Strona 22
Poziom 2: 3 – 4 punkty
Dlaczego pozycje planet nie są wskazane na mapach gwiazd?
2. W jakim kierunku następuje pozorny roczny ruch Słońca względem gwiazd?
3. W jakim kierunku pozorny jest ruch Księżyca względem gwiazd?
4. Które całkowite zaćmienie (Słońca czy Księżyca) trwa dłużej? Dlaczego?
6. W wyniku czego zmienia się położenie punktów wschodu i zachodu słońca w ciągu roku?
Poziom 3: 5 – 6 punktów.
1. a) Co to jest ekliptyka? Jakie są konstelacje?
b) Narysuj, jak wygląda Księżyc w ostatniej kwadrze. O której porze dnia jest on widoczny w tej fazie?
2. a) Co decyduje o rocznym pozornym ruchu Słońca wzdłuż ekliptyki?
b) Narysuj, jak wygląda Księżyc pomiędzy nowiem a pierwszą kwadrą.
3. a) Znajdź na mapie gwiazd konstelację, w której obecnie znajduje się Słońce.
b) Dlaczego całkowite zaćmienia Księżyca obserwuje się w tym samym miejscu na Ziemi wielokrotnie częściej niż całkowite zaćmienia Słońca?
4. a) Czy roczny ruch Słońca wzdłuż ekliptyki można uznać za dowód obrotu Ziemi wokół Słońca?
b) Narysuj, jak wygląda Księżyc w pierwszej kwadrze. O której porze dnia jest on widoczny w tej fazie?
5. a) Jaka jest przyczyna światła widzialnego Księżyca?
b) Narysuj, jak wygląda Księżyc w drugiej kwadrze. O której porze dnia pojawia się w tej fazie?
6. a) Co powoduje, że wysokość Słońca w południe zmienia się w ciągu roku?
Narysuj, jak wygląda Księżyc w okresie od pełni do ostatniej kwadry.
Poziom 4. 7 – 8 punktów
1. a) Ile razy w ciągu roku możesz zobaczyć wszystkie fazy księżyca?
Południowa wysokość Słońca wynosi 30°, a jego deklinacja wynosi 19°. Określ szerokość geograficzną miejsca obserwacji.
2. a) Dlaczego z Ziemi widzimy tylko jedną stronę Księżyca?
b) Na jakiej wysokości w Kijowie (j = 50o) występuje górna kulminacja gwiazdy Antares (d = –26o)? Wykonaj odpowiedni rysunek.
3. a) Wczoraj było zaćmienie Księżyca. Kiedy możemy spodziewać się kolejnego zaćmienia słońca?
b) Gwiazdę Świata o deklinacji –3o12/ zaobserwowano w Winnicy na wysokości 37o35/ na południowym niebie. Określ szerokość geograficzną Winnicy.
4. a) Dlaczego całkowita faza zaćmienia Księżyca trwa znacznie dłużej niż całkowita faza zaćmienia Słońca?
b) Jaka jest południowa wysokość Słońca 21 marca w punkcie, którego wysokość geograficzna wynosi 52°?
5. a) Jaki jest minimalny odstęp czasu pomiędzy zaćmieniami Słońca i Księżyca?
Na jakiej szerokości geograficznej Słońce osiągnie kulminację w południe na wysokości 45° nad horyzontem, jeśli tego dnia jego deklinacja będzie wynosić –10°?
6. a) Księżyc widoczny jest w ostatniej kwadrze. Czy za tydzień może nastąpić zaćmienie Księżyca? Wyjaśnij swoją odpowiedź.
b) Jaka jest szerokość geograficzna miejsca obserwacji, jeśli 22 czerwca w południe obserwowano Słońce na wysokości 61o?
10. Prawa Keplera.
Zagadnienia kluczowe: 1) przedmiot, zadania, metody i narzędzia mechaniki niebieskiej; 2) sformułowania praw Keplera.
Student musi potrafić: 1) rozwiązywać problemy z wykorzystaniem praw Keplera.
Strona 5 z 5
5. SPRAWDŹ PYTANIA DOTYCZĄCE TEMATU I SEKCJI
ROZDZIAŁ 1. WSTĘP
Wprowadzenie do astronomii
ROZDZIAŁ 2. PRAKTYCZNE PODSTAWY ASTRONOMII
Gwiazdy i konstelacje. Współrzędne nieba i mapy gwiazd
Pozorny ruch planet i Słońca.
Ruch i zaćmienia Księżyca
Czas i kalendarz
ROZDZIAŁ 3. BUDOWA UKŁADU SŁONECZNEGO
Rozwój pomysłów na temat struktury świata. Konfiguracja planetarna.
Prawa ruchu planet Układu Słonecznego. Wyznaczanie odległości i rozmiarów ciał w Układzie Słonecznym.
Ruch ciał niebieskich pod wpływem sił grawitacyjnych.
ROZDZIAŁ 4. CHARAKTER CIAŁ UKŁADU SŁONECZNEGO
Nowoczesne reprezentacjeo budowie, składzie i pochodzeniu Układu Słonecznego.
Planety ziemskie.
Gigantyczne planety. Satelity i pierścienie planet-olbrzymów.
Małe ciała Układu Słonecznego. Planety karłowate.
ROZDZIAŁ 5. SŁOŃCE I GWIAZDY
Słońce jest najbliższą gwiazdą
Odległość do gwiazd. Charakterystyka promieniowania gwiazdowego
Masy i rozmiary gwiazd. Gwiazdy zmienne i niestacjonarne
ROZDZIAŁ 6. STRUKTURA I EWOLUCJA WSZECHŚWIATA
Nasza Galaktyka
Inne układy gwiezdne-galaktyki.
Podstawy współczesnej kosmologii. Życie i umysł we wszechświecie
Książka rozwiązań astronomicznych dla klasy 11 do lekcji nr 2 (zeszyt ćwiczeń) - Sfera niebieska
1. Dokończ zdanie.
Konstelacja to wycinek nieba gwiaździstego z charakterystyczną, obserwowalną grupą gwiazd.
2. Korzystając z mapy gwiazd, w odpowiednich kolumnach tabeli wpisz diagramy konstelacji z jasnymi gwiazdami. W każdej konstelacji zaznacz najjaśniejszą gwiazdę i podaj jej nazwę.
3. Dokończ zdanie.
Mapy gwiazd nie wskazują pozycji planet, ponieważ mapy mają na celu opisanie gwiazd i konstelacji.
4. Ułóż poniższe gwiazdy w kolejności malejącej według ich jasności:
1) Betelgeza; 2) Spica; 3) Aldebarana; 4) Syriusz; 5) Arktur; 6) Kaplica; 7) Procyon; 8) Wega; 9) Altaira; 10) Polluks.
4 | 5 | 8 | 6 | 7 | 1 | 3 | 9 | 2 | 10 |
5. Dokończ zdanie.
Gwiazdy 1mag są 100 razy jaśniejsze niż gwiazdy 6mag.
Ekliptyka to pozorna roczna droga Słońca wśród gwiazd.
6. Co nazywa się sferą niebieską?
Wyimaginowana kula o dowolnym promieniu.
7. Wskaż nazwy punktów i linii sfery niebieskiej oznaczonych cyframi 1-14 na rysunku 2.1.
8. Korzystając z rysunku 2.1, odpowiedz na pytania.
Jak przebiega oś świata względem osi Ziemi?
Równoległy.
Jak przebiega oś świata względem płaszczyzny południka niebieskiego?
Leży w samolocie.
W jakich punktach równik niebieski przecina się z horyzontem?
W punktach wschodnich i zachodnich.
W jakich punktach południk niebieski przecina się z linią horyzontu?
W punktach północnych i południowych.
9. Jakie obserwacje przekonują nas o codziennym obrocie sfery niebieskiej?
Jeśli będziesz obserwować gwiazdy przez dłuższy czas, będą one sprawiać wrażenie pojedynczej kuli.
10. Korzystając z mapy ruchomych gwiazd, wpisz do tabeli dwie lub trzy konstelacje widoczne na 55° szerokości geograficznej półkuli północnej.
Rozwiązanie zadania 10 odpowiada rzeczywistości wydarzeń z 2015 roku, jednak nie wszyscy nauczyciele sprawdzają rozwiązanie zadania każdego ucznia na mapie gwiazd, aby upewnić się, że odpowiada ono rzeczywistości.
Dowiedzieliśmy się już, czym jest i jakie są zasady jego składu. Teraz porozmawiajmy o tym, jak go używać do obserwacji rozgwieżdżonego nieba.
Na początek odpowiedzmy sobie na dwa pytania: Jak dowiedzieć się z mapy, które gwiazdy są teraz widoczne na niebie, a które nie? Jakie gwiazdy widać na wschodzie i zachodzie?
Mapa gwiazd
Obydwa problemy można rozwiązać od razu, ale najpierw musimy uzgodnić, co liczy się jako wschód i zachód. Zwykle dzielimy widzialne sklepienie nieba i widoczną część powierzchni ziemi na dwie połowy: północną i południową lub wschodnią i zachodnią. Mówią na przykład: „Słońce wschodzi na wschodzie i zachodzi na zachodzie”. To prawda, ale zbyt nieprecyzyjna, ponieważ Słońce wschodzi i zachodzi każdego dnia w innym miejscu. Zamiast raczej abstrakcyjnych stron – południowej i północnej, wschodniej i zachodniej – lepiej przyjąć cztery wyraźnie określone punkty. Można je zarysować w ten sposób.
Wieczorem, stojąc pod gołym niebem, znajdź Gwiazdę Polarną i stań do niej twarzą - w ten sposób będziesz stał w kierunku dokładnie na północ. Narysuj długą prostą linię na ziemi na wprost i wyobraź sobie, że doprowadziłeś tę linię do widocznej krawędzi nieba. Punkt, w którym Twoja wyimaginowana linia styka się z widoczną w oddali linią horyzontu, będzie północny punkt.
Po przejściu kilku kroków wzdłuż swojej linii odwróć się i spójrz prosto wzdłuż linii. Więc zarysujesz południowy punkt na linii horyzontu.
Narysuj kolejną linię w poprzek swojej linii, aby uzyskać regularny krzyż z idealnie równymi, prostymi kątami. Stań na środku krzyża, w miejscu przecięcia dwóch narysowanych linii i wyobraź sobie, że końce poprzecznej linii krzyża również dochodzą do linii horyzontu. Będą to punkty, w których spotykają się z linią horyzontu punkt wschodni I zachodni punkt.
Zapamiętaj raz na zawsze punkty południa, północy, wschodu i zachodu w swojej okolicy, aby nie zaznaczać ich za każdym razem. Aby to zrobić, zwróć uwagę na jakieś drzewo, krzak, budynek w tych punktach, ale po prostu wybierz te cele jak najdalej od siebie: w przeciwnym razie, jeśli wybierzesz bliskie cele, to gdy tylko trochę się poruszysz, nie będą one już się pokrywać z punktami północnymi, południowymi, wschodnimi i zachodnimi.
Pamiętaj o piątym punkcie nieba - zenit: jeśli umieścisz wysoki, prosty, pionowy słup pośrodku krzyża dwóch linii i wyobrazisz sobie, że szczyt tego filaru spoczywa na niebie, to punktem, w którym się zatrzyma, będzie zenit. Wreszcie, jeśli wyobrazisz sobie, że twój filar przebił się przez ziemię, przeszedł przez środek globu, wyszedł na drugą stronę i oparł się o niebo, otrzymasz kolejny piąty punkt nieba, naprzeciwko zenitu , w astronomii nazywa się to nadir.
Wróćmy do naszego zadania. Jakie gwiazdy widzimy dla nas np. o godzinie 23:00 w połowie lipca i w jakiej części nieba powinniśmy szukać każdej z nich?
Północne gwiazdy okołobiegunowe, aż do 30. równoleżnika północnego, przedstawione na okrągłej mapie, są widoczne jak zawsze. Umieść mapę na pozycji z dnia 22 czerwca (Ursa Minor - w górę) i obróć ją w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara o dwie godziny: położenie gwiazd otrzymasz 22 lipca o godzinie 21:00. Obróć o kolejne dwie podziałki godzinowe: otrzymasz położenie gwiazd o godzinie 11. Na dole mapy, w punkcie północnym, będzie widoczna godzina 7, a u góry, w zenicie, godzina 19. Pomiędzy 60. a 45. równoleżnikiem, czyli w zenitach różnych miejsc od Petersburga po Krym, będą znajdować się małe gwiazdy konstelacji Draco, a bezpośrednio na południe od zenitu będzie Lyra.
Z gwiazd przedstawionych na czworokątnej mapie widoczna będzie dokładnie połowa. Jak pamiętacie, w zenicie jest godzina 19. Umieść czworokątną kartę przed sobą, tak aby 19. godzina (konstelacja Strzelca) znajdowała się naprzeciwko Ciebie. To tutaj będzie punkt południowy - przy dolnej krawędzi mapy i przy podziale 19-godzinnym. Na południu i tylko na południu, powyżej punktu południowego, zobaczysz całą mapę na niebie, od góry do dołu.
Licz od punktu południowego sześć godzin w lewo i sześć godzin w prawo: będą punkty na wschód (1. godzina) i zachód (13. godzina). Ale te punkty będą musiały być umieszczone nie na dolnej krawędzi mapy, ale pośrodku, na równiku: na wschodzie i zachodzie widoczne są tylko konstelacje na północ od równika, to znaczy od góry do środka mapy.
Odlicz kolejne sześć godzin na lewo od punktu wschodniego i na prawo od punktu zachodniego: oba liczniki zbiegną się o godzinie 7 - będzie punkt północny. Będzie musiał zostać umieszczony na górnej krawędzi mapy: powyżej punktu północnego żadna z gwiazd przedstawionych na długiej mapie o godzinie 7 nie będzie widoczna - wszystkie będą poniżej horyzontu, a nad horyzontem w na północy będą tylko gwiazdy przedstawione na okrągłej mapie północnych konstelacji.
Oto jeszcze krótszy i bardziej bezpośredni sposób. Po ustaleniu punktu południowego i zaznaczeniu go na dolnej krawędzi mapy, odlicz 12-godzinne podziały na prawo od niego: na górnej krawędzi mapy pojawi się punkt północny. Narysuj na mapie linię prostą od punktu południowego do punktu północnego. Ta linia będzie reprezentować linię horyzontu. To, co znajduje się powyżej tej linii, jest widoczne po zachodniej stronie nieba; to, co niższe, kryje się za horyzontem.
Wschodnia połowa linii horyzontu jest rysowana w ten sam sposób, tyle że trzeba policzyć 12 godzin w lewo od południowego punktu. Wszystko to jest wyraźniejsze na rysunku, zwłaszcza jeśli porównasz ten rysunek z rysunkiem przedstawiającym cały glob, nie ułożony na mapach, a wewnątrz jego koła znajduje się horyzont. Stosując tę metodę, nietrudno obliczyć, które gwiazdy są widoczne, w jakim kierunku i na jakiej wysokości nad horyzontem.
Kolejny problem: gdzie wschodzą poszczególne gwiazdy, gdzie zachodzą, jak poruszają się po widzialnym niebie i ile czasu upływa od wschodu do zachodu?
Należy pamiętać, że linia równika przecina się z linią horyzontu w punktach wschodu i zachodu, więc np. gwiazda znajdująca się na równiku globu (co najmniej beta Oriona) wschodzi w punkcie wschodu, i zachodzi na punkcie zachodnim i opisuje łuk nachylony nad punktem południowym. Łuk ten jest linią równika. Na Krymie linia równika przebiega w połowie pozornej odległości między zenitem a punktem południa, a w Petersburgu jest znacznie niższa – na wysokości jednej trzeciej odległości między zenitem a punktem południe. Gwiazda znajdująca się na równiku porusza się po niebie, które widzimy dokładnie przez 12 godzin - zarówno w Petersburgu, jak i na Krymie, i gdziekolwiek indziej.
Gwiazda umieszczona na kuli ziemskiej na południe od równika wschodzi oczywiście nie na wschodzie, ale gdzieś na południowym wschodzie, pomiędzy punktem na wschodzie a punktem na południu. Opisuje łuk wzdłuż południowej strony widocznego nieba poniżej linii równika i zachodzi na południowym wschodzie. Takie gwiazdy są widoczne na niebie przez niecałe 12 godzin. Im dalej na południe znajduje się gwiazda, tym bliżej punktu południowego wschodzi i zachodzi, a jej pozorna droga jest coraz krótsza.
Gwiazdy położone na północ od równika wznoszą się w odstępie między punktem wschodnim a punktem północnym, jednym słowem, w północno-wschodniej ćwiartce horyzontu. Stamtąd poruszają się w górę i jednocześnie na południe, przesuwają się na południową stronę nieba, opisują łuk nachylony nad linią równika i ustawiony na północnym zachodzie. Opisują łuk o długości ponad połowy koła w widzialnym sklepieniu nieba i pozostają na niebie dłużej niż dwanaście godzin.
Wreszcie gwiazdy znajdujące się jeszcze bliżej bieguna kreślą pełne koła na firmamencie wokół Gwiazdy Północnej i w ogóle nie zachodzą, więc można je zobaczyć na niebie o każdej porze roku, w nocy i w dzień, jeśli masz teleskop.
Na Krymie Gwiazda Północna jest widoczna w połowie odległości między zenitem a punktem północnym, tak że tam okrąg przechodzący jej dolną krawędzią przez punkt północny przechodzi przez zenit swoją górną krawędzią. Koło to opisują gwiazdy Capella i Deneb: są one umieszczone na kuli ziemskiej na 45. równoleżniku, a zatem w połowie odległości między równikiem a biegunem, a sam Krym znajduje się w połowie odległości między równikiem a biegunem równik i biegun, oddalone od obu o około 5000 kilometrów.
Petersburg jest bliżej bieguna, znajduje się pod 60. równoleżnikiem. Tutaj Gwiazda Polarna jest widoczna na wysokości dwóch trzecich odległości od punktu północnego do zenitu. Dlatego w Petersburgu krąg nie zachodzących gwiazd okołobiegunowych jest półtora razy szerszy niż na Krymie.
Okręgi opisane przez niezachodzące gwiazdy na lokalnym niebie znajdują się wewnątrz 30. równoleżnika północnego. Poruszają się górną krawędzią na południową stronę nieba, na południe od zenitu i pojawiają się na nim w postaci łuków przechodzących nad równikiem. Tylko jedna Ursa Minor nigdy tutaj nie przecina południowej strony nieba i nawet rozciągając się w górę, nie osiąga zenitu.
Tak więc po południowej stronie nieba wszystkie gwiazdy opisują łuki nachylone w środku nad punktem południowym. Po północnej stronie nieba niewiele gwiazd w pobliżu Polaris opisuje pełne koła, bardziej odległe gwiazdy również tworzą pełne koła, ale niektóre z tych okręgów rozciągają się na górnej części południowej strony nieba.
Gwiazdy położone najdalej od Polaris i najbliżej równika rysują ukośne linie - początki i końce dużych łuków, których środek biegnie wzdłuż południowej strony nieba nad równikiem. Tak przedstawiają się ścieżki gwiazd na papierze. A na prawdziwym niebie, jak je widzimy, ścieżki gwiazd pojawiają się w postaci okręgów i łuków, wznoszących się ukośnie z północy na południe i równolegle do siebie.
Książka rozwiązań astronomicznych dla klasy 11 do lekcji nr 2 (zeszyt ćwiczeń) - Sfera niebieska
1. Dokończ zdanie.
Konstelacja to wycinek nieba gwiaździstego z charakterystyczną, obserwowalną grupą gwiazd.
2. Korzystając z mapy gwiazd, w odpowiednich kolumnach tabeli wpisz diagramy konstelacji z jasnymi gwiazdami. W każdej konstelacji zaznacz najjaśniejszą gwiazdę i podaj jej nazwę.
3. Dokończ zdanie.
Mapy gwiazd nie wskazują pozycji planet, ponieważ mapy mają na celu opisanie gwiazd i konstelacji.
4. Ułóż poniższe gwiazdy w kolejności malejącej według ich jasności:
1) Betelgeza; 2) Spica; 3) Aldebarana; 4) Syriusz; 5) Arktur; 6) Kaplica; 7) Procyon; 8) Wega; 9) Altaira; 10) Polluks.
4 | 5 | 8 | 6 | 7 | 1 | 3 | 9 | 2 | 10 |
5. Dokończ zdanie.
Gwiazdy 1mag są 100 razy jaśniejsze niż gwiazdy 6mag.
Ekliptyka to pozorna roczna droga Słońca wśród gwiazd.
6. Co nazywa się sferą niebieską?
Wyimaginowana kula o dowolnym promieniu.
7. Wskaż nazwy punktów i linii sfery niebieskiej oznaczonych cyframi 1-14 na rysunku 2.1.
8. Korzystając z rysunku 2.1, odpowiedz na pytania.
Jak przebiega oś świata względem osi Ziemi?
Równoległy.
Jak przebiega oś świata względem płaszczyzny południka niebieskiego?
Leży w samolocie.
W jakich punktach równik niebieski przecina się z horyzontem?
W punktach wschodnich i zachodnich.
W jakich punktach południk niebieski przecina się z linią horyzontu?
W punktach północnych i południowych.
9. Jakie obserwacje przekonują nas o codziennym obrocie sfery niebieskiej?
Jeśli będziesz obserwować gwiazdy przez dłuższy czas, będą one sprawiać wrażenie pojedynczej kuli.
10. Korzystając z mapy ruchomych gwiazd, wpisz do tabeli dwie lub trzy konstelacje widoczne na 55° szerokości geograficznej półkuli północnej.
Rozwiązanie zadania 10 odpowiada rzeczywistości wydarzeń z 2015 roku, jednak nie wszyscy nauczyciele sprawdzają rozwiązanie zadania każdego ucznia na mapie gwiazd, aby upewnić się, że odpowiada ono rzeczywistości.
mstone.ru - Kreatywność, poezja, przygotowanie do szkoły