Sfera celestiala. Sfera cerească elementele sale principale: puncte, linii, planuri Cel mai înalt punct al sferei deasupra capului observatorului

Puncte și linii ale sferei cerești - cum să găsiți almucantaratul pe unde trece ecuatorul ceresc, care este meridianul ceresc.

Ce este sfera cerească

Sfera celestiala- un concept abstract, o sferă imaginară de rază infinit de mare, al cărei centru este observatorul. În același timp, centrul sferei cerești se află, parcă, la nivelul ochilor observatorului (cu alte cuvinte, tot ceea ce vezi deasupra capului tău de la orizont la orizont este chiar această sferă). Cu toate acestea, pentru ușurința percepției, putem lua în considerare centrul sferei cerești și centrul Pământului, nu există nicio greșeală în acest sens. Pozițiile stelelor, planetelor, Soarelui și Lunii sunt aplicate sferei în poziția în care sunt vizibile pe cer la un anumit moment în timp dintr-un punct dat al locației observatorului.

Cu alte cuvinte, deși observând poziția luminarilor în sfera cerească, noi, aflându-ne în locuri diferite de pe planetă, vom vedea în mod constant o imagine puțin diferită, cunoscând principiile „lucrării” sferei cerești, privind cer de noapte, ne putem orienta cu ușurință pe sol folosind o tehnică simplă. Cunoscând vederea deasupra capului în punctul A, o vom compara cu vederea cerului în punctul B, iar prin abaterile reperelor familiare, putem înțelege exact unde ne aflăm acum.

Oamenii au venit de mult timp cu o serie de instrumente pentru a ne facilita sarcina. Dacă navigați pe globul „pământesc” pur și simplu cu ajutorul latitudinii și longitudinii, atunci o serie de elemente similare - puncte și linii sunt prevăzute și pentru globul „ceresc” - sfera cerească.

Sfera cerească și poziția observatorului. Dacă observatorul se mișcă, atunci întreaga sferă vizibilă pentru el se va mișca.

Elemente ale sferei cerești

Sfera cerească are un număr de puncte caracteristice, linii și cercuri, să luăm în considerare principalele elemente ale sferei cerești.

Observator vertical

Observator vertical- o linie dreaptă care trece prin centrul sferei cerești și coincide cu direcția plumbului în punctul observatorului. Zenit- punctul de intersecție a verticalei observatorului cu sfera cerească, situat deasupra capului observatorului. Nadir- punctul de intersecție a verticalei observatorului cu sfera cerească, opus zenitului.

Orizont adevărat- un cerc mare pe sfera cerească, al cărui plan este perpendicular pe verticala observatorului. Orizontul adevărat împarte sfera cerească în două părți: emisfera supraorizontală unde se află zenitul și emisfera suborizontală, în care se află nadirul.

Axa lumii (axa Pământului)- o linie dreaptă în jurul căreia are loc rotația zilnică vizibilă a sferei cerești. Axa lumii este paralelă cu axa de rotație a Pământului, iar pentru un observator situat la unul dintre polii Pământului, coincide cu axa de rotație a Pământului. Rotația zilnică aparentă a sferei cerești este o reflectare a rotației zilnice reale a Pământului în jurul axei sale. Polii lumii sunt punctele de intersecție ale axei lumii cu sfera cerească. Polul lumii, situat în constelația Ursa Mică, se numește polul Nord lume, iar polul opus se numește polul Sud.

Un cerc mare pe sfera cerească, al cărui plan este perpendicular pe axa lumii. Planul ecuatorului ceresc împarte sfera cerească în emisfera nordică, în care se află Polul Nord al Lumii și emisfera sudica unde se află Polul Sud al Lumii.

Sau meridianul observatorului - un cerc mare pe sfera cerească, care trece prin polii lumii, zenit și nadir. El coincide cu planul meridianului pământesc al observatorului și împarte sfera cerească în esticași emisfera vestica.

Puncte nord și sud- punctele de intersecție ale meridianului ceresc cu orizontul adevărat. Punctul cel mai apropiat de Polul Nord al lumii se numește punctul de nord al orizontului adevărat C, iar punctul cel mai apropiat de Polul Sud al lumii se numește punctul de sud Yu. Punctele de est și vest sunt punctele de intersecție. a ecuatorului ceresc cu orizontul adevărat.

linia de amiază- o linie dreaptă în planul orizontului adevărat, care leagă punctele de nord și de sud. Această linie se numește amiază deoarece la amiază, ora solară reală locală, umbra de la polul vertical coincide cu această linie, adică cu adevăratul meridian al acestui punct.

Punctele de intersecție ale meridianului ceresc cu ecuatorul ceresc. Se numește punctul cel mai apropiat de punctul sudic al orizontului punct la sud de ecuatorul ceresc, iar punctul cel mai apropiat de punctul nordic al orizontului este punct la nord de ecuatorul ceresc.

Lumini verticale

Lumini verticale, sau cerc de înălțime, - un cerc mare pe sfera cerească, care trece prin zenit, nadir și luminare. Prima verticală este verticala care trece prin punctele de est și vest.

Cercul de declinare, sau , - un cerc mare pe sfera cerească, care trece prin polii lumii și ai luminii.

Un cerc mic pe sfera cerească, desenat prin luminare paralel cu planul ecuatorului ceresc. Mișcarea zilnică vizibilă a luminilor are loc de-a lungul paralelelor zilnice.

Luminari Almukantarat

Luminari Almukantarat- un mic cerc pe sfera cerească, trasat prin luminare paralel cu planul orizontului adevărat.

Toate elementele sferei cerești menționate mai sus sunt utilizate în mod activ pentru a rezolva probleme practice de orientare în spațiu și de determinare a poziției stelelor. În funcție de scopurile și condițiile de măsurare, se folosesc două sisteme diferite. coordonate sferice cerești.

Într-un sistem, luminarul este orientat în raport cu orizontul adevărat și se numește acest sistem, iar în celălalt, în raport cu ecuatorul ceresc și se numește.

În fiecare dintre aceste sisteme, poziția luminii pe sfera cerească este determinată de două valori unghiulare, la fel cum poziția punctelor de pe suprafața Pământului este determinată folosind latitudinea și longitudinea.

Origine

Cuvânt zenit provine dintr-o citire inexactă a expresiei arabe سمت الرأس ( samt ar-ra's), adică „direcție către cap” sau „mod deasupra capului”. În Evul Mediu, în timpul secolului al XIV-lea, acest cuvânt a ajuns în Europa prin latină și, eventual, prin spaniolă veche. A fost scurtat la samt("direcția") - samt iar cu greşelile de ortografie transformate în senite - senit. Prin cuvântul franceză veche și engleză mijlocie senite transformat în cele din urmă într-un cuvânt modern în secolul al XVII-lea zenit .

Relevanță și utilizare

Conceptul de „zenit” este folosit în următoarele contexte științifice:

• Servește ca direcție de măsurare unghiul zenital, care este distanța unghiulară dintre direcția către obiectul care ne interesează (de exemplu, la o stea) și zenitul local față de punctul pentru care este determinat zenitul.
• Definește una dintre axele sistemului de coordonate orizontale în astronomie.

Astfel, este conectat cu conceptele elementelor sferei cerești - un fir de plumb și un cerc de înălțime a luminii.

Strict vorbind, zenitul este doar aproximativ asociat cu planul local al meridianului, deoarece acesta din urmă este definit în funcție de caracteristicile de rotație ale corpului ceresc, și nu în termenii câmpului său gravitațional. Ele coincid doar pentru un corp ideal simetric de revoluție. Pentru Pământ, axa de rotație nu are o poziție fixă ​​(de exemplu, datorită mișcărilor constante ale apei oceanului și a altor resurse de apă), iar direcția verticală locală, determinată prin câmpul gravitațional, își schimbă ea însăși direcția în timp (pentru exemplu, din cauza mareelor ​​și refluxurilor lunare și solare).

Uneori termenul zenit se referă la punctul cel mai înalt atins de un corp ceresc (Soare, Lună etc.) în procesul mișcării sale orbitale aparente în raport cu un punct de observare dat. Cu toate acestea, Marele Dicționar Astronomic oferă următoarea definiție a zenitului:

Un punct de pe sfera cerească, direct deasupra capului observatorului. Zenitul astronomic este definit formal ca intersecția unei linii plumb cu sfera cerească. Zenit geocentric - intersecția cu sfera cerească a unei linii care trece de centrul Pământului prin poziția observatorului. Zenitul geodezic este pe o linie normală cu elipsoidul sau sferoidul geodezic la poziția observatorului.

Astfel, în raport cu, de exemplu, Soarele, zenitul poate fi atins doar la latitudini joase.

Un punct de pe cer întins în sus, în direcția unui plumb, în ​​fiecare loc de pe suprafața pământului. În astronomie, pe lângă acest Z. geografic, există și un geocentric ... Dicţionar enciclopedic al lui Brockhaus şi Efron