Как пользоваться звёздной картой
Автор: Lkgios 13.02.2011 10:35
Когда вы стали проводить первые наблюдения неба, вероятно не раз испытывали сожаление, что не можете отличить одну звезду от другой. А ведь так хочется научиться находить нужное созвездие, планету или объект на небе.
Мы можем помочь вам сориентироваться в этом многообразии ночных «светлячков». Не пугайтесь, у вас получиться, особенно, когда поймете, что в этом нет ничего сложного. Тем более, в век интернета, есть on-line карты звездного неба и различные виртуальные планетарии, которые легко выводят реалистичное изображение неба в нужной местности, в необходимое время.
Например, для удобства такая карта расположена по ссылке на пункте меню этого сайта «Карта неба». Кликаем по нему и попадаем на страницу ресурса Астронет, где вводим в предлагаемые поля данные места и времени наблюдения, параметры самой карты. Нажимаем «Go!» и загрузится карта, которую можно распечатать или смотреть с монитора компьютера.
Также рекомендуем для лучшей визуализации бесплатный виртуальный планетарий Stellarium. Он отлично подходит для начального ознакомления со звездным небосводом. В нем также, в настройках программы необходимо обязательно указать координаты вашего места наблюдений, чтобы он вывел реальную картину неба, а не вид звезд где-то на экваторе…
Во-первых, прежде чем приступить к работе с картой, нужно сориентироваться на местности по сторонам света, чтобы понять, где у вас Север (С), Юг (Ю), Запад (З), Восток (В). Можно использовать обычный компас, или, если вы знаете хотя бы одно из направлений, то определить другие стороны горизонта будет не сложно.
Итак, вы в центре. А далее, например, если стоите лицом на юг, то слева от вас будет Восток, а справа Запад:
Ничего сложного, это проходят еще в начальных классах школы. А если вы умеете находить Полярную звезду, то определение сторон горизонта ночью, не составит для вас проблемы. Полярная звезда всегда находится над северной точкой горизонта в Северном полушарии.
Во-вторых, теперь вернемся к карте. Стороны света на ней могут быть обозначены латинскими буквами: N — север, S — юг, E — восток, W — запад. Поверните карту таким образом, чтобы слово, обозначающее часть горизонта, куда вы стоите лицом, оказалось внизу. Тогда звездная карта представит картину неба, которую можно наблюдать от горизонта до зенита (точка небесной сферы, расположенная прямо над головой) или если вы используете полную «круглую» карту всего неба, то зенит будет на ней точно посередине круга.
В-третьих, чтобы лучше ориентироваться в многообразии звездных точек, люди давно уже разделили их на отдельные группы — СОЗВЕЗДИЯ, и мысленно соединяя линиями яркие звезды, давали им названия животных или мифологических героев, смотря какая фигура что напоминала. Сегодня астрономы используют эти древние названия созвездий просто как обозначения 88 участков неба. С помощью созвездий они указывают в каком из них находится тот или иной объект. Например, если сказано, что Марс находится в созвездии Рака, то это поможет найти планету так же легко, как указание, что Братск расположен в Иркутской области.
И в четвертых, у более 50 ярких звезд есть собственные имена — арабские, греческие или латинские. Имена ярких или знаменитых звезд обозначены на картах, например, Вега (в созвездии Лиры). Хотя многие другие звезды также имеют имена, астрономы обычно обозначают их буквами греческого алфавита или номерами из каталогов, как, для примера, θ Лебедя.
Но в городе видно гораздо меньше звезд, чем указано на карте. Это прежде всего связано с общегородской засветкой от уличного освещения. И к тому же глаз различает на небе только яркие звезды. Звёздные величины характеризуют блеск звёзд, т.е. насколько яркой выглядит звезда.
Звездные величины самых ярких звезд отрицательные: самая «блестящая» звезда неба Сириус имеет звездную величину -1.5m. Чем тусклее выглядят звезды, тем большую они имеют «положительную» звездную величину. Например, Полярная звезда имеет +2m. Любительские телескопы способны различать до +14m звездных величин звезды, а мощные наземные обсерватории до +30m. Человеческий глаз способен увидеть звезды только до +6m звездной величины.
Шкалы звездных величин звезд указаны будут на ваших картах неба. Обычно чем ярче звезда, тем более «жирной» будет точка, ее обозначающая.
Если бы звезды были видны днем, то мы увидели бы, как Солнце в течение года смещается в восточном направлении на фоне звезд. ЭКЛИПТИКА, видимый путь Солнца на фоне далеких звезд, обычно тоже наносится на звездные глобусы и карты.
Эклиптика проходит по всему небу через 12 созвездий, шириной полосы примерно 16 градусов. Древние астрологи назвали этот пояс созвездий Зодиаком. Пояс Зодиака привлекает особое внимание потому, что Луна и планеты, когда они видны на небе, двигаются также вблизи эклиптики по этим двенадцати созвездиям.
Ну, остаются только непонятные линии сетки с часами и градусами на карте. Это небесные координаты, как с географическими координатами городов и объектов на Земле. Зная прямое восхождение (вертикальные линии сетки и выражаются в часах и минутах) и склонение (горизонтальные линии сетки — в градусах) можно найти по ним расположение планеты, звезды или астероида на небесной сфере.
И еще, помните, что вид звездного неба изменяется из-за суточного вращения Земли. Каждой последующей ночью по сравнению с предыдущей звезды сдвигаются немного к западу. От вечера к вечеру одна и та же звезда восходит на 4 минуты раньше. За 30 дней эти 4 минуты дают разницу в 2 часа. За 12 месяцев это уже будет 24 часа. Поэтому через год вид звездного неба повторится. Изменение вида звездного неба в течение года происходит вследствие обращения Земли вокруг Солнца. Каждый год Земля делает один оборот вокруг Солнца.
Так что ничего сложного.
В следующей части мы научимся находить нужные объекты на звездном небе.
Ясного неба и успешных наблюдений!
astro-bratsk.ru
Урок 04. Практическая работа № 1 «Изучение звёздного неба с помощью подвижной карты звёздного неба»
Практическая работа № 1
Тема: Изучение звёздного неба с помощью подвижной карты звёздного неба
Цель: познакомиться с подвижной картой звёздного неба,
научиться определять условия видимости созвездий
научиться определять координаты звезд по карте
Ход работы:
Теория.
Вид звёздного неба изменяется из-за суточного вращения Земли. Изменение вида звёздного неба в зависимости от времени года происходит вследствие обращения Земли вокруг Солнца. Работа посвящена знакомству со звёздным небом, решению задач на условия видимости созвездий и определении их координат.
Подвижная карта звёздного неба изображена на рисунке.
(Распечатать)
Перед началом работы распечатать подвижную карту звездного неба, овал накладного круга вырезать по линии, соответствующей географической широте места наблюдения. Линия выреза накладного круга будет изображать линию горизонта. Звёздную карту и накладной круг наклеить на картон. От юга к северу накладного круга натянуть нить, которая покажет направление небесного меридиана.
На карте:
- звёзды показаны чёрными точками, размеры которых характеризуют яркость звёзд;
- туманности обозначены штриховыми линиями;
- северный полюс мира изображён в центре карты;
- линии, исходящие от северного полюса мира, показывают расположение кругов склонения. На звёздной карте для двух ближайших кругов склонения угловое расстояние равно 1 ч;
- небесные параллели нанесены через 30°. С их помощью можно произвести отсчёт склонение светил δ;
- точки пересечения эклиптики с экватором, для которых прямое восхождение 0 и 12 ч., называются точками весеннего g и W равноденствий;
- по краю звёздной карты нанесены месяцы и числа, а на накладном круге – часы;
- зенит расположен вблизи центра выреза (в точке пересечения нити, изображающей небесный меридиан с небесной параллелью, склонение которой равно географической широте места наблюдения).
Для определения местоположения небесного светила необходимо месяц, число, указанное на звёздной карте, совместить с часом наблюдения на накладном круге.
Небесный экватор — большой круг небесной сферы, плоскость которого перпендикулярна оси мира и совпадает с плоскостью земного экватора. Небесный экватор делит небесную сферу на два полушария: северное полушарие, с вершиной в северном полюсе мира, и южное полушарие, с вершиной в южном полюсе мира. Созвездия, через которые проходит небесный экватор, называют экваториальными. Различают созвездия южные и северные.
Созвездия Северного полушария: Большая и Малая Медведицы, Кассиопея, Цефей, Дракон, Лебедь, Лира, Волопас и др.
К южным относятся Южный Крест, Центавр, Муха, Жертвенник, Южный Треугольник.
Полюс мира — точка на небесной сфере, вокруг которой происходит видимое суточное движение звёзд из-за вращения Земли вокруг своей оси. Направление на Северный полюс мира совпадает с направлением на географический север, а на Южный полюс мира — с направлением на географический юг. Северный полюс мира находится в созвездии Малой Медведицы с поляриссимой (видимая яркая звезда, находящаяся на оси вращения Земли) — Полярной звездой, южный — в созвездии Октант.
Туманность — участок межзвёздной среды, выделяющийся своим излучением или поглощением излучения на общем фоне неба. Ранее туманностями называли всякий неподвижный на небе протяжённый объект. В 1920-е годы выяснилось, что среди туманностей много галактик (например, Туманность Андромеды). После этого термин «туманность» стал пониматься более узко, в указанном выше смысле. Туманности состоят из пыли, газа и плазмы.
Эклиптика — большой круг небесной сферы, по которому происходит видимое годичное движение Солнца
В зависимости от места наблюдателя на Земле меняется вид звездного неба и характер суточного движения звезд. Cуточные пути светил на небесной сфере — это окружности, плоскости которых параллельны небесному экватору.
Рассмотрим, как изменяется вид звездного неба на полюсах Земли. Полюс — это такое место на земном шаре, где ось мира совпадает с отвесной линией, а небесный экватор — с горизонтом.
Для наблюдателя, находящегося на Северном полюсе Земли, Полярная звезда будет располагаться в зените, звёзды будут двигаться по кругам, параллельным математическому горизонту, который совпадает с небесным экватором. При этом над горизонтом будут видны все звёзды, склонение которых положительно (на Южном полюсе, наоборот, будут видны все звезды, склонение которых отрицательно), а их высота в течение суток не будет изменяться.
Переместимся в привычные для нас средние широты. Здесь уже ось мира и небесный экватор наклонены к горизонту. Поэтому и суточные пути звёзд также будут наклонены к горизонту. Следовательно, на средних широтах наблюдатель сможет наблюдать восходящие и заходящие звёзды.
Под восходом понимается явление пересечения светилом восточной части истинного горизонта, а под заходом — западной части этого горизонта.
Помимо этого, часть звёзд, располагающихся в северных околополярных созвездиях, никогда не будут опускаться за горизонт. Такие звёзды принято называть незаходящими.
А звёзды, расположенные около Южного полюса мира для наблюдателя на средних широтах будут являться невосходящими.
Отправимся дальше — на экватор, географическая широта которого равна нулю. Здесь ось мира совпадает с полуденной линией (то есть располагается в плоскости горизонта), а небесный экватор проходит через зенит.
Суточные пути всех, без исключения, звёзд перпендикулярны горизонту. Поэтому находясь на экваторе, наблюдатель сможет увидеть все звёзды, которые в течение суток восходят и заходят.
Вообще, для того, чтобы светило восходило и заходило, его склонение по абсолютной величине должно быть меньше, чем .
Если , то в Северном полушарии она будет являться незаходящей (для Южного — невосходящей).
Тогда очевидно, что те светила, склонение которых , являются невосходящими для Северного полушария (или незаходящими для Южного).
Экваториальная система координат — это система небесных координат, основной плоскостью в которой является плоскость небесного экватора.
Экваториальные небесные координаты:
1. Склонение (δ) — угловое расстояние светила М от небесного экватора, измеренное вдоль круга склонения. Обычно выражается в градусах, минутах и секундах дуги. Склонение положительно к северу от небесного экватора и отрицательно к югу от него. Объект на небесном экваторе имеет склонение 0°. Склонение северного полюса небесной сферы равно +90° Склонение южного полюса равно −90°.
2. Прямое восхождение светила (α) — угловое расстояние, измеренное вдоль небесного экватора, от точки весеннего равноденствия до точки пересечения небесного экватора с кругом склонения светила.
Последовательность выполнения практической работы:
Задачи практической работы:
Задача 1. Определите экваториальные координаты Альтаира (α Орла), Сириуса (α Большого Пса) и Веги (α Лиры).
Задача 2. Используя карту звёздного неба, найдите звезду по её координатам: δ = +35о; α = 1ч 6м.
Задача 3. Определите, какой является звезда δ Стрельца, для наблюдателя, находящего на широте 55о 15ʹ. Определить, восходящей или невосходящей является звезда двумя способами: с использованием накладного круга подвижной карты звездного неба и с использованием формул условия видимости звезд.
Практический способ. Располагаем подвижный круг на звездной карте и при его вращении определяем, является звезда восходящей или заходящей.
Теоретичекий способ.
Используем формулы условия видимости звезд:
Если , то звезда является восходящей и заходящей.
Если , то звезда в Северном полушарии является незаходящей
Если , то звезда в Северном полушарии является невосходящей.
Задача 4. Установить подвижную карту звёздного неба на день и час наблюдения и назвать созвездия, расположенные в южной части неба от горизонта до полюса мира; на востоке – от горизонта до полюса мира.
Задача 5. Найти созвездия, расположенные между точками запада и севера, 10 октября в 21 час. Проверить правильность определения визуальным наблюдением звёздного неба.
Задача 6. Найти на звёздной карте созвездия с обозначенными в них туманностями и проверить, можно ли их наблюдать невооруженным глазом глазом на день и час выполнения лабораторной работы.
Задача 7. Определить, будут ли видны созвездия Девы, Рака. Весов в полночь 15 сентября? Какое созвездие в это же время будет находиться вблизи горизонта на севере?
Задача 8. Определить, какие из перечисленных созвездий: Малая Медведица, Волопас, Возничий, Орион — для вашей широты будут незаходящими?
Задача 9. На карте звёздного неба найти пять любых перечисленных созвездий: Большая Медведица, Малая Медведица, Кассиопея, Андромеда, Пегас, Лебедь, Лира, Геркулес, Северная корона – и определить приближённо небесные координаты (склонение, и прямое восхождение) a-звёзд этих созвездий.
Задача 10. Определить, какие созвездия будут находиться вблизи горизонта на Севере, Юге, Западе и Востоке 5 мая в полночь.
Контрольные вопросы для закрепления теоретического материала к практическому занятию:
1. Что такое звёздное небо? (Звёздное небо — множество небесных светил, видимых с Земли ночью, на небесном своде. В ясную ночь человек с хорошим зрением увидит на небосводе не более 2—3 тысяч мерцающих точек. Тысячи лет назад древние астрономы разделили звездное небо на двенадцать секторов и придумали им имена и символы, под которыми они известны и поныне.)
2. Что такое созвездия? (Созвездия — участки, на которые разделена небесная сфера для удобства ориентирования на звёздном небе. В древности созвездиями назывались характерные фигуры, образуемые яркими звёздами. )
3. Сколько на сегодняшний день созвездий? (Сегодня есть 88 созвездий. Созвездия различны по занимаемой площади на небесной сфере и количеству звезд в них.)
4. Перечислить основные созвездия или те, которые вы знаете. (Существуют большие созвездия и маленькие. К первым относятся Большая Медведица, Геркулес, Пегас, Водолей, Волопас, Андромеда. Ко вторым — Южный Крест, Хамелеон, Летучая Рыба, Малый Пёс, Райская Птица. Конечно, мы назвали лишь малую толику, наиболее известные.)
5. Что такое карта неба? ( Это изображение звёздного неба или его части на плоскости. Карту неба астрономы разделили на 2 части: южную и северную (по аналогии с полушариями Земли.)
6. Что такое небесный экватор? (Большой круг небесной сферы, плоскость которого перпендикулярна оси мира и совпадает с плоскостью земного экватора.)
По окончанию практической работы студент должен представить отчет.
Отчёт должен включать ответы на все указанные пункты порядка выполнения работы и ответы на контрольные вопросы.
Список литературы
1. Воронцов-Вельяминов Б. А., Страут Е. К. «Астрономия. 11 класс». Учебник с электронным приложением — М.: Дрофа, 2017
2. Р. А. Дондукова «Изучение звёздного неба с помощью подвижной карты» Руководство по проведению лабораторных работ М.: «Высшая школа» 2000
infofiz.ru
Изучаем созвездия с детьми. Подвижная карта звездного неба
Лето — удачное время для первых наблюдений звездного неба с детьми. Ночи хотя и короткие, но теплые. А светлое небо хорошо подходит для того, чтобы научить ребенка находить самые яркие звезды.
Сегодня полно различных мобильных приложений, которые покажут вам направление на любую звезду или планету. На их фоне бумажная карта звездного неба выглядит таинственным раритетом. Однако это простое приспособление позволяет определить, когда и в какой стороне света искать интересующее вас созвездие. С её помощью можно планировать наблюдения и выполнять исследовательские работы. Есть у нее и другие возможности, но о них в следующих статьях.
К сожалению, я не знаю, кто автор этого приспособления. Впервые я увидела его в учебнике астрономии Б.А. Воронцова-Вельяминова.
Пользоваться звездной картой можно научить детей младшего школьного возраста.
Монтаж звездной карты
Все устройство состоит из двух частей: карты и накладного круга. Прорезь в накладном круге делается в зависимости от широты местности.
1. Скачайте карту и накладной круг для своей широты. (Широту местности можно узнать, просто вбив в поисковую строку Яндекса «географические координаты ******»)
Karta.pdf [530,2 Kb] (cкачиваний: 6587)
Nakladnoy-krug-dlya-shiroty-50-gradusov.pdf [213,57 Kb] (cкачиваний: 3545)
Nakladnoy-krug-dlya-shiroty-55-gradusov.pdf [213,57 Kb] (cкачиваний: 3776)
Nakladnoy-krug-dlya-shiroty-60-gradusov.pdf [213,57 Kb] (cкачиваний: 2339)
2. Распечатайте карту и круг. На формате А3 карта и круг получатся намного удобнее, но для начала сойдет и А4. Главное чтобы карта и круг были распечатаны в одном формате.
3. Карту можно не вырезать. Для прочности можно наклеить её на картон, или, ещё лучше, ламинировать. Ламинированная карта прослужит гораздо дольше, с нее не соскальзывает бумажный круг (т.к. электризуется и прилипает), на нее можно наклеивать прозрачные стикеры и делать на них необходимы отметки обычной шариковой ручкой.
4. Накладной круг надо вырезать по контуру, внутри вырезать отверстие (обозначено красной линией). Ламинировать круг не стоит, а вот распечатать на плотной бумаге было бы не плохо. В любом случае со временем можно изготовить новый.
накладной круг к подвижной карте звездного неба5. С тыльной стороны карты между точками С и Ю надо приклеить нитку. Этой ниткой обозначается небесный меридиан. Наблюдать любое светило удобнее именно тогда, когда оно находится на небесном меридиане.
Установка звездной карты на определенное время
1. Сначала необходимо сделать поправку времени. Из того времени, которое показывают в данный момент часы, надо вычесть 1час 30 минут. (Это среднее значение, вполне пригодное для начальных наблюдений. Вообще поправка вычисляется исходя из долготы места наблюдения и номера часового пояса)
2. Найдите на краю карты месяц и число.
3. На накладном круге найдите время.
4. Совместите дату на карте и время на накладном круге. Следите, чтобы круг располагался посередине карты. В прорези круга будут находиться те созвездия, которые в указанный момент времени видны над горизонтом.
Пример
Определим, какие созвездия будут доступны наблюдению 15 сентября в 21:30.
Делаем поправку времени, из 21 часа 30 минут вычитаем 1 час 30 минут. Получаем 20 часов.
Находим на накладном круге двадцать часов (красная отметка), а на карте 15 сентября (синяя отметка)
Накладываем круг на карту так, чтобы дата и время совпали.
В центре прорези оказались созвездия Лебедь, Орел и Лира. Они лучше всего видны в это время, так как находятся высоко над горизонтом.
На западе можно видеть яркое созвездие Волопас, на северо-востоке самая яркая звезда Капелла (альфа Возничего)
nbrkv.ru
Изучение звездного неба с помощью подвижной карты. — КиберПедия
Цель работы:изучить звездное небо с помощью подвижной карты.
Теория. Карту и круг нужно наклеить на плотную бумагу, или тонкий картон, и в круге аккуратно вырезать. На звездной карте изображены яркие созвездия, доступные наблюдениям в России, и сетка небесных экваториальных координат. В центре карты расположен северный полюс мира и рядом с ним — Полярная звезда (а Малой Медведицы). Концентрические окружности представляют собой небесные параллели. Градусная оцифровка около них отмечает их склонение, т.е. угловое расстояние от небесного экватора, который обозначен символом 0°. Внутри небесного экватора расположена северная небесная полусфера, и две ее небесные параллели оцифрованы числами +30° и +60°. Вне небесного экватора находится область южной небесной полусферы, и на ней показаны небесные параллели со склонением » 30° и — 45°. Радиусами, отходящими от северного полюса мира, изображены круги склонения, оцифровка которых в часах (ч) проставлена около точек их пересечения с небесной параллелью -45°.
Следует обратить особое внимание на последовательность оцифровки кругов склонения:она возрастает в направлении вращения часовой стрелки, а не навстречу, как этого требует счет прямого восхождения. Это объясняется тем, что, глядя на карту, наблюдатель смотрит на северную полярную область неба, а не на южную его сторону.
С небесным экватором пересекается в двух точках эксцентрический овал. изображающий эклиптику, т. е. большой круг небесной сферы, по которому происходит видимое годовое движение Солнца по зодиакальным созвездиям. Одна из этих точек, обозначенная знаком наливается точкой весеннего равноденствия, и от неё по небесному экватору ведется счет прямого восхождения. Диаметрально противоположная ей точка это точка осеннего равноденствия. Точка летнего солнцестояния лежит в северной полусфере неба на пересечении эклиптики с 6-часовым крутом склонения, а точка зимнего солнцестояния — в южной небесной полусфере на пересечении эклиптики с 18-часовым кругом склонения. Направление видимого годового движения Солнца следует показывать на эклиптике в сторону увеличения прямого восхождения.
На обрезе карты имеется лимб дат с названиями месяцев года и календарными днями в их пределах. К карте приложен накладной круг, по краю которого нанесен часовой лимб, изображающий часы суток. Интервал в один час разделен на шесть частей, по 10 минут каждая, что позволяет оценивать моменты времени с точностью до 5 минут. На накладном круге нанесено несколько овалов, рядом с которыми проставлены числа градусов, обозначающих географическую широту места наблюдений звездного неба, отверстие по тому овалу, который обозначен числом градусов, наиболее близким к географической широте города или села, где эта карта будет использоваться. Между точками на круге, обозначенными словами «точка юга» и «точка севера», следует натянуть нить, которая будет изображать небесный меридиан. Круг должен накладываться на карту так, чтобы его оцифрованный лимб всегда располагался концентрично с лимбом дат карты, а натянутая нить проходила через центр карты, изображающей северный полюс мира. Если наложить круг на карту и повернув его, совместить заданный час с заданной датой, то в отверстии круга будут расположены те созвездия, которые в этот момент находятся над горизонтом, т.е. доступны наблюдениям. Закрытые кругом созвездия не видны, так как находятся под горизонтом, изображенным на круге краем выреза.
На карте область зенита расположена примерно в центре выреза, но отнюдь не в центре карты. Если говорить точнее, то зенит расположен вблизи центра выреза, в точке пересечения нити, изображающей небесный меридиан, с небесной параллелью, склонение которой равно географической широте места наблюдения. Проведя от зенита направления на основные точки горизонта, обозначенные словами «точка юга», «точка запада», «точка севера», «точка востока», южно указать расположение созвездий на небесном своде в заданный момент времени.
Карта позволяет ответить на вопросы о приближенных моментах восхода, захода и верхней кульминации (т. е. наивысшего расположения над горизонтом) звезд в разные дни года.
Для этого достаточно повернуть круг на карте так, чтобы интересующая нас звезда оказалась соответственно на восточной (восход) или западной (заход) стороне горизонта, или на нити (изображающей небесный меридиан) между северным полюсом мира и точкой юга (верхняя кульминация). При такой установке карты деление часового лимба, стоящее около заданной даты, покажет момент времени интересующего явления (и наоборот, можно узнать дату для определенного момента времени суток).
Следует иметь в виду, что восход светил происходит совсем не обязательно вблизи точки востока а, в зависимости от их склонения, на всей восточной половине горизонта, заключенной между точками севера и юга: чем больше положительное склонение светила, тем ближе к точке севера оно восходит, а при отрицательном склонении точка восхода светил смещается в сторону точки юга. Аналогичная картина имеет место и при заходе светил, которые» в зависимости от их склонения, заходят в разных точках западной половины горизонта, лежащей между точками юга и севера. И только светила, расположенные на небе вблизи небесного экватора, соответственно восходят и заходят вблизи точек востока и запада.
Для наглядности вспомним о восходе и заходе Солнца в различные месяцы года. В марте и сентябре, вблизи дней равноденствий, когда Солнце находится недалеко от небесного экватора (т. е. склонение Солнца близко к 0°), оно восходит и заходит недалеко от точек востока и запада. В летнее время года Солнце находится в северном полушарии неба далеко от небесного экватора (склонение Солнца положительно) и поэтому оно восходит на северо-востоке, а заходит па северо-западе. Зимой же Солнце восходит на юго-востоке, а заходит на юго-западе, так как в этот сезон года оно находится в южном полушарии неба, далеко от небесного экватора, и его склонение отрицательно.
Поэтому, определяя по подвижной карте звездного неба моменты восхода или захода светил, ни в коем случае нельзя пытаться подгонять положение интересующего светила к точкам востока и запада. Наоборот, при правильной установке накладного круга карты можно найти на горизонте положение точек восхода и захода светила.
Самое низкое положение светил над горизонтом называется нижней кульминацией, в момент которой светило проходит небесный меридиан между северным полюсом мира и точкой севера или под ней. Нижняя кульминация звезд наступает после их верхней кульминации через 12 часов, точнее, через 11ч 58м. Поэтому момент нижней кульминации любой звезды легко определить по моменту ее верхней кульминации.
По мере приобретения навыков работы с картой можно решать задачи на условия видимости, восходи заход планет. Луны и Солнца, для чего нужно наносить положения этих светил на карту.
Чтобы найти положение Солнца на эклиптике в заданный день года, достаточно приложить линейку к северному полюсу мира и к штриху, обозначающему этот день на лимбе дат карты. Точка пересечения линейки с эклиптикой покажет положение Солнца, так как оно зависит от дней года, а если говорить точнее, то, наоборот, календарные даты зависят от положения Солнца на эклиптике.
Положение Луны и планет наносятся на карту поих экваториальным координатам в западный день года, заимствованным из астрономических календарей. Впрочем, достаточно использовать только одну координату, прямое восхождение , поскольку Луна и планеты перемещаются тоже по зодиакальным созвездиям вблизи эклиптики. Поэтому при небольшой точности карты склонением этих светил можно пренебречь и считать их находящимися в эклиптике. Но теперь уже нельзя использовать лимб дат, как при определении положения Солнца, так как движение Луны и планет не связано с определенными календарными днями года. Следовательно, вместо лимба дат нужно воспользоваться координатной сеткой карты и найти на эклиптике точки, прямое восхождение которых равно прямому восхождению этих светил в заданный день года,
Определив по подвижной карте моменты восхода, захода и кульминаций найденных точек эклиптики, мы тем самым решим ту же задачу для Солнца, Луны и планет.
Приборы и принадлежности: подвижная карта звездного неба.
Порядок проведения работы:
1.Работа с подвижной картой звездного неба.
1.1. Найдите на карте следующие звезды по их координатам и укажите созвездия, в которых они находятся. Видимы ли эти звезды в данное время наблюдения, если «да», то указать, в какой стороне неба.
Таблица 1.1.
| №№ п/п | Название созвездия | Название звезды | Координаты | Условия видимости | |
| 1. | Антарис | 16 ч 26,3 м | -26°19’ | ||
| 2. | Сириус | 6 ч 42,9 м | -16°39’ | ||
| 3. | Спика | 13 ч 22,6м | -10°54’ |
1.2. Определить экваториальные координаты следующих звезд и их видимость в данное время наблюдения.
Таблица 1.2.
| № № п/п | Название созвездия | Название звезды | Координаты | Условия видимости | |
| 1. | Близнецов | Кастор (а) | |||
| 2. J» | Южн.Рыбы | Фомальгаут | |||
| 3. | М. Медведица | Полярная |
2. Найдите положение Полярной звезды по созвездиям Б. и М. Медведицы.
Рисунок 2.1.
2.1. Полярная звезда ( = 2,1м, = 890 07м) находится вблизи Северного Полюса мира, вокруг которого движутся все звезды. Он находится так: через две крайние звезды (Дубхе) и (Мерак) мысленно проводим прямую линию и откладываем на ней 5 отрезков, равных расстоянию между’ этими звездами. Здесь находится самая яркая звезда созвездия М. Медведицы — Полярная звезда (конец ручки «ковша») (см. рис.2.1.).
2.2. Отыщите на карте незаходящие созвездия Б.Медведицы, М. Медведицы, Кассиопеи, а также Лебедя, Орла и Лиры, в которых находятся яркие звезды Вега. Денеб, Альтаир. Зарисуйте их очертания.
3.На широте места наблюдения (г.Белгород = 51° с.ш.) указать, какиеиз звезд:
КАПЕЛЛА ( = 15ч 13м, = +45° 57м), ВЕГА ( = 18ч 35,2м, = +38° 41м),
КОНОПУС ( = , = — 52°40м) будут наблюдаться над горизонтом:
а) всегда; б) иногда; в) никогда.
Сделать необходимые расчеты. Для этого необходимо проверить условия:
если hв,н 0, то всегда;
если hв,н < 0, hн < 0,то никогда;
если hв > 0, hн < 0,то иногда.
3.2. Вспомнить, что: hв = 90°- + (3.1)
hн = — (90°- ) (3.2)
при hв 0 900 — + 0 — 900 для верхней кульминации.
при hн 0 — (900 — ) 0 900 — для нижней кульминации.
3.3. Подставить координаты и в формулу (3.1) и (3.2).
3.4. Записать условия видимости для звезд – Капелла, Вега, Конопус, используя условия пункта 3.1.
4. Сделать вывод о проделанной лабораторной работе.
5. Ответить на контрольные вопросы.
Контрольные вопросы:
cyberpedia.su
Лабораторная работа «Изучение звёздного неба с помощью подвижной карты»
Лабораторная работа № 1
Раздел1. Практические основы астрономии
Тема 1.1. Звёздные карты
Название практической работы: Изучение звёздного неба с помощью подвижной карты
Учебная цель: знакомство со звёздным небом, решение задач на условия видимости созвездий и определении их координат
Учебные задачи:
образовательная — знание основ астрономии;
воспитательная – научное познание природы, роль и место человека во Вселенной;
развивающая – приобретение практических навыков и их применение.
Правила безопасности: правила проведения в кабинете во время выполнения практического занятия
Норма времени: 2 часа
Образовательные результаты, заявленные во ФГОС третьего поколения:
Студент должен
уметь: пользоваться подвижной картой звёздного неба, находить созвездия
знать: астрономические понятия и термины
Обеспеченность занятия:
— методические указания по выполнению практического занятия
— рабочая тетрадь, подвижная звёздная карта
Порядок проведения занятия:
Для выполнения практической работы учебная группа распределяется по одному варианту
Теория. Вид звёздного неба изменяется из — за суточного вращения Земли. Изменение вида звёздного неба в зависимости от времени года происходит вследствие обращения Земли вокруг Солнца. Работа посвящена знакомству со звёздным небом, решению задач на условия видимости созвездий и определении их координат.
Подвижная карта звёздного неба изображена на рисунке1. Перед началом работы овал накладного круга вырезать по линии, соответствующей географической широте места наблюдения. Линия выреза накладного круга будет изображать линию горизонта. Звёздную карту и накладной круг наклеить на картон. От юга к северу накладного круга натянуть нить, которая покажет направление небесного меридиана.
На карте звёзды показаны чёрными точками, размеры которых характеризуют яркость звёзд, туманности обозначены штриховыми линиями. Северный полюс мира изображён в центре карты. Лини, исходящие от северного полюса мира, показывают расположение кругов склонения. На звёздной карте для двух ближайших кругов склонения угловое расстояние равно 2 ч. Небесные параллели нанесены через 30. С их помощью произвести отсчёт склонение светил . Точки пересечения эклиптики с экватором, для которых прямое восхождение 0 и 12 ч., называются точками весеннего и равноденствий. По краю звёздной карты нанесены месяцы и числа, а на накладном круге – часы.
Для определения местоположения небесного светила необходимо месяц, число, указанное на звёздной карте, совместить с часом наблюдения на накладном круге.
На карте зенит расположен вблизи центра выреза (в точке пересечения нити, изображающей небесный меридиан с небесной параллелью, склонение которой равно географической широте места наблюдения).
Рисунок 2
Рисунок 1
Рисунок 3
Вопросы для закрепления теоретического материала к практическому занятию:
Что такое звёздное небо? Звёздное небо — множество небесных светил, видимых с Земли ночью, на небесном своде. В ясную ночь человек с хорошим зрением увидит на небосводе не более 2—3 тысяч мерцающих точек. Тысячи лет назад древние астрономы разделили звездное небо на двенадцать секторов и придумали им имена и символы, под которыми они известны и поныне.
Что такое созвездия? Созвездия — участки, на которые разделена небесная сфера для удобства ориентирования на звёздном небе. В древности созвездиями назывались характерные фигуры, образуемые яркими звёздами.
Сколько на сегодняшний день созвездий? Сегодня есть 88 созвездий. Созвездия различны по занимаемой площади на небесной сфере и количеству звезд в них.
Перечислить основные созвездия или те, которые вы знаете. Существуют большие созвездия и маленькие. К первым относятся Большая Медведица, Геркулес, Пегас, Водолей, Волопас, Андромеда. Ко вторым — Южный Крест, Хамелеон, Летучая Рыба, Малый Пёс, Райская Птица. Конечно, мы назвали лишь малую толику, наиболее известные.
Что такое карта неба? Это изображение звёздного неба или его части на плоскости. Карту неба астрономы разделили на 2 части: южную и северную (по аналогии с полушариями Земли).
Что такое небесный экватор? — большой круг небесной сферы, плоскость которого перпендикулярна оси мира и совпадает с плоскостью земного экватора. Небесный экватор делит небесную сферу на два полушария: северное полушарие, с вершиной в северном полюсе мира, и южное полушарие, с вершиной в южном полюсе мира. Созвездия, через которые проходит небесный экватор, называют экваториальными. Различают созвездия южные и северные. Южное созвездие всегда являлось ориентиром для моряков и центром нашей галактики.
Созвездия Северного полушария: Большая и Малая Медведицы, Кассиопея, Цефей, Дракон, Лебедь, Лира, Волопас и др.
К южным относятся Южный Крест, Центавр, Муха, Жертвенник, Южный Треугольник.
Что такое полюс мира? Полюс мира — точка на небесной сфере, вокруг которой происходит видимое суточное движение звёзд из-за вращения Земли вокруг своей оси. Направление на Северный полюс мира совпадает с направлением на географический север, а на Южный полюс мира — с направлением на географический юг. Северный полюс мира находится в созвездии Малой Медведицы с поляриссимой (видимая яркая звезда, находящаяся на оси вращения Земли) — Полярной звездой, южный — в созвездии Октант. В результате прецессии земной оси полюса мира смещаются примерно на 20 » в год.
Что такое прецессия? Прецессия — явление, при котором момент импульса тела меняет своё направление в пространстве. Наблюдать прецессию достаточно просто. Нужно запустить волчок и подождать, пока он начнёт замедляться.
Что такое туманность? Туманность — участок межзвёздной среды, выделяющийся своим излучением или поглощением излучения на общем фоне неба. Ранее туманностями называли всякий неподвижный на небе протяжённый объект. В 1920-е годы выяснилось, что среди туманностей много галактик (например, Туманность Андромеды). После этого термин «туманность» стал пониматься более узко, в указанном выше смысле. Туманности состоят из пыли, газа и плазмы.
Что такое географические координаты? Географические координаты — угловые величины: широта (р и долгота К), определяющие положение
Что такое широта объектов на земной поверхности и на карте? Широта используется для установки расположения объекта относительно полюсов. На одинаковой дистанции от Северного и Южного полюса проходит главная воображаемая линия земного шара – экватор. Она имеет нулевую широту, а по обе стороны от нее тянутся параллели – аналогичные воображаемые линии, условно пересекающие планету через одинаковые промежутки. К северу от экватора находятся северные широты, к югу, соответственно, южные.
Расстояние между параллелями принято измерять не в метрах или километрах, а в градусах, что позволяет более точно установить положение объекта. Всего существует 360 градусов. Широту отсчитывают к северу от экватора, то есть точки, лежащие в Северном полушарии, имеют положительную широту, а расположенные в Южном полушарии – отрицательную.
Что такое Параллели в географии? Параллели — это линии широты. У всех точек на одной и той же параллели широта одинакова. Начало отсчёта широт — экватор, все точки которого имеют нулевую широту. Географическая широта точки показывает, насколько она удалена от экватора, т. е. на какой параллели она находится. Широта измеряется в градусах, рисунок 2
Что такое долгота? Чтобы выяснить расположение объекта, недостаточно знать это место на земном шаре относительно юга или севера. Помимо широты, для полного расчета используется долгота, устанавливающая положение точки относительно востока и запада. в случае с широтой за основу берется экватор, то долгота рассчитывается от нулевого меридиана (Гринвичского), проходящего от Северного к Южному полюсу через лондонский район Гринвич. По правую и левую сторону от Гринвичского меридиана параллельно ему прочерчены обычные меридианы, которые встречаются друг с другом на полюсах. Восточную долготу принято считать положительной, отрицательной – западную
Что такое эклиптика? Эклиптика — большой круг небесной сферы, по которому происходит видимое годичное движение Солнца. Плоскость эклиптики — плоскость обращения Земли вокруг Солнца (земной орбиты), рисунок 3
Что такое склонение? Склонение (δ) в астрономии — одна из двух координат экваториальной системы координат. Равняется угловому расстоянию на небесной сфере от плоскости небесного экватора до светила и обычно выражается в градусах, минутах и секундах дуги. Склонение положительно к северу от небесного экватора и отрицательно к югу от него. Объект на небесном экваторе имеет склонение 0°. Склонение северного полюса небесной сферы равно +90° Склонение южного полюса равно −90°, рисунок 4
Рисунок 4
Содержание и Последовательность выполнения практической работы:
Задачи практической работы:
Задание
Установить подвижную карту звёздного неба на день и час наблюдения и назвать созвездия, расположенные в южной части неба от горизонта до полюса мира; на востоке – от горизонта до полюса мира.
Найти созвездия, расположенные между точками запада и севера, 10 октября в 21 час. Проверить правильность определения визуальным наблюдением звёздного неба.
Найти на звёздной карте созвездия с обозначенными в них туманностями и проверить, можно ли их наблюдать невооруженным глазом.
Определить, будут ли видны созвездия Девы, Рака. Весов в полночь 15 сентября? Какое созвездие в это же время будет находиться вблизи горизонта на севере?
Определить, какие из перечисленных созвездий: Малая Медведица, Волопас, Возничий, Орион — для данной широты будут незаходящими?
Может ли для нашей широты — Старая Купавна 20 сентября Андромеда находиться в зените?
На карте звёздного неба найти пять любых перечисленных созвездий: Большая Медведица, Малая Медведица, Кассиопея, Андромеда, Пегас, Лебедь, Лира, Геркулес, Северная корона – и определить приближённо небесные координаты (склонение, и прямое восхождение) -звёзд этих созвездий.
По окончанию практической работы студент должен представить: — отчёт должен включить ответы на все указанные пункты порядка выполнения работы
Список литературы
Воронцов-Вельяминов Б. А., Страут Е. К. «Астрономия. 11 класс». Учебник с электронным приложением — М.: Дрофа, 2017
Р. А. Дондукова «Изучение звёздного неба с помощью подвижной карты» Руководство по проведению лабораторных работ М.: «Высшая школа» 2000
3. Т. В. Ильина Методические указания по проведению лабораторно- практических работ по астрономии; ФОС ГАПОУ «Подмосковный колледж «Энергия», 2018
kopilkaurokov.ru
Методические указания для практического занятия по астрономии «Изготовление подвижной карты звёздного неба и работа с ней»
Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение
Самарской области
«Поволжский строительно-энергетический колледж им. П. Мачнева»
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ
по Астрономии
для студентов очной формы обучения ППКРС по профессии
08.01.08 Мастер отделочных строительных работ
Самара
2017
Тема: Изготовление подвижной карты звёздного неба и работа с ней
Цель: изучение карты звёздного неба и приложенного к ней накладного круга, сборка подвижной карты звёздного неба, приобретение навыков работы с ней
Продолжительность: 2 часа.
Инструменты и материалы: файл для печати расходного материала с изображением Карты звездного неба и Накладного круга, картон, ножницы, клей
Краткие теоретические материалы по теме занятия
Условные обозначения на корте звёздного неба:
Подвижная карта состоит из двух частей — собственно самой карты звездного неба и специального накладного круга.
На карте звездного неба показаны наиболее яркие звезды. Именно они и формируют привычные нам фигуры созвездий. Размеры черных кружков, которыми изображены звезды, соответствуют их блеску: чем звезда ярче, тем он больше. Также на карте отображены наиболее яркие и заметные звездные скопления (группами тесно расположенных точек) и туманности (штриховкой)
Теперь пару слов о линиях. Пунктирные линии указывают на карте границы созвездий, а непрерывные, в виде концентрических колец и прямых, — сетку экваториальных координат. Напомню, что эта система координат аналогична той, что используется на Земле: то, что мы называем долготой, на небе — прямое восхождение, а то, что у нас широта — там склонение.
В самом центре карты изображен Северный полюс мира. Рядом с ним — Полярная звезда. Расположенные вокруг Северного полюса окружности — круги склонений. Третий из них, если считать от полюса, — небесный экватор. Он делит нашу небесную сферу на два полушария: северное и южное. Стоит заметить, что в используемой в подвижной карте проекции вид созвездий южного звездного неба довольно сильно искажен.
Овал, несколько смещенный относительно центра карты, — эклиптика. Эта линия построена на небесной сфере движением Солнца, перемещающимся по ней в течение года. На эклиптике легко выделить четыре точки. Первые две, на пересечении с небесным экватором — точки весеннего и осеннего равноденствия. Они обозначаются Т и О соответственно. Две другие — точки летнего и зимнего солнцестояния. В самой близкой их них к Северному полюсу мира Солнце бывает 20-22 июня, а в самой далекой — 20-22 декабря..
По краям карты нанесены даты и названия месяцев. Они нам потребуются в дальнейшем для определения вида звездного неба.
По краям накладного круга нанесен часовой лимб (циферблат), а в центре находится система пересекающихся овалов. Эти овалы показывают расположение линии горизонта на различных географических широтах. Буквами С, В, Ю и 3 обозначены стороны горизонта.
Задания для практического занятия
Задание 1: Знакомство с картой звёздного неба
Найдите на карте звездного неба:
Созвездия Малой и Большой Медведицы, Кассиопею, Волопаса и Ориона
Полярную звезду
Небесный экватор
Эклиптику
Точки осеннего и весеннего равноденствия
На шкале дата/месяц найдите 10 ноября
Задание 2: Сборка подвижной карты звёздного неба.
Карту, а также накладной круг наклеить на картон. Затем аккуратно в накладном круге сделать вырез по линии, соответствующей широте, близкой к той, на которой вы проживаете (наша широта 45). Между точками «С» и «Ю» на круге натянуть нить, которая будет изображать небесный меридиан.
Накладной круг разместить на звёздной карте концентрично, так, чтобы он не закрывал на карте лимба с датами, а небесный меридиан (нить) при этом проходил через Северный полюс мира.
Задание 3: Определить, какие звёзды видны над горизонтом на 5 ноября 17 часов 20 минут (перечислить видимые полностью созвездия)
Расположить накладной круг на карте так, чтобы нужная дата на карте совпала с нужным часом на накладном круге. Тогда в вырезе окажутся видимые над горизонтом звёзды в искомый момент.
Задание 4: Определить приблизительно положение Солнца (указать созвездие) 15 марта
Для определения приблизительного положения Солнца соединить линейкой Северный полюс мира с меткой выбранной даты. Точка пересечения нити с эклиптикой укажет положение Солнца.
Задание 5: Определить время восхода Солнца 15 марта
Накладной круг расположить так, чтобы заранее отмеченное Солнце (смотри задание 4) попало на восточную часть линии горизонта. Час восхода Солнца совпадёт с меткой выбранной даты.
Контрольные вопросы:
Чем объяснить то, что последовательность оцифровки кругов склонения возрастает в направлении вращения часовой стрелки, а не навстречу, как это требует счет прямого восхождения на звездной карте неба?
Как определить по подвижной карте звездного неба моменты восхода или захода светил?
Как найти положение Солнца на эклиптике в заданный день года?
В каких точках эклиптика пересекает небесный экватор? В какие даты Солнце находиться в этих точках?
Задания обучающимся для самостоятельной работы по итогам ПЗ
Наблюдать на ночном небе созвездия: Малой и Большой Медведицы, Кассиопею, Волопаса и Ориона
ПРИЛОЖЕНИЕ
infourok.ru
Практическая работа № 1. «Работа с подвижной звёздной картой»
Практическая работа № 1.
«Работа с подвижной звёздной картой (ПЗК)».
Рассмотрите ПЗК, которая состоит из двух частей: карты звёздного неба и накладного круга с небесным меридианом (нить).
Внимательно прочитайте задания 1 — 9, выполните указания к ним, запишите полученные ответы.
В каком созвездии находится Солнце 15 октября? На карте звёздного неба найдите эклиптику, определите в каком созвездии находится точка эклиптики, соответствующая дате 15 октября.
Какие яркие звёзды видны 15 января в 22 часа? Совместите дату 15 января на карте звёздного неба и время 22 часа на накладном круге. Выпишите названия ярких звёзд, используя таблицу «Основные сведения о наиболее ярких звёздах».
В какой стороне неба 5 мая в 23 часа видно созвездие Близнецов? Совместите дату 5 мая на карте звёздного неба и время 23 часа на накладном круге. Для определения стороны неба используйте подписи на накладном круге: С – север, Ю – юг, В — восток, З – запад.
Когда 10 января происходит верхняя кульминация Спики? Расположите накладной круг так, чтобы меридиан (нить) проходил через звезду Спика (Девы). Определите время на накладном круге, которое совпадает с датой 10 января на карте звёздного неба.
Когда 15 февраля происходит нижняя кульминация Веги? Расположите накладной круг так, чтобы меридиан (нить) проходил через звезду Вега (Лиры) между северным полюсом мира (центр карты звёздного неба) и точкой севера (точка С на накладном круге). Определите время на накладном круге, которое совпадает с датой 15 февраля на карте звёздного неба.
Когда 25 мая восходит Альтаир? Расположите накладной круг так, чтобы звезда Альтаир (Орла) находилась на линии горизонта в восточной части неба (внутренний вырез накладного круга вблизи точки В). Определите время на накладном круге, которое совпадает с датой 25 мая на карте звёздного неба.
Когда 10 мая заходит Арктур? Расположите накладной круг так, чтобы звезда Арктур (Волопаса) находилась на линии горизонта в западной части неба (внутренний вырез накладного круга вблизи точки З). Определите время на накладном круге, которое совпадает с датой 10 мая на карте звёздного неба.
Когда 10 мая восходит Солнце? Расположите накладной круг так, чтобы точка эклиптики, соответствующая дате 10 мая, находилась на линии горизонта в восточной части неба (внутренний вырез накладного круга вблизи точки В). Определите время на накладном круге, которое совпадает с датой 10 мая на карте звёздного неба.
Когда 5 октября заходит Солнце? Расположите накладной круг так, чтобы точка эклиптики, соответствующая дате 5 октября, находилась на линии горизонта в западной части неба (внутренний вырез накладного круга вблизи точки З). Определите время на накладном круге, которое совпадает с датой 5 октября на карте звёздного неба.
Практическая работа
DOCX / 17.31 Кб
xn--j1ahfl.xn--p1ai