Особенности астрономических методов исследования


Методы астрономических исследований

Компоненты мегамира

Космос (мегамир) – весь мир, окружающий планету Земля.

Весь космос мы наблюдать не можем по ряду причин (техническим: разбегание галактик → свет не успевает долететь).

Вселенная – часть космоса, доступная наблюдению.

Космология – изучает строение, происхождение, эволюцию и будущую судьбу Вселенной в целом.

Основу этой дисциплины составляют астрономия, физика и математика.

Астрономия (буквально – наука о поведении звезд) – более узкая отрасль космологии (наиболее важная!) – наука о строении и развитии всех космических тел.

Методы исследования в астрономии

В астрономии непосредственно можно наблюдать только объекты, испускающие электромагнитное излучение, в том числе свет.

Основную информацию получают при использовании оптических приборов.


1. Оптическая астрономия – изучает видимые (т.е. светящиеся) объекты.

Наблюдаемая, или светящаяся, материя либо сама испускает видимый свет в результате идущих внутри нее процессов (звезды), либо отражает падающие лучи (планеты Солнечной системы, туманности).

В 1608 г. Г. Галилей направил на небо свою простую подзорную трубу, совершив тем самым революцию в области астрономических наблюдений. Сейчас астрономические наблюдения проводят с помощью телескопов.

Оптические телескопы бывают 2-х типов: рефракторные (свет собирает линза → необходимы большие линзы, которые могут гнуться под собственным весом → искажение изображения) и рефлекторные (свет собирает зеркало, таких проблем нет → большинство профессиональных телескопов — рефлекторы).

В современных телескопах человеческий глаз заменен фотопластинками или цифровыми камерами, которые в состоянии аккумулировать световой поток на протяжении больших временных промежутков, что позволяет обнаруживать еще более мелкие объекты.

Телескопы устанавливаются на высоких горных вершинах, где в наименьшей степени сказывается влияние атмосферы и света больших городов на изображение. Поэтому сегодня большая часть профессиональных телескопов сконцентрирована в обсерваториях, которых не так много: в Андах, на Канарских о-вах, на гавайских вулканах (4205 м над ур. моря, на потухшем вулкане – самая высокая обсерватория в мире) и в некоторых особо изолированных местах Соединенных Штатов и Австралии.


Благодаря международным соглашениям, стрáны, в которых нет подходящих для установки телескопов мест, могут установить свою аппаратуру в местах с такими условиями.

Самый крупный телескоп – строится в Чили Южно-Европейской обсерваторией (включает систему из 4 телескопов диаметром 8,2 м каждый).

В 1990 г. на орбиту выведен оптический телескоп «Хаббл» (США) (h = 560 км).

Его длина – 13,3 м, ширина – 12 м, зеркало диаметром 2,4 м, общая масса – 11 т,

стоимость ~ 250 млн. $

Благодаря ему получено глубокое, никогда ранее недостижимое изображение звездного неба, наблюдались планетарные системы в стадии формирования, получены данные о существовании огромных черных дыр в центрах разных галактик. Телескоп должен закончить работу к 2005 г; сейчас запущен другой более современный.

2. Неоптическая астрономия – изучает объекты, испускающие ЭМ-излучение за рамками видимого света.

Электромагнитное излучение – форма электрической и магнитной энергии, которая распространяется в космосе со скоростью света. Единица измерения – длина волны (м).

ЭМ-спектр условно разделен на полосы, характеризующиеся определенным интервалом длин волн. Четкие границы между диапазонами определить нельзя, т.к. они часто перекрывают друг друга.

 
  Особенности астрономических методов исследования

Аппаратура для неоптической астрономии сильно отличается от традиционных телескопов (больше напоминает счетчики частиц, чем телескопы) и в большинстве случаев находится на борту спутников на орбите Земли, т.к. земная атмосфера поглощает почти всё электромагнитное излучение, идущее из космоса, кроме видимого. → на Земле объекты, испускающие это ЭМ-излучение нельзя зафиксировать.

Такая аппаратура используется с 1930-х гг. Первый искусственный спутник Земли с астрономической аппаратурой был запущен в 1957 г. СССР. Помимо астрономических, спутники выполняют военные, экологические, телекоммуникационные и др. задачи.

В соответствии с участками ЭМ-спектра выделились разные разделы неоптической астрономии:

Ø Радиоастрономия фиксирует радиоизлучение (ДВ).

Радиотелескоп состоит из трех частей: параболической антенны, усилителя сигналов и системы анализа и регистрации данных. Диаметр антенны обычно составляет десятки метров (до 300 м), ее можно перенаправлять в желаемом направлении неба.


Радиотелескопы чувствительнее самых мощных оптических телескопов ~ в 2 раза → возможность изучения очень удаленных объектов (2-3 млрд. световых лет.).

Ø Инфракрасная астрономия.Телескопы для наблюдения в ИК-диапазоне устанавливают на большой высоте: на воздушных шарах, самолетах или чаще всего на спутниках. При помощи таких телескопов наблюдают относительно холодные объекты (планеты, пылевые облака).

Ø Ультрафиолетовая астрономия. Наблюдения почти полностью ведутся в космосе. Благодаря УФ-астрономии открыта потеря материи звездами в виде звездного ветра, подтверждены выбросы водяного пара кометами и мн. др.

Ø Рентгеновская астрономия.Наблюдения также ведутся в космосе. Благодаря такой аппаратуре было открыто рентгеновское излучение Солнца и зарегистрировано ~ 350 космических источников рентгеновских лучей во Вселенной (пульсары и т.п.).

Ø Гамма-астрономия. В 1991 г. на орбиту запущен спутник, предназначенный для различных экспериментов в гамма-астрономии. Благодаря такой аппаратуре установлено диффузное излучение нашей Галактики и выявлены ядра галактик с особо интенсивным излучением.

3. Нейтринная астрономияизучение процессов, происходящих в звездах, с помощью фиксации элементарных частиц нейтрино.


Нейтрино излучаются всеми звездами в результате ядерных реакций → это источник информации о процессах в космических телах.

Нейтрино– элементарные частицы, не имеющие электрического заряда. Пока не ясен вопрос, имеют ли эти частицы массу (если да, то она очень маленькая, меньше 1/25000 массы электрона). Рождающиеся в Солнце нейтрино попадают на Землю в заметном количестве. Через 1 см2 земной поверхности постоянно проходят миллиарды нейтрино. Образовавшиеся в центре Солнца нейтрино не поглощаются окружающей материей, поэтому они способны очень быстро достичь Земли. С Земли можно обнаружить только «солнечные» нейтрино.

Для обнаружения нейтрино используют огромные баки с тетрахлорэтиленом. Атомы Cl, взаимодействуя с нейтрино, могут превращаться в Ar, тем самым обнаруживая попадание нейтрино. Чтобы избежать неожиданного проникновения посторонних сигналов в результате прохода частиц других типов, ловушки для нейтрино устанавливают высоко в горах (на высоте 1,5 км – Баксанское ущелье на Кавказе) или на морском дне. Однако и в этих огромных аппаратах выявляется всего несколько частиц в сутки.

4. Изучение объектов Солнечной системы. Осуществляется с помощью дистанционных лабораторий на борту автоматических межпланетных станций (с 1960-х гг.) – сейчас исследованы все планеты, кроме Плутона.


При запуске таких лабораторий стараются рассчитать моменты, когда хотя бы 2 планеты должны выстроиться на своих орбитах в линию («парад планет»), чтобы сэкономить и отправить зонд сразу на несколько планет.

Для исследования Плутона готовится зонд; но чтобы долететь до пункта назначения, ему потребуется почти 12 лет при скорости 18 км/с.

Источник: studopedia.ru

Наблюдательный метод

В качестве метода астрономические наблюдения преобладают в исследованиях космических объектов и явлений. Они позволяют отслеживать и фиксировать события, происходящие на просторах космоса, являясь основным источником экспериментальных астрономических знаний.

Как правило, наблюдательная астрономия осуществляется в обсерваториях – специальных учреждениях, в которых проводятся наблюдения за небосводом и космическими просторами.

В России первая обсерватория появилась в Пулково, недалеко от Санкт-Петербурга. Здесь были созданы предельно точные звездные каталоги. Во второй половине 19-го столетия это уникальное учреждение занимало ведущие позиции в мире астрономических исследований. Более того, в 1884 году Пулково являлось одним их главных претендентов на меридиан. Победа все же досталась Гринвичу.

Сегодня техническое оснащение обсерваторий включает в себя большое количество наблюдательного и иного оборудования, в том числе телескопы, светоприемные устройства, приборы для выполнения анализа, вспомогательную технику, компьютерные машины и многое другое.

Реализация астрономических наблюдений имеет ряд специфических особенностей:


  • Инертность наблюдений, большая продолжительность этих процессов. Крайне сложно повлиять на космические тела активным образом, если не брать в расчет редкие случаи воздействия космонавтики (пилотируемой и непилотируемой). Фиксация большинства космических явлений происходит посредством тысячелетних наблюдений (это относится, например, к изменению угла осевого наклона нашей планеты). Это служит причиной того, что наблюдения, которые проводились в Древнем Вавилоне и Китае многие тысячи лет назад, не теряют своего значения и актуальности и сегодня.
  • Проведение наблюдений с поверхности Земли. Учитывая то, что планета находится все время в достаточно сложном движении, астрономы могут рассматривать только определенный участок небосвода.
  • Неточность расчетов по определению линейных размеров космических тел и величины расстояния до них. Это обусловлено тем, что данные расчеты базируются на угловых измерениях планет и звезд, которые, в свою очередь, проводятся на основе оптических наблюдений и не зависят от расстояния до объектов.

Как правило, проведение космических наблюдений основано на применении оптических телескопов.

Принцип работы оптических телескопов определяется их разновидностью. При этом общим для всех приборов является сбор наибольшего объема световых лучей, испускаемых небесными объектами (такими как звезды, планеты, кометы и пр.), с целью формирования их изображений.

Телескопы бывают:

  • линзовые (рефракторные);
  • зеркальные (рефлекторные);
  • зеркально-линзовые.

В первом случае (рефракторы) изображение создается посредством преломления световых лучей в линзе объектива оптического прибора. Размытость изображения становится причиной ошибок рефракторных телескопов.

Что касается рефлекторов, то их действие основывается не на преломлении света, а на его отражении. Они обладают большей точностью и совершенством по сравнению с рефракторной оптикой. Зеркальные телескопы используются, как правило, в астрофизике.

Зеркально-линзовые оптические устройства являются функциональной комбинацией рефракторов и рефлекторов.

Измерения в астрономии

Астрономические измерения реализуются с помощью многочисленных инструментов и аппаратуры. Рассмотрим их более подробно.

Главными в измерительной астрономии являются координатно-измерительные приборы.

Эти машины предназначены для измерения прямоугольных координат (одной либо двух) с фотоснимка либо диаграммы спектра. Конструкция координатно-измерительной машины включает в себя стол, на котором размещают фотографический снимок, и измерительный микроскоп, который наводится на объект, испускающий свет, либо его спектр. Точность отсчета современных устройств достигает 1 мкм.

Ошибки, которые могут возникать в измерительном процессе:

  • инструментальные;
  • человеческие;
  • произвольные.

Ошибки, возникающие из-за инструмента, обусловлены его несовершенством. Для недопущения таких ошибок следует предварительно проверять на точность элементы прибора, в том числе шкалы, микрометрические винты, направляющие предметного стола и микроскопа, микрометры отсчета.

Вероятность человеческих и случайных (произвольных) ошибок снижается кратностью измерений.

В измерительной астрономии широко применяются автоматические и полуавтоматические средства измерений.

Автоматические измерительные устройства отличаются оперативностью действия. При этом средняя квадратическая ошибка в них снижена в два раза.

Метод космического эксперимента

Космический эксперимент представляет собой совокупность взаимосвязанных действий и наблюдений, направленных на получение требуемых сведений об изучаемом космическом объекте либо явлении и реализуемых в ходе пилотируемого либо непилотируемого космического полета. Такие эксперименты призваны подтвердить некоторые теоретические основы астрономии, различные утверждения и гипотезы, а также улучшить и доработать существующие научно-исследовательские технологии.

Тенденции, которыми характеризуются эксперименты по астрономии, следующие:

  • Исследование процессов физико-химического плана, а также поведения материалов в открытом космосе.
  • Исследование характеристик и поведения космических объектов.
  • Воздействие космического пространства на людей.
  • Практическое подтверждение теорий в области космической биологии и биотехнологии.
  • Поиск путей освоения космоса.

Рассмотрим ряд примеров космических экспериментов, осуществленных российскими космонавтами на МКС.

Veg-01 – эксперимент по выращиванию растений

Его назначение – исследовать поведение объектов растительного мира на орбите.

«Плазменный кристалл»

Эксперимент, направленный на исследование плазменно-пылевых кристаллов и веществ в жидкой фазе при микрогравитационных параметрах.

На четырех этапах эксперимента изучалось:

  • Плазменно-пылевая структура в газоразрядной плазме в условиях емкостного разряда высокой частоты.
  • Плазменно-пылевое строение в условиях тлеющего разряда и тока постоянной величины.
  • Воздействие ультрафиолетового спектра космических лучей на макрочастицы, потенциально заряженные фотоэмиссией.
  • Плазменно-пылевые структуры в условиях открытого космического пространства и действия солнечного и ионизирующего излучения.
  • Общее число экспериментов, проведенных россиянами на МКС, превысило 100.

    Источник: sciterm.ru

    Астрономические наблюдения

    Астрономические наблюдения и обработка их данных, как правило, проводятся в специализированных научно-исследовательские учреждениях (астрономических обсерваториях).

    Первая российская обсерватория была построена в Пулково, под Санкт-Петербургом. Составление звезд каталогов звезд, имеющих высочайшую точность, заслуга Пулковской обсерватории. Можно сказать, что во второй половине 19 века, негласно, ей было присвоено звание «астрономической столицы мира», а в 1884 году Пулково претендовало на нулевой меридиан (победил Гринвич).

    Современные обсерватории оснащены наблюдательными инструментами (телескопами), светоприёмной и анализирующей аппаратурой, различными вспомогательными приборами, высокопроизводительными ЭВМ и т.д.

    Остановимся на особенностях астрономических наблюдений:

    • Особенность №1. Наблюдения весьма инертны, поэтому, как правило, для них требуется достаточно длительные сроки. Активное влияние на космические объекты, за редкими исключениями которые даёт пилотируемая и непилотируемая космонавтика, затруднено. В основном, многие явления, взять хотя бы трансформирование угла наклона оси Земли к орбитальной плоскости, могут быть зафиксированы лишь благодаря наблюдениям на протяжении нескольких тысяч лет. Следовательно, астрономическое наследие Вавилона и Китая тысячелетней давности, несмотря на некоторые несоответствия современным требованиям, до сих пор актуально.
    • Особенность №2. Процесс наблюдения, как правило, происходит с земной поверхности, в тоже время Земля осуществляет сложное движение, поэтому земной наблюдатель видит только определённый участок звёздного неба.
    • Особенность №3. Угловые измерения, выполняемые на основе наблюдений, являются основой для расчетов, определяющих линейные размеры объектов и расстояния до них. А так как угловые размеры звёзд и планет, измеряемые с помощью оптики, не зависят от расстояния до них, расчеты могут быть довольно неточными.

    Оптической телескоп обладает принципом действия, определяемым его типом. Но независимо от вида, главная его цель и задача заключается в сборе максимального количества света, испускаемого светящимися объектами (звёздами, планетами, кометами и др.), для создания их изображений.

    Виды оптических телескопов:

    • рефракторы (линзовые),
    • рефлекторы (зеркальные),
    • а также зеркально-линзовые.

    В рефракторном (линзовом) телескопе, изображение достигается результатом преломления света в линзе объектива. Недостаток рефракторов — ошибка в результате размытости изображения.

    Особенность рефлекторов — использование в астрофизике. В них главное не то, как свет преломляется, а как отражается. Они совершеннее линзовых, и более точны.

    Зеркально-линзовые телескопы сочетают в себе функции рефракторов и рефлекторов.

    Малый оптический телескоп. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

    Рисунок 1. Малый оптический телескоп. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

    Астрономические измерения

    Так как измерения в астрономических исследованиях осуществляются с помощью различных приборов и инструментов, проведём их короткий обзор.

    Данные машины измеряют одну или две прямоугольные координаты с фотографического изображения или диаграммы спектра. Координатно-измерительные машины оснащены столом, на который помещаются фото и микроскопом с измерительными функциями, применяемым для наводки на светящееся тело или его спектр. Современные приборы могут иметь точность отсчёта до 1 мкм.

    В процессе измерения могут возникнуть ошибки:

    • самого инструмента,
    • оператора (человеческий фактор),
    • произвольные.

    Ошибки инструмента возникают от его несовершенства, следовательно, должна быть, предварительно осуществлена, его проверка на точность. В частности, проверке подлежат: шкалы, микрометрические винты, направляющие на предметном столе и измерительном микроскопе, отсчётные микрометры.

    Ошибки, связанные с человеческим фактором и случайностью, купируются кратностью измерений.

    В астрономических измерениях происходит широкое внедрение автоматических и полуавтоматических измерительных приборов.

    Автоматические приборы работают на порядок быстрее обычных, и имеют в два раза меньшую среднюю квадратическую ошибку.

    Космический эксперимент

    Основные тенденции экспериментов в космосе:

    1. Изучение протекания физико-химические процессов и поведения материалов в космическом пространстве.
    2. Изучение свойств и поведения небесных тел.
    3. Влияние космоса на человека.
    4. Подтверждение теорий космической биологии и биотехнологии.
    5. Пути освоения космического пространства.

    Здесь уместно привести примеры экспериментов, проводимых на МКС российскими космонавтами.

    Эксперимент по выращиванию растений (Veg-01).

    Задача эксперимента – изучить поведение растений в орбитальных условиях.

    Эксперимент «Плазменный кристалл» — изучение плазменно-пылевых кристаллов и жидких веществ при микро гравитационных параметрах.

    Было проведено четыре его этапа:

    1. Исследовалась плазменно-пылевая структура в газоразрядной плазме при высокочастотном емкостном разряде.
    2. Исследовалась плазменно-пылевая структура в плазме при тлеющем разряде с постоянным током.
    3. Исследовалось как воздействует ультрафиолетовый спектр космического излучения на макрочастицы, которые могут быть заряжены фотоэмиссией.
    4. Исследовались плазменно-пылевые структуры в открытом космосе при действии солнечного ультрафиолета и ионизирующего излучения.

    Эксперимент"Плазменный кристалл". Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

    Рисунок 2. Эксперимент «Плазменный кристалл». Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

    А всего российскими космонавтами на МКС было проведено более 100 космических экспериментов.

    Источник: spravochnick.ru

    На протяжении тысячелетий астрономы изучали положение небесных объектов на звёздном небе и их взаимное перемещение с течением времени. Именно поэтому, долгое время, а точнее с III века до нашей эры господствовала геоцентрическая система мироустройства Клавдия Птолемея. Напомним, что согласно ей, в центре всего мироздания находилась планета Земля, а все остальные небесные тела, в том числе и Солнце, вращались вокруг неё.

    Особенности астрономических методов исследования

    И лишь в середине XVI века, а точнее в 1543 году, вышел великий труд Николая Коперника «Об обращении небесных сфер», в котором приводились доводы о том, что центром нашей системы является не Земля, а Солнце. Так возникло гелиоцентрическое учение, которое дало ключ к познанию Вселенной.

    Особенности астрономических методов исследования

    Как вы, наверное, догадались, основным способом исследования небесных объектов и явлений служат астрономические наблюдения. Астрономические наблюдения — это целенаправленная и активная регистрация информации о процессах и явлениях, происходящих во Вселенной.

    С древних времён и до настоящего времени сведения о том, что происходит за пределами Земли в космическом пространстве, учёные главным образом получают на основе приходящего от этих объектов света и других видов излучения. То есть наблюдения — это основной источник информации в астрономии. Эта первая особенность астрономии отличает её от других естественных наук (например, физики или химии), где главную роль играют опыты, эксперименты. Возможности проведения экспериментов за пределами Земли появились лишь благодаря космонавтике. Но и в этих случаях речь идёт о проведении экспериментальных исследований небольшого масштаба, таких, например, как изучение химического состава лунных или марсианских пород, изучение поверхности астероидов или комет.Ведь очень трудно представить себе эксперименты над планетой в целом, звездой или галактикой.

    Второй особенностью астрономии является то, что большинство изучаемых явлений непосредственно наблюдать невозможно. Даже изменения, происходящие на Солнце, на Земле регистрируются лишь через 8 минут и 19 секунд (именно столько времени требуется свету, чтобы преодолеть расстояние от Солнца до Земли). Что же касается далёких галактик, то здесь речь уже идёт о миллиардах лет. То есть изучая далёкие звёздные системы — мы изучаем их прошлое.

    А третья особенность астрономии обусловлена необходимостью указать положение небесных тел в пространстве (их координаты) и невозможностью различить, какое из них находится ближе, а какое дальше от нас. Нам, как и людям в древности, кажется, что все звёзды одинаково удалены от нас и располагаются на некой сферической поверхности неба — небесной сфере, — которая как единое целое вращается вокруг Земли.

    Уже более 2000 лет тому назад астрономы стали применять способы, которые позволяли указать расположение любого светила на небесной сфере по отношению к другим космическим объектам или наземным ориентирам. Представлением о небесной сфере удобно пользоваться и теперь, хотя мы знаем, что этой сферы реально не существует.

    Итак, небесная сфера — это воображаемая сфера произвольного радиуса, центр которой в зависимости от решаемой задачи совмещается с той или иной точкой пространства. Например, центр небесной сферы может быть выбран в месте наблюдения (глаз наблюдателя), в центре Земли или Солнца и так далее.

    Особенности астрономических методов исследования

    Важно понимать, что на поверхность небесной сферы проецируются видимые положения всех светил. Например, некоторые из звёзд «ковша» Большой Медведицы находятся далеко одна от другой, но для наблюдателя с Земли они проецируются на один и тот же участок небесной сферы

    Особенности астрономических методов исследования

    Повторив такую операцию для всех наблюдаемых звёзд, мы получим на поверхности сферы карту звёздного неба — звёздный глобус.

    Расстояния между звёздами на небесной сфере можно выражать только в угловой мере. Эти угловые расстояния измеряются величиной центрального угла между лучами, направленными на одну и на вторую звезду, или же эти расстояния можно вычислить по длине соответствующей дуги между звёздами на поверхности небесной сферы.

    Для приближённой оценки угловых расстояний на небе можно воспользоваться известными данными о звёздах, входящих в созвездие Большой Медведицы.

    Особенности астрономических методов исследования

    Также оценку угловым расстояниям можно дать и с помощью пальцев вытянутой руки.

    Особенности астрономических методов исследования

    Только два объекта на небе — Солнце и Луну — мы видим как диски, угловые размеры которых примерно одинаковы (около 30’ или 0,5o). Угловые размеры планет и звёзд намного меньше, поэтому на небе мы их видим просто светящимися точками.

    Теперь давайте рассмотрим основные точки, линии и плоскости небесной сферы.

    Итак, прямая, проходящая через центр небесной сферы и совпадающая с направлением нити отвеса в месте наблюдения, называется отвесной или вертикальной линией.

    Как видим, эта линия пересекает небесную сферу в двух точках. Верхняя точка называется зенитом и обозначается буквой Z. Нижняя точка, противоположная зениту — это надир, который обозначается буквой Z’.

    Если через центр небесной сферы провести плоскость, перпендикулярную отвесной линии, то мы получим плоскость истинного или математического горизонта.

    Большой круг небесной сферы, проходящий через зенит, светило и надир, называется кругом высоты, вертикальным кругом или просто вертикалом светила.

    А прямая, проходящая через центр небесной сферы параллельно оси вращения Земли, называется осью мира.

    Она тоже пересекает небесную сферу в двух диаметрально противоположных точках. Точка, вблизи которой находится Полярная звезда, называется Северным полюсом мир, противоположная точка — Южным полюсом мира.

    А проведя через центр небесной сферы перпендикулярно оси мира большой круг, мы получим небесный экватор. Он, наподобие земного экватора, делит небесную сферу на две части: Северное полушарие и Южное.

    Если провести большой круг через полюсы мира и светило, то мы получим круг склонения светила.

    Большой круг небесной сферы, проходящий через точки зенита, надира и полюсы мира, называется небесным меридианом.

    Как видим, небесный меридиан пересекается с истинным горизонтом в двух диаметрально противоположных точках.  Точка, которая находится ближе к Северному полюсу мира, называется точкой севера. Соответственно, та точка, которая находится ближе к Южному полюсу мира, называется точкой юга.

    Если мы соединим эти две точки, то получим так называемую полуденную линию. По направлению полуденной линии падают тени от предметов в полдень.

    С небесным экватором истинный горизонт также пересекается в двух диаметрально противоположных точках — точке востока и точке запада.

    Особенности астрономических методов исследования

    Положение светил на небе определяется по отношению к точкам и кругам небесной сферы. Для этого были введены небесные координаты, подобные географическим координатам на поверхности Земли. В астрономии применяется несколько систем координат. Но для астрономических наблюдений удобно определять положение светила по отношению к горизонту, то есть знать, в какой стороне горизонта и как высоко оно находится. С этой целью в астрономии вводится горизонтальная система координат — высота или зенитное расстояние и азимут.

    Высота светила (h) это угловое расстояние по вертикальному кругу от горизонта до светила, то есть это угол между горизонтом и самим светилом.

    Так как высота светила — это угловое расстояние, то измеряется она в градусах, минутах или секундах. При этом, если светило находится в видимой части небесной сферы (над горизонтом), то отсчитывается высота от 0 до 90o к зениту. Если же светило находится под горизонтом, то от 0 до –90o к надиру.

    Зенитное расстояние (z) — это длина дуги вертикального круга от зенита до светила. Отсчитывается оно в пределах от 0 до 180o к надиру.

    Особенности астрономических методов исследования

    А положение светила относительно сторон горизонта указывает его вторая координата — азимут.

    Азимут светила (A) это дуга истинного горизонта, или угол от точки юга до пересечения горизонта с вертикалом светила.

     Азимут отсчитывается от точки юга в направлении хода часовой стрелки от 0 до 360o.

    Особенности астрономических методов исследования

    Следует помнить, что эти координаты (азимут, высота и зенитное расстояние) в результате суточного вращения небесной сферы постоянно изменяются. Вследствие этого, горизонтальные координаты указывают положение светила на небе в данный момент времени.

    На практике данная система координат, как правило, используется для определения видимых положений светил с помощью оптических угломерных инструментов — теодолитов.

    Источник: videouroki.net


    You May Also Like

    About the Author: admind

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

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