Годичное движение солнца по небу


Годичное движение

Солнца по небу

г. Миасс Челябинской обл. МКОУ «СОШ № 9» учитель физики и астрономии

Дерябина Е.Ю.

Еще в древности люди наблюдали за движением Солнца Николай Коперник (1473–1543), великий польский астроном. Объяснил видимые движения небесных светил вращением Земли вокруг оси и обращением планет вокруг Солнца. Эклиптика – большой круг небесной сферы, по которому происходит видимое годичное движение Солнца по небу. Солнце перемещается среди звезд с запада к востоку на 1˚ в сутки Период оборота Солнца по эклиптике называется звездным годом 365 суток 6 часов 9 минут 10 секунд 365, 2564 солнечных суток Зодиакальные созвездия Видимый годовой путь Солнца проходит через тринадцать созвездий, начиная от точки весеннего равноденствия: Овен, Телец, Близнецы, Рак, Лев, Дева, Весы, Скорпион, Змееносец, Стрелец, Козерог, Водолей, Рыбы.


Двенадцать из них называются зодиакальными. Зодиакальные созвездия Видимый годовой путь Солнца проходит через тринадцать созвездий, начиная от точки весеннего равноденствия: Овен, Телец, Близнецы, Рак, Лев, Дева, Весы, Скорпион, Змееносец, Стрелец, Козерог, Водолей, Рыбы. Двенадцать из них называются зодиакальными. Небесный экватор и эклиптика наклонены под углом 23˚27̕. В каких точках пересекается эклиптика и небесный экватор?

Тропический год – промежуток времени между двумя последовательными прохождениями Солнца через точку весеннего равноденствия.

Тропический год меньше звездного, он составляет 365,2422 солнечных суток

Используя подвижную карту звездного неба, определите экваториальные координаты Солнца

Дата

В каком созвездии находится Солнце

δ

α

21 марта

22 июня

23 сентября

22 декабря

Определите экваториальные координаты Солнца

Дата

В каком созвездии находится Солнце

δ

α

21 марта

Рыбы

0

22 июня

Близнецы

+23˚27′

23 сентября

Дева

12ч

22 декабря

Стрелец

-23˚27′

18ч


Экваториальные координаты Солнца в течение года меняются: Склонение Солнца δ: от — 23˚27′ до +23˚27′ Прямое восхождение Солнца α: от 0ч до 24ч Кульминация Солнца Солнце, каждый день поднимается из-за горизонта в восточной стороне неба и заходит на западе. Верхняя кульминация Солнца происходит в полдень по местному времени, нижняя кульминация — в полночь. Суточное движение Солнца над горизонтом

  • В течение года Солнце перемещается относительно небесного экватора то к северу, то к югу.
  • Дневная и ночная части его пути неодинаковы.
  • Они равны только в дни равноденствий, когда Солнце находится на небесном экваторе.

Высота Солнца над горизонтом меняется ежедневно из-за наклона земной оси к плоскости орбиты h = 90º — φ + δ В разное время года высота Солнца над горизонтом разная Солнечные лучи под разными углами падают на земную поверхность летом и зимой Северный полюс Земли φ = 90º 21 марта – восход Солнца. Солнце движется по спирали почти параллельно линии горизонта, понимаясь все выше и выше.
22 июня – максимальная высота Солнца над горизонтом 23º 27′ Далее Солнце снижается, двигаясь по спирали почти параллельно линии горизонта. 23 сентября – заход Солнца 21 марта – 23 сентября – полярный день 23 сентября – 21 марта – полярная ночь Северный полярный круг φ = 66º33′ Один раз в год, ровно 24 часа: 22 июня – полярный день, 22 декабря – полярная ночь. 21 марта и 23 сентября день и ночь равны, продолжаются 12 часов. Все остальные дни года день не равен ночи Средние широты φ = 66º33′ — 23º27′ Только два раза в год день равен ночи 12 часов: 21 марта – день весеннего равноденствия 23 сентября – день осеннего равноденствия В эти дни Солнце восходит в точке востока и заходит в точке запада 22 июня – самый длинный день, максимальная высота Солнца над горизонтом 22 декабря – самый короткий день, минимальная высота Солнца над горизонтом Рассчитайте высоту Солнца над горизонтом в г. Миассе φ = 55º

Дата

δ

h=90˚-φ+δ

21 марта

22 июня

+23˚27′

23 сентября

22 декабря

-23˚27′

Рассчитайте высоту Солнца над горизонтом в г. Миассе φ = 55º


Дата

δ

h=90º-φ+δ

21 марта

35º

22 июня

+23˚27′

58º27′

23 сентября

35º

22 декабря

-23˚27′

11º33′

Северный тропик φ = 23º27′ Один раз в год 22 июня Солнце находится в зените, в день летнего солнцестояния. Все остальные дни года Солнце кульминирует к югу. Всегда день равен ночи, 12 часов. Экватор Земли φ = 0º Всегда день равен ночи 12 часов. Два раза в год Солнце бывает в зените: 21 марта и 23 сентября, в дни весеннего и осеннего равноденствия. Определите как происходит суточное движение Солнца:

  • На южном полюсе Земли
  • На южном полярном круге
  • На южном тропике

Сумерки

  • Гражданские сумерки – Солнце ушло за горизонт на 6º — человек видит так же, как днем, и необходимости в искусственном освещении нет.
  • Навигационные сумерки – от 6º до 12º — читать уже нельзя, видимость окрестных предметов сильно ухудшается. Но штурман корабля еще может ориентироваться по силуэтам неосвещенных берегов.
  • Астрономические сумерки – от 12º до 18º — становится совсем темно, однако тусклый свет зари еще мешает видеть слабые звезды.

Сумерки Рефракция -преломление световых лучей в земной атмосфере

Видимая высота светила всегда больше истинной

Закат Солнца. На самом деле Солнце зашло уже несколько минут назад

Из-за неоднородностей атмосферы лучи света, преломляясь, отклоняются от своего прямого пути. Особенно это заметно, когда светила находятся у горизонта: атмосфера «приподнимает» их на 35 угловых минут. Из-за неоднородностей атмосферы лучи света, преломляясь, отклоняются от своего прямого пути. Особенно это заметно, когда светила находятся у горизонта: атмосфера «приподнимает» их на 35 угловых минут. В каком месте Земли бывает полярный день и никогда не бывает полярной ночи? Из-за рефракции световых лучей в атмосфере Земли вблизи полярного круга диск Солнца виден даже, когда Солнце зашло за горизонт на угол 51′. Поэтому в полосе шириной 1º 42′ около полярного круга бывает только полярный день, а полярной ночи не наблюдается. Белые ночи Твоих задумчивых ночей Прозрачный сумрак, Блеск безлунный, Когда я в комнате моей Пишу, читаю без лампады, И ясны спящие громады Пустынных улиц, И светла адмиралтейская игла, И, не пуская тьму ночную, На золотые небеса, Одна заря сменить другую Спешит, дав ночи полчаса. А.С Пушкин.
едный всадник»
Белые ночи- это светлые ночи в начале лета, когда вечерняя заря сходится с утренней и всю ночь длятся гражданские сумерки. Наблюдаются в обоих полушариях на широтах превышающих 60º, когда центр Солнца в полночь опускается под горизонт не более, чем на 7º Тропический год определяет смену времен года на Земле В северном полушарии Земли наступает лето, когда северный полюс Земли освещается Солнцем, а южный полюс планеты располагается в ее тени. При этом в южном полушарии наступает зима. Когда в северном полушарии весна, то в южном – осень. Когда в северном полушарии осень, в южном – весна. Времена года в южном и северном полушариях всегда противоположны. Смена времен года Климат — наклон Ось вращения Земли наклонена к плоскости орбиты Земли на угол, равный примерно 66°33′. Причина смены времен года: – движение Земли вокруг Солнца, – наклон оси вращения Земли к плоскости орбиты. Земля обращается вокруг Солнца по эллиптической орбите Годовое движение Солнца Что длиннее: лето или зима? Скорость движения Земли по орбите не постоянна, а изменяется от 29,5 км/с в афелии (июль) до 30,3 км/с в перигелии (январь). Расстояние от осеннего до весеннего равноденствия на орбите Земля проходит быстрее, чем противоположную, летнюю часть, а весна и лето в Северном полушарии на 6 суток продолжительнее осени и зимы. Что длиннее: лето или зима? В каком полушарии Земли теплее: в северном или южном? Поток энергии от Солнца, падающий на Землю, изменяется обратно пропорционально квадрату расстояния. Поэтому зимы в северном полушарии менее суровые, чем в южном, а лето в северном полушарии более прохладное. Но лето в Северном полушарии продолжительнее зимы. Поэтому в Северном полушарии Земли теплее, чем в Южном. Суточный путь Солнца


  • Это малый круг небесной сферы, параллельный небесному экватору.
  • В течение года Солнце перемещается относительно небесного экватора то к северу, то к югу.
  • Дневная и ночная части его пути неодинаковы.
  • Они равны только в дни равноденствий, когда Солнце находится на небесном экваторе.

Годичный путь Солнца

  • Эклиптика – большой круг небесной сферы, по которому Солнце перемещается среди звезд с запада к востоку на 1º в сутки
  • Видимый годовой путь Солнца проходит через тринадцать созвездий, начиная от точки весеннего равноденствия.
  • Земля обращается вокруг Солнца по эллиптической орбите
  • Тропический год определяет смену времен года на Земле

Литература

  • Воронцов — Вельяминов Б.А. Астрономия, 11 кл.: Учеб для общеобразоват. учреждений/ Б. А. Воронцов — Вельяминов, Е.К. Страут, — М.: Дрофа, 2017.
  • Иванов А.А., Иванова З.И. Тесты по астрономии, — Саратов: "Лицей", 2002
  • Попова А.П., Попова О.А. Библиотека учителя астрономии. — Челябинск: Академия новых технологий, 2002
  • "Открытая астрономия 2.6" ООО "Физикон", 2005
  •  Энциклопедия для детей. Т. 8 Астрономия. — 2-е изд., испр. Глав. ред. М.Д. Аксенова. — М.: Аванта+, 1999.

Источник: uchitelya.com


Наименование разделов и тем

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

Объем часов

Уровень освоения

Годичное движение Солнца по небу. Эклиптика. Движение и фазы Луны.

Видимое годичное движение Солнца. Эклиптика. Видимое движение и фазы Луны. Затмения Солнца и Луны.

Воспроизведение определений терминов и понятий (кульминация Солнца, эклиптика). Объяснение наблюдаемых невооруженным глазом движения Солнца на различных географических широтах, движение и фазы Луны, причины затмений Луны и Солнца.

1

2

Время и календарь.

Время и календарь. Точное время и определение географической долготы.

Воспроизведение определений терминов и понятий (местное, поясное, летнее и зимнее время). Объяснение необходимости введения високосных лет и нового календарного стиля.

1 2

Тема 2.2.  Годичное движение Солнца по небу. Эклиптика. Движение и фазы Луны.

2.2.1. Видимое годичное движение Солнца. Эклиптика.

Еще в глубокой древности, наблюдая за Солнцем, люди обнаружили, что его полуденная высота в течение года меняется, как меняется и вид звездного неба: в полночь над южной частью горизонта в различное время года видны звезды разных созвездий — те, которые видны летом, не видны зимой, и наоборот. На основе этих наблюдений был сделан вывод о том, что Солнце перемещается по небу, переходя из одного созвездия в другое, и завершает полный оборот в течение года. Круг небесной сферы, по которому происходит видимое годичное движение Солнца, назвали эклиптикой.

Круг небесной сферы, по которому происходит видимое годичное движение Солнца

Эклиптика (др.-греч. ἔκλειψις — ‘затмение’) — большой круг небесной сферы, по которому происходит видимое годичное движение Солнца.

Созвездия, по которым проходит эклиптика, получили название зодиакальных (от греческого слова «зоон» — животное). Каждое зодиакальное созвездие Солнце пересекает примерно за месяц. В XX в. к их числу добавилось еще одно — Змееносец.


Зодиакальные созвездия

Как вы уже знаете, перемещение Солнца на фоне звезд — явление кажущееся. Происходит оно вследствие годичного обращения Земли вокруг Солнца.

Поэтому эклиптика представляет собой тот круг небесной сферы, по которому она пересекается с плоскостью земной орбиты. За сутки Земля проходит примерно 1/365 часть своей орбиты. Вследствие этого Солнце перемещается на небе примерно на 1° за каждые сутки. Промежуток времени, в течение которого оно обходит полный круг по небесной сфере, назвали годом. 

Из курса географии вам известно, что ось вращения Земли наклонена к плоскости ее орбиты под углом 66°30′. Следовательно, земной экватор имеет по отношению к плоскости орбиты наклон, равный 23°30′. Таков наклон эклиптики к небесному экватору, который она пересекает в двух точках: весеннего и осеннего равноденствий.

Эклиптика

В эти дни (обычно — 21 марта и 23 сентября) Солнце находится на небесном экваторе и имеет склонение 0°. Оба полушария Земли освещаются Солнцем одинаково: граница дня и ночи проходит точно через полюса, и день равен ночи во всех пунктах Земли. В день летнего солнцестояния (22 июня) Земля повернута к Солнцу своим Северным полушарием. Здесь стоит лето, на Северном полюсе — полярный день, а на остальной территории полушария дни длиннее ночи. В день летнего солнцестояния Солнце поднимается над плоскостью земного (и небесного) экватора на 23°30′. В день зимнего солнцестояния (22 декабря), когда Северное полушарие освещается хуже всего, Солнце находится ниже небесного экватора на такой же угол 23°30′.

♈- точка весеннего равноденствия. 21 марта (день равняется ночи ).
Координаты Солнца: α ¤=0ч, δ ¤=0о
Обозначения сохранилось со времен Гиппарха, когда эта точка находилась в созвездии ОВНА → сейчас находится в созвездии РЫБ, В 2602г перейдет в созвездие ВОДОЛЕЯ.

♋ — день летнего солнцестояния. 22 июня (самый длинный день и самая короткая ночь).
Координаты Солнца: α¤=6ч, ¤=+23о26′
Обозначение созвездия Рака сохранилось со времен Гиппарха, когда эта точка находилась в созвездии Близнецов, затем была в созвездии Рака, а с 1988г перешла в созвездие Тельца.

♎ — день осеннего равноденствия. 23 сентября (день равен ночи).
Координаты Солнца: α ¤=12ч, δ t size=»2″ ¤=0о
Обозначение созвездия Весы сохранилось как обозначение символа правосудия при императоре Августе (63г до НЭ — 14г НЭ), сейчас в созвездии Девы, а в 2442г перейдет в созвездие Льва.

♑ — день зимнего солнцестояния. 22 декабря (самый короткий день и самая длинная ночь). 
Координаты Солнца: α¤=18ч, δ¤=-23о26′
Обозначение созвездия Козерог сохранилось со времен Гиппарха, когда эта точка находилась в созвездии Козерога, сейчас в созвездии Стрельца, а в 2272г перейдет в созвездие Змееносца.

В зависимости от положения Солнца на эклиптике меняется его высота над горизонтом в полдень — момент верхней кульминации. Измерив полуденную высоту Солнца и зная его склонение в этот день, можно вычислить географическую широту места наблюдения. Этот способ издавна использовался для определения местоположения наблюдателя на суше и на море.

Суточные пути Солнца в дни равноденствий и солнцестояний на полюсе Земли, на ее экваторе и в средних широтах показаны на рисунке.

Суточные пути Солнца в дни равноденствий и солнцестояний

Источник: infofiz.ru

Дисциплина «Астрономия»

Специальность 08.02.01 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений»

курс III группа: 1с1, 2с1, 3с1, 4с1

Преподаватель: Жданова Наталия Владимировна

ЛЕКЦИЯ 2. Годичное движение Солнца. Эклиптика. (2 часа)

План лекции:

  1. Эклиптика

Еще в глубокой древности, наблюдая за Солнцем, люди обнаружили, что его полуденная высота в течение года меняется, как меняется и вид звездного неба: в полночь над южной частью горизонта в различное время года видны звезды разных созвездий — те, которые видны летом, не видны зимой, и наоборот. На основе этих наблюдений был сделан вывод о том, что Солнце перемещается по небу, переходя из одного созвездия в другое, и завершает полный оборот в течение года. Круг небесной сферы, по которому происходит видимое годичное движение Солнца, назвали эклиптикой.

Эклиптика (др.-греч. ἔκλειψις — ‘затмение’) — большой круг небесной сферы, по которому происходит видимое годичное движение Солнца.

Созвездия, по которым проходит эклиптика, получили название зодиакальных (от греческого слова «зоон» — животное). Каждое зодиакальное созвездие Солнце пересекает примерно за месяц. В XX в. к их числу добавилось еще одно — Змееносец.

hello_html_2dcc9273.jpg

Как вы уже знаете, перемещение Солнца на фоне звезд — явление кажущееся. Происходит оно вследствие годичного обращения Земли вокруг Солнца.

Поэтому эклиптика представляет собой тот круг небесной сферы, по которому она пересекается с плоскостью земной орбиты. За сутки Земля проходит примерно 1/365 часть своей орбиты. Вследствие этого Солнце перемещается на небе примерно на 1° за каждые сутки. Промежуток времени, в течение которого оно обходит полный круг по небесной сфере, назвали годом. 

Из курса географии вам известно, что ось вращения Земли наклонена к плоскости ее орбиты под углом 66°30′. Следовательно, земной экватор имеет по отношению к плоскости орбиты наклон, равный 23°30′. Таков наклон эклиптики к небесному экватору, который она пересекает в двух точках: весеннего и осеннего равноденствий.

В эти дни (обычно — 21 марта и 23 сентября) Солнце находится на небесном экваторе и имеет склонение 0°. Оба полушария Земли освещаются Солнцем одинаково: граница дня и ночи проходит точно через полюса, и день равен ночи во всех пунктах Земли. В день летнего солнцестояния (22 июня) Земля повернута к Солнцу своим Северным полушарием. Здесь стоит лето, на Северном полюсе — полярный день, а на остальной территории полушария дни длиннее ночи. В день летнего солнцестояния Солнце поднимается над плоскостью земного (и небесного) экватора на 23°30′. В день зимнего солнцестояния (22 декабря), когда Северное полушарие освещается хуже всего, Солнце находится ниже небесного экватора на такой же угол 23°30′.

— точка весеннего равноденствия. 21 марта (день равняется ночи ).
Координаты Солнца: α ¤=0ч, δ ¤=0о
Обозначения сохранилось со времен Гиппарха, когда эта точка находилась в созвездии ОВНА → сейчас находится в созвездии РЫБ, В 2602г перейдет в созвездие ВОДОЛЕЯ.

♋ — день летнего солнцестояния. 22 июня (самый длинный день и самая короткая ночь).
Координаты Солнца: α¤=6ч, ¤=+23о26′
Обозначение созвездия Рака сохранилось со времен Гиппарха, когда эта точка находилась в созвездии Близнецов, затем была в созвездии Рака, а с 1988г перешла в созвездие Тельца.

— день осеннего равноденствия. 23 сентября (день равен ночи).
Координаты Солнца: α ¤=12ч, δ t size=»2″ ¤=0о
Обозначение созвездия Весы сохранилось как обозначение символа правосудия при императоре Августе (63г до НЭ — 14г НЭ), сейчас в созвездии Девы, а в 2442г перейдет в созвездие Льва.

♑ — день зимнего солнцестояния. 22 декабря (самый короткий день и самая длинная ночь). 
Координаты Солнца: α¤=18ч, δ¤=-23о26′
Обозначение созвездия Козерог сохранилось со времен Гиппарха, когда эта точка находилась в созвездии Козерога, сейчас в созвездии Стрельца, а в 2272г перейдет в созвездие Змееносца.

В зависимости от положения Солнца на эклиптике меняется его высота над горизонтом в полдень — момент верхней кульминации. Измерив полуденную высоту Солнца и зная его склонение в этот день, можно вычислить географическую широту места наблюдения. Этот способ издавна использовался для определения местоположения наблюдателя на суше и на море.

Суточные пути Солнца в дни равноденствий и солнцестояний на полюсе Земли, на ее экваторе и в средних широтах показаны на рисунке.

Вопросы:

  1. Почему полуденная высота Солнца в течение года меняется?

  2. В каком направлении происходит видимое годичное движение Солнца относительно звезд?

Список литературы:

  1. Астрономия. Базовый уровень. 11 класс: учебник / Б. А. Воронцов-Вельяминов, Е. К. Страут. – 5-е изд., пересмотр. – М.: Дрофа, 2018.

  2. Астрономия. 11 класс. Методическое пособие к учебнику Б. А. Воронцова-Вельяминова, Е. К. Страута «Астрономия. Базовый уровень. 11 класс»/ М. А. Кунаш. — М.: Дрофа, 2018.

  3. Н.Н. Гомулина. Открытая астрономия/ Под ред. В.Г. Сурдина. – Электронный образовательный ресурс. http://www.college.ru/astronomy/course/content/index.htm

  4. В.Г. Сурдин. Астрономические задачи с решениями/ Издательство ЛКИ, 2017 г.

  5. Вселенная в вопросах и ответах. Задачи и тесты по астрономии и космонавтике. В.Г. Сурдин. 2017

  6.  http://www.astronet.ru/

  7. https://v-kosmose.com/

Источник: infourok.ru


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.