ТЕСТ . Небесна сфера (Гомулина Н.Н.)

1. Небесната сфера е:
А) въображаема сфера с безкраен радиус, описана около центъра на Галактиката;
Б) кристална сфера, върху която според древните гърци са закрепени осветителни тела;
В) въображаема сфера с произволен радиус, чийто център е окото на наблюдателя.
Г) въображаема сфера - условната граница на нашата Галактика.

2. Небесна сфера:
А) неподвижен, според нея вътрешна повърхностСлънцето, Земята, другите планети и техните спътници се движат;
Б) се върти около ос, минаваща през центъра на Слънцето, периодът на въртене на небесната сфера е равен на периода на въртене на Земята около Слънцето, т.е. една година;
Б) се върти около земната ос с период, равен на периода на въртене на земята около оста си, т.е. един ден;
Г) се върти около центъра на Галактиката, периодът на въртене на небесната сфера е равен на периода на въртене на Слънцето около центъра на Галактиката.

3. Разум ежедневна ротациянебесната сфера е:
А) Собствено движение на звездите;
Б) Въртене на Земята около оста си;
Б) Движението на Земята около Слънцето;
Г) Движението на Слънцето около центъра на Галактиката.

4. Център на небесната сфера:
А) съвпада с окото на наблюдателя;
Б) съвпада с центъра на Слънчевата система;
Б) съвпада с центъра на Земята;
Г) съвпада с центъра на Галактиката.

5. Северният полюс на света в момента:
А) съвпада с Полярната звезда;
B) се намира на 1°.5 от малката мечка;
В) намира се близо до най-ярката звезда на цялото небе - Сириус;
Г) се намира в съзвездието Лира близо до звездата Вега.

6. Съзвездието Голяма мечка прави пълен оборот около Полярната звезда за време равно на
А) една нощ;
Б) един ден;
Б) един месец;
Г) една година.

7. Оста на света е:
А) линия, минаваща през зенита Z и надира Z" и минаваща през окото на наблюдателя;
B) линия, свързваща точките юг S и север N и минаваща през окото на наблюдателя;
Б) линия, свързваща точките изток E и запад W и минаваща през окото на наблюдателя;
Г) Линия, свързваща полюсите на света P и P" и минаваща през окото на наблюдателя.

8. Полюсите на света са точките:
A) точки на север N и юг S.
B) точки на изток E и запад W.
В) точките на пресичане на оста на света с небесната сфера P и P";
Г) северния и южния полюс на Земята.

9. Зенитната точка се нарича:

10. Точката на надир се нарича:
А) точката на пресичане на небесната сфера с отвес, разположен над хоризонта;
Б) точката на пресичане на небесната сфера с отвес, разположена под хоризонта;
В) точката на пресичане на небесната сфера с оста на света, разположена в северното полукълбо;
Г) точката на пресичане на небесната сфера с оста на света, разположена в южното полукълбо.

11. Небесният меридиан се нарича:
А) равнина, минаваща през обедната линия NS;
Б) равнина, перпендикулярна на световната ос P и P";
Б) равнина, перпендикулярна на отвеса, минаваща през зенита Z и надира Z";
Г) равнина, минаваща през северната точка N, световните полюси P и P, зенита Z, южната точка S.

12. Обедната линия се нарича:
A) линия, свързваща точките изток E и запад W;
Б) линия, свързваща точките юг S и север N;
Б) права, свързваща точките на небесния полюс Р и небесните полюси Р";
D) линия, свързваща точките на зенит Z и надир Z".

13. Видимите пътища на звездите при движение по небето са успоредни
А) небесния екватор;
Б) небесен меридиан;
Б) еклиптика;
Г) хоризонт.

14. Горната кулминация е:
А) положението на светилото, при което височината над хоризонта е минимална;
Б) преминаването на светилото през зенитната точка Z;
В) преминаването на светилото през небесния меридиан и достигането на най-голямата му височина над хоризонта;
Г) преминаването на звезда на височина, равна на географската ширина на мястото на наблюдение.

15. В екваториалната координатна система основната равнина и централната точка са:
А) равнината на небесния екватор и точката на пролетното равноденствие g;
B) равнина на хоризонта и южна точка S;
Б) меридианна равнина и южна точка S;
Г) равнината на еклиптиката и пресечната точка на еклиптиката и небесния екватор.

16. Екваториалните координати са:
А) деклинация и ректасцецензия;
Б) зенитно разстояние и азимут;
Б) надморска височина и азимут;
Г) зенитно разстояние и ректасцензия.

17. Ъгълът между оста на света и земната ос е равен на: А) 66°,5; Б) 0°; Б) 90°; Г) 23°.5.

18. Ъгълът между равнината на небесния екватор и световната ос е равен на: А) 66°,5; Б) 0°; Б) 90°; Г) 23°.5.

19. Ъгълът на наклона на земната ос към равнината на земната орбита е равен на: А) 66°,5; Б) 0°; Б) 90°; Г) 23°.5.

20. На кое място на Земята ежедневното движение на звездите се случва успоредно на равнината на хоризонта?
А) на екватора;
Б) в средните ширини на северното полукълбо на Земята;
Б) на полюсите;
Г) в средните ширини на южното полукълбо на Земята.

21. Къде бихте търсили Полярната звезда, ако бяхте на екватора?
А) в зенитната точка;

Б) на хоризонта;

22. Къде бихте търсили Полярната звезда, ако бяхте на северния полюс?
А) в зенитната точка;
Б) на височина 45° над хоризонта;
Б) на хоризонта;
Г) на надморска височина, равна на географската ширина на мястото на наблюдение.

23. Съзвездието се нарича:
А) определена фигура от звезди, в която звездите са условно обединени;
Б) участък от небето с установени граници;
В) обемът на конус (със сложна повърхност), простиращ се до безкрайност, чийто връх съвпада с окото на наблюдателя;
Г) линии, свързващи звездите.

24. Ако звездите в нашата Галактика се движат в различни посоки и относителната скорост на звездите достига стотици километри в секунда, тогава трябва да очакваме, че очертанията на съзвездията се променят забележимо:
А) в рамките на една година;
Б) за време равно на средна продължителностчовешки живот;
Б) от векове;
Г) в продължение на хиляди години.

25. На небето има общо съзвездия: А) 150; Б) 88; B) 380; Г) 118.

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25
IN	IN	б	А	б	б	Ж	IN	А	б	Ж	б	А	IN	А	А	б	IN	А	IN	IN	А	б	Ж	б

Небесната сфера е въображаема сферична повърхност с произволен радиус, в центъра на която се намира наблюдателят. Небесните тела се проектират върху небесна сфера.

Поради малкия размер на Земята, в сравнение с разстоянията до звездите, наблюдателите, разположени на различни места земната повърхност, може да се счита за в център на небесната сфера. В действителност в природата не съществува материална сфера около Земята. Небесните тела се движат в безкрайното космическо пространство на много различни разстояния от Земята. Тези разстояния са невъобразимо големи, нашето зрение не е в състояние да ги оцени, затова на човек всички небесни тела изглеждат еднакво отдалечени.

В течение на една година Слънцето описва голям кръгна фона на звездното небе. Годишният път на Слънцето през небесната сфера се нарича еклиптика. Движейки се еклиптика. Слънцето пресича небесния екватор два пъти в точките на равноденствие. Това се случва на 21 март и 23 септември.

Точката на небесната сфера, която остава неподвижна по време на ежедневното движение на звездите, условно се нарича северен небесен полюс. Противоположната точка на небесната сфера се нарича южен небесен полюс. Жителите на северното полукълбо не го виждат, защото се намира под хоризонта. Отвес, минаващ през наблюдателя, пресича небето отгоре в зенитната точка и в диаметрално противоположната точка, наречена надир.

Оста на видимото въртене на небесната сфера, свързваща двата полюса на света и минаваща през наблюдателя, се нарича ос на света. На хоризонта под северния небесен полюс се намира северна точка, диаметрално противоположната му точка е южна точка. Източна и Западна точкилежат на хоризонта и са на 90° от северната и южната точка.

Образува се равнина, минаваща през центъра на сферата, перпендикулярна на оста на света равнина на небесния екватор, успоредна на равнината на земния екватор. Равнината на небесния меридиан минава през полюсите на света, точките на север и юг, зенит и надир.

Небесни координати

Нарича се координатна система, в която референцията се извършва от екваториалната равнина екваториален. Нарича се ъгловото разстояние на звездата от небесния екватор, което варира от -90° до +90°. Склонениесчитан за положителен на север от екватора и отрицателен на юг.

се измерва с ъгъла между равнините на големи кръгове, единият от които минава през полюсите на света и дадено светило, а вторият - през полюсите на света и точката на пролетното равноденствие, лежаща на екватора.

Хоризонтални координати Ъгловото разстояние е разстоянието между обектите в небето, измерено от ъгъла, образуван от лъчите, идващи към обекта от точката на наблюдение. Ъгловото разстояние на звездата от хоризонта се нарича височина на звездата над хоризонта. Положението на светилото спрямо страните на хоризонта се нарича азимут. Броенето се извършва от юг по посока на часовниковата стрелка.Азимут

а височината на звездата над хоризонта се измерва с теодолит. Ъгловите единици изразяват не само разстоянията между небесните обекти, но и размерите на самите обекти. Ъгловото разстояние на небесния полюс от хоризонта е равно на географската ширина на района.

Височината на осветителните тела в кулминационния момент Явленията при преминаване на светила през небесния меридиан се наричат ​​кулминации. Долната кулминация е преминаването на светилата през северната половина на небесния меридиан. Явлението на светило, преминаващо през южната половина на небесния меридиан, се нарича горна кулминация. Моментът на горната кулминация на центъра на Слънцето се нарича истинско пладне, а моментът на долната кулминация се нарича истинска полунощ. Времевият интервал между кулминациите е.

половин ден За незалязващите светила и двете кулминации се виждат над хоризонта, за изгряващите и залязващитедолна кулминация среща се под хоризонта, под северната точка. Всяка звездакулминира
в дадена област е винаги на една и съща височина над хоризонта, тъй като ъгловото му разстояние от небесния полюс и от небесния екватор не се променя. Слънцето и Луната променят надморската си височина с кулминират.

Лабораторна работа

« ОСНОВНИ ЕЛЕМЕНТИ НА НЕБЕСНАТА СФЕРА"

Цел на работата: Изучаване на основните елементи и ежедневното въртене на небесната сфера по нейния модел.

Предимства: модел на небесната сфера (или заместваща я небесна планисфера); черен глобус; движеща се звездна карта.

Кратка теоретична информация:

Видими позиции небесни теласе определят спрямо основните елементи на небесната сфера.

Основните елементи на небесната сфера (фиг. 1) включват:

Зенит точки Зи надир З" , истински или математически хоризонт NESWN, axis mundi RR", полюси на света ( Р-северна и R"- южен), небесен екватор QWQ" Еквалайзернебесен меридиан РЗСП "Z" НП и точките на пресичане на небесния меридиан и небесния екватор с истинския хоризонт, т.е. точката на юг С, север Н, изток ди на запад У.

Елементите на небесната сфера могат да бъдат изследвани върху нейния модел (фиг. 2), който се състои от няколко пръстена, изобразяващи основните кръгове на небесната сфера. В пръстен 1, представляващ небесния меридиан, оста е твърдо подсилена RR"- оста на света, около която се върти небесната сфера. Крайни точки РИ R"на тази ос лежат на небесния меридиан и представляват съответно северния ( Р) и южна ( R") полюси на света.

Метален кръг 8 изобразява истинския или математическия хоризонт, който винаги трябва да се поставя в хоризонтално положение при работа с модел на небесната сфера. Световната ос образува ъгъл с равнината на истинския хоризонт, равен на географската ширина в точката на наблюдение, а при инсталиране на модела на дадена географска ширина този ъгъл се фиксира с винт 11 , след което истинският хоризонт 8 се дава в хоризонтално положениечрез завъртане на пръстена 1 (небесен меридиан), който е фиксиран в стойката 9 скоба 10 .

Около оста RR"(осите на света) два пръстена, закрепени заедно, се въртят свободно 2 И 3 , чиито равнини са взаимно перпендикулярни. Тези пръстени представляват деклинационни кръгове - големи кръгове, преминаващи през полюсите на света. Въпреки че на небесната сфера има безброй кръгове на деклинация, преминаващи през полюсите на света, върху модела на небесната сфера има само четири кръга на деклинация (под формата на два пълни пръстена), по които можете да си представите цялата сферична повърхност. Необходимо е да се обърне внимание на факта, че кръгът на деклинацията не се приема като пълен кръг, а само неговата половина, затворена между полюсите на света. Така двата пръстена на модела изобразяват четири кръга на деклинация на небесната сфера, отдалечени един от друг с 90°; те дават възможност да се демонстрират екваториалните координати на небесните тела.

Пръстен 4 , чиято равнина е перпендикулярна на оста на света, изобразява небесния екватор. Под ъгъл спрямо него 23°.5прикачен пръстен 5 , представляваща еклиптиката.

Пръстени, символизиращи небесния меридиан 1 , небесен екватор 4 , еклиптика 5 , деклинационни кръгове 2 И 3 и истински хоризонт 8 , са големи кръгове на небесната сфера - равнините им минават през центъра Омодел, в който е замислен наблюдателят.

Перпендикулярно на равнината на истинския хоризонт, възстановено от центъра Омодел на небесната сфера, пресича небесния меридиан в точки, наречени зенит З(над главата на наблюдателя) и надир З" (надирът е под краката на наблюдателя и е скрит от него от земната повърхност).

В зенита, на небесния меридиан, се засилва движещият се рейтинг 12 , със свободно въртяща се върху него дъга 13 , чиято равнина минава и през центъра на модела на небесната сфера. Арк 13 изобразява кръг от надморска височина (вертикално) и ви позволява да демонстрирате хоризонталните координати на небесните тела.

В допълнение към големите кръгове, моделът на небесната сфера показва два малки кръга 6 И 7 -два небесни паралела, отделени от небесния екватор с 23°.5. Останалите небесни паралели не са показани на модела. Равнините на небесните паралели не минават през центъра на небесната сфера, те са успоредни на равнината на небесния екватор и перпендикулярни на оста на света.

Към модела на небесната сфера са прикрепени две приставки, едната под формата на кръг, другата под формата на звездичка. Тези приставки служат за изобразяване на небесни тела и могат да се монтират на всеки кръг от модела на небесната сфера.

По-нататък всички елементи на модела на небесната сфера се наричат ​​със същите термини, които са приети за съответните елементи на небесната сфера.

Поради равномерното въртене на Земята около оста си в посока от запад на изток (или обратно на часовниковата стрелка), за наблюдателя изглежда, че небесната сфера се върти равномерно около оста на света. RR"в обратна посока, т.е. по посока на часовниковата стрелка, ако го гледате отвън от северния небесен полюс (или ако наблюдателят в центъра на сферата е обърнат с гръб към северния небесен полюс и лицето си на юг). През деня небесната сфера прави едно завъртане; това видимо въртене се нарича денонощно. Посоката на дневно въртене на небесната сфера е показана на фиг. 1 стрелка.

Използвайки модела на небесната сфера, може ясно да се разбере, че въпреки че небесната сфера се върти като едно цяло, повечето от нейните основни елементи не участват в ежедневното въртене на сферата, оставайки неподвижни спрямо наблюдателя. Небесният екватор се върти в равнината си заедно с небесната сфера, плъзгайки се във фиксираните точки на изток E и запад У. В процеса на ежедневно въртене всички точки на небесната сфера (с изключение на фиксираните точки) пресичат небесния меридиан два пъти на ден, веднъж - южната му половина (южно от северния небесен полюс, дъга РZSR"), друг път - северната му половина (северно от северния полюс на света, дъга РНова Зеландия" П" ). Тези преминавания на точки през небесния меридиан се наричат ​​съответно горна и долна кулминация. През зенита Зи надир З" Не всички, а само определени точки от небесната сфера, чиято деклинация δ (както ще се види по-нататък) е равна на географската ширина φ на мястото на наблюдателя (δ = φ). Точки от небесната сфера, разположени над истинския хоризонт, са видими за наблюдателя; полукълбото, разположено под истинския хоризонт, е недостъпно за наблюдения (на фиг. 1 е обозначено с вертикално засенчване).

Арк НСЗистинският хоризонт, над който се издигат точките на небесната сфера, се нарича нейната източна половина и се простира на 180º от точката на север Н, през източната точка д, до точката юг С. Отсреща, западна половина SWNистинският хоризонт, отвъд който се простират точките на небесната сфера, също съдържа 180º и също е ограничен от точките на юг Си на север Н, но минава през западната точка У. Източната и западната половина на истинския хоризонт не трябва да се бъркат с неговите страни, които се определят от основните му точки - точките на изток, юг, запад и север.

Трябва да се плати специално вниманиена факта, че небесната сфера е разделена на северно и южно полукълбо от небесния екватор, а не от истинския хоризонт, над който винаги се намират областите на двете полукълба, както северното, така и южното. Размерът на тези зони зависи от географската ширина на мястото за наблюдение: колкото по-близо до северния полюс на Земята е мястото за наблюдение (колкото по-голямо е неговото φ), толкова по-малка е зоната на южното небесно полукълбо, достъпна за наблюдения, и толкова по-голяма площ от северното небесно полукълбо се вижда едновременно над истинския хоризонт (и в южното полукълбо на Земята - обратно).

Продължителността на престоя на точки от небесната сфера през целия ден над истинския хоризонт (и под него) зависи от съотношението на деклинацията δ на тези точки с географска ширинаφ от мястото на наблюдение, а за определено φ - само от тяхната деклинация δ. Тъй като небесният екватор и истинският хоризонт се пресичат в диаметрално противоположни точки, всяка точка на небесния екватор (δ = 0°) винаги е половин ден над истинския хоризонт и половин ден под него, независимо от географската ширина при наблюдение. място (с изключение на географските полюси на Земята, φ = ± 90°).

За да изучавате основните елементи на небесната сфера, при липса на модел, можете да използвате небесната планисфера (таблетка 10), която, разбира се, не е толкова визуална като пространствен модел, но все пак може да даде правилно представянеза основните елементи и ежедневното въртене на небесната сфера. Планисферата е ортогонална (правоъгълна) проекция на небесната сфера върху равнината на небесния меридиан и се състои от кръг СЗНЗ" , изобразяващ небесния меридиан, през центъра ЗАкойто е начертан отвес ZZ" и следа от истинската равнина на хоризонта НС. Източни точки ди на запад Упроектирана в центъра на планисферата. Градусните деления на небесния меридиан дават надморска височина ч almucantarats (малки кръгове, успоредни на истинския хоризонт), който над истинския хоризонт се счита за положителен (h > 0°), а под него - отрицателен (h< 0°).

ос на света RR", небесен екватор QQ" а небесните паралели са изобразени в същата проекция върху паус, на който с пунктир са изобразени и две положения на еклиптиката, съответстващи на нейното най-високо ξξ") и най-ниско (ξоξо") положение над истинския хоризонт. Градусната цифровизация върху паус дава ъгловото разстояние на небесните паралели от небесния екватор, т.е. тяхната деклинация δ, считана за положителна в северното небесно полукълбо (δ > 0°) и отрицателна в южното небесно полукълбо (δ< 0°).

Като поставите паус симетрично върху кръга на небесния меридиан и го завъртите около общ център ЗАпри определен ъгъл от 90° - φ, получаваме вида на небесната сфера (в проекция върху равнината на небесния меридиан) на географската ширина φ. Тогава местоположението на елементите на небесната сфера спрямо истинския хоризонт веднага ще стане ясно. Н.С.и спрямо наблюдателя, намиращ се в центъра ЗАнебесна сфера. Посоката на дневното въртене на небесната сфера около оста на света трябва да бъде изобразена със стрелки по небесния екватор и небесните паралели.

Много полезно е да си представим съответствието на елементите на небесната сфера с точките и кръговете на земната повърхност. За да стане това съответствие по-ясно, най-добре е да си представим радиуса на небесната сфера колкото желаете, но не безкраен, тъй като в случай на безкрайно голям радиус, секциите на сферата се израждат в равнина. За произволно голям радиус на небесната сфера наблюдателят ЗА, разположен в определена точка на земната повърхност, вижда небесната сфера по същия начин, както от центъра на Земята СЪС(фиг. 3), но запазвайки същата посока към зенита З. Тогава става ясно, че отвесът OZе продължение на земния радиус COв точката на наблюдение (земята се приема като сфера), ос на света RR"идентичен с оста на въртене на Земята пп", полюси на света РИ R"съответстват на географските полюси на Земята rИ п", небесен екватор QQ" образувани на небесната сфера от равнината на земния екватор qq" , и небесния меридиан РЗR"З„Робразувани на небесната сфера от равнината на земния меридиан pOрп"р" стрна който се намира наблюдателят ЗА. Равнината на истинския хоризонт е допирателна към повърхността на Земята в точката на наблюдение ЗА. Това обяснява неподвижността на небесния меридиан, зенит, надир и истински хоризонт спрямо наблюдателя, които се въртят заедно с него около земната ос. Поляци на света РИ R"също са неподвижни спрямо наблюдателя, тъй като лежат на земната ос, която не участва в ежедневното въртене на земята. Всеки земен паралел kOс географска ширина a съответства на небесния паралел ДОЗ. с деклинация и δ = φ. Следователно точките на този небесен паралел преминават през зенита на мястото на наблюдение ЗА.

0 " style="border-collapse:collapse;border:none">

Име

Позиция спрямо наблюдателя

Местоположение спрямо истинския хоризонт

3. Земното кълбо може да изобразява:

4. Движещата се карта показва:

	Разположението на небесните паралели спрямо	Ежедневно движение на небесните тела спрямо
Небесен екватор	Истински хоризонт	Небесен екватор	Истински хоризонт
Прилики
Разлики

7. Съпоставяне на точки и кръгове:

Приложен чертеж.

8. Приложени са три чертежа.

Небесната сфера е въображаема сфера с произволен радиус, използвана в астрономията за описване на относителните позиции на светилата в небето. За простота на изчисленията неговият радиус се приема равен на единица; Центърът на небесната сфера, в зависимост от проблема, който се решава, се комбинира със зеницата на наблюдателя, с центъра на Земята, Луната, Слънцето или дори с произволна точка в пространството.

Идеята за небесната сфера възниква в древни времена. Тя се основаваше на визуалното впечатление от съществуването кристален куполнебето, върху което звездите изглеждат неподвижни. Небесната сфера в представите на древните народи е била най-важният елементВселена. С развитието на астрономията този възглед за небесната сфера изчезна. Въпреки това, геометрията на небесната сфера, заложена в древни времена, в резултат на развитие и усъвършенстване, получи модерен вид, в който за удобство на различни изчисления се използва в астрометрията.

Нека разгледаме небесната сфера така, както изглежда за наблюдателя на средни ширини от повърхността на Земята (фиг. 1).

Свирят две прави линии, чието положение може да се установи експериментално с физически и астрономически инструменти важна роляпри дефиниране на понятия, свързани с небесната сфера. Първият от тях е отвес; Това е права линия, която съвпада в дадена точка с посоката на гравитацията. Тази линия, прекарана през центъра на небесната сфера, я пресича в две диаметрално противоположни точки: горната се нарича зенит, долната се нарича надир. Равнината, минаваща през центъра на небесната сфера перпендикулярно на отвеса, се нарича равнина на математическия (или истинския) хоризонт. Линията на пресичане на тази равнина с небесната сфера се нарича хоризонт.

Втората права линия е оста на света - права линия, минаваща през центъра на небесната сфера, успоредна на оста на въртене на Земята; Има видимо дневно въртене на цялото небе около оста на света. Точките на пресичане на оста на света с небесната сфера се наричат ​​Северен и Южен полюс на света. Най-забележимата от звездите близо до Северния полюс на света е Полярна звезда. Ярки звездиНяма свят близо до Южния полюс.

Равнината, минаваща през центъра на небесната сфера перпендикулярно на оста на света, се нарича равнина на небесния екватор. Линията на пресичане на тази равнина с небесната сфера се нарича небесен екватор.

Нека припомним, че окръжността, която се получава при пресичане на небесната сфера от равнина, минаваща през центъра й, в математиката се нарича голяма окръжност, а ако равнината не минава през центъра, тогава се получава малка окръжност. Хоризонтът и небесният екватор представляват големи кръгове на небесната сфера и я разделят на две еднакви полукълба. Хоризонтът разделя небесната сфера на видимо и невидимо полукълбо. Небесният екватор го разделя съответно на Северното и Южното полукълбо.

По време на дневното въртене на небето светилата се въртят около оста на света, описвайки малки кръгове върху небесната сфера, наречени дневни паралели; светила, отдалечени на 90° от полюсите на света, се движат по големия кръг на небесната сфера - небесния екватор.

След като определихме отвеса и оста на света, не е трудно да определим всички други равнини и кръгове на небесната сфера.

Равнината, минаваща през центъра на небесната сфера, в която лежат едновременно отвесът и оста на света, се нарича равнина на небесния меридиан. Големият кръг от пресечната точка на тази равнина с небесната сфера се нарича небесен меридиан. Че една от точките на пресичане на небесния меридиан с хоризонта, която е по-близо до Северния полюс на света, се нарича северна точка; диаметрално противоположно - точката на юг. Правата линия, минаваща през тези точки, е обедната линия.

Точките на хоризонта, които са на 90° от северната и южната точка, се наричат ​​източна и западна точка. Тези четири точки се наричат ​​главни точки на хоризонта.

Преминаващите през отвес равнини пресичат небесната сфера в големи кръгове и се наричат ​​вертикали. Небесният меридиан е един от вертикалите. Вертикалът, перпендикулярен на меридиана и минаващ през точките на изток и запад, се нарича първи вертикал.

По дефиниция трите основни равнини - математическият хоризонт, небесният меридиан и първият вертикал - са взаимно перпендикулярни. Равнината на небесния екватор е перпендикулярна само на равнината на небесния меридиан, образувайки с равнината на хоризонта двустенен ъгъл. При географските полюси на Земята равнината на небесния екватор съвпада с равнината на хоризонта, а при екватора на Земята тя става перпендикулярна на нея. В първия случай на географските полюси на Земята оста на света съвпада с отвес и всеки от вертикалите може да се приеме за небесен меридиан в зависимост от условията задача под ръка. Във втория случай, на екватора, оста на света лежи в равнината на хоризонта и съвпада с обедната линия; Северният полюс на света съвпада с точката на север, а Южният полюс на света съвпада с точката на юг (виж фигурата).

При използването на небесната сфера, чийто център съвпада с центъра на Земята или друга точка в пространството, също възникват редица особености, но принципът на въвеждане на основни понятия - хоризонт, небесен меридиан, първи вертикал, небесен екватор, и т.н. - остава същото.

Основните равнини и кръгове на небесната сфера се използват при въвеждане на хоризонтални, екваториални и еклиптични небесни координати, както и при описание на характеристиките на видимото дневно въртене на светилата.

Големият кръг, който се образува, когато небесната сфера се пресече от равнина, минаваща през нейния център и успоредна на равнината на земната орбита, се нарича еклиптика. Видимото годишно движение на Слънцето се извършва по еклиптиката. Точката на пресичане на еклиптиката с небесния екватор, в която Слънцето преминава от южното полукълбо на небесната сфера в северното, се нарича точка на пролетното равноденствие. Противоположната точка на небесната сфера се нарича есенно равноденствие. Права линия, минаваща през центъра на небесната сфера перпендикулярно на равнината на еклиптиката, пресича сферата на два полюса на еклиптиката: Северния полюс в Северното полукълбо и Южния полюс в Южното полукълбо.

Небесна сфера- абстрактно понятие, въображаема сфера с безкрайно голям радиус, чийто център е наблюдателят. В този случай центърът на небесната сфера е, така да се каже, на нивото на очите на наблюдателя (с други думи, всичко, което виждате над главата си от хоризонт до хоризонт, е точно тази сфера). Но за по-лесно възприятие можем да приемем центъра на небесната сфера и центъра на Земята; в това няма грешка. Позициите на звездите, планетите, Слънцето и Луната са нанесени върху сферата в позицията, в която те са видими на небето в определен момент от дадена точка на местоположението на наблюдателя.

С други думи, въпреки че наблюдаваме позицията на светилата на небесната сфера, ние, намирайки се на различни места на планетата, постоянно ще виждаме няколко различна картина, знаейки принципите на „работата“ на небесната сфера, гледайки нощното небе, можем лесно да се ориентираме в района с помощта на проста технология. Познавайки гледката отгоре в точка А, ще я сравним с гледката на небето в точка Б и по отклоненията на познати ориентири ще можем да разберем къде точно се намираме в момента.

Хората вече са дошли с тази идея преди много време цяла поредицаинструменти, които улесняват нашата задача. Ако навигирате в „земния“ глобус просто като използвате географска ширина и дължина, тогава цяла поредица от подобни елементи – точки и линии – също са предоставени за „небесния“ глобус – небесната сфера.

Небесната сфера и позицията на наблюдателя. Ако наблюдателят се движи, тогава цялата видима за него сфера ще се движи.

Елементи на небесната сфера

Небесната сфера има редица характерни точки, линии и кръгове; нека разгледаме основните елементи на небесната сфера.

Вертикален наблюдател

Вертикален наблюдател- права линия, минаваща през центъра на небесната сфера и съвпадаща с посоката на отвеса в точката на наблюдателя. Зенит- точката на пресичане на вертикала на наблюдателя с небесната сфера, разположена над главата на наблюдателя. Надир- точката на пресичане на вертикала на наблюдателя с небесната сфера, срещу зенита.

Истински хоризонт- голям кръг върху небесната сфера, чиято равнина е перпендикулярна на вертикала на наблюдателя. Истинският хоризонт разделя небесната сфера на две части: надхоризонтно полукълбо, в който се намира зенитът, и субхоризонтално полукълбо, в който се намира надирът.

Axis mundi (Земната ос)- права линия, около която се извършва видимото дневно въртене на небесната сфера. Оста на света е успоредна на оста на въртене на Земята, а за наблюдател, разположен на един от полюсите на Земята, тя съвпада с оста на въртене на Земята. Видимото дневно въртене на небесната сфера е отражение на действителното дневно въртене на Земята около нейната ос. Небесните полюси са точките на пресичане на оста на света с небесната сфера. Небесният полюс, разположен в района на съзвездието Малка мечка, се нарича Северен полюссвят, а противоположният полюс се нарича Южен полюс.

Голям кръг върху небесната сфера, чиято равнина е перпендикулярна на оста на света. Равнината на небесния екватор разделя небесната сфера на северно полукълбо, в който се намира Северният полюс, и южното полукълбо, където се намира Южният полюс.

Или меридианът на наблюдателя е голям кръг върху небесната сфера, минаващ през полюсите на света, зенит и надир. Тя съвпада с равнината на земния меридиан на наблюдателя и разделя небесната сфера на източенИ западното полукълбо.

Северна и южна точки- точката на пресичане на небесния меридиан с истинския хоризонт. Точката, която е най-близо до Северния полюс на света, се нарича северна точка на истинския хоризонт С, а точката, най-близо до Южен полюсна света, - точките на юг юг са точките на пресичане на небесния екватор с истинския хоризонт.

Обедна линия- права линия в равнината на истинския хоризонт, свързваща точките на север и юг. Тази линия се нарича обедна, защото по обяд според местното истинско слънчево време сянката на вертикален полюс съвпада с тази линия, т.е. с истинския меридиан на дадена точка.

Пресечните точки на небесния меридиан с небесния екватор. Точката, която е най-близо до южната точка на хоризонта, се нарича южната точка на небесния екватор, а най-близката до северната точка на хоризонта точка е северната точка на небесния екватор.

Вертикала на светилото

Вертикала на светилото, или кръг на височината, - голям кръг на небесната сфера, преминаващ през зенита, надира и светилото. Първият вертикал е вертикалът, минаващ през точките на изток и запад.

Склонение кръг, или , е голям кръг на небесната сфера, преминаващ през полюсите на света и светилото.

Малък кръг върху небесната сфера, начертан през светилото, успореден на равнината на небесния екватор. Видимото ежедневно движение на светилата се извършва по дневни паралели.

Светила от Алмукантарат

Светила от Алмукантарат- малък кръг върху небесната сфера, начертан през светилото, успоредно на равнината на истинския хоризонт.

Всички споменати по-горе елементи на небесната сфера се използват активно за решаване на практически проблеми с ориентация в пространството и определяне на позицията на светилата. В зависимост от предназначението и условията на измерване се използват две различни системи сферични небесни координати.

В едната система светилото е ориентирано спрямо истинския хоризонт и се нарича тази система, а в другата спрямо небесния екватор и се нарича.

Във всяка от тези системи позицията на звездата върху небесната сфера се определя от две ъглови величини, точно както позицията на точките на повърхността на Земята се определя с помощта на географската ширина и дължина.