Задания для практической работы по астрономии по теме "Описание основных элементов небесной сферы. Ознакомление с созвездиями "

Практическая работа № 2

Описание основных элементов небесной сферы.

Ознакомление с созвездиями

Цель: научиться пользоваться картой звёздного неба для поиска созвездий и звезд, познакомиться с основными элементами небесной сферы.

Средства обучения: методические рекомендации по выполнению практических работ, калькулятор, атлас звёздного неба.

Место проведения: учебная аудитория.

Виды самостоятельной работы:

• составление таблиц; чертежей;

• работа с картой звёздного неба.

• решение тренировочных заданий.

Краткая теоретическая справка

Небесной сферой называется воображаемая вспомогательная сфера произвольного радиуса, на которую проецируются все светила так, как их видит наблюдатель в определенный момент времени из определенной точки пространства.

Рис. 1. Основные линии и точки небесной сферы

Отвесная линия – прямая, проходящая через центр небесной сферы и точку наблюдения на поверхности Земли. Отвесная линия пересекается с поверхностью небесной сферы в двух точках — зените  (Z) над головой наблюдателя и  надире (Z’ ) под ногами наблюдателя.

Истинный (математический) горизонт – большой круг небесной сферы, плоскость которого перпендикулярна к отвесной линии. Истинный горизонт делит поверхность небесной сферы на две полусферы: видимую полусферу с вершиной в зените Z и невидимую полусферу с вершиной в надире Z'. Истинный горизонт не совпадает с видимым горизонтом вследствие приподнятости точки наблюдения над земной поверхностью, а также по причине искривления лучей света в атмосфере.

Круг высоты или вертикал светила – большой полукруг небесной сферы, проходящий через светило, зенит и надир. 

Ось мира – воображаемая линия, проходящая через центр мира, вокруг которой происходит вращение небесной сферы. Ось мира пересекается с поверхностью небесной сферы в двух точках – северном полюсе мира P и южном полюсе мира P’. Вращение небесной сферы происходит против часовой стрелки вокруг северного полюса, если смотреть на небесную сферу изнутри.

Угол наклона оси мира к плоскости математического горизонта (высота полюса мира) равен углу географической широты местности.

Небесный экватор – большой круг небесной сферы, плоскость которого перпендикулярна оси мира и проходит через центр небесной сферы. Небесный экватор делит небесную сферу на два полушария: северное и южное.

Круг склонения светила  – большой круг небесной сферы, проходящий через полюсы мира и данное светило.

Суточная параллель — малый круг небесной сферы, плоскость которого параллельна плоскости небесного экватора. Видимые суточные движения светил совершаются по суточным параллелям. Круги склонения и суточные параллели образуют на небесной сфере координатную сетку, задающую экваториальные координаты светила.

Небесный меридиан – большой круг небесной сферы, плоскость которого проходит через отвесную линию и ось мира. Небесный меридиан делит поверхность небесной сферы на два полушария: восточное полушарие и западное полушарие.

Полуденная линия – линия пересечения плоскости небесного меридиана и плоскости математического горизонта. Полуденная линия и небесный меридиан пересекают математический горизонт в двух точках: точке севера N и точке юга S. Точкой севера называется та, которая ближе к северному полюсу мира.

Эклиптика  – большой круг небесной сферы, по которому происходит видимое годовое движение Солнца. Плоскость эклиптики пересекается с плоскостью небесного экватора под углом ε = 23°26'.

Ось эклиптики пересекается с поверхностью небесной сферы в двух точках — северном полюсе эклиптики, лежащем в северном полушарии, и южном полюсе эклиптики, лежащем в южном полушарии.

Точки пересечения эклиптики с небесным экватором называются точками весеннего и осеннего равноденствий. Точка весеннего равноденствия находится в созвездии Рыб, дата весеннего равноденствия - 20(21) марта. Точка осеннего равноденствия находится в созвездии Девы; дата осеннего равноденствия - 22(23) сентября.

Точки, отстоящие на 90 от точек весеннего равноденствия, называются точками солнцестояний. Летнее солнцестояние приходится на 22 июня, зимнее солнцестояние - на 22 декабря.

Небесная сфера разбита на 88 созвездий, различающихся по площади, составу, структуре (конфигурации ярких звезд, образующих основной узор созвездия) и другим особенностям.

Созвездие – основная структурная единица разделения звездного неба – участок небесной сферы в строго определенных границах. В состав созвездия включаются все светила – проекции любых космических объектов (Солнца, Луны, планет, звезд, галактик и т.д.), наблюдаемых в данный момент времени на данном участке небесной сферы. Хотя положение отдельных светил на небесной сфере (Солнца, Луны, планет и даже звезд) изменяется со временем, взаимное положение созвездий на небесной сфере остается постоянным.

Таблица 3

Наиболее яркие звезды, видимые на территории России

Задания для аудиторной работы

1. Закончите предложение. Созвездием называют …

2. Используя карту звездного неба, внесите в соответствующие графы таблицы 4 схемы созвездий с яркими звездами. В каждом созвездии выделите наиболее яркую звезду и укажите ее название.

Таблица 4

1. Расположите следующие звезды в порядке убывания их блеска: Бетельгейзе, Спика, Альдебаран, Сириус, Арктур, Капелла, Процион, Вега, Альтаир, Поллукс.

2. Во сколько раз звезды 1-ой величины ярче звезд 6-ой величины?

Самостоятельная работа

Часть А

1. Постройте чертёж небесной сферы и укажите название точек и линий небесной сферы, обозначенных цифрами 1 – 14.

1. По таблице звездных величин определите звездную величину звезд β Персея, γ Кассиопеи, α Малой Медведицы, α Лиры и α Лебедя.

2. По звездному атласу определите, какие созвездия пересекает эклиптика.

3. В каких точках Земли Северный полюс мира совпадает с зенитом? с точкой севера? с надиром?

Вариант 1

Часть В

1. По каким кругам небесной сферы: большим или малым – перемещается Солнце в суточном движении в дни равноденствий?

2. По звездному атласу определите, какие созвездия пересекает эклиптика.

3. Опишите, какие суточные круги описывали бы звезды, если бы астрономические наблюдения проводились на Северном полюсе.

Часть С

1. Выпишите все звезды, имеющие буквенные обозначения, из созвездия Большая медведица с указанием их свойств (по атласу звёздного неба).

Вариант 2

Часть В

1. По каким кругам небесной сферы: большим или малым – перемещается Солнце в суточном движении в дни солнцестояний?

2. По атласу звездного неба определите, какие созвездия пересекает Млечный Путь.

3. Опишите, какие суточные круги описывали бы звезды, если бы астрономические наблюдения проводились на экваторе.

Часть С

1. Выпишите все звезды, имеющие буквенные обозначения, из созвездия Ориона с указанием их свойств (по атласу звёздного неба).

Контрольные вопросы

1.  Что называют созвездием, как они изображены на карте звездного неба?

2. Как отыскать на карте Полярную звезду?

3. Почему Полярная звезда не меняет своего положения относительно горизонта при суточном движении неба?

4. Как располагается ось мира относительно земной оси, относительно плоскости небесного меридиана?

5. В каких точках небесный экватор пересекается с линией горизонта?

6. В каком направлении относительно сторон горизонта вращается Земля вокруг своей оси?

7. В каких точках центральный меридиан пересекается с горизонтом?

Критерии оценивания

Отметка «отлично» ставится, если правильно выполнены задания аудиторной работы, частей А, В, С самостоятельной работы и даны ответы на контрольные вопросы.

Отметка «хорошо» ставится, если правильно выполнены задания аудиторной работы, частей А, В самостоятельной работы и даны ответы на контрольные вопросы.

Отметка «удовлетворительно» ставится, если правильно выполнены задания аудиторной работы, части А самостоятельной работы и даны ответы на контрольные вопросы.

Отметка «неудовлетворительно» ставится, если с ошибками выполнены задания аудиторной работы, части А самостоятельной работы.

Требования к отчету

После выполнения работы студент обязан продемонстрировать преподавателю отчёт о выполненной работе, содержащий:

• порядковый номер и наименование практической работы;

• цель практической работы;

• ход выполнения работы, включающий в себя решенные задания аудиторной и самостоятельной работ;

• ответы на контрольные вопросы;

• вывод о выполненном задании.