В помощь учителю астрономии - учебное пособие

10. У искусственного спутника Земли горизонтальные координаты остаются неизменными. Какой вывод можно сделать о вращении Земли, наклонении, эксцентриситете и большой полуоси орбиты спутника?

Постоянство азимута и высоты ИСЗ означает, что это геостационарный спутник. Такой спутник может существовать только у вращающейся планеты. Орбита спутника единственная у данной планеты, она круговая, располагается в экваториальной плоскости Земли.

11. Показывают ли фазы искусственные спутники Земли?

Конфигурации искусственных спутников Земли и Луны совпадают. Изменение фазы оказывает влияние на изменение блеска ИСЗ.

12. Почему большинство искусственных спутников бывают видны на небе в вечерние часы после захода Солнца и предутренние, перед восходом Солнца?

В это время тень от Земли располагается близко к горизонту и спутник на большей части видимой траектории не затмевается.

13. Движение пилотируемого космического корабля в свободном полете осуществляется так, что его продольная ось всегда направлена по радиусу Земли. Вращается ли космический корабль? Какое естественное тело движется так же?

Космический корабль вращается вокруг собственной оси с периодом, равным периоду обращения корабля вокруг Земли. Аналогичная ситуация имеет место в системе Земля-Луна.

14. Какое естественное небесное тело движется под действием той же силы, что и искусственные спутники Земли?

Луна под действием силы притяжения к Земле.

15. Какие естественные небесные тела движутся под действием той же силы, что и автоматические межпланетные станции?

Все планеты Солнечной системы под действием силы притяжения к Солнцу.

16. Выполняется ли закон сохранения механической энергии для спутника, движущегося по эллиптической орбите? Какие превращения энергии происходят при переходе спутника из апогея в перигей?

Механическая энергия спутника, движущегося в вакууме, остается постоянной величиной. В апогее потенциальная энергия наибольшая; при переходе в перигей часть потенциальной энергии переходит в кинетическую.

17. Зачем нужны надувные спутники?

Спутники-баллоны применяют для изучения земной атмосферы и активности Солнца. Такие спутники, обладающие малой массой и большим поперечным сечением, легко реагируют на изменения плотности атмосферы.

18. Какой спутник и зачем сделан из урана?

В 1975 году Францией был запущен искусственный спутник Земли, изготовленный из урана-238. Его масса 47 кг, радиус 25 см. Поверхность покрыта уголковыми отражателями и обеспечивает точность световой локации от наземных объектов до 2 см. Использование материала большой плотности позволяет свести к минимуму силы сопротивления земной атмосферы.

19. Как заряжены искусственные спутники?

ИСЗ приобретают положительный заряд в результате облучения их космическими лучами, состоящими преимущественно из протонов и - частиц.

20. На каких этапах полета космонавт имеет наибольший вес? наименьший вес?

На этапах взлета и посадки, когда космический корабль движется с ускорением, имеет место перегрузка; б свободном полете по орбите наблюдается невесомость.

21. Почему внутри космического корабля, находящегося в свободном полете, тела невесомы?

Космический корабль и находящиеся в нем тела падают на Землю с одинаковым ускорением, вследствие чего для тел исчезает реакция опоры. Это воспринимается как потеря веса. Это состояние называется динамической невесомостью.

22. Космонавт вышел в открытый космос. Сохранится ли у него состояние невесомости, если он находится на поверхности корабля?

В данном случае космонавт будет иметь вес вследствие притяжения к космическому кораблю, однако его значение будет пренебрежимо мало.

23. При каких условиях на космическом корабле вес космонавта оказывается равным его весу на поверхности Земли?

Возможны два варианта:

1) космический корабль должен двигаться поступательно с ускорением, равным ускорению свободного падения на поверхности Земли;

2) космический корабль должен вращаться с такой угловой скоростью, чтобы в месте нахождения космонавта на корабле центростремительное ускорение было равно 9.8 м/c².

24. Справедливы ли законы Паскаля и Архимеда внутри космического корабля, находящегося в свободном полете?

Закон Паскаля справедлив, а закон Архимеда не действует, так как и тело, и жидкость оказываются невесомыми.

25. Что происходит с жидкостью в закрытом сосуде на борту космического корабля?

Считаем, что жидкость занимает часть сосуда. Несмачивающая жидкость примет форму шара. Смачивающая жидкость растечется по поверхности сосуда.

26. Какие виды теплопередачи реализуются внутри космического корабля?

Из-за невесомости естественная конвекция практически не будет иметь места. Принудительная циркуляция газа обеспечивается при помощи вентиляторов; теплопроводность и лучеиспускание не зависят от невесомости.

12. Календарь.

1. В XI стол. в Персии был введен календарь, в основу которого положен цикл в 33 года; в этом цикле считалось 25 простых и 8 високосных годов. Определить величину года и ошибку персидского календаря.

Тогда в 33 годах будет 25 простых по 365 суток и 8 високосных по 366 суток. Средняя величина года поэтому равна 365,2424 ср. суток, т.-е. больше действительной только на 0,0002 ср. суток, что составит лишь в 5000 лет 1 сутки.

2. Каковы названия дней начала и конца простого года? - високосного года?

В простом году 365 суток, т. е. они состоят из 52 недель и 1 дня (365 = 527 + 1). Следовательно, он оканчивается тем же днем недели, каким начинается (т. е. какой день был 1-го января). Високосный год, очевидно, оканчивается днем, следующим за тем, которым год начинается.

3. «Цикл солнца» равняется 28 юлианским годам; определить, сколько недель содержит он? По прошествии его будут ли повторяться названия дней недели в прежние числа месяцев?

Простой год содержит 52 недели и 1 день, високосный 52 недели и 2 дня, поэтому в разные года дни недели падают на разные числа месяцев. Но так как в 28 юлианских годах содержится ровно 1461 неделя, то по прошествии 28 лет все числа месяцев будут повторяться в прежние дни недели.

4. Зная, что после 1-го года до Р. Хр. следовал сразу 1-й год по Р. Хр., определите, високосный или простой был 45-й год до Р. Хр., т.-е. год введения юлианского календаря?

Так как после 1-го года до Р. Хр. следовал сразу 1-й год по Р. Хр., т.-е. не было нулевого года, то 45-й год до Р. Хр. нужно считать високосным годом.

5. По постановлению Никейского собора (325 г.) православная церковь празднует пасху в первое воскресенье после первого весеннего полнолуния, т. е. после первого полнолуния, которое придется после 21-го марта.

Гаусс дал следующее простое правило для вычисления пасхи в юлианском календаре: разделив номер года на 19, 4 и 7, обозначим остатки через a, b, c; остаток обозначим через d; остаток через e; - тогда получим, что пасха в юлианском календаре будет (22 + d + e) марта.

Пользуясь этим правилом Гаусса, найти, когда была пасха в 1923 г.? 1030? 1954? и 2004 году по юлианскому календарю?

Для 1923 года вычисления по правилу Гаусса, дадут следующие значения: a = 4:, b = 3, c = 5, d = 1, е = 3. Следовательно, пасха в 1923 г. будет 26 марта по юлианскому календарю или 8 апреля по новому стилю. Для следующих годов предоставляется самостоятельно сделать эти вычисления.

6. Для римско-католической и протестантской церкви пасха вычисляется по несколько видоизмененной формуле Гаусса, а именно - разделив номер года на 19, 4 и 7, обозначим остатки через a, b, c; остаток обозначим через d; остаток через e; тогда получим, что пасха в григорианском календаре будет (22 + d + e) марта.

Пользуясь этим правилом Гаусса, найти, когда будет пасха в римско-католической и протестантской церкви в 1923 г.? 1954? 1981? 2004?

Для 1923 г. вычисления по правилу Гаусса дадут следующие значения: a = 4, b = 3, c = 5, d = 10, e = 0. Следовательно, Пасха в 1923г. в римско-католической церкви будет (22 + 10 + 0) марта или 1-го апреля по григорианскому календарю.

Для следующих годов предлагается самостоятельно сделать эти вычисления.

Замечание 1. В случаях, когда в вычислении получается d = 28 или d = 29, а e = 6, нужно брать неделей раньше. Такие исключительные случаи встречаются только в григорианском календаре и то очень редко, в юлианском же календаре их совершенно не бывает.

В последней задаче имели как раз эти два исключительные случая:

1) Для 1954 г. имеем: d = 28, e = 6, и день пасхи по григорианскому календарю в 1954 г. был 18-го апреля, а не 25 апреля, как получается по вычислению.

2) Для 1981 г. имеем: d = 29, e = 6, и день пасхи по григорианскому календарю в 1981 г. будет 19-го апреля, а не 26-го апреля, как это получается по вычислению.

Замечание 2. Для юлианского календаря правило Гаусса остается всегда справедливым; для григорианского же приведенные формулы справедливы только для периода с 1900 по 2099-й год, а для других периодов их нужно несколько изменить.

7. Чтобы определить день недели, если известна точная дата какого-нибудь события по старому стилю, Целлер предложил следующее правило: предположим, что p-й день q-ого месяца N-ого года по Р. Хр. будет r-ый день недели, считая от предыдущей субботы (т. е. при определении дня надо начинать счет с воскресенья). Тогда r есть остаток от деления на 7 числа:

.

При этом надо помнить, что величины, заключенные в { }, обозначают только целые части частного, а остаток от деления числителя на знаменатель отбрасывается. Кроме того, январь и февраль считаются, как 13-й и 14-й месяцы предыдущего года.

Пользуясь этим правилом, определить в какой день недели был казнен английский король Карл I, если известно, что казнь его была произведена 30 января 1649 года?

В этом случае

p = 30, q = 13, N = 1648;

тогда формула Целлера дает число

30 + 26 + 8 + 1648 + 412 = 2124,

Которое, после деления на 7, даст остаток r = 3, т. е. казнь Карла I была во вторник.

8. Америка была открыта Колумбом 12 октября 1492 г.; в какой день недели это было?

В этом случае

p = 12, q =10, N = 1492.

Остаток от деления на 7 образованного по формуле Целлера числа

12 + 20 + 6 + 1492 + 373 = 1903

будет r = 6, т. е. Колумб открыл Америку в пятницу.

9. В какой день недели был введен впервые на земном шаре григорианский календарь?

Григорианский календарь введен после 4-го октября 1582 г.: за 4-м октября следовало сразу 15-е октября (а не 5-е октября). При помощи формулы Целлера легко найти, что 4-е октября 1582 г. было в четверг, а 15-е октября 1582 г. в пятницу. Следовательно григорианский календарь введен в пятницу (5/15 октября 1582 г.).

13. Небесная сфера.

1. В месте, широта которого = +45^о (с. ш.), наблюдалась звезда, у которой был азимут в A = 120^о, а высота h = 30^o; найти ее часовой угол и склонение .

Построим небесную сферу для данного места, как это указано выше.

Отложим на глаз по горизонту ИSK= = 120^o, проведем через зенит Z и точку K вертикал, круг ZMK, на нем отложим ИКМ = h = 30^o, тогда в точке M и будет находиться данная звезда. Проведя через M и P круг склонения, круг PMR, получим искомые: часовой угол = ИEWQR, который приблизительно будет равен 275^o и склонение = ИRМ, равное приблизительно +40^o.

2. В месте, широта которого +35^o (с. ш.), наблюдалось светило, у которого часовой угол = 30^о, а склонение было = +40^о; найти высоту h и азимут A этого светила.

Высота h = NКМ = 60^о.

Азимут A = NSK = 135^o западный.

3. В месте, лежащем на земном экваторе (широта = 0^o), наблюдали звезду, у которой азимут A = 40^o, а зенитное расстояние z = 20^o. Найти часовой угол и склонение этой звезды.

Часовой угол = NEQK = 340^o.

Склонение = NRM = -15^o.

4. Найти для мест, лежащих на земном экваторе, высоту и азимут светила, у которого наблюдался часовой угол = 4h (часам) и полярное расстояние его было от северного полюса мира p = 50^o.

Часовой угол = 4^h = 60^o. Следовательно, из чертежа получим: Высота h = NKM = 30^o.

Азимут A = NSK = 130^o западный.

5. Наблюдатель находится на северном полюсе Земли ( = +90^o). Положение точки весеннего равноденствия известно (рисунок); у светила прямое восхождение = 120^о, а склонение = +60^о. Найти высоту и азимут светила.

Высота h = NKM = 40^o.

Азимут A = NEK = 85^o.

6. В месте, широта которого равна + 20^o (с. ш.), у светила наблюдался часовой угол = 310^о, а склонение = -5^о. Найти высоту и азимут светила.

Высота h = NKM = 35^o. Азимут A = NSK = 75^o восточный.

7. В месте, широта которого равна -45^o (ю. ш.), наблюдалась звезда на высоте 45^о и в азимуте 100^о восточном. Найти часовой угол и склонение этой звезды.

Если широта места южная, то будет виден южный полюс мира над горизонтом, а северный будет под горизонтом. Чтобы построить в этом случае небесную сферу, нужно отложить высоту северного полюса мира (широта места) под горизонт от точки севера (N). Положение точек горизонта не изменяется, а также не изменится и направление вращения небесной сферы, - оно всегда совершается по часовой стрелке, если смотреть на небесный экватор с северного полюса мира.

Из рисунка найдем: часовой угол = NEWQR == 320^o и склонение = NRM = -20^o.

8. В месте, широта которого южная и равна = -30^o, у светила был часовой угол t = 5^h30^m, а склонение = -60^o. Найти высоту и азимут этого светила.

Имеем часовой угол t = 5^h30^m = 82,5^o. Тогда получим:

Высота h. = NKM = 30^o.

Азимут A = NSK = 45^o западный.

9. В городе ( = + 60^о), зная положение на небе точки весеннего равноденствия (см. рисунок), найти высоту и азимут светила, у которого прямое восхождение = 300^о, а склонение = + 70^о.

Азимут A = NSK = 120^o восточный. Высота h = NKM = 70^o.

10. В Магеллановом проливе, широта -60^o (ю. ш.), наблюдали светило, у которого был часовой угол t = 20^h, а полярное расстояние p = 15^o от южного полюса мира. Найти высоту и азимут этого светила.

Имеем часовой угол t = 20^h = 300^o. Получим:

Высота h = NKM = 75^o. Азимут A = NSK = 25^o восточный.

Указание. Если в задаче назван город, где производилось наблюдение, то это означает, что нам известны широта и долгота места наблюдения. Табличные данные. Если в задаче названа звезда, которую наблюдали, то это означает, что экваториальные координаты этой звезды нам известны.

11. Определить звездное время в момент восхода, наибольшую высоту и азимут восхода Сириуса ( Б. Пса) в Петербурге.

Построим небесную сферу для Петербурга, зная, что широта города равна 60^о северная. Выпишем из таблицы прямое восхождение и склонение Сириуса: = 7^h, = -17^o.

Для данного склонения проведем небесную параллель светила KL. Через точку восхода Сириуса (точка K) и полюс мира P проведем круг склонения KRP. Тогда из чертежа на глаз определится часовой угол Сириуса в момент восхода Сириуса так: t = NEQR = 20^h (приблизительно)

Отсюда в момент восхода Сириуса будет: звездное время

s = t + a = 20^h + 7 = 27^h или 3^h. Т. е. звездное время в момент восхода Сириуса в Петербурге равно 3 часам.

Наибольшая высота Сириуса будет: h = NSL = 30^o - 17^o = 13^o. Азимут восхода Сириуса будет: A = NSK = 60^o восточный.

12. В Ялте 7-го февраля в 10^h вечера наблюдали Регул ( Льва). Определить, на какой высоте и в каком азимуте наблюдалась в этот момент в Ялте эта звезда?

Выписываем из таблицы широту Ялты: = +45^о, и координаты Регул ( Льва): = 10^h, = +12^o.

Вычислением находим звездное время момента наблюдения так: 7-го февраля в 0^h звездное время s = 21^h. 7-го февраля 10^h веч. время = 21^h + 10^h = 31^h или 7^h.

Тогда, начертив небесную сферу для Ялты, мы определим на рисунке сразу положение точки весеннего равноденствия () для данного момента, так как часовой угол точки весеннего равноденствия равняется звездному времени в данный момент, т. е. в этом случае 7^h.

Теперь, зная координаты Регул ( Льва), проведем на чертеже сперва круг склонения RP ( = NER = 10^h), а затем нанесем на этом круге склонения и положение M самой звезды Льва ( = NRM = +12^o).

Проведя вертикал через точку M, получим искомый ответ: азимут: A = NSK = 70^o восточный (прибл.), высота: h = NKM = 40^o (прибл.).

13. Определить показание средних часов 3-го декабря в момент нахождения Арктура ( Волопаса) на высоте 45^o на восточной части неба в Петербурге. А также найти азимут Арктура в этот момент.

Чтобы определить показание средних часов, нужно знать показание звездных часов. А чтобы знать показание звездных часов, нужно определить часовой угол звезды из условий задачи и положения звезды на небе.

Из таблицы имеем: широта Петербурга = +60^о, а для Арктура = 14^h, = +20^o.

Построив небесную сферу для города и проведя альмукантарат 45^о и небесную параллель 20^о, мы определим положение Арктура на небе пересечением этих кругов, т. е. точкой M.

Проведем теперь круг склонения RMP, найдем часовой угол Арктура в этот момент: t = NEQR = 22^h (приблизительно). Тогда звездное время в этот момент будет:

s = t + = 22^h + 14^h = 36^h или 12^h

Вычислением, находим, что звездное время 3-го ноября в средний полдень будет 17^h, а мы получили звездное время равное 12^h. Следовательно, наблюденное положение Арктура соответствовало моменту 5 часов до полудня (17^h - 12^h = 5^h), т. е. 7 часам утра. Таким образом, искомое показание средних часов есть 7 часов утра.

Проводя вертикал ZMK, определим и азимут Арктура в этот момент; он будет: A = NSK = 60^o восточный (приблизительно).

14. В 1916 г. 25-го ноября в 11^h49^m наблюдали в зените Комсомольска-на-Амуре метеорит необычайной яркости, который потом упал на Землю, разорвавшись на 2 части (одна в 12 пуд., другая в 3 пуда весом). Определить приблизительно созвездие, откуда наблюдалось падение этого метеорита?

Звездное время 25-го ноября в средний полдень будет 16^h13^m, а в 11^h49^m звездное время равно 16^h2^m. Широта города = +53^о8^/. Метеорит наблюдался в зените, следовательно, = 16^h2^m, = = +53^o8^/. Таким образом, метеорит казался падающим из места, у которого небесными координатами будут = 16^h, = +53^o, т. е. из созвездия Дракона, недалеко от звезды Дракона

15. Определить широту шеста , если известно, что светило, имеющее склонение = +20^о и прямое восхождение = 30^о, стояло в 2^hзвездного времени на высоте h = 50^o.

Звездное время s = 2^h, = 30^o = 2^h, следовательно, светило было в верхней кульминации; тогда = - z, или = + z = 20^o + 90^o - 50^o = 60^o (с. ш.).

16. Определить склонение звезды, если ее прямое восхождение равно 176^о15^/ и в 11^h45^m звездного времени высота этой звезды в Астрахани была 58^o39^/. Найти из таблицы, какая это была звезда?

Прямое восхождение = 176^о15^/ = 11^h45^m, следовательно, звезда была в верхней кульминации, поэтому = - z = 46^o21^/ - 90^o + 58^o39^/ = +15^o.

Из таблицы найдем звезду, у которой = 11^h45^m и = +15^o0^/; это будет Льва (Денебола).

17. Найти звездное время и азимут Денеба ( Лебедя) в момент, когда он будет в Петербурге на высоте 48^о на восточной части горизонта.

Широта Петербурга 60^о, поэтому ось мира PP₁ будет составлять угол 60^o с полуденной линией SN. Склонение Лебедя = +45^o. Проведем на расстоянии 45^o от EQ параллельную прямую KL и на расстоянии 48^o от SN параллельную прямую GN; пересечение их даст нам точку D. На прямой GH и на прямой KL, как на диаметрах, проводим полуокружности. Из точки D проводим прямые DM₁ перпендикулярно GH и DM₂ перпендикулярно KL до пересечения с соответственными полуокружностями.

Теперь нужно только точки M₁ и M₂ соединить с соответственными центрами R и F и измерить при помощи транспортира углы: PGRM₁ = A = 107^o и РKFM₂ = t = 287^o = 19^h8^m.

Таким образом, мы определили азимут и часовой угол светила. Прямое восхождение Лебедя известно, и его находим из таблицы = 20^h39^m; следовательно, искомое звездное время равняется s = t + = 19^h8^m + 20^h39^m = 15^h47^m.

Замечание 1. Подобным же образом можем найти звездное время и азимут, когда светило будет на западной части горизонта.

Замечание 2. Так же находят азимут и момент восхода или захода какого угодно светила: звезды, Солнца, Луны, планеты и кометы. В этом случае задача еще более упрощается, так как альмукантарат светила будет совпадать с горизонтом, и прямая GH с полуденной линией SN. Рефракцией, параллаксом и угловым радиусом светила можно пренебречь, ибо эти поправки в общей сложности меньше 1^o, т. е. точности чертежа.

18. Найти азимут и момент восхода Змееносца ( = 17^h31^m, = +13^o) в Петербурге ( = +60^о).

Рисунок ясно представляет решение этой задачи. Азимут восхода будет РSCM₁ = A = 117^o восточный, а часовой угол восхода будет РKFM₁ = t = 248^o = 16^h32^m. Отсюда, зная, что у данной звезды = 17^h31^m, находим, что звездное время в момент восхода будет s = t + = 16^h32^m + 17^h31^m = 10^h3^m.

Замечание. Таким же образом при помощи метода поворота кругов могут быть решены задачи: на продолжительность дня и ночи, на продолжительность пребывания Луны или какой-нибудь звезды над горизонтом, на продолжительность астрономических и гражданских сумерек.

За конец астрономических сумерек принимается момент, когда Солнце опустится под горизонт на 18^o, т. е. в этом случае альмукантарат GH нужно провести под горизонтом на 18^o.

В случае же гражданских сумерек альмукантарат GH пройдет под горизонтом на 6^o, так как за конец гражданских сумерек принимается момент, когда Солнце опустится на 6^o под горизонт.

Склонение Солнца, которое в данный день считается величиной известной и может быть взято из таблиц, определит положение небесной параллели KL.

Далее, при помощи таких же построений можно найти высоту и показание часов в момент пересечения светилом плоскости первого вертикала.

19. Найти показание звездных часов и высоту, на какой будет в Петербурге Арктур ( Волопаса, = 14^h12^m, = +20^о) в момент пересечения им восточной части первого вертикала.

Рисунок ясно представляет решение этого вопроса. Ось мира PP₁ проходит под углом 60^о к SN, а параллель KL на расстоянии +20^о от экватора EQ. Пересечение KL с CZ дает нам точку D. На KL, как на диаметре, проводим окружность и прямую DM₁, перпендикулярную KL, до пересечения с этой окружностью MK₁L; тогда РKFM₁ = t = 262 = 18^h48^m и будет искомый часовой угол. Для нахождения высоты светила проводим через точку D прямую GH параллельную SN и измеряем транспортиром ИNH или, все равно, PNCH = h = 23^o. Зная часовой угол t и прямое восхождение , найдем и звездное время в этот момент, которое будет s = t + = 18^h48^m + 14^h12^m = 9^h0^m. Таким образом, в момент пересечения Арктуром восточной части первого вертикала в Петербурге звездное время будет 9 часов, а высота Арктура - 23^о.

14. Система отсчета в астрономии.

Видимое движение светил.

1. Какие выводы теории Птолемея оказались правильными?

Пространственное расположение небесных тел, признание их движения, обращения Луны вокруг Земли, возможность математического расчета видимых положений планет.

2. Какие недостатки имела гелиоцентрическая система мира Н.Коперника?

Мир ограничен сферой неподвижных звезд, сохранено равномерное движение планет, сохранены эпициклы, недостаточная точность предсказания положений планет.

3. Отсутствие какого очевидного наблюдательного факта использовалось как доказательство неправильности теории Н. Коперника?

Не обнаружение параллактического движения звезд в силу его малости и погрешностей наблюдений.

4. Для определения положения тела в пространстве необходимы три координаты. В астрономических каталогах чаще всего дают только две координаты: прямое восхождение и склонение. Почему?

Третьей координатой в сферической системе координат является модуль радиус-вектора - расстояние до объекта r. Эта координата определяется из более сложных наблюдений, чем и . В каталогах ее эквивалентом является годичный параллакс, отсюда (пк). Для задач сферической астрономии достаточно знание только двух координат и или альтернативных пар координат: эклиптических - , или галактических - l, b.

5. Какие важные круги небесной сферы не имеют соответствующих кругов на земном шаре?

Эклиптика, первый вертикал, колюры равноденствий и солнцестояний.

6. В каком месте Земли любой круг склонений может совпасть с горизонтом?

На экваторе.

7. Каким кругам (малым или большим) небесной сферы соответствуют вертикальная и горизонтальная нити поля зрения угломерного инструмента?

Только большие круги небесной сферы проецируются в виде прямых линий.

8. Где на Земле положение небесного меридиана неопределенно?

На полюсах Земли.

9. Чему равны азимут зенита, часовой угол и прямое восхождение полюсов мира?

Значения A, t, в этих случаях неопределенны.

10. В каких точках Земли Северный полюс мира совпадает с зенитом? с точкой севера? с надиром?

На северном полюсе Земли, на экваторе, на южном полюсе Земли.

11. Искусственный спутник пересекает горизонтальную нить угломерного инструмента на расстоянии d^o вправо от центра поля зрения, координаты которого A = 0^o, z = 0^o. Определить горизонтальные координаты искусственного спутника в этот момент времени. Как изменятся координаты объекта, если азимут инструмента изменить на 180^o?

1) A = 90^o, z = d^o; 2) A = 270^o, z = d^o

12. На какой широте Земли можно увидеть:

а) все звезды небесной полусферы в любой момент ночи;

б) звезды только одной полусферы (северной или южной);

в) все звезды небесной сферы?

а) На любой широте в любой момент видно половину небесной сферы;

б) на полюсах Земли видна, соответственно, северная и южная полусфера;

в) на экваторе Земли за срок меньший года можно увидеть все звезды небесной сферы.

13. На каких широтах суточная параллель звезды совпадает с ее альмукантаратом?

На широтах .

14. Где на земном шаре все звезды восходят и заходят перпендикулярно линии горизонта?

На экваторе.

15. Где на земном шаре все звезды в течение года движутся параллельно математическому горизонту?

На полюсах Земли.

16. Когда при суточном движении звезды на всех широтах движутся параллельно горизонту?

В верхней и нижней кульминациях.

17. Где на Земле азимут одних звезд никогда не равен нулю, а азимут других звезд никогда не равен 180^o?

На земном экваторе для звезд с , а для звезд с .

18. Могут ли быть одинаковыми азимуты звезды в верхней и нижней кульминациях? Чему в этом случае он равен?

В северном полушарии для всех звезд со склонением азимуты в верхней и нижней кульминациях одинаковы и равны 180^o.

19. В каких двух случаях высота звезды над горизонтом в течение суток не меняется?

Наблюдатель находится в одном из полюсов Земли или звезда находится в одном из полюсов мира.

20. В какой части неба азимуты светил меняются быстрее всего и в какой медленнее всего?

Быстрее всего в меридиане, медленнее всего в первом вертикале.

21. При каких условиях азимут звезды не меняется от ее восхода до верхней кульминации или, аналогично, от верхней кульминации до захода?

Для наблюдателя, находящегося на земном экваторе и наблюдающего звезду со склонением = 0.

22. Звезда находится над горизонтом половину суток. Каково ее склонение?

Для всех широт - это звезда с = 0, на экваторе - любая звезда.

23. Может ли светило за сутки пройти через точки востока, зенита, запада и надира?

Такое явление происходит на экваторе Земли со звездами, находящимися на небесном экваторе.

24. Две звезды имеют одно и то же прямое восхождение. На какой географической широте обе звезды восходят и заходят одновременно?

На экваторе Земли.

25. Когда суточная параллель Солнца совпадает с небесным экватором?

В дни равноденствий.

26. На какой широте и когда суточная параллель Солнца совпадает с первым вертикалом?

В дни равноденствий на экваторе.

27. По каким кругам небесной сферы: большим или малым - перемещается Солнце в суточном движении в дни равноденствий и дни солнцестояний?

В дни равноденствий суточная параллель Солнца совпадает с небесным экватором, являющимся большим кругом небесной сферы. В дни солнцестояний суточной параллелью Солнца является малый круг, отстоящий от небесного экватора на 23^o.5.

28. Солнце зашло в точке запада. Где оно взошло в этот день? В какие даты года это происходит?

Если пренебречь изменением склонения Солнца в течение дня, то его восход был в точке востока. Это происходит ежегодно в дни равноденствий.

29. Когда граница между освещенным и неосвещенным полушариями Земли совпадает с земными меридианами?

Терминатор совпадает с земными меридианами в дни равноденствий.

30. Известно, что высота Солнца над горизонтом зависит от перемещения наблюдателя вдоль меридиана. Какое толкование этому явлению дал древнегреческий астроном Анаксагор, исходя из представлений о плоской Земле?

Кажущееся перемещение Солнца над горизонтом было истолковано как параллактическое смещение, а поэтому было использовано для попытки определения расстояния до светила.

31. Как должны быть расположены на Земле два места с тем, чтобы в любой день года, в любой час Солнце, хотя бы в одном из них, было над горизонтом или на горизонте? Каковы координаты (, ) такого второго пункта для г. Рязани? Координаты Рязани: = 2^h39^m = 54^o38^/.

Искомое место находится на диаметрально противоположной точке земного шара. Для Рязани эта точка - в южной части Тихого океана и имеет координаты западной долготы и = -54^o38^/.

32. Почему эклиптика оказывается большим кругом небесной сферы?

Солнце находится в плоскости земной орбиты.

33. Сколько раз и когда в течение года Солнце проходит через зенит для наблюдателей, находящихся на экваторе и на тропиках Земли?

Дважды в году во время дней равноденствий; один раз в году в дни солнцестояний.

34. На каких широтах сумерки самые короткие? самые длинные?

На экваторе сумерки самые короткие, так как Солнце поднимается и опускается перпендикулярно линии горизонта. В околополярных районах сумерки самые длинные, так как Солнце движется почти параллельно горизонту.

35. Какое время показывают солнечные часы?

Истинное солнечное время.

36. Можно ли сконструировать солнечные часы, которые бы показывали среднее солнечное время, декретное, летнее и т.д.?

Можно, но только для конкретной даты. Для разных видов времени должны быть свои циферблаты.

37. Почему в повседневной жизни используется солнечное время, а не звездное?

Ритм жизни человека связан с Солнцем, а начало звездных суток попадает на разные часы солнечных суток.

38. Если бы Земля не вращалась, то какие астрономические единицы времени сохранились?

Сохранились бы звездный год и синодический месяц. Используя их, можно было бы ввести более мелкие единицы времени, а также построить календарь.

39. Когда в году бывают самые длинные и самые короткие истинные солнечные сутки?

Самые длинные истинные солнечные сутки бывают в дни солнцестояний, когда скорость изменения прямого восхождения Солнца за счет его движения по эклиптике наибольшая, причем в декабре сутки больше, чем в июне, так как Земля в это время находится в перигелии.

Самые короткие сутки, очевидно, в дни равноденствий. В сентябре сутки короче, чем в марте, поскольку в это время Земля ближе к афелию.

40. Почему долгота дня 1 мая в Рязани будет больше, чем в пункте с той же географической широтой, но расположенном на Дальнем Востоке?

В этот период года склонение Солнца ежедневно увеличивается, и из-за разности в моментах наступления начала суток одной и той же даты для западных и восточных районов России долгота дня в Рязани 1 мая будет больше, чем в более восточных районах.

41. Почему насчитывается так много видов солнечного времени?

Основная причина - связь общественной жизни со световым днем. Неодинаковость истинных солнечных суток ведет к появлению среднего солнечного времени. Зависимость среднего солнечного времени от долготы места обусловила изобретение поясного времени. Необходимость экономии электроэнергии привела к декретному и летнему времени.

42. Как изменилась бы продолжительность солнечных суток, если бы Земля стала вращаться в направлении, противоположном действительному?

Солнечные сутки стали бы короче звездных на четыре минуты.

43. Почему в январе продолжительность дня после полудня больше первой половины дня?

Это происходит из-за заметного возрастания склонения Солнца в течение дня. Солнце после полудня описывает большую дугу на небосводе, чем до полудня.

44. Почему непрерывный полярный день больше непрерывной полярной ночи?

За счет рефракции. Солнце раньше восходит и позже заходит. Кроме того, в северном полушарии Земля летом проходит афелий и, следовательно, движется медленнее, чем зимой.

45. Почему на земном экваторе день всегда продолжительнее ночи на 7 минут?

Вследствие рефракции и наличия диска у Солнца день оказывается длиннее ночи.

46. Почему промежуток времени от весеннего равноденствия до осеннего больше промежутка времени между осенним равноденствием и весенним?

Это явление - следствие эллиптичности земной орбиты. Летом Земля находится в афелии и ее скорость по орбите меньше, чем скорость в зимние месяцы, когда Земля в перигелии.

47. Разность долгот двух мест равна разности каких времен - солнечных или звездных?

Безразлично. .

48. Сколько дат одновременно может быть на Земле?