Аспан денелеріні ара ашытыын анытау 1 страница

ФИЗИКА- МАТЕМАТИКА кафедрасы

Астрономия

Пніні лекция мтіні

растырандоцент Рамазанова С.А.

Шымкент

Ші лекция. Кіріспе.

Астрономия пні. Астрономия тараулары. Іргелес ылымдар. Астрономияны теориялы жне танымды мні. Астрономия дістемесі. Баылау мні. алам рылымына ысаша шолу.

Астрономия аспан денелеріні жне оларды жйелеріні озалысын, рылысын пайда болуы мен дамуын зерттейтін лем туралы ылым.

Астрономия Кн мен жлдыздары, Жер мен Айды, баса планеталар мен оларды серіктерін, кометалар мен астеройдтарды, тмандытар мен жлдызды жйелерді, жлдызаралы жне планетааралы ортадаы материяны зерттейді. Мнымен атар аспан денелеріні рылысын, оларды кеістіктегі орналасуын жне озалысын анытап, бкіл лемні дамуы туралы тсініктер береді. «Астрономия» деген сзді зі грек тіліндегі «астрон» - жлдыз, «номос» - за деген сздерден шыан.

Аспан денелерін зерттеу барысында астрономия, з алдына мынадай міндеттер ояды.

1. Аспан денелеріні кеістіктегі крінерлік жне шын орны мен озалысын жне оларды млшері мен формаларын анытау;

2. Аспан денелеріні физикалы жне химиялы рылысын зерттеу;

3. Аспан денелеріні пайда болуы мен даму проблемаларын айындау.

Бірінші мселені шешуі ерте заманнан жргізілетін астрономиялы баылау жмыстарыны жне белгілі механиканы задарыны негізінде жзеге асады. Сондытан да астрономия ылымыны бл саладаы ол жеткен табыстары біршама баршылы.

Аспан денелеріні физика-химиялы рылысына келетін болса, ол кптеген аспан денелері шін лі кнге толы шешімін таба ойан жо. Сонда да болса, азіргі заманда Жерге жаын орналасан аспан денелері туралы кптеген мліметтер бар.

Ал аспан денелеріні пайда болуы жне дамуы проблемаларын арастыранда жалпы болжамдар мен гипотезалара сйенеміз, ал наты астрономиялы баылау материалдары жеткіліксіз болатыны сзсіз.

арастыратын объектілер жне олданатын зерттеу дістері мен ралдарды кптеген трлеріні нтижесінде астрономия азіргі заманда ке дамыан клемді ылымдар атарында жатады. Астрономия негізгі ш блімнен трады: астрометрия, аспан механикасы, астрофизика.

Астрометрия аспан денелеріні орнын жне жерді айналуын зерттейтін астрономияны бліміне жатады. Онда негізінен екі мселе арастырылады: аспан координат жйелерін жне Жер айналасын толы сипаттайтын параметрлерді анытау.

Аспан механикасы, аспан денелеріні озалыс задылытарын зерттеп, оларды жру жолдарын анытау дістерін арастырады да зара серіне арай отырып, аспан денелері жйелеріні орнытылыын зерттейді.

Аспан денелеріні физикалы рылысын, химиялы рамын пайда болуын жне эволюциялы дамыуын астрономияны – астрофизика деген блімі зерттейді.

Жалпы астрономия курсында осы блімдерді негізгі дістері мен нтижелері арастырылады.

Астрономия е ежелгі ылым атарына жатады. Ол адамзат баласыны трмыс ажетінен туып сонымен бірге дамыды. Атап айтанда аспан денелеріне арап уаытты жне бадарды анытауа жне сондай-а ауа-райын болжауа яни егін німі жне мал ыстату т.с.с. мселелерге алдын ала пікірлер айтуа болады. Бл сияты астрономиялы арапайым деректер мыдаан жылдар ілгері Вавилонда, Мысырда жне ытайда пайда бола бастаан.

азіргі астрономия математика, физика, химия, биология, география, геология, т.с.с. ылымдармен тыыз байланысты, ол осы ылымдарды жетістіктерін пайдаланып, оларды байтып жне оларды алдарына жаа масаттар ояды. Жерді жне баса аспан денелеріні шыу тегін згерістерін табиат тану ылымдар трысынан тсіндіруге ммкін екенін крсетіп, материалистік философияны дамуына бірден-бір ыпал етеді.

Сратар:

1.Астрономия пні.

2.Астрономия міндеттері.

3.Астрономия блімдері.

 

Ші лекция. Аспан сферасы, сфералы астрономия негізі. Жлдызды аспан жне аспан сферасыны тулік бойынша айналуы.лем осіні горизонта атысты орналасуы. Аспан сферасындаы нктелер мен сызытар. Астрономиялы координаталар: горизонтты жне экваторлы координаталар жйелері.

Астрономия – шыратарды крінерлік орнын жне озалысын анытайды. Осы мселелерді шешу шін астрономияда аспан сферасы деген ым пайдаланылады.

Аспан сферасы дегеніміз – центрінде баылаушыны кзі орналасан, радиусы те лкен (біра шексіз емес) ішкі бетінде аспан шыратарыны орналасуы, баылаушы тран жердегі жне баылау кезеіндегі жлдызды аспандаыдай болатын жорамал сфера. Аспан сферасындаы шыратарды орнын анытау шін негізгі элементтерін белгілеу керек.

1-cурет. Аспан сферасы

Аспан сферасыны центрі арылы жне баылаушы тран жерді тіктеуіші

мен баыттас тзу сызы – тік немесе вертикаль сызы деп аталады (1-сурет).

Тік сызы аспан сферасын баылаушыны тбесіндегі зенит жне оан арама-арсы орналасан надир деп аталатын екі нктелерде ияды.

Жазытыы тік сызыа перпендикуляр болатын аспан сферасыны NSN лкен шебері – шын немесе математикалы горизонт деп аталады.

Аспан сферасыны айналу диаметрін – дние осі деп атайды. Дние осі аспан сферасынан солтстік дние жне отстік полюстерінде ияды. Солтстік дние полюсінен араанда аспан сферасыны айналуы саат тіліне арсы болады. Солтстік дние полюсіне Темір азы жлдызы те жаын орналасан.

Жазытыы дние осіне перпендикуляр болатын аспан сферасыны лкен шебері – аспан экваторы деп аталады. Аспан экваторы аспан сферасын отстік жне солтстік жарты сфералара бледі. Аспан экваторы математикалы горизонтпен шыыс Е жне батыс W нктелерде иылысады.

Дние полюстері, зенит жне надир арылы тетін аспан сферасыны лкен шебері – аспан меридианы деп аталады. Аспан меридианы математикалы горизонтпен солтстік N жне отстік S нктелерде иылысады. Солтстік N нкте дниені солтстік полюсіне, ал отстік S нкте – дниені отстік полюсіне жаын орналасады. Солтстік N жне отстік S нктелерді осатын NS сызыы – талтстік сызы деп аталады. Аспан меридианы, аспан экваторымен Q жне екі нктелерінде иылысады. Блар аспан экваторыны жоары /Q/ жне тменгі нктелері деп аталады.

Жазытытары математикалы горизонт жазытыына параллель орналасан аспан сферасыны (2-сурет) кіші шеберлері – альмукантараттар деп аталады. Зенит Z жне надир арылы тетін аспан сферасыны лкен жарты шеберлері – вертикаль немесе биіктік шеберлері деп аталады.

Зенит Z, надир , шыыс Е жне батыс W нктелері арылы тетін аспан сферасыны лкен шебері – бірінші вертикаль деп аталады.

Жазытытары аспан экваторыны жазытыына параллель болатын аспан сферасыны (3-сурет) кіші шеберлері – туліктік немесе аспан параллельдері деп аталады. Солтстік дние полюсі Р – мен жне отстік дние полюсі арылы тетін аспан сферасыны лкен жарты шеберлері – ауысу немесе саатты шеберлер деп аталады.

Кнні жылды крінерлік озалысыны жолы – эклиптика деп аталады.

Эклиптика мен аспан экваторы кктемгі (22-наурыз) жне кзгі (23-ыркйек) кн мен тн теелу нктелерінде иылысады, ал осы екі

жазытытарды арасындаы брыш -а те. Кктемгі жне кзгі кн мен тн теелу нктелерінен брышты ашытыта орналасатын эклиптиканы нктелері жазы (21-маусым) жне ысы (22-желтосан) кн тоырау нктелері болады.

Аспандаы нктелерді баыттарын анытайтын координат жйелері – сфералы координаттар. Осы жйелерді негізгі жазытытары ретінде математикалы горизонт, аспан экваторы, эклиптика жазытытары

алынады. Осыан байланысты горизонтты, экваторлы, эклиптикалы координат жйелері болады.

5-сурет. Экваторлы координаттар

Горизонтты координаттар.Негізгі жазыты – математикалы горизонт жазытыы, бастапы нкте – зенит Z. М шыра, Z зенит жне надир арылы биіктік шебер ткізіледі (4-сурет). Шыра М-ны горизонтты координаттары: биіктік h жне азимут А. Биіктік шеберді горизонттан шыраа

дейінгі mM доасы шыраты биіктігі деп аталады. Биіктік -тан (надир) -а (зенит) дейін лшенеді. Биіктік h орнына зениттен ашыты Z алынады. Зениттен шыраа дейінгі биіктік шеберді ZM доасы. Зениттен ашыты -тан (Z) -а (надир) лшенеді.

Биіктік h пен зенит аралыы Z-ті осындысы 90⁰-а те. Азимут А дегеніміз математикалы горизонтты отстік S нктесінен, шыраты биіктік шеберіне дейінгі аспан сферасыны айналу баытымен алынан математикалы горизонтты Sm доасы. Ол 0⁰-тан 360⁰-а дейін есептелінеді. Кейбір жадайда астрономияда доалармен брыштарды градуспен атар саатпен де лшейді. Саатпен лшегенде азимут 0-ден 24 саата дейін згереді.

1 саат - 15⁰-а те, ал 1⁰ – трт минута те болады, (1⁰=4^m). Туліктік айналысты серінен биіктік пен азимут немі згеріп отарады.

Экваторлы координаталарды 1-ші жйесі.Мндаы негізгі жазыты аспан экватор жазытыы, негізгі нкте – дниені солтстік полюсі Р (5-сурет) болып саналады. Солтстік полюс Р, шыра М жне отстік полюс арылы ауысу шеберін жргізейік. Шыраты орны саатты брыш t, ауысу немесе полюстік аралы арылы аныталады. Ауысу – аспан экваторынан шыраа дейін алынан ауысу шеберді mM доасы шыраты экватордан брышты ашытыы. Тек ол – 90⁰-тан +90⁰-а дейін есептеледі.Кейде ауысу -ны орына, полюстік аралы олданылады, оларды осындысы 90⁰ те.

Полюстік аралы 0⁰-ден 180⁰-а дейін есептелінеді.

Саатты брыш дегеніміз аспан экваторыны жоары нктесінен бастап шыраты ауысу шеберіне дейін, аспан сферасыны айналу баытымен алынан аспан экваторыны доасы, ол 0-ден 360⁰-а дейін не 0^h-ден 24^h-а дейін есептелінеді.

Сткелік айналысты серінен шыраты саатты брышы згереді, ал ауысу згермейді, себебі шыраты аспан параллелі аспан экваторына параллель. Саатты брыш t туілік бойы біралыпты 0⁰-ден 360⁰-а дейін сіп отырады, сондытан оны уаытты лшегенде пайдаланады.

Экваторлы координаталарды 2-ші жйесі.Аспан сферасыны туліктік айналысы кезінде координаталарды згермейтіні ыайлы. Сондытан саатты брышты орнына тура шарытау (5-сурет) алынады, ал бірінші координата ауысу сол кйінде болады. Сонымен, бл жйеде ауысу жне тура шарытау координаталары олданылады.

Тура шарытау дегеніміз кктемгі кн мен тн теесу нктесінен бастап, аспан сферасыны айналу баытына арсы баыттаы шыраты ауысу шеберіне дейінгі алынан аспан экваторыны доасы. Тура шарытау0⁰-ден 360⁰-а дейін немесе 0^h-тан 24^h-а дейін есептелінді.

6-сурет. Эклиптикалы координаталар

Эклиптикалы координаталар.

Эклиптика жазытыы негізгі жазыты болып саналады, оны солтстік полюсі П негізгі нкте болады (6-сурет). Эклиптиканы солтстік П

полюсті, шыра жне эклиптиканы отстік полюсі арылы шебер жргізейік. Ол ендік шебері деп алынады.

Шыраты орнын екі координатамен анытайды: астрономиялы ендік , астрономиялы бойлы .

Астрономиялы ендік – эклиптика мен шыраты арасындаы ендік шеберіні mM доасына те. Ол – 90⁰-тан

+90⁰-а дейін есептелінеді.

Астрономиялы бойлы – кн мен тн теесу нктесінен бастап, шыраты ендік шеберіне дейін аспан сферасыны айналуына арсы баытпен алынан эклиптикалы доасына те. Астрономиялы бойлы 0⁰-ден 360⁰-а дейін есептелінеді.

Сратары:

1. Аспан сферасы.2. Жлдызды аспан жне аспан сферасыны тулік бойынша айналуы.3.лем осіні горизонта атысты орналасуы.4. Аспан сферасындаы нктелер мен сызытар. 5.Астрономиялы координаталар: горизонтты жне экваторлы координаталар жйелері.

Ші лекция. Кульминация. Меридиандаы жары кзіні биіктігі. Жары кзіні кріну шарттары. Аспан сферасыны р ендікте айналуы.

Шыратар аспан параллельдерімен озалып математикалы горизонтты екі нктеде июы ммкін. Бл былысты шыратарды шыуы немесе батуы дейді, ал иылысу нктелері шыраты шыу не бату нктесі деп аталады. Осы нктелерді біреуі горизонтты шыыс, ал екіншісі – батыс жартысында жатады. Шыратарды шыуы жне батуы оларды ауысу -на жне баылаушы орналасан Жерді географиялы ендігіне байланысты (12-сурет) болады.Егерде шыраты параллелі NM₁ параллелден солтстік дние полюсіне жаыныра орналасатын болса, ол батпайтын шыра болады. Мынау тесіздікпен сипатталатын батпайтын шыратарды шарты.

Шыпайтын шыратарды параллелдері (солтстік ендікте) SM₂ параллельден отстік дние полюсіне жаыныра орналасуы керек. Шыратарды шыпау шарты былай сипатталады:

Сонымен шыратарды батып, шыу шарты мына тесіздік арылы рнектеледі:

Туліктік айналыста барлы шыратар аспан меридианын екі нктеде иып теді. Бл былыс шыратарды

12-сурет. Батпайтын, батып-шыатын, шыпайтын шыратар

кульминациясы деп аталады (13-сурет).

Егер шыра аспан меридианын жартысында иятын болса, ол жоары кульминацияда, ал жартысында – тменгі кульминацияда болады. Жоары кульминацияда шыраты зенит аралыы Z минимума жетеді, ал биіктігі h максимал болады:

Тменгі кульминацияда керісінше: зенит аралыы максимал болып, биіктік минимал болады: .

13-сурет. Кульминация

Егер шыраты ауысуы зерттеу жргізген жерді географиялы ендігіне те болса, онда жоары кульминация кезінде шыра зенитте болады. Туліктік айналыс кезінде шыраты горизонтал координаталары згеріп отырады, тменгі кульминацияда биіктік h зіні аз мніне

жетеді одан кейін ол бірте-бірте артып жоары кульминация моментінде максимумге жетеді. Ал шыра батып, шыатын болса, батанда, шыанда оны биіктігі 0⁰-а те болады. Егер шыраты жоары кульминациясы зениттен отстікке арай болса, оны А азимуты бір тулікті ішінде 0⁰-тан 360⁰-а дейін згереді. Егер шыраты жоары кульминациясы РZ (зениттен солтстікке арай) доасында болса, шыраты азимуты 0⁰ мен 360⁰ жетпейді, 180⁰-тан екі жаа арай згереді, кемиді не артады.

Сратары:1. Кульминация.2. Меридиандаы жары кзіні биіктігі. 3.Жары кзіні кріну шарттары. 4.Аспан сферасыны р ендікте айналуы.

 

Ші лекция. Жерді Кнді айнала озалуы жне Кн ні эклиптика бойынша жылды озалысы. Эклиптиканы негізгі нктелері. Эклип тикалы координаталар жйесі. Тропикалы жыл. Зодиакты шожлдыздар. Жыл мезгілдеріні алмасуы жне климатты белдеулер.

Тулік сайын аспанда Кн шыыс жатан шыып, батыса арай жріп отырып, батыс жатан батады. Бл Кнні туліктік озалысы, шындыында Жерді з осі айналуынан болатын тек крінерлік озалыс екенін ескеру керек.

Туліктік озалыстан баса Кнні жылды озалысы да болады, яни жыл бойы Кн аспанда жлдыздар арасында батыстан шыыса арай озалып бір жыл ткен со аспандаы бастапы орнына келеді. Сйтіп Кнні жлдыздара атысты орны згеріп отырады. Кнні осындай жылды озалысы боландыына алай кз жеткізуге болады? Тн ортасында аспан меридианын басып тетін жлдыздар Кнге арама-арсы орналасады. Кндер ткен сайын меридиана баса бір жлдыздарды

14-сурет. Эклиптика

келетінін кріп, жлдызды аспанны жыл мезгілдеріне арай трі згеретінін байаймыз. Осыдан, Кнні экваториал координатасыны біреуі – тура шыратау -сы бір жылда 0⁰-ден 360⁰-а шейін згеретінін аны білеміз. Кнні екінші экваториал координатасы – ауысу -сы да згереді. Кнні кульминациядаы биіктігі те болады. Жазда Кнні жоары кульминациядаы биіктігі ыса араанда артыыра болады. Жыл бойы Кнні талтстегі биіктігі белгілі бір ендікте немі згеріп

отырады. Осыдан, Кнні ауысу -сы згеретінін білеміз, бір жылды ішінде Кнні ауысуы –23⁰26 -тен +23⁰26 -ке дейін згереді.

Кнні жлдыздар арасында бір жыл бойында жретін жолы эклиптика деп аталады. Эклиптика аспан сферасыны лкен шебері болады, аспан экваторына 23⁰26 клбеу орналасады. Бл брышты деп белгілеп, эклиптиканы клбеулігі деп атайды (14-сурет).