Чему равна мера длины астрономическая единица


Общие сведения

Длина — это наибольшее измерение тела. В трехмерном пространстве длина обычно измеряется горизонтально.

Расстояние — это величина, определяющая насколько два тела удалены друг от друга.

Измерение расстояния и длины

Единицы расстояния и длины

В системе СИ длина измеряется в метрах. Производные величины, такие как километр (1000 метров) и сантиметр (1/100 метра), также широко используются в метрической системе. В странах, где не пользуются метрической системой, например в США и Великобритании, используют такие единицы как дюймы, футы и мили.

Расстояние в физике и биологии

В биологии и физике часто измеряют длину намного менее одного миллиметра. Для этого принята специальная величина, микроме́тр. Один микроме́тр равен 1×10⁻⁶ метра. В биологии в микрометрах измеряют величину микроорганизмов и клеток, а в физике — длину инфракрасного электромагнитного излучения. Микроме́тр также называют микроном и иногда, особенно в англоязычной литературе, обозначают греческой буквой µ. Широко используются и другие производные метра: нанометры (1×10⁻⁹ метра), пикометры (1×10⁻¹² метра), фемтометры (1×10⁻¹⁵ метра и аттометры (1×10⁻¹⁸ метра).


Расстояние в навигации

В судоходстве используют морские мили. Одна морская миля равна 1852 метрам. Первоначально она измерялась как дуга в одну минуту по меридиану, то есть 1/(60×180) меридиана. Это облегчало вычисления широты, так как 60 морских миль равнялись одному градусу широты. Когда расстояние измеряется в морских милях, скорость часто измеряют в морских узлах. Один морской узел равен скорости движения в одну морскую милю в час.

Расстояние в астрономии

В астрономии измеряют большие расстояния, поэтому для облегчения вычислений приняты специальные величины.

Астрономическая единица (а. е., au) равна 149 597 870 700 метрам. Величина одной астрономической единицы — константа, то есть, постоянная величина. Принято считать, что Земля находится от Солнца на расстоянии одной астрономической единицы.

Световой год равен 10 000 000 000 000 или 10¹³ километрам. Это расстояние, которое проходит свет в вакууме за один Юлианский год. Эта величина используется в научно-популярной литературе чаще, чем в физике и астрономии.

Парсек приблизительно равен 30 856 775 814 671 900 метрам или примерно 3,09 × 10¹³ километрам.


ин парсек — это расстояние от Солнца до другого астрономического объекта, например планеты, звезды, луны, или астероида, с углом в одну угловую секунду. Одна угловая секунда — 1/3600 градуса, или примерно 4,8481368 мкрад в радианах. Парсек можно вычислить используя параллакс — эффект видимого изменения положения тела, в зависимости от точки наблюдения. При измерениях прокладывают отрезок E1A2 (на иллюстрации) от Земли (точка E1) до звезды или другого астрономического объекта (точка A2). Шесть месяцев спустя, когда Солнце находится на другой стороне Земли, прокладывают новый отрезок E2A1 от нового положения Земли (точка E2) до нового положения в пространстве того же самого астрономического объекта (точка A1). При этом Солнце будет находиться на пересечении этих двух отрезков, в точке S. Длина каждого из отрезков E1S и E2S равна одной астрономической единице. Если отложить отрезок через точку S, перпендикулярный E1E2, он пройдет через точку пересечения отрезков E1A2 и E2A1, I. Расстояние от Солнца до точки I — отрезок SI, он равен одному парсеку, когда угол между отрезками A1I и A2I — две угловые секунды.

На рисунке:

  • A1, A2: видимое положение звезды
  • E1, E2: положение Земли
  • S: положение Солнца
  • I: точка пересечения
  • IS = 1 парсек
  • ∠P or ∠XIA2: угол параллакса
  • ∠P = 1 угловая секунда

Другие единицы

Лига — устаревшая единица длины, использовавшаяся раньше во многих странах. В некоторых местах ее до сих пор применяют, например, на полуострове Юкатан и в сельских районах Мексики. Это расстояние, которое человек проходит за час. Морская лига — три морских мили, примерно 5,6 километра. Лье — единица примерно равная лиге. В английском языке и лье, и лиги называются одинаково, league. В литературе лье иногда встречается в названии книг, как например «20 000 лье под водой» — известный роман Жюля Верна.


Локоть — старинная величина, равная расстоянию от кончика среднего пальца до локтя. Эта величина была широко распространена в античном мире, в средневековье, и до нового времени.

Ярд используется в британской имперской системе мер и равен трем футам или 0,9144 метра. В некоторых странах, например в Канаде, где принята метрическая система, ярды используют для измерения ткани и длины бассейнов и спортивных полей и площадок, например, полей для гольфа и футбола.

Определение метра

Определение метра несколько раз менялось. Изначально метр определяли как 1/10 000 000 расстояния от Северного полюса до экватора. Позже метр равнялся длине платиноиридиевого эталона. Позднее метр приравнивали к длине волны оранжевой линии электромагнитного спектра атома криптона ⁸⁶Kr в вакууме, умноженной на 1 650 763,73. Сегодня метр определяют как расстояние, пройденное светом в вакууме за 1/299 792 458 секунды.

Источник: www.translatorscafe.com

Чему равна астрономическая единица


Точное значение астрономической единицы было установлено на 28-ой Генеральной ассамблее Международного астрономического союза в Пекине, в сентябре 2012 года. Отныне астрономическая единица равна 149 597 870 700 метрам или в километрах: 149 597 870,7. Свет от Солнца проходит это расстояние чуть более чем за 499 секунд.

Значение астрономической единицы менялось по мере совершенствования техники астрономических измерений.
Международная служба вращения Земли (IERS) в 2003 году определила астрономическую единицу равной 149 597 870 691 метру.
В более ранних источниках можно встретить другие значения, например во многих учебниках астрономическая единица равна 149597868 км.
Первая численная оценка астрономической единицы была сделана в 1672 году на основе измерений, проведённых Джованни Кассини и его сотрудником Жаном Рише — в их вычислениях асрономическая единица получилась равной примерно 140 млн км.

Астрономическая единица часто округляется до 150 миллионов километров. Это вполне оправданно, когда она используется просто для сравнительной оценки расстояний в Солнечной системе.
Например, радиус орбиты Нептуна в 30 а. е. и границы Облака Оорта в 50-100 тысяч а. е., дают хорошее представление о расстояниях внутри Солнечной системы.
А расстояние до ближайшей к нам звезды Проксима Центавра, равное примерно 270 000 астрономических единиц, даёт правильное представление о трудностях межзвёздных путешествий…

Источник: kosmoved.ru

Общая информация


Одна астрономическая единица – это расстояние, равное среднему пути, который проходит солнечный луч к Земле. Также в качестве альтернативы может приводиться сообщение, что оно равняется большой полуоси эллиптической орбиты нашей планеты. Оба эти определения верны. Существует несколько вариантов подсчета того, сколько же километров имеют астрономические единицы. Земли и Солнца роль тут исполняют точки А и Б (вспоминаем геометрию и прямую). Существуют классические и новые методы измерения расстояния. Наиболее точным значением, сколько же имеет 1 астрономическая единица, принимают расстояние в 149597870 + 2 километра. В обычных же расчетах используют число в 149 600 тысяч км. Эта величина была получена относительно недавно. Давайте же сейчас разберёмся с классическими методами измерения. После них мы уделим внимание и новым способам получения этой информации.

Классические методы измерения

Прежде чем приступать к работе с их помощью, необходимо было узнать средний радиус Земли. Новейшие методы не требуют знать этого параметра. Для определения среднего радиуса Земли использовался целый комплекс геодезических методов.


сейчас давайте поговорим о простейшем способе измерения астрономической единицы. Он схож с методом засечки, но здесь используется относительно небольшая величина базиса. Из-за этого приходится следить за тем, чтобы чрезвычайно точно были измерены малые углы. Из-за этого часто получали данные сравнительно невысокой точности. Второй метод предполагает использование в расчетах астероида Эрос. Он временами проходит весьма близко от Земли. Тогда его параллаксом почти достигается угловая минута. После чего определяются стороны треугольника ЗЭС, и одна из них – это и есть астрономическая единица.

Новейшие методы измерения

Наибольшее внимание здесь следует уделить радиолокации. Но только уже не морских или воздушных суден, а планет. Рассмотрим такой пример. К произвольной планете (допустим, Венере) радиолокатором посылается сигнал. После отражения от её поверхности он вернётся на Землю. Поскольку нам известна скорость распространения радиоволн (она составляет 299792 километров на секунду) и разность моментов отсылки и получения сигнала, то измерить расстояние не составит труда. Для этого необходимо будет умножить время путешествия туда и назад на скорость. Таким образом можно измерять расстояние между различными объектами. Но при этом существуют определённые специфические особенности. Рассмотрим один пример, в котором нам будет помогать Венера. Так, когда она находится на максимальном видимом удалении от нашей звезды, её орбитальное движение с точки зрения земного наблюдателя будет идти по лучу зрения.


агодаря эффекту Доплера частота сигнала, который вернется, будет меняться пропорционально орбитальной скорости исследуемого объекта, в данном случае Венеры. Благодаря этому мы сможем узнать не только то, как быстро передвигается эта планета, но и сколько оборотов за определённое количество времени она делает. Правда, полученное значение будет измеряться (весьма вероятно) в долях или нескольких астрономических единицах. Ещё один новый способ определения расстояния – это анализ движения автоматической межпланетной станции, расстояние к которой может быть вычислено при выходе на связь.

Заключение

Вот теперь известно, что одна астрономическая единица – это расстояние от Земли и к Солнцу. Увы, но даже пока преодоление таких относительно небольших расстояний является проблематическим для человека (хотя и не останавливает наших механических автоматизированных помощников). Следует отметить, что это не единственная единица, которая используется при измерении. Кроме неё, широкое распространение получили световой год и парсек. Первое понятие довольно часто употребляется, поэтому на нём останавливаться не будем. Под парсеком же подразумевают немногим больше 206 тысяч астрономических единиц. В качестве альтернативы могут приводить и значение на 3,26 светового года. Наибольшее распространение получили их увеличения. Так, к центру нашей галактики «всего» 8 килопарсек. Но нам, людям, пока ещё нужно освоить хотя бы перемещения на такие относительно небольшие космические расстояния, как астрономическая единица.

Источник: www.syl.ru

История


Со времён появления гелиоцентрической системы, а особенно кеплеровской небесной механики, относительные расстояния в Солнечной системе (исключая слишком близкую Луну) стали известны с хорошей точностью. Поскольку Солнце является центральным телом системы, а обращающаяся по почти круговой орбите Земля — местоположением наблюдателей, естественно было принять радиус этой орбиты за единицу изменения. Однако, не существовало способа надёжно измерить величину этой единицы, то есть сравнить её с земными масштабами. Солнце находится слишком далеко, чтобы с Земли надёжно измерить параллакс. Расстояние до Луны было известно, но исходя из известных в XVII веке данных оценить отношение расстояний до Солнца и Луны не удавалось — наблюдение за Луной не даёт требуемой точности, а отношение масс Земли и Солнца также не было известно.

В 1672 году Джованни Кассини совместно со своим сотрудником Жаном Рише измерили параллакс Марса. Поскольку параметры орбиты Земли и Марса были измерены с высокой точностью, появилась возможность определить величину астрономической единицы — в современных единицах 146 млн км.

Впоследствии проводились уточнённые измерения астрономической единицы при помощи прохождений Венеры по солнечному диску. Сближение астероида Эрос с Землёй в 1901 и измерения его параллакса позволили получить ещё более точную оценку.


С помощью радиолокации планет была уточнена Астрономическая единица. Локацией Венеры в 1961 г. установлено, что Астрономическая единица равна 149´599´300 км. Возможность ошибки не превыша ла ±2000 км. Повторная радиолокация Венеры в 1962 г. позволила уменьшить эту неопределенность и уточнить значение Астрономической единицы: оно оказалось 149´598´100±750 км. Выяснилось, что до локации 1961 г. величина АЕ была известна с точностью 0,1%.

В помощь студенту

Астрономическая единица

стр. 368

Источник: www.fxyz.ru

Общие сведения

Астрономическая единица – это величина, при помощи которой каждый человек сумеет наглядно представить себе, на каком расстоянии от нашей планеты находится тот или иной космический объект.

Материалы по теме


Каково расстояние до нашего светила? Астрономическая единица

Причина этого проста. По сути, астрономическая единица представляет собой среднюю длину радиуса земной орбиты или же расстояние от Земли до Солнца. Согласитесь, трудно представить себе расстояние от Земли к звездной системе Альфа Центавра, если вам скажут, что оно составляет 1,3 парсека. А вот если же вам сообщат, что это расстояние равно 270 тыс. астрономических единиц, то вы сразу представите себе отрезок между Солнцем и Землей и мысленно увеличите его в 270 тыс. раз. Это позволит вам ярче представить данное расстояние и оценить его громадную длину.

Несмотря на всю свою наглядность, астрономическая единица как величина измерений практически не используется в профессиональной астрономии. Дело в том, что с ее помощью удобно производить вычисление расстояний только к ближайшим к нам объектам во Вселенной, например, планетам Солнечной системы. Если же взять особо отдаленные объекты и попробовать определить расстояние к ним в астрономических единицах, число получиться настолько большим, что им будет неудобно оперировать при проведении математических расчетов. Для определения расстояний к далеким космическим объектам в наблюдаемой Вселенной используется другая величина – парсек, а также ее производные.

История открытия

Строение Солнечной системы

Строение Солнечной системы

Предпосылкой для открытия астрономической единицы послужило открытие того, что Земля обращается вокруг Солнца, а также кеплеровская небесная механика, при помощи которой удалось достаточно точное расстояние от Земли до многих планет Солнечной системы, в том числе и к Солнцу. Дальнейшие исследования астрономов в период с XVII по XX век позволили скорректировать первые цифры и получить еще более точные данные нахождения вышеназванных тел. В этот период значительную роль для определения расстояний сыграл метод горизонтального параллакса, который и сегодня широко используется в астрономии и геометрии.

Материалы по теме

Наглядная схема Солнечной системы Астрономическая единица

В 1962 году при помощи радиолокационных сигналов астрономам удалось установить точное расстояние от Земли до Солнца. За эталон была принята средняя величина, которая равняется 149597870,7 км. Это и есть астрономическая единица. Именно такое ее определение указанно в Международной системе единиц СИ.

В последние годы ученые обнаружили, что астрономическая единица – число, которое константой не является. С каждым годом ее величина становится немного больше. Ученые зафиксировали, что каждые 7 лет длина астрономической единицы увеличивается на метр. Получается, за 100 лет Земля отдаляется от Солнца на 15 метров. Существует несколько теорий, способных объяснить это явление. Наиболее популярная из них заключается в том, что Солнце постепенно теряет свою массу из-за солнечного ветра.

Некоторые популярные примеры расстояний в астрономических единицах

  1. Расстояние от Земли до Урана равно около 20 астрономических единиц;
  2. Радиус орбиты Нептуна – одного из наиболее далеких объектов Солнечной системы, равен 30 астрономическим единицам;
  3. Чтобы преодолеть расстояние в 1 астрономическую единицу лучу света требуется примерно 8 минут 20 секунд – именно столько времени необходимо солнечным лучам, чтобы коснуться поверхности Земли;
  4. Сириус – двойная звезда. Звезды компаньоны Сириус А и Сириус В вращаются между собой на расстоянии 20 астрономических единиц;
  5. Расстояние от Солнца до Марса составляет 1,52 астрономические единицы.

О расстояниях наглядно. Нажмите кнопку «Старт»

Источник

Поделиться ссылкой:

Источник: hikosmos.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.