Astronomia
  Wiw.pl   Na bieżąco:  Informacje   Co nowego   Matematyka i przyroda:  Astronomia   Biologia   Fizyka   Matematyka   Modelowanie rzeczywistości   Humanistyka:  Filozofia   Historia   Kultura antyczna   Literatura   Sztuka   Czytaj:  Biblioteka   Delta   Wielcy i więksi   Przydatne:  Słowniki   Co i gdzie studiować   Wszechświat w obrazkach    
  Jesteś tutaj:   Wirtualny Wszechświat > Astronomia > Astronomia sferyczna i praktyczna  
  Tematy
- Historia astronomii
- Narzędzia i metody astronomii
- Astronomia sferyczna i praktyczna
- Sfera niebieska
- Czas i kalendarz
- Astronomia praktyczna i figura Ziemi
- Badania kosmiczne
- Układ Słoneczny
- Słońce
- Galaktyki
- Kosmologia
- Gwiazdozbiory całego roku
- Eseje

  Szukacz




Sfera niebieska
 
 [ 1 ]   [ 2 ]   [ 3 ]

Wygląd nieba w pogodną noc sugerował od najdawniejszych czasów, że wszystkie gwiazdy umieszczone są na niewidocznej, ogromnej, obracającej się sferze, w której środku znajduje się Ziemia. Poznanie ruchów ciał na sferze niebieskiej, w większości widocznych gołym okiem, ma podstawowe znaczenie dla wyjaśnienia najpowszechniejszych zjawisk zachodzących na Ziemi, jak wschody i zachody, pory roku, zaćmienia, czy nawet elementarnych faktów dotyczących budowy Układu Słonecznego. Do orientowania się na sferze, a więc również na sferze niebieskiej, posłużą nam podstawowe wiadomości z trygonometrii sferycznej. Sprowadzają się one do trzech wzorów, opisujących zależności między elementami trójkąta sferycznego. Trójkątem sferycznym (rysunek) nazwiemy trójkąt na sferze, utworzony przez trzy łuki kół (a właściwie okręgów) wielkich, przy czym koło wielkie to takie koło na sferze, którego płaszczyzna przechodzi przez jej środek. Łuki kół wielkich są bokami trójkąta sferycznego, a miarą boku jest kąt środkowy oparty na reprezentującym go łuku. Kątem trójkąta sferycznego jest kąt między stycznymi do boków, poprowadzonymi z odpowiedniego wierzchołka. Przy tradycyjnych oznaczeniach boków (a, b, c) i kątów (A, B, C) trójkąta, gdy naprzeciwko elementu oznaczonego małą literą leży element oznaczony dużą literą, trzy podstawowe wzory mają postać:

Wzory te, zwane, odpowiednio, wzorem cosinusów, sinusów i pięciu elementów, umożliwiają wyznaczenie trzech brakujących elementów, gdy znane są dowolne trzy.

  >>>
Trójkąt sferyczny o tradycyjnie nazwanych bokach i kątach.

Do bardzo przybliżonej orientacji na niebie może wystarczyć znajomość najważniejszych gwiazdozbiorów, lecz do precyzyjnego opisu zjawisk i ruchów ciał niebieskich niezbędne jest wprowadzenie współrzędnych niebieskich. Każdy układ współrzędnych niebieskich jest konstrukcją analogiczną do układu współrzędnych geograficznych, tzn. ma oś, a więc zarazem leżący w płaszczyźnie do niej prostopadłej "równik", oraz "południk zerowy". Oś i "równik" narzuca przyroda, natomiast "południk zerowy" jest umowny. Każdy układ ma swoje "bieguny" (leżące na symbolicznych końcach osi), "południki" (koła wielkie przechodzące przez te "bieguny") i "równoleżniki" (koła małe o płaszczyznach równoległych do płaszczyzny "równika"). Jedna współrzędna, odpowiadająca długości geograficznej, jest kątem między płaszczyzną "południka" obiektu i "południka zerowego", druga - odpowiadająca szerokości - kątem między kierunkiem na obiekt i płaszczyzną "równika". Układ współrzędnych można wprowadzić w zależności od potrzeb w różny sposób. W najprostszym przypadku osią może być kierunek pionowy, a co za tym idzie "równikiem" będzie horyzont, "biegunami" najwyższy i najniższy punkt sfery niebieskiej (zenit i nadir), a "południkami" - przechodzące przez nie tzw. koła wierzchołkowe. Na mocy umowy zerowym kołem wierzchołkowym jest to, które przechodzi przez punkt południa (S). W ten sposób określiliśmy układ współrzędnych horyzontalnych (rysunek), którego siatka jest związana z Ziemią i obserwatorem. Położenie gwiazdy opisują w nim dwa kąty: azymut (a), czyli kąt między kołem wierzchołkowym gwiazdy i kołem zerowym, liczony dodatnio ku zachodowi, oraz wysokość (h), czyli kąt między kierunkiem na gwiazdę i płaszczyzną horyzontu, mierzona dodatnio ku zenitowi. Zauważamy, że współrzędne horyzontalne każdej gwiazdy zmieniają się w czasie wskutek dziennego obrotu nieba, nie nadają się więc np. do katalogowania gwiazd, za to łatwo je w każdej chwili wyznaczyć za pomocą teodolitu.

  >>>
Układ współrzędnych horyzontalnych: a - azymut, h - wysokość, Z - zenit, Pn - północny biegun nieba.

Przy precyzyjnych pomiarach wysokości gwiazd trzeba uwzględnić zakrzywienie promienia świetlnego przechodzącego przez atmosferę. W wyniku tego zjawiska, zwanego refrakcją, wszystkie gwiazdy widać nieco wyżej, niż gdyby atmosfery nie było. Kąt, o jaki zostaje zakrzywiony promień światła, nazywa się też refrakcją (R) i określony jest przybliżonym wzorem:

gdzie z = 90o - h oznacza tzw. odległość zenitalną obiektu. Wzór powyższy określa refrakcję z dokładnością do około 1" dla z < 75o. Przy horyzoncie refrakcja zmienia się z odległością zenitalną tak gwałtownie, że np. dolny brzeg tarczy Słońca czy Księżyca jest wyraźnie bardziej podniesiony niż górny, co widać jako spłaszczenie tarczy. Atmosfera powoduje też pochłanianie i rozpraszanie światła gwiazd - czyli ekstynkcję (atmosferyczną). Jej skutkiem jest obniżenie widomej jasności gwiazd, a ponieważ ekstynkcja jest większa dla krótszych fal świetlnych, do obserwatora dociera światło z względnym nadmiarem promieniowania długofalowego. Objawia się to w poczerwienieniu ciał niebieskich blisko horyzontu, tj. gdy droga światła w atmosferze jest długa. Wszelkie zaburzenia w atmosferze są źródłem szybkich, drobnych zmian ekstynkcji (przejawiających się jako migotanie gwiazd) i zmian refrakcji (widocznych jako tzw. seeing).

 [ 1 ]   [ 2 ]   [ 3 ]

Wiw.pl  |  Na bieżąco  |  Informacje  |  Co nowego  |  Matematyka i przyroda  |  Astronomia  |  Biologia  |  Fizyka  |  Matematyka  |  Modelowanie rzeczywistości  |  Humanistyka  |  Filozofia  |  Historia  |  Kultura antyczna  |  Literatura  |  Sztuka  |  Czytaj  |  Biblioteka  |  Delta  |  Wielcy i więksi  |  Przydatne  |  Słowniki  |  Co i gdzie studiować  |  Wszechświat w obrazkach