Visi debess sfēras elementi. Lekcija par astronomiju - Debesu sfēra, tās galvenie punkti. Debesu sfēras pamatnoteikumi

DEBESS SFĒRA
Vērojot debesis, šķiet, ka visi astronomiskie objekti atrodas uz kupolveida virsmas, kuras centrā atrodas novērotājs. Šis iedomātais kupols veido iedomātas sfēras augšējo pusi, ko sauc par "debesu sfēru". Tam ir būtiska loma astronomisko objektu stāvokļa norādīšanā.

Lai gan Mēness, planētas, Saule un zvaigznes atrodas dažādos attālumos no mums, pat tuvākās no tām atrodas tik tālu, ka mēs nevaram novērtēt to attālumu pēc acs. Virziens uz zvaigzni nemainās, virzoties pa Zemes virsmu. (Tiesa, tas nedaudz mainās, Zemei virzoties pa savu orbītu, taču šo paralaktisko nobīdi var pamanīt tikai ar visprecīzāko instrumentu palīdzību.) Mums šķiet, ka debess sfēra griežas, jo gaismekļi paceļas austrumos un atrodas rietumos. Iemesls tam ir Zemes rotācija no rietumiem uz austrumiem. Debess sfēras šķietamā rotācija notiek ap iedomātu asi, kas turpina Zemes rotācijas asi. Šī ass krusto debess sfēru divos punktos, ko sauc par ziemeļu un dienvidu "debesu poliem". Debesu ziemeļpols atrodas apmēram grādu no Ziemeļzvaigznes, un dienvidu pola tuvumā nav spožu zvaigžņu.

Zemes rotācijas ass ir sasvērta aptuveni par 23,5° attiecībā pret perpendikulāru Zemes orbītas plaknei (ekliptikas plaknei). Šīs plaknes krustpunkts ar debess sfēru dod apli – ekliptiku, šķietamo Saules ceļu gada garumā. Zemes ass orientācija kosmosā paliek gandrīz nemainīga. Tāpēc katru gadu jūnijā, kad ass ziemeļu gals ir noliekts pret Sauli, tas paceļas augstu debesīs ziemeļu puslodē, kur dienas kļūst garas un naktis īsas. Decembrī pārceļoties uz orbītas pretējo pusi, Zeme izrādās dienvidu puslode pavērsta pret Sauli, un mūsu ziemeļos dienas kļūst īsas un naktis garas.
Skatīt arī SEZONAS . Taču Saules un Mēness gravitācijas ietekmē pamazām mainās zemes ass orientācija. Galveno ass kustību, ko izraisa Saules un Mēness ietekme uz Zemes ekvatoriālo izliekumu, sauc par precesiju. Precesijas rezultātā Zemes ass lēnām griežas ap perpendikulāru orbītas plaknei, 26 tūkstošu gadu laikā aprakstot konusu ar rādiusu 23,5°. Šī iemesla dēļ pēc dažiem gadsimtiem pols vairs neatradīsies Ziemeļzvaigznes tuvumā. Turklāt uz Zemes ass notiek nelielas svārstības, ko sauc par nutāciju, kas ir saistītas ar Zemes un Mēness orbītu eliptiskumu, kā arī ar to, ka Mēness orbītas plakne ir nedaudz slīpa pret Zemes orbītas plakni. orbītā. Kā jau zināms, debess sfēras izskats nakts laikā mainās, pateicoties Zemes rotācijai ap savu asi. Bet pat tad, ja visu gadu vienlaikus vērojat debesis, to izskats mainīsies Zemes apgriezienu dēļ ap Sauli. Pilnīgai 360° orbītai Zemei ir nepieciešams apm. 3651/4 dienas - aptuveni viens grāds dienā. Starp citu, diena jeb precīzāk Saules diena ir laiks, kurā Zeme vienu reizi apgriežas ap savu asi attiecībā pret Sauli. Tas sastāv no laika, kas nepieciešams, lai Zeme griežas attiecībā pret zvaigznēm (“siderālā diena”), kā arī īss laiks - apmēram četras minūtes -, kas nepieciešams rotācijai, kompensējot Zemes orbītas kustību dienā par vienu grādu. . Tādējādi gada laikā apm. 3651/4 saules dienas un apm. 3661/4 zvaigznes.
Skatoties no konkrēta punkta
Zemes zvaigznes, kas atrodas netālu no poliem, vienmēr atrodas virs horizonta vai nekad nepaceļas virs tā. Visas pārējās zvaigznes ceļas un riet, un katru dienu katras zvaigznes uzlec un riet 4 minūtes agrāk nekā iepriekšējā dienā. Dažas zvaigznes un zvaigznāji paceļas debesīs naktī ziemā - mēs tos saucam par "ziemu", bet citi - "vasaru". Tādējādi debess sfēras izskatu nosaka trīs reizes: diennakts laiks, kas saistīts ar Zemes rotāciju; gada laiks, kas saistīts ar revolūciju ap Sauli; laikmets, kas saistīts ar precesiju (lai gan pēdējais efekts “ar aci” nav pamanāms pat pēc 100 gadiem).
Koordinātu sistēmas. Ir dažādi veidi, kā norādīt objektu atrašanās vietu debess sfērā. Katrs no tiem ir piemērots noteikta veida uzdevumiem.
Alt-azimuta sistēma. Lai norādītu objekta atrašanās vietu debesīs attiecībā pret zemes objektiem, kas ieskauj novērotāju, tiek izmantota “alt-azimuta” vai “horizontāla” koordinātu sistēma. Tas norāda objekta leņķisko attālumu virs horizonta, ko sauc par "augstumu", kā arī tā "azimutu" - leņķisko attālumu gar horizontu no parastā punkta līdz punktam, kas atrodas tieši zem objekta. Astronomijā azimutu mēra no punkta uz dienvidiem uz rietumiem, bet ģeodēzijā un navigācijā - no punkta uz ziemeļiem uz austrumiem. Tāpēc pirms azimuta lietošanas ir jānoskaidro, kurā sistēmā tas ir norādīts. Punkts debesīs, kas atrodas tieši virs jūsu galvas, ir 90 ° augstumā, un to sauc par "zenītu", un punktu, kas ir diametrāli pretējs tam (zem kājām), sauc par "nadiru". Daudzām problēmām svarīgs ir liels debess sfēras aplis, ko sauc par “debesu meridiānu”. tas iet cauri pasaules zenītam, zemākajam līmenim un poliem un šķērso horizontu ziemeļu un dienvidu punktos.
Ekvatoriālā sistēma. Zemes rotācijas dēļ zvaigznes pastāvīgi pārvietojas attiecībā pret horizontu un galvenajiem punktiem, un to koordinātas horizontālajā sistēmā mainās. Bet dažām astronomijas problēmām koordinātu sistēmai jābūt neatkarīgai no novērotāja atrašanās vietas un diennakts laika. Šādu sistēmu sauc par "ekvatoriālo"; tās koordinātas atgādina ģeogrāfiskos platuma un garuma grādus. Tajā zemes ekvatora plakne, kas paplašināta līdz krustojumam ar debess sfēru, nosaka galveno apli - “debesu ekvatoru”. Zvaigznes "deklinācija" atgādina platumu, un to mēra pēc tās leņķiskā attāluma uz ziemeļiem vai dienvidiem no debess ekvatora. Ja zvaigzne ir redzama tieši zenītā, tad novērošanas vietas platums ir vienāds ar zvaigznes deklināciju. Ģeogrāfiskais garums atbilst zvaigznes “pareizajam augšupceļam”. To mēra uz austrumiem no ekliptikas un debess ekvatora krustošanās punkta, kuram Saule iet garām martā, pavasara sākuma dienā ziemeļu puslodē un rudens dienvidu puslodē. Šo astronomijai svarīgo punktu sauc par “Auna pirmo punktu” jeb “Pavasara ekvinokcijas punktu”, un to apzīmē ar zīmi.
Citas sistēmas. Dažiem nolūkiem tiek izmantotas arī citas debess sfēras koordinātu sistēmas. Piemēram, pētot ķermeņu kustību Saules sistēmā, viņi izmanto koordinātu sistēmu, kuras galvenā plakne ir zemes orbītas plakne. Galaktikas uzbūve tiek pētīta koordinātu sistēmā, kuras galvenā plakne ir Galaktikas ekvatoriālā plakne, kuru debesīs attēlo aplis, kas iet pa Piena ceļu.
Koordinātu sistēmu salīdzinājums. Svarīgākās horizontālās un ekvatoriālās sistēmas detaļas ir parādītas attēlos. Tabulā šīs sistēmas ir salīdzinātas ar ģeogrāfisko koordinātu sistēmu.
Pāreja no vienas sistēmas uz otru. Bieži vien ir jāaprēķina tās ekvatoriālās koordinātas no zvaigznes alt-azimutālajām koordinātām un otrādi. Lai to izdarītu, ir jāzina novērošanas brīdis un novērotāja atrašanās vieta uz Zemes. Matemātiski uzdevums tiek atrisināts, izmantojot sfērisku trīsstūri ar virsotnēm zenītā, ziemeļu debess polu un zvaigzni X; to sauc par "astronomisko trīsstūri". Leņķi ar virsotni debess ziemeļpolā starp novērotāja meridiānu un virzienu uz kādu debess sfēras punktu sauc par šī punkta "stundu leņķi"; to mēra uz rietumiem no meridiāna. Pavasara ekvinokcijas stundu leņķi, kas izteikts stundās, minūtēs un sekundēs, novērošanas punktā sauc par “sidereal time” (S. T. - sidereal time). Un tā kā zvaigznes taisnā augšupeja ir arī polārais leņķis starp virzienu uz to un pavasara ekvinokcijas punktu, tad siderālais laiks ir vienāds ar visu novērotāja meridiānā esošo punktu labo augšupeju. Tādējādi jebkura debess sfēras punkta stundu leņķis ir vienāds ar starpību starp siderālo laiku un tā labo augšupeju:

Lai novērotāja platums ir j. Ja ir norādītas zvaigznes a un d ekvatoriālās koordinātas, tad tās horizontālās koordinātas a un var aprēķināt, izmantojot šādas formulas: Varat arī atrisināt apgriezto problēmu: izmantojot a un h izmērītās vērtības, zinot laiku, aprēķināt a un d. Deklināciju d aprēķina tieši no pēdējās formulas, tad H aprēķina no priekšpēdējās, un no pirmās, ja ir zināms siderālais laiks, aprēķina a.
Debesu sfēras attēlojums. Daudzus gadsimtus zinātnieki ir meklējuši labākos veidus, kā attēlot debess sfēru izpētei vai demonstrēšanai. Tika piedāvāti divu veidu modeļi: divdimensiju un trīsdimensiju modeļi. Debesu sfēru var attēlot plaknē tāpat, kā sfērisko Zemi attēlo kartēs. Abos gadījumos ir jāizvēlas ģeometriskā projekcijas sistēma. Pirmais mēģinājums attēlot debess sfēras daļas plaknē bija klinšu gleznojumi ar zvaigžņu konfigurācijām seno cilvēku alās. Mūsdienās ir dažādas zvaigžņu kartes, kas publicētas ar roku zīmētu vai fotogrāfisku zvaigžņu atlantu veidā, kas aptver visas debesis. Senie ķīniešu un grieķu astronomi debess sfēru konceptualizēja modelī, kas pazīstams kā "armilārā sfēra". Tas sastāv no metāla apļiem vai gredzeniem, kas savienoti kopā tā, lai parādītu svarīgākos debess sfēras apļus. Mūsdienās bieži tiek izmantoti zvaigžņu globusi, uz kuriem ir atzīmētas zvaigžņu pozīcijas un galvenie debess sfēras apļi. Armilārajām sfērām un globusiem ir kopīgs trūkums: zvaigžņu novietojums un apļu marķējumi ir atzīmēti to ārējā, izliektajā pusē, ko mēs skatāmies no ārpuses, bet mēs skatāmies uz debesīm "no iekšpuses" un zvaigznes mums šķiet novietotas debess sfēras ieliektajā pusē. Tas dažkārt rada apjukumu zvaigžņu un zvaigznāju figūru kustības virzienos. Reālistiskāko debess sfēras attēlojumu nodrošina planetārijs. Zvaigžņu optiskā projekcija uz puslodes formas ekrāna no iekšpuses ļauj ļoti precīzi reproducēt debesu izskatu un visa veida gaismekļu kustības uz tām.
Skatīt arī
ASTRONOMIJA UN ASTROFIZIKA;
PLANETĀRIJS;
ZVAIGZNES.

Koljēra enciklopēdija. - Atvērtā sabiedrība. 2000 .

Lielā enciklopēdiskā vārdnīca - iedomāta palīgsfēra ar patvaļīgu rādiusu, uz kuras tiek projicēti debess ķermeņi. To izmanto astronomijā, lai pētītu kosmosa objektu relatīvo stāvokli un kustību, pamatojoties uz to koordinātu noteikšanu debess sfērā. enciklopēdiskā vārdnīca

Iedomāta palīgsfēra ar patvaļīgu rādiusu, uz kuru tiek projicēti debess ķermeņi; kalpo dažādu astrometrisko problēmu risināšanai. Ideja par N. s. radās senos laikos; tas ir balstīts uz vizuālo... Lielā padomju enciklopēdija

Iedomāta sfēra ar patvaļīgu rādiusu, kurā debess ķermeņi ir attēloti tādi, kādi tie ir redzami no novērošanas punkta uz zemes virsmas (topocentrisks n.s.) vai kā tie būtu redzami no Zemes centra (ģeocentriskais n.s.) vai no Zemes centra. saule … … Lielā enciklopēdiskā politehniskā vārdnīca

debess sfēra- dangaus sfera statusas T joma fizika atitikmenys: engl. debess sfēra vok. Himmelskugels, f; Himmelssphare, f rus. debess sfēra, f; debesis, m pranc. sphère céleste, f … Fizikos terminų žodynas

Debesu sfēra ir iedomāta sfēra ar patvaļīgu rādiusu, ko astronomijā izmanto, lai aprakstītu gaismekļu relatīvās pozīcijas debesīs. Aprēķinu vienkāršības labad tā rādiuss tiek pieņemts vienāds ar vienotību; Debess sfēras centrs atkarībā no risināmās problēmas tiek apvienots ar novērotāja zīlīti, ar Zemes, Mēness, Saules centru vai pat ar patvaļīgu punktu telpā.

Ideja par debess sfēru radās senatnē. Tā pamatā bija vizuālais iespaids par debesu kristāla kupola esamību, uz kura it kā bija nostiprinātas zvaigznes. Debesu sfēra seno tautu prātos bija vissvarīgākais Visuma elements. Attīstoties astronomijai, šis debess sfēras skatījums pazuda. Taču senatnē ieliktā debess sfēras ģeometrija attīstības un uzlabošanas rezultātā ieguva mūsdienīgu formu, kurā dažādu aprēķinu ērtībai to izmanto astrometrijā.

Aplūkosim debess sfēru, kāda tā šķiet novērotājam vidējos platuma grādos no Zemes virsmas (1. att.).

Ar debess sfēru saistīto jēdzienu definēšanā liela nozīme ir divām taisnām līnijām, kuru atrašanās vietu var noteikt eksperimentāli, izmantojot fiziskus un astronomiskus instrumentus.

Pirmais no tiem ir svērtenis; Šī ir taisna līnija, kas noteiktā punktā sakrīt ar gravitācijas virzienu. Šī līnija, kas novilkta caur debess sfēras centru, šķērso to divos diametrāli pretējos punktos: augšējo sauc par zenītu, apakšējo - par zemāko. Plakni, kas iet caur debess sfēras centru perpendikulāri svērtenim, sauc par matemātiskā (vai patiesā) horizonta plakni. Šīs plaknes krustošanās līniju ar debess sfēru sauc par horizontu.

Otrā taisne ir pasaules ass – taisne, kas iet caur debess sfēras centru paralēli Zemes rotācijas asij; Ir redzama visu debesu ikdienas rotācija ap pasaules asi.

Pasaules ass krustošanās punktus ar debess sfēru sauc par pasaules ziemeļu un dienvidu polu. Pamanāmākā no zvaigznēm netālu no Ziemeļpola ir Ziemeļzvaigzne. Pasaules Dienvidpola tuvumā nav spožu zvaigžņu.

Plakni, kas iet caur debess sfēras centru perpendikulāri pasaules asij, sauc par debess ekvatora plakni. Šīs plaknes krustošanās līniju ar debess sfēru sauc par debess ekvatoru.

Atcerēsimies, ka apli, ko iegūst, kad debess sfēru krusto plakne, kas iet caur tās centru, matemātikā sauc par lielo apli, un, ja plakne neiet caur centru, tad iegūst mazo apli. Apvārsnis un debess ekvators attēlo lielus debess sfēras apļus un sadala to divās vienādās puslodēs. Apvārsnis sadala debess sfēru redzamās un neredzamās puslodēs. Debesu ekvators to sadala attiecīgi ziemeļu un dienvidu puslodē.

Debesu ikdienas rotācijas laikā gaismekļi griežas ap pasaules asi, aprakstot nelielus apļus debess sfērā, ko sauc par ikdienas paralēlēm; gaismekļi, kas atrodas 90° attālumā no pasaules poliem, virzās pa debess sfēras lielo loku - debess ekvatoru.

Pēc svērtenes un pasaules ass definēšanas nav grūti definēt visas pārējās debess sfēras plaknes un apļus.

Plakni, kas iet caur debess sfēras centru, kurā vienlaikus atrodas gan svērtā līnija, gan pasaules ass, sauc par debess meridiāna plakni. Lielo apli no šīs plaknes krustpunkta ar debess sfēru sauc par debess meridiānu. To debess meridiāna un horizonta krustpunktu, kas atrodas tuvāk pasaules ziemeļpolam, sauc par ziemeļu punktu; diametrāli pretējs - dienvidu punkts. Taisnā līnija, kas iet caur šiem punktiem, ir pusdienlaika līnija.

Punktus horizontā, kas atrodas 90° no ziemeļu un dienvidu punktiem, sauc par austrumu un rietumu punktiem. Šos četrus punktus sauc par galvenajiem horizonta punktiem.

Plaknes, kas iet caur svērteni, šķērso debess sfēru lielos apļos un tiek sauktas par vertikālēm. Debesu meridiāns ir viena no vertikālēm. Vertikāli, kas ir perpendikulāra meridiānam un iet caur austrumu un rietumu punktiem, sauc par pirmo vertikāli.

Pēc definīcijas trīs galvenās plaknes – matemātiskais horizonts, debess meridiāns un pirmā vertikāle – ir savstarpēji perpendikulāras. Debess ekvatora plakne ir perpendikulāra tikai debess meridiāna plaknei, veidojot divskaldņu leņķi ar horizonta plakni. Zemes ģeogrāfiskajos polos debess ekvatora plakne sakrīt ar horizonta plakni, un pie Zemes ekvatora kļūst tai perpendikulāra. Pirmajā gadījumā Zemes ģeogrāfiskajos polos pasaules ass sakrīt ar svērteni un jebkuru no vertikālēm var uzskatīt par debess meridiānu atkarībā no uzdevuma apstākļiem. Otrajā gadījumā pie ekvatora pasaules ass atrodas horizonta plaknē un sakrīt ar pusdienlaika līniju; Pasaules ziemeļpols sakrīt ar ziemeļu punktu, un pasaules dienvidu pols sakrīt ar dienvidu punktu (skat. attēlu).

Lietojot debess sfēru, kuras centrs sakrīt ar Zemes centru vai kādu citu telpas punktu, rodas arī virkne pazīmju, taču pamatjēdzienu ieviešanas princips - horizonts, debess meridiāns, pirmais vertikālais, debess ekvators, utt - paliek tas pats.

Debess sfēras galvenās plaknes un apļi tiek izmantoti, ieviešot horizontālās, ekvatoriālās un ekliptiskās debess koordinātas, kā arī aprakstot gaismekļu šķietamās ikdienas rotācijas pazīmes.

Lielo apli, kas veidojas, kad debess sfēru šķērso plakne, kas iet caur tās centru un ir paralēla zemes orbītas plaknei, sauc par ekliptiku. Redzamā ikgadējā Saules kustība notiek gar ekliptiku. Ekliptikas krustpunktu ar debess ekvatoru, kurā Saule pāriet no debess sfēras dienvidu puslodes uz ziemeļiem, sauc par pavasara ekvinokcijas punktu. Debesu sfēras pretējo punktu sauc par rudens ekvinokciju. Taisna līnija, kas iet caur debess sfēras centru perpendikulāri ekliptikas plaknei, šķērso sfēru divos ekliptikas polos: ziemeļpolā ziemeļu puslodē un dienvidu polā dienvidu puslodē.

Pētot zvaigžņoto debesu izskatu, viņi izmanto debess sfēras jēdzienu - iedomātu patvaļīga rādiusa sfēru, no kuras iekšējās virsmas zvaigznes šķiet “piekārtas”. Novērotājs atrodas šīs sfēras centrā (punktā O) (1. attēls). Debesu sfēras punktu, kas atrodas tieši virs novērotāja galvas, sauc par zenītu, bet punktu, kas atrodas tam pretī, sauc par zemāko punktu. Zemes iedomātās rotācijas ass (“pasaules ass”) krustošanās punktus ar debess sfēru sauc par debess poliem. Novelkam trīs iedomātas plaknes caur debess sfēras centru: pirmo perpendikulāri svērtenim, otro perpendikulāri pasaules asij un trešo caur svērteni (caur sfēras centru un zenītu) un pasaules ass (caur debess polu). Rezultātā mēs iegūstam trīs lielus apļus uz debess sfēras (kuru centri sakrīt ar debess sfēras centru): horizonts, debess ekvators un debess meridiāns. Debesu meridiāns krustojas ar horizontu divos punktos: ziemeļu punktā (Z) un dienvidu punktā (D), debess ekvators - austrumu punktā (E) un rietumu punktā (R). SN līniju, kas nosaka ziemeļu-dienvidu virzienu, sauc par pusdienlaika līniju.

1. attēls - Debess sfēras galvenie punkti un līnijas; bultiņa norāda tās griešanās virzienu

Saules diska centra redzamā ikgadējā kustība starp zvaigznēm notiek pa ekliptiku - lielu apli, kura plakne veido leņķi e = 23°27 / ar debess ekvatora plakni. Ekliptika krustojas ar debess ekvatoru divos punktos (2. attēls): pavasara ekvinokcijā T (20. vai 21. martā) un rudens ekvinokcijā (22. vai 23. septembrī).

Debesu koordinātas

Tāpat kā uz zemeslodes - samazināta Zemes modeļa, arī uz debess sfēras var izveidot koordinātu režģi, kas ļauj noteikt jebkuras zvaigznes koordinātas. Zemes meridiānu lomu debess sfērā spēlē deklinācijas apļi, kas iet no pasaules ziemeļpola uz dienvidiem; zemes paralēles vietā debess sfērā tiek vilktas ikdienas paralēles. Katram gaismeklim (2. attēls) varat atrast:

1. Leņķiskais attālums A tā deklinācijas aplis no pavasara ekvinokcijas, ko mēra gar debess ekvatoru pret debess sfēras ikdienas kustību (līdzīgi tam, kā mēs mērām ģeogrāfisko garumu gar zemes ekvatoru X- novērotāja meridiāna leņķiskais attālums no Griničas meridiāna). Šo koordinātu sauc par gaismekļa labo augšupeju.

2. Gaismekļa leņķiskais attālums b no debess ekvatora - zvaigznes deklinācija, ko mēra pa deklinācijas apli, kas iet caur šo zvaigzni (atbilst ģeogrāfiskajam platumam).

2. attēls - ekliptikas novietojums uz debess sfēras; Bultiņa norāda Saules šķietamās ikgadējās kustības virzienu

Gaismas taisnā pacelšanās A mēra stundas vienībās - stundās (h vai h), minūtēs (m vai t) un sekundēs (s vai s) no 0 h līdz 24 h deklinācija b- grādos, ar plusa zīmi (no 0° līdz +90°) virzienā no debess ekvatora uz pasaules ziemeļpolu un ar mīnusa zīmi (no 0° līdz -90°) - virzienā uz dienvidu polu pasaules. Debess sfēras ikdienas rotācijas laikā šīs koordinātas katrai zvaigznei paliek nemainīgas.

Katra gaismekļa atrašanās vietu debess sfērā noteiktā laika momentā var aprakstīt ar divām citām koordinātām: tā azimutu un leņķa augstumu virs horizonta. Lai to izdarītu, no zenīta cauri gaismeklim līdz horizontam mēs garīgi uzzīmējam lielu apli - vertikāli. Zvaigznes azimuts A mērot no dienvidu punkta S uz rietumiem līdz punktam, kurā gaismekļa vertikāle krustojas ar horizontu. Ja azimutu skaita pretēji pulksteņrādītāja virzienam no dienvidu punkta, tad tam tiek piešķirta mīnusa zīme. Gaismekļu augstums h mērot gar vertikāli no horizonta līdz gaismeklim (4. attēls). No 1. attēla ir skaidrs, ka debess pola augstums virs horizonta ir vienāds ar novērotāja ģeogrāfisko platumu.

Materiāls no Uncyclopedia

Aplūkosim debess sfēru, kāda tā šķiet novērotājam vidējos platuma grādos no Zemes virsmas (1. att.).

Ar debess sfēru saistīto jēdzienu definēšanā liela nozīme ir divām taisnām līnijām, kuru atrašanās vietu var noteikt eksperimentāli, izmantojot fiziskus un astronomiskus instrumentus. Pirmais no tiem ir svērtenis; Šī ir taisna līnija, kas noteiktā punktā sakrīt ar gravitācijas virzienu. Šī līnija, kas novilkta caur debess sfēras centru, šķērso to divos diametrāli pretējos punktos: augšējo sauc par zenītu, apakšējo - par zemāko. Plakni, kas iet caur debess sfēras centru perpendikulāri svērtenim, sauc par matemātiskā (vai patiesā) horizonta plakni. Šīs plaknes krustošanās līniju ar debess sfēru sauc par horizontu.

Otrā taisne ir pasaules ass – taisne, kas iet caur debess sfēras centru paralēli Zemes rotācijas asij; Ir redzama visu debesu ikdienas rotācija ap pasaules asi. Pasaules ass krustošanās punktus ar debess sfēru sauc par pasaules ziemeļu un dienvidu polu. Pamanāmākā no zvaigznēm netālu no Ziemeļpola ir Ziemeļzvaigzne. Pasaules Dienvidpola tuvumā nav spožu zvaigžņu.

Plakni, kas iet caur debess sfēras centru perpendikulāri pasaules asij, sauc par debess ekvatora plakni. Šīs plaknes krustošanās līniju ar debess sfēru sauc par debess ekvatoru.

Pēc svērtenes un pasaules ass definēšanas nav grūti definēt visas pārējās debess sfēras plaknes un apļus.

Punktus horizontā, kas atrodas 90° no ziemeļu un dienvidu punktiem, sauc par austrumu un rietumu punktiem. Šos četrus punktus sauc par galvenajiem horizonta punktiem.

Debess sfēra ir iedomāta sfēriska virsma ar patvaļīgu rādiusu, kuras centrā atrodas novērotājs. Debess ķermeņi tiek projicēti uz debess sfēra.

Zemes mazā izmēra dēļ, salīdzinot ar attālumiem līdz zvaigznēm, novērotājus, kas atrodas dažādās Zemes virsmas vietās, var uzskatīt par tādiem, kas atrodas debess sfēras centrs. Patiesībā dabā nepastāv materiāla sfēra, kas ieskauj Zemi. Debess ķermeņi pārvietojas neierobežotajā kosmiskajā telpā ļoti dažādos attālumos no Zemes. Šie attālumi ir neiedomājami lieli, mūsu redze nespēj tos novērtēt, tāpēc cilvēkam visi debess ķermeņi šķiet vienlīdz attāli.

Gada laikā Saule apraksta lielu apli uz zvaigžņoto debesu fona. Saules ikgadējo ceļu pāri debess sfērai sauc par ekliptiku. Pārvietošanās ekliptika. Saule divreiz šķērso debess ekvatoru ekvinokta punktos. Tas notiek 21. martā un 23. septembrī.

Debess sfēras punktu, kas paliek nekustīgs zvaigžņu ikdienas kustības laikā, parasti sauc par debess ziemeļpolu. Debess sfēras pretējo punktu sauc par dienvidu debess polu. Ziemeļu puslodes iedzīvotāji to neredz, jo tas atrodas zem horizonta. Svērtā līnija, kas iet caur novērotāju, krusto debesis augšpusē zenīta punktā un diametrāli pretējā punktā, ko sauc par zemāko punktu.

Debess sfēras šķietamās rotācijas asi, kas savieno abus pasaules polus un iet cauri novērotājam, sauc par pasaules asi. Pie horizonta zem ziemeļu debess pola atrodas ziemeļu punkts, punkts diametrāli pretējs tam ir dienvidu punkts. Austrumu un Rietumu punkti atrodas pie horizonta un atrodas 90° no ziemeļu un dienvidu punktiem.

Veidojas plakne, kas iet caur sfēras centru perpendikulāri pasaules asij debess ekvatora plakne, paralēli zemes ekvatora plaknei. Debesu meridiāna plakne iet caur pasaules poliem, ziemeļu un dienvidu punktiem, zenītu un zemāko punktu.

Debesu koordinātas

Tiek izsaukta koordinātu sistēma, kurā atsauce tiek veikta no ekvatoriālās plaknes ekvatoriāls. Tiek saukts zvaigznes leņķiskais attālums no debess ekvatora, kas svārstās no -90° līdz +90°. Deklinācija uzskatīja par pozitīvu uz ziemeļiem no ekvatora un par negatīvu uz dienvidiem. tiek mērīts ar leņķi starp lielo apļu plaknēm, no kuriem viens iet caur pasaules poliem un doto gaismekli, otrs - caur pasaules poliem un pavasara ekvinokcijas punktu, kas atrodas uz ekvatora.

Horizontālās koordinātas

Leņķiskais attālums ir attālums starp objektiem debesīs, ko mēra ar leņķi, ko veido stari, kas uz objektu nāk no novērošanas punkta. Zvaigznes leņķisko attālumu no horizonta sauc par zvaigznes augstumu virs horizonta. Gaismas stāvokli attiecībā pret horizonta malām sauc par azimutu. Skaitīšana tiek veikta no dienvidiem pulksteņrādītāja virzienā. Azimuts un zvaigznes augstumu virs horizonta mēra ar teodolītu. Leņķiskās vienības izsaka ne tikai attālumus starp debess objektiem, bet arī pašu objektu izmērus. Debess pola leņķiskais attālums no horizonta ir vienāds ar apgabala ģeogrāfisko platumu.

Gaismekļu augstums kulminācijā

Gaismekļu pāriešanas parādības pa debess meridiānu sauc par kulminācijām. Apakšējā kulminācija ir gaismekļu pāreja caur debess meridiāna ziemeļu pusi. Parādību, kad gaismeklis iet caur debess meridiāna dienvidu pusi, sauc par augšējo kulmināciju. Saules centra augšējās kulminācijas brīdi sauc par patieso pusdienlaiku, bet apakšējās kulminācijas brīdi par īsto pusnakti. Laika intervāls starp kulminācijām - pusi dienas.

Nerietošajiem gaismekļiem virs horizonta redzamas abas kulminācijas, augošajiem un rietošajiem zemāka kulminācija notiek zem horizonta, zem ziemeļu punkta. Katra zvaigzne kulminē noteiktā apgabalā vienmēr atrodas vienādā augstumā virs horizonta, jo tā leņķiskais attālums no debess pola un no debess ekvatora nemainās. Saule un Mēness maina augstumu par
kuras viņi kulminācija.