Iwona Wytrzyszczak - Wykład z podstaw astronomii dla studentów I roku geografii zaocznej - rok 2005-2006.pdf

(1873 KB) Pobierz
422512349 UNPDF
Wykład z podstaw astronomii
dla studentów I roku geografii zaocznej, rok 2005/2006
wykładowca: Iwona Wytrzyszczak
1
Spis tresci
1 Układy współrzednych niebieskich 4
1.1 Układ horyzontalny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.2 Układ równikowy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.3 Wschody i zachody ciał niebieskich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.4 Szerokosc miejsca obserwacji . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.5 Zadania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2 Zjawiska powoduj ace zmiany współrzednych 12
2.1 Precesja i nutacja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.2 Paralaksa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.3 Aberracja swiatła . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.4 Refrakcja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3 Czas 17
3.1 Czas gwiazdowy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.2 Czas słoneczny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3.3 Sredni czas słoneczny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.4 Czas uniwersalny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3.5 Czas strefowy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.6 Czas urzedowy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.7 Linia zmiany daty . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.8 Rachuba lat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.9 Zadania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
4 Ruch roczny Sło nca na sferze niebieskiej 26
4.1 Granice stref klimatycznych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
4.2 Pory roku . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
4.3 Długosc dnia i nocy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
4.4 Swit, zmierzch, białe noce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
4.5 Zadania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
5 Ruch Ksiezyca 36
5.1 Fazy Ksiezyca . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
5.2 Zacmienia Ksiezyca i Sło nca . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
5.3 Pływy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
5.4 Zadania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
2
6 Wyznaczanie współrzednych za pomoc a konstelacji satelitów GPS 44
6.1 Segment w przestrzeni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
6.2 Stacja kontrolna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
6.3 Segment uzytkownika . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
6.4 Strukrura sygnału GPS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
6.5 Zasada pomiaru . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
6.6 Zastosowania GPS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
3
1 Układy współrzednych niebieskich
1.1 Układ horyzontalny
Podstawowym kierunkiem w tym układzie jest linia pionu miejsca obserwacji. Linia ta
przecina sfere niebiesk a w punkcie zenitu (Z) i nadiru (Nd). Płaszczyzna prostopadła do
linii ZNd nazywana jest horyzontem. Pocz atkiem układu horyzontalnego jest wiec punkt,
w którym znajduje sie obserwator. St ad nazywamy go układem lokalnym. Współrzedne
horyzontalne danego obiektu mierzone w tym samym czasie w róznych miejscach na
powierzchni Ziemi, s a rózne.
Układ horyzontalny jest układem nieinercjalnym, obraca sie wraz z Ziemi a.
Bn
Z
E
Nd
Bs
Rysunek 1: Układ i współrz edne horyzontalne
Przeciecie si e przedłuzenia osi obrotu Ziemi os swiata ) ze sfer a niebiesk a wytycza
północny (Bn) i południowy (Bs) biegun swiata . Duze koło przechodz ace przez bieguny
swiata oraz zenit i nadir nazywane jest południkiem astronomicznym , a scislej: południ-
kiem miejscowym. Prostopadłe do niego koło, przechodz ace przez zenit i nadir, nazy-
wane jest pierwszym wertykałem . Południk przecina koło horyzontu w punktach północy
(N) i południa (S), natomiast pierwszy wertykał w punktach wschodu (E) i zachodu (W).
Punkty te nazywane s a punktami kardynalnymi horyzontu.
Południk lokalny, wertykał i horyzont to koła wielkie . Tak nazywamy koła przecho-
dz ace przez srodek układu współrzednych. Równolezniki to koła małe.
Współrzednymi w układzie horyzontalnym s a azymut A i wysokosc h.
Azymut jest k atem dwusciennym utworzonym przez południk przechodz acy przez
punkt północy N oraz płaszczyzne koła przechodz acego przez dany obiekt (patrz rys.1).
4
422512349.001.png 422512349.002.png 422512349.003.png
Z
Bn
E
N
O
S
W
Bs
Nd
Rysunek 2: Szerokosc miejsca obserwacji
Mierzony jest wzdłuz horyzontu w kierunku wschodnim. Ta konwencja stosowana jest w
geodezji. W astronomii, ze wzgledu na to, ze obserwacje prowadzone s a w wiekszosci
po południowej stronie lokalnego południka azymut mierzony jest wzdłuz horyzontu od
punktu południa S, w kierunku zachodnim. W dalszym ci agu, dla naszych celów stosowac
bedziemy konwencje przyjet a w geodezji.
Wysokosc h jest k atem srodkowym 1 zawartym pomiedzy kierunkiem na dany obiekt,
a rzutem tego kierunku na płaszczyzne horyzontu. Czasami zamiast wysokosci uzywa sie
odległosci zenitalnejz =90 ± ¡h .
Zwykle wysokosc mierzy sie od ¡ 90 ± do+90 ± , natomiast azymut od0 ± do360 ± .
Obie współrzedne zmieniaj a sie na skutek ruchu obrotowego Ziemi.
K at srodkowy Á miedzy osi a swiata a jej prostok atnym rzutem na płaszczyzne hory-
zontu, jest szerokosci a astronomiczn a miejsca obserwacji. Inaczej mówimy, ze szerokosc
miejsca obserwacji (rys. 2) to wysokosc bieguna ponad horyzontem. Ten sam k at Á
zawarty jest miedzy kierunkiem na zenit a rzutem tego kierunku na płaszczyzne równika.
1 k at srodkowy to k at, którego pocz atek znajduje sie w srodku układu współrzednych (np. k at BnOZ na
rys.2)
5
422512349.004.png
Zgłoś jeśli naruszono regulamin