Петлеобразное движение планет. Эклиптика. Видимое движение планет Петлеобразное движение планет

Характер видимого движения планеты зависит от того, к какой группе она принадлежит. Размеры петли тем меньше, чем больше расстояние между планетой и Землей. Планеты описывают петли, а не просто движутся туда-сюда по одной линии исключительно из-за того, что плоскости их орбит не совпадают с плоскостью эклиптики.

Угловое расстояние Венеры от Солнца меньше, чем угловые расстояния Луны и Юпитера. Луна, Юпитер и Венера в вечернем Париже. Угловое удаление планеты от Солнца называется элонгацией. Наибольшая элонгация Меркурия – 28°, а Венеры – 48°. При восточной элонгации внутренняя планета видна на западе, в лучах вечерней зари, вскоре после захода Солнца.

Сидерические и синодические периоды обращений планет Промежуток времени, в течение которого планета совершает полный оборот вокруг Солнца по орбите называется сидерическим (или звездным) периодом обращения (T). Промежуток времени между двумя одинаковыми конфигурациями планеты называется синодическим периодом (S). Земля Уравнения синодического движения: для нижней планеты: 1/S = 1/Т - 1/T з для верхней планеты: 1/S = 1/Т з - 1/T где T з – сидерический период Земли, равный 1 году Задача. Как часто повторяются противостояния Марса, сидерический период которого 1,9 года? Дано: T з = 1 г. Найти: S = ? Решение: 1/S = 1/Т з - 1/T; Ответ: S 2,1 г. Т = 1,9 г.S = T з *T / (T – T з); S 2,1 г.

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Движение Земли

Вопрос 1 Причиной суточного вращения небесной сферы является: А) Собственное движение звезд; Б) Вращение Земли вокруг оси; В) Движение Земли вокруг Солнца; Г) Движение Солнца вокруг центра Галактики.

Вопрос 2 Северный полюс мира в настоящее время: А) находится очень близко к звезде α Большой Медведицы; Б) находится около самой яркой звезды всего небосвода - Сириуса; В) находится очень близко к Полярной звезде; Г) находится в созвездии Лиры около звезды Вега.

Вопрос 3 Созвездие Большой Медведицы совершает полный оборот вокруг Полярной звезды за время равное А) одной ночи; Б) одним суткам; В) одному месяцу; Г) одному году.

Вопрос 4 В каком месте Земле суточное движение звезд происходит параллельно плоскости горизонта? А) на экваторе; Б) на средних широтах северного полушария; В) на полюсах; Г) на средних широтах южного полушария Земли.

Вопрос 5 В каком месте Земли можно наблюдать все созвездия? А) на экваторе; Б) на средних широтах северного полушария; В) на полюсах; Г) на средних широтах южного полушария Земли.

Движение Земли вокруг Солнца и кажущееся годичное движение Солнца по эклиптике

Видимый годовой путь Солнца проходит через тринадцать созвездий: Овен, Телец, Близнецы, Рак, Лев, Дева, Весы, Скорпион, Змееносец, Стрелец, Козерог, Водолей, Рыбы. По древней традиции только двенадцать из них называются зодиакальными. Созвездие Змееносца к зодиакальным созвездиям не причисляют.

В каждом зодиакальном созвездии Солнце проводит примерно месяц

день летнего солнцестояния - 22 июня день зимнего солнцестояния - 22 декабря день весеннего равноденствия - 21 марта день осеннего равноденствия - 23 сентября

Причина смены времен года

Космические явления Небесные явления, возникающие вследствие данных космических явлений Вращение Земли вокруг оси 1) форма Земли; 2) суточное вращение небесной сферы вокруг оси мира с востока на запад; восход и заход светил; 3) смена дня и ночи; 4) приливы и отливы Вращение Земли вокруг Солнца 1) годичное изменение вида звездного неба (кажущееся движение небесных светил с запада на восток); 2) годичное движение Солнца по эклиптике с запада на восток; 3) изменение полуденной высоты Солнца над горизонтом в течение года; а) изменение продолжительности светового времени суток в течение года; б) полярный день и полярная ночь на высоких широтах планеты; 4) смена времен года

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Презентация к уроку "Аромат солнца в искусстве символизма"

Пояснительная записка Современное школьное образование предусматривает формирование у обучающихся общеучебных умений и...

Годичное движение Солнца. Эклиптика, Движение и фазы Луны. Затмения Солнца и Луны

Материал представляет методическую разработку комбинированного занятия по теме "годичное движение Солнца. Эклиптика. Движение и фазы Луны. Затмения Солнца и Луны". Задача занятия - скорректи...

Тема: Видимое движение планет
Зигзаг Марса, начиная с конца июля 2005 года (нижний правый угол) и до февраля 2006 года (верхний левый угол), противостояние 7.11.2005г посередине.

Состав Солнечной системы
Планеты- 8 больших планет со спутниками и кольцами: Меркурий, Венера, Земля (с Луной), Марс (с Фобосом и Деймос), Юпитер (с кольцом и не менее 63 спутников), Сатурн (с мощным кольцом и не менее 55 спутников) – эти планеты видны невооруженным глазом; Уран (открыт в 1781г, с кольцом и не менее 29 спутника), Нептун (открыт в 1846г, с кольцом и не менее 13 спутников).
Карликовые планеты - Плутон (открыт в 1930г, его спутник Харон - была планетой до 24.08.2006 года), Церера (первый астероид открыт в 1801г), и объекты пояса Койпера: Эрис (136199, открыт в 2003г) и Седна (90377, открыт в 2003г).
Малые планеты – астероиды = (первый Церера открыт в 1801г - переведен в разряд карликовых планет), расположены в основном в 4-х поясах:
Главном – между орбитами Марса и Юпитера,
поясе Койпера – за орбитой Нептуна,
троянцы: на орбите Юпитера и Нептуна.
Размеры менее 800 км. Известно почти 300 000.
Кометы – небольшие тела до 100 км в диаметре, конгломерат пыли и льда, движущиеся по очень вытянутым орбитам. Облако Оорта (резервуар комет) на периферии Солнечной системы (3000 – 160000 а.е).
Метеорные тела – небольшие тела от песчинок до камней в несколько метров диаметром (образуются от комет и дробления астероидов). Небольшие при входе в земную атмосферу сгорают, а те, которые достигают Земли – метеориты.
Межпланетная пыль – от комет и дробления астероидов.
Межпланетный газ – от Солнца и планет, очень разряжен.
Электромагнитное излучение и гравитационные волны.

Петлеобразное движение планет
Более чем за 2000 лет до НЭ люди заметили, что некоторые звезды перемещаются по небу – их позже греки назвали “блуждающими” – планетами. Нынешнее название планет заимствовано у древних римлян. Выяснилось, что планеты блуждают в зодиакальных созвездиях.
Поскольку при наблюдении с Земли на движение планет вокруг Солнца накладывается еще и движение Земли по своей орбите, планеты перемещаются на фоне звезд то с запада на восток (прямое движение), то с востока на запад (попятное движение). Объяснить это движение смог к 1539 году польский астроном Николай Коперник (1473-1543).
Для внутренней, Венеры
Для внешней, Марса
Характер видимого движения планеты зависит от того, к какой группе она принадлежит.

Видимое движение Марса среди звёзд в период с 1.10.2007 по 1.04.2008
Венера и Юпитер в лучах вечерней зари.
Редкое небесное явление: пять планет Солнечной системы (все какие только можно увидеть невооруженным глазом) встретились на вечернем небе!
С 13 по 16 мая 2002г возле "блуждающих светил" присутствовал серп молодой Луны.

Конфигурация планет
Для нижних(внутренних)
соединение планета находится на прямой Солнце-Земля.
верхнее – планета за Солнцем (V2).
нижнее – планета перед Солнцем (V4).
элонгация - угловое удаление планеты от Солнца. мак: Меркурия-28о, Венеры-48о.
восточная - планета видна на востоке до восхода Солнца в лучах утренней зари (V1).
западная– планета видна на западе в лучах вечерней зари после захода Солнца (V3).
Нижние (внутренние) – планеты, орбиты которых расположены внутри земной орбиты.
Верхние (внешние) – планеты, орбиты которых находятся за орбитой Земли.
Конфигурация – характерное взаимное расположение планеты, Солнца и Земли.
Для верхних (внешних)
соединение - планета за Солнцем, на прямой Солнце-Земля (М1).
противостояние – планета за Землей от Солнца – лучшее время наблюдения внешних планет, она полностью освещена Солнцем (М3).
квадратура - четверть круга
западная – планета наблюдается в западной стороне (М4).
восточная –наблюдается в восточной стороне (М2).
Виды
Внешняя планета может находиться на любом угловом расстоянии от Солнца.

Условия видимости внутренних планет
Внутренние планеты лучше всего видны при максимальном удалении от Солнца (в элонгации), которая для Меркурия составляет 28о, Венеры-48о.

Периоды обращения планет
В ходе разработки гелиоцентрической системы строения мира Николай Коперник к 1539 году получил формулы (уравнения синодического периода) для расчета периодов обращения планет и впервые их вычислил.
Нижние (внутренние) планеты движутся по орбите быстрее Земли, а верхние (внешние) медленнее.
Сидерический (T –звездный) –промежуток времени в течение которого планета совершает полный оборот вокруг Солнца по своей орбите относительно звезд.Синодический (S) – промежуток времени между двумя последовательными одинаковыми конфигурациями планеты.
для внутренних
для внешнихАстрономическая рефракция - явление преломления (искривления) световых лучей при прохождении через атмосферу, вызванное оптической неоднородностью атмосферы.
Рефракция изменяет зенитное расстояние (высоту) светил, "поднимая" изображения светил над их истинными положениями.
Космические явления
Небесные явления, возникающие вследствие данных космических явлений
Атмосферная рефракция:
- искажение небесных координат светил;
- необходимость поправки экваториальных координат небесных светил на рефракцию;
- искажение формы и угловых размеров небесных светил по высоте на восходе и закате;
- мерцание звезд;
- "зеленый луч".
Рассеяние света в атмосфере Земли:
- голубой цвет дневного неба;
- синий, сиреневый цвет вечернего (утреннего) неба;
- сумерки.
- продолжительность светового времени суток (дня) всегда превышает промежуток времени от восхода до захода Солнца;
- белые ночи; полярный день и полярная ночь на высоких широтах;
- свечение ночного неба;
- заря; красный цвет зари;
- покраснение дисков Солнца и Луны на восходе и закате.

«Гелиоцентрическая система» - Становление гелиоцентрической системы мира. Доказательство гелиоцентрической системы мира. Древняя Греция. Петлеобразное движение планет. Первые представления людей о Вселенной. Научное объяснение гелиоцентрической системы мира. Развитие и философское осмысление гелиоцентрической системы. Гелиоцентрическая система мира Коперника.

«Путешествие в историю» - Сергей Павлович Королёв. Компания космонавтов, которых ребята встретили, приземлившись… Волшебный лес – родина кустика. Галилео Галилей (1564-1642 гг.). И вот Алиса и Джимми встретились с Николаем Коперником. И так ребята отправились в полёт… Галилей был сторонником гелиоцентрической системы мира (все планеты, включая Землю, вращаются вокруг Солнца), продолжатель идей Николая Коперника.

«Система мира» - Значение труда Коперника трудно переоценить. Обсерватории древних Майя. Региомонтана, изготовленная в 1468 году. Астрономические представления в Индии. Система мира по Копернику. Солнце и кометы на старинных изображениях астрономов. Астроном Клавдий Птолемей работал в Александрии во 2 веке н.э. Портрет Коперника.

«Мир астрономии» - Тихо Браге (1546-1601) “феникс астрономов”. Возникновение университетов (XI – XV века). Оборона Фромборга. Окончательно вся тригонометрия построена Виетой - 1540 – 1603). “Механика обновленной астрономии”, 1598 Гамбург. Монетная реформа (Биогр., стр. 27). Тихо Браге Стьёрнеборг 1584 г. Инструменты Тихо Браге.

«Открытия в астрономии» - Джинс – начальная масса Солнца – верхний предел. Телескоп Гукера (сначала были деньги только на 84 дюйма). (Климишин, стр. 257 - 2). Понятие подсистем. Крупные телескопы 1896 г. – 102 см (40 дюймов) – Йеркская обсерватория. Зависимость масса-радиус. 1929 г. Применение в астрометрии атомных часов, установление неравномерности вращения Земли, движения полюсов.

«Представление о мире» - Пятна на Солнце. Аристотелевская система мира сохранилась до эпохи Коперника. В России учение Коперника смело поддержал Михайло Васильевич Ломоносов (1711-1765). Развитие представлений о Солнечной системе. Фазы Венеры. Рафаэль Санти. Первые представления об устройстве мира. Николай Коперник (1473 – 1543), великий польский астроном, создатель гелиоцентрической системы мира.

Всего в теме 13 презентаций

− прямоугольные координаты точки Р

− сферические координаты точки Р

Горизонтальная система координат

При построении любой системы небесных координат на небесной сфере выбирается большой круг (основной круг системы координат) и две диаметрально противоположные точки на оси, перпендикулярной к плоскости этого круга (полюса системы координат).

В качестве основного круга горизонтальной системы координат принимают истинный горизонт, полюсами служат зенит (Z) и надир (Z 1), через которые проводятся большие полукруги, называемые кругами высоты или вертикалами.

Небесное светило

Истинный горизонт

Вертикал

Мгновенное положение светила M относительно горизонта и небесного меридиана определяется двумя координатами: высотой (h) и азимутом (A), которые называются горизонтальными.

Зенитное расстояние

0 ° ≤ h ≤ 90°

0 ° ≤ A ≤ 360°

Южная половина небесного меридиана (ZSZ 1) есть начальный вертикал, а круги высоты ZEZ 1 и ZWZ 1 , проходящие через точки востока E и запада W, называются первым вертикалом.
Малые круги (ab, cd), параллельные плоскости истинного горизонта, называются кругами равной высоты или альмукантаратами.

В течение суток азимут и высота светил непрерывно меняются.
Поэтому горизонтальная система координат непригодна для составления звездных карт и каталогов.
Для этой цели нужна система, в которой вращение небесной сферы не влияет на значения координат светил.

Экваториальная система координат

Для неизменности сферических координат нужно, чтобы координатная сетка вращалась вместе с небесной сферой.
Этому условию удовлетворяет экваториальная система координат.

Основная плоскость в этой системе – небесный экватор, а полюса – северный и южный полюсы мира.

Северный полюс мира

Небесный экватор

Южный полюс мира

Через полюса проводятся большие полукруги, называемые кругами склонения, а параллельно плоскости экватора – небесные параллели.

Небесная параллель

Круг склонения

Положение светила в экваториальной системе координат отсчитывается по кругу склонения (склонение) и по небесному экватору (прямое восхождение). Точкой отсчета координаты служит точка весеннего равноденствия.

Эклиптика

Северный полюс

эклиптики

Наклонение

эклиптики

Небесный

Южный полюс

эклиптики

Точка весеннего

равноденствия

Круг склонения, проходящий через точку весеннего равноденствия называется равноденственным колюром. Прямое восхождение есть угол при полюсе мира между равноденственным колюром и кругом склонения, проходящим через светило. Склонение – это угловое расстояние светила от небесного экватора.

Круг склонения

Равноденственный

Склонение

Небесный

Прямое восхождение

Точка весеннего

равноденствия

Точка весеннего равноденствия находится в созвездии Рыбы, и она служит начальной точкой, от которой в направлении против часовой стрелки отсчитывается координата прямое восхождение, которую обычно обозначают буквой α . Эта координата является аналогом долготы в географических координатах.
В астрономии принято прямое восхождение измерять в часовой мере, а не в градусной. При этом исходят из того, что полная окружность составляет 24 ч.
Вторая координата светила δ – склонение – является аналогом широты, ее измеряют в градусной мере. Так, звезда Альтаир (α Орла) имеет координаты α = 19ч48м18с, склонение δ = +8°44".
Измеренные координаты звезд хранят в каталогах, по ним строят звездные карты, которые используют астрономы при поиске нужных светил.

Темной ночью мы можем увидеть на небе около 2500 звезд (с учетом невидимого полушария 5000), которые отличаются по блеску и цвету. Кажется, что они прикреплены к небесной сфере и вместе с ней обращаются вокруг Земли. Чтобы ориентироваться среди них, небо разбили на 88 созвездий.
Во II в. до н. э. Гиппарх разделил звезды по блеску на звездные величины, самые яркие он отнес к звездам первой величины (1 m ), а самые слабые, едва видимые невооруженным глазом, - к 6 m .
В созвездии звезды обозначаются греческими буквами, некоторые самые яркие звезды имеют собственные названия. Так, Полярная звезда - Малой Медведицы имеет блеск 2 m . Самая яркая звезда северного неба Вега - Лиры имеет блеск около 0 m .

В настоящее время для ориентации среди звезд астрономы используют различные системы небесных координат. Одна из них – экваториальная система координат (рис. 1). В ее основе лежит небесный экватор – проекция земного экватора на небесную сферу.
Эклиптика и экватор пересекаются в двух точках: весеннего (γ ) и осеннего (Ὠ ) равноденствия.

Видимое движение планет

В древности были известны 5 похожих на звезды, но более ярких светил, которые хотя и участвуют в суточном вращении небосвода, но совершают и самостоятельные видимые движения. Древние греки назвали такие светила планетами (по-гречески «планета» означает «блуждающая»).
Невооруженным глазом можно увидеть 5 блуждающих светил (планет) - Меркурий, Венеру, Марс, Юпитер и Сатурн.

Планеты всегда располагаются на небе недалеко от эклиптики, но в отличие от Солнца и Луны через определенные временные интервалы меняют направление своего движения.
Они перемещаются между звездами в основном с запада на восток (как Солнце и Луна) - прямое движение.
Однако каждая планета в определенное время замедляет свое движение, останавливается и начинает двигаться с востока на запад - попятное движение.
Затем светило опять останавливается и возобновляет прямое движение. Поэтому видимый путь каждой планеты на небосводе - сложная линия с зигзагами и петлями.

В XVI в. польский ученый Николай Коперник, отбросив догматическое представление о неподвижности Земли, поставил ее в число рядовых планет.
Коперник указал, что Земля, занимая третье место от Солнца, так же, как и другие планеты, движется в пространстве вокруг Солнца и одновременно вращается вокруг своей оси. Гелиоцентрическая система Коперника очень просто объясняла петлеобразное движение планет.
На рисунке показано движение Марса на небесной сфере, наблюдаемое с Земли. Одинаковыми цифрами отмечены положения Марса, Земли и точек траектории Марса на небосводе в одни и те же моменты времени.

Меркурий и Венера всегда находятся вблизи Солнца, удаляясь от него попеременно к западу и к востоку. Благодаря близости к Солнцу эти две планеты видны только в восточной области неба под утро, до восхода Солнца, либо в западной стороне по вечерам, вскоре после захода Солнца.
Таким образом, видимое движение Меркурия и Венеры значительно отличается от видимого пути Марса, Юпитера и Сатурна.
Перемещение же Солнца и Луны на фоне звезд происходит по большим кругам всегда в прямом направлении.

Петлеобразные участки видимого пути планет могут располагаться в разных зодиакальных созвездиях, но в их расположении имеется существенное различии.
Весь пояс зодиакальных созвездий Марса обходит за 687 суток, Юпитер – почти за 12 лет, а Сатурн – за 29,5 года. Эти три планеты периодически бывают вблизи Солнца и тогда не видны, затем постепенно отходят от него к западу и описывают петлю в области неба, противоположной Солнцу.
Эти планеты бывают видны в различные часы темного времени суток. Аналогично движутся Уран, Нептун и Плутон.

Планеты, орбиты которых расположены в н у т р и земной орбиты, называются н и ж н и м и , а планеты, орбиты которых расположены в н е земной орбиты, - в е р х н и м и . Характерные взаимные расположения планет относительно Солнца и Земли называются к о н ф и г у р а ц и я м и планет .
Конфигурации нижних и верхних планет различны. У нижних планет это

с о е д и н е н и я (верхнее и нижнее ) и э л о н г а ц и и (восточная и западная ; это наибольшие угловые удаления планеты от Солнца).

У верхних планет - к в а д р а т у р ы (восточная и западная: слово «квадратура» означает «четверть круга»), с о е д и н е н и е и п р о т и в о с т о я н и е .
Видимое движение нижних планет напоминает колебательное движение около Солнца. Нижние планеты лучше всего наблюдать вблизи элонгации (наибольшая элонгация Меркурия - 28°, а Венеры - 48°). С Земли в это время видно не все освещенное Солнцем полушарие планеты, а лишь часть его (ф а з а планеты). При восточной элонгации планета видна на западе вскоре после захода Солнца, при западной - на востоке незадолго перед восходом Солнца.
Верхние планеты лучше всего видны вблизи противостояний, когда к Земле обращено все освещенное Солнцем полушарие планеты.

В астрономии среднее расстояние от Земли до Солнца принято за единицу расстояния и называется астрономической единицей (а. е.), 1 а. е. = 1,5 10 8 км.
Так, Меркурий находится от Земли на расстоянии 0,39 а. е., а Сатурн – на расстоянии 9,54 а. е.

Выражение «путь Солнца среди звёзд» кому-то покажется странным. Ведь днём звёзд не видно. Поэтому нелегко заметить, что Солнце медленно, примерно на 1° за сутки, перемещается среди звёзд справа налево. Зато можно проследить, как в течение года меняется вид звёздного неба. Всё это - следствия обращения Земли вокруг Солнца. Путь видимого годичного перемещения Солнца на фоне звёзд именуется эклиптикой (от греч. «эклипсис» - «затмение»), а период оборота по эклиптике - звёздным годом. Он равен 365 суткам 6 ч 9 мин 10с, или Зб5,25б4 средних солнечных суток. Эклиптика и небесный экватор пересекаются под углом 23°26′ в точках весеннего и осеннего равноденствия. В первой из этих точек Солнце обычно бывает 21 марта, когда оно переходит из южного полушария неба в северное. Во второй - 23 сентября, при переходе из северного полушария в южное. В наиболее удалённой к северу точке эклиптики Солнце бывает 22 июня (летнее солнцестояние), а к югу - 22 декабря (зимнее солнцестояние). В високосный год эти даты сдвинуты на один день. Из четырёх точек эклиптики главной является точка весеннего равноденствия. Именно от неё отсчитывается одна из небесных координат - прямое восхождение. Она же служит для отсчёта звёздного времени и тропического года - промежутка времени между двумя последовательными прохождениями центра Солнца через точку весеннего равноденствия. Тропический год определяет смену времён года на нашей планете.

Неравномерное движение Солнца среди звёзд

Около 2 тыс. лет назад, когда Гиппарх составил свой звёздный каталог (первый дошедший до нас целиком), точка весеннего равноденствия находилась в созвездии Овна.
К нашему времени она переместилась почти на 30°, в созвездие Рыб, а точка осеннего равноденствия - из созвездия Весов в созвездие Девы. Но по традиции точки равноденствий обозначаются знаками прежних «равноденственных» созвездий - Овна ‘Y’ и Весов Ὠ .
То же случилось и с точками солнцестояний: летнее в созвездии Тельца отмечается знаком Рака ®, а зимнее в созвездии Стрельца - знаком Козерога ^.

Половину эклиптики от весеннего равноденствия до осеннего (с 21 марта по 23 сентября) Солнце проходит за 186 суток. Вторую половину, от осеннего равноденствия до весеннего, - за 179-180 суток.
Но половинки эклиптики равны: каждая 180°. Следовательно, Солнце движется по эклиптике неравномерно. Эта неравномерность отражает изменения скорости движения Земли по эллиптической орбите вокруг Солнца.
Неравномерность движения Солнца по эклиптике приводит к разной длительности времён года.
Для жителей Северного полушария весна и лето на шесть суток продолжительнее осени и зимы. Земля 2-4 июля расположена от Солнца на 5 млн километров дальше, чем 2-3 января, и движется по своей орбите медленнее в соответствии со вторым законом Кеплера.
Летом Земля получает от Солнца меньше тепла, но зато лето в Северном полушарии продолжительнее зимы. Поэтому в Северном полушарии Земли теплее, чем в Южном.