Урок 5
Истинными солнечными сутками называют движение центра солнечного диска.
Звездными сутками называют промежуток времени между двумя последовательными одноимёнными кульминациями точки весеннего равноденствия.
Среднее солнечное время — это промежуток времени от нижней кульминации среднего солнца на данном меридиане до любого другого положения.
Для наблюдателей, находящихся на одном и том же меридиане, кульминация Солнца (как и любого другого светила) происходит в одно и то же время.
Разность значений местного времени в двух пунктах земной поверхности в один и тот же физический момент равна разности значения их географических долгот.
- а) в местный полдень путешественник отметил $14$ ч $13$ мин по гринвичскому времени;
- б) по сигналам точного гринвичского времени $8$ ч $00$ мин $00$ с геолог зарегистрировал $10$ ч $13$ мин $42$ с местного времени;
- в) штурман лайнера в $17$ ч $52$ мин $37$ с местного времени принял сигнал точного гринвичского времени $12$ ч $00$ мин $00$ с;
- г) путешественники в местный полдень отметили $17$ ч $35$ мин по гринвичскому времени.
- а) $λ = T_M — T_0;$ $λ = 12^ч00^м — 14^ч13^м = 2^ч13^м$ з. д.
- б) $λ = T_M — T_0;$ $λ =10^ч13^м42^с — 8^ч00^м00^с = 2^ч13^м42^с$ в. д.
- в) $λ = 17^ч52^м37^с — 12^ч00^м00^с = 5^ч52^м37^с$ в. д.
- г) $λ = 12^ч00^м — 17^ч35^м = 5^ч35^м$ з. д.
Поясной счет времени осуществляется по принципу: весь земной шар разделён на 24 часовых пояса, каждый из которых простирается на долготе 15°; в пределах одного пояса во всех пунктах время одинаковое.
Местным временем называют время в зависимости от пояса, на котором мы находимся.
Летнее время вводят для того, чтобы более эффективно использовать светлое время суток.
В основе календаря лежат следующие периодические астрономические явления: смена дня и ночи, изменение лунных фаз, смена поры года.
Григорианский календарь (новый стиль), пришедший на смену юлианскому календарю (старый стиль), имеет следующие особенности: изменено правило високосных лет (не каждый 4 год — високосный). Високосным годом может считаться год, который заканчивается на два нуля, в котором число сотен кратно четырём. Остальные года — невисокосные.
Источник
Кульминация (астрономия)
В астрономии кульминация ( лат. Culmen , вершина) — это прохождение астрономического объекта через наивысшую ( верхнюю кульминацию ) или самую низкую ( нижнюю кульминацию ) дневную позицию на его очевидном круговом пути в небе . Такое же обозначение используется для времени такого прохода и для соответствующей высоты.
Для позиции, измеренной с углом места h, указывается время прохождения этой позиции. Угол возвышения отрицательный, если кульминация находится ниже горизонта и не видна. Обычно это относится к нижней кульминации.
Содержание
Угол возвышения на кульминации
Угол возвышения объекта задается ЧАС <\ displaystyle h> 
- склонение объекта (северная половина неба :; южной половине неба 🙂 и δ <\ displaystyle \ delta>
0>»> δ > 0 <\ displaystyle \ delta>0>0″> δ 0 <\ displaystyle \ delta - широта места расположения наблюдения ( северное полушарие : ; южное полушарие : ) φ <\ displaystyle \ varphi>0>»> φ > 0 <\ displaystyle \ varphi>0>0″> φ 0 <\ displaystyle \ varphi
по следующим формулам (они точны, только если точка кульминации находится на меридиане ):
| Угол возвышения | |
|---|---|
| верхняя кульминация | ЧАС О K знак равно + 90 ∘ — | δ — φ | <\ displaystyle h _ <\ mathrm |
| нижняя кульминация | ЧАС U K знак равно — 90 ∘ + | δ + φ | <\ displaystyle h _ <\ mathrm |
Кульминационная высота и видимость
- В циркумполярные звезды никогда не заходило, их нижняя кульминация всегда над горизонтом: 0>»> ЧАС U K > 0 <\ displaystyle h _ <\ mathrm
>> 0> 0″> - И наоборот, звезды около противоположного полюса на небе никогда не будут видны с другой половины Земли; верхняя кульминация также имеет отрицательный угол возвышения: ЧАС О K 0 <\ Displaystyle ч _ <\ mathrm <ОК>>
Примерами являются звезды Южного Креста ( звезды в южном полушарии), которые можно наблюдать только примерно до 25 ° северной широты в верхней кульминации. δ ≈ — 35 год ∘ 0 → <\ displaystyle \ delta \ приблизительно -35 ^ <\ circ>
- Для объектов со склонением между двумя указанными выше. Ценности, только верхняя кульминация лежит за горизонтом; эти объекты поднимаются и опускаются. δ <\ displaystyle \ delta>
Из этого следует:
| Расположение наблюдателя | Видимость звезд, отвечающих следующему условию | ||
|---|---|---|---|
| приполярный: всегда | не всегда | никогда | |
| Северный полюс φ знак равно + 90 ∘ <\ displaystyle \ varphi = + 90 ^ <\ circ>> | 0^<\circ >>»> δ > 0 ∘ <\ displaystyle \ delta>0 ^ <\ circ>> 0 ^ <\ circ>>»> , г. ЧАС. северное небо | — | δ 0 ∘ <\ displaystyle \ delta , г. ЧАС. южное небо |
| Северное полушарие 0 ∘ φ + 90 ∘ <\ displaystyle 0 ^ <\ circ> | +(90^<\circ >-\varphi )>»> δ > + ( 90 ∘ — φ ) <\ displaystyle \ delta>+ (90 ^ <\ circ>— \ varphi)> + (90 ^ \ circ — \ varphi)»> | — ( 90 ∘ — φ ) δ + ( 90 ∘ — φ ) <\ displaystyle - (90 ^ <\ circ>— \ varphi) | δ — ( 90 ∘ — φ ) <\ displaystyle \ delta |
| экватор φ знак равно 0 ∘ <\ displaystyle \ varphi = 0 ^ <\ circ>> | — | — 90 ∘ δ + 90 ∘ <\ displaystyle -90 ^ <\ circ> , г. ЧАС. все звезды | — |
| Южное полушарие — 90 ∘ φ 0 ∘ <\ displaystyle -90 ^ <\ circ> | δ — ( 90 ∘ + φ ) <\ displaystyle \ delta | — ( 90 ∘ + φ ) δ + ( 90 ∘ + φ ) <\ Displaystyle - (90 ^ <\ circ>+ \ varphi) | +(90^<\circ >+\varphi )>»> δ > + ( 90 ∘ + φ ) <\ displaystyle \ delta>+ (90 ^ <\ circ>+ \ varphi)> + (90 ^ \ circ + \ varphi)»> |
| Южный полюс φ знак равно — 90 ∘ <\ displaystyle \ varphi = -90 ^ <\ circ>> | δ 0 ∘ <\ displaystyle \ delta , г. ЧАС. южное небо | — | 0^<\circ >>»> δ > 0 ∘ <\ displaystyle \ delta>0 ^ <\ circ>> 0 ^ <\ circ>>»> , г. ЧАС. северное небо |
Верхняя кульминация звезды находится в северном полушарии Земли.
- к югу от зенита, если его склонение меньше широты, и
- к северу от зенита (между зенитом и северным полюсом), если его склонение больше широты;
нижняя кульминация, если она видна, всегда находится к северу от зенита (за северным полюсом).
Кульминация и меридиан
В случае астрономического объекта с постоянным склонением точки кульминации для конкретного места наблюдения лежат на соответствующем (астрономическом) меридиане , то есть точно в направлении южной или северной точки горизонта. Тогда время кульминации и прохождения меридиана идентично.
В случае небесных тел с собственным движением — например, Солнца , Луны , планет , планетоидов , спутников — точки кульминации обычно не находятся точно на меридиане, потому что их склонение меняется.
В случае с солнцем отклонение его кульминации от меридионального прохождения очень мало и почти равно нулю во время солнцестояний . Ежедневные кульминации происходят в течение полугода между зимним и летним солнцестоянием, немного позже , во втором полугодии, незадолго до прохождения меридиана. Разница во времени между верхней кульминацией и истинным полуднем обычно составляет всего несколько секунд. Угол возвышения Солнца в верхней кульминации и его полуденная высота во время прохождения меридиана примерно одинаковы.
С другой стороны, спутники и луна совершают относительно большие движения сами по себе, так что отклонения от меридиана могут быть значительными. С Луной разница во времени между кульминацией и прохождением меридиана составляет несколько минут и может быть рассчитана примерно следующим образом: Δ т <\ displaystyle \ Delta t>
Δ т ≈ ( загар φ — загар δ ) ⋅ d т d δ <\ displaystyle \ Delta t \ приблизительно (\ tan \ varphi - \ tan \ delta) \ cdot <\ frac <\ mathrm
Кульминация и звездное время
Верхняя кульминация небесного тела играет роль в измерении звездного времени его прямого угла восхождения , который задается в мере времени (угол) : моменту верхней кульминации весеннего равноденствия (точка отсчета для прямого угла восхождения) присваивается звездное время 00:00 . Если какое-либо небесное тело достигает своей кульминации, то с тех пор оно переместилось под прямым углом восхождения, которому соответствует действительное звездное время. Указание прямого восхождения как звездного времени зависит от места наблюдения, т.е. ЧАС. 00:00 звездного времени не везде одновременно, так как точка весеннего равноденствия достигает своей кульминации в разное время на каждой долготе на Земле.
Время между двумя кульминациями весеннего равноденствия — это звездный день , который так же, как и солнечный день , делится на (Sternzeit-) часы, минуты и секунды. Прямое восхождение неподвижных звезд и, следовательно, звездное время неизменны (значение слова fix ), прямое восхождение Солнца, с другой стороны, увеличивается ежедневно примерно на 1 °, угол орбиты Земли вокруг Солнца. Следовательно, звездные сутки примерно на 4 сидерических минуты короче солнечных суток (см. Также сидерический период , синодический период ). В этом отношении все звездные единицы времени меньше, чем единицы солнечного времени:
т s т е р п т s О п п е ≈ 0,997 27 1 <\ displaystyle <\ frac
Источник
Кульминация звёзд и как она рассчитывается
Как оказалось, не все знают, что такое кульминация звёзд . По определению, кульминация означает наиболее высокий момент чего-либо. Собственно говоря, в астрономии под этим подразумевают наивысший момент движения космического объекта.
Итак, кульминация звезды — это момент её прохождения сквозь небесный меридиан во время суточного движения светила.
Стоит напомнить, что небесный меридиан является кругом сферы неба, который проходить сквозь зенит, полюс мира, а также южный полюс мира и надир.
Полюс мира представляет собой, можно сказать, отправную точку. Она лежит на небесной сфере, и как раз вокруг неё происходит видимое суточное движение звёзд. Причем перемещаются они по кругу параллельно экватору.
Какая бывает кульминация звезд
По данным учёных, любое светило в течение суток пересекает меридиан неба в двух точках. Другими словами, вот этот момент и называется кульминацией.
Период между описываемым пересечением звёздных тел составляет половину суток, то есть 12 часов.
Так как кульминация звёзд происходит два раза за сутки, то она бывает двух видов:
- верхняя, когда высота светила достигает максимального значения;
- нижняя, наоборот, наступает в то время, когда высота звезды минимальна.
Как рассчитывается кульминация звёзд
Поскольку высота полюса мира над горизонтом равна географической широте местности, то определить значения момента пересечений звёздного тела и небесного меридиана не так уж сложно.
В действительности, верхняя и нижняя кульминация звезды рассчитывается по формуле:
где h — высота, ф — географическая широта и δ — склонение.
Получается, что если известно склонение и высота звезды в момент кульминации, то можно рассчитать географическую широту местности, откуда проводятся наблюдения.
Что интересно, незаходящая звезда для определённой географической широты наблюдается и в верхней, и в нижней кульминации. А вот если светило находится далеко от небесного экватора в сторону юга, то его пересечение с меридианом может быть незаметно.
Для понимания, как и когда происходит кульминация звёзд можно обратиться к нашему главному светилу. Правда, самый простой пример, это Солнце. Оно, как и другие звёзды, два раза в сутки пересекает небесный меридиан. И все мы хорошо знаем это время. Во-первых, верхняя солнечная кульминация-это полдень. Во-вторых, спустя половину суток (12 часов), наступает полночь или нижняя кульминация.
Как видно, люди долгое время наблюдали за движением небесных тел. Они выделили определённые особенности и научились применять их в своей жизни. В целом, само наблюдение за загадочными и светящимися звёздными точками, небесной сферой и космосом безумно увлекательное и красивое зрелище.
Источник