Небесной сферой называется воображаемая сфера произвольного радиуса с центром в произвольной точке, на поверхности которой нанесены положения светил так, как они видны на небе в некоторый мо-мент времени из данной точки.

Небесная сфера вращается. В этом нетрудно убедиться, просто наблюдая изменение поло-жения небесных светил относительно наблюдателя или гори-зонта. Если направить фотоаппарат на звезду Малой Медведицы и открыть объектив на несколько часов, то изображения звёзд на фотопластинке опишут дуги, центральные углы ко-торых одинаковы (рис. 17). Материал с сайта

Из-за вращения небесной сферы каждое светило движется по малому кругу, плоскость которого параллельна плоскости экватора — суточной параллели . Как видно из рисунка 18, суточная параллель может пересекать математический гори-зонт, но может и не пересекать его. Пересечение горизонта светилом называется восходом светила , если оно переходит в верхнюю часть небесной сферы, и заходом при переходе све-тила в нижнюю часть небесной сферы. В том случае, если су-точная параллель, по которой движется светило, не пересека-ет горизонта, светило называется невосходящим либо незахо-дящим в зависимости от того, где оно находится: всегда в верхней или всегда в нижней части небесной сферы.

Круг небесной сферы большой

пересечение небесной сферы с произвольной плоскостью, проходящей через центр небесной сферы.

Астрономический словарь . EdwART . 2010 .

Смотреть что такое "Круг небесной сферы большой" в других словарях:

Большой круг небесной сферы (См. Небесная сфера), проходящий через зенит и надир места наблюдений и заданную точку небесной сферы. К. в., проходящий через точки севера и юга, совпадает с небесным меридианом; К. в., проходящий через точки… …

Большой круг небесной сферы, проходящий через полюсы мира и заданную точку небесной сферы … Большая советская энциклопедия

Большой круг небесной сферы (См. Небесная сфера), проходящий через полюсы эклиптики и заданную точку небесной сферы … Большая советская энциклопедия

Небесная сфера разделена небесным экватором. Небесная сфера воображаемая вспомогательная сфера произвольного радиуса, на которую проецируются небесные светила: служит для решения различных астрометрических задач. За центр небесной сферы, как… … Википедия

Небесная сфера разделена небесным экватором. Небесная сфера воображаемая вспомогательная сфера произвольного радиуса, на которую проецируются небесные светила: служит для решения различных астрометрических задач. За центр небесной сферы, как… … Википедия

Небесная сфера разделена небесным экватором. Небесная сфера воображаемая вспомогательная сфера произвольного радиуса, на которую проецируются небесные светила: служит для решения различных астрометрических задач. За центр небесной сферы, как… … Википедия

Небесная сфера разделена небесным экватором. Небесная сфера воображаемая вспомогательная сфера произвольного радиуса, на которую проецируются небесные светила: служит для решения различных астрометрических задач. За центр небесной сферы, как… … Википедия

Небесная сфера разделена небесным экватором. Небесная сфера воображаемая вспомогательная сфера произвольного радиуса, на которую проецируются небесные светила: служит для решения различных астрометрических задач. За центр небесной сферы, как… … Википедия

Круг, основное значение часть плоскости, ограниченная окружностью. В переносном значении может употребляется для обозначения цикличности. Круг также является распространённой фамилией. Содержание 1 Термин 2 Фамилия 3 Прочие зна … Википедия

Книги

• Расчет и построение гороскопа при помощи таблиц. Таблицы эфемерид Михельсена, РПЭ, таблицы домов Плацидуса , А. Э. Галицкая. Космограмма - это мгновенный снимок эклиптики с обозначенными на ней знаками Зодиака и проекциями положений планет и фиктивных точек. Важно помнить, что на космограмме мы указываем положения…

Точки и линии небесной сферы - как найти альмукантарат, где проходит небесный экватор, что представляет собой небесный меридиан.

Что представляет собой Небесная сфера

Небесная сфера – абстрактное понятие, воображаемая сфера бесконечно большого радиуса, центром которой является наблюдатель. При этом центр небесной сферы как бы находится на уровне глаз наблюдателя (иными словами, все что вы вы видите над головой от горизонта до горизонта – и есть эта самая сфера). Впрочем, для простоты восприятия, можно считать центром небесной сферы и центр Земли, никакой ошибки в этом нет. Положения звезд, планет, Солнца и Луны на сферу наносят в таком положении, в каком они видны на небе в определенный момент времени из данной точки нахождения наблюдателя.

Иными словами, хотя наблюдая положение светил на небесной сфере, мы, находясь в разных местах планеты, постоянно будем видеть несколько различную картину, зная принципы “работы” небесной сферы, взглянув на ночное небо мы без труда сможем сориентироваться на местности пользуясь простой техникой. Зная вид над головой в точке А, мы сравним его в с видом неба в точке Б, и по отклонениям знакомых ориентиров, сможем понять где именно находимся сейчас.

Люди давно уже придумали целый ряд инструментов облегчающих нашу задачу. Если ориентироваться по “земному” глобусу просто с помощью широты и долготы, то целый ряд подобных элементов – точек и линий, предусмотрен и для “небесного” глобуса – небесной сферы.

Небесная сфера и положение наблюдателя. Если наблюдатель сдвинется, то сдвинется и вся видимая им сфера

Элементы небесной сферы

Небесная сфера имеет ряд характерных точек, линий и кругов, рассмотрим основные элементы небесной сферы.

Вертикаль наблюдателя

Вертикаль наблюдателя - прямая, проходящая через центр небесной сферы и совпадающая с направлением нити отвеса в точке наблюдателя. Зенит - точка пересечения вертикали наблюдателя с небесной сферой, расположенная над головой наблюдателя. Надир - точка пересечения вертикали наблюдателя с небесной сферой, противоположная зениту.

Истинный горизонт - большой круг на небесной сфере, плоскость которого перпендикулярна к вертикали наблюдателя. Истинный горизонт делит небесную сферу на две части: надгоризонтную полусферу , в которой расположен зенит, и подгоризонтную полусферу , в которой расположен надир.

Ось мира (Земная ось) - прямая, вокруг которой происходит видимое суточное вращение небесной сферы. Ось мира параллельна оси вращения Земли, а для наблюдателя, находящегося на одном из полюсов Земли, она совпадает с осью вращения Земли. Видимое суточное вращение небесной сферы является отражением действительного суточного вращения Земли вокруг своей оси. Полюсы мира -точки пересечения оси мира с небесной сферой. Полюс мира, находящийся в области созвездия Малой Медведицы, называется Северным полюсом мира, а противоположный полюс называется Южным полюсом .

Большой круг на небесной сфере, плоскость которого перпендикулярна к оси мира. Плоскость небесного экватора делит небесную сферу на северную полусферу , в которой расположен Северный полюс мира, и южную полусферу , в которой расположен Южный полюс мира.

Или меридиан наблюдателя - большой круг на небесной сфере, проходящий через полюсы мира, зенит и надир. Он совпадает с плоскостью земного меридиана наблюдателя и делит небесную сферу на восточную и западную полусферы .

Точки севера и юга - точки пересечения небесного меридиана с истинным горизонтом. Точка, ближайшая к Северному полюсу мира, называется точкой севера истинного горизонта С, а точка, ближайшая к Южному полюсу мира, - точкой юга Ю. Точки востока и запада - точки пересечения небесного экватора с истинным горизонтом.

Полуденная линия - прямая линия в плоскости истинного горизонта, соединяющая точки севера и юга. Полуденной называется эта линия потому, что в полдень по местному истинному солнечному времени тень от вертикального шеста совпадает с этой линией, т. е. с истинным меридианом данной точки.

Точки пересечения небесного меридиана с небесным экватором. Точка, ближайшая к южной точке горизонта, называется точкой юга небесного экватора , а точка, ближайшая к северной точке горизонта, - точкой севера небесного экватора .

Вертикал светила

Вертикал светила , или круг высоты , - большой круг на небесной сфере, проходящий через зенит, надир и светило. Первый вертикал - вертикал, проходящий через точки востока и запада.

Круг склонения , или , - большой круг на небесной сфере, проходящий через полюсы мира и светило.

Малый круг на небесной сфере, проведенный через светило параллельно плоскости небесного экватора. Видимое суточное движение светил происходит по суточным параллелям.

Альмукантарат светила

Альмукантарат светила - малый круг на небесной сфере, проведенный через светило параллельно плоскости истинного горизонта.

Все отмеченные выше элементы небесной сферы активно используются для решения практических задач ориентирования в пространстве и определения положения светил. В зависимости от целей и условий измерения применяют две отличающиеся системы сферических небесных координат .

В одной системе светило ориентируют относительно истинного горизонта и называют эту систему , а в другой - относительно небесного экватора и называют .

В каждой из этих систем положение светила на небесной сфере определяется двумя угловыми величинами подобно тому, как при помощи широты и долготы определяется положение точек на поверхности Земли.

Вспомогательная небесная сфера

Системы координат, используемые в геодезической астрономии

Географические широты и долготы точек земной поверхности и азимуты направлений определяются из наблюдений небесных светил – Солнца и звезд. Для этого необходимо знать положение светил как относительно Земли, так и относительно друг друга. Положения светил могут задаваться в целесообразно выбранных системах координат. Как известно из аналитической геометрии, для определения положения светила s можно использовать прямоугольную декартову систему координат XYZ или полярную a,b, R (рис.1).

В прямоугольной системе координат положение светила s определяется тремя линейными координатамиX,Y,Z. В полярной системе координат положение светила s задается одной линейной координатой, радиусом-вектором R = Оs и двумя угловыми: углом a между осью X и проекцией радиуса-вектора на координатную плоскость XOY, и углом b между координатной плоскостью XOY и радиусом-вектором R. Связь прямоугольных и полярных координат описывается формулами

X = R cos b cos a,

Y = R cos b sin a,

Z = R sin b,

Эти системы используются в тех случаях, когда линейные расстояния R = Os до небесных светил известны (например, для Солнца, Луны, планет, искусственных спутников Земли). Однако для многих светил, наблюдаемых за пределами Солнечной системы, эти расстояния либо чрезвычайно велики по сравнению с радиусом Земли, либо неизвестны. Чтобы упростить решение астрономических задач и обходиться без расстояний до светил, полагают, что все светила находятся на произвольном, но одинаковом расстоянии от наблюдателя. Обычно это расстояние принимают равным единице, вследствие чего положение светил в пространстве может определяться не тремя, а двумя угловыми координатами a и b полярной системы. Известно, что геометрическое место точек, равноудаленных от данной точки “О”, есть сфера с центром в этой точке.

Вспомогательная небесная сфера – воображаемая сфера произвольного или единичного радиуса, на которую проецируются изображения небесных светил (рис. 2). Положение любого светила s на небесной сфере определяется при помощи двух сферических координат, a и b:

x = cos b cos a,

y = cos b sin a,

z = sin b.

В зависимости от того, где расположен центр небесной сферы О, различают:

1)топоцентрическую небесную сферу - центр находится на поверхности Земли;

2)геоцентрическую небесную сферу – центр совпадает с центром масс Земли;

3)гелиоцентрическую небесную сферу – центр совмещен с центром Солнца;

4) барицентрическую небесную сферу – центр находится в центре тяжести Солнечной системы.

Основные круги, точки и линии небесной сферы изображены на рис.3.

Одним из основных направлений относительно поверхности Земли является направление отвесной линии , или силы тяжести в точке наблюдения. Это направление пересекает небесную сферу в двух диаметрально противоположных точках - Z и Z". Точка Z находится над центром и называется зенитом , Z" – под центром и называетсянадиром .

Проведем через центр плоскость, перпендикулярную отвесной линии ZZ". Большой круг NESW, образованный этой плоскостью, называетсянебесным (истинным) или астрономическим горизонтом . Это есть основная плоскость топоцентрической системы координат. На ней имеются четыре точки S, W, N, E, где S - точка Юга , N - точка Севера , W - точка Запада , E - точка Востока . Прямая NS называетсяполуденной линией .

Прямая P N P S , проведенная через центр небесной сферы параллельно оси вращения Земли, называется осью Мира . Точки P N - северный полюс мира ; P S - южный полюс мира . Вокруг оси Мира происходит видимое суточное движение небесной сферы.

Проведем через центр плоскость, перпендикулярную оси мира P N P S . Большой круг QWQ"E, образованный в результате пересечения этой плоскостью небесной сферы, называетсянебесным (астрономическим) экватором . Здесь Q - верхняя точка экватора (над горизонтом), Q"- нижняя точка экватора (под горизонтом). Небесный экватор и небесный горизонт пересекаются в точках W и E.

Плоскость P N ZQSP S Z"Q"N, содержащая в себе отвесную линию и ось Мира, называется истинным (небесным) или астрономическим меридианом. Это плоскость параллельна плоскости земного меридиана и перпендикулярна к плоскости горизонта и экватора. Ее называютначальной координатной плоскостью.

Проведем через ZZ" вертикальную плоскость, перпендикулярную небесному меридиану. Полученный круг ZWZ"E называется первым вертикалом .

Большой круг ZsZ", по которому вертикальная плоскость, проходящая через светило s, пересекает небесную сферу, называетсявертикалом или кругом высот светила .

Большой круг P N sP S , проходящий через светило перпендикулярно небесному экватору, называется кругом склонения светила .

Малый круг nsn", проходящий через светило параллельно небесному экватору, называетсясуточной параллелью. Видимое суточное движение светил происходит вдоль суточных параллелей.

Малый круг аsа", проходящий через светило параллельно небесному горизонту, называется кругом равных высот , или альмукантаратом .

В первом приближении орбита Земли может быть принята за плоскую кривую - эллипс, в одном из фокусов которого находится Солнце. Плоскость эллипса, принимаемого за орбиту Земли, называетсяплоскостьюэклиптики .

В сферической астрономии принято говорить овидимом годичном движении Солнца. Большой круг ЕgЕ"d, по которому происходит видимое движение Солнца в течение года, называетсяэклиптикой . Плоскость эклиптики наклонена к плоскости небесного экватора на угол, примерно равный 23.5 0 . На рис. 4 показаны:

g – точка весеннего равноденствия;

d – точка осеннего равноденствия;

Е – точка летнего солнцестояния; Е" – точка зимнего солнцестояния; R N R S – ось эклиптики; R N - северный полюс эклиптики; R S - южный полюс эклиптики; e - наклон эклиптики к экватору.

Звезды чрезвычайно удалены от Земли. Наблюдая их даже в телескоп, невозможно определить, какая из них дальше, а какая ближе. При изучении звездного неба используют математическую модель звездного неба - небесную сферу.

Небесной сферой называют воображаемую сферу произвольного радиуса с центром в точке наблюдения, на которую спроектированы небесные светила.

Угловым расстоянием между двумя точками сферы является угол между радиусами, проведенными в эти точки. Заметим, что круг, полученный при пересечении небесной сферы плоскостью, проходящей через центр сферы, называется большым кругом , а если плоскость не проходит через центр - малым кругом .

Следствием вращения Земли вокруг своей оси является видимое вращение небесной сферы в противоположном направлении. В этом легко убедиться. В течение ночи звезды описывают дуги концентрических кругов (с общей осью), ось проходит вблизи звезды Полярной (α Малой Медведицы). Сама же Полярная (m = 2; от греческого поле - я вращаюсь) остается почти неподвижной. Чтобы изучить подробнее движение звезд, необходимо ознакомиться с основными элементами небесной сферы.

Диаметр небесной сферы, вокруг которого осуществляется ее видимое вращение, называется осью мира (PP′ см. рис.1).

Ось мира пересекает небесную сферу в двух точках - полюсах мира (от греческого полос - ось ): северный ( Р - вблизи него видно Полярную звезду) и южный (Р′ - вблизи него ярких звезд нет). В 2000 году угловое расстояние между северным полюсом мира и Полярной звездой составляла всего 42`. Полярную называют звездой компасом, потому что она является ориентиром, который указывает направление на север.

Небесным экватором называется большой круг небесной сферы, перпендикулярный оси мира.

Диаметр небесной сферы, вдоль которого действует сила тяжести и проходящий через точку наблюдения, называется вертикалью , или отвесной линией ( ZZ ). Точками пересечения отвесной линии с небесной сферой является зенит (от арабского земт арарасс - вершина пути ) и надир (от арабского - направление ноги ).

Большой круг небесной сфери, перпендикулярный к вертикали, называется математическим , или настоящим, горизонтом .

Небесный экватор разделяет небесную сферу на северное и южное полушария, а горизонт - на видимое и невидимое полушария. Видимое полушарие небесной сферы еще называют небосводом .

Большой круг небесной сферы, проходящий через полюсы мира - зенит и надир - называется небесним меридианом . Горизонт пересекается с небесным меридианом в точках севера (N ) и юга ( S ), а с небесным экватором - в точках востока (E ) и запада ( W ) . Диаметр небесной сферы, соединяющий точки севера и юга, называется полуденной линией ( N S ).

Угловое расстояние светила от горизонта называется высотой светила h . Например, высота звезды в зените равна 90°.

На рис. 1 O - точка наблюдений, Р - полюс мира, N - точка севера, Т - центр Земли, а L - точка на земном экваторе. Угол OTL равняется широте ? точки О , а угол PON есть высотою полюса мира h p (или Полярной звезды, что почти тоже самое). Ось мира параллельна оси вращения Земли, а плоскость небесного экватора параллельна плоскости земного.

Итак, высота полюса мира равна географической широте местности: h p =φ .

В разных точках Земли движение звезд по небесной сфере выглядит по-разному. Для наблюдателя на полюсе нашей планеты полюс мира находится в зените ось мира совпадает с вертикаллю. Звезды движутся по окружностям, параллельным горизонту. Одни светила видны всегда, другие не видно никогда, здесь звезды не восходят и не заходят и их высота всегда одинакова.

На земном экваторе полюса мира расположены на горизонте, а ось мира совпадает с полуденной линией. Звезды движутся по окружностям перпендикулярным к плоскости горизонта. Все светила восходят и заходят, находясь на небосклоне половину суток. Если бы не «мешало» Солнце, то за сутки с экватора Земли можно было бы увидеть все яркие звезды неба.

Наблюдая за небом из средних широт, можно заметить, что одни звезды восходят и заходят, другие - не заходят вообще. Есть также звезды, которые не появляются над горизонтом никогда.

Звезды, расположенные на небесном экваторе над горизонтом, находятся столько же времени, как и под им. Солнце движется среди звезд, описывая линию, которую называют еклитикой. Дважды в год (весной - 20-21 марта и осенью - 22-23 сентября) находится на небесном экваторе в точках весеннего и осеннего равноденствий. В это время день равен ночи.

Каждая звезда в сутки дважды пересекает небесный меридиан. Явление прохождения светил через небесный меридиан называется кульминацией . В верхней кульминации высота светила наивысшая, в нижней - наименьшая (см. рис. 6 ). Движение светил между соседними кульминациями продолжается полсуток. На полюсе высота звезды в обоих кульминациях одинакова (см. рис. 3). На экваторе видно только верхнюю кульминацию, но всех светил (см. рис. 4). В средних широтах Земли для приполярных звезд видно (если бы не Солнце) обе кульминации, для других (в частности, для Солнца) - только верхнюю, а для звезд, которые не сходят - ни одной (см. рис. 5). Момент верхней кульминации центра Солнца называется настоящим полуднем, а в нижней - настоящим севером. В полдень тень от вертикального предмета падает вдоль полуденной линии.

Для построения звездных карт необходимо ввести систему небесных координат. В астрономии применяют несколько таких систем, каждая из которых удобна для решения различных научных и практических задач. При этом используются специальные плоскости, круги и точки небесной сферы. На ней положение звезды однозначно задается двумя углами. Если (плоскостью, в которой и от которой откладываются эти углы, является плоскость небесного экватора, то система координат называется экваториальной . В ней координатами является склонение и прямой подъем светил.

Склонением δ называется угловое расстояние светила от небесного экватора (см. рис. 7). Склонение лежит в пределах -90°< δ < 90° и принимается положительным в северном полушарии небесной сферы и отрицательным - в южной. Например, для точек на небесном экваторе δ = 0°, а для полюсов мира
,
.

Кругом склонения называется большой круг небесной сферы, проходящей через полюса мира и данное светило.

Прямым подъемом (или прямым восхождением ) α называется угловое расстояние круга склонения светила от точки весеннего равноденствия. Эту координату отсчитывают в направлении, противоположном направлению вращения небесной сферы и выражают в часовой мере. Прямое восхождение изменяется в пределах 0 ч. < α < 24 час. Всему кругу небесного экватора соответствует 24 часа (или, что то же самое, 360 °). Тогда 1 ч = 15 °, а 4 мин = 1 °. Например, α γ = 0 час. , α Ω = 12 час.

Одной из самых известных и простейших систем небесных координат является горизонтальная. Основной плоскостью в ней есть математический горизонт, а координатами - азимут А светила и высота светила над горизонтом h . Недостатком горизонтальной системы является то, что координаты светила постоянно меняются.

Время определяет порядок смены явлений. Необходимость измерения и хранения времени возникла в начале цивилизации. Для этого использовались периодические процессы, происходящих в природе. Движение нашей планеты производит видимое движение светил, в частности Солнца на небесной сфере, за которыми мы наблюдаем. Древнейшей единицей времени является сутки, продолжительность которой определяется вращением Земли вокруг своей оси.

Промежуток времени между двумя последовательными верхними (или нижними) кульминациями центра Солнца называется настоящими сутками (или настоящими солнечными сутками) .

Продолжительность полного оборота Солнца по эклиптике является единицей измерения времени в астрономии. Тропическим годом называется промежуток времени между двумя последовательными прохождениями центра диска Солнца через точку весеннего равноденствия. Тропический год длится примерно 365,2422 суток. В быту пользуются календарным годом, что почти равно тропическому.

Установлено, что Земля вращается вокруг Солнца неравномерно. Поэтому продолжительность настоящей солнечной суток периодически изменяется, хотя и незначительно. Зимой она длиннее, летом - короче. Самые длинные настоящие солнечные сутки примерно на 51 секунду длительные от коротких. Чтобы устранить это неудобство в измерении времени, используют среднее экваториальное солнце - воображаемую точку, которая равномерно движется по эклиптике и делает полный оборот по ней за тропический год. Интервал времени между двумя последовательными кульминациями среднего экваториального солнца называют средними сутками (или средними солнечными сутками). Начинаются средние солнечные сутки в момент нижней кульминации среднего экваториального солнца. Среднее экваториальное солнце это фиктивная точка, никак не обозначена на небе. Поэтому наблюдать за ее движением невозможно, а для определения ее координат делают необходимые вычисления.

Измерение времени солнечными сутками зависит от географической долготы. Для всех точек на данном меридиане время одинаково, но оно отличается от местного времени на других меридианах. Например, если у нас по местному времени север (т.е. начинается сутки), то на противоположном меридиане по их местному времени уже полдень. В 1884 во многих странах ввели поясную систему отсчета времени. Поверхность Земли разделили на 24 часовых пояса. В каждом из них лежит основной меридиан, местное время которого Т n считают поясным временем всего пояса. Расстояние между основными меридианами соседних поясов 15° или 1 час. Для удобства границы часовых поясов проходят через государственные и административные границы, а на морях малозаселенных территориях по меридианам, которые удалены от основных на 7,5 ° на восток и 7,5 ° на запад.

Гринвичский меридиан (проходит через бывшую Гринвичскую обсерваторию близ Лондона, потому что сейчас ее перенесли в другое место) является основным для нулевого часового пояса. Дальше на восток поясам присвоены номера от 1 до 23. Украина лежит во втором часовом поясе. Время Т 0 нулевого часового пояса называют всемирным временем (или западноевропейским). Справедливо соотношение: Т n = Т 0 + n , где n - номер часового пояса.

Поясное время некоторых часовых поясов имеет особые названия. Европейским (или среднеевропейском) называют время первого часового пояса, восточноевропейским - второго.

Чтобы эффективно использовать солнечный свет и экономить электроэнергию, в некоторых странах вводят летнее время, действие которого начинается ежегодно в последнее воскресенье марта в 2:00 переводом стрелок часов на час вперед. В 3 часа ночи последней воскресенье сентября стрелки часов переводят на час назад, отменяя действие летнего времени.

Известно, что основной единицей измерения времени в СИ является секунда. Ранее за одну секунду принимали 1/86400 часть солнечных суток. После обнаружения изменений в продолжительности солнечных суток возникла проблема поиска новой шкалы времени. В 1967 году на Международной конференции мер и весов единицей времени была принята атомная секунда - время, равное 9192631770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133. Шкала атомного времени основывается на основе данных цезиевых атомных часов, которые у некоторых обсерваториях и лабораториях служб времени. Атомные часы чрезвычайно точные - погрешность в 1 с они делают за миллион лет.