Начала астрономии. Системы координат


Карта сайта

            
Астрономия
древнейшая из наук
 Античная астрономия
 Хронология астрономии
 Современная астрономия
Основы астрономии
 Начала астрономии
 Время и небесная сфера
 Созвездия
 Движение небесных тел
 Астроприборы
 Астрофизика
 Обзоры астрооборудования
 Астрономические наблюдения

Общая астрономия
 Солнечная система
 Звезды
 Наша Галактика
 Внегалактическая астрономия
 Внеземные цивилизации
 Астрономы мира и знаменательные даты

Дополнительно
 Форумы Astrogalaxy.ru
 Астрономия для детей
 Планетарии России
 Это интересно
 Новости астрономии
 О проекте






Начала астрономии | Системы координат

Системы координат

Выбор направлений отсчета. Мы помним, что положение точки в пространстве можно однозначно определить, используя только ДВЕ координаты, если считать, что эта точка располагается на поверхности СФЕРЫ фиксированного радиуса. Эти координаты представляют собой дуги больших кругов и измеряются величиной центральных углов между направлением на точку пространства и ДВУМЯ, заранее выбранными БАЗОВЫМИ направлениями. Но вернемся к решению поставленной перед нами задачи – научиться определять положение небесных объектов или небесных явлений, чтобы в последствии обобщить увиденное и сделать соответствующие выводы. Ещё раз напомню, что все происходящее во внешнем мире, воспринимаются нами через ВРОЖДЕННЫЕ чувства или, другими словами, познавать внешний мир нам помогает ЧУВСТВЕННЫЙ ОПЫТ. Одним из врожденных чувств является ЗРЕНИЕ. Посмотрите ночью на ясное небо. Каким оно Вам покажется? А покажется оно нам опрокинутой полусферой со множеством светящихся объектов. Но попытайтесь определить, который из объектов к нам ближе, а какой дальше. Ваши усилия ни к чему не приведут. Эти объекты будут казаться равноудаленными от нас. Представление о сферичности внешнего мира на прямую связано со строением наших органов зрения. Итак, наши чувства нам говорят, что внешний мир - сферичен, что все небесные объекты вкраплены в эту сферу, а раз это так, то положение небесных объектов можно однозначно определить, если мы определим всего лишь ДВА БАЗОВЫХ направления, относительно которых и будут отсчитываться координаты небесных объектов.

Отвесная линия. Другое чувство – чувство равновесия или вестибулярное чувство связано с органом СЛУХА. Это чувство выделяет направление действия силы притяжения и тем самым определяет направление “ВЕРХ – НИЗ”. Естественно, что это направление можно взять за одно из базовых направлений. Проконтролировать направление “ВЕРХ – НИЗ” можно с помощью ОТВЕСА, который представляет собой небольшой груз, подвешенный на нити. Линия, вдоль которой натягивается нить отвеса, называется ОТВЕСНОЙ ЛИНИЕЙ.




Плоскость математического горизонта. Теперь нам остается выбрать второе базовое направление. Но здесь мы встречаемся с рядом неопределенностей следующего характера:

  • •Как мы понимаем, второе базовое направление должно быть ПЕРПЕНДИКУЛЯРНО отвесной линии, следовательно, некоторая линия, отображающее это базовое направление, должна находиться в плоскости, перпендикулярной отвесной линии.
  • •Линия второго базового направления, а следовательно и плоскость, в которой лежит эта линия, должны проходить через точку отсчета (или центр небесной сферы).

Фактически такой плоскости в природе не существует. Эту плоскость мы представляем лишь в своем воображении, но для практической деятельности такую плоскость, с достаточной степенью точности, можно воспроизвести на земной поверхности при помощи прибора, называемого “УРОВНЕМ”. Итак, плоскость, перпендикулярную отвесной линии, мы будем называть ПЛОСКОСТЬЮ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ГОРИЗОНТА. Определившись с плоскостью, в которой должна находиться линия второго базового направления, приступим к отысканию этого самого направления.

Направление Восток – Запад. Естественная смена дня и ночи определяет направление Восток – Запад. Появляется мысль, что это направление и можно взять за второе базовое направление, то есть определить направление из точки наблюдения на точку восхода Солнца. Кстати сказать. На латинском языке слово “ВОСТОК” звучит, как “ОРИЕНС”. Отсюда произошло понятие и слово “ОРИЕНТАЦИЯ”

Восход Солнца. Но давайте внимательно понаблюдаем за восходом Солнца и попытаемся определить точку восхода. Мы, к своему сожалению, убедимся, что точка восхода передвигается вдоль горизонта. И, если бы мы выбрали базовое направление на точку восхода, то это привело бы к неопределенности.


Движение Солнца по небу. Теперь проследим за движением Солнца по небу. В любой день, но тогда, когда небо ясное, мы увидим привычную для нас картинку.







1.УТРО. Выйдя из-за горизонта, Солнце начинает свое величественное движение по небу. Оно поднимается все выше и выше, одновременно перемещаясь к месту заката.







2.ДЕНЬ. В какой-то момент Солнце занимает наивысшее для этого дня положение на небе. Этот момент мы называем ПОЛДНЕМ. Миновав полдень, Солнце начинает опускаться, продолжая движение к месту заката (см. изображение слева).




3.ВЕЧЕР. Солнце уже близко к горизонту. Вот оно уже коснулось своим краем этой недостижимой линии. Ещё немножко и диск Солнца плавно скрывается за ней. Внимательный наблюдатель заметит, что и закат Солнца в разные дни происходит в различных местах. Точно так же, как точка восхода день ото дня, меняет своё положение, точка заката не остается на одном и том же месте. Ещё внимательный наблюдатель отметит у себя и то, что, хотя точка восхода и захода перемещаются вдоль линии горизонта, но они никогда на выходят за границы некоторого сектора (см. изображение).



Положение Солнца в полдень летом (На изображении слева). Положение Солнца в полдень зимой (на изображении справа) Но наиболее важно то, что внимательный наблюдатель может ПРЕДПОЛОЖИТЬ, что направление, указывающее положение Солнца в полдень, никогда НЕ ИЗМЕНЯЕТСЯ.



Гномон. Но это только предположение, и его надо либо подтвердить, либо опровергнуть, а для этого необходимо определить траекторию движения Солнца в различные дни, а затем сравнить результаты этих наблюдений. Непосредственно наблюдать за движением Солнца у нас нет никакой возможности из-за того, что Солнце нас просто-напросто ослепит, и тогда был предложен метод косвенного наблюдения. Этот метод опирается на свойство предметов отбрасывать тень, и это свойство положено в основу древнейшего астрономического прибора, называемому ГНОМОНОМ (или указателем). Гномон – это шест, длиной 1 .. 1,5 метра, вбитый в землю вертикально. По тени, отбрасываемой гномоном, можно судить о положении Солнца на небе. Следует, однако, учесть очень важный момент - при определении положения Солнца на небе, тень от гномона должна падать на ГОРИЗОНТАЛЬНУЮ площадку. Если немножко подумать, то эту горизонтальную площадку мы можем ассоциировать с ПЛОСКОСТЬЮ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ГОРИЗОНТА, а сам гномон – с ОТВЕСНОЙ ЛИНИЕЙ.



Полуденная линия. Наблюдая за траекторией движения тени гномона, наш исследователь подтвердил своё предположение, что направление, указывающее положение Солнца в полдень не изменяется. Аргументировал он это тем, что направление, по которому отбрасывается тень гномона в полдень, всегда ОДНО И ТОЖЕ, хотя, как мы понимаем, длина тени в различные дни будет не одинаковой. Полученное направление носит название ПОЛУДЕННОЙ ЛИНИИ, и оно принято за ВТОРОЕ БАЗОВОЕ НАПРАВЛЕНИЕ.


Авторство и публикация:
  1. Автор Плетнев Сергей Львович, 2006.
  2. Подготовлено и написано специально для публикации на проекте 'Астрогалактика', все права защищены и принадлежат автору.
  3. Подготовка и выпуск проект 'Астрогалактика' 15.01.2006


Copyright © 2004 - 2016, Проект 'Астрогалактика' • выпущен 12.07.2004
Top.Mail.Ru