Кульмінації світил. Висота світил у кульмінації

Кожне світило двічі перетинає (або проходить) небесний меридіан: один раз південну його половину (t=0^h=0^o) і другий раз північну його половину (t=12^h=180^o) (рис.7).

Явище проходження світилом південної половини небесного меридіану називається верхньою кульмінацією (лат. culmen– верх, вершина). У цей момент висота світила h найбільша, а z – найменша з усіх можливих на протязі доби.

Нижньою кульмінацією називається проходження світил через північну половину небесного меридіана.

Захід світила — зникнення світила під горизонтом.

Схід світила – поява світила з-під горизонту.

Висота світил у кульмінації ( рис.8).

Дуже важлива проста формула зв’язку висоти h світила у верхній кульмінації з його схиленням δ і широтою місцевості φ. Кут між полуденною лінією і віссю світу дорівнює широті місцевості φ. Вісь світу перпендикулярна до площини.8небесного екватора. Тоді нахил площини небесного екватора до горизонту,

дорівнює 90° — φ. Зоря М із

 

схиленням δ, яка кульмінує на південь від зеніту, має у верхній кульмінації висоту h = 90⁰ - φ + δ.

Якщо зоря знаходиться на південь від екватора, то схилення δ від’ємне.

ВИДИМИЙ РУХ СОНЦЯ. ЕКЛІПТИКА

Земля рухається навколо Сонця, а Місяць навколо Землі.

Екліптика - велике коло, по якому рухається на небі Сонце протягом року відносно зір.

Рухаючись по екліптиці, Сонце буває у точках зимового і літнього сонцестояння; на небесному екваторі - у точках весняного і осіннього рівнодення.

Точка весняного рівнодення γ – точка перетину екліптики Сонця і небесного екватора у східній півкулі (21 березня).

Точка осіннього рівнодення Ω - точка перетину екліптики і небесного екватора в західній півкулі (23 вересня).

У день літнього сонцестояння (22червня) Сонце знаходиться найдалі від небесного екватора в бік Північного полюса світу.

У день зимового сонцестояння (22 грудня ) Сонце знаходиться найдалі від небесного екватора в бік Південного полюса світу.

Добові шляхи Сонця над горизонтом у різні пори року.

На середніх широтах: На екваторі.

 

 

У дні рівнодень шлях Сонця над горизонтом дорівнює його шляху під горизонтом, отже, тривалість дня і ночі однакові.

Зодіа́к (грец. звірине коло) — сукупність 12 сузір’їв, які розташовані вздовж великого кола небесної сфери, по якому відбувається видимий річний рух Сонця.

До зодіакальних сузір'їв належать Овен, Телець, Близнята, Рак, Лев, Діва, Терези, Скорпіон, Стрілець, Козоріг, Водолій, Риби.

ЧАС І КАЛЕНДАР

ЧАС

Одна доба – проміжок часу, протягом якого Земля робить повний оберт навколо своєї осі. Тривалість доби можна визначити за допомогою світила або точки, фіксуючи моменти двох послідовних кульмінацій, якщо відомі їх положення на зоряному небі. Для визначення доби в наш час користуються трьома допоміжними точками, а саме: точкою весняного рівнодення, центром справжнього Сонця, точкою середнього Сонця. Тривалість доби,— різна, тому доводиться вживати всі три одиниці часу — зоряну добу, справжню сонячну добу і середню сонячну добу.

Зоряний час – час, що минув від верхньої кульмінації точки весняного рівнодення.

Зоряна доба – проміжок часу між двома послідовними верхніми кульмінаціями точки весняного рівнодення. Зоряна доба відповідає часу обертання Землі навколо своєї осі відносно зір – 23 год. 56 хв.

Справжня Сонячна доба -проміжок часу між двома послідовними однойменними кульмінаціями центра Сонця на одному і тому ж меридіані. Сонячна доба дорівнює часу обертання Землі навколо своєї осі відносно центра Сонця 24 години.

Тільки один раз на рік, у момент весняного рівнодення, зоряний час співпадає з сонячним. За одну добу зоряний і сонячний час розходяться на 4 хв., за місяць – на 120 хв., за рік – на 24 год. У році зоряних діб на одну більше, ніж сонячних.

Справжнім сонячним часом у побуті користуватися незручно. Тому введено поняття середнього Сонця. Середнє Сонце – це фіктивна точка, яка рівномірно рухається вздовж небесного екватора і за той же проміжок часу (рік), що і Сонце, повертається до точки весняного рівнодення.

Середня сонячна доба – проміжок часу між двома послідовними нижніми кульмінаціями середнього Сонця.

Середній сонячний час – це час, що минув від нижньої кульмінації середнього Сонця.

Рівняння часу - різниця між середнім і дійсним сонячним часом; дорівнює різниці прямих сходжень дійсного і середнього Сонця.

m = m ₀ + h,

де m – середній час, m₀ – дійсний час, h – висота світила, яка дається на кожен день із довідника астрономії.

Всесвітнім, або світовим часом UT (“Universal Time”) називається місцевий середній час грінвічського меридіану. Позначається він через Т₀. Ним користуються для обчислення моментів початку і закінчення важливих астрономічних явищ і даних, які потрібні в астрономічній практиці, геодезії, мореплавстві та авіації. Вони публікуються в астрономічних календарях, астрономічних щорічниках і довідниках.

Атомний час -час, виміряний в системі виміру часу що базується на надстабільному еталоні частоти,де використовуються електромагнітні коливання, які випромінюють атоми ізотопу металу цезію-133 (¹³³Сs).

За одиницю часу прийнято атомну секунду, що рівна тривалості коливань, що відповідає резонансній частоті квантового переходу надтонкої структури основного стану атома ¹³³Сs^*. Атомна секунда прийнята за одиницю часу в Міжнародній системі одиниць вимірів.

Універсальний координований час — основа громадянського часу, що відрізняється на цілу кількість секунд від атомного часу та на дробову кількість секунд від Всесвітнього часу. Київський час відрізняється від всесвітнього на +2 години.

Місцевий час – час, виміряний на певному географічному меридіані Т_λ. Місцевий час зв’язаний з всесвітнім часом формулою

Т _λ. = Т₀ + λ

де λ - довгота, визначена відносно грінвічського меридіану.

У 1885 р. Міжнародна конференція 26 держав прийняла систему поясного часу. За нею всю земну кулю було поділено на 24 годинні пояси з нумерацією від нуля до XXIII. Годинний пояс простягається по довготі на 15⁰.

Місцевий час середнього меридіана поясу, яким користуються в усьому поясі, називається поясним часом.

Центральний меридіан (Гринвіцький меридіан) першого поясу проходить на 15⁰ на схід від Гринвіча (λ=15⁰=1^h), другий – на 30⁰(λ=30⁰=2^h) і т. д.

N – номер поясу – збігається із значенням довготи середнього поясного меридіана, що виражена в годинах, і тим самим спрощуються розрахунки. Позначають поясний час буквою Т_h. Він дорівнює:

Т_h = Т₀ + N

Літній час був введений з метою раціональної організації виробничого і суспільного життя великих індустріальних і адміністративних центрів, рівномірного використання потужностей електростанцій протягом доби, денного освітлення для роботи і т. п. 16 червня 1930 р. Декретом Ради Народних Комісарів стрілки годинників в усіх годинних поясах СРСР були переведенні на одну годину вперед.

Зв’язок декретного часу із всесвітнім виражається співвідношенням

Т_Д = Т₀ + N + 1 ^h,

а також Т_Д = Т_М - (λ - N - 1 ^h ).

Міжнародна Лінія зміни дат — умовна лінія на поверхні Землі навпроти Гринвіцького меридіана, при перетині якої дата змінюється на один день вперед або назад.

Для тривалих проміжків часу використовують поняття року.

Тропічний рік - п роміжок часу між двома послідовними проходженнями справжнього Сонця через точку весняного рівнодення (γ).

Т γ = 365 діб 5 год. 48 хв. 46с.

Т γ =365^d,2422 с.д.д. (середньої сонячної доби).

Зоряний рік - п роміжок часу за який Земля зробить один повний оберт навколо Сонця відносно нерухомих зір.

Т=365 діб 6 год. 9 хв. 10с.

Т=365^d,2568 с.д.д.

КАЛЕНДАР

Календар - певна система лічби проміжків часу з поділом їх на окремі періоди – роки. місяці, тижні, дні.

Існують: місячний, місячно-сонячний, сонячний.

Сонячний календар.

У сонячному календарі основною одиницею часу є тривалість тропічного року (365,2422 середньої доби) або 365 днів 5 год. 48 хв. 46 с.– період обертання Землі навколо Сонця відносно точки весняного рівнодення. Сучасний календар належить до сонячних.

Місячний календар.

Найдавніший календар. Зародився в племенах, які вели кочовий спосіб життя. Місяць починався з “молодика” і продовжувався 29 або 30 днів. Рік складається з 12 місяців. Тривалість астрономічного року 354,367 доби (6 місяців по 30 діб, 6 місяців по 29 діб). Щоб врахувати залишок, кожні 30 років 11 разів рівномірно додають по одному дню. Простий рік – 354 доби,високосний – 355 діб.

Місячно-сонячний календар — це комбінація сонячного і місячного календаря. Календар офіційно використовується лише в Ізраїлі.

Порядкові номери років у календарях ведуться від умовного початку, що називається ерою. Відомо понад 200 різних ер. Єгиптяни рахували ери по рокам початку правління фараонів, китайці – початки правління фараонів, римляни, наприклад, лічили спочатку за іменами консулів, далі — " від заснування Риму " (відповідає 753 р. до н. е.). У християнській релігії введено початок від " створення світу " (5508 р до н. е.), але в VI ст. прийнято нову еру — від народження Христа, якою користуються у багатьох країнах.

Юліанський календар

Сучасний календар складається з основних елементів сонячного римського календаря, який був розроблений олександрійським астрономом Созігеном і введений в 45 p. до н. е. Юлієм Цезарем. Рік у ньому становив 365,25 сонячної доби, причому для зручності лічби запропоновано вважати три роки по 365 діб, а кожний четвертий рік по 366 діб. Роки з 365 добами названо простими, а з 366 — високосними. Всі роки, номери яких діляться на 4, вважались високосними.

Григоріанський календар

У юліанському календарі різниця між календарним і тропічним роком дорівнює 0,0078 доби або 11^m14s; за 128 років вона збільшується до 1 доби. На кінець XVI ст., відставання становило вже 10 діб. Італійський професор математики Луїджі Ліліо Гараллі.запропонував проект нового календаря, який і був затверджений папою римським Григорієм XIII у 1582p.

Новий календар став називатися григоріанським, або " новим стилем ", на відміну від юліанського календаря, або " старого стилю ". У папській буллі наказувалось вважати наступний після 4 жовтня 1582 p. день не 5, а 15 жовтня. Так було ліквідовано 10 днів відставання. Щоб надалі не допускати відставання, домовились з кожних 400 років вважати високосними не 100, як в юліанському календарі, а 97 років і вважати простими ті вікові роки, в яких число сотень не ділиться на 4 без остачі, наприклад 1700, 1800, 1900. У Радянській Росії щоб ліквідувати відставання в 13 діб, день після 31 січня 1918 p. стали вважати не 1, а 14 лютого.

Григоріанський календар має ряд недоліків: неоднакова тривалість місяців, різна кількість робочих днів на місяць, дні тижня припадають з року в рік на різні числа місяця. Вони породжують незручності в житті людей, ведуть до великих невиправданих витрат, тому що ускладнюють обчислення процентів по банківських операціях, по страхових розрахунках, по виплатах робітникам і службовцям з фондів соціального страхування і т.п.

Новий проект під назвою Всесвітнього календаря було схвалено лише у 1954 p. Економічною і Соціальною радою ООН. Структура Всесвітнього календаря така: у році 12 місяців з тими самими назвами; тиждень залишається семиденний; рік поділено на 4 квартали по 91 дню; кожний квартал складається з трьох місяців; перший місяць має 31 день, два наступних — по 30 днів; 1 січня завжди припадає на неділю; квартали починаються з неділі і закінчуються суботами. Кількість робочих днів на місяць — 26.

Отже, 4 квартали у Всесвітньому календарі мають 364 дні, тобто на один день менше від простого року у григоріанському календарі. Цей день рекомендовано вважати міжнародним святом — Днем миру і дружби народів, або днем Нового року. Встановлюється він між 30грудня і 1 січня. У високосному році слід додати ще один неробочий день поза датами місяця — (після 30 червня) — День високосного року.

Проект Всесвітнього календаря, схвалений більшістю країн, проте не прийнятий, бо США і Англія не погодились з ним " з політичних і релігійних міркувань ".

ЗАКОНИ РУХУ НЕБЕСНИХ ТІЛ

СИСТЕМИ СВІТУ

Системою світу називають уявлення про розташування у просторі і рух Землі, Сонця, Місяця, планет, зір та інших небесних тіл.

Рис.9 Рис.10

Геоцентричні системи світу (рис.9):

Аристотеля (384 -322 рр. до н.е.)авколо Землі, яку вчений вважав центром Всесвіту, обертаються прозорі тверді сфери, до яких прикріплені Місяць, Меркурій, Венера, Сонце, Юпітер та Сатурн. На восьмій сфері розташовані всі зорі,а на дев’ятій – “двигун”, який обертає всі сфери.

Птолемея (бл. 90-160 рр. н.е.) У центрі Всесвіту розміщена нерухома Земля. Навколо неї рухаються по колах – диферентах – Місяць і Сонце. Планети Меркурій, Венера, Марс, Юпітер і Сатурн рівномірно рухаються по малих колах – епіциклах, центри яких обертаються навколо Землі по відповідних диферентах. Система проіснувала 1300 років.

Геліоцентрична система світу (рис 10).

За Коперником (1473-1543р). Земля обертається навколо своєї осі і разом з іншими планетами - навколо Сонця, причому періоди обертання та радіуси планет різні.