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
Мы видим как солнце двигается по небосклону
ПОЧЕМУ СОЛНЦЕ ДВИЖЕТСЯ ПО НЕБУ?
Долгое время люди считали, что Солнце действительно движется по небу, а Земля — неподвижна. Причем, вокруг нее движутся не только Солнце и Луна, но и все планеты, все звезды. Так, древнегреческий ученый Птолемей утверждал, что Земля — неподвижный центр Вселенной. Его система мира была названа геоцентрической (Ге — по-гречески «Земля»). Ошибочное представление о движении небесных тел существовало несколько веков, пока великий польский астроном Николай Коперник в XVI веке не предложил свою систему мира, названную гелиоцентрической (Гелиос — по-гречески Солнце). Это был революционный переворот в науке. Коперник первым дал правильный план строения Солнечной системы, по которому утверждалось, что в центре мира находится Солнце, а Земля вместе с другими планетами движется вокруг него. Теорию Коперника поддерживали и развивали многие ученые: И.Кеплер, И.Ньютон. В России учение Коперника поддерживал М.В.Ломоносов. В одном из своих стихотворений он писал:
— Что в том Коперник прав,
Я правду докажу, на Солнце не бывав.
Кто видел простака из поваров такого.
Который бы, вертел очаг вокруг жаркого?
Но Земля и другие планеты движутся вокруг Солнца и вращаются вокруг собственной оси. Полный оборот вокруг оси наша планета совершает за 24 часа, или за одни сутки. Находясь на поверхности движущейся Земли, мы не замечаем ее вращения, а видим лишь отражение этого вращения в суточном движении светил, в том числе, и Солнца по небосводу. Земля вращается с запада на восток, а нам кажется, что светила в своем суточном движении перемещаются с востока на запад. Таким образом, суточное движение Солнца и других светил представляет собой лишь видимое, кажущееся движение; а вот истинное, действительное (т.е. утро вращение Земли) происходит совершенно незаметно для нас. Ученые пришли к этому выводу не сразу.
Источник
Движется ли Солнце «задом наперед» в Южном полушарии?
Со школьных уроков географии и из походов на природу мы все знаем, что Солнце по небу движется с востока на запада (по часовой стрелке) и в полдень указывает на юг. Эти истины звучат уже почти как прописные. Особо опытные даже могут время определять по положению Солнца.
Но мозг жителей Северного полушария можно быстро ввести в ступор простым вопросом. А в какую сторону движется Солнце в Южном полушарии? Ведь антиподы смотрят на небо вверх тормашками. Вдруг у них и все небесные светила ходят в обратном направлении — с запада на восток? Разберемся.
С востока на запад или с запада на восток?
Повращайте любой круглый предмет в свете лампы и вы убедитесь, что какая-либо точка внизу шара и вверху попадает под падающие лучи одновременно. Если Нью-Йорк вошел в солнечный свет, то и «расположенный под ним» Буэнос-Айрес — тоже.
Жители этих городов, находящихся в разных полушариях, видят восход в одной и той же стороне света — на востоке. А это значит, что Солнце для тех и других движется по небосводу одинаково — с востока на запад. «И это все?» — подумаете вы. Но не тут-то было.
По часовой стрелке или против?
А теперь повернем на 90 градусов первую картинку из статьи и посмотрим, как видят ход Солнца по небу американец и индонезиец.
Рисунок наглядно дает понять, что для жителя Северного полушария Солнце встает на востоке, в полдень указывает на юг, а заходит на западе, описывая дугу по часовой стрелке . У его антипода светило тоже поднимается на востоке и пропадает за горизонтом на западе, за одним существенным исключением: в полдень Солнце кульминирует на севере и двигается по небу против часовой стрелке .
Сей факт, действительно, очень сильно ломает обыденные представления «северян» и может даже сбивать с толку, когда они оказываются по ту сторону Земли. Я был в Южном полушарии, в таких странах, как Новая Зеландия, Чили и Аргентина. И «обратный» ход Солнца по небу, реально, создает подспудное ощущение, что над твоей головой что-то происходит не так.
Источник
§ 64. Видимое движение светил
Солнце и движущиеся вокруг него небесные тела составляют Солнечную систему. Звёзды, которые мы видим невооружённым глазом, — это ничтожная доля звёзд, входящих в нашу Галактику. Вид звёздного неба меняется в зависимости от местонахождения наблюдателя на Земле. Так, суточное движение Солнца для жителей Северного полушария — это движение слева направо, для жителей Южного полушария — справа налево.
Путь, который проходит Солнце за год на фоне звёзд, называют эклиптикой (рис. 130), а период одного оборота по эклиптике называют звёздным годом. Он равен 365,2564 средних солнечных суток. Созвездия, через которые проходит эклиптика, называют зодиакальными. Их число соответствует количеству месяцев в году. Солнце перемещается по небу, переходя из одного созвездия в другое, и завершает полный оборот в течение года.
Рис. 130. Движение Солнца по эклиптике
Видимое движение Солнца по эклиптике подтверждает, что Земля движется вокруг Солнца (рис. 131). Солнце движется по эклиптике неравномерно. Дневная и ночная части его пути неодинаковы. Они равны только в дни равноденствия, когда Солнце находится на небесном экваторе.
Рис. 131. Движение Земли вокруг Солнца и кажущееся годичное движение Солнца
Земля является одной из планет Солнечной системы. Она обращается вокруг Солнца по эллиптической орбите и вращается вокруг собственной оси. Движение Земли вокруг Солнца и некоторый наклон земной оси приводят к смене времён года. При движении Земли вокруг Солнца ось Земли остаётся параллельной самой себе.
Луна — спутник Земли, ближайшее к Земле небесное тело. Она вращается вокруг Земли в том же направлении, что и Земля вокруг своей оси, а вместе с Землёй обращается вокруг Солнца.
Луна движется довольно быстро, так что её движение можно заметить в течение одной ночи. Луна не излучает света, поэтому на небе видна только освещенная Солнцем её поверхность — дневная сторона. Перемещаясь по небу с запада на восток, Луна за месяц догоняет и перегоняет Солнце. При этом происходит смена лунных фаз: новолуние, первая четверть, полнолуние, последняя четверть (рис. 132).
Рис. 132. Фазы Луны
В новолуние Луну не разглядеть даже в телескоп, так как она располагается в том же направлении, что и Солнце, и повёрнута к Земле неосвещённым полушарием. Когда Луна оказывается в стороне, противоположной Солнцу, наступает полнолуние. Полная Луна светит всю ночь. Путь Луны по небу проходит недалеко от эклиптики, поэтому полная Луна поднимается из-за горизонта при заходе Солнца.
Смена лунных фаз
Движение планет среди звёзд более сложное, чем движение Солнца и Луны. Все планеты обращаются вокруг Солнца в одном направлении. Планета, двигаясь в том же направлении, что и Солнце и Луна, через некоторое время замедляет свой ход, затем останавливается, смещается в обратном направлении и после очередной остановки снова меняет направление движения на первоначальное. Если нанести на карту этот путь, то получается петля (рис. 133). Невооружённым взглядом на небе можно увидеть пять планет: Меркурий, Венеру, Марс, Юпитер и Сатурн.
Рис. 133. Петлеобразное движение планет
Источник