مختصات استوایی مختصات افقی سیستم مختصات ستاره ای

در نجوم از چند سیستم مختصات استفاده می شود: افقی، اول استوایی، دوم استوایی.

آنها از این جهت با یکدیگر تفاوت دارند که در ارتباط با دایره های مختلف کره آسمانی ساخته شده اند. مختصات آسمانی با کمان های دایره های بزرگ یا با زوایای مرکزی که این کمان ها را در بر می گیرند اندازه گیری می شوند.

2-سیستم مختصات افقی و استوایی را شرح دهید. در این سیستم ها از چه مختصاتی استفاده می شود؟

سیستم مختصات افقی در رصدهای نجومی برای تعیین موقعیت نورها نسبت به افق استفاده می شود. این سیستم از مختصات ارتفاع $h$ و آزیموت $A$ استفاده می کند.

اولین سیستم مختصات استوایی برای اندازه گیری زمان استفاده می شود و سیستم استوایی دوم برای تهیه نقشه های ستاره ای، اطلس ها و کاتالوگ ها مورد نیاز است. سیستم استوایی اول از انحراف $\delta$ و زاویه ساعت $t$ نور استفاده می کند و سیستم دوم از انحراف $\delta$ و صعود راست $\alpha$ استفاده می کند.

3. چرا از سیستم های مختصات مختلف در نجوم استفاده می شود؟

مختصات مختلف برای حل مسائل مختلف استفاده می شود.

4. ارتفاع قطب آسمان را در بالای افق در محل خود تعیین کنید

ارتفاع زاویه ای قطب آسمان در بالای افق برابر است با عرض جغرافیایی محل رصد:

$h_p$ ارتفاع زاویه ای قطب سماوی است.
$φ$ عرض جغرافیایی منطقه است.

5- چه ستارگانی را طلوع و غروب، طلوع و غروب نمی گویند؟

منظور از طلوع خورشید پدیده عبور نور از قسمت شرقی افق و غروب خورشید - از قسمت غربی افق است. در عرض های جغرافیایی میانی، به عنوان مثال در قلمرو جمهوری بلاروس، ستارگان صورت های فلکی دور قطبی شمالی مشاهده می شوند که هرگز به زیر افق نمی رسند. به آنها غیر تنظیمی می گویند. ستاره های واقع در نزدیکی قطب جنوب جهان هرگز در کشور ما طلوع نمی کنند. به آنها غیر صعودی می گویند.

دستاوردهای درخشان علم و فناوری شوروی در زمینه پروازهای فضایی - اولین ماهواره زمین در جهان، اولین موشک روی ماه، اولین موشک در راه زهره، اولین فضاپیمای ماهواره ای و اولین فرد سوار بر فضاپیما به به جهان پرواز کنید - همه افراد بیشتری را برای مطالعه نجوم عملی جذب کنید.

کتابی که به خوانندگان ارائه شده است در مورد اهمیت عملی زیادی برای فرد جهت گیری توسط ستارگان و سایر اجرام آسمانی، چگونگی یافتن مستقل درخشان ترین صورت های فلکی و ستارگان در آسمان، چگونگی تعیین زمان توسط ستاره ها و خورشید، و همچنین در مورد روش های نجومی جهت گیری به زمین، تعیین مسیر و مکان هواپیما در پرواز، جهت گیری در طول پرواز فضایی.

برخی مطالب واقعی ( اطلاعات کلیدر مورد کهکشان، در مورد حرکت خورشید، ماه و سیارات، سیستم های اصلی مختصات آسمانی) افق های کلی خواننده را گسترش می دهد.

این کتاب آخرین داده های نجوم هوانوردی شوروی و خارجی را در قالب علمی رایج خلاصه می کند. این به زبان در دسترس نوشته شده است و برای طیف گسترده ای از خوانندگان - پرسنل پرواز، دانشجویان و دانش آموزان آموزش متوسطه و عالی در نظر گرفته شده است. موسسات آموزشینیروی هوایی، ناوگان هوایی غیرنظامی و DOSAAF، و همچنین افراد علاقه مند به مسائل جهت گیری توسط اجرام آسمانی.

کتاب:

مختصات آسمانی

مختصات آسمانی

به نظر می رسد اجرام آسمانی از زمین در فاصله بسیار زیاد اما مساوی فاصله دارند. در واقع آنها در فاصله های متفاوتی از ما هستند.

این فواصل به قدری زیاد هستند که نه بر حسب کیلومتر، بلکه بر حسب واحد زمان بیان می شوند که طی آن یک پرتو نور این فاصله را طی می کند. اگر یک پرتو از ماه به زمین در 174 ثانیه، از خورشید در 8 دقیقه، از دورترین سیاره، پلوتون، حدود 5 ساعت، سپس از نزدیکترین ستاره - و قنطورس - بیش از 4 سال حرکت کند. 271000 بار دورتر از خورشید از زمین است. 5 میلیون سال طول می کشد تا هواپیما بدون فرود با سرعت 920 کیلومتر در ساعت به این ستاره برسد. اما فاصله آن از زمین در مقایسه با فاصله ستارگان دوردست کهکشان راه شیری ناچیز است.

چشم غیرمسلح تفاوت فاصله با ستاره های مختلف را درک نمی کند. آسمان پر ستاره به شکل گنبدی برای ما ظاهر می شود که روی سطح کروی آن همه ستارگان قرار دارند.

یک کره خیالی با شعاع دلخواه که برای تسهیل حل مسائل مختلف نجوم طراحی شده است، کره آسمانی نامیده می شود. مرکز آن معمولاً بسته به شرایط مشکل در نقطه ای از فضا قرار دارد.

اجرام آسمانی بر روی کره آسمانی پرتاب می شوند. برای تعیین موقعیت برآمدگی های آنها بر روی کره سماوی، از سیستم های مختصات سماوی که با دایره ها و نقاط اصلی کره سماوی مشخص می شوند استفاده می شود (شکل 8). اجازه دهید تعاریف آنها را بیان کنیم.

نقطه ای که به صورت عمودی (در امتداد یک خط شاقول) بالای سر ناظر قرار دارد، اوج (Z) و نقطه ای که در خلاف جهت اوج قرار دارد، نادر (Z) نامیده می شود.

یک صفحه افقی که از مرکز کره کشیده شده است، هنگام تقاطع با کره سماوی، دایره بزرگی به نام افق واقعی (دایره NESW) را تشکیل می دهد. صفحه افق حقیقی کره سماوی را به دو قسمت تقسیم می کند: نیمکره بالای افق که اوج در آن قرار دارد و نیمکره زیر افق که نادر در آن قرار دارد.

خط مستقیمی که در امتداد محور چرخش زمین (یا به موازات آن) می گذرد، محور جهان نامیده می شود و نقاط تقاطع آن با کره سماوی قطب های جهان هستند: P - شمال، P" - جنوب.

دایره بزرگ روی کره سماوی که صفحه آن عمود بر محور جهان است، استوای سماوی نامیده می شود. صفحه استوای آسمان کره را به نیمکره شمالی که قطب شمال آسمان در آن قرار دارد و نیمکره جنوبی که قطب جنوب آسمان در آن قرار دارد تقسیم می کند. تقاطع استوای سماوی با افق واقعی، نقطه شرقی (E) و نقطه غربی (W) را تشکیل می دهد.

هر صفحه عمودی که از اوج و نادر بگذرد بر صفحه افق حقیقی عمود است و تقاطع آن با کره سماوی قوس دایره بزرگی را به دست می دهد. دایره بزرگ فلک را که از اوج، نادر و نور می گذرد، عمود نور و به عمودی که از نقاط مشرق و مغرب می گذرد، اول می گویند. هر دایره ای از کره سماوی که صفحه آن از محور جهان و نور عبور کند، دایره ساعتی نور یا دایره انحراف آن نامیده می شود. تمام دایره های ساعتی از قطب آسمان می گذرند و بر استوای سماوی عمود هستند.

دایره انحرافی که از نقطه اوج می گذرد، نصف النهار آسمانی نامیده می شود.

تقاطع نصف النهار آسمانی با افق واقعی، نقطه شمالی (N) و نقطه جنوبی (S) را تشکیل می دهد. همانطور که در شکل دیده میشود. 8، نصف النهار آسمانی در عین حال عمودی است.

خط مستقیمی که نقطه شمال و نقطه جنوب را به هم متصل می کند، خط ظهر نامیده می شود: در ظهر (ساعت 12 به وقت محلی)، سایه اجسام در امتداد این خط می افتد.

دایره کوچک کره سماوی که صفحه آن عمود بر محور جهان است را موازی سماوی یا روزانه می گویند.

چرخش ظاهری کره آسمانی، وقتی از قطب شمال جهان نگریسته شود، در جهت عقربه های ساعت رخ می دهد.

موقعیت هر نور بر روی کره آسمانی با مختصات آسمانی تعیین می شود که در دو کمیت زاویه ای بیان می شود، همانطور که موقعیت هر نقطه روی زمین با مختصات جغرافیایی آن - عرض و طول جغرافیایی - تعیین می شود.

در سطح زمین، عرض جغرافیایی یک مکان از خط استوا به سمت شمال یا جنوب اندازه گیری می شود و طول جغرافیایی در غرب یا شرق نصف النهار اول (صفر) اندازه گیری می شود که نصف النهار گرینویچ است که از نزدیکی نجوم گرینویچ می گذرد. رصدخانه (انگلیس).

در نجوم هوانوردی از دو سیستم مختصات آسمانی استفاده می شود: افقی (افقی) و استوایی. در هر یک از این سیستم ها، موقعیت هر نقطه در کره سماوی توسط دو مختصات تعیین می شود، که یکی از آنها فاصله زاویه ای نقطه را از نصف النهار آسمانی (شبیه به طول جغرافیایی) نشان می دهد، دوم - فاصله زاویه ای این است. نقطه ای از استوای سماوی یا افق واقعی (شبیه به عرض جغرافیایی).

سیستم مختصات افقی (شکل 9). در این سیستم مختصات، دایره های اصلی نسبت به آنها که محل تابش تعیین می شود، افق واقعی و نصف النهار آسمانی است. موقعیت تابش با آزیموت (A) و ارتفاع (h) تعیین می شود. آزیموت تابش زاویه ای است که در امتداد قوس افق واقعی از نقطه شمال از شرق تا عمود نور اندازه گیری می شود. به عبارت دیگر، زاویه بین جهت شمال و جهت به سمت چراغ، که در یک صفحه افقی در جهت عقربه های ساعت اندازه گیری می شود، آزیموت این چراغ خواهد بود. آزیموت می تواند از 0 تا 360 درجه باشد.

ارتفاع لامپ زاویه ای است که در امتداد قوس عمودی از افق واقعی تا نورافکن اندازه گیری می شود، یعنی ارتفاع تابش با زاویه بین صفحه افق واقعی و جهت به سمت نور اندازه گیری می شود. ارتفاع می تواند از 0 درجه تا 90 ± درجه باشد. اگر نور در بالای افق باشد، ارتفاع آن مثبت در نظر گرفته می شود، اگر در زیر افق - منفی باشد.

به جای ارتفاع، گاهی اوقات از مختصات دیگری استفاده می شود - فاصله اوج (z)، که اضافه کردن ارتفاع به 90 درجه است، یعنی.

فواصل اوج نیز در امتداد قوس عمودی اندازه گیری می شود، اما فقط از نقطه اوج. آنها می توانند مقادیری از 0 تا 180 درجه داشته باشند. نورهای واقع در قسمت زیر افقی آسمان دارای فاصله اوج بیش از 90 درجه هستند.

سیستم مختصات استوایی (شکل 10). در این سیستم مختصات، دایره های اصلی نسبت به آنها که محل تابش تعیین می شود، استوای آسمانی و نصف النهار آسمانی است. موقعیت ستاره با زاویه ساعت (t) و انحراف (؟) تعیین می شود. زاویه ساعت یک ستاره، زاویه ای است که در امتداد قوس استوای سماوی از قسمت جنوبی نصف النهار آسمانی تا دایره انحراف ستاره اندازه گیری می شود. در جهت های غربی و شرقی از 0 تا 180 درجه اندازه گیری می شود و بر این اساس تعیین می شود: زاویه ساعت غربی - t W، زاویه ساعت شرقی - tB.

انحراف یک تابش زاویه ای است که در امتداد قوس دایره انحراف از استوای سماوی به تابشی اندازه گیری می شود، یعنی زاویه بین صفحه استوای سماوی و جهت به سمت نور. انحراف می تواند از 0 درجه تا 90 ± درجه باشد. اگر ستاره در نیمکره شمالی باشد، انحراف آن مثبت و اگر در نیمکره جنوبی، منفی در نظر گرفته شود.

به جای یک ساعت، گاهی اوقات از زاویه دیگری استفاده می کنند مختصات - مستقیمصعود نورانی (a) که بر خلاف زاویه ساعت ثابت است و با زمان تغییر نمی کند، زیرا به چرخش کره آسمانی بستگی ندارد.

اجازه دهید معنای هندسی این مختصات را توضیح دهیم. موقعیت خورشید نسبت به ستارگان تغییر می کند. در طول یک سال، خورشید یک دایره کامل بر روی کره سماوی ایجاد می کند و در این مدت دو بار - در بهار و پاییز - از استوای آسمانی عبور می کند. نقطه ای از استوای سماوی که مرکز خورشید در بهار (31 اسفند) از آن می گذرد، اعتدال بهاری نامیده می شود و با علامت نشان می دهد؟ (نشانه صورت فلکی برج حمل). معراج قائم یک نور، زاویه ای است که در امتداد استوای سماوی از نقطه اعتدال بهاری تا دایره انحراف نور اندازه گیری می شود. معراج راست از 0 تا 360 درجه در خلاف جهت عقربه‌های ساعت اندازه‌گیری می‌شود که از قطب شمال سماوی، یعنی به سمت چرخش روزانه کره سماوی مشاهده شود.

مزیت اصلی سیستم افقی سهولت در اندازه گیری مختصات است. بر اساس آزیموت و ارتفاع ستاره اندازه گیری شده در پرواز، محاسبات را می توان برای تعیین مکان ناظر، مسیر هواپیما و زمان استفاده کرد.

با این حال، آگاهی از مختصات افقی نورها برای حل مشکلات دیگر کافی نیست. علاوه بر این، مختصات افقی در طول زمان به طور پیوسته و ناهموار تغییر می کند (به دلیل چرخش کره سماوی) و به موقعیت ناظر روی زمین بستگی دارد که موقعیت صفحه افق واقعی را تعیین می کند.

در مقابل، موقعیت استوای سماوی روی کره آسمانی به زمان و مکان ناظر روی زمین بستگی ندارد، بنابراین، انحراف هر نور، که از استوا اندازه گیری می شود، یک مقدار ثابت است. معراج راست، که از اعتدال بهاری اندازه گیری می شود، چرخش با کره سماوی، نیز برای هر نور ثابت است. زاویه ساعت به دلیل چرخش یکنواخت کره سماوی در طول زمان به طور یکنواخت تغییر می کند. بنابراین نقشه های آسمان و سالنامه های نجومی با مختصات استوایی تدوین شده است.

مختصات افقی و استوایی نورها با روابط خاصی به هم مرتبط هستند.

جالب است بدانید که عرض جغرافیایی موقعیت ناظر برابر با ارتفاع قطب سماوی (? obs = h pm) است، زیرا اضلاع گوشه ها متقابلاً عمود هستند (شکل 11). در هر جای دنیا اینگونه خواهد بود. این امر با مشاهده ستاره شمالی که در نزدیکی قطب آسمان قرار دارد، آسان است مکان های مختلف، در عرض جغرافیایی به طور قابل توجهی از یکدیگر فاصله دارند. حتی با چشم غیر مسلح نیز می توان تشخیص داد که ستاره شمالی در مسکو (? 56 درجه) بالاتر از کراسنودار (? 45 درجه) و در آرخانگلسک (? 64 درجه) بالاتر از مسکو است. در قطب جغرافیایی شمال (? = 90 درجه)، ستاره شمالی مستقیماً بالای سر، در نقطه اوج قرار دارد.

بدین ترتیب ناظر با اندازه گیری ارتفاع قطب سماوی (عملاً ارتفاع ستاره شمال) عرض جغرافیایی مکان خود را دریافت خواهد کرد.

هر نوری در حرکت روزانه خود حول محور جهان، نصف النهار آسمانی را در دو نقطه قطع می کند. لحظه عبور نور از نصف النهار سماوی را نقطه اوج نور می گویند. اوج بالا و پایین وجود دارد. در اوج بالا، ارتفاع لامپ بیشترین و در پایین آن کمتر است. در نیمکره شمالی، آزیموت ستاره در لحظه اوج بالایی 180 درجه و در لحظه پایینی -0 درجه است. استثنا، آزیموت های نورهای غیر تنظیم کننده است که اوج بالایی آنها بین قطب و اوج رخ می دهد. برای این نورافکن ها، آزیموت در اوج بالا و پایین 0 درجه است.

رابطه بین عرض جغرافیایی، انحراف ناظر بسیار مهم است؟ و ارتفاع h چراغ در لحظه اوج گرفتن آن. در شکل 12 نور را در نقطه اوج بالایی بین نقطه جنوب و اوج نشان می دهد. از شکل مشخص است که در این مورد

h = 90 درجه - ? +؟.

اگر نور در نقطه اوج بالایی بین اوج و قطب باشد، پس

H = 90 درجه + ? -؟

به همین ترتیب استدلال می کنیم، برای اوج پایین تر نورانی که به دست می آوریم

h = ? +؟ - 90 درجه

با استفاده از این روابط، با دانستن عرض جغرافیایی ناظر (که از روی نقشه مشخص می شود) و انحراف ستاره (در کتاب سال نجومی) می توان ارتفاع ستاره را در لحظه اوج گیری محاسبه کرد و آن را با ارتفاع واقعی مقایسه کرد. ارتفاع اندازه گیری شده در لحظه اوج گیری، تصحیح سکسانت را محاسبه کنید. از ارتفاع ستاره که در لحظه اوج اندازه گیری شده است، می توانید عرض جغرافیایی موقعیت مکانی خود را نیز محاسبه کنید.

مختصات آسمانی نام کلی تعدادی از منظومه های مختصات است که به کمک آن ها موقعیت تابش ها و نقاط کمکی بر روی کره آسمانی مشخص می شود. آنها در سطح هندسی منظم کره سماوی توسط یک شبکه مختصات، شبیه به شبکه نصف النهارها و موازی های روی زمین معرفی می شوند. شبکه مختصات توسط دو صفحه تعریف می شود: صفحه استوای سیستم و دو قطب مرتبط با آن و همچنین صفحه نصف النهار اول.

در نجوم، چندین سیستم مختصات آسمانی استفاده می شود که برای حل مسائل مختلف علمی و عملی مناسب است. در این مورد از صفحات، دایره ها و نقاط شناخته شده کره سماوی استفاده می شود.

در منظومه افقی مختصات آسمانی، دایره اصلی افق ریاضی یا درست است و مختصات، مشابه عرض جغرافیایی، ارتفاع ستاره (بالاتر از افق) h است. از صفحه افق با علامت "به علاوه" در نیمکره مرئی کره سماوی و با علامت "منهای" در نامرئی، در زیر افق اندازه گیری می شود. بنابراین، ارتفاعات، مانند عرض های جغرافیایی روی زمین، می توانند مقادیری از 90+ تا 90- درجه داشته باشند. دایره ای از کره سماوی که تمام نقاط آن دارای ارتفاع مساوی هستند، شبیه به موازی جغرافیایی، آلموکانتارات نامیده می شود. به جای ارتفاع در نجوم، اغلب از فاصله اوج z = 90 درجه - ساعت استفاده می شود. از نظر هندسی، فاصله اوج z زاویه بین جهات به نقطه اوج و جسم است. همیشه مثبت است و مقادیری از 0 (برای نقطه اوج) تا 180 درجه (برای نقطه نادر) را می گیرد.

یک آنالوگ طول جغرافیایی در یک سیستم مختصات افقی، آزیموت A است که یک زاویه دو وجهی بین صفحه عمودی عبوری از نقطه اوج و نقطه مورد نظر و صفحه نصف النهار آسمانی است. از آنجایی که هر دوی این صفحات بر صفحه افق ریاضی عمود هستند، اندازه گیری زاویه دو وجهی می تواند زاویه متناظر بین آثار آنها در صفحه افقی باشد. در ژئودزی مرسوم است که آزیموت ها را از جهت به سمت شمال در جهت عقربه های ساعت (از طریق نقاط شرق، جنوب و غرب) از 0 تا 360 درجه بشمارند. در نجوم، آزیموت ها در یک جهت اندازه گیری می شوند، اما اغلب از نقطه جنوبی شروع می شوند. بنابراین، آزیموت های نجومی و ژئودتیکی می توانند 180 درجه با یکدیگر متفاوت باشند، بنابراین هنگام حل یک مشکل خاص در کره آسمانی مهم است که متوجه شوید با کدام آزیموت سروکار دارید.

یک مورد خاص از مفهوم "زیموت" رومبا است که از دیرباز در جهت یابی و هواشناسی مورد استفاده قرار می گرفته است. در ناوبری دریایی، دور افق به 32 نقطه، در هواشناسی - به 16 تقسیم شد. جهت های شمال، شرق، جنوب و غرب به نقاط اصلی گفته می شود. جهات باقی مانده به نام های اصلی نامگذاری شده اند، به عنوان مثال: شمال غربی یا جنوب شرقی، به ترتیب، بین شمال و غرب، جنوب و شرق. جهات کسری حتی بیشتر به صورت زیر نامیده می شوند: جهت بین شمال و شمال غرب را شمال- شمال غرب می نامند. بین شرق و جنوب شرقی - شرقی-جنوب شرقی و غیره. بنابراین، روم یک مقدار گرد از آزیموت است.

به دلیل چرخش ظاهری روزانه آسمان حول محور جهان، مختصات نورهای منظومه افقی مختصات آسمانی برای یک نقطه معین روی زمین دائماً در حال تغییر است (نگاه کنید به اوج و طول ستارگان). مختصات افقی نورها نیز به مختصات جغرافیایی محل رصد بستگی دارد. این آخرین شرایط به طور گسترده در نجوم عملی استفاده می شود (به اخترسنجی مراجعه کنید): اندازه گیری مختصات افقی منورها با استفاده از، به عنوان مثال، یک ابزار جهانی، تعیین مختصات جغرافیایی نقاط روی سطح زمین را ممکن می سازد.

در دستگاه مختصات افقی، نه تنها موقعیت اجرام آسمانی، بلکه اجرام زمینی نیز مشخص می شود و از نام مختصات دیگری نیز استفاده می شود، بنابراین در امور نظامی به جای عبارت «ارتفاع»، عبارت «زاویه ارتفاع» یا «زاویه ارتفاع» به کار می رود. زاویه ارتفاع” استفاده می شود.

در سیستم مختصات آسمانی استوایی، صفحه مرجع، استوای آسمانی است. مختصاتی شبیه به عرض جغرافیایی روی زمین، در این مورد، انحراف ستاره، زاویه بین جهت به سمت جسم و صفحه استوای سماوی است. انحراف (6) در امتداد دایره به اصطلاح ساعت از صفحه استوای سماوی با علامت "به علاوه" در نیمکره شمالی کره سماوی و با علامت "منفی" در جنوب شمارش می شود. می تواند مقادیری از 90+ تا 90- درجه را بگیرد. مکان هندسی نقاط با انحراف مساوی موازی روزانه است.

یک مختصات دیگر در سیستم استوایی به دو صورت وارد می شود.

در حالت اول، صفحه اولیه، صفحه نصف النهار آسمانی محل مشاهده است. مختصاتی مشابه طول جغرافیایی زمین در این مورد زاویه ساعت t نامیده می شود و بر حسب واحد ساعتی - ساعت، دقیقه و ثانیه اندازه گیری می شود. زاویه ساعت از قسمت جنوبی نصف النهار آسمانی در جهت چرخش روزانه آسمان به دایره ساعتی نور اندازه گیری می شود. به دلیل چرخش آسمان، زاویه ساعت t همان ستاره در طول روز از 0 تا 24 ساعت تغییر می کند.این منظومه از مختصات آسمانی را اولین استوایی می نامند. مختصات t نه تنها به زمان رصد، بلکه به مکان مشاهده روی سطح زمین نیز بستگی دارد.

در حالت دوم، صفحه اولیه، صفحه ای است که از محور جهان و نقطه اعتدال بهاری می گذرد که همراه با کل کره آسمانی می چرخد. مختصاتی مشابه طول جغرافیایی زمین در این مورد معراج راست (a) نامیده می شود و بر حسب واحد ساعتی در جهت مخالف جهت چرخش آسمان پرستاره اندازه گیری می شود. برای نورافکن های مختلفدارای مقادیری از 0 تا 24 ساعت است.اما برخلاف زوایای ساعتی، مقدار صعود قائم همان ستاره به دلیل چرخش روزانه آسمان تغییر نمی کند و به مکان مشاهدات روی سطح زمین بستگی ندارد. . انحرافات و صعودهای راست را دومین سیستم مختصات آسمانی استوایی می نامند. این سیستم در کاتالوگ ستاره ها و نمودار ستاره ها استفاده می شود.

در سیستم دایره البروج، صفحه اصلی، صفحه دایره البروج است. برای تعیین موقعیت یک ستاره، دایره بزرگی از میان آن و قطب دایره البروج ترسیم می شود که به آن دایره عرض جغرافیایی ستاره داده شده می گویند. قوس آن از دایره البروج به نور، عرض جغرافیایی دایره البروج (یا به سادگی عرض جغرافیایی) B نامیده می شود. عرض جغرافیایی اولین مختصات در این سیستم مختصات سماوی است. از 0 تا 90 درجه با علامت مثبت به سمت قطب شمال دایره البروج و علامت منفی به سمت قطب جنوب آن اندازه گیری می شود. مختصات دوم طول البروج (یا به سادگی طول جغرافیایی) L است. از صفحه ای که از قطب های دایره البروج و نقطه اعتدال بهاری می گذرد، در جهت حرکت سالانه خورشید اندازه گیری می شود و می تواند مقادیری از 0 تا 360 درجه بگیرد. مختصات ستارگان در منظومه دایره البروج در طول روز تغییر نمی کند و به مکان رصد بستگی ندارد.

منظومه دایره البروج از نظر تاریخی زودتر از دومین، یعنی استوایی ظاهر شد. این راحت بود زیرا ابزارهای گونیومتریک باستانی، مانند کره آریلاری، برای اندازه گیری مستقیم مختصات دایره البروجی خورشید، سیارات و ستارگان اقتباس شده بودند. در این راستا، منظومه دایره البروج اساس تمام کاتالوگ های ستاره ای باستانی و اطلس های آسمان پرستاره است.

سیستم مختصات آسمانی کهکشانی برای مطالعه کهکشان ما استفاده می شود و نسبتاً اخیراً شروع به استفاده از آن کرده است. صفحه اصلی در آن صفحه استوای کهکشانی، یعنی صفحه تقارن کهکشان راه شیری است. عرض های جغرافیایی کهکشانی b به ترتیب در شمال و جنوب استوای کهکشانی با علائم مثبت و منفی اندازه گیری می شوند. طول های جغرافیایی کهکشانی l در جهت افزایش صعودهای راست از صفحه ای که از قطب های کهکشان می گذرد و نقطه تلاقی استوای کهکشان با استوای سماوی اندازه گیری می شود. مختصات دایره البروج و کهکشان با محاسبات مختصات استوایی که مستقیماً از مشاهدات نجومی تعیین می شوند، به دست می آیند.

سیستم های مختصات آسمانی نیز بسته به موقعیت مرکز آنها در فضا تقسیم بندی می شوند. بنابراین، توپوسنتریک منظومه ای از مختصات آسمانی است که مرکز آن در نقطه ای از سطح زمین قرار دارد. اگر از یک سیستم مختصات در مرکز زمین برای حل مسئله استفاده شود، به آن سیستم مختصات آسمانی زمین مرکزی می گویند. به روشی مشابه، منظومه ای با مرکز در مرکز ماه سلنومرکزی نامیده می شود، با مرکز در یکی از سیارات - سیاره محور (یا با جزئیات بیشتر: برای مریخ - هم مرکز، برای زهره - افرامرکزی و غیره). منظومه مختصات سماوی که در مرکز خورشید قرار دارد، هلیومرکزی نامیده می شود.

در نقاشی ها به هنر. کره آسمانی، مختصات آسمانی: Z و Z" - اوج و نادر؛ P و R" - قطب شمال و جنوب جهان. NWSE - افق؛ QQ" - استوا؛ EE" - دایره البروج. BB" - استوای کهکشانی.

درس نجوم
موضوع: مختصات آسمانی (نقشه تکنولوژیک درس)

نتایج آموزشی برنامه ریزی شده

خلاصه درس

یک عکس انتخاب کنید و به سوال پاسخ دهید. صحت و کامل بودن پاسخ را بررسی می کنیم.
1. نام این صورت فلکی چیست؟ صورت فلکی چیست و چند صورت فلکی در فلک وجود دارد؟
صورت فلکی بخشی از کره آسمانی نامیده می شود که حدود آن با تصمیم ویژه اتحادیه بین المللی نجوم (IAU) تعیین می شود. در مجموع 88 صورت فلکی در کره سماوی وجود دارد.

2. نام این صورت فلکی چیست؟
صورت فلکی دلو.

3. نام صورت فلکی چیست؟ و منشا آن چیست؟
ترازو. یکی از صورت های فلکی زودیاک بی جان. ریشه نام این صورت فلکی نیز با اسطوره الهه تمیس مرتبط است. نه تنها زئوس تندرنده قوانین المپ را حفظ می کند، بلکه مادر پرومتئوس، الهه تمیس نیز هست. او جلسات خدایان را در المپ ابدی تشکیل می دهد و نظم و قانون را حفظ می کند. او ترازو را در دستان خود نگه می دارد - نشانه ای از عدالت.
4. کره آسمانی چیست؟
یک کره خیالی با شعاع دلخواه با یک مرکز در یک نقطه دلخواه، که بر روی سطح آن موقعیت تابش ها به گونه ای که در یک نقطه از زمان در آسمان از یک نقطه مشخص در آسمان قابل مشاهده هستند ترسیم می شود.

5. پدیده ظاهری چیست؟ محور mundi چیست؟
پدیده ظاهری چرخش کره آسمانی به دور ستاره قطبی منعکس می شود چرخش واقعیکره زمین حول محور خود محور موازی با محورچرخش مرئی کره سماوی را محور جهان می نامند.

6 . نام درخشان ترین ستاره صورت فلکی چکمه ها چیست؟ .
صورت فلکی چکمه، درخشان ترین ستاره این صورت فلکی Arcturus. می توان آن را در امتداد ادامه دم دب اکبر یافت.

7. دایره البروج چه نام دارد؟
مسیر سالانه خورشید که از 12 صورت فلکی زودیاک می گذرد.

8. سیارات با چشم غیر مسلح چه تفاوتی با ستاره ها دارند؟
سیاره و ستاره هر دو با درخششی که از زمین قابل مشاهده است مشخص می شوند. با این حال، ستاره یک جسم خود نورانی است. در حالی که این سیاره به دلیل نور منعکس شده از ستاره ها می درخشد. بنابراین، تابش سیارات چندین برابر ضعیف تر از تابش ستاره است. احتمال سوسو زدن ستارگان به دلیل ارتعاشات هوا بیشتر است. سیارات نیز به نوبه خود به طور یکنواخت می درخشند، هرچند کم نورتر.

9. قدر ظاهری چیست؟
قدر ظاهریمترشار تابش نزدیک ناظر را نشان می دهد، به عنوان مثال، روشنایی مشاهده شده منبع آسمانی، که نه تنها به قدرت واقعی جسم، بلکه به فاصله تا آن نیز بستگی دارد.

بخش اصلی:
چگونه می توان موقعیت یک ستاره را در آسمان به طور دقیق توصیف کرد؟ نگاه یا تلسکوپ خود را به کجا ببرید تا ببینید چه چیزی به ناظر علاقه دارد.
ریاضیدانان مدت‌هاست که از روش توصیف یک نقطه در فضا با استفاده از سیستم مختصات استفاده می‌کنند. سیستم های مختصاتی وجود دارد که در آنها موقعیت یک جسم نه خطی، بلکه با زاویه ای مشخص می شود. (مختصات جغرافیایی - طول و عرض جغرافیایی - زوایایی هستند که موقعیت یک نقطه را در سطح زمین تعیین می کنند.
برای توصیف موقعیت‌های نسبی حرکات مرئی لامپ‌ها، راحت است که همه نورها را روی سطح داخلی یک کره خیالی در مرکز ناظر قرار دهیم. این کره را کره آسمانی می نامیدند.
محور موازی با محور چرخش ظاهری کره سماوی، محور جهان نامیده می شود.
محور جهان کره سماوی را در دو نقطه قطع می کند - قطب های جهان.

از "اطلس آسمانی" A. Cellarius، 1660. کره ارتشی Tycho Brahe

استوای آسمانی و نصف النهار آسمانی.
استوای آسمانی یک دایره بزرگ عمود بر محور جهان نامیده می شود.
نصف النهار آسمانی دایره بزرگ کره آسمانی که از قطب آسمانی P می گذرد، قطب جنوب کره آسمانی P نامیده می شود.

سیستم مختصات افقی: هواپیمای اصلیسیستم افقیمختصات استافق ریاضی NWSE، و گزارش از Z انجام شده استاوج و از یکی از نقاط افق ریاضی. یک مختصات استفاصله اوج z (فاصله اوج بهجنوب zв = φ - δ; بهشمال zн = 180 - φ - δ) یاارتفاع نور در بالای افقساعت . ارتفاعساعت نورافشانم ارتفاع دایره عمودی نامیده می شودمیلی متر از جانبافق ریاضیقبل ازنورافشان یا زاویه مرکزیمامان بین هواپیماافق ریاضیو جهت بهنورافکن M . ارتفاع ها از 0 تا 90 کیلو شمارش می شوداوج و از 0 تا 90- به نادر. فاصله اوج نور را قوس دایره عمودی می گویند ZM از نور تااوج . z + h = 90 (1). موقعیت خود دایره عمودی توسط قوس مختصات تعیین می شود -آزیموت A . آزیموت A قوس نامیده می شودافق ریاضیاسم از نقطهجنوب S به یک دایره عمودی که از نور گذر می کند.آزیموت ها در جهت چرخش شمارش می شودکره آسمانی ، یعنی غرب از نقطه جنوبی، در محدوده 0 تا 360. سیستم مختصات برای تعیین مستقیم موقعیت های ظاهری نورها با استفاده از ابزارهای گونیومتری استفاده می شود.

اولین سیستم مختصات استوایی: شروع شمارش -نقطه استوای آسمانی Q. یک مختصات استانحراف انحطاطقوس نامیده می شودمیلی متر دایره ساعتی PMmP′ از استوای سماوی تا نورانی. برای قطب شمال از 0 تا 90+ و در جنوب از 0 تا 90- شمارش شده است. p + = 90 . موقعیت دایره ساعت مشخص می شودزاویه ساعت t . زاویه ساعت نورافشانم به نام قوس بهشتاستوا Qm از نقطه بالاس استوای آسمانی بهدایره ساعتی PMmP′، عبور از نورافکن زوایای ساعتی برای چرخش روزانه کره آسمانی، در غرب Q، از 0 تا 360 یا از 0 تا 24 ساعت شمارش می شود. سیستم مختصات در نجوم عملی برای تعیین زمان دقیق و چرخش روزانه آسمان استفاده می شود. حرکت روزانه خورشید، ماه و سایر نورها را تعیین می کند.

سیستم مختصات استوایی دوم: یک مختصات استانحراف ، یکی دیگرمعراج راست α. مستقیمصعود α نورافشانم به نام قوس استوای سماوی ♈متر از نقطهاعتدال بهاری♈ به دایره ساعتی که از چراغ نور می گذرد. در جهت مخالف چرخش روزانه در محدوده 0 تا 360 یا از 0 تا 24 ساعت شمارش می شود. این سیستم برای تعیین مختصات ستاره ها و کامپایل کاتالوگ ها استفاده می شود. حرکت سالانه خورشید و سایر نورها را تعیین می کند.

ارتفاع قطب آسمان در بالای افق، ارتفاع نور در نصف النهار
ارتفاع قطب آسمان در بالای افق همیشه برابر است با عرض جغرافیایی نجومی ناظر:
اگر انحراف ستاره کمتر از عرض جغرافیایی باشد، آنگاه در z = φ - δ یا در ارتفاع h = 90 - φ + δ به جنوب اوج می رسد.
اگر انحراف نور برابر با عرض جغرافیایی باشد، در نقطه اوج و z = 0 و h = + 90 به اوج خود می رسد.
اگر انحراف ستاره از عرض جغرافیایی بیشتر باشد، آنگاه در z = c - φ یا در ارتفاع h = 90 + φ - c به شمال اوج می رسد.

وظیفه 1.
ستارگان با چه انحرافی در اوج عرض جغرافیایی مسکو (55 درجه و 45 دقیقه شمالی 37 درجه و 37 دقیقه شرقی) به اوج خود می رسند؟

بیایید ضروری ترین فرمول ها برای حل مسائل مربوط به عرض جغرافیایی، ارتفاع و انحراف را به یاد بیاوریم:
جنوب اوج -ساعتVC=90 ∘ −φ+δ ، یا درغیر این صورتساعتVC=90 ∘ +(δ−φ) &
ساعتNK=δ-(90∘ −φ) ، یا درغیر این صورتساعتNK=δ+φ-90∘ .
شمال اوج -ساعتVC=90 ∘ −δ+φ ، یا درغیر این صورتساعتVC=90 ∘ −(δ−φ) .
ساعتNK=δ-(90∘ −φ) ، یا درغیر این صورتساعتNK=δ+φ-90∘ .
در اوج در عرض جغرافیایی مسکو، مشاهیر در بالاترین نقطه اوج خود خواهند بود. در مورد آن فکر کنید، ممکن است در پایین باشد؟ بنابراین، فرمول اوج بالایی را اعمال می کنیم. کدام یک؟ جنوب یا شمال اوج؟ بدیهی است که فرمول های ارتفاع اوج بالایی به سمت جنوب یا شمال اوج نباید در نقطه گذار (h = 90 درجه) ناپیوستگی داشته باشند. از فرمول ها مشخص است که هر کدام را می توان استفاده کرد.
ساعتیو=90 ∘ +(δ−φ)=hبا=90 ∘ −(δ−φ)=90∘ - ارتفاع اوج از فرمول ها مشخص است کهδ = φ . پاسخ 55 درجه و 45 دقیقه
وظیفه 2.
قطب صلح در عرض جغرافیایی مسکو (55 درجه و 45 دقیقه شمالی 37 درجه و 37 دقیقه شرقی) در چه ارتفاعی قرار دارد؟

قطب سماوی به دلیل تمایلش قابل توجه استδ = 90 ∘ .
ستاره ای که در قطب سماوی قرار دارد دارای ارتفاع ثابت h = خواهد بودφ .
سعی کنید این را از فرمول های اوج بالا و پایین استخراج کنید. کدام فرمول را باید انتخاب کنید؟ آیا هر فرمولی کار می کند و چرا؟
وظیفه 3.
انحراف یک ستاره غروب که به سختی افق را در عرض جغرافیایی مسکو لمس می کند (55 درجه و 45 دقیقه شمالی 37 درجه و 37 دقیقه شرقی) چقدر است؟ از جلوه های نوری غفلت کنید.

طبق شرایط، ستاره در عرض جغرافیایی مسکو غروب نمی کند، اما با این وجود گاهی اوقات افق را لمس می کند. در چه مقطعی ممکن است این اتفاق بیفتد؟ مشاهده می شود که در لحظه اوج پایین، زیرا در لحظه اوج بالایی ارتفاع آن کمتر نخواهد بود. بیایید فرمول ارتفاع را در نقطه اوج پایین بنویسیم: h NK=δ+φ-900
ارتفاع در افق چقدر است؟ درست است، صفر. بنابراین میل و عرض جغرافیایی تا 90 مکمل هستند0 (δ+φ=900 ). پاسخ: 37 درجه و 37 دقیقه

D.Z. § 4
کارت 1. انحراف نقطه اوج در عرض جغرافیایی مینسک چقدر است (ᵠ = 53 O54 / )?
کارت 2. قطب البروج امروز در کدام صورت فلکی قرار دارد؟ستاره Capella (δ=+45°58") در کدام موازات جغرافیایی فراتر از افق غروب نمی کند، هرگز قابل مشاهده نیست و در اوج پایین خود در نادر می گذرد؟

کارت 3. فاصله اوج، ارتفاع، زاویه و زاویه ساعت ستاره Capella (و Auriga) را در نقطه اوج بالا و پایین در شمال استوایی (φ=+23°27")، در عرض جغرافیایی φ=+45 تعیین کنید. °58" و در شمال دایره قطب شمال (φ=+66°33"). انحراف Capella δ=+45°58".

BPOU HE "کالج فناوری و طراحی ولوگدا"

مختصات آسمانی

مبانی نجوم عملی

1. سیستم های مختصات

موقعیت نورها در رابطه با نقاط و دایره های کره آسمانی تعیین می شود (شکل). برای این منظور مختصات آسمانی مشابه مختصات جغرافیایی در سطح زمین معرفی شده است.

چندین سیستم مختصات در نجوم استفاده می شود.

1. سیستم های مختصات

مختصات سماوی زوایای مرکزی یا کمان های دایره های بزرگ کره سماوی هستند که به کمک آنها موقعیت نورها نسبت به دایره ها و نقاط اصلی کره آسمانی مشخص می شود.

هنگام انجام مشاهدات نجومی، تعیین موقعیت ستارگان نسبت به افق راحت است.

در این سیستم مختصات ارتفاع (h) و آزیموت (A) است.

1.1. سیستم مختصات افقی

ارتفاع لامپ فاصله زاویه ای تابش M از افق واقعی است که در امتداد یک دایره عمودی اندازه گیری می شود.

آزیموت یک ستاره فاصله زاویه ای است که در امتداد افق واقعی اندازه گیری می شود، از نقطه جنوب تا نقطه تقاطع افق با دایره ای عمودی که از ستاره M می گذرد.

1.1. سیستم مختصات افقی

فاصله زاویه ای از نقطه اوج تا نور، که در امتداد یک دایره عمودی اندازه گیری می شود، فاصله اوج (z) نامیده می شود.

از 0 تا +180 درجه تا نادر اندازه گیری می شود.

برای ساختن نقشه های ستاره ای و گردآوری کاتالوگ های ستاره ای، راحت است که دایره استوای سماوی را به عنوان دایره اصلی کره سماوی در نظر بگیریم.

در این سیستم مختصات میل (δ) و صعود راست (α) هستند.

1.2. سیستم مختصات استوایی

انحراف یک نور، فاصله زاویه ای تابش M از استوای سماوی است که در امتداد دایره انحراف اندازه گیری می شود.

معراج راست یک نور، فاصله زاویه ای است که در امتداد استوای سماوی، از نقطه اعتدال بهاری تا نقطه تلاقی استوای سماوی با دایره انحراف نور اندازه گیری می شود.

1.2. سیستم مختصات استوایی

برای برخی از کارهای نجومی (مربوط به اندازه گیری زمان)، به جای صعود راست (α)، زاویه ساعت (t) وارد می شود.

1. سیستم های مختصات

نقشه‌های ستاره‌ای، پیش‌بینی‌های کره آسمانی بر روی صفحه‌ای هستند که اجرام روی آن در یک سیستم مختصات مشخص ترسیم شده‌اند. به مجموعه ای از نقشه های ستاره ای مناطق مجاور آسمان که کل آسمان یا قسمتی از آن را می پوشاند، اطلس ستاره ای می گویند. فهرست‌های ویژه‌ای از ستارگان که کاتالوگ ستاره نامیده می‌شوند، مختصات مکان آنها در کره آسمانی، قدر ستاره و سایر پارامترها را نشان می‌دهند.

ارتفاع زاویه ای قطب آسمان در بالای افق برابر است با عرض جغرافیایی محل رصد:

برابری زیر نیز صادق است:

2. ارتفاع قطب آسمان در بالای افق

در عرض های جغرافیایی میانی، محور جهان و استوای سماوی به سمت افق و مسیرهای روزانه ستارگان نیز متمایل به افق است. بنابراین، ستاره های طلوع و غروب مشاهده می شود

2. ارتفاع قطب آسمان در بالای افق

• منظور از طلوع خورشید پدیده عبور نور از قسمت شرقی افق و غروب خورشید - از قسمت غربی افق است. در عرض های جغرافیایی میانی، ستارگان صورت های فلکی دور قطبی شمالی مشاهده می شوند که هرگز به زیر افق نمی افتند. به آنها غیر تنظیمی می گویند. ستاره های واقع در نزدیکی قطب جنوب جهان هرگز در کشور ما طلوع نمی کنند. به آنها غیر صعودی می گویند.

• برای تعیین موقعیت اجرام آسمانی بر روی کره آسمانی از یک سیستم مختصات مشابه یک سیستم جغرافیایی استفاده می شود. در کره آسمانی، فقط اندازه گیری زاویه ای امکان پذیر است.
• موقعیت تابش بر روی کره آسمان نسبت به صفحه اصلی پذیرفته شده و نقطه مرجع به طور منحصر به فرد توسط دو کمیت زاویه ای (زوایای مرکزی یا کمان متناظر دایره های بزرگ) تعیین می شود که مختصات آسمانی نامیده می شوند.
• ارتفاع زاویه ای قطب آسمان در بالای افق برابر با عرض جغرافیایی محل رصد است.
• طلوع و غروب خورشید پدیده های نورانی هستند که از افق عبور می کنند.
• نقشه‌های ستاره‌ای، پیش‌بینی‌های کره سماوی بر روی صفحه‌ای هستند که اجرام روی آن در یک سیستم مختصات مشخص ترسیم شده‌اند و مجموعه آنها اطلس‌های ستاره‌ای است.