскости, тем более точные измерения можно было с ним выполнять.
Астролябия относится к тому же типу инструментов. Моделью небесной сферы с ее важнейшими точками и кругами, меридианом, горизонтом, полюсами и осью мира, эклиптикой служила армиллярная сфера, или попросту армилла. Ее как наглядное пособие используют до сих пор на учебных занятиях по астрономии.
Древние астрономы умели измерять не только координаты светил, но и время их нахождения в той или иной точке небесной сферы. Самые древние часы — солнечные. Они состоят из стержня, направленного к Полярной звезде, и циферблата, разделенного на часы и минуты. Тень от стержня выполняла роль стрелки, С помощью таких часов можно было определять время с точностью до минуты, но, к сожалению, в пасмурную погоду они «не работали». Поэтому употребляли песочные и водяные часы, где время измерялось равномерным движением песка или воды.
Источник
Сам ржу на своим вопросом. Кто нибудь тень мерил?
Короче, вот тебе научный подход 1. Онлайн калькулятор угловой высоты солнца.
http://planetcalc.ru/320/
Вводишь дату, время, регион — получаешь угол.
Жарким днем самого длинного дня года (22 июня) — угловая высота 57 градусов.
Запомним это.
То есть, в любое другое время (время года и время суток) солнце будет ниже, и угловая высота меньше.
2. Берем твой дом высотой 7 метров. Это один катет.
Расстояние до соседского огорода — другой катет.
Строим гипотенузу между концами этих катетов, и видим угол.
Тангенс угла — отношение противолежащего катета к прилежащему.
Видимо, что при угле 57 градусов тангенс равен 1,54.
То есть, в самый солнечный день года, когда солнце в наивысшей точке, тень (которая в этот день и это время самая короткая) будет иметь длину 7/1,54=4.5 метра.
Итого. В любое время года и суток тень от дома будет иметь длину БОЛЬШЕ ИЛИ РАВНОЙ 4,5 метрам от дома.
Но!
Далее вопрос в том, в какой стороне света относительно дома находится огород.
Потому что если он, например, к югу от дома — тени там не будет вообще (ночью тени не бывает).
А если, как ты пишешь, к востоку, то тень будет длинная, но уже поздно вечером, когда для овощей пофиг, есть тень или нет.
Ну так тень движется Солнце всходит утром на востоке (рано-рано солнце низко, тень длинная). Поэтому тени от объектов затеняют все то, что находится НА ЗАПАДЕ от объектов.
Потом солнце поднимается выше (тени укорачиваются) и движется через юг в сторону запада.
Самое высокое солнце (и самые короткие тени) — в обед, когда солнце прям на юге находится. Тогда затеняются участки к СЕВЕРУ от дома.
Потом солнце постепенно садится (тени опять удлинняются), солнце движется на запад, и тени соответственно на восток.
То есть, солнце движется с востока через юг на запад (описывая дугу по небу, достигая высшей точки в полдень на юге), а тени движутся с запада через север на восток, утром и вечером они длинные, в полдень они короткие.
Поэтому нельзя говорить «тень от дома 4 метра» — это имеет смысл ТОЛЬКО с указанием, в какое время суток (час-минута) и какого числа-месяца.
22 июня — самый длинный день, самое высокое солнце в полдень.
22 декабря — самый короткий день, самое низкое солнце в полдень.
Источник
Когда солнце поднималось над горизонтом тень
Роза Мария Рос. «Мир математики» № 30
«Музыка сфер. Астрономия и математика»
Систематизация и структурирование результатов астрономических наблюдений возможны только благодаря математике. Более того, математика сыграла важнейшую роль в развитии астрономии. Однако астрономия имеет свои особенности: вы не можете повторить эксперимент в лаборатории в любое удобное время, изменив то или иное условие. А ведь как прекрасно было бы заказывать затмения по желанию!
Хочу частичное солнечное затмение! Нет, лучше полное!
Астрономия родилась одновременно с человечеством. Телевизора у древнего человека не было, и он наверняка проводил вечера, глядя на звёздное небо. По крайней мере, на небо он смотрел чаще, чем любой из нас. Постепенно наши предки начали понимать, что некоторые астрономические явления повторяются и, наблюдая за ними, можно определить, когда начинать сеять, а когда — отправляться на охоту.
Несомненно, все эти знания помогали людям выживать. Так наука впервые доказала свою полезность. Кроме того, древние люди считали, что те явления, которые они не могут объяснить, происходят по воле Бога. Такие события были сакральными, их связывали с выполнением определённых ритуалов, которые и стали задачей жрецов различных примитивных культов.
Астрономия всегда была близка простым людям, поэтому, возможно, в прошлом она была ближе к человеку, чем сейчас. Мой дед-крестьянин знал то, что сейчас неизвестно большинству городских жителей. К примеру, он рассказывал, что каждую ночь луна восходит на час позже (в действительности на 50 минут, однако подобная точность для крестьянина была несущественной). Моя бабушка знала, что летом солнце стоит выше, чем зимой: его лучи проникали через окно и освещали дальнюю стену комнаты в разное время года по-разному. Интересно, что астрономия больше других наук привлекает любителей во всём мире. Возможно, вызвано это тем, что небо всегда находится у нас над головой, даже в облачный день, а вот, например, любителям-орнитологам надо ехать в какие-то определённые места, что бы наблюдать, как птицы вьют гнёзда. Обилие астрономов-любителей является одной из характерных особенностей данной науки. Благодаря этому распространение новых результатов в астрономии происходит успешно и очень быстро, а некоторым астрономам-любителям удалось добиться больших успехов в изучении небес.
Мне кажется, что распространение результатов астрономических наблюдений происходит проще, чем в других науках, потому что астрономия очень наглядна.
Объяснить последние математические открытия, относящиеся, например, к теории чисел или дифференциальной геометрии, довольно сложно, а продемонстрировать последние снимки, полученные телескопом «Хаббл», нетрудно. Кто из нас, затаив дыхание, не рассматривал фотографии космоса? Более того, астрономия в грамотном изложении по эмоциям и накалу страстей не уступит и сериалу. Кто из нас не удивится, узнав, что звёзды рождаются, стареют и умирают, а некоторые из них ждёт трагическая гибель? Кто не расчувствуется, узнав, что именно внутри звёзд родились самые тяжёлые химические элементы, из которых состоит наше тело? Кто не почувствует себя частью космоса, узнав, что мы — всего лишь дети звёзд, звёздная пыль? Кроме того, во Вселенной движутся и сталкиваются между собой целые галактики. В конечном итоге астрономия — это целый мир, полный прекрасных образов.
Люди хотят узнать об астрономии больше — возможно, потому, что эта наука рассказывает о прошлом, о том, как вращается Земля, о Солнечной системе, о космосе и, следовательно, о нашем доме. И ещё она говорит о том, откуда мы взялись.
Также астрономия позволяет предсказывать смену времён года, затмения, положение планет и звёзд на небе. Этот аспект порой используют псевдоучёные, чтобы предсказать какие-то явления, никак не связанные с расположением небесных тел. Возможно, это является следствием самой природы человека: люди чувствуют неуверенность в будущем и пытаются устранить её любыми способами, например с помощью астрологических прогнозов.
Кстати, если говорить о прогнозах, то между астрономией и математикой существует особая связь, ведь астрономические прогнозы являются результатами математических расчётов. По сути, многие задачи астрономии стало возможным решить благодаря развитию новых разделов математики.
Я ожидаю, что эта книга придётся по душе читателю, и в ней он найдёт ответ на некоторые интересующие его вопросы. Возможно, после чтения у вас возникнут новые идеи — именно таким путём и движется наука. Любой исследователь понимает, что он зажат в рамки: с одной стороны, он испытывает удовольствие от того, что побеждает неподвластную ранее задачу или начинает понимать то, чего раньше не понимал, но, с другой стороны, ему не дают покоя всё новые и новые вопросы.
Я была бы очень рада, если бы читатель получил от этой книги удовольствие сродни исследовательскому. Признаюсь, я работала над ней с наслаждением и надеюсь, что и вы испытаете нечто похожее.
Книга состоит из пяти глав, посвящённых важнейшим темам астрономии, связанным с математикой, — положению планет и измерению времени. В двух первых главах рассказывается об относительном положении небесных тел и расстояниях между ними, в двух последних — об измерении времени. В самой важной, третьей главе, мы поговорим о затмениях — астрономических явлениях, во время которых небесные тела занимают особое положение в пространстве.
Глава 1. Основные углы и расстояния: азбука астрономии
Очевидно, что основной целью науки, посвящённой наблюдению и изучению объектов, является определение их местоположения. В решении этой крайне важной задачи главную роль играет математика, позволяющая вычислить три значения: величины двух углов, указывающих расположение объекта на небесной сфере, и расстояние от объекта до нас. Определить эти два угла сравнительно просто, а вот вычисление расстояний до небесных тел — напротив, одна из сложнейших задач астрономии.
Определение положения по двум углам
Для расчёта положения тела на поверхности Земли используется метод координат. Так как результаты астрономических наблюдений часто зависят от того, где находится наблюдатель, учитывать земные координаты при работе с астрономическими данными крайне важно. Коротко опишем метод расчёта положения небесных тел.
Наша планета вращается вокруг оси, которая обычно используется в качестве линии отсчёта при определении положения точек на поверхности Земли. К примеру, точки пересечения земной оси с поверхностью нашей планеты называются Северным и Южным полюсом. Если мы рассмотрим плоскость, перпендикулярную оси вращения Земли и проходящую через центр нашей планеты, то увидим, что линией пересечения этой плоскости и земной поверхности будет экватор, который делит Землю на два полушария, Северное и Южное (в их вершинах находятся Северный и Южный полюс соответственно). Если теперь мы представим бесконечное число плоскостей, параллельных экватору, и рассечём этими плоскостями поверхность Земли, то получим окружности меньшего размера — параллели.
Теперь представим, что Земля подобна апельсину, разделённому на дольки с помощью линий, проходящих через оба полюса перпендикулярно экватору. Будем называть эти линии меридианами. В отличие от экватора и параллелей, все меридианы имеют равную длину. В 1884 году было принято решение выбрать в качестве нулевого меридиан, проходящий через Гринвичскую обсерваторию близ Лондона. Этот меридиан сохранил свой статус до наших дней, хотя ранее большинство европейских моряков использовали в качестве нулевого меридиан острова Иерро в Канарском архипелаге, точнее меридиан мыса Орчилья на западной оконечности острова. Вызвано это было тем, что со времён Птолемея остров Иерро считался концом известного мира, и до 1492 года о землях, лежащих к западу от острова, ничего не было известно.
Источник
ЧИТАТЬ КНИГУ ОНЛАЙН: Когда?
НАСТРОЙКИ.
СОДЕРЖАНИЕ.
СОДЕРЖАНИЕ
Никто на свете не решит совсем будто простую задачку: Вася прошел четыре километра, а Петя — три; кто шагал быстрее? «Да тут и решать-то нечего, — скажете вы, — ясно кто — Вася!» Не торопитесь, пожалуйста. А время ? Вы забыли о нем. Представьте себе, что Вася затратил на свое путешествие целый час, а Петя — только полчаса. Кто шагал быстрее? Выходит, Петя.
Любопытно, что само слово «время» происходит от «вартман», а это слово на одном из древнейших языков, санскрите, означало «путь», «след колес». В старину говорили: «До города два дня пути». Да и теперь мы нередко слышим: «Это совсем близко — минут пять ходу, не больше!» Астрономы световыми годами измеряют расстояния в космическом пространстве.
Нигде и никогда нерасторжима «дружба» пространства и времени: одно не может существовать без другого. В самом деле, все в мире происходит не только где-то, но и когда-то, все вещи и события имеют свой адрес во времени.
Прекрасная роза, что расцвела вчера, сегодня поблекла, а завтра увянет. Она осталась на прежнем месте, но исчезает нежный ее аромат и осыпаются лепестки — это уже не та, не вчерашняя роза.
Все в мире изменяется. И часто необходимо предвидеть, когда наступит какое-нибудь событие и сколько оно продлится — когда начнется и когда кончится.
Видели вы или слышали вездесущее время? Беззвучно и непрерывно, никогда не останавливаясь, струится оно, незримое, неощутимое, неуловимое… Впрочем, есть у нас «ловцы» времени: не забывайте только каждый день заводить свои часы и отрывать очередной листок календаря. Чего проще!
Хорошие часы ошибаются за неделю не более чем на минуту. Лучшие астрономические часы еще недавно показывали время с точностью до десятой доли секунды в неделю. А если бы нынешние атомные часы были пущены в ход на заре культуры, 6000 лет назад, то за все эти необозримые века «согрешили» бы всего только на 6 секунд — казалось бы, высший образец точности, предел совершенства. Но уже созданы атомные часы, втрое более точные: подумать только, за шесть тысячелетий они ошибутся лишь на две секунды!
Все вещи совершенствуются. А наш календарь? Он на тысячи лет старше привычных колесных часов и все-таки хуже того, что существовал еще в Древнем Египте. Десятки веков прошли с тех пор, сменилось больше сотни поколений — неужели ничего лучше нельзя было придумать?
А ведь совсем немногое требуется от календаря: он должен вести правильный, без пропусков и повторений, счет суток — только и всего, но в этом-то, оказывается, главная сложность.
Хотите измерить длину — к вашим услугам метры или футы. Наш урожай мы оцениваем тоннами и пудами. В каждой стране свои денежные единицы: рубли, доллары, марки, франки — нет им числа. А время во всем свете измеряют одинаково: секундами, минутами, часами, днями, неделями…
Можно договориться, что в метре 100 сантиметров, что в пуде сорок фунтов. Можно условиться, что в месяце тридцать дней или двадцать — были и такие месяцы. Можно считать, что в неделе семь суток, или десять, или тринадцать — были и такие недели. Все эти меры придуманы, и можно изменить их как угодно и как удобнее.
А вот основные меры времени даны самой природой и от нашей воли не зависят: за сутки Земля совершает ровно один оборот вокруг своей оси, а за год — тоже один оборот вокруг Солнца. Эти меры не придуманы, их нельзя изменить: они обязательны для всех стран и народов.
Астрономический год — один оборот Земли вокруг Солнца — делится на четыре сезона.
Нелегко было определить, сколько времени продолжаются сутки и год. А когда это узнали, возникла очень трудная, вернее — неразрешимая задача.
Хорошо, если бы в году было целое число суток, все равно сколько: 365 или 563. Тогда легко было бы создать простой и удобный календарь. Если бы год состоял даже из 365 дней плюс еще половина или восьмая часть суток, из этих половинок или восьмушек можно было бы составить целые сутки.
Но год продолжается 365 + 0,24219… суток.
Видите, какая нескладная, длинная дробь получается, сразу ее даже не прочитаешь. И последняя цифра — еще не последняя: дробь эта бесконечная. Можно записать ее попроще и менее точно: 365 суток + 5 часов 48 минут 46 секунд.
Из этой «добавки», как ни старайтесь, целых суток вы не получите. Год и сутки, говорят математики, несоизмеримы: нельзя разделить большую величину на меньшую без остатка. Нот почему и получается бесконечная дробь.
Не странно ли это? Нет, нисколько. Напротив, было бы просто чудом из чудес, если бы год содержал ровно 365 1 /4 или 365 + 7 /8) суток. Ведь между двумя целыми числами, 365 и 366, существует беспредельное множество дробей. Кто мог выбрать из этого необъятного океана «подходящие» капельки?
Природа не математик: нет у нее сознательной, разумной цели. Дай волю человеку, он сотворил бы более удобную Землю и, может быть, со временем заставит ее двигаться быстрее или медленнее. Но пока приходится считаться с тем, что есть.
Раз год несоизмерим с сутками, создать точный календарь нельзя, это неразрешимая задача. Однако календарь у нас есть, значит, ее все-таки решили. Интересно — как это удалось.
И еще любопытно знать: почему год у нас начинается 1 января и состоит из двенадцати месяцев, а в каждом из них неодинаковое число дней? Всюду, у всех ли народов, такой календарь? Откуда появилась семидневная неделя? Как сложились названия месяцев и дней? Почему днем отдыха считают воскресенье?
Говорят, что Рим был основан в 753 году до новой эры (или, сокращенно, до н. э.). Что это за эра и почему сейчас 1968 год, а не какой-нибудь другой? Хорош ли наш календарь и нельзя ли его улучшить? Можно ли создать долговечный календарь.
ДЕНЬ ДА НОЧЬ — СУТКИ ПРОЧЬ!
Забавную сказку сложили полинезийцы [1].
Раньше бог Солнца Тама, как праздный бродяга, слонялся по небу куда вздумает или летал с быстротой молнии. Но в конце концов приручил его и укротил хитрый Мауи.
Чудесными подвигами прославился знаменитый герой-полубог: он изобрел дротик для охотников и рыболовные крючки, похитил у подземного бога огонь, выловил из морских глубин острова, сотворил первое домашнее животное — собаку Иравари.
Тама-Солнце так быстро мчался по своей небесной дороге, что мудрено было за ним поспеть. «Дни
Источник