Конфигурация и условия видимости планет кратко


Сначала необходимо определиться, что такое орбиты и для чего они нужны.
Орбита планеты это её путь, или траектория движения. Подразумевается, что это перемещение в заранее определённой системе координат.
Всё тела в Солнечной системе вращаются по окружности Солнца. Это и есть заданная система координат. В свою очередь у каждого небесного тела разные орбиты. Как известно, они не движутся друг за другом. Более того,они отличаются по удлиненности и протяжению. Собственно, это влияет на климат и температуру поверхности тел.

Орбиты солнечной системы

Элементы орбиты

У каждой орбиты имеется свой набор параметров. К тому же, именно он задаёт её форму, размер и расположение в пространстве.
В астрономии принято использовать кеплеровы элементы орбиты. К ним относятся:


  • большая полуось — геометрическая характеристика объектов. Образуется коническим сечением, то есть пересечением плоскости с поверхности кругового конуса.
  • эксцентриситет — это параметр конического сечения, выраженный в числах. Он указывает его отклонение от окружности.
  • наклонение — угол между плоскость и орбитой.
  • аргумент перицентра — угол между направлениями из центра на восходящий узел орбиты. Сам перицентр определяют как ближнюю точку орбиты к притягивающему центру.
  • долгота восходящего узла — математическое описание линии плоскости орбиты в отношении к базовой плоскости.
  • средняя аномалия — это произведение среднего движения тела и интервала времени от перицентра. Имеет стабильную угловую скорость.

Орбиты солнечной системы

Разумеется, центр нашей системы это Солнце. Собственно в нём заключена основная масса всей системы. Поэтому своей силой тяготения оно притягивает небесные тела.

Солнце

Стоит отметить, значительное количество космических тел в солнечной системе движутся приблизительно в одной области. Её называют эклиптикой. Другие объекты имеют больший угол наклона по отношению к ней.

Все планеты и многие другие тела вращаются вокруг Солнца против часовой стрелки. Кстати, сама центральная звезда движется в этом же направлении. К тому же почти все планеты обращаются вокруг своей оси в эту же сторону. Только Венера и Уран имеют противоположное течение.
Интересно, что чем больше удалена планета от Солнца, тем дальше расстояние между орбитами объектов.

Уран (слева) и Венера (справа)

С точки зрения астрономов, небесные тела направляются по эллипсу. Иначе говоря, они движутся по замкнутой кривой на плоскости. В одной из точек эллипса расположено Солнце. Чем ближе объект к нему, тем значительней угловая скорость вращения. Следовательно меньше период обращения. Проще говоря, короче год.

Планеты солнечной системы


Между прочим, очень часто нашу систему делят на две зоны: внутреннюю и внешнюю.

К внутренней относятся пояс астероидов и планеты земной группы: Меркурий, Венера, Марс и, конечно, Земля.
Внешняя часть находится за первой группой. В её стостав входит четыре газовых гиганта.

Вдобавок, все объекты солнечной системы разделены на три вида:

  • планеты,
  • карликовые планеты,
  • малые тела.

Международный астрономический союз утвердил состав системы Солнца. Всего установлено восемь планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.

Планеты солнечной системы

Конфигурация планет


Вероятно, вы задаёте вопрос: Что такое конфигурация планет и чем это интересно?
По крайней мере, в астрономии понятие конфигурации связывают с взаимным расположением Солнца, планет и других небесных тел. Более того, это относится непосредственно к Солнечной системе.
По характеру движения различают конфигурации нижних и верхних планет.

Конфигурация нижних планет

Наблюдаемое с Земли перемещение нижних планет, а точнее Меркурия и Венеры, сопровождается сменой фаз.
Движение этих планет осуществляется недалеко от Солнца. Их наибольшее отдаление от него совершается либо на восток, либо на запад от него. В зависимости от направления удаления различают восточную (вечернюю) элонгацию, и западную (утреннюю) элонгацию.
К слову сказать, элонгация определяется как угловое положение между Солнцем и планетой.
Помимо этого, движение нижних планет бывает попятным, то есть с востока на запад.
При этом момент, когда планета следует между Землёй и Солнцем, является нижним соединением.
Кроме того, движение может быть прямым, иначе говоря с запада на восток. И в момент, когда Солнце находится между Землёй и планетой, наблюдают верхнее соединение.

Конфигурация верхних планет

Конфигурация верхних планет похожа на нижние. По аналогии происходит прямое и попятное движение. Отличие заключается в меньшей скорости движения.
результате этого наступает момент, когда Солнце догоняет планету. Таким образом, они соединяются. Кроме того, в это время Солнце находится между Землёй и планетой.
Во время попятного движения планета оказывается в точке, которая прямо противоположна положению Солнца. Собственно говоря, такой момент называется противостоянием. Именно в этот период Земля расположена между Солнцем и планетой.
Положение планеты под углом 90° от Солнца в восточном направлении это восточная квадратура. Подобное положение к западной стороне, соответственно, называется западной квадратурой.

Видимое движение верхних планет происходит без смены фаз. Они повернуты к Земле освещённой стороной.
Кстати, движение Луны соответствует конфигурации верхних планет.
Разумеется, с Земли мы не можем наблюдать за перемещением верхних планет.

Периоды обращения планет

В астрономии принято два вида периодов обращения планет.
Сидерический период это обращение планеты вокруг Солнца. Другими словами время, а точнее год планеты определяемый земными сутками или годом.

Сидерический период

Синодический период это время обращения планеты в одну и ту же точку с позиции наблюдателя. К тому же наблюдатель должен находится на Земле.
Данный период более доступный для астрономов. Поэтому его вычислили раньше, чем сидерический.
К сожалению, есть некоторая сложность в определении синодического периода. Во-первых, Земля совершает оборот вокруг Солнца. Таким образом движение планет с Земли неточно и неравномерно. Во-вторых, не стоит забывать про попятное движение планет.

Планеты, их орбиты и движение это ещё одна уникальность вселенной. Безусловно, их изучение и наблюдение завораживает. Столько всего удивительного происходит в космосе. Надо полагать, что впереди нас ждут ещё более увлекательные вещи.

Источник: kosmosgid.ru

Источник: zen.yandex.ru


Синодические периоды обращения планет и их связь с сидерическими периодами


тивостояниями). Этот период называется синодическим периодом обращения. Определив из наблюдений синодические периоды, путем вычислений находят звездные периоды обращения планет.
     Синодический период внешней планеты — это промежуток времени, по истечении которого Земля обгоняет планету на 360° при их движении вокруг Солнца.

Законы Кеплера

     Заслуга открытия законов движения планет принадлежит выдающемуся немецкому ученому Иоганну Кеплеру (1571 -1630). В начале XVII в. Кеплер, изучая обращение Марса вокруг Солнца, установил три закона движения планет.

Первый закон Кеплера. Каждая планета обращается по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце.


Второй закон Кеплера (закон площадей). Радиус-вектор планеты за одинаковые промежутки времени описывает равные площади.

Третий закон Кеплера. Квадраты звездных периодов обращения планет относятся как кубы больших полуосей их орбит.

     Среднее расстояние всех планет от Солнца в астрономических единицах можно вычислить, используя третий закон Кеплера. Определив среднее расстояние Земли от Солнца (т. е. значение 1 а.е.) в километрах, можно найти в этих единицах расстояния до всех планет Солнечной системы.Большая полуось земной орбиты принята за астрономическую единицу расстояний (Конфигурация и условия видимости планет кратко=1 a.e.)
     Классическим способом определения расстояний был и остается угломерный геометрический способ. Им определяют расстояния и до далеких звезд, к которым метод радиолокации неприменим. Геометрический способ основан на явлении параллактического смещения.

     Параллактическим смещением называется изменение направления на предмет при перемещении наблюдателя.

ПРИМЕР РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ

Задача. Противостояния некоторой планеты повторяются через 2 года. Чему равна большая полуось ее орбиты?


Дано
Конфигурация и условия видимости планет кратко
РЕШЕНИЕ

Большую полуось орбиты можно определить из третьего закона Кеплера: 
Конфигурация и условия видимости планет кратко,
а звездный период — из соотношения между сидерическим и синодическим периодами:
Конфигурация и условия видимости планет кратко,
Конфигурация и условия видимости планет кратко 

Конфигурация и условия видимости планет кратко

  Конфигурация и условия видимости планет кратко — ?

Размер и форма Земли

     На фотоснимках, сделанных из космоса, Земля выглядит как шар, освещенный Солнцем.
     Точный ответ о форме и размере Земли дают градусные измерения, т. е. измерения в километрах длины дуги в 1° в разных местах на поверхности Земли. Градусные измерения показали, что длина 1° дуги меридиана в километрах в полярной области наибольшая (111,7 км), а на экваторе наименьшая (110,6 км). Следовательно, на экваторе кривизна поверхности Земли больше, чем у полюсов, а это говорит о том, что Земля не является шаром. Экваториальный радиус Земли больше полярного на 21,4 км. Поэтому Земля (как и другие планеты) вследствие вращения сжата у полюсов.
     Шар, равновеликий нашей планете, имеет радиус, равный 6370 км. Это значение принято считать радиусом Земли.
     Угол, под которым со светила виден радиус Земли, перпендикулярный к лучу зрения, называется горизонтальным параллаксом.

Масса и плотность Земли

     Закон всемирного тяготения позволяет определить одну из важнейших характеристик небесных тел — массу, в частности массу нашей планеты. Действительно, исходя из закона всемирного тяготения, ускорение свободного падения g=(G*M)/r2. Следовательно, если известны значения ускорения свободного падения, гравитационной постоянной и радиуса Земли, то можно определить ее массу.
     Подставив в указанную формулу значение g = 9,8 м/с2, G =6,67 * 10-11 Н * м2/кг2,

R =6370 км, найдем, что масса Земли М=6 x 1024 кг. Зная массу и объем Земли, можно вычислить ее среднюю плотность.

Опорный конспект

Источник: www.sites.google.com

Наименование разделов и тем

Содержание учебного материала, лабораторные  работы и практические занятия, самостоятельная работа обучающихся

Объем часов

Уровень освоения

Раздел 3. Строение Солнечной системы      

Тема 3.1. Развитие представлений о строении мира. Конфигурация планет.

Развитие представлений о строении мира. Геоцентрическая система мира. Становление гелиоцентрической системы мира.

Конфигурации планет и условия их видимости. Синодический и сидерический (звездный) периоды обращения планет.

Воспроизведение исторических сведений о становлении и развитии гелиоцентрической системы мира. Воспроизведение определений терминов и понятий (конфигурация планет, синодический и сидерический периоды обращения планет, горизонтальный параллакс, угловые размеры объекта, астрономическая единица). Вычисление расстояния до планет по горизонтальному параллаксу, а их размеров — по угловым размерам и расстоянию.

2

2

Тема 3.1.  Развитие представлений о строении мира. Конфигурация планет.

3.1.1 Развитие представлений о строении мира. Геоцентрическая система мира.

Солнечная система — это, прежде всего Солнце и девять больших планет, к числу которых относится и Земля.

Кроме больших планет со спутниками, вокруг Солнца обращаются малые планеты (астероиды), которых в настоящее время известно более 6000, и еще большее число комет. Диаметр самых крупных астероидов не превышает 1000 км, а ядра комет еще меньше. Вокруг Солнца движутся также тела размером в десятки и сотни метров, глыбы и камни, множество мелких камешков и пылинок. Чем меньше размеры этих частиц, тем их больше. Межпланетная среда — это крайне разреженный газ, состояние которого определяется излучением Солнца и растекающимися от него потоками вещества.

Движением всех больших и малых тел Солнечной системы управляет Солнце, масса которого в 333 000 раз превышает массу Земли и в 750 раз суммарную массу всех планет. 

Путь к пониманию положения нашей планеты и живущего на ней человечества во Вселенной был очень непростым и подчас весьма драматичным. В древности было естественным считать, что Земля является неподвижной, плоской и находится в центре мира. Казалось, что вообще весь мир создан ради человека. Подобные представления получили название антропоцентризма (от греч. antropos — человек).

Многие идеи и мысли, которые в дальнейшем отразились в современных научных представлениях о природе, в частности в астрономии, зародились в Древней Греции, еще за несколько веков до нашей эры. Трудно перечислить имена всех мыслителей и их гениальные догадки. Выдающийся математик Пифагор (VI в. до н. э.) был убежден, что «в мире правит число». Считается, что именно Пифагор первым высказал мысль о том, что Земля, как и все другие небесные тела, имеет шарообразную форму и находится во Вселенной без всякой опоры.

Другой не менее известный ученый древности, Демокрит — основоположник представлений об атомах, живший за 400 лет до нашей эры, — считал, что Солнце во много раз больше Земли, что Луна сама не светится, а лишь отражает солнечный свет, а Млечный Путь состоит из огромного количества звезд.

Обобщить все знания, которые были накоплены к IV в. до н. э., смог выдающийся философ античного мира Аристотель (384—322 до н. э.). Его деятельность охватывала все естественные науки — сведения о небе и Земле, о закономерностях движения тел, о животных и растениях и т. д. Главной заслугой Аристотеля как ученого-энциклопедиста было создание единой системы научных знаний.

На протяжении почти двух тысячелетий его мнение по многим вопросам не подвергалось сомнению.

Согласно Аристотелю, все тяжелое стремится к центру Вселенной, где скапливается и образует шарообразную массу — Землю. Планеты размещены на особых сферах, которые вращаются вокруг Земли. Такая система мира получила название геоцентрической (от греческого названия Земли — Гея). Аристотель не случайно предложил считать Землю неподвижным центром мира. Если бы Земля перемещалась, то, по справедливому мнению Аристотеля, было бы заметно регулярное изменение взаимного расположения звезд на небесной сфере. Но ничего подобного никто из астрономов не наблюдал. Только в начале XIX в. было наконец-то обнаружено и измерено смещение звезд (параллакс), происходящее вследствие движения Земли вокруг Солнца.

Многие обобщения Аристотеля были основаны на таких умозаключениях, которые в то время не могли быть проверены опытом. Так, он утверждал, что движение тела не может происходить, если на него не действует сила. Как вы знаете из курса физики, эти представления были опровергнуты только в XVII в. во времена Галилея и Ньютона.

Среди ученых древности выделяется смелостью своих догадок Аристарх Самосский, живший в III в. до н. э. Он первым определил расстояние до Луны, вычислил размеры Солнца, которое, по его данным, оказалось в 300 с лишним раз больше Земли по объему. Вероятно, эти данные стали одним из оснований для вывода о том, что Земля вместе с другими планетКонфигурация и условия видимости планет краткоами движется вокруг этого самого крупного тела. В наши дни Аристарха Самосского стали называть «Коперником античного мира».

К сожалению, труды этого замечательного ученого до нас практически не дошли, и более полутора тысяч лет человечество было уверено, что Земля — это неподвижный центр мира. В немалой степени этому способствовало математическое описание видимого движения светил, которое разработал для геоцентрической системы мира один из выдающихся математиков древности — Клавдий Птолемей во II в. н. э. Наиболее сложной задачей оказалось объяснение петлеобразного движения планет (рис. 3.1).

Конфигурация и условия видимости планет краткоПтолемей в своем знаменитом сочинении «Математический трактат по астрономии» (оно более известно как «Альмагест») утверждал, что каждая планета равномернодвижется по эпициклу — малому кругу, центр которого движется вокруг Земли по деференту — большому кругу (рис. 3.2). Тем самым ему удалось объяснить особый характер движения планет, которым они отличались от Солнца и Луны. Система Птолемея давала чисто кинематическое описание движения планет — иного наука того времени предложить не могла.

 

3.1.2 Становление гелиоцентрической системы мира.

Конфигурация и условия видимости планет кратко

Вы уже убедились, что использование модели небесной сферы при описании движения Солнца, Луны и звезд позволяет вести многие полезные для практических целей расчеты, хотя реально такой сферы не существует. То же справедливо и в отношении эпициклов и деферентов, на основе которых можно с определенной степенью точности рассчитывать положение планет. Однако с течением времени требования к точности этих расчетов постоянно возрастали, приходилось добавлять все новые и новые эпициклы для каждой планеты. Все это усложняло систему Птолемея, делая ее излишне громоздкой и неудобной для практических расчетов. Тем не менее, геоцентрическая система оставалась незыблемой еще около 1000 лет. Ведь после расцвета античной культуры в Европе наступил длительный период, в течение которого не было сделано ни одного существенного открытия в астрономии и многих других науках. 

Конфигурация и условия видимости планет краткоТолько в эпоху Возрождения начинается подъем в развитии наук, в котором астрономия становится одним из лидеров. В 1543 г. была издана книга выдающегося польского ученого Николая Коперника (1473—1543), в которой он обосновал новую — гелиоцентрическую — систему мира. Коперник показал, что суточное движение всех светил можно объяснить вращением Земли вокруг оси, а петлеобразное движение планет— тем, что все они, включая Землю, обращаются вокруг Солнца. На рисунке 3.3 показано движение Земли и Марса в тот период, когда, как нам кажется, планета описывает на небе петлю.

Создание гелиоцентрической системы ознаменовало новый этап в развитии не только астрономии, но и всего естествознания. Особо важную роль сыграла идея Коперника о том, что за видимой картиной происходящих явлений, которая кажется нам истинной, надо искать и находить недоступную для непосредственного наблюдения сущность этих явлений.

Конфигурация и условия видимости планет краткоГелиоцентрическая система мира, обоснованная, но не доказанная Коперником, получила свое подтверждение и развитие в трудах таких выдающихся ученых, как Галилео Галилей и Иоганн Кеплер.

Галилей (1564—1642), одним из первых направивший телескоп на небо, истолковал сделанные при этом открытия как доводы в пользу теории Коперника. Открыв смену фаз Венеры, он пришел к выводу, что такая их последовательность может наблюдаться только в случае ее обращения вокруг Солнца. Обнаруженные им четыре спутника планеты Юпитер также опровергали представления о том, что Земля является единственным в мире центром, вокруг которого может происходить вращение других тел. Галилей не только увидел горы на Луне, но даже измерил их высоту. Наряду с несколькими другими учеными он также наблюдал пятна на Солнце и заметил их перемещение по солнечному диску. На этом основании он заключил, что Солнце вращается и, следовательно, имеет такое движение, которое Коперник приписывал нашей планете. Так был сделан вывод о том, что Солнце и Луна имеют определенное сходство с Землей. Наконец, наблюдая в Млечном Пути и вне его множество слабых звезд, недоступных невооруженному глазу, Галилей сделал вывод о том, что расстояния до звезд различны и никакой «сферы неподвижных звезд» не существует. Все эти открытия стали новым этапом в осознании положения Земли во Вселенной. 

 

3.1.3. Конфигурации планет и условия их видимости.

Условия видимости планет меняются по-разному: если Меркурий и Венеру можно видеть только утром или вечером, то остальные — Марс, Юпитер и Сатурн — бывают видны также и ночью. По временам одна или несколько планет могут быть вовсе невидны, поскольку они располагаются на небе поблизости от Солнца. В этом случае говорят, что планета находится в соединении с Солнцем. Если же планета располагается на небе вблизи точки, диаметрально противоположной Солнцу, то она находится в противостоянии. В этом случае планета появляется над горизонтом в то время, когда Солнце заходит, а заходит она одновременно с восходом Солнца. Следовательно, всю ночь планета находится над горизонтом.

Конфигурация и условия видимости планет кратко

Соединениеи противостояние, а также другие характерные расположения планеты относительно Солнца называются конфигурациями. Внутренние планеты (Меркурий и Венера), которые всегда находятся внутри земной орбиты, и внешние, которые движутся вне ее (все остальные планеты), меняют свои конфигурации по-разному. Названия различных конфигураций внутренних и внешних планет, которые характеризуют расположение планеты относительно Солнца на небе приведены на рисунке 3.4.

Ясно, что условия видимости планеты в той или иной конфигурации зависят от ее расположения по отношению к Солнцу, которое планету освещает, и Земли, с которой мы ее наблюдаем. На рисунке 3.4 показано, каково при различных конфигурациях взаимное расположение Землипланеты и Солнца в пространстве.

Единственной конфигурацией, в которой может находиться любая планета, независимо от того, внутренняя она или внешняя, является верхнее соединение. В этом случае она находится на линии, соединяющей центры Солнца, Земли и планеты, за Солнцем — «выше» него. Поэтому Солнце, рядом с которым планета находится на небе, не дает возможности ее увидеть. Если же внутренняя планета расположена на той же линии между Землей и Солнцем, то происходит ее нижнее соединение с Солнцем.

Внешняя планета может находиться на любом угловом расстоянии от Солнца (от 0 до 180°). Когда оно составляет 90°, то говорят, что планета находится в квадратуре. Для внутренних планет максимально возможное угловое удаление от Солнца (в элонгации) невелико: для Венеры — до 48°, а для Меркурия — всего 28°. 

 

3.1.4. Синодический и сидерический (звездный) периоды обращения планет.

Конфигурации планеты периодически повторяются.

Промежуток времени между двумя последовательными одноименными конфигурациями планеты (например, верхними соединениями) называется ее синодическим периодом.

Еще в глубокой древности, когда считалось, что планеты обращаются вокруг Земли, для каждой из них на основе многолетних наблюдений был определен синодический период обращения.

Согласно гелиоцентрической системе, сама Земля обращается вокруг Солнца с периодом, равным году. Это ее движение необходимо учитывать, чтобы узнать периоды обращения планет в невращающейся инерциальной системе отсчета, или, как принято говорить, по отношению к звездам.

Период обращения планеты вокруг Солнца по отношению к звездам называется звездным (или сидерическим) периодом.

Очевидно, что по своей продолжительности синодический период планеты не совпадает ни с ее сидерическим периодом, ни с годом, который является звездным периодом обращения Земли.

Рассмотрим, как связан синодический период планеты со звездными периодами Земли и самой планеты. Пусть звездный период обращения внешней планеты равен Р, звездный период Земли — Т, а синодический период — SТогда угловые скорости их движения по орбитам будут равны соответственно 3600/P и 360°/Т. От момента какой-либо конфигурации (например, противостояния) до следующей такой же конфигурации планета пройдет дугу своей орбиты, равную Конфигурация и условия видимости планет кратко. За этот же промежуток времени (за синодический период) Земля пройдет дугу на 3600  большую, которая равна Конфигурация и условия видимости планет кратко. Тогда:

Конфигурация и условия видимости планет кратко

или 

Конфигурация и условия видимости планет кратко

Почти такой же будет формула для внутренней планеты:

Конфигурация и условия видимости планет кратко

Следовательно, зная синодический период планеты, можно вычислить ее звездный период обращения вокруг Солнца. 

Источник: infofiz.ru

Под конфигурациями планет понимают характерные взаимные расположения планет, Земли и Солнца. Конфигурации различны для нижних планет (орбиты которых находятся ближе к Солнцу, чем орбита Земли) и верхних планет (орбиты которых расположены за орбитой Земли).

Для нижних планет выделяют соединения и элонгации (удаления).

В нижнем соединении планета ближе всего к Земле, а в верхнем — дальше всего от нее. При элонгациях угол между направлениями с Земли на Солнце и на нижнюю планету, не превышая какой-то определенной величины, остается острым. Из-за эллиптичности планетных орбит наибольшие элонгации не имеют постоянного значения. У Венеры они заключены в пределах от 45° до 48°, а у Меркурия — от 18° до 28°. Обе планеты не отходят далеко от Солнца и поэтому ночью не видны. Продолжительность их утренней или вечерней видимости не превышает четырех часов для Венеры и полутора часов для Меркурия. Меркурий иногда совсем не виден, так как восходит и заходит в светлое время суток.

Различают восточную и западную элонгации. В восточной элонгации планета наблюдается вечером после захода Солнца, а в западной — утром перед восходом Солнца.

Для верхних планет характерны другие конфигурации.

Если Земля оказывается между планетой и Солнцем, то такая конфигурация называется противостоянием. Эта конфигурация наиболее благоприятна для наблюдений планеты, так как в это время планета находится ближе всего к Земле, повернута к ней своим освещенным полушарием и, находясь на небе в противоположном Солнцу месте, бывает в верхней кульминации около полуночи. Следует отметить, что у верхних планет нижнего соединения не бывает, поэтому не имеет смысла единственное соединение называть верхним.

Если угол между направлениями с Земли на верхнюю планету и на Солнце составляет 90°, то говорят, что планета находится в квадратуре. Различают западную и восточную квадратуры. В конфигурации западной квадратуры планета восходит около полуночи, а в восточной — заходит около полуночи. Моменты конфигураций планет и условия их видимости ежегодно публикуются в астрономических справочниках и календарях.

Источник: ed-lib.ru

Все вы хорошо знаете, что в нашей Солнечной системе, помимо Земли, принято выделять ещё 7 больших планет: Меркурий, Венеру, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.

Все они, как и наша планета, обращаются вокруг центрального тела нашей системы — Солнца. Все планеты Солнечной системы принято разделять на нижние и верхние.

Конфигурация и условия видимости планет кратко

Нижними называются планеты, орбиты которых расположены ближе к Солнцу, чем орбита Земли (это Меркурий и Венера).

Следовательно, если орбита планеты будет находиться за орбитой Земли, то она будет называться верхней (это Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун).

Конечно же из-за разной удалённости от Солнца, а также различной орбитальной скорости, условия видимости всех планет с Земли меняются по-разному. Поэтому принято выделять некоторые характерные взаимные расположения планет, Земли и Солнца, которые называются конфигурациями.

Ясно, что условия видимости планеты в той или иной конфигурации зависят от её расположения по отношению к Солнцу, которое освещает планету, и Земли, с которой мы эту планету наблюдаем.

В связи с этим, например, для нижних планет выделяют верхние и нижние соединения, а также элонгации.

Соединением называется расположение небесных тел, при котором имеет место совпадение их долгот (обычно планет или планеты и Солнца), с точки зрения земного наблюдателя.

Конфигурация и условия видимости планет кратко

В нижнем соединении планета находится ближе всего к Земле. А в верхнем — наиболее удалена от неё.

При соединениях, как правило, планеты не видны, поскольку они прячутся либо за Солнцем, либо в его лучах.

Элонгацией называется такое положение планеты, при котором для земного наблюдателя её угловое расстояние от Солнца максимально.

Из-за того, что орбиты планет не являются круговыми, наибольшие элонгации не имеют постоянного значения. Так у Венеры они колеблются в пределах от 45о до 48о градусов. А у Меркурия всего от 18о градусов до 28°. Так как Меркурий и Венера не отходят далеко от Солнца, то ночью они не видны.

Конфигурация и условия видимости планет кратко

При этом продолжительность их утренней или вечерней видимости не превышает четырёх часов для Венеры и полутора часов для Меркурия. Иногда Меркурий и вовсе не виден, так как его время восхода и захода приходится на светлое время суток.

Также принято различать восточную и западную элонгации. В восточной элонгации планету можно наблюдать на небе вечером после захода Солнца, а в западной — утром перед восходом Солнца.

Что касается верхних планет, то для них конфигурация несколько иная. Так, например, если планета находится вблизи точки, диаметрально противоположной Солнцу, то такая конфигурация называется противостоянием.

Конфигурация и условия видимости планет кратко

Это наиболее благоприятное время для наблюдения планеты, так как она располагается ближе всего к Земле и повёрнута к ней своей освещённой стороной. При этом её верхняя кульминация часто происходит около полуночи.

В верхнем соединении планета наиболее удалена от Земли и наблюдать её в это время невозможно, так как она теряется в лучах нашей звезды.

Конфигурация и условия видимости планет кратко

Внешняя планета может находиться на любом угловом расстоянии от Солнца (в пределах 0—180о). Но если угол между направлениями с Земли на верхнюю планету и на Солнце составляет 90°, то говорят, что планета находится в квадратуре.

Как и в случае с элонгацией, принято различать западную и восточную квадратуры.

Конфигурация и условия видимости планет кратко

В западной квадратуре восход планеты происходит где-то около полуночи. Соответственно в восточной квадратуре около полуночи планета заходит.

Конечно же из-за обращения всех планет вокруг Солнца их конфигурации периодически повторяются. А промежуток времени между двумя последовательными одноименными конфигурациями планеты (например, верхними соединениями) называется её синодическим периодом. Проще говоря, это промежуток времени, по истечении которого планета (или другое тело Солнечной системы) для наблюдателя с Земли возвращается в прежнее положение относительно Солнца.

Конфигурация и условия видимости планет кратко

Синодические периоды планет были рассчитаны ещё в глубокой древности, когда считалось, что все тела обращаются вокруг Земли. Однако мы уже знаем, что Земля не является неподвижным телом, а вместе с остальными планетами движется вокруг Солнца. Так вот, промежуток времени, в течение которого планета совершает один полный оборот вокруг Солнца по орбите относительно звёзд, называется звёздным или сидерическим периодом обращения планеты.

Часто, для простоты, сидерический период называют годом. К примеру, Земной год, Меркурианский год, Юпитерианский год и так далее.

Сидерический период обращения планеты вокруг Солнца с движущейся Земли определить невозможно, так как к его окончанию Земля успевает сместиться в новую точку пространства, и проекция планеты на фон неподвижных звёзд также оказывается смещённой. Получится, что планета может не дойти либо перейти ту точку среди звёзд, откуда было замечено начало её движения. Но между синодическим (то есть видимым) и сидерическим (то есть истинным) периодами планет существует взаимосвязь. Установим её.

Конфигурация и условия видимости планет кратко

Конфигурация и условия видимости планет кратко

Уравнение синодического движения верхних планет можно получить аналогичными рассуждениями. Единственное отличие состоит в том, что их сидерический период обращения больше сидерического периода Земли. Поэтому для верхних планет уже Земля, забега вперёд, совершает один оборот вокруг Солнца и догоняет планету.

Конфигурация и условия видимости планет кратко

Полученные нами два уравнения дают средние значения синодических периодов обращения планет. Не трудно увидеть, что, зная синодический период планеты, можно определить и её звёздный период обращения вокруг Солнца.

 Для примера давайте определим звёздный период Меркурия, если известно, что его нижние соединения повторяются через 116 суток.

Конфигурация и условия видимости планет кратко

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.