Рефератвыполнила Белая Екатерина
11-Гкласс
Определение географической широты в древние времена. В древниевремена, и особенно в эпоху Великих географических открытий, определениекоординат места было необходимой и первоочередной задачей. На каждом кораблебыл астроном, который с помощью простейших инструментов был способен определитьшироту и долготу местонахождения судна.
Долгое время для определение координат использовали якобсштаб –инструмент, представляющий собой длинную градуированную планку, снабженнуюболее короткой подвижной поперечной перекладиной. При визированиии нужно былоприставить конец планки к глазу, а поперечную перекладину двигать до тех пор,пока ее нижний конец не коснется горизонта, а верхний – данной звезды илиСолнца. Таким образом определялась высота светила, а с ее помощью – широтаместа и время. Якобсштаб использовался до середины XVIIIв., пока не былвытеснен зеркальным секстантом – астрономический угломерный инструмент,состоящий из зрительной трубы, двух зеркал, светофильтров и шкалы. Секстант былнастолько важен для мореплавателей, что его даже поместили на небо, назвав этимсловом созвездие.
Система географических координат на поверхности Земли. Земной шарделится плоскостью экватора на два равных полушария –Северное и Южное.Плоскость экватора перпендикулярна к оси вращения Земли. Ось вращенияпересекается с земной поверхностью в Северном и Южном полюсах Земли.
Если мысленно пересечь земной шар плоскостями, параллельнымиэкватору, получаются окружности – параллели. Земной шар можно мысленно пересечьперпендикулярными к экватору и проходящими через земную ось плоскостями,которые носят название плоскостей меридианов, а линии, образованные их пересечениемс поверхностью земного шара называются меридианами. Любая точка на поверхностиземного шара может быть задана двумя координатами. Одна координата называетсядолготой и отсчитывается от нулевого, условно принятого меридиана, проходящегочерез Гринвичскую обсерваторию. Вторая координата называется широтой иотсчитывается от земного экватора к полюсам.
Высота полюса мира над горизонтом. Высота полюса мира надгоризонтом hp=Ð PCN, а географическаяширота места j=Ð COR. Эти два угла (Ð PCN и Ð COR) равны как углы совзаимно перпендикулярными сторонами: [ОС]^ [CN],[OR]^[CP]. Равенство этихуглов дает простейший способ определения географической широты местности j: угловое расстояние полюса мира от горизонта равно географическойшироте местности. Чтобы определить географическую широту местности, достаточноизмерить высоту полюса мира над горизонтом, так как:
hp=j.
/>
Суточноедвижение светил на различных широтах. С изменением географической широты местанаблюдения меняется ориентация оси вращения небесной сферы относительногоризонта. Необходимо рассмотреть, какими будут видимые движения небесныхсветил в районе Северного полюса, на экваторе и на средних широтах Земли.
На полюсе Земли полюс мира находится в зените, и звезды движутсяпо кругам, параллельным горизонту. Здесь звезды не заходят и не восходят, ихвысота над горизонтом неизменная.
На средних географических широтах существуют как восходящие изаходящие звезды, так и те, которые никогда не опускаются под горизонт.Например, околополярные созвездия на географических широтах СССР никогда незаходят. Созвездия, расположенные дальше от северного полюса мира, показываютсяненадолго над горизонтом. А созвездия, лежащие около южного полюса мира,являются невосходящими.
Но чем дальше продвигаешься к югу, тем больше можно увидеть южных созвездий.На земном экваторе, если бы днем не мешало Солнце, за сутки можно было быувидеть созвездия всего земного неба.
Для наблюдателя на экваторе все звезды восходят и заходятперпендикулярно плоскости горизонта. Каждая звезда здесь проходит над горизонтомровно половину своего пути. Северный полюс мира для него совпадает с точкойсевера, а южный полюс мира – с точкой юга. Ось мира расположена в плоскости горизонта.
Высота светил в кульминации. Полюс мира при кажущемся вращениинеба, отражающем вращение земли вокруг оси, занимает неизменное положение надгоризонтом на данной широте. Звезды за сутки описывают над горизонтом вокругоси мира круги, параллельные небесному экватору. При этом каждое светило засутки дважды пересекает небесный меридиан.
Явления прохождения светил через небесный меридиан называютсякульминациями. В верхней кульминации высота светила максимальна, в нижнейкульминации — минимальна. Промежуток времени между кульминациями равен половинесуток.
У не заходящего на данной широте j светила М видны обе кульминации, у звезд, которые восходят изаходят, нижняя кульминация происходит под горизонтом, ниже точки севера. Усветила М4, находящегося далеко к югу от небесного экватора, обекульминации могут быть невидимы.
Момент верхней кульминации центра Солнца называется истиннымполднем, а момент нижней кульминации – истинной полночью.
Найдем зависимость между высотой h светила М в верхнейкульминации, его склонением d и широтой местности j. ZZ/ — отвесная линия, РР/ — ось мира, QQ/ — проекция небесногоэкватора, NS – линия горизонта на плоскость небесного меридиана (PZSP/N).
Высота полюса мира над горизонтом равна географической широтеместа, т. е. hp= j. Следовательно, уголмежду полуденной линией NS и осью мира РР/ равен широте местности j, т.е. ÐPON=hp= j. Очевидно, что наклон плоскости небесного экватора к горизонту,измеряемый Ð QOS, будет равен 900-j, так как Ð QOZ=Ð PON как углы с взаимноперпендикулярными сторонами. Тогда звезда М со склонением d, кульминирующая к югу от зенита, имеет в верхней кульминациивысоту
h=90о — j + d.
Из этой формулы видно, что географическую широту можно определить,измеряя высоту любого светила с известным склонением d в верхней кульминации. При этом следует учитывать, что еслисветило в момент кульминации находится к югу от экватора, то его склонениеотрицательно.
/>