Właściwa strona - http://www.wiw.pl/Astronomia/0301-sfera.asp Wiw Matematyka i przyroda: Astronomia Biologia Fizyka Matematyka Humanistyka: Historia Kultura antyczna Literatura Plastyka Inne: Szkoły wyższe Biblioteka Wszechświat w obrazkach Słowniki Nowinki Nowości 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 - Niebo w tym miesiącu - Eseje Szukacz Przeszukaj za pomocą Szukacza: witrynę Astronomia cały Wirtualny Wszechświat Przeszukaj inne witryny wydawnictwa Prószyński i S-ka Jak zadawać pytania? 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 = 90 o - h oznacza tzw. odległość zenitalną obiektu. Wzór powyższy określa refrakcję z dokładnością do około 1" dla z 75 o . 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 - strona główna | Astronomia i kosmologia | Biologia | Fizyka | Matematyka | Historia | Kultura antyczna | Literatura | Szkoła-Plastyka | Nowinki | Nowości | Szkoły wyższe | Biblioteka | Wszechświat w obrazkach | Słowniki | Copyright Prószyński i S-ka SA 2000. All rights reserved. Wszystkie prawa zastrzeżone.