Metodika lekcie 7
"Zdanlivý pohyb a konfigurácie planét"
Účel lekcie: vytvorenie koncepcií o kozmických a nebeských javoch spojených s obehom planét okolo Slnka a zjavným pohybom iných kozmických telies.
Učebné ciele:
Všeobecné vzdelanie:
1) systematizácia pojmov nebeských javov: zdanlivý pohyb a konfigurácie planét, pozorované ako výsledok vzájomného pohybu a polohy nebeských telies vzhľadom na pozemského pozorovateľa;
2) podrobné zváženie príčin a charakteristík kozmického javu revolúcie planét okolo Slnka a jeho dôsledkov - nebeské javy: zdanlivý pohyb vnútorných a vonkajších planét v nebeskej sfére a ich konfigurácie (horné a dolné konjunkcie elongácie, opozície, kvadratúry).
Vzdelávacie: formovanie vedeckého svetonázoru v rámci oboznamovania sa s históriou ľudského poznania a vysvetľovaním každodenne pozorovaných nebeských javov; bojovať proti náboženským predsudkom.
Rozvíjanie: formovanie zručností: formovanie zručností vykonávať cvičenia o aplikácii základných vzorcov sférickej astronómie pri riešení relevantných výpočtových problémov a používať pohyblivú mapu hviezdnej oblohy, hviezdne atlasy, referenčné knihy, astronomický kalendár na určenie polohu a podmienky viditeľnosti nebeských telies a prúdenia nebeských javov.
Žiaci by mali vedieť:
Príčiny a hlavné charakteristiky nebeských javov generovaných revolúciou planét okolo Slnka (zdanlivý pohyb vnútorných a vonkajších planét v nebeskej sfére a ich konfigurácie);
- základy klasifikácie kozmických a nebeských javov a zodpovedajúcich geometrických schém;
- pojmy sférickej astronómie: planetárne konfigurácie (horné a dolné konjunkcie, elongácie, opozície, kvadratúry); hviezdne a synodické obdobia revolúcie a rotácie planét;
- vzorce vyjadrujúce vzťah medzi hviezdnym a synodickým obdobím revolúcie a rotácie planét;
- astronomické veličiny: hviezdne a synodické obdobia revolúcie a rotácie planét.
Žiaci by mali byť schopný:
Použite všeobecný plán na štúdium kozmických a nebeských javov;
- pomocou astronomických kalendárov, príručných kníh a mobilnej mapy hviezdnej oblohy určiť podmienky vzniku a priebehu týchto nebeských javov;
- riešiť problémy súvisiace s výpočtom polohy a podmienok viditeľnosti planét s prihliadnutím na vzorce vyjadrujúce vzťah medzi hviezdnym a synodickým obdobím ich otáčania a rotácie.
Vizuálne pomôcky a ukážky:
Filmy a filmové fragmenty: "Viditeľný a skutočný pohyb planét", "Slučka Marsu".
Fragmenty diapozitívový film"Štruktúra slnečnej sústavy".
Filmový pás:„Viditeľný pohyb nebeských telies“.
tabuľky: "Slnečná sústava".
Zariadenia a nástroje: pohyblivé mapy hviezdnej oblohy; Astronomický kalendár na daný rok; demonštračný model planetárneho systému; mapa planét.
Domáca úloha:
1) Preštudujte si materiál z učebníc:
- B.A. Voroncov-Velyaminova: §§ 8, 10; cvičenie 7.
- E.P. Levitan: §§ 7, 8; otázky-úlohy.
- A.V. Zášová, E.V. Kononovič: §§ 7, 8; cvičenie 8,7 (1-3).
2) Splňte úlohy zo zbierky úloh Voroncov-Velyaminov B.A. : 127, 134; 138.
Plán lekcie
Etapy lekcií |
Prezentačné metódy |
Čas, min |
|
Kontrola a aktualizácia znalostí |
Frontálny prieskum, rozhovor |
||
Formovanie koncepcií o kozmickom fenoméne revolúcie planét okolo Slnka a jeho dôsledkoch - nebeské javy: zdanlivý pohyb planét v nebeskej sfére a ich konfigurácie |
Prednáška, rozhovor |
||
Riešenie problémov |
Práca pri tabuli, samostatné riešenie úloh v zošite |
15-17 |
|
Zhrnutie preberanej látky, zhrnutie hodiny, domáca úloha |
Spôsob prezentácie materiálu
Na začiatku vyučovacej hodiny sa už tradične vykonáva test vedomostí získaných na minulých a predchádzajúcich vyučovacích hodinách a pri frontálnom prieskume sa aktualizuje materiál určený na štúdium. Niektorí študenti pracujú pri tabuli a niektorí plnia písomné úlohy, pričom riešia problémy podobné hlavným úlohám v cvičeniach 1-5. Ďalšie otázky sú:
1. Aké nebeské javy vznikajú v dôsledku: rotácie Zeme okolo svojej osi; rotácie Mesiaca okolo Zeme; revolúcia Zeme okolo Slnka.
2. Popíšte nebeské úkazy, ktoré generuje rotácia Mesiaca okolo Zeme a planét okolo Slnka (zatmenie Slnka a Mesiaca; zákryty hviezd a planét Mesiacom; prechody Venuše a Merkúra cez disk Slnko; javy v sústavách obrovských planét; zmeny jasnosti zákrytových premenných hviezd). Odpovede sú postavené na základe zovšeobecneného plánu na štúdium kozmických a nebeských javov pomocou vhodných geometrických schém.
1. Uveďte príčiny nebeských javov, pričom pred každú možnosť otázky označte správne číslo možnosti odpovede, napr.: A1; B2; B3 atď.
Nebeské javy |
vesmírne javy |
A. Zjavná rotácia hviezdnej oblohy |
1) rotácia Zeme okolo svojej osi; Správne odpovede : Al; B3; IN 1; G2; D1; El; F2; Z3; A 2 |
2. Strout E.K. : testové práce NN 3-4 z témy "Praktické základy astronómie" (pretavené učiteľom do programovaných úloh).
V prvej fáze hodiny učiteľ formou prednášky prezentuje materiál o zdanlivom pohybe a konfiguráciách planét.
Charakter viditeľného pohybu a podmienky viditeľnosti vnútorných planét sú opísané na základe diagramu na obr. 48. Zložitá slučková povaha zdanlivého pohybu vonkajších planét je najlepšie vysvetlená na základe fragmentu „Zdanlivý a skutočný pohyb planét“ alebo „Viditeľná slučka Marsu“. V ich neprítomnosti odporúčame učiteľovi postaviť na tabuľu (a žiakom do zošitov) schému z obr. 49, sprevádzajúce každú fázu práce s príslušnými vysvetlivkami. Je vhodné žiakom povedať, ktoré z planét môžu vidieť na oblohe v danom ročnom období a vysvetliť im, ako tieto planéty nájsť medzi súhvezdiami.
Rozpor medzi trvaním synodickej a hviezdnej periódy planét demonštruje pomocou telúru. Vnútorná planéta vykoná 1 otáčku okolo Slnka a vráti sa do rovnakého bodu obežnej dráhy rýchlejšie ako Zem, vonkajšia planéta je pomalšia ako Zem.
Zjavný pohyb a konfigurácie planét
Komplexný zdanlivý pohyb planét v nebeskej sfére je spôsobený rotáciou planét slnečnej sústavy okolo Slnka. Samotné slovo „planéta“ v preklade zo starovekej gréčtiny znamená „túlanie“ alebo „tulák“.
Dráha nebeského telesa sa nazýva jeho obežná dráha. Rýchlosti planét na ich dráhach klesajú so vzdialenosťou planét od Slnka.
Vo vzťahu k dráhe a podmienkam viditeľnosti zo Zeme sa planéty delia na interné(Ortuť, Venuša) a externé(Mars, Jupiter, Saturn, Urán, Neptún, Pluto).
Vonkajšie planéty sú vždy otočené k Zemi stranou osvetlenou Slnkom. Vnútorné planéty menia svoje fázy ako Mesiac.
Roviny obežných dráh všetkých planét slnečnej sústavy (okrem Pluta) ležia blízko roviny ekliptiky a odchyľujú sa od nej: Merkúr o 7º, Venuša o 3,5º; iné majú ešte menší sklon.
Charakteristické vzájomné polohy Slnka, Zeme a planét sú tzv konfigurácie. Rovnaké konfigurácie planét sa vyskytujú na rôznych miestach ich obežných dráh, v rôznych konšteláciách, v rôznych obdobiach roka.
Nazývajú sa konfigurácie, v ktorých sa vnútorná planéta, Zem a Slnko zoraďujú zlúčeniny(obr. 48).
Ryža. 48. Konfigurácie planét:
Zem v nadradenej konjunkcii s Merkúrom
v nižšej konjunkcii s Venušou a v opozícii k Marsu
Ak je A Zem, B vnútorná planéta, C Slnko, nazýva sa nebeský jav spodné pripojenie. V „ideálnej“ dolnej konjunkcii prechádza Merkúr alebo Venuša cez disk Slnka.
Ak je A Zem, B Slnko, C Merkúr alebo Venuša, jav sa nazýva horné pripojenie. V „ideálnom“ prípade je planéta zakrytá Slnkom, ktoré, samozrejme, nemožno pozorovať pre neporovnateľný rozdiel v jasoch svietidiel.
Pre systém Zem-Mesiac-Slnko nastáva nov v dolnej konjunkcii a spln v hornej konjunkcii.
Hraničný uhol medzi Zemou, Slnkom a vnútornou planétou je tzv najväčšie odstránenie alebo predĺženie a rovná sa: pre Ortuť - od 17њ 30 "do 27њ 45"; pre Venušu - až 48º. Vnútorné planéty možno pozorovať len v blízkosti Slnka a to len ráno alebo večer, pred východom alebo tesne po západe slnka. Viditeľnosť Merkúra nepresiahne hodinu, viditeľnosť Venuše je 4 hodiny (obr. 49).
Konfigurácia, v ktorej sú Slnko, Zem a vonkajšia planéta zoradené, sa nazýva: 1) ak A je Slnko, B je Zem, C je vonkajšia planéta - konfrontácia; 2) ak A je Zem, B je Slnko, C je vonkajšia planéta - spojenie planét so Slnkom (obr. 48).
Konfigurácia, v ktorej Zem, Slnko a planéta (Mesiac) tvoria vo vesmíre pravouhlý trojuholník, sa nazýva kvadratúra: východný, keď sa planéta nachádza 90º východne od Slnka a západný, keď sa planéta nachádza 90º západne od Slnka.
Zdanlivý pohyb nebeských telies pozostáva výlučne z:
1) pohyb pozorovateľa na povrchu Zeme;
2) rotácia Zeme okolo Slnka;
3) vlastné pohyby nebeských telies.
Pre presné výpočty vedci berú do úvahy pohyb slnečnej sústavy voči najbližším hviezdam, jej rotáciu okolo stredu galaxie a pohyb samotnej galaxie.
Pohyb vnútorných planét na nebeskej sfére je redukovaný na ich periodické oddeľovanie od Slnka pozdĺž ekliptiky buď na východ alebo na západ o uhlovú vzdialenosť predĺženia.
Pohyb vonkajších planét na nebeskej sfére má zložitejší charakter slučky. Rýchlosť viditeľného pohybu planéty je nerovnomerná, keďže jej hodnotu určuje vektorový súčet vlastných rýchlostí Zeme a vonkajšej planéty (obr. 50). Tvar a veľkosť slučky planéty závisí od rýchlosti planéty voči Zemi a od sklonu dráhy planéty k ekliptike.
Hviezdne ( hviezdny) perióda rotácie planéty je časový interval T , pre ktorú planéta vykoná jednu úplnú otáčku okolo Slnka vo vzťahu ku hviezdam.
Synodickým obdobím revolúcie planéty je časový interval S medzi dvoma po sebe nasledujúcimi konfiguráciami s rovnakým názvom.
Pre nižšie (vnútorné) planéty: . Pre horné (vonkajšie) planéty: .
Dĺžka stredného slnečného dňa s pre planéty slnečnej sústavy závisí od hviezdnej periódy ich rotácie okolo jej osi t, smer rotácie a hviezdna perióda otáčania okolo Slnka T.
Pre planéty, ktoré majú priamy smer rotácie okolo svojej osi (rovnaký, v ktorom sa pohybujú okolo Slnka):
Pre planéty s opačným smerom rotácie (Venuša, Urán): .
Vzorce na spojenie synodických a hviezdnych období sú odvodené analogicky s pohybom hodinových ručičiek. Analógia synodického obdobia S
medzi zhodami hodinovej a minútovej ručičky bude časový interval, hviezdnou analógiou sú periódy rotácie hodinovej ručičky ( T
1
= 12h) a minútová ručička ( T
2
= 1 h). Ručičky sa opäť stretávajú na rôznych miestach ciferníka. Ich uhlové rýchlosti sú rovnaké: ; . Počas synodického časového obdobia hodinová ručička opisuje oblúk , minútová ručička
.
=>
.
Žiaci dopĺňajú tabuľku. 6 informácií o kozmických a nebeských javoch študovaných v lekcii:
vesmírne javy |
|
planetárna revolúcia slnečná sústava okolo slnka |
1. Zdanlivý pohyb vnútorných a vonkajších planét v nebeskej sfére. 2. Konfigurácie planét: - pripojenia: horné a spodné; - predĺženia (najväčšie úbery); - štvorce: východ, západ; - opozícia. 3. Javy v sústave Slnko - vnútorná planéta: - prechod Merkúra a Venuše cez slnečný disk. - zmena fáz vnútorných planét (Merkúr a Venuša). 4. Javy v sústavách planét a ich satelitov: - zmena polohy satelitu vzhľadom na disk planéty; - prechod satelitov na disku planét; - zatmenia satelitov kotúčom planét. 5. Pokrytie hviezd diskami planét (planetárnych telies). |
Ako doplnkový materiál je možné študentov vo všeobecnosti oboznámiť s množstvom atmosférických nebeských javov:
Na základe zákonov geometrickej optiky - zákonov lomu svetla možno vysvetliť množstvo nebeských javov.
![]() |
Ryža. 52. Astronomická refrakcia |
Astronomická refrakcia- jav lomu (zakrivenia) svetelných lúčov pri prechode atmosférou, spôsobený optickou nehomogenitou atmosférického vzduchu. V dôsledku poklesu hustoty atmosféry s výškou je zakrivený lúč svetla konvexne otočený smerom k zenitu (obr. 52). Refrakcia mení zenitovú vzdialenosť (výšku) svietidiel podľa zákona: r = a*tanz, Kde: z- zenitová vzdialenosť, \u003d 60,25 "- refrakčná konštanta pre zemskú atmosféru (pri t\u003d 0њ С, p= 760 mm. rt. čl.).
V zenite je lom minimálny - zvyšuje sa so sklonom k horizontu až do 35 "a silne závisí od fyzikálnych vlastností atmosféry: zloženie, hustota, tlak, teplota. V dôsledku lomu je skutočná výška nebeských telies vždy menšia ako ich zdanlivá výška: lom „zdvihne“ obrazy hviezd nad Tvar a uhlové rozmery svietidiel sú skreslené: pri východe a západe Slnka sa disky Slnka a Mesiaca „splošťujú“ blízko horizontu, pretože spodný okraj kotúč stúpa lomom viac ako horný (obr. 53).
Index lomu svetla je skreslený v závislosti od vlnovej dĺžky: pri veľmi čistej atmosfére môže človek vidieť vzácny „zelený lúč“ pri západe alebo východe slnka. Keďže vzdialenosti k hviezdam neporovnateľne presahujú ich veľkosti, môžeme hviezdy považovať za bodové zdroje svetla, ktorého lúče sa šíria priestorom pozdĺž rovnobežných priamok. Spôsobuje lom lúčov hviezdneho svetla v atmosférických vrstvách (prúdoch) rôznej hustoty blikať hviezdy - nerovnomerné zosilnenie a zoslabenie ich lesku, sprevádzané zmenami ich farby ("hra hviezd").
Zemská atmosféra rozptyľuje slnečné svetlo. K rozptylu svetla dochádza na náhodných mikroskopických nehomogenitách hustoty vzduchu, koncentrácií a riedkostí s rozmermi 10 -3 -10 -9 m.
Intenzita rozptylu svetla je nepriamo úmerná štvrtej mocnine vlnovej dĺžky svetla (Rayleighov zákon). Najviac sú rozptýlené fialové, modré a modré lúče, najslabšie sú oranžové a červené.
V dôsledku toho má zemská obloha počas dňa modrú farbu: pozorovateľ vníma slnečné svetlo rozptýlené v atmosfére, ktorého emisné spektrum je posunuté smerom ku krátkym vlnám. Z rovnakého dôvodu sa nám zdajú modré a modré aj vzdialené lesy a hory.
Disky Slnka a Mesiaca pri východe a západe Slnka sčervenajú: ako sa blížia k horizontu, dráha svetelných lúčov, ktoré prešli bez rozptylu, sa predlžuje, ich spektrum sa posúva smerom k dlhým vlnám. Venujte pozornosť úsvitu: najprv úzky, krvavočervený pruh ranného úsvitu zbledne, zmení sa na ružovú, naplní sa žltosťou a obloha v zenite sa zmení z tmavej, takmer čiernej na tmavofialovú, potom fialovú, modrú a modrá a večer sa všetko deje naopak. Na Zemi v noci nikdy nie je úplná tma: svetlo hviezd a dlho zapadajúce Slnko rozptýlené v atmosfére vytvára zanedbateľné osvetlenie 0,0003 luxov.
Denné hodiny - dni vždy presahuje časový interval od východu do západu slnka.
Rozptyl slnečných lúčov v zemskej atmosfére súmraku, plynulý prechod z denného svetla - dňa do tmy - noci a naopak. Súmrak je spôsobený osvetlením horných vrstiev atmosféry slnkom pod obzorom. Ich trvanie je určené polohou Slnka na ekliptike a zemepisnou šírkou miesta.
Rozlišovať občiansky súmrak:časový úsek od západu slnka (horný okraj slnečného disku) po jeho ponorenie 6º -7º pod horizont; navigačný súmrak- do momentu, keď Slnko klesne pod horizont o 12º a astronomický, - kým uhol nebude 18°. Vo vysokých (± 59,5°) zemepisných šírkach Zeme, Biele noci- jav priameho prechodu večerného súmraku do ranného súmraku v neprítomnosti tmy.
Súmrakové javy pozorujeme aj v hustej atmosfére planéty Venuša.
Žiaci dopĺňajú tabuľku. 6 nových informácií:
vesmírne javy |
Nebeské javy vznikajúce z týchto kozmických javov |
atmosférické javy |
1) Atmosférický lom: 2) Rozptyl svetla v zemskej atmosfére:
|
Materiál o podmienkach viditeľnosti planét a trvaní viditeľnosti v rôznych konfiguráciách študenti najlepšie pochopia pri riešení relevantných problémov pomocou pohyblivých máp hviezdnej oblohy:
Cvičenie 6:
1. 28. novembra 2000 Jupiter v opozícii k Slnku. V akom súhvezdí sa planéta nachádza?
2. V akom súhvezdí sa nachádza Merkúr (Venuša), ak je planéta teraz v hornej (dolnej) konjunkcii so Slnkom?
3. 21. júl 2001 Merkúr je na svojom najväčšom západnom predĺžení. V akej konštelácii, v ktorú dennú dobu a ako dlho je možné túto planétu pozorovať?
4. Mars v opozícii je viditeľný v súhvezdí Váh. V akom súhvezdí je slnko v tomto čase?
5. 2 dni pred novým mesiacom, 24. novembra 2000, Mesiac prechádza 3º severne od Merkúra. V akej konštelácii v ktorú hodinu (ráno alebo večer) by ste mali hľadať planétu?
6. Aká je dĺžka roka na Marse, ak medzi dvoma opozíciami prejde 780,1 d?
7. Najvhodnejšie je pozorovať Merkúr v blízkosti jeho predĺžení. prečo? Ako často sa opakujú, ak je rok na Merkúre 58,6 d?
8. Koľko trvá hviezdna perióda rotácie Jupitera okolo Slnka, ak je od Slnka 5-krát ďalej ako Zem? V akých časových intervaloch sa opakujú jeho konfrontácie?
9. Koľkokrát sa líšia dĺžky roka na Merkúre, Venuši, Marse?
10. Aké sú podmienky viditeľnosti Zeme z povrchu Mesiaca? Obežné dráhy satelitu Venuše? Z povrchu Marsu?
11. Vytvorenie modelu slnečnej sústavy na základe telúrového modelu: na štúdium podmienok viditeľnosti a pohybu planét môžete model skomplikovať vytvorením ďalších plastelínových guličiek - "planét" rotujúcich okolo "Slnka": Merkúr, Venuša, Mars, Jupiter, Saturn.
12. Vytvorenie "lineárneho" modelu slnečnej sústavy. Hlavnou nevýhodou telúru ako modelu slnečnej sústavy je nesúlad medzi mierkami veľkostí kozmických telies a vzdialenosťami medzi nimi. Navrhujeme zostaviť model slnečnej sústavy, aby ste sami videli a porovnali veľkosti Slnka a planét s medziplanetárnymi vzdialenosťami a veľkosťou slnečnej sústavy ako celku.
Ako mierku zvolíme nasledujúci pomer: 1 cm rozmerov v našom modeli zodpovedá kozmickým vzdialenostiam 26 000 kilometrov (tabuľka 4). Modely planét je možné vytvarovať z viacfarebnej plastelíny alebo vystrihnúť z farebného papiera a nalepiť na lepenku.
Tab. 9
Veľkosti planét slnečnej sústavy
názvy planét |
Veľkosti planét |
Veľkosti planét v modeli |
slnko |
1 392 000 km |
54 cm 5 mm |
Merkúr |
4.900 km |
2 mm |
Venuša |
12 100 km |
5 mm |
Zem |
12 756 km |
5 mm |
Mars |
6.800 km |
3 mm |
Jupiter |
142 000 km |
6 cm 5 mm |
Saturn |
120 000 km |
4 cm 8 mm |
Urán |
50 000 km |
2 cm |
Neptún |
50 000 km |
2 cm |
Pluto |
Miska z pokladu Rogozen Obežná dráha Mesiaca Vo videu je fráza obdobie lunárnej revolúcie - obdobie lunárnej revolúcie
. Ide o úplnú revolúciu (revolúciu mesiaca), čo je 27,3 pozemského dňa, alebo tzv hviezdny mesiac. RETROGRÁDNE PLANÉTY Všetky planéty našej slnečnej sústavy sú usporiadané v určitom poradí a sú v určitej vzdialenosti od Slnka. Pri pozorovaní polohy planét zo Zeme si to môžeme všimnúť pravidelne Zdá sa, že sa zastavia a potom sa začnú po svojej obežnej dráhe pohybovať späť.
V skutočnosti sa planéty, samozrejme, nepohybujú dozadu. Len naša Zem na svojej obežnej dráhe „predbehne“ tú či onú planétu. Pozorovateľovi zo Zeme sa teda zdá, že susedná planéta začala „cúvať“ späť. Takto vyzerá zdanlivý pohyb Merkúra a Venuše Zjavný pohyb Marsu, Jupitera, Saturnu a Uránu Takto by ste to videli, keby ste boli na slnku. Retrográdny pohyb Merkúra. Retrográdny pohyb Marsu. Takto sa Mars pohybuje relatívne k Zemi. Tam, kde farba prechádza z jednej do druhej, planéta urobí slučku, to sa stane, keď dobehneme Mars, a potom začne zaostávať za Zemou. V strede je pozorovateľ – My ľudia sme obyvateľmi planéty Zem. Odtiaľ pochádzajú tieto „doštičky“ na ilustrácii – to sú dráhy Marsu! Ak sa v augustový večer pozriete na východ, krátko po západe slnka, uvidíte veľmi jasnú červenkastú „hviezdu“. Podľa jasu by sa to dalo pomýliť s Venušou, ale večer Venuša nie je na východe. Toto je Mars a je taký jasný, pretože teraz existuje konfrontácia medzi Zemou a Marsom, a nie jednoduchá.
(2003). Pozrime sa bližšie na to, čo sa deje počas konfrontácie. Podľa definície je opozícia taká konfigurácia (vzájomná poloha) Slnka, Zeme a planéty, kedy sa ekliptická šírka planéty líši od zemepisnej šírky Slnka o 180o. Je jasné, že takáto situácia je možná len pre vonkajšie planéty. Opozície Marsu od roku 1997 do roku 2010. Pozdĺž obežnej dráhy Zeme (vnútorný kruh) sú vyznačené mesiace jej prechodu touto oblasťou. Na obežnej dráhe Marsu (vonkajší kruh) sú vyznačené body perihélia (P) a afélia (A). Na čiarach spájajúcich planéty v čase opozície je uvedený rok a minimálna vzdialenosť k Marsu v astronomických jednotkách. (Obrázok je prevzatý z článku V.G. Surdina.) Pohľad zo Slnka. planetárny pohyb Viditeľné zo Zeme, pohyby Marsu na jeho obežnej dráhe. Aby bol Mars vo východiskovom bode, musí urobiť 7 kruhov - 7 obežných dráh, potom zaujme takmer svoju pôvodnú polohu. Sedemcípa hviezda môže byť len so vzájomným pohybom Zeme a Marsu. Aj takto vyzerá zdanlivý pohyb Marsu zo Zeme. Zem je v strede obrázku. Marsova dráha. Zjavná dráha Marsu vzhľadom na Zem, nakreslená pomocou ptolemaiovských epicyklov a deferentov. Malý bodkovaný kruh je hlavný epicyklus, veľký je deferent. Porovnanie tejto krivky s krivkou zobrazenou na susednom obrázku ukazuje, ako dobre Ptolemaiovský systém reprezentoval pohyb planét, ktoré sme pozorovali. Rozdiel medzi týmito krivkami spočíva najmä v tom, že v krivke zodpovedajúcej reálnym vzťahom je druhá slučka menšia ako prvá, pričom podľa Ptolemaia musia byť všetky slučky nevyhnutne rovnako veľké. Vysvetlenie zložitého zdanlivého pohybu „hornej“ (vonkajšej) planéty podľa Koperníka. Keď Zem zaujme polohu T1 a planétu pozíciu P1, potom by sa planéta mala objaviť na oblohe v bode P "1. Planéta sa pohybuje pomalšie ako Zem, keď sa Zem pohybuje z polohy T1 do T2, planéta sa bude pohybovať z bod P1 až P2 a uvidíme ho v smere T2-P2 v bode nebeskej klenby P "2, t.j. planéta sa bude pohybovať medzi hviezdami sprava doľava, v smere šípky č. I. Keď Zem zaberá polohu T3, potom uvidíme planétu v smere T3-P3 v bode nebeskej klenby P" 2, takže planéta v bode oblohy P "2 sa akoby zastavila a potom odišla späť, zľava doprava, pozdĺž šípky č. 2. Stojaci a spätný pohyb planéty sú teda zjavné javy, ku ktorým dochádza v dôsledku pohybu Zeme na obežnej dráhe. Zdanlivý pohyb Marsu, časové rozpätie 15 rokov. V strede trojuholníka, Zem a Mesiac, je to to isté (vševidiace oko), len sa na nás nepozerajú, ale my naopak svoje pozorovania vykonávame z planéty Zem. Pre pozorovateľa zo Zeme vyzerá pohyb Slnka takto. Aby Venuša zaujala svoju pôvodnú polohu, musí urobiť otáčky – 5 obehov. Pohyb Venuše vzhľadom na Zem. Kruh vo vnútri päťstenu je ekliptikou Slnka, hviezda a päťuholník sú získané vzájomnou rotáciou Zeme a Venuše voči sebe navzájom. Graf pohybu Venuše vzhľadom na Zem. Tiež viditeľný pohyb Venuše, len má 5 okvetných lístkov, 5 obežných dráh, 5 lúčov, iné planéty toto nevykreslia, podobný obrazec sa získa vďaka vzájomnému pohybu Slnka-Zem a Venuše. Kvôli rôznym vzdialenostiam a rýchlostiam pohybu, ako aj kvôli polohe planéty vzhľadom na Zem (grafika má výrazný rozdiel). Diagram znázorňujúci priblíženie a divergenciu Venuše od Zeme. Spojenie Cheopsových, Khafrových a Mykerinových pyramíd, ich malých satelitov a Sfingy so slnečnou sústavou. Sfinga symbolizuje Slnko v súhvezdí Lev.
. Cheopsova pyramída zodpovedá planéte Venuša, pyramíde Khafre - planéte Zem, pyramíde Menkaure - planéte Mars a malým satelitom pyramíd - satelitom planét. Pohľad na planétu Venuša zo Zeme. Poďakovanie: Carol Lakomiak Pozorovanie planéty Venuša zo Zeme. Keďže Venuša je bližšie k Slnku ako Zem, nikdy sa nezdá byť od nej príliš ďaleko: maximálny uhol medzi ňou a Slnkom je 47,8°. Vďaka takýmto vlastnostiam polohy na zemskej oblohe dosahuje Venuša maximálnu jasnosť krátko pred východom Slnka alebo nejaký čas po západe Slnka. Počas 585 dní sa striedajú obdobia jej večernej a rannej viditeľnosti: na začiatku obdobia je Venuša viditeľná iba ráno, potom - po 263 dňoch sa veľmi priblíži k Slnku a jej jas neumožňuje vidieť. planéta na 50 dní; potom prichádza obdobie večernej viditeľnosti Venuše, ktoré trvá 263 dní, kým planéta opäť na 8 dní nezmizne medzi Zemou a Slnkom. Potom sa striedanie viditeľnosti opakuje v rovnakom poradí. Tento jav sa vyskytuje približne 4-krát za 243 rokov: najprv sa pozorujú 2 zimné prechody s frekvenciou 8 rokov, potom trvá interval 121,5 roka a ďalšie 2, tentoraz letné, sa vyskytujú s rovnakou frekvenciou 8 rokov. Zimné prechody Venuše potom možno pozorovať až po 105,8 rokoch. Pohyb Slnka a planét v nebeskej sfére. Pohyby Slnka a planét v nebeskej sfére odrážajú len ich viditeľné, teda pohyby, ktoré sa zdajú pozemskému pozorovateľovi. Navyše, akékoľvek pohyby svietidiel v nebeskej sfére nie sú spojené s dennou rotáciou Zeme, pretože tá sa reprodukuje rotáciou samotnej nebeskej sféry. Zmena rovníkových súradníc Slnka Keď je Slnko v jarnej rovnodennosti, jeho rektascenzia a deklinácia sú nulové. Každý deň sa zvyšuje rektascenzia a deklinácia Slnka a v bode letného slnovratu sa rektascenzia rovná 90 ° (6h) a deklinácia dosahuje maximálnu hodnotu +23 ° 26 ". Ďalej vpravo stúpanie sa stále zvyšuje a deklinácia klesá a v bode jesennej rovnodennosti nadobúdajú hodnoty 180° (12h) respektíve 0°. Potom sa rektascenzia stále zvyšuje a na zimný slnovrat rovná sa 270° (18h) a deklinácia dosiahne minimálnu hodnotu −23°26", po ktorej začne opäť rásť. Horné a dolné planéty V závislosti od charakteru pohybu v nebeskej sfére sa planéty delia na dve skupiny: nižšie (Merkúr, Venuša) a vyššie (všetky ostatné planéty okrem Zeme).
Ide o historicky zachované rozdelenie; používajú sa aj modernejšie pojmy - vnútorné a vonkajšie (vo vzťahu k obežnej dráhe Zeme) planéty. Pohyb nižších planét Merkúr a Venuša sa pri svojom pohybe v nebeskej sfére nikdy nevzdialia od Slnka (Merkúr - nie ďalej ako 18 ° - 28 °; Venuša - nie ďalej ako 45 ° - 48 °) a môžu byť buď na východ alebo na západ od neho. Okamih najväčšieho uhlového odsunu planéty na východ od Slnka sa nazýva východné alebo večerné predĺženie; na západ - západnou alebo rannou elongáciou. Pohyb horných planét Horné planéty tiež striedajú pohyb vpred a vzad. Keď je horná planéta viditeľná na západe krátko po západe Slnka, pohybuje sa v nebeskej sfére priamym pohybom, teda rovnakým smerom ako Slnko. Rýchlosť hornej planéty v nebeskej sfére je však vždy menšia ako rýchlosť Slnka, takže prichádza moment, keď planétu dobehne - planéta je spojená so Slnkom (to druhé je medzi Zemou a planéta). Keď Slnko predbehne planétu, stane sa viditeľným na východe, pred východom Slnka. Rýchlosť priameho pohybu postupne klesá, planéta sa zastaví a začne sa pohybovať medzi hviezdami z východu na západ, teda spätný pohyb. V strede oblúka svojho spätného pohybu sa planéta nachádza v bode nebeskej sféry, ktorý je opačný, ako je v tom momente Slnko. Táto poloha sa nazýva opozícia (Zem je medzi Slnkom a planétou). Po určitom čase sa planéta opäť zastaví a zmení smer svojho pohybu na priamku – a cyklus sa opakuje. Umiestnenie planéty 90° východne od Slnka sa nazýva východná kvadratúra a 90° západne západná kvadratúra. (1) - Letný slnovrat 21. júna, (2) - 16. augusta, (3) - rovnodennosť 23. septembra, (4) - zimný slnovrat 21. decembra. Kruh v obilí snímka 2 Zloženie slnečnej sústavyPlanéty - 8 veľkých planét so satelitmi a prstencami: Merkúr, Venuša, Zem (s Mesiacom), Mars (s Phobosom a Deimosom), Jupiter (s prstencom a najmenej 63 satelitmi), Saturn (so silným prstencom a min. 55 satelitov) – tieto planéty sú viditeľné voľným okom; Urán (objavený v roku 1781, s prstencom a najmenej 29 satelitmi), Neptún (objavený v roku 1846, s prstencom a najmenej 13 satelitmi). Trpasličí planéty – Pluto (objavený v roku 1930, jeho satelit Charon – bol planétou do 24.8.2006), Ceres (prvý asteroid objavený v roku 1801) a objekty Kuiperovho pásu: Eris (136199, objavený v roku 2003) a Sedna ( 90377, objavený v roku 2003). Vedľajšie planéty – asteroidy = (prvá Ceres bola objavená v roku 1801 – preradená do kategórie trpasličích planét), nachádzajúce sa prevažne v 4 pásoch: hlavný – medzi dráhami Marsu a Jupitera, Kuiperov pás – za dráhou Neptúna , Trójske kone: na obežnej dráhe Jupitera a Neptúna . Rozmery menej ako 800 km. Známych je takmer 300 000. Kométy sú malé telesá s priemerom do 100 km, zlepenec prachu a ľadu, pohybujúce sa po veľmi pretiahnutých dráhach. Oortov oblak (zásobník komét) na periférii Slnečnej sústavy (3000 - 160000 AU). Meteorické telesá - malé telesá od zrniek piesku po kamene s priemerom niekoľkých metrov (vznikli z komét a drvením asteroidov). Malé pri vstupe do zemskej atmosféry zhoria a tie, ktoré sa dostanú na Zem, sú meteority. Medziplanetárny prach - z komét a drviacich asteroidov. Medziplanetárny plyn - zo Slnka a planét, veľmi vzácny. Elektromagnetické žiarenie a gravitačné vlny. snímka 3 Slučkový pohyb planétViac ako 2000 rokov pred SV si ľudia všimli, že niektoré hviezdy sa po oblohe pohybujú – neskôr ich Gréci nazvali „putujúce“ – planéty. Súčasný názov planét je vypožičaný od starých Rimanov. Ukázalo sa, že planéty blúdia v súhvezdí zverokruhu. Keďže pri pozorovaní zo Zeme sa pohyb planét okolo Slnka prekrýva aj s pohybom Zeme na jej obežnej dráhe, pohybujú sa planéty na pozadí hviezd buď zo západu na východ (priamy pohyb), resp. z východu na západ (spätný pohyb). V roku 1539 bol poľský astronóm Mikuláš Koperník (1473-1543) schopný vysvetliť tento pohyb. Pre vnútorné, Venuša Pre vonkajšie, Mars Charakter viditeľného pohybu planéty závisí od toho, do ktorej skupiny patrí. snímka 4 Zdanlivý pohyb Marsu medzi hviezdami v období od 1.10.2007 do 1.4.2008 Venuša a Jupiter v lúčoch večerného úsvitu. Vzácny nebeský úkaz: päť planét slnečnej sústavy (všetky, ktoré možno vidieť voľným okom) sa stretáva na večernej oblohe! Od 13. mája do 16. mája 2002 bol v blízkosti „putujúcich svietidiel“ prítomný kosáčik mladého Mesiaca. snímka 5 Konfigurácia planétyPre spodnú (vnútornú) konjunkciu je planéta na priamom Slnko-Zem. horná je planéta za Slnkom (V2). spodná je planéta pred Slnkom (V4). predĺženie je uhlová vzdialenosť planéty od Slnka. mak: Ortuť-28o, Venuša-48o. východ - planéta je viditeľná na východe pred východom slnka v lúčoch úsvitu (V1). západná - planéta je viditeľná na západe v lúčoch večerného úsvitu po západe Slnka (V3). Inferior (vnútorné) - planéty, ktorých obežné dráhy sa nachádzajú vo vnútri obežnej dráhy zeme. Horné (vonkajšie) - planéty, ktorých obežné dráhy sú mimo obežnej dráhy Zeme. Konfigurácia - charakteristická vzájomná poloha planéty, Slnka a Zeme. Pre horné (vonkajšie) spojenie, planéta za Slnkom, na priamke Slnko-Zem (M1). opozícia - planéta za Zemou od Slnka - najlepší čas na pozorovanie vonkajších planét, je úplne osvetlená Slnkom (M3). kvadratúra - štvrť kruhu západná - planéta je pozorovaná na západnej strane (M4). východná - pozorovaná na východnej strane (M2). Druhy Vonkajšia planéta môže byť v akejkoľvek uhlovej vzdialenosti od Slnka. snímka 6 Podmienky viditeľnosti pre vnútorné planéty Vnútorné planéty sú najlepšie viditeľné v maximálnej vzdialenosti od Slnka (v predĺžení), ktorá je 28o pre Merkúr a 48o pre Venušu. Snímka 7 Obdobia planétPočas vývoja heliocentrického systému štruktúry sveta dostal Mikuláš Kopernik do roku 1539 vzorce (rovnice synodického obdobia) na výpočet periód revolúcie planét a prvýkrát ich vypočítal. Dolné (vnútorné) planéty obiehajú rýchlejšie ako Zem a horné (vonkajšie) planéty pomalšie. Siderický (T - hviezdny) - časový úsek, počas ktorého planéta na svojej obežnej dráhe voči hviezdam vykoná úplnú revolúciu okolo Slnka Synodický (S) - časový úsek medzi dvoma po sebe nasledujúcimi rovnakými konfiguráciami planéty. pre interné pre externé Snímka 8 V zenite je lom minimálny - zvyšuje sa so sklonom k horizontu až do 35 "a silne závisí od fyzikálnych vlastností atmosféry: zloženie, hustota, tlak, teplota. V dôsledku lomu je skutočná výška nebeských telies vždy menšia ako ich zdanlivá výška Tvar a uhlové rozmery svietidiel sú skreslené: pri východe a západe Slnka blízko horizontu sa disky Slnka a Mesiaca "splošťujú", pretože spodný okraj disku stúpa lomom silnejšie ako horný .Lom lúčov hviezdneho svetla v atmosférických vrstvách (prúdoch) rôznej hustoty spôsobuje blikanie hviezd - nerovnomerné zosilňovanie a zoslabovanie ich jasu, sprevádzané zmenami ich farby Astronomický lom - jav lomu (zakrivenia) svetelných lúčov pri prechode cez atmosféry, spôsobenej optickou nehomogenitou atmosféry. Refrakcia mení zenitovú vzdialenosť (výšku) svietidiel, čím sa obraz svietidiel "zdvihne" nad ich skutočnú polohu. Zobraziť všetky snímky Na konci XVI storočia. Dánsky astronóm I. Kepler, študujúci pohyb planét, objavil tri zákony ich pohybu. Na základe týchto zákonov odvodil I. Newton vzorec pre zákon univerzálnej gravitácie. Neskôr pomocou zákonov mechaniky I. Newton vyriešil problém dvoch telies – odvodil zákony, podľa ktorých sa jedno teleso pohybuje v gravitačnom poli druhého telesa. Dostal tri zovšeobecnené Keplerove zákony. Keplerov prvý zákon Vplyvom príťažlivej sily sa jedno nebeské teleso pohybuje v gravitačnom poli iného nebeského telesa pozdĺž jednej z kužeľosečiek - kružnice, elipsy, paraboly alebo hyperboly. Planéty sa pohybujú okolo Slnka po eliptickej dráhe (obr. 15.6). Bod na obežnej dráhe najbližšie k Slnku sa nazýva perihélium, najvzdialenejší aphelion. Čiara spájajúca ľubovoľný bod elipsy s ohniskom sa nazýva vektor polomeru ![]() Pomer vzdialenosti medzi ohniskami k hlavnej osi (najväčší priemer) sa nazýva výstrednosť e. Elipsa je tým pretiahnutejšia, čím väčšia je jej excentricita. Hlavná poloos elipsy a je priemerná vzdialenosť planéty od Slnka. Kométy a asteroidy sa pohybujú po eliptických dráhach. Kruh má e = 0, elipsa má 0< е < 1, у параболы е = 1, у гиперболы е > 1. Pohyb prirodzených a umelých satelitov okolo planét, pohyb jednej hviezdy okolo druhej v binárnom systéme sa tiež riadi týmto prvým zovšeobecneným Keplerovom zákonom. Druhý Keplerov zákon Každá planéta sa pohybuje takým spôsobom, že vektor polomeru planéty pokrýva rovnaké oblasti v rovnakých časových úsekoch. Planéta prechádza z bodu A do A" az B do B" v rovnakom čase. ![]() Inými slovami, planéta sa pohybuje najrýchlejšie v perihéliu a najpomalšie, keď je najďalej (v aféliu). Druhý Keplerov zákon teda určuje rýchlosť planéty. Je tým väčšia, čím je planéta bližšie k Slnku. Rýchlosť Halleyovej kométy v perihéliu je teda 55 km/s a v aféliu 0,9 km/s. Tretí Keplerov zákon Druhá mocnina hlavnej poloosi obežnej dráhy telesa, delená druhou mocninou periódy jeho otáčania a súčtu hmotností telies, je konštantná hodnota. Ak T je doba otáčania jedného telesa okolo druhého telesa v priemernej vzdialenosti A potom je tretí Keplerov zovšeobecnený zákon napísaný ako a 3 / [T 2 (M 1 + M 2)] \u003d G / 4π 2 kde M 1 a M 2 sú hmotnosti dvoch priťahovaných telies a G je gravitačná konštanta. Pre slnečnú sústavu je hmotnosť Slnka hmotnosťou ktorejkoľvek planéty a potom ![]() Pravá strana rovnice je konštanta pre všetky telesá slnečnej sústavy, čo tvrdí tretí Keplerov zákon, ktorý vedec získal z pozorovaní. Tretí zovšeobecnený Keplerov zákon umožňuje určiť hmotnosti planét z pohybu ich satelitov a hmotnosti dvojhviezd z prvkov ich obežných dráh. Pohyb planét a iných nebeských telies okolo Slnka pod vplyvom gravitácie prebieha podľa troch Keplerovych zákonov. Tieto zákony umožňujú vypočítať polohy planét a určiť ich hmotnosti z pohybu satelitov okolo nich. Astronómia. 11. ročník - Abstrakty z učebnice "Fyzika-11" (Myakishev, Bukhovtsev, Charugin) - Fyzika v triede Viditeľný pohyb planét Pohyby Slnka a planét v nebeskej sfére odrážajú len ich viditeľné, teda pohyby, ktoré sa zdajú pozemskému pozorovateľovi. Navyše, akékoľvek pohyby svietidiel v nebeskej sfére nie sú spojené s dennou rotáciou Zeme, pretože tá sa reprodukuje rotáciou samotnej nebeskej sféry.
|