Способы определения географической широты астрономия 11 класс кратко

§ 5. СПОСОБЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ШИРОТЫ

1. Высота полюса мира и географическая широта места наблюдения. В одно и то же время вид звездного неба на различных географических широтах неодинаков. Так, например, в Москве высота Полярной звезды около 56°, в Мурманске 68°, во Владивостоке 43°. Поскольку Полярная звезда отстоит от северного полюса мира примерно на 1° (ее склонение δ≈ 89°16′), то и высота полюса мира на разных широтах будет различной. Докажем, что всюду высота полюса мира ( h_p ) равна географической широте места наблюдения (φ). Для этого рассмотрим рисунок 15.

В точке О на поверхности Земли находится наблюдатель. AO ₁ D = φ — географическая широта места наблюдения (О). Продолжив радиус Земли OO ₁ , получим направление отвесной линии OZ . Плоскость горизонта, как вы знаете, перпендикулярна отвесной линии и проходит через точку, в которой находится наблюдатель. Следовательно, касательная SN —полуденная линия. Наблюдатель видит северный полюс мира в направлении ОР (ось мира параллельна оси Земли). PON — высота полюса мира ( h_p . ). Легко видеть, что PON = AO ₁ O (как углы с соответственно перпендикулярными сторонами). Следовательно,

т. е. высота полюса мира равна географической широте места наблюдения. Поэтому приближенно географическую широту места наблюдения можно определить, измерив высоту Полярной звезды.

Рис. 15. Высота полюса мира равна географической широте.

Рис. 16. Небесная сфера в проекции на плоскость меридиана.

2. Суточное движение звезд на разныхширотах. Мы знаем (§ 3.3), как происходит суточное вращение звезд на средних широтах (0°

Географическая широта Северного полюса Земли φ = 90°. Значит, там северный полюс мира находится в зените ( h_p = 90°), небесный экватор совпадает с горизонтом, а звезды описывают свои суточные пути над горизонтом, двигаясь параллельно ему, и не заходят. Полярную звезду наблюдатель будет видеть у себя над головой.

Географическая широта точек земного экватора φ= 0°. Полярная звезда видна там вблизи горизонта ( h_p = 0°). Плоскость небесного экватора перпендикулярна к плоскости горизонта. Все звезды на земном экваторе восходят и заходят, а их суточные пути расположены отвесно по отношению к горизонту. Следовательно, уже по расположению суточных параллелей по отношению к горизонту можно получить представление о географической широте места.

3*. Связь между δ, z (или h ) и φ. Некоторые важные для практических целей соотношения легко получить, проецируя сферу на плоскость небесного меридиана (рис. 16). В точке M ₁ находится светило, верхняя кульминация которого происходит к югу от зенита (склонение светила δ₁ а зенитное расстояние z ₁ ). ,так как , а Поскольку то

. (3)

Учитывая, что (1), равенство (3) можно представить в виде:

(3′)

Теперь рассмотрим светило, верхняя кульминация которого происходит к северу от зенита (например в точке ). Находим, что, , а . Так как то:

, (4)

или с учетом зависимости (1)

(4′)

Из формул (3′) и (4′) следует, что, измерив в момент верхней кульминации высоту (зенитное расстояние) светила и взяв из каталога склонение этого светила, можно вычислить географическую широту места наблюдения. Формулы (3) и (4) легко объединить в одну:

(5)

Если же географическая широта известна, то легко вычислить высоту светила в верхней кульминации:

(3»)

(для светила, кульминирующего к югу от зенита);

(4»)

(для светила, кульминирующего к северу от зенита).

Пример 1. Какой наибольшей высоты достигает Вега (δ = +38°47′) в Москве (φ= 55° 45′)?

Источник

§ 4. Определение географической широты

1. Что такое кульминация светила?

Кульминация — явление прохождения светилом небесного меридиана называется.

2. Какие точки называются точками восхода и захода светила?

Точка восхода светила — точка пересечения суточной параллели светила с восточной частью истинного горизонта.

Точка захода светила — точка пересечения с западной частью истинного горизонта.

3. Как изменяются при суточном движении светила его высота, прямое восхождение, склонение?

При суточном движении светила его высота непрерывно изменяется, сначала возрастает, от восхода до момента верхней кульминации, затем уменьшается. Прямое восхождение и склонение при суточном движении остаются неизменны.

4. Как приближенно определить географическую широту места, наблюдая за Полярной звездой?

Географическая широта места наблюдения приблизительно равна высоте Полярной звезды над горизонтом.

5. Найдите интервал склонений звёзд, которые на данной широте: а) никогда не восходят; б) никогда не заходят; в) могут восходить и заходить.

Светило восходит и заходит на данной широте, если

Светило будет незаходящим или невосходящим, если

6. Определите географическую широту места наблюдения, если звезда Вега проходит через точку зенита.

Ответ: φ = 38 ° 4 7 ′ φ=38°47′ φ = 38°4 7 ′ с.ш.

7. Высота Солнца в моменты верхней и нижней кульминаций соответственно равна 37° и 10°. Определите географическую широту места наблюдения, склонение Солнца и дату наблюдения.

Дано:

Найти:

Решение:

Используем формулу определения географической широты местности:

Тогда для верхней кульминации:

Почленно сложим оба уравнения и выразим склонение:

δ = h в + h н 2 = 37 ° + 10 ° 2 = 23.5 ° . \delta=\dfrac<2>=\dfrac<37°+10°><2>=23.5°. δ = 2 h в + h н = 2 37° + 10° = 23.5°.

Тогда географическая широта:

Дату наблюдения можно определить по календарю по датам равноденствия и солнцестояния и используя вычисленное склонение. В нашем случае наблюдение Солнца происходило: в северном полушарии, где склонение равно +23,50 — 22 июня, и в южном полушарии — 22 декабря.

Источник

АСТРОНОМИЯ (11 класс) Тема: Способы определения географической широты.

АСТРОНОМИЯ (11 класс)

Тема: Способы определения географической широты.

Цели урока : ∙ ознакомить учащихся с высотой полюса мира и о способах ее определения;

∙ развивать у учащихся практические умения при использовании КЗН (карта звёздного неба) и модели небесной сферы;

∙ воспитывать сознательное отношение к учебе и заинтересованность в изучении астрономии.

Оборудование: КЗН, модель небесной сферы.

Повторение домашнего задания.

∙ Контрольные вопросы 1-3 к § 4.

Изучение нового материала

∙ Высота полюса мира и географическая широта места наблюдения.

∙ Суточное движение звезд на разных широтах.

∙ Связь между склонением светила δ , зенитным расстоянием z (или высотой h ) и географической широтой места наблюдения φ .

Высота полюса мира .

По определению, географическая широта – это угол между плоскостью экватора и радиусом Земли, прове-денным в данную точку, а высота полюса мира h _p – это угол между осью мира и линией NO , лежащей в плоскости горизонта. Плоскость горизонта перпендикулярна отвесной линии и проходит через точку О, в которой находится наблюдатель. Следовательно, касательная SN – полуденная линия. Наблюдатель видит северный полюс мира в направлении ОР (ось мира параллельна оси Земли). Угол РО N – высота полюса мира ( h _p ). Угол РО N = φ (как углы с соответственно перпендикулярными сторонами). Следовательно, вы-сота полюса мира ( h _p ) равна географической широте места наблюдения (φ): h _p = φ. Поэтому географи-ческую широту можно определить приближенно, измерив высоту Полярной звезды.

Вид звездного неба на различных широтах .

В одно и то же время вид звездного неба на различных географических широтах неодинаков. За календарный год перед наблюдателем проходит весь КАЛЕЙДОСКОП звездного неба (но днем звезды не видны, поэтому мы наблюдаем небо только одного – Северного – полушария). Т.к. Полярная звезда отстоит от северного полюса мира примерно на 1°, то и высота полюса мира на различных широтах будет различной.

На северном полюсе (φ = 90°) северный полюс мира находится в зените ( h _p = 90°). Небесный экватор QQ ˊ совпадает с горизонтом SN : звезды описывают суточные пути над горизонтом, двигаясь параллельно ему и не заходят. Полярную звезду наблюдатель будет видеть у себя над головой.

На экваторе (φ = 0°) Полярная звезда там видна вблизи горизонта ( h _p = 0°). Плоскость небесного экватора перпендикулярна к плоскости горизонта. Все звезды на земном экваторе восходят и заходят, а их суточные пути расположены отвесно по отношению к горизонту.

∙ с учебника: вопросы 1 – 3 (к § 5).

∙ работа с моделью небесной сферы

— работа с КЗН (разбор восходящих и заходящих, незаходящих, не восходящих светил).

Подведение итогов урока.

Домашнее задание: § 5. Контрольные вопросы-задания 5, 7, 8 к § 5. Продолжить подготовку рефератов для семинарского занятия по теме «Первые астрономические обсерватории» и «Первые календари».

Источник

Способы определения географической широты астрономия 11 класс кратко

Войти через uID

—>

—>

—>Главная » —>Статьи » Астрономия

Определение географической широты

Кульминация (от лат. culmen, род.падеж culminis — вершина) — явление прохождения небесного светила через небесный меридиан.

Различают верхнюю и нижнюю кульминации. В верхней кульминации светило при суточном движении находится в наивысшей точке над горизонтом, ближайшей точке зенита. Нижняя кульминация светила более удалена от точки зенита, чем верхняя кульминация, и происходит через половину суток после верхней кульминации.

Кульминация светил (смотри рисунок сверху):

М₁ — верхняя кульминация восходящей и заходящей звезды;

М₂ и М₃ — верхние кульминации незаходящих звёзд;

М₄ — верхняя кульминация невосходящей звезды;

М’₁ — нижняя кульминация восходящей и заходящей звезды;

M’₂ и M’₃ — нижние кульминации незаходящих звёзд;

M’₄ — нижняя кульминация невосходящей звезды.

Высота звезды (М₁ и М₂) в верхней кульминации (h_B), которая находится по разные стороны от зенита с нижней кульминацией, определяется по формуле:

где — географическая широта места наблюдения, — склонение светила.

Высота звезды (М₃) в верхней кульминации (h’_B), которая находится по одну сторону от зенита с нижней кульминацией, определяется по формуле:

Высота звезды (M’₁ и M’₂) в нижней кульминации (h_Н ):

Определение географической широты местности () по астрономическим наблюдениям:

1-й способ (по измерениям высот звезды в верхней и нижней кульминациях, находящихся по одну сторону от зенита):

2-й способ (по измерениям верхней кульминации):

Знак «+» ставится, когда кульминации происходят по разные стороны от зенита. Знак «-» ставится, когда кульминации происходят по одну сторону от зенита.

Источник