Астрономія 11 клас.
Тема: Видимий рух світил по небесній сфері: зір, Сонця, Місяця, планет.
Зміст навчального матеріалу:
Видимий рух зір по небесній сфері:
Добовий рух зір: причини видимого добового руху зір; верхня та нижня кульмінації зорі; класифікація зір за умовами їх спостереження в даній точці Землі; добовий рух зір для спостерігача на екваторі; полюсі.
Зміна вигляду зоряного неба у продовж року: причини зміни вигляду зоряного неба; «зимові» та «літні» сузір’я.
Видимий рух Сонця по небесній сфері:
Добовий рух Сонця: причини добового руху; сонячна доба.
Видимий річний рух Сонця: причини річного руху; екліптика; зодіак.
Причини зміни пір року на Землі.
Орієнтування у часі та просторі за Сонцем.
Видимий рух Місяця по небесній сфері:
Причини видимого руху Місяця.
Фази Місяця.
Затемнення Сонця та Місяця.
Видимий рух планет по небесній сфері:
Причини видимого руху планет.
Закони Кеплера.
Умови спостереження планет: верхні та нижні планети.
Запитання для самоконтролю
Чим обумовлений видимий добовий рух зір?
Чим обумовлена зміна вигляду зоряного неба у подовж року?
Що таке кульмінація зорі? Який найменший час проходить між верхньою та нижньою кульмінаціями зорі?
Як рухаються зорі впродовж доби відносно спостерігача, що знаходиться на полюсі (екваторі, у середніх широтах)?
Назвіть кілька «зимових» та «літніх» сузір’їв.
Назвіть причини видимого руху Сонця (Місяця) протягом доби (року).
Який час прийнято за сонячну добу?
Що таке екліптика?
Що таке Зодіак?
У які дні відбувається літнє (зимове) сонцестояння? Чому ці дні мають таку назву?
На які дні припадає осіннє (весняне) рівнодення? Чому ці дні мають таку назву?
Поясніть причини та механізм змін пір року на Землі.
Поясніть причини змін фаз Місяця.
Поясніть механізм виникнення сонячного (місячного) затемнення. Яке з них триває довше? Чому?
Як за допомогою Сонця можна орієнтуватися у часі та просторі?
Назвіть причини видимого руху планет.
Які планети відносяться до верхніх (нижніх)?
За яких умов можливе візуальне спостереження верхніх (нижніх) планет?
Якою траєкторією рухаються планети навколо Сонця?
Як змінюється швидкість руху планети навколо Сонця?
Як залежить період обертання планети від середньої відстані до Сонця?
У який час доби можливі візуальні спостереження за Венерою та Меркурієм?
Домашнє завдання.
§ 4 (П. 1, 2), 6 (п. 1), 7 (п. 1,2, 4), 8 (п. 1 – 3), 9 (п. 1, 2) (і.А. Климишин);
§ 2 (П. 3), 3 (п. 2, 3), 4 (п. 1, 3), 7 (п. 4) (м.П. Пришляк) Додатки Видимий рух зір по небесній сфері.
Спостерігаючи за виглядом зоряного неба впродовж кількох хвилин неможливо помітити зміну його вигляду. Тому постає запитання: А чи рухаються зорі взагалі і, якщо рухаються, то в якому напрямку, з якою швидкістю?
З курсів природничих наук ми знаємо, що в природі все знаходиться у безперервному русі: рухаються молекули, з яких складаються усі тіла, рухаються зорі та зоряні скупчення. Але помітити реальний рух зір неозброєним оком практично неможливо, хоча реальна швидкість зірок становить сотні кілометрів за секунду. Причиною цього є значні відстані до зірок. У повсякденному житті нам також інколи важко зразу визначити, чи рухається корабель, який знаходиться на значній відстані від нас. Лише порівняння зоряних карт початку астрономічної ери з сучасною конфігурацією сузір’їв дозволяє помітити цей рух.
Висновок: Зорі реально рухаються зі значними швидкостями, але помітити цей рух практично неможливо.
Добовий рух зір. Однак достатньо кілька разів упродовж ночі подивитися на розташування сузір’їв, як можна помітити, що вони «рухаються» (рис.1) Цей рух є видимим і причиною його є обертання Землі навколо власної осі.
Земна вісь спрямована у напрямку Полярної зорі і, відповідно усі зорі обертаються навколо цієї точки – Північного полюсу світу (слід пам’ятати, що мова йде про спостерігачів північної півкулі Землі). Такий рух зір називається добовим, оскільки період обертання зір дорівнює періоду добового обертання Землі – 24 години.
Рис. 1. Обертання зір навколо Північного полюсу світу
Кожна зоря упродовж доби піднімається на максимальну висоту над горизонтом і через 12 годин максимально опускається відносно горизонту. Таке положення зорі називається кульмінацією (рис.2)
Верхня (нижня) кульмінація зорі – момент, коли зоря займає найвище (найнижче) положення над горизонтом.
Рис. 2. Добовий рух зір
Для середніх широт усі зорі, крім Полярної, мають верхню та нижню кульмінації. Для частини зір, які знаходяться в навколополярній області, можна спостерігати як нижню, так і верхню кульмінації. Такі зорі не сходять і не заходять відносно горизонту.
У частини зір, що знаходяться поблизу небесного екватора, можна спостерігати лише верхню кульмінацію. Під час нижньої вони знаходяться під горизонтом. Такі зорі сходять та заходять.
Є частина зір, які ніколи не можна побачити спостерігачам у Києві. Такі зорі знаходяться у південній півкулі зоряного неба і навіть у момент верхньої кульмінації не піднімаються над горизонтом.
Висновок: Для спостерігачів, що знаходяться на середній широтах:
навколополярні сузір’я не сходять і не заходять, для них можна спостерігати як нижню так і верхню кульмінації;
сузір’я поблизу небесного екватора сходять і заходять, для них спостерігається лише верхня кульмінація;
частина сузір’їв південної півкулі взагалі невидимі; для них не можна спостерігати ні верхню, ні нижню кульмінації.
Для спостерігачів на полюсі картина добового руху зір дещо інша. Зорі не сходять і не заходять; видно всі зорі Північної або Південної півкулі; відсутні кульмінації зір.
Для спостерігачів на екваторі всі зорі сходять та заходять (за виключенням Полярної зорі), мають верхню та нижню кульмінації; спостерігаються практично всі зорі як Південної так і Північної півкуль.