Файл: Куликов, К. А. Курс сферической астрономии учебник.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.10.2024
Просмотров: 63
Скачиваний: 0
16 |
СИСТЕМЫ КООРДИНАТ |
[ГЛ. 1 |
относительно двух |
основных взаимно |
перпендикуляр |
ных плоскостей. Поэтому методически удобнее считать все небесные светила находящимися на одном и том же расстоянии от наблюдателя, т. е. как бы расположенными на сфере. Иначе говоря, вместо того, чтобы рассматривать светила А , В, С, D и Е в пространстве, рассматривают их
проекции а, Ь, с, d же на
сферу (рис. 5). Такая вспо могательная сфера произ вольного радиуса с цент ром, который может быть помещен в любой точке пространства, называется
небесной сферой. Смотря
по поставленной задаче, центр небесной сферы мож но совместить с местом наблюдения, с центром Земли или Солнца.
Задача определения направлении на светила сводится к измерению длин дуг на небесной сфере.
Для измерения дуг и соответствующих им централь ных углов на небесной сфере применяются три единицы:
1)радиан — центральный угол, соответствующий дуге
длиной в один радиус; в радиане содержится 57°,3 или
3437',7 или 206264",8;
2)градус (°) — центральный угол, соответствующий
дуге в 1/360 часть окружности; градус делится на 60 ми нут ('), минута делится на 60 секунд (");
3) час (h) — центральный угол, соответствующий дуге
в 1/24 часть окружности; |
час |
делится на 60 минут (т ), |
минута — на 60 секунд (s); |
минута в часовой мере равна |
|
15 дуговым минутам (1т = |
15'), |
a Is = 15"; |
Отметим, что сечение сферы плоскостью есть круг. Круг, плоскость которого проходит через центр сферы, называется большим кругом. Все остальные круги на сфе ре называются малыми кругами.
Пусть центр небесной сферы будет совмещен с наблю дателем. Основными направлениями являются направ ление отвесной линии и направление оси вращения Земли,
§ 4] |
ОСНОВНЫЕ КРУГИ И ТОЧКИ НА НЕБЕСНОЙ СФЕРЕ |
17 |
|
Отвесная линия, мысленно продолженная вверх, |
пе |
ресекает небесную сферу, в точке зенита Z, а будучи про
долженной вниз — в диаметрально противоположной ей точке надира Na (рис. 6). Большой круг небесной сфе ры (SW NE), плоскость которого перпендикулярна к от весной линии, называется математическим горизонтом или просто горизонтом.
Математический гори зонт не совпадает с ви димым горизонтом. Про екция видимого гори зонта на небесную сфе ру представляет собой кривую линию, а в слу
S
чае наблюдения на мо ре — малый круг.
Большие круги, про ходящие через зенит и надир, называются кру гами высоты или вер тикальными кругами.
Вертикальный круг, проходящий через ка кое-либо светило, назы
вается вертикалом светила. Например, для звезды С (см. рис. 6) это дуга ZCNa. Вертикальный круг (ZW N aE ),
проходящий через точки востока и запада, называется первым вертикалом. Малый круг небесной сферы, парал лельный горизонту, называется альмукантаратом.
Прямая, параллельная оси вращения Земли, проведен ная через центр небесной сферы, называется осью мира. Точки пересечения оси мира с небесной сферой Р п и P s называются полюсами мира. Вращение Земли вокруг
своей оси вызывает кажущееся вращение небесного свода и соответствующее вращение небесной сферы вокруг оси мира. Тот полюс, относительно которого вращение не бесной сферы происходит против часовой стрелки (для наблюдателя, находящегося в центре небесной сферы), называется северным полюсом мира, прохивонвлцжнь^ --
южным полюсом мира. |
I |
-Л/-v |
Пусть на рис. 7 эллипсом изображен м^щдиаш земного |
||
эллипсоида, N S — ось |
вращения Зем^и, |
(^^^^ее'^эк- |
ЧИТ А^Ь Юг О С А
18 СИСТЕМЫ КООРДИНАТ [ГЛ. I
ватор. Построим в точке наблюдения М касательную плос кость к эллипсоиду Н ±Н2. Направления ON и М Р п на полюс мира из места наблюдения и из центра Земли О
параллельны вследствие того, что размеры Земли ничтож
ны по сравнению с расстояниями |
до |
|
звезд. |
Углы |
|||
^/QJDM = ср и /_ Н ?М Р п = h равны между собою, |
как углы |
||||||
|
с взаимно |
перпендику |
|||||
|
лярными сторонами. |
Но |
|||||
|
угол |
ф — широта места |
|||||
|
наблюдения, а угол h — |
||||||
|
высота полюса мира над |
||||||
|
горизонтом. |
Следова |
|||||
|
тельно, |
|
астрономиче |
||||
|
ская |
широта |
места |
в |
|||
|
любом |
пункте |
|
Земли |
|||
|
равна |
высоте |
|
полюса |
|||
|
мира |
над |
горизонтом. |
||||
|
Большие круги, про |
||||||
|
ходящие |
через |
|
полюсы |
|||
|
мира (см. рис. 6), назы |
||||||
|
ваются кругами |
склоне |
|||||
|
ний или часовыми круга |
||||||
|
ми. Так, для звезды С |
||||||
Рис. 7. |
кругом склонения явля |
||||||
ется линия P nCPs. Круг |
|||||||
|
склонений |
Р nZPsN а, |
проходящий через полюсы мира и зенит наблюдателя,
называется небесным меридианом или просто меридианом.
Точка горизонта N (см. рис. 6), ближайшая к север ному полюсу мира, называется точкой севера; противо положная ей точка S , ближайшая к южному полюсу ми ра,— точкой юга. Точки горизонта Е и W, отстоящие от точек севера и юга на 90°, называются точками восто ка и запада. Если в северном полушарии Земли встать ли
цом к югу, то налево будет точка востока, направо — точ ка запада. Точки юга, запада, севера и востока являются
главными точками горизонта. Прямая S N , проходящая
через точки севера и юга, являющаяся пересечением плоскостей небесного меридиана и горизонта, есть полу денная линия.
Большой круг небесной сферы (A 1W A 2E), плоскость которого перпендикулярна к оси мира, называется не
§ 4] |
ОСНОВНЫЕ КРУГИ И ТОЧКИ НА НЁБЕСНОЙ СФЕРЕ |
19 |
бесным экватором или просто экватором. Небесный эк
ватор делит небесную сферу на две полусферы: северную
июжную; он пересекается с горизонтом в точках востока
изапада.
Кроме того, одним из основных кругов на небесной сфе ре является эклиптика; в первом приближении эклипти
ку можно определить как видимый годичный путь Солн ца по небесной сфере. Но это определение неточное. Стро гое определение плоскости эклиптики, связанное с движе нием центра масс системы Земля + Луна вокруг Солнца, может быть дано следующим образом.
Рассмотрим плоскость, проходящую через центр Солн ца, центр масс системы Земля + Луна и вектор скорости движения последнего. Вследствие возмущений, оказывае мых планетами на движение центра масс системы Зем ля + Луна, эта плоскость не занимает неизменного поло жения в пространстве. Она совершает весьма сложное движение, которое слагается из долгопериодических (или вековых) изменений, происходящих с почти постоянной скоростью, и коротко-периодических колебаний с пере менной скоростью.
Плоскость, проходящая через центр масс системы Зем ля + Луна, вектор скорости его движения и центр Солн ца и совершающая только вековое движение, называется
гелиоцентрической плоскостью эклиптики, а параллель ная ей и проходящая через центр Земли — геоцентриче ской плоскостью эклиптики. Большой круг на небесной сфере Е г а Е 2у (рис. 8), образованный пересечением плос
кости, параллельной любой из этих плоскостей, с небес ной сферой, называется эклиптикой.
Угол наклона экватора к эклиптике Е г у А х = в не оста
ется постоянным. Так, в момент 1900,0 наклон эклиптики к небесному экватору был в = 23°27'08",26, а в момент
1960,0 в = 23°26'40",15.
Две диаметрально противоположные точки небесной сферы, отстоящие на 90° от всех точек эклиптики, явля ются полюсами эклиптики. Северный полюс эклиптики П п
находится в северном полушарии в созвездии Дракона, южный полюс эклиптики JJSнаходится в южном полушарии
небесной сферы в созвездии Золотой Рыбы. Большие круги, проходящие через полюсы эклиптики, называются
кругами широты.