Видимое годовое движение солнца на небесной сфере
Истинное движение Земли — Видимое годовое движение Солнца на небесной сфере — Небесный экватор и плоскость эклиптики — Экваториальные координаты Солнца в течение года
Истинное движение Земли
Чтобы понять принцип видимого движения Солнца и других светил на небесной сфере, рассмотрим сперва истинное движение Земли. Земля является одной из планет солнечной системы. Она непрерывно вращается вокруг своей оси.
Период вращения ее равен одним суткам, поэтому наблюдателю, находящемуся на Земле, кажется, что все небесные светила обращаются вокруг Земли с востока на запад с тем же периодом.
Наклон оси вращения Земли к плоскости орбиты
Но Земля не только вращается вокруг своей оси, но и обращается также вокруг Солнца по эллиптической орбите. Полный оборот вокруг Солнца она совершает за один год. Ось вращения Земли наклонена к плоскости орбиты под углом 66°33′. Положение оси в пространстве при движении Земли вокруг Солнца все время остается почти неизменным. Поэтому Северное и Южное полушария попеременно бывают обращены в сторону Солнца, в результате чего на Земле происходит смена времен года.
При наблюдении неба можно заметить, что звезды на протяжении многих лет неизменно сохраняют свое взаимное расположение.
Звезды “неподвижны” лишь потому, что находятся очень далеко от нас. Расстояние до них так велико, что с любой точки земной орбиты они видны одинаково.
А вот тела же солнечной системы — Солнце, Луна и планеты, которые находятся сравнительно недалеко от Земли, и смену их положений мы можем легко заметить. Таким образом, Солнце наравне со всеми светилами участвует в суточном движении и одновременно имеет собственное видимое движение (оно называется годовым движением), обусловленное движением Земли вокруг Солнца.
Представьте себе картину — Луна взяла и исчезла с орбиты Земли. Чем нам может грозить такой поворот событий? Подробнее об этом
Видимое годовое движение Солнца на небесной сфере
Наиболее просто годовое движение Солнца можно объяснить по рисунку приведенному ниже. Из этого рисунка видно, что в зависимости от положения Земли на орбите наблюдатель с Земли будет видеть Солнце на фоне разных созвездий. Ему будет казаться, что оно все время перемещается по небесной сфере. Это движение является отражением обращения Земли вокруг Солнца. За год Солнце сделает полный оборот.
Что представляет собой эклиптика
Большой круг на небесной сфере, по которому происходит видимое годовое движение Солнца, называется эклиптикой. Эклиптика — слово греческое и в переводе означает затмение. Этот круг назвали так потому, что затмения Солнца и Луны происходят только тогда, когда оба светила находятся на этом круге.
Следует отметить, что плоскость эклиптики совпадает с плоскостью орбиты Земли.
Видимое годовое движение Солнца по эклиптике происходит в том же направлении, в котором Земля движется по орбите вокруг Солнца, т. е. оно перемещается к востоку. В течение года Солнце последовательно проходит по эклиптике 12 созвездий, которые образуют пояс Зодиака и называются зодиакальными.
Пояс Зодиака образуют следующие созвездия: Рыбы, Овен, Телец, Близнецы, Рак, Лев, Дева, Весы, Скорпион, Стрелец, Козерог и Водолей. Вследствие того, что плоскость земного экватора наклонена к плоскости орбиты Земли на 23°27 ‘ , плоскость небесного экватора также наклонена к плоскости эклиптики на угол е=23°27′.
Наклон эклиптики к экватору не сохраняется постоянным (вследствие воздействия на Землю сил притяжения Солнца и Луны), поэтому в 1896 г. при утверждении астрономических постоянных решено было наклон эклиптики к экватору считать усредненно равным 23°27’8″,26.
Небесный экватор и плоскость эклиптики
Эклиптика пересекается с небесным экватором в двух точках, которые называются точками весеннего и осеннего равноденствий. Точку весеннего равноденствия принято обозначать знаком созвездия Овен Т, а точку осеннего равноденствия — знаком созвездия Весов —. Солнце в этих точках соответственно бывает 21 марта и 23 сентября. В эти дни на Земле день равен ночи, Солнце точно восходит в точке востока и заходит в точке запада.
Точки весеннего и осеннего равноденствия – места пересечения экватора и плоскости эклиптики
Точки эклиптики, отстоящие от точек равноденствий на 90°, называются точками солнцестояний. Точка Е на эклиптике, в которой Солнце занимает самое высокое положение относительно небесного экватора, называется точкой летнего солнцестояния, а точка Е’, в которой оно занимает самое низкое положение, называется точкой зимнего солнцестояния.
В точке летнего солнцестояния Солнце бывает 22 июня, а в точке зимнего солнцестояния — 22 декабря. В течение нескольких дней, близких к датам солнцестояний, полуденная высота Солнца остается почти неизменной, в связи с чем эти точки и получили такое название. Когда Солнце находится в точке летнего солнцестояния день в Северном полушарии самый длинный, а ночь самая короткая, а когда оно находится в точке зимнего солнцестояния — наоборот.
В день летнего солнцестояния точки восхода и захода Солнца максимально удалены к северу от точек востока и запада на горизонте, а в день зимнего солнцестояния они имеют наибольшее удаление к югу.
Движение Солнца по эклиптике приводит к непрерывному изменению его экваториальных координат, ежедневному изменению полуденной высоты и перемещению по горизонту точек восхода и захода.
Известно, что склонение Солнца отсчитывается от плоскости небесного экватора, а прямое восхождение — от точки весеннего равноденствия. Поэтому когда Солнце находится в точке весеннего равноденствия, его склонение и прямое восхождение равны нулю. В течение года склонение Солнца в настоящий период изменяется от +23°26′ до —23°26′, переходя два раза в год через нуль, а прямое восхождение от 0 до 360°.
Солнце имеет форму шара или сплюснуто у полюсов? Давайте разберемся! Подробнее об этом
Экваториальные координаты Солнца в течение года
Экваториальные координаты Солнца в течение года изменяются неравномерно. Происходит это вследствие неравномерности движения Солнца по эклиптике и движения Солнца по эклиптике и наклона эклиптики к экватору. Половину своего видимого годового пути Солнце проходит за 186 суток с 21 марта по 23 сентября, а вторую половину за 179 суток с 23 сентября по 21 марта.
Неравномерность движения Солнца по эклиптике связана с тем, что Земля на протяжении всего периода обращения вокруг Солнца движется по орбите не с одинаковой скоростью. Солнце находится в одном из фокусов эллиптической орбиты Земли.
движение Земли по орбите
Из второго закона Кеплера известно, что линия, соединяющая Солнце и планету, за равные промежутки времени описывает равные площади. Согласно этому закону Земля, находясь ближе всего к Солнцу, т. е. в перигелии, движется быстрее, а находясь дальше всего от Солнца, т. е. в афелии — медленнее.
Ближе к Солнцу Земля бывает зимой, а летом — дальше. Поэтому в зимние дни она движется по орбите быстрее, чем в летние. Вследствие этого суточное изменение прямого восхождения Солнца в день зимнего солнцестояния равно 1°07′, тогда как в день летнего солнцестояния оно равно только 1°02′.
Различие скоростей движения Земли в каждой точке орбиты вызывает неравномерность изменения не только прямого восхождения, но и склонения Солнца. Однако за счет наклона эклиптики к экватору его изменение имеет другой характер. Наиболее быстро склонение Солнца изменяется вблизи точек равноденствия, а у точек солнцестояния оно почти не изменяется.
Знание характера изменения экваториальных координат Солнца позволяет производить приближенный расчет прямого восхождения и склонения Солнца.
Для выполнения такого расчета берут ближайшую дату с известными экваториальными координатами Солнца. Затем учитывают, что прямое восхождение Солнца за сутки изменяется в среднем на 1°, а склонение Солнца в течение месяца до и после прохождения точек равноденствия изменяется на 0,4° в сутки; в течение месяца перед солнцестояниями и после них — на 0,1° в сутки, а в течение промежуточных месяцев между указанными — на 0,3°.
Источник
Урок окружающего мира в 1-м классе по теме: «Почему солнце светит днем, а звезды – ночью?»
Класс: 1
Цели и задачи:
- дать детям представление о формах звёзд;
- обеспечить условия для формирования представлений о Солнце – как источнике света;
- развивать интеллектуальные и практические умения детей;
- воспитывать у детей наблюдательность и развивать мышление;
- воспитывать доверительные отношения, чувство взаимопомощи, поддержки.
Оборудование:
- карта Солнечной системы или рисунок;
- аппарат «теллурий»;
- фотографии луны и звездного неба;
- карточки с заданиями.
1) Организационный момент и активизация знаний.
Учитель. Здравствуйте, ребята! Посмотрите, пожалуйста, на доску и скажите: «В какое путешествие мы сегодня с вами отправимся?». (На доске карта Солнечной системы).
Дети. На звездное небо, на планеты, на небесные тела, в космос, во Вселенную.
У. Правильно! Мы сегодня полетим в путешествие в космос. Для этого нам надо одеться в одежду космонавтов. Как она называется?
У. Молодцы. А, что еще нам понадобиться?
У. Когда мы наденем скафандры, то сможем переговариваться только по рации. Рация – это поднятая рука ученика. Надеваем и отправляемся в путешествие.
У. Внимание на доску. Сейчас мы с вами пролетаем мимо звезд. А вы знаете, какую форму имеют звезды? Посмотрите, пожалуйста, на геометрические фигуры и назовите форму звезд.
(На доске геометрические фигуры: квадрат, прямоугольник, пятиугольник, треугольник, многоугольник, круг).
Д. Пятиугольная, многоугольная. Нет. Она имеет форму круга. Не совсем. Она имеет форму шара.
У. Молодцы! Действительно, звезда имеет форму шара.
Вы, наверно, знаете, как красиво небо ночью. Сияет луна. Тысячи мерцающих звезд разбросаны по всему небу. Но через некоторое время небо светлеет, звезд не видно, а у самого горизонта появляется край Солнца. Начинается новый день.
Как вы думаете, почему Солнце светит днем, а звезды – ночью?
У. А что такое Солнце? Почему оно светит?
У. Ребята, звезды – это огромные раскаленные, пылающие шары, которые расположены далеко от нашей планеты. Поэтому они кажутся нам на черном небе лишь мерцающими точками. А Солнце – это ближайшая к нам звезда. Раскаленное вещество излучает свет, то есть светит. Например, горящие дрова, уголь, нить электрической лампы. Солнце – раскаленный газовый шар – светит необычайно сильно.
Большинство окружающих нас предметов или тел сами по себе невидимы, они не излучают собственного света. Мы можем их видеть только тогда, когда на них падает свет от светящихся тел, например от Солнца, костра, электрический фонарь. Давайте посмотрим.
В темноте посветить фонарем на мячик.
У. Если смотреть на мяч из темноты, то он кажется ярким. Свет фонаря освещает мяч и отражается от него. Если фонарь погасить, то мяч в темноте становится невидимым, потому что он не излучает собственного света. Вот так же мы видим ночью звезды, которые излучают свой свет.
Солнце распространяет свет и тепло во все стороны. Наша Земля движется вокруг Солнца и вокруг своей оси. Ось – это стержень, вокруг которого вращается тело. Например, детская игрушка волчок. Ось Земли – это воображаемая линия. У глобуса вместо воображаемой линии сделана настоящая металлическая ось. Посмотрите.
Учитель показывает глобус.
У. Земля вращается, но мы не замечем этого, потому что она вращается плавно, а вместе с ней вращаемся и мы. Посмотрите.
Учитель показывает аппарат «Теллурий».
У. Посмотрите, как Земля освещается Солнцем. На стороне, освещенной Солнцем – день, а на стороне, которая в тени – ночь. Земной шар делает полный оборот вокруг своей оси за 24 часа (сутки). Давайте поиграем в небольшую игру.
Учитель приглашает троих учеников к доске. Один ученик будет изображать Солнце, другой – Землю, а третий – Луну. Луна и Земля кружатся вокруг Солнца.
У. А сейчас мы с вами сделаем маленькую разминку. Давайте все встанем.
Учитель читает загадку, дети выполняют движения:
Кто-то утром не спеша | (Ходьба на месте) |
Надувает желтый шар, | (Развести руки) |
А как выпустит из рук — | (Поднять руки вверх, хлопок) |
Станет вдруг светло вокруг. | (Поворот) |
Что это за шар? | (Дети хором: «Солнце»). |
У. Сейчас мы с вами поиграем в игру «Да или Нет».
Учитель задает вопросы, а дети отвечают: да или нет.
Вопросы:
- Земля – это звезда.
- Солнце – это планета.
- Звезды – это небесные тела, которые светят отраженным светом.
- Ближайшая к Земле звезда – Солнце.
- Солнце – это раскаленный, пылающий шар.
- Солнце движется вокруг Земли.
- Наши детские игрушки светят отраженным светом.
У. Молодцы. Вы успешно справились с этим заданием. А сейчас внимание!
У вас на партах лежат разные геометрические фигуры, листы разноцветной бумаги, клей.
Вам надо выбрать лист бумаги и фигуры, чтобы создать картину «Звездное небо».
Дети создают свои картины, которые потом учитель вешает на доску.
У. Что нового мы узнали о звездах и Солнце?
Почему днем на небе не видно звезд?
Почему они становятся видны ночью?
У. Ребята, посмотрите какие вы сегодня молодцы. Как прекрасно отвечали на все вопросы. Какие красивые картины вы создали.
Источник
Вокруг чего вращается Солнце?
Все мы знаем, что Земля вращается вокруг Солнца. Исходя из этого, возникает закономерный вопрос: вращается ли само Солнце? И если да, то вокруг чего? Ответ на этот вопрос астрономы получили только в XX столетии.
Наша звезда действительно движется, причем если Земля имеет два круга вращения (вокруг Солнца и вокруг своей оси), то у Солнца их три. Мало того, вся Солнечная система вместе с планетами и другими космическими телами постепенно отдаляется от центра галактики, сдвигаясь с каждым оборотом на несколько миллионов километров.
Вокруг чего вращается Солнце?
Вокруг чего же вращается Солнце? Известно, что наша звезда располагается в галактике Млечный Путь, диаметр которой имеет около 30 000 парсек. Под парсеком понимают астрономическую единицу измерения, равную 3,26 световых лет.
В центральной части Млечного Пути находится относительно небольшой Галактический центр с радиусом порядка 1000 парсек. В нем до сих пор происходит образование звезд и располагается ядро, благодаря которому когда-то и возникла наша звездная система.
Расстояние Солнца от Галактического центра составляет 26 тысяч световых лет, то есть оно расположено ближе к краям галактики. Вместе с остальными звездами, входящими в Млечный Путь, Солнце крутится вокруг этого центра. Средняя скорость его движения варьируется в пределах от 220 до 240 км в секунду.
На один оборот вокруг центральной части галактики уходит в среднем 200 млн. лет. За весь период своего существования наша планета вместе с Солнцем облетела вокруг Галактического ядра всего около 30 раз.
Почему Солнце вращается вокруг галактики?
Как и в случае с вращением Земли, точная причина движения Солнца не установлена. По одной из версий, в Галактическом центре находится некая темная материя (сверхмассивная черная дыра), которая воздействует как на вращение звезд, так и на их скорость. Вокруг этой дыры находится другая дыра меньшей массы.
Совместно обе материи оказывают гравитационное влияние на звезды в галактике и вынуждают их передвигаться по различным траекториям. Другие ученые придерживаются мнения, что движение связано с гравитационными силами, исходящими от ядра Млечного Пути.
Как и любой объект, Солнце движется по инерции по прямой траектории, однако гравитация Галактического центра притягивает его к себе и тем самым заставляет вращаться по окружности.
Вращается ли Солнце вокруг своей оси?
Вращение Солнца вокруг своей оси является вторым кругом его движения. Поскольку оно состоит из газов, его движение происходит дифференцированно.
Иными словами, на своем экваторе звезда вращается быстрее, а на полюсах – медленнее. Отследить вращение Солнца вокруг своей оси достаточно сложно, поэтому ученым приходится ориентироваться по солнечным пятнам.
В среднем пятно в районе солнечного экватора совершает оборот вокруг оси Солнца и возвращается в исходное положение за 24,47 дня. Регионы в области полюсов движутся вокруг солнечной оси за 38 дней.
Чтобы вычислить какую-то конкретную величину, ученые приняли решение ориентироваться на позицию 26° от экватора, так как примерно в этом месте наблюдается наибольшее количество солнечных пятен. В итоге астрономы пришли к единой цифр. Согласно ей скорость обращения Солнца вокруг собственной оси составляет 25,38 дней.
Что такое вращение вокруг сбалансированного центра?
Как говорилось выше, в отличие от Земли, Солнце имеет три плоскости вращения. Первая – вокруг центра галактики, вторая – вокруг своей оси. А вот третьей является так называемый гравитационный сбалансированный центр. Если объяснять простыми словами, то все планеты, вращающиеся вокруг Солнца, хоть и имеют намного меньшую массу, но немного притягивают его к себе.
Система вращения планет вокруг Солнца
В результате этих процессов собственная ось Солнца также вращается в пространстве. При вращении она описывает радиус центровой балансировки, внутри которого и вращается Солнце. При этом само Солнце тоже описывает свой радиус. Общая картина этого движения астрономам вполне понятна, но ее практическая составляющая до конца не изучена.
В целом же наша звезда – очень сложная и многогранная система. Поэтому в будущем ученым предстоит раскрыть еще много ее тайн и загадок.
Источник