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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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,


/Уа
Рис. 6.

§ 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.