Дайте определение кульминации светила. Кульминация светил. Вид звездного неба на различных географических параллелях. По суточному движению светила делятся на
Вследствие суточного вращения небесной сферы все светила описывают круги, плоскости которых параллельны плоскости небесного экватора, т.е. они движутся по суточным параллелям. В общем случае светило часть времени находится под плоскостью горизонта и не видно для наблюдателя.
Точка пересечения суточной параллели светила и восточной части горизонта называется точкой восхода светила , а точка пересечения с западной частью горизонта точкой захода светила . Суточная параллель пересекает небесный меридиан в двух точках. Явление пересечения светилом небесного меридиана называется кульминацией светила. Кульминация называется верхней , если светило пересекает верхнюю часть меридиана PZQSP", в которой находится точка зенита Z, и нижней , если светило пересекает небесный меридиан в его нижней части PNQ"Z"P", содержащей точку надира Z". В том случае, когда нижняя кульминация происходит над горизонтом (h > 0), такое светило называется незаходящим , а если даже во время верхней кульминации светило находится под горизонтом (h < 0), то оно называется невосходящим . Таким образом, все светила на небесной сфере разбиваются на три большие группы - незаходящие, невосходящие и светила, которые восходят и заходят (рис. 8). Принадлежность светила к той или иной группе определяется его склонением и широтой места наблюдения .
4.1.1. Горизонтальные координаты
Для звезд с :
Верхняя кульминация (см. рис. 9):
A =0 o ,
Нижняя кульминация:
A =180 o ,
Восход и заход:
A зависит от , z =90 o h =0 o .
Для звезд с :
Верхняя кульминация (см. рис. 10):
A =180 o ,
Нижняя кульминация:
A =180 o ,
Восход и заход: A зависит от , z =90 o h =0 o .
Таким образом мы видим, что верхняя кульминация светил может происходить как к югу, так и к северу от зенита, в зависимости от соотношения величин склонения и широты места наблюдения . Из этих же формул легко вывести условия видимости светил :
- незаходящие светила
- невосходящие светила
- светила восходят и заходят
Очевидно, что даже при строго равномерном вращении небесной сферы горизонтальные координаты изменяются неравномерно. Высота светил медленнее всего изменяется вблизи меридиана, а азимут в эти моменты изменяется наиболее быстро.
4.1.2. Экваториальные координаты
I система . Склонение остается неизменным. Поскольку точка Q сохраняет неизменное положение на небесной сфере, то часовой угол t светила непрерывно меняется. Так как часовой угол отсчитывается вдоль экватора, то приращение t для светила будет равно углу поворота небесной сферы, следовательно, часовой угол t меняется равномерно. В момент верхней кульминации t=0 o =0 h , а в момент нижней кульминации t=180 o =12 h .
II система . Склонение остается неизменным. Прямое восхождение также не изменяется, так как оно отсчитывается от точки весеннего равноденствия , которая сама участвует в суточном вращении небесной сферы.
Вопросы
2. Если наблюдатель находится на Северном полюсе Земли, то какие светила будут незаходящими, невосходящими, будут восходить и заходить? А на земном экваторе?
3. У каких светил можно наблюдать и верхнюю, и нижнюю кульминацию?
Задачи
7.
К каким светилам на широте Казани () относятся
Сириус (,
), Капелла (,
) и Альдебаран (,
)? Каково значение
зенитного растояния z этих звезд в моменты кульминаций?
Решение:
Вычислим значение угла (
для Казани
и сравним его со значением склонения звезд. Склонение Капеллы больше
этого угла, следовательно, эта звезда является незаходящей. Модуль склонений
остальных звезд меньше угла (), следовательно, они восходят и
заходят.
Для вычисления зенитных расстояний в моменты кульминаций воспользуемся формулами (3,5,7). Результаты для Сириуса: z вк = 72 o 27", z нк = 140 o 53". Для Капеллы: z вк = 9 o 49", z нк = 78 o 15". Для Альдебарана: z вк = 39 o 20", z нк = 107 o 46"
8. Решить предыдущую задачу применительно к Северо-Кавказской Астрономической Станции КГУ ().
9. Какое склонение должна иметь звезда, кульминирующая в Казани в зените?
10. (117) Каково склонение звезды, наблюдавшейся в Архангельске () в нижней кульминации на высоте 10 o .
11. (113) Восходит ли в Архангельске () звезда Фомальгаут ( Южной Рыбы), склонение которой равно -30 o 05".
КУЛЬМИНАЦИЯ светила, астроном. переход и мгновенье перехода светила через полуденник места; достижение наибольшей высоты. Кульминировать, перекатываться через меридиан. Толковый словарь Даля
Кульминация небесного светила
прохождение небесного светила, при его видимом суточном движении, через небесный меридиан (см. Небесная сфера). В Северном полушарии Земли при верхнем К. н. с. светило проходит между Северным полюсом мира и точкой Юга и имеет наибольшую высоту (над горизонтом). В момент нижней К. н. с. светило проходит меридиан к С. от полюса мира и его высота - наименьшая. У звёзд, у которых (в данном месте) виден весь их суточный путь по небу, наблюдаются обе К. н. с.; такие звёзды называются незаходящими. В противоположном случае нижнее К. н. с. происходит под горизонтом и звёзды называются заходящими.
Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . 1969-1978 .
Смотреть что такое "Кульминация небесного светила" в других словарях:
Прохождение светила через небесный меридиан. Различают верхнюю (полуденную) кульминацию, когда светило проходит через меридиан ближе к зениту; нижнюю (полуночную) кульминацию, когда светило проходит через меридиан ближе к надиру … Астрономический словарь
- (ново лат., от лат. culmen вершина). 1) прохождение звезды через меридиан. 2) высшая точка небесного светила над горизонтом. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. КУЛЬМИНАЦИЯ 1) прохождение звезды чрез… … Словарь иностранных слов русского языка
Прохождение небесного светила через меридиан места, когда светило достигает наибольшей или наименьшей высоты над горизонтом. Различают верхнюю и нижнюю К. Нижняя К. случается обыкновенно под горизонтом и не может быть наблюдаема; только для… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
КУЛЬМИНАЦИЯ - 1) Прохождение небесного светила через меридиан; напр. верхняя К. солнца определяет полдень. 2) (Перен.) момент или период высшего подъема, развития, напряжения (напр., кульминационная точка, кульминационный пункт в развитии какого либо действия … Словарь политических терминов
Прохождение светила при его суточном движении через полуденную (верхняя кульминация светила) или полуночную (нижняя кульминация светила) часть плоскости небесного меридиана наблюдателя. EdwART. Толковый Военно морской Словарь, 2010 … Морской словарь
У этого термина существуют и другие значения, см. Кульминация. Кульминация (астрономия) момент прохождения светила через небесный меридиан в процессе его суточного движения. Иначе: моменты прохождения светилом точек пересечения суточной… … Википедия
I Время основная (наряду с пространством) форма существования материи, заключающаяся в закономерной координации сменяющих друг друга явлений. Оно существует объективно и неразрывно связано с движущейся материей. См. Пространство и время,… …
Момент, когда для данного места на Земле центр Солнца (истинного или т. н. среднего) находится в нижней кульминации (См. Кульминация небесного светила). Прохождению через меридиан истинного Солнца соответствует истинная П., прохождению… … Большая советская энциклопедия
Аберрация света. Смещение наблюдаемого положения звезд, вызванное движением Земли. Аберрация сферическая. Размытие изображения, построенного зеркалом или линзой со сферической поверхностью. Аберрация хроматическая. Размытие и окрашенность краев у … Энциклопедия Кольера
Используется в астрономии для описания положения светил на небе или точек на воображаемой небесной сфере. Координаты светил или точек задаются двумя угловыми величинами (или дугами), однозначно определяющими положение объектов на небесной сфере.… … Википедия
Небесная сфера - это воображаемая сферическая поверхность произвольного радиуса, в центре которой находится наблюдатель. Небесные тела проектируются на небесную сферу .
Из-за малых размеров Земли, в сравнении с расстояниями до звезд, наблюдателей, расположенных в разных местах земной поверхности, можно считать находящимися в центре небесной сферы . В действительности никакой материальной сферы, окружающей Землю, в природе не существует. Небесные тела движутся в беспредельном мировом пространстве на самых различных расстояниях от Земли. Эти расстояния невообразимо велики, наше зрение не в состоянии их оценить, поэтому человеку все небесные тела представляются одинаково удаленными.
За год Солнце описывает большой круг на фоне звездного неба. Годичный путь Солнца по небесной сфере называется эклиптикой. Перемещаясь по эклиптике . Солнце в равноденственных точках дважды пересекает небесный экватор. Это бывает 21 марта и 23 сентября.
Точка небесной сферы, которая остается неподвижной при суточном движении звезд, условно называется северным полюсом мира. Противоположная точка небесной сферы называется южным полюсом мира. Жители северного полушария его не видят, т. к. он находится под горизонтом. Отвесная линия, проходящая через наблюдателя, пересекает небо над головой в точке зенита и в диаметрально противоположной точке, называемой надиром.
Ось видимого вращения небесной сферы, соединяющую оба полюса мира и проходящую через наблюдателя, называют осью мира. На горизонте под северным полюсом мира лежит точка севера , диаметрально противоположная ей точка - точка юга . Точки востока и запада лежат на линии горизонта и отстоят от точек севера и юга на 90°.
Плоскость, проходящая через центр сферы перпендикулярно оси мира, образует плоскость небесного экватора , параллельную плоскости земного экватора. Плоскость небесного меридиана проходит через полюсы мира, точки севера и юга, зенит и надир.
Небесные координаты
Система координат, в которой отсчет производится от плоскости экватора, называется экваториальной . Угловое расстояние светила от небесного экватора называется , которое меняется от -90° до +90°. Склонение считается положительным к северу от экватора и отрицательным к югу. измеряется углом между плоскостями больших кругов, один из которых проходит через полюсы мира и данное светило, второй — через полюсы мира и точку весеннего равноденствия, лежащую на экваторе.
Горизонтальные координаты
Угловым расстоянием называется расстояние между объектами на небе, измеряемое углом, который образован лучами, идущими к объекту из точки наблюдения. Угловое расстояние светила от горизонта называют высотой светила над горизонтом. Положение светила относительно сторон горизонта называется азимутом. Отсчет ведется от юга по часовой стрелке. Азимут и высоту светила над горизонтом измеряют теодолитом. В угловых единицах выражают не только расстояния между небесными объектами, но и размеры самих объектов. Угловое расстояние полюса мира от горизонта равно географической широте местности.
Высота светил в кульминации
Явления Прохождения светил через небесный меридиан называются кульминациями. Нижней кульминацией называется прохождение светил через северную половину небесного меридиана. Явление прохождения светилом южной половины небесного меридиана называется верхней кульминацией. Момент верхней кульминации центра Солнца называется истинным полднем, а момент нижней кульминации — истинной полночью. Промежуток времени между кульминациями - полсуток .
У незаходящих светил над горизонтом видны обе кульминации, у восходящих и заходящих нижняя кульминация
происходит под горизонтом, ниже точки севера. Каждая звезда кульминирует
в данной местности всегда на одной и той же высоте над горизонтом, потому что ее угловое расстояние от полюса мира и от небесного экватора не меняется. Солнце же и Луна меняют высоту, на
которой они кульминируют
.
Высота полюса мира над горизонтом
Рассмотрим, какова высота полюса мира над горизонтом, по рисунку 2.5, где часть небесной сферы и земной шар изображены в проекции на плоскость небесного меридиана. Пусть OP - ось мира, параллельная оси Земли; OQ - проекция части небесного экватора, параллельного экватору Земли; OZ - отвесная линия. Тогда высота полюса мира над горизонтом h P = ∠ PON , а географическая широта j = ∠ Q 1 O 1 O . Очевидно, что эти углы (PON и Q 1 O 1 O ) равны между собой, поскольку их стороны взаимно перпендикулярны (OO 1 ⊥ ON , а OQ ⊥ OP ). Отсюда следует, что высота полюса мира над горизонтом равна географической широте места наблюдения : h P = j. Таким образом, географическую широту пункта наблюдения можно определить, если измерить высоту полюса мира над горизонтом.
В зависимости от места наблюдателя на Земле меняется вид звёздного неба и характер суточного движения звёзд.
Рис 2.5 Высота полюса мира над горизонтом Рис. 2.6 Суточное движение светил на полюсе Земли
Рис. 2.7. Суточное движение светил в средних широтах Рис 2.8 Высота светила в кульминации
Рис. 2.5. Высота полюса мира над горизонтом
Проще всего разобраться в том, что и как происходит, на полюсах Земли. Полюс - такое место на земном шаре, где ось мира совпадает с отвесной линией, а небесный экватор - с горизонтом (рис. 2.6). Для наблюдателя, находящегося на Северном полюсе, Полярная звезда видна близ зенита. Здесь над горизонтом находятся только звёзды Северного полушария небесной сферы (с положительным склонением). На Южном полюсе, наоборот, видны только звёзды с отрицательным склонением. В обоих случаях, двигаясь вследствие вращения Земли параллельно небесному экватору, звёзды остаются на неизменной высоте над горизонтом, не восходят и не заходят.
Отправимся с Северного полюса в привычные средние широты. Высота Полярной звезды над горизонтом будет постепенно уменьшаться, одновременно угол между плоскостями горизонта и небесного экватора будет увеличиваться. Как видно из рисунка 2.7, в средних широтах (в отличие от Северного полюса) лишь часть звёзд Северного полушария неба никогда не заходит. Все остальные звёзды как Северного, так и Южного полушария восходят и заходят.
Высота светила в кульминации
Рис. 2.9. Суточное движение светил на экваторе
При своём суточном движении светила дважды пересекают небесный меридиан - над точками юга и севера. Момент пересечения небесного меридиана называется кульминацией светила . В момент верхней кульминации над точкой юга светило достигает наибольшей высоты над горизонтом. На рисунке 2.8 показано положение светила в момент верхней кульминации. Как известно, высота полюса мира над горизонтом (угол PON ): h P = j. Тогда угол между горизонтом (NS ) и небесным экватором (QQ 1) будет равен 180° – j – 90° = 90° – j. Угол MOS , который выражает высоту светила M в кульминации, представляет собой сумму двух углов: Q 1 OS и MOQ 1 . Величину первого из них мы только что определили, а второй является не чем иным, как склонением светила M , равным d.
Таким образом, мы получаем следующую формулу, связывающую высоту светила в кульминации с его склонением и географической широтой места наблюдения:
h = 90° – j + d.
Зная склонение светила и определив из наблюдений его высоту в кульминации, можно узнать географическую широту места наблюдения.
Продолжим наше воображаемое путешествие и отправимся из средних широт к экватору, географическая широта которого 0°. Как следует из только что выведенной формулы, здесь ось мира располагается в плоскости горизонта, а небесный экватор проходит через зенит. На экваторе в течение суток все светила побывают над горизонтом (рис. 2.9).
Вопросы 1. В каких точках небесный экватор пересекается с линией горизонта? 2. Как располагается ось мира относительно оси вращения Земли; относительно плоскости небесного меридиана? 3. Какой круг небесной сферы все светила пересекают дважды в сутки? 4. Как располагаются суточные пути звёзд относительно небесного экватора? 5. Как по виду звёздного неба и его вращению установить, что наблюдатель находится на Северном полюсе Земли? 6. В каком пункте земного шара не видно ни одной звезды Северного небесного полушария?
Упражнение 4 1. Географическая широта Киева 50°. На какой высоте в этом городе происходит верхняя кульминация звезды Антарес, склонение которой равно –26°? Сделайте соответствующий чертёж. 2. Высота звезды Альтаир в верхней кульминации составляла 12°, склонение этой звезды равно +9°. Какова географическая широта места наблюдения? Сделайте необходимый чертёж. 3. Определите склонение звезды, верхняя кульминация которой наблюдалась в Москве (географическая широта 56°) на высоте 47°над точкой юга. 4. Каково склонение звёзд, которые в вашем городе кульминируют в зените; в точке юга? 5*. Какому условию должно удовлетворять склонение звезды, чтобы она была незаходящей для места с географической широтой j; невосходящей? 6*. Докажите, что высота светила в нижней кульминации выражается формулой h = j + d– 90°.