Особенности астрономии и её методов

Сегодня на уроке

Астрономия (др.-греч. ἀστρονομία) —
фундаментальная наука, которая изучает строение, движение, происхождение и развитие небесных тел, их систем и всей Вселенной в целом.
Предмет астрономии

Горный массив Сундуки
Самая древняя (ок. 18 000 лет) астрономическая обсерватория в Азии.

Кольцевая структура Аркаима
Входящему в город нужно было пройти путь, который проходит Солнце.

Клавдий Птолемей
ок. 100 — ок. 170
Геоцентрическая система мира

Геоцентрическая система мира — представление об устройстве мироздания, согласно которому центральное положение во Вселенной занимает неподвижная Земля, вокруг которой вращаются Солнце, Луна, планеты и звёзды.
Предмет астрономии

Николай Коперник
1473—1543

Гелиоцентрическая система мира — представление о том, что Солнце является центральным небесным телом, вокруг которого обращается Земля и другие планеты.
Предмет астрономии

Галилей смотрит в свой телескоп

Особенности астрономии и её методов
Астрономические наблюдения —
это целенаправленная и активная регистрация информации о процессах и явлениях, происходящих во Вселенной.

Галактика Сомбреро

Туманность Конская голова

Кассиопея А
Красочные последствия смерти звезды.

Особенности астрономии и её методов
Наблюдения —
основной источник информации в астрономии.

Европейская южная обсерватория

Опыт по рассеиванию
α-частиц
Эрнест Резерфорд
1871—1937

Ю. А. Гагарин
Первый человек, побывавший в космосе.

На борту МКС

Автопортрет марсохода «Кьюриосити»

Космический аппарат «Филы» на поверхности кометы Чурюмова — Герасименко в представлении художника

Извержение вулкана Тваштар над поверхностью Ио
(в представлении художника)
Непосредственное изучение большинства явлений, происходящих в космосе, невозможно.
Особенности астрономии и её методов

Перемещение и эволюция солнечных пятен

GN-z11 — самая далёкая галактика (13,4 млрд световых лет)

Особенности астрономии и её методов
Изучая далёкие звёздные системы, мы изучаем их прошлое.
Галактика ESO 499-G37 (расстояние до Земли составляет 59 млн св. лет)

Особенности астрономии и её методов
Третья особенность астрономии обусловлена необходимостью указать положение небесных тел в пространстве и невозможностью различить, какое из них находится ближе, а какое — дальше от нас.

Кажущееся вращение небесной сферы

Суточное вращение звёздного неба

Мерак
Дубхе
«Ковш» Большой Медведицы
Полярная звезда
Поиск Полярной звезды

Особенности астрономии и её методов
Небесная сфера —
это воображаемая сфера произвольного радиуса, центр которой совмещается с той или иной точкой пространства.

Особенности астрономии и её методов
На поверхность небесной сферы проецируются видимые положения всех светил.

Схема проецирования звёзд в созвездии Большой Медведицы на небесной сфере
Световые годы
0
50
100
150 α
η
β
γ
δ
ε
ζ

Особенности астрономии и её методов
Звёздный глобус —
объёмное изображение небесной сферы с нанесёнными на неё основными созвездиями и звёздами.

Особенности астрономии и её методов
Расстояния между звёздами на небесной сфере можно выражать только в угловой мере.
O
М1
М2
М3
М4

Особенности астрономии и её методов
Расстояния между звёздами на небесной сфере можно выражать только в угловой мере.
α
η
β
γ
δ
ε
ζ
10о
5о
25о

Особенности астрономии и её методов
Расстояния между звёздами на небесной сфере можно выражать только в угловой мере.
20о
3о
8о

Угловой размер солнечного диска примерно равен 30ʹ (0,5о).

Угловой размер лунного диска примерно равен 30ʹ (0,5о).

Сверху вниз: Венера, Юпитер и Марс на утреннем небе

Небесная сфера
Прямая, проходящая через центр небесной сферы и совпадающая с направлением нити отвеса в месте наблюдения, называется отвесной (вертикальной) линией.
Z (зенит)
Z’ (надир)
O
М

Небесная сфера
Z
Z’
O
Плоскость, проходящая через центр небесной сферы и перпендикулярная отвесной линии, называется плоскостью истинного (математического) горизонта.
М

Небесная сфера
Z
Z’
O
Большой круг небесной сферы, проходящий через зенит, светило и надир, называется кругом высоты, вертикальным кругом или вертикалом светила.
М

Небесная сфера
Z
Z’
O
Ось мира —
прямая, проходящая через центр небесной сферы параллельно оси вращения Земли.
PN
PS
М

Небесная сфера
Z
Z’
PN
PS
O
Большой круг, проходящий через
центр небесной сферы и перпендикулярный оси мира, называют небесным экватором.
Q’
Q
М

Небесная сфера
Z
Z’
Q’
Q
N
PN
PS
O
Круг склонения светила —
большой круг небесной сферы, проходящий через полюсы мира и светило.
М

Небесная сфера
Z
Z’
Q’
Q
PN
PS
O
Небесный меридиан —
большой круг небесной сферы, проходящий через точки зенита, надира и полюсы мира.
S
N
М

Небесная сфера
Z
Z’
Q’
Q
PN
PS
O
Линия, соединяющая
точки севера и юга, называется полуденной линией.
S
N
М

O —
М —
Z —
Z’ —
PN —
PS —
Q —
Q’ —
N —
S —
E —
W —
Небесная сфера
Z
Z’
Q’
Q
PN
PS
O
S
N
W
E
М
центр небесной сферы;
Светило;
зенит;
надир;
Северный полюс мира;
Южный полюс мира;
верхняя точка небесного экватора;
нижняя точка небесного экватора;
север;
юг;
восток;
запад.

Небесная сфера
Небесные координаты —
центральные углы или дуги больших кругов небесной сферы, с помощью которых определяют положение светил по отношению к основным кругам и точкам небесной сферы.

Небесные координаты
Горизонтальная система координат
Экваториальная система координат
Эклиптическая система координат
Галактическая система координат

Горизонтальная система координат —
cистема небесных координат, в которой основной плоскостью является плоскость математического горизонта, а полюсами — зенит и надир.
h

Небесная сфера
Высота светила (h) —
угловое расстояние по вертикаль-ному кругу от горизонта до светила (угол между горизонтом и светилом).
Z
Z’
O
S
N
W
E
М
Высота определяется в градусах, минутах и секундах.
h

Небесная сфера
Высота отсчитывается в пределах
от 0° до +90° к зениту, если светило находится в видимой части небесной сферы.
Z
Z’
O
S
N
W
E
М
h

Небесная сфера
Высота отсчитывается в пределах
от 0° до −90° к надиру, если светило находится под горизонтом.
Z
Z’
O
S
N
W
E
М
h

Небесная сфера
Зенитное расстояние (z) —
это длина дуги вертикального круга от зенита до светила.
Z
Z’
O
S
N
W
E
М
h
z

Небесная сфера
Зенитное расстояние отсчитывается от 0° до 180° к надиру.
Z
Z’
O
S
N
W
E
М
h
z

Небесная сфера
Азимут светила (A) —
это дуга истинного горизонта, или угол от точки юга до пересечения горизонта с вертикалом светила.
Z
Z’
O
S
N
W
E
М
h
z

Небесная сфера
Азимут отсчитывается от точки юга в направлении хода часовой стрелки от 0° до 360°.

Небесная сфера
Горизонтальные координаты указывают положение светила на небе в данный момент времени.
Z
Z’
O
S
N
W
E
М
h
z

Небесная сфера
Теодолит —
это прибор для измерения горизонтальных и вертикальных углов при топографических съёмках, геодезических работах, в астрономии, строительстве и т. п.