Wykład z podstaw astronomii.pdf

Wykład z podstaw astronomii

dla studentów I roku geograﬁi zaocznej, rok 2005/2006

wykładowca: Iwona Wytrzyszczak

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

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

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.

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).

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)

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: