Подготовка карты и работа с ней

Практическая работа №2

Работа с подвижной картой звездного неба.

Цели: изучить звездное небо;

 ОСВОИТЬ: а) содержание звездных атласов и их применение при изучении звездного неба;     6) содержание и использование астрономических календарей;

 научиться: а) изготавливать и применять подвижную карту звездного неба для определения вида звездного неба в разное время суток любого дня года, находить на небе основные созвездия,       6) решать задачи на условия видимости небесных светил и определять их координаты.

Оборудование:

 подвижная карта звездного неба, карта звездного неба, астрономический календарь, звездный атлас А.А. Михайлова.

Теория

 

Звездное небо

 

В 1922 году Международный астрономический союз принял соглашение — звездное небе условно разделить на 88 созвездий. Созвездие —участок звездного неба со строго определенными и закрепленными границами. На рисунке 1 изображены некоторые созвездия, видимые на небе в средних географических широтах. Для их изучения необходимо пользоваться картой звездного неба.

По звездам  и  Большой Медведицы можно найти  Малой Медведицы. Это Полярная звезда. Этой звездой заканчивается ручка ковша Малой Медведицы. Под Полярной звездой на горизонте расположена точка севера. Благодаря этим знаниям можно легко находить страны света (север, юг, восток, запад). Продолжив прямую, проходящую от Большой Медведицы к Полярной звезде, можно найти созвездие Кассиопея, яркие звезды которого расположены в виде перевернутой буквы М. В средних широтах в течение всего года Большая Медведица, Малая Медведица и Кассиопея видны на небе над горизонтом. Большинство других созвездий надо наблюдать в определенное время года. Например, одними из первых на летнем и осеннем вечернем небе появляются яркие звезды Вега (  Лиры), Денеб (  Лебедя), Альтаир (  Орла). Они образуют летний (летне-осенний) треугольник (рис.1). Четыре звезды созвездия Лиры, расположенные около Веги, образуют параллелограмм. Вега —самая яркая звезда северного неба. Наиболее яркие звезды созвездия Лебедя расположены в виде креста. В одной из вершин данного креста находится Денеб.

Осенью появляется возможность для наблюдения созвездий Пегаса и Андромеды. Здесь на помощь приходит созвездие Кассиопеи (рис.1). Яркие звезды Пегаса и Андромеды расположены в виде ковша с ручкой. Этот ковш превосходит созвездие Большой Медведицы и составлен тремя звездами Пегаса () и звездой Андромеды.

Зимой на вечернем небе находится определенная группа созвездий. Из них отчетливо выделяется красивейшее созвездие Ориона. Над Орионом (звезды ) блестит Бетельгейзе (  Ориона), а ниже — Ригель (  Ориона). Если мысленно представить спиральную линию, которая начинается от звезды  Ориона и проходит через звезды , , то, продолжая эту линию, можно последовательно встречать такие яркие звезды, как Альдебаран ( Тельца), Капеллу ( Возничего),

Поллукс (  Близнецов), Процион (а  Малого Пса), Сириус (  Большого Пса). Сириус — это самая яркая звезда неба. Бетельгейзе, Процион и Сириус образуют зимний треугольник.

 

Весной, помимо знакомых созвездий, можно наблюдать созвездия Волопаса, Девы, Льва. Ручка ковша Большой Медведицы (рис.1) указывает направление на яркие звезды созвездий Волопаса и Девы. На продолжении этой ручки можно найти Арктур (  Волопаса) и Спику ( Девы). Яркие звезды созвездия Льва образуют большую трапецию. Западная южная (правая нижняя) звезда трапеции — Регул (  Льва), а нижняя левая — Денебола. Арктур, Спика, Денебола — это звезды, которые образуют весенний треугольник.

Рис.1.

Изучать звездное небо необходимо на протяжении всего года. Подвижная карта звездного неба (ПКЗН) помогает быстро определить, какие созвездия и яркие звезды видны в данный вечер.

 

Подвижная карта звездного неба

 

Применяя подвижную карту звездного неба, можно:

· определять вид звездного неба в разное время суток любого дня года;

· решать задачи на условия видимости небесных светил.

Подвижная карта звездного неба состоит из карты и накладного круга.

 

Карта

 

На карте расположены главные созвездия и Млечный Путь. Северный полюс мира и Полярная звезда находятся в центре карты. Из северного полюса мира выходят линии. Эти линии обозначают круги склонения. У оснований кругов склонения отмечены числа. Они обозначают прямое восхождение , выраженное в часах. На карте изображены концентрические окружности. Это небесные параллели.

Угловое расстояние небесных параллелей от небесного экватора (склонение , выраженное в градусах) показывают числа у точек пересечения небесных параллелей с нулевым 0" и 12-часовым кругами склонения.

Небесный экватор на карте — это третья по счету от полюса мира окружность с обозначением 0°. Внутри небесного экватора расположена северная небесная полусфера. Вне небесного экватора до склонения 45^о находится пояс южной небесной полусферы.

Овалом на карте изображена эклиптика. Она пересекается с небесным экватором в точках весеннего  и осеннего Ω равноденствий.

На обрезе карты отмечены названия месяцев года и даты.

 

Накладной круг

 

Внутри накладного круга изображены овалы, которые вырезаются в соответствии с географической широтой местности.

На обрезе накладного круга отмечены часы суток по среднему солнечному времени.

Подготовка карты и работа с ней

1. Распечатайте на принтере карту и накладной круг звездного неба.

2. Наклейте карту и накладной круг на картон или плотную бумагу.

3. Вырежьте листы с наклеенными картой и накладным кругом (по внешним контурам).

4. Вырежьте в накладном круге отверстие по одной из замкнутых линий с нужной широтой места наблюдения (ϕ = 40°, 45°, 50°, 55°, 60°, 65°).

5. На накладном круге между точками Ю и С натяните нить, которая будет изображать меридиан.

 

Круг надо накладывать на карту так, чтобы нужные отметки с часами, отмеченные по краю накладного круга, совмещались с соответствующей датой, нанесенной по краю звездной карты. Тогда в вырезе накладного круга будут видны созвездия и звезды, которые в данный момент расположены над горизонтом.

На контуре отверстия между точками Ю, В, С находятся восходящие звезды. Между точками Ю, 3, С находятся заходящие звезды. Те звезды, которые закрыты накладным кругом, не видны. Карту звездного неба рекомендуется разместить над собой горизонтально, направив ее край с надписью «север» к северной точке горизонта. В этом случае соответствие подвижной карты с наблюдаемой картиной звездного неба будет полным. Если карта находится на столе, то она отражает расположение звезд, которые находятся вверху. В этом случае надо мысленно перенести изображения звезд на небо соответственно направлениям на стороны горизонта. Поскольку небесную сферу нельзя перенести на плоскость без искажений, то на карте все созвездия изображены в растянутом виде.

 

Звездные атласы

 

Атлас звездного неба А.А. Михайлова состоит из 20 карт. На каждой карте атласа изображен конкретный участок звездного неба, спроектированный на плоскость. Атлас содержит все звезды обоих полушарий до 6,5 звездной величины. Координаты звезд в атласе даны на 1950 г. К атласу прилагается общий каталог звезд. Он содержит координаты звезд и их видимую звездную величину, а также тип спектра. Видимый блеск звезд выражается в звездных величинах (п1). Наиболее яркие звезды — это звезды нулевой видимой звездной величины (0”). Звезды первой видимой величины 1" — это звезды, блеск которых приблизительно в 2,5 раза слабее блеска звезд 0”. Звезды 6-й видимой звездной величины (6”") слабее звезд 1-й видимой звездной величины в 100 раз.

Прецессия

 

На вращение Земли оказывает возмущающее действие Луна и Солнце. В результате этого ось вращения Земли медленно описывает конус, оставаясь все время наклоненной к плоскости движения Земли под углом около 66,5°. Такое движение называется прецессионным. Его период составляет примерно 26 000 лет.

Ось мира и небесный экватор меняют свое положение вследствие изменения положения земной оси в пространстве из-за явления прецессии. Изменяются экваториальные координаты звезд. Для того чтобы определить координаты звезд в заданный год, нужно:

а) определить координаты звезды, данные в каталоге на 1950 г.;

6) прибавить изменение координат вследствие прецессии за столько лет, сколько прошло с 1950 г. до заданного года.

Здесь на помощь приходит таблица прецессии за 100 лет, имеющаяся в звездном каталоге. Поправка на заданный год находится по формуле , где n — количество лет, прошедшее с 1950 г.

Поправка по прямому восхождению на 100 лет находится по значениям α₁₉₅₀ И δ₁₉₅₀, где α₁₉₅₀, Определяет нужный столбец, а δ ₁₉₅₀— нужную строку.