Gyvybė mūsų planetoje priklauso nuo saulės šviesos ir šilumos kiekio. Baisu net akimirką įsivaizduoti, kas būtų nutikę, jei danguje nebūtų buvę tokios žvaigždės kaip Saulė. Kiekvienam žolės ašmeniui, kiekvienam lapui, kiekvienai gėlei reikia šilumos ir šviesos, kaip žmonėms ore.
Saulės spindulių kritimo kampas lygus saulės aukščiui virš horizonto
Saulės šviesos ir šilumos kiekis, pasiekiantis žemės paviršių, yra tiesiogiai proporcingas spindulių kritimo kampui. Saulės spinduliai gali smogti į Žemę nuo 0 iki 90 laipsnių kampu. Spindulių smūgio į žemę kampas yra skirtingas, nes mūsų planeta yra sferinė. Kuo jis didesnis, tuo lengvesnis ir šiltesnis.
Taigi, jei spindulys ateina 0 laipsnių kampu, jis tik slysta žemės paviršiumi jo nekaitindamas. Šis kritimo kampas yra Šiaurės ir Pietų ašigalyje, už poliarinio rato. Tiesiu kampu saulės spinduliai krinta į pusiaują ir paviršių tarp pietų ir
Jei saulės spindulių į žemę kampas yra tiesus, tai rodo
Taigi spinduliai žemės paviršiuje ir saulės aukštis virš horizonto yra vienodi. Jie priklauso nuo geografinės platumos. Kuo arčiau nulinės platumos, tuo spindulių kritimo kampas arčiau 90 laipsnių, kuo aukščiau saulė yra virš horizonto, tuo ji šiltesnė ir šviesesnė.
Kaip saulė keičia savo aukštį virš horizonto
Saulės aukštis virš horizonto nėra pastovus. Atvirkščiai, ji nuolat keičiasi. To priežastis yra nuolatinis Žemės planetos judėjimas aplink žvaigždę Saulę, taip pat Žemės planetos sukimasis aplink savo ašį. Dėl to diena seka naktį, o metų laikai seka vienas kitą.
Teritorija tarp tropikų čia gauna daugiausiai šilumos ir šviesos dienos ir nakties trukmės beveik vienoda, o saulė zenite būna 2 kartus per metus.
Virš poliarinio rato esantis paviršius gauna mažiau šilumos ir šviesos, čia yra tokios sąvokos kaip naktis, kuri trunka apie šešis mėnesius.
Rudens ir pavasario lygiadienio dienos
Yra 4 pagrindinės astrologinės datos, kurias lemia saulės aukštis virš horizonto. Rugsėjo 23 ir kovo 21 dienos yra rudens ir pavasario lygiadienio dienos. Tai reiškia, kad saulės aukštis virš horizonto rugsėjo ir kovo mėnesiais šiomis dienomis siekia 90 laipsnių.
Pietinės ir yra vienodai apšviestos saulės, o nakties trukmė yra lygi dienos ilgumui. Kai Šiaurės pusrutulyje prasideda astrologinis ruduo, tai yra pavasaris, atvirkščiai, pietų pusrutulyje. Tą patį galima pasakyti apie žiemą ir vasarą. Jei pietiniame pusrutulyje žiema, tai šiauriniame pusrutulyje vasara.
Vasaros ir žiemos saulėgrįžos dienos
Birželio 22 ir gruodžio 22 dienos yra vasaros dienos, o gruodžio 22 diena yra trumpiausia diena ir ilgiausia naktis Šiaurės pusrutulyje, o žiemos saulė yra žemiausiame aukštyje virš horizonto per visus metus.
Virš 66,5 laipsnių platumos saulė yra žemiau horizonto ir nekyla. Šis reiškinys, kai žiemos saulė nepakyla į horizontą, vadinamas poliarine naktimi. Trumpiausia naktis būna 67 laipsnių platumos ir trunka tik 2 dienas, o ilgiausia naktis būna ties ašigaliais ir trunka 6 mėnesius!
Gruodis yra visų metų mėnuo, kai naktys yra ilgiausios Šiaurės pusrutulyje. Žmonės Centrinėje Rusijoje pabunda į darbą tamsoje ir grįžta tamsoje. Daugeliui tai sunkus mėnuo, nes saulės šviesos trūkumas turi įtakos fizinei ir psichinei žmonių savijautai. Dėl šios priežasties netgi gali išsivystyti depresija.
2016 m. Maskvoje gruodžio 1 d. saulėtekis 08.33 val. Šiuo atveju dienos ilgumas bus 7 valandos 29 minutės. Tai bus labai anksti, 16.03 val. Naktį bus 16 valandos 31 minutės. Taigi paaiškėja, kad nakties trukmė yra 2 kartus didesnė už dienos ilgį!
Šiemet žiemos saulėgrįža yra gruodžio 21 d. Trumpiausia diena truks lygiai 7 valandas. Tada ta pati situacija tęsis 2 dienas. O nuo gruodžio 24 d., diena pamažu, bet užtikrintai pradės nešti pelną.
Vidutiniškai per dieną bus pridėta viena minutė dienos šviesos. Mėnesio pabaigoje saulėtekis gruodį bus lygiai 9 val., tai yra 27 minutėmis vėliau nei gruodžio 1 d.
Birželio 22-oji yra vasaros saulėgrįža. Viskas vyksta visiškai priešingai. Ištisus metus ši data yra ilgiausia diena ir trumpiausia naktis. Tai taikoma šiauriniam pusrutuliui.
Južnyje yra atvirkščiai. Su šia diena siejami įdomūs gamtos reiškiniai. Virš poliarinio rato prasideda poliarinė diena, 6 mėnesius saulė nenusileidžia žemiau horizonto prie Šiaurės ašigalio. Birželio mėnesį Sankt Peterburge prasideda paslaptingos baltosios naktys. Jie trunka maždaug nuo birželio vidurio nuo dviejų iki trijų savaičių.
Visos šios 4 astrologinės datos gali keistis 1-2 dienomis, nes saulės metai ne visada sutampa su kalendoriniais metais. Poslinkiai taip pat vyksta keliamaisiais metais.
Saulės aukštis virš horizonto ir klimato sąlygos
Saulė yra vienas iš svarbiausių klimatą formuojančių veiksnių. Priklausomai nuo to, kaip pasikeitė saulės aukštis virš horizonto tam tikrame žemės paviršiaus plote, keičiasi klimato sąlygos ir metų laikai.
Pavyzdžiui, Tolimojoje Šiaurėje saulės spinduliai krenta labai mažu kampu ir slysta tik žemės paviršiumi, jo visiškai nekaitindami. Dėl šio faktoriaus klimatas čia itin atšiaurus, amžinas įšalas, šaltos žiemos su stingdančiais vėjais ir sniegu.
Kuo aukščiau saulės aukštis virš horizonto, tuo šiltesnis klimatas. Pavyzdžiui, ties pusiauju neįprastai karšta ir atogrąžų. Sezoniniai svyravimai pusiaujo regione taip pat praktiškai nejaučiami, čia amžina vasara.
Saulės aukščio virš horizonto matavimas
Kaip sakoma, viskas išradinga yra paprasta. Taip yra čia. Prietaisas saulės aukščiui virš horizonto matuoti yra tiesiog paprastas. Tai horizontalus paviršius, kurio viduryje yra 1 metro ilgio stulpas. Saulėtą dieną vidurdienį stulpas meta trumpiausią šešėlį. Šio trumpiausio šešėlio pagalba atliekami skaičiavimai ir matavimai. Turite išmatuoti kampą tarp šešėlio galo ir segmento, jungiančio stulpo galą su šešėlio galu. Ši kampo vertė bus saulės kampas virš horizonto. Šis prietaisas vadinamas gnomonu.
Gnomonas yra senovės astrologinis įrankis. Yra ir kitų saulės aukščio virš horizonto matavimo prietaisų, tokių kaip sekstantas, kvadrantas ir astrolabija.
Tam tikroje srityje kiekviena žvaigždė visada pasiekia kulminaciją tame pačiame aukštyje virš horizonto, nes jos kampinis atstumas nuo dangaus ašigalio ir nuo dangaus pusiaujo išlieka nepakitęs. Saulė ir Mėnulis keičia aukštį, kuriame jie pasiekia kulminaciją. Iš to galime daryti išvadą, kad jų padėtis žvaigždžių atžvilgiu (deklinacija) keičiasi. Žinome, kad Žemė sukasi aplink Saulę, o Mėnulis – aplink Žemę. Pažiūrėkime, kaip dėl to pasikeičia abiejų šviesulių padėtis danguje.
Jei naudosite tikslų laikrodį, kad pastebėtumėte laiko intervalus tarp viršutinių žvaigždžių kulminacijų ir Saulės, tuomet galite būti įsitikinę, kad intervalai tarp žvaigždžių kulminacijų yra keturias minutes trumpesni nei intervalai tarp saulės kulminacijų. Tai paaiškinama tuo, kad per vieną apsisukimą aplink savo ašį (dieną) Žemė apkeliauja maždaug 1/365 savo kelio aplink Saulę. Mums atrodo, kad Saulė žvaigždžių fone juda į rytus – priešinga kasdieniam dangaus sukimuisi kryptimi. Šis poslinkis yra apie 1°. Norint pasukti tokiu kampu, dangaus sferai reikia dar 4 minučių, kuriomis „uždelsta“ Saulės kulminacija. Taigi, dėl Žemės judėjimo savo orbitoje Saulė per metus žvaigždžių atžvilgiu apibūdina danguje didelį apskritimą, vadinamą ekliptika(17 pav.).
Kadangi Mėnulis per mėnesį padaro vieną apsisukimą pagal dangaus sukimąsi ir dėl to per dieną slenka ne 1°, o maždaug 13°, jo kulminacijos kiekvieną dieną vėluoja ne 4, o 50 minučių.
Nustatydami Saulės aukštį vidurdienį, pastebėjome, kad du kartus per metus ji būna dangaus pusiaujuje, vadinamuosiuose lygiadienio taškuose. Tai atsitinka per dienas pavasaris Ir rudens lygiadienis(apie kovo 21 d. ir apie rugsėjo 23 d.). Horizonto plokštuma dangaus pusiaują dalija pusiau (18 pav.). Todėl lygiadienio dienomis Saulės keliai aukščiau ir žemiau horizonto yra vienodi, todėl dienos ir nakties ilgiai yra vienodi.
Koks yra Saulės deklinacija lygiadieniais?
Judant palei ekliptiką, birželio 22 d. Saulė nutolsta toliausiai nuo dangaus pusiaujo link pasaulio šiaurės ašigalio (23°27"). Vidurdienį šiauriniame Žemės pusrutulyje ji yra aukščiausiai virš horizonto (ši reikšmė yra aukščiau už dangaus pusiaują, žr. 17 ir 18 pav. Ilgiausia diena vadinama vasaros saulėgrįža.
Didysis ekliptikos ratas kerta didįjį dangaus kvadrato apskritimą 23°27 kampu. Saulė yra tiek pat žemiau už kvorą žiemos saulėgrįža, gruodžio 22 d. (žr. 17 ir 18 pav.). Taigi šią dieną Saulės aukštis viršutinėje kulminacijoje, palyginti su birželio 22 d., sumažėja 46°54", o diena yra trumpiausia. (Iš fizinės geografijos kurso žinote, kad apšvietimo ir šildymo sąlygų skirtumai Saulė nustato jos klimato zonas ir sezonų kaitą.)
Saulės sudievinimas senovėje sukėlė mitus, apibūdinančius periodiškai pasikartojančius „Saulės dievo“ „gimimo“, „prisikėlimo“ įvykius ištisus metus: gamtos mirtį žiemą, jos atgimimą pavasarį ir kt. šventės neša Saulės kulto pėdsakus.
Saulės kelias eina per 12 žvaigždynų, vadinamų zodiako(iš graikiško žodžio zoon – gyvūnas), o jų visuma vadinama zodiako diržu. Tai apima šiuos žvaigždynus: Žuvis, Avinas,Jautis, Dvyniai, Vėžys, Liūtas, Mergelė, Svarstyklės, Skorpionas, Šaulys, Ožiaragis,Vandenis. Saulė per kiekvieną zodiako žvaigždyną keliauja apie mėnesį. Pavasario lygiadienio taškas (viena iš dviejų ekliptikos susikirtimų su dangaus pusiauju) yra Žuvų žvaigždyne.
Aišku, kad vidurnaktį zodiako žvaigždynas, priešingas tam, kuriame yra Saulė, pereina viršutinę kulminaciją. Pavyzdžiui, kovo mėnesį Saulė eina per Žuvų žvaigždyną, o vidurnaktį pasiekia kulminaciją Mergelės žvaigždyne.
Taigi, matėme, kad Mėnulio, kuris sukasi aplink Žemę, ir Saulės, aplink kurią sukasi Žemė, judesys aptinkamas ir aprašomas taip pat. Ir remiantis vien šiais stebėjimais, neįmanoma nuspręsti, ar Saulė juda aplink Žemę, ar Žemė juda aplink ją.
Planetos žvaigždėto dangaus fone juda sudėtingiau. Jie juda viena ar kita kryptimi, kartais pamažu daro kilpas (19 pav.). Taip yra dėl tikrojo jų judėjimo ir Žemės judėjimo derinio. Žvaigždėtame danguje planetos (išvertus iš senovės graikų kalbos kaip „klajoja“) neužima nuolatinės vietos, kaip ir Mėnulis ir Saulė. Todėl žvaigždžių diagramoje Saulės, Mėnulio ir planetų padėtis gali būti nurodyta tik tam tikrą akimirką.
Problemos sprendimo pavyzdys
Užduotis. Nustatykite vidurdienio saulės aukštį Archangelske ir Ašchabade vasaros ir žiemos saulėgrįžos dienomis.
Atkreipkite dėmesį, kaip Saulės vidurdienio aukščių skirtumas saulėgrįžos dienomis (kiekvienam miestui) yra susijęs su jos deklinacijos skirtumu šiomis dienomis.
Palyginkite Saulės aukščio skirtumą tą pačią dieną šiuose dviejuose miestuose su jų geografinių platumų skirtumu. Padarykite išvadą.
Kaip, žinant Saulės aukštį vidurdienį viename iš miestų vasaros saulėgrįžos dieną, galima apskaičiuoti jos aukštį kitame mieste?
4 pratimas
1. Kurioje platumoje Saulė pasiekia kulminaciją savo zenite vasaros saulėgrįžos dieną?
2. Kuriomis metų dienomis Saulė pasiekia savo zenitą stebėtojui, esančiam ties žemės pusiauju?
3. Nustatykite taško, kuriame žiemos saulėgrįžos dieną pietų taške įvyksta Saulės kulminacija, geografinę platumą.
3 užduotis
1. Žvaigždžių žemėlapyje raskite 12 zodiako žvaigždynų. Naudodami judančią žvaigždžių diagramą nustatykite, kuri iš jų stebėjimo vakarą bus matoma virš horizonto.
2. Naudodami „Mokyklos astronominį kalendorių“ raskite planetų koordinates tam tikru metu ir pagal žemėlapį nustatykite, kuriame žvaigždyne jos yra. Raskite juos vakaro danguje.
Žvaigždynas yra dangaus sritis tam tikrose nustatytose ribose. Visas dangus suskirstytas į 88 žvaigždynus, kuriuos galima rasti pagal jiems būdingą žvaigždžių išsidėstymą.
Kai kurie žvaigždynų pavadinimai siejami su graikų mitologija, pavyzdžiui, Andromeda, Persėjas, Pegasas, kai kurie – su objektais, kurie primena ryškių žvaigždžių žvaigždžių figūras: Rodyklė, Trikampis, Svarstyklės ir kt. Yra žvaigždynų, pavadintų gyvūnų vardais, pavyzdys Liūtas, Vėžys, Skorpionas.
Žvaigždynai danguje randami mintyse sujungiant ryškiausias jų žvaigždes tiesiomis linijomis į tam tikrą figūrą. Kiekviename žvaigždyne ryškios žvaigždės nuo seno žymimos graikiškomis raidėmis, dažniausiai ryškiausia žvaigždyno žvaigždė - raide, paskui raidėmis ir pan. abėcėlės tvarka mažėjančia ryškumo tvarka; Pavyzdžiui, poliarinė žvaigždė yra žvaigždynai Mažoji Ursa.
Žvaigždės turi skirtingą ryškumą ir spalvą: balta, geltona, rausva. Kuo raudonesnė žvaigždė, tuo vėsesnė. Mūsų saulė yra geltona žvaigždė.
Senovės arabai davė savo vardus ryškioms žvaigždėms. Baltos žvaigždės: Vega Lyros žvaigždyne, Altair Akvilo žvaigždyne (matomas vasarą ir rudenį), Sirijus- ryškiausia žvaigždė danguje (matoma žiemą); raudonos žvaigždės: Betelgeuse Oriono žvaigždyne ir Aldebaranas Jaučio žvaigždyne (matomas žiemą), Antares Skorpiono žvaigždyne (matomas vasarą); geltona Koplyčia Aurigos žvaigždyne (matomas žiemą).
Tikslūs matavimai rodo, kad žvaigždės turi ir trupmeninį, ir neigiamą dydį, pavyzdžiui: Aldebaranui dydis m=1,06, Vegai m=0,14, Sirijui m= -1,58, Saulei m = - 26,80.
Kasdienio žvaigždžių judėjimo reiškiniai tiriami naudojant matematinę konstrukciją - dangaus sferą, tai yra įsivaizduojamą savavališko spindulio sferą, kurios centras yra stebėjimo taške.
Dangaus sferos tariamo sukimosi ašis, jungianti abu pasaulio polius (P ir P“) ir einanti per stebėtoją, vadinama axis mundi. Pasaulio ašis bet kuriam stebėtojui visada bus lygiagreti Žemės sukimosi ašiai.
Norėdami sukurti žvaigždžių žemėlapį, kuriame vaizduojami žvaigždynai plokštumoje, turite žinoti žvaigždžių koordinates. Pusiaujo sistemoje viena koordinatė yra žvaigždės atstumas nuo dangaus pusiaujo, vadinamas deklinacija. Jis svyruoja ± 90° ir laikomas teigiamu į šiaurę nuo pusiaujo ir neigiamu pietuose. Deklinacija yra panaši į geografinę platumą. Antroji koordinatė yra panaši į geografinę ilgumą ir vadinama dešiniuoju kilimu.
Šviestuvo dešinysis kilimas matuojamas kampu tarp didžiųjų apskritimų plokštumų, kurių viena eina per pasaulio ašigalius ir duotą šviesulį, o kita – per pasaulio ašigalius ir pavasario lygiadienio tašką, esantį ant pusiaujo. Šis taškas buvo pavadintas taip, nes Saulė ten (dangaus sferoje) pasirodo kovo 20-21 d. pavasarį, kai diena prilygsta nakčiai.
Geografinės platumos nustatymas
Šviesulių perėjimo dangaus dienovidiniu reiškiniai vadinami kulminacijomis. Viršutinėje kulminacijoje šviestuvo aukštis didžiausias, apatinėje – minimalus. Laiko intervalas tarp kulminacijų yra pusė dienos.
Geografinę platumą galima nustatyti išmatuojant bet kurios žvaigždės aukštį, kurios viršutinėje kulminacijos taške yra žinomas nuokrypis. Reikėtų atsižvelgti į tai, kad jei žvaigždė kulminacijos momentu yra į pietus nuo pusiaujo, tada jos deklinacija yra neigiama.
PROBLEMOS SPRENDIMO PAVYZDYS
Užduotis. Siriusas pasiekė aukščiausią kulminaciją – 10°. Kokia yra stebėjimo vietos platuma?
Ekliptika. Matomas Saulės ir Mėnulio judėjimas
Saulė ir Mėnulis keičia aukštį, kuriame jie pasiekia kulminaciją. Iš to galime daryti išvadą, kad jų padėtis žvaigždžių atžvilgiu (deklinacija) keičiasi. Yra žinoma, kad Žemė juda aplink Saulę, o Mėnulis - aplink Žemę.
Nustatydami Saulės aukštį vidurdienį, pastebėjome, kad du kartus per metus ji pasitaiko dangaus pusiaujuje, vadinamajame. lygiadienio taškai. Tai atsitinka per dienas pavasaris Ir rudens lygiadienis(apie kovo 21 d. ir apie rugsėjo 23 d.). Horizonto plokštuma dalija dangaus pusiaują per pusę. Todėl lygiadienio dienomis Saulės keliai aukščiau ir žemiau horizonto yra vienodi, todėl dienos ir nakties ilgiai yra vienodi. Judant išilgai ekliptikos, birželio 22 d. Saulė nutolsta toliausiai nuo dangaus pusiaujo link pasaulio šiaurės ašigalio (23°27"). Vidurdienį šiauriniame Žemės pusrutulyje ji yra aukščiausiai virš horizonto (ši reikšmė aukščiau) Dangaus pusiaujo diena yra ilgiausia, ji vadinama diena vasaros saulėgrįža.
Saulės kelias eina per 12 žvaigždynų, vadinamų zodiaku (nuo graikiško žodžio zoon – gyvūnas), o jų visuma vadinama zodiako diržu. Tai apima šiuos žvaigždynus: Žuvys, Avinas, Jautis, Dvyniai, Vėžys, Liūtas, Mergelė, Svarstyklės, Skorpionas, Šaulys, Ožiaragis, Vandenis. Saulė per kiekvieną zodiako žvaigždyną keliauja apie mėnesį. Pavasario lygiadienio taškas (viena iš dviejų ekliptikos susikirtimų su dangaus pusiauju) yra Žuvų žvaigždyne.
PROBLEMOS SPRENDIMO PAVYZDYS
Užduotis. Nustatykite vidurdienio saulės aukštį Archangelske ir Ašchabade vasaros ir žiemos saulėgrįžos dienomis
| Duota 1=65° |
SPRENDIMAS Iš geografinio žemėlapio randame apytiksles Archangelsko (1) ir Ašchabado (2) platumas. Žinomi saulės nukrypimai vasaros ir žiemos saulėgrįžos dienomis. mes randame: |
| 1l -? 2l -? 1z -? 2z -? |
Mėnulio judėjimas. Saulės ir Mėnulio užtemimai
Nebūdamas savaime šviečiantis, Mėnulis matomas tik toje vietoje, kur krenta saulės spinduliai arba spinduliai, kuriuos atspindi Žemė. Tai paaiškina mėnulio fazes. Kiekvieną mėnesį orbitoje judantis Mėnulis prasiskverbia tarp Žemės ir Saulės ir atsigręžia į mus tamsiąja puse, tuo metu pasirodo jaunatis. Po 1–2 dienų vakarų danguje pasirodo siauras ryškus jauno Mėnulio pusmėnulis. Likusią Mėnulio disko dalį šiuo metu silpnai apšviečia Žemė, kuri yra pasukta į Mėnulį su savo dienos pusrutuliu. Po 7 dienų Mėnulis nutolsta nuo Saulės 90°, prasideda pirmasis ketvirtis, kai apšviečiama lygiai pusė Mėnulio disko ir „terminatorius“, ty skiriamoji linija tarp šviesiosios ir tamsiosios pusių tampa tiesi. - Mėnulio disko skersmuo. Kitomis dienomis „terminatorius“ tampa išgaubtas, Mėnulio pasirodymas artėja prie šviesaus rato, o po 14–15 dienų būna pilnatis. 22 dieną stebimas paskutinis ketvirtis. Mėnulio kampinis atstumas nuo Saulės mažėja, jis vėl tampa pusmėnuliu ir po 29,5 dienos vėl pasirodo jaunatis. Laikotarpis tarp dviejų iš eilės jaunaties vadinamas sinodiniu mėnesiu, kurio vidutinė trukmė yra 29,5 dienos. Sinodinis mėnuo yra ilgesnis nei siderinis mėnuo. Jei jaunatis įvyksta šalia vieno iš Mėnulio orbitos mazgų, įvyksta Saulės užtemimas, o pilnatį šalia mazgo lydi Mėnulio užtemimas.
Mėnulio ir saulės užtemimai
Nežymiai pasikeitus Žemės atstumams nuo Mėnulio ir Saulės, Mėnulio tariamasis kampinis skersmuo kartais būna šiek tiek didesnis, kartais šiek tiek mažesnis už Saulės, kartais jam lygus. Pirmuoju atveju visiškas Saulės užtemimas trunka iki 7 minučių. 40 s, trečiuoju – tik vieną akimirką, o antruoju atveju Mėnulis ne visiškai uždengia Saulės, stebima žiedinis užtemimas. Tada aplink tamsų Mėnulio diską matomas šviečiantis saulės disko kraštas.
Remiantis tiksliomis žiniomis apie Žemės ir Mėnulio judėjimo dėsnius, užtemimų momentai ir kur bei kaip jie bus matomi skaičiuojami prieš šimtus metų. Buvo sudaryti žemėlapiai, kuriuose pavaizduota visiško užtemimo juosta, linijos (izofazės), kuriose užtemimas bus matomas toje pačioje fazėje, ir linijos, kurių atžvilgiu galima suskaičiuoti kiekvienos srities užtemimo pradžios, pabaigos ir vidurio momentus. .
Per metus Žemėje gali būti nuo dviejų iki penkių saulės užtemimų, pastaruoju atveju jie tikrai yra daliniai. Vidutiniškai visiškas Saulės užtemimas toje pačioje vietoje matomas itin retai – tik kartą per 200–300 metų.
Jei jaunaties metu Mėnulis patenka tarp Saulės ir Žemės, tada įvyksta saulės užtemimai. Visiško užtemimo metu Mėnulis visiškai uždengia Saulės diską. Šviesioje dienos šviesoje netikėtai kelioms minutėms užklumpa prieblanda ir plika akimi tampa matoma silpnai švytinti Saulės vainika bei ryškiausios žvaigždės.
Visiškas saulės užtemimas
Tikslus laikas ir geografinės ilgumos nustatymas
Matuojant trumpus laiko tarpsnius astronomijoje, pagrindinis vienetas yra vidutinė saulėtos dienos trukmė, t.y., vidutinis laiko intervalas tarp dviejų viršutinių (arba apatinių) Saulės centro kulminacijų. Taip yra dėl to, kad Žemė aplink Saulę sukasi ne ratu, o elipsė, o jos judėjimo greitis šiek tiek kinta.
Vadinamas aukščiausios Saulės centro kulminacijos momentas tikras vidurdienis. Tačiau norint patikrinti laikrodį, nustatyti tikslų laiką, nereikia jame tiksliai pažymėti Saulės kulminacijos momento. Patogiau ir tiksliau pažymėti žvaigždžių kulminacijos momentus, nes skirtumas tarp bet kurios žvaigždės ir Saulės kulminacijos momentų yra tiksliai žinomas bet kuriuo metu.
Nustatyti tikslų laiką, jį saugoti ir radijo ryšiu perduoti visiems gyventojams – užduotis laiko paslaugos, kuris egzistuoja daugelyje šalių.
Norėdami skaičiuoti didelius laiko tarpus, žmonės nuo senų senovės naudojo mėnulio mėnesio arba saulės metų trukmę, t. y. Saulės apsisukimo išilgai ekliptikos trukmę. Metai lemia sezoninių pokyčių dažnumą. Saulės metai trunka 365 saulės dienas 5 valandas 48 minutes 46 sekundes.
Sudarant kalendorių būtina atsižvelgti į tai, kad kalendorinių metų trukmė turėtų būti kuo artimesnė Saulės apsisukimo išilgai ekliptikos trukmei, o kalendoriniai metai turėtų turėti sveiką saulės dienų skaičių, nes nepatogu metus pradėti skirtingu paros metu.
90° - 58° 34" = 31° 26"
2. Lėktuvas iš Maskvos (n=2) išskrido 23:45 ir į Novosibirską (n=5) atvyko 6:08. Kiek laiko jis skrido?
24-00 – 23-45 + 6-08 = 6-23 skrydžio laikas, neįskaitant standartinio laiko
Laiko skirtumas tarp Maskvos ir Novosibirsko = 3 valandos. 6-23 – 3 valandos = 3-23
3-23 valandų skrydžio laikas
3. Kokia yra zenito taško deklinacija? Koks yra Saulės aukštis vidurdienį Krasnozerske (φ=53° 58" šiaurės platumos) kovo 21 d.?
4. Iš Vladivostoko (n=9) 14:20 buvo išsiųsta telegrama į Sankt Peterburgą (n=2), kur adresatui buvo pristatyta 11:25. Kiek laiko praėjo nuo telegramos išsiuntimo iki jos pristatymo adresatui?
Laiko skirtumas tarp Vladivostoko ir Sankt Peterburgo = 7 valandos. Kai Vladivostoke 14-20, Sankt Peterburge 7-20. 11-25 – 7-20 = 4-05.
Todėl pristatymas užtruko 4 valandas 05 minutes.
5. 18.32 val. vietos laiku laivo navigatorius gavo Maskvos laiko signalą, perduotą 11 val. Nustatykite laivo ilgumą, jei žinoma Maskvos ilguma (2h30 m).
2 valandos = 30°; 60 laiko minučių atitinka 15°, todėl 30 laiko minučių atitinka 7,5°. Atitinkamai, Maskvos ilguma yra 37,5 ° rytų ilgumos.
Laiko skirtumas tarp laivo ir Maskvos yra 7 valandos 32 minutės.
60 laiko minučių atitinka 15°; todėl 7 valanda atitinka 105° ilgumos; 30 laiko minučių atitinka 7,5°; 4 laiko minutės atitinka 1°; 2 laiko minutės atitinka 0,5°. Taigi 7h 32m atitinka 113°.
Laivas yra į rytus nuo Maskvos 113°.
Todėl laivo ilguma yra 113 + 37,5 = 150,5 ° E.
6. Kurioje Žemės vietoje Saulė du kartus per metus būna zenite? Paaiškinkite savo atsakymą.
2 kartus per metus Saulė yra savo zenite virš teritorijos, esančios tarp atogrąžų.
22.06 Saulė juda iš šiaurinio tropiko į pietus, 22.12 Saulė juda iš pietų atogrąžų.
7. Kurią metų dieną buvo stebimas Novosibirske (φ=55°), jei vidurdienio Saulės aukštis buvo 32° 15"?
90 – φ – saulės deklinacija = 32° 15"
90–55 – saulės deklinacija = 32° 15"
90 – 55 – 32° 15" = Saulės deklinacija
2° 45" = Saulės deklinacija.
Minimali vidurdienio Saulės aukščio reikšmė Novosibirske yra 90° – 55° – 23,5° = 11,5°
Vidurdienio Saulės aukštis Novosibirske lygiadienio dieną yra 90° – 55° = 35°
Todėl vidurdienio Saulės aukštyje, lygiame 32° 15" deklinacija bus neigiama. Tai yra, šią dieną Saulė yra pietiniame pusrutulyje
23,5° atitinka 1410 lanko minučių
Saulė pasislenka 1410 lanko minučių per 93 dienas
Saulė pasislenka 15 lanko minučių per 1 dieną. 2° 45" atitinka 165". Saulei reikia 11 dienų, kad pasislinktų 2° 45". Todėl iki rudens lygiadienio Saulė yra per 11 dienų. 09/23 – 11 dienų = 09/12.
Todėl stebėjimai Novosibirske buvo atlikti rugsėjo 12 d
8. Nustatykite vietos laiką Novosibirske (λ = 5h32 m), jei laikrodis rodo Maskvos vidutinį laiką (n = 2) 18h38min.
Novosibirskas yra į rytus nuo Maskvos.
= 5h32m reiškia, kad Novosibirskas šiuo metu yra nutolęs nuo Grinvičo.
60 laiko minučių atitinka 15°; todėl 5 valanda atitinka 75° ilgumos; 30 laiko minučių atitinka 7,5°; 4 laiko minutės atitinka 1°; 2 laiko minutės atitinka 0,5°. Taigi 5h 32m atitinka 83° ilgumą.
Todėl Novosibirsko ilguma yra 83 ° rytų ilguma.
Maskvos vidutinis laikas atitinka 30°E, nes Maskvos zona 2-oji, vidurinis dienovidinis yra 15° kartotinis.
Taigi, ilgumos skirtumas tarp Novosibirsko laiko ir vidutinio Maskvos laiko yra 53°.
60 laiko minučių atitinka 15°; todėl 3 valanda atitinka 45° ilgumos;
53° - 45° = 8°
7,5° atitinka 30 laiko minučių; 0,5° atitinka 2 laiko minutes
Taigi 53° ilguma atitinka 3h 32m
18h38m + 3h 32m = 22h10m – vietos laiku Novosibirske.
9. Rudenį medžiotojas išėjo į mišką Šiaurės žvaigždės kryptimi. Kaip jis turėtų grįžti atgal, vadovaudamasis Saulės padėtimi?
Kryptis į Šiaurinę žvaigždę yra kryptis į šiaurę. Ruduo astronomiškai patenka į laikotarpį, artimą rudens lygiadieniui. Todėl diena ir naktis yra maždaug vienodos. Todėl pakeliui į mišką (o tai rytas) Saulė turi būti dešinėje. Grįždamas vakare medžiotojas eina į pietus, todėl Saulė yra vakaruose. Saulė turi būti dešinėje.
10. Kur tą pačią dieną Saulė aukščiau: Novosibirske (φ =55°), ar Maskvoje (φ =55° 45") Kuo skiriasi Saulės aukščiai?
Tą pačią dieną Saulė turi tą patį taškų, esančių tame pačiame pusrutulyje tarp atitinkamo tropinio ir ašigalio, deklinaciją. Todėl aukštis priklauso nuo vietos platumos. Kuo žemesnė platuma, tuo aukštesnė, jei kiti dalykai yra vienodi, vidurdienio Saulės aukštis. Saulės aukščių skirtumas 2 taškuose, matuojant tą pačią dieną, skiriasi nuo platumų skirtumo
Tą pačią dieną vidurdienio Saulės aukštis yra didesnis Novosibirske
Tą pačią dieną vidurdienio Saulės aukštis Novosibirske yra 45 coliais didesnis nei Maskvoje.
11. Nustatykite vietos laiką taške, kurio geografinė ilguma yra 7h46 m, jei Maskvos laikrodis (λ = 2h30 m) rodo 18h38m.
Taškas yra į rytus nuo Maskvos.
λ= 2h30m reiškia, kad Maskva šiuo metu yra toli nuo Grinvičo.
60 laiko minučių atitinka 15°; todėl 2 valanda atitinka 30° ilgumos; 30 laiko minučių atitinka 7,5
λ= 7h46m reiškia, kad taškas šiuo metu yra nutolęs nuo Grinvičo
60 laiko minučių atitinka 15°; todėl 7 valanda atitinka 105° ilgumos;
4 laiko minutės atitinka 1°, todėl 44 laiko minutės atitinka 11°.
0,5° atitinka 2 laiko minutes
taško ilguma 105° + 11°+ 0,5° = 116,5° rytų ilguma.
Taigi, ilgumos skirtumas tarp Maskvos laiko ir šio taško yra 116,5° - 37,5° = 79°
60 laiko minučių atitinka 15°; todėl 75° ilguma atitinka 5 valandą;
4 laiko minutės atitinka 1°; todėl 4° atitinka 16 laiko minučių.
Todėl laiko skirtumas tarp Maskvos ir taško yra 5h16m.
18h38m + 5h 16m = 23h54m – vietos laiku šiuo metu.
12. Tarp kurių taškų saulė teka ir leidžiasi žiemos saulėgrįžą?
22.12 Saulė teka taške į pietryčius ir leidžiasi taške į pietvakarius
13. Maskvoje (λ =2h30 m, n=2) laikrodis rodo 18h50min. Koks šiuo metu yra vietinis ir standartinis laikas Omske (λ =4h54 m, n=5)?
Skirtumas tarp Maskvos ir Omsko pagal standartinį laiką yra 3 valandos.
Omskas yra į rytus nuo Maskvos. Todėl 18h50min + 3h =21h50min
Standartinis laikas Omske 21h50min
60 laiko minučių atitinka 15°; todėl 2 valandos atitinka 30° ilgumos; 30 laiko minučių atitinka 7,5
Taigi 2h 30m atitinka 37,5°E.
60 laiko minučių atitinka 15°; todėl 4 valandos atitinka 60° ilgumos;
4 laiko minutės atitinka 1°, todėl 52 minutės atitinka 13° ilgumos
2 laiko minutės atitinka 0,5° ilgumos
Taigi 4h54 m atitinka 73,5°E.
Maskvos ir Omsko ilgumos skirtumas yra 73,5° rytų. - 37,5° rytų =36° ilguma.
15° ilgumos atitinka 1 valandą; 1° ilguma atitinka 4 laiko minutes.
Taigi 36° ilguma atitinka 2 valandas 24 minutes.
18 val. 50 min. + 2 val. 24 min. = 21 val. 14 min
Vietos laiku Omske 21h14min
14. Tarp kurių taškų saulė teka ir leidžiasi vasaros saulėgrįžą?
22.06 Saulė teka taške į šiaurės rytus ir leidžiasi į šiaurės vakarus
15. Kokia yra stebėjimo vietos ilguma, jei stebėtojas pastebėjo, kad Saulės užtemimas prasidėjo 13:52, o turėjo būti 7:15 GMT?
13h52m – 7h15m = 6h37m – stebėjimo vietos atstumas nuo Grinvičo.
15° ilgumos atitinka 1 valandą; 6 valandos atitinka 90° ilgumos
1° ilguma atitinka 4 laiko minutes; 36 minutės atitinka 9° ilgumą
60 lanko minučių atitinka 4 laiko minutes
15 lanko minučių atitinka 1 laiko minutę
Todėl stebėjimo vietos ilguma yra 99°15" rytų ilgumos.
16. Kurioje geografinėje platumoje vidurdienio Saulės aukštis neviršija 23° 26"?
Didžiausias vidurdienio aukštis šiauriniame pusrutulyje būna vasaros saulėgrįžos dieną, o pietų pusrutulyje – žiemos saulėgrįžą. Šią dieną saulės deklinacija yra + 23°26".
h = 90° – φ + 23°26"; todėl esant h = 23°26" φ = 90° - 23°26" + 23°26" = 90°
Saulės vidurdienio aukštis neviršija 23°26" šiaurės ašigalio platumoje 22.06 ir pietų ašigalio platumoje 22.12.
a) Stebėtojui Žemės šiauriniame ašigalyje ( j = + 90°) nesistojantys šviestuvai yra tie su d-- aš?? 0, o ne didėjantys yra tie, kuriuose d--< 0.
1 lentelė. Vidurdienio saulės aukštis įvairiose platumose
Saulė turi teigiamą deklinaciją nuo kovo 21 iki rugsėjo 23 d., o neigiamą nuo rugsėjo 23 iki kovo 21 d. Vadinasi, šiauriniame Žemės ašigalyje Saulė maždaug pusę metų yra nesileidžiantis šviesulys, o pusę metų – nesileidžiantis šviesulys. Apie kovo 21 d. Saulė čia pasirodo virš horizonto (pakyla) ir dėl kasdieninio dangaus sferos sukimosi aprašo vingius arti apskritimo ir beveik lygiagrečius horizontui, kasdien kylančias vis aukščiau. Vasaros saulėgrįžą (apie birželio 22 d.) Saulė pasiekia didžiausią aukštį h maks. = + 23° 27 " . Po to Saulė pradeda artėti prie horizonto, jos aukštis palaipsniui mažėja, o po rudens lygiadienio (po rugsėjo 23 d.) išnyksta po horizontu (leidžiasi). Diena, kuri truko šešis mėnesius, baigiasi ir prasideda naktis, kuri taip pat trunka šešis mėnesius. Saulė, toliau apibūdinanti vingius beveik lygiagrečiai horizontui, bet žemiau jos leidžiasi vis žemiau. Žiemos saulėgrįžos dieną (apie gruodžio 22 d.) ji nusileis žemiau horizonto į aukštį. h min = -23° 27 " , o tada vėl pradės artėti prie horizonto, jo aukštis padidės, o prieš pavasario lygiadienį Saulė vėl pasirodys virš horizonto. Stebėtojui Žemės pietiniame ašigalyje ( j= - 90°) kasdienis Saulės judėjimas vyksta panašiai. Tik čia Saulė teka rugsėjo 23 d., o leidžiasi po kovo 21 d., todėl kai Žemės Šiaurės ašigalyje yra naktis, Pietų ašigalyje yra diena ir atvirkščiai.
b) Stebėtojui poliariniame rate ( j= + 66° 33 " ) neįsijungiantys šviestuvai yra tie su d--i + 23° 27 " , o ne didėjimo tvarka – su d < - 23° 27". Vadinasi, poliariniame rate Saulė nenusileidžia vasaros saulėgrįžos metu (vidurnaktį Saulės centras paliečia horizontą tik šiauriniame taške N) ir nepakyla žiemos saulėgrįžos metu (vidudienį saulės disko centras palies horizontą tik taške į pietus S, ir vėl nukrenta žemiau horizonto). Likusiomis metų dienomis Saulė teka ir leidžiasi šioje platumoje. Be to, maksimalų aukštį jis pasiekia vasaros saulėgrįžos dienos vidurdienį ( h max = + 46° 54"), o žiemos saulėgrįžos dieną jos vidurdienio aukštis yra minimalus ( h min = 0°). Pietiniame poliariniame rate ( j= - 66° 33") Saulė nenusileidžia žiemos saulėgrįžą ir nepakyla vasaros saulėgrįžą.
Šiaurinis ir pietinis poliariniai apskritimai yra teorinės ribos tų geografinių platumų, kuriose poliarinės dienos ir naktys(dienos ir naktys trunka ilgiau nei 24 valandas).
Vietose, esančiose už poliarinių ratų, Saulė kuo ilgiau išlieka nesileidžiantis ar nekylantis šviesulys, kuo arčiau geografinių ašigalių. Artėjant prie ašigalių, poliarinės dienos ir nakties ilgis didėja.
c) Stebėtojui šiauriniame atogrąžų regione ( j--= + 23° 27") Saulė visada yra kylantis ir besileidžiantis šviesulys. Vasaros saulėgrįžos dieną maksimalų aukštį pasiekia vidurdienį. h max = + 90°, t.y. eina per zenitą. Likusiomis metų dienomis Saulė pasiekia kulminaciją vidurdienį į pietus nuo zenito. Žiemos saulėgrįžos dieną jos mažiausias vidurdienio aukštis yra h min = + 43° 06".
Pietų tropikuose ( j = - 23° 27") Saulė taip pat visada teka ir leidžiasi. Tačiau didžiausiame vidurdienio aukštyje virš horizonto (+ 90°) ji būna žiemos saulėgrįžos dieną, o žemiausia (+ 43° 06). " ) – vasaros saulėgrįžos dieną. Likusiomis metų dienomis Saulė čia pasiekia kulminaciją vidurdienį į šiaurę nuo zenito.
Vietose, esančiose tarp tropikų ir poliarinių ratų, Saulė teka ir leidžiasi kiekvieną metų dieną. Pusę metų čia diena ilgesnė už naktį, o pusę metų naktis ilgesnė už dieną. Vidurdienio Saulės aukštis čia visada yra mažesnis nei 90° (išskyrus tropikus) ir didesnis nei 0° (išskyrus poliarinius ratus).
Vietose, esančiose tarp atogrąžų, Saulė savo zenite būna du kartus per metus, tomis dienomis, kai jos deklinacija lygi geografinei vietos platumai.
d) Stebėtojui prie Žemės pusiaujo ( j--= 0) visi šviestuvai, įskaitant Saulę, kyla ir leidžiasi. Tuo pačiu metu jie yra virš horizonto 12 valandų, o žemiau horizonto - 12 valandų. Todėl ties pusiauju dienos ilgis visada yra lygus nakties ilgiui. Du kartus per metus Saulė savo zenite praskrieja vidurdienį (kovo 21 ir rugsėjo 23 d.).
Nuo kovo 21 iki rugsėjo 23 dienos Saulė ties pusiauju pasiekia kulminaciją vidurdienį į šiaurę nuo zenito, o nuo rugsėjo 23 iki kovo 21 dienos – į pietus nuo zenito. Minimalus Saulės vidurdienio aukštis čia bus lygus h min = 90° - 23° 27 " = 66° 33 " (birželio 22 ir gruodžio 22 d.).
