Задание № 1 по астрономии для учащихся 9–11 классов

Задание № 1 по астрономии для учащихся 9–11 классов

Вопросы, подлежащие усвоению

Звездное небо. Созвездия и ярчайшие звезды неба: названия, условия видимости в различные сезоны года. Изменение вида звездного неба в течение суток. Подвижная карта звездного неба. Видимые движения звезд, Солнца, Луны и планет. Небесная сфера. Основные точки, линии и направления. Математический горизонт. Отвесная линия. Зенит. Надир. Полуденная линия. Небесный экватор. Ось мира. Северный полюс мира. Южный полюс мира. Эклиптика. Ось эклиптики. Альмукантарат светила. Вертикал светила. Суточная параллель светила. Небесный меридиан. Круг высоты светила. Круг склонения светила. Точки севера, юга, востока и запада. Горизонтальная и две экваториальные системы небесных координат. Достоинства и недостатки каждой из небесных систем координат. Теорема о равенстве высоты полюса мира над горизонтом широте места наблюдения. Явления, связанные с суточным вращением небесной сферы: восход и заход светил; кульминации светил. Вычисление зенитного расстояния и высоты светила в моменты верхней и нижней кульминации на данной широте. Видимое годичное движение Солнца по эклиптике. Суточное движение Солнца на различных широтах. Тепловые пояса.

Задачи для самостоятельного решения

1.  Определить высоту полюса мира и наклон небесного экватора к математическому горизонту на земном экваторе, на северном тропике (j = + 23°27¢), на географической широте +41°42¢, на северном полярном круге (j = + 66°33¢) и на северном географическом полюсе.

2.  Вывести условие (получить формулу), которому должно удовлетворять склонение светила d, чтобы оно было незаходящим на широте j.

3.  Определить высоту полюса мира и наклон небесного экватора к математическому горизонту на географической широте j = –15°38¢, , на южном тропике (j = – 23°27¢), на южном полярном круге (j = – 66°33¢), в Антарктиде, на географической широте j = – 78°51¢, и на южном географическом полюсе.

4.  Вычислить зенитное расстояние и высоту в верхней и нижней кульминации звезды Алголя (b Персея), Регула (a Льва) и Антареса (a Скорпиона) в пунктах с географической широтой +5°16¢, +37°32¢ и +55°45¢. Склонения этих звезд соответственно равны +40°46¢, +12°13¢ и – 26°19¢.

5.  Определить географическую широту мест земной поверхности, в которых звезды предыдущей задачи кульминируют в зените.

6.  Вычислить пояса географической широты, в которых основные звезды “ковша” Большой Медведицы 1) не восходят над горизонтом, 2) совсем не заходят, полностью восходят и заходят. Склонение этих звезд находится в пределах от +62°01¢ до +49°26¢.

7.  Определить склонение звезд, которые в момент верхней кульминации в месте с географической широтой +55°45¢ имеют высоту +58°18¢ и азимут 180°, высоту +58°18¢ и азимут 0°, а также тех звезд, которые кульминируют в зените.

8.  Найти склонение звезд, которые в момент нижней кульминации в месте с географической широтой +42°21¢ имеют зенитное расстояние 49°23¢, 74°12¢, 108°47¢ и 156°38¢.

9.  Определить склонение звезд, доступных для наблюдения, и звезд незаходящих и невосходящих на географической широте +42°21¢.

10.  Укажите склонение звезды, которую из любого пункта Земли иногда можно наблюдать на горизонте.

11.  Светило имеет часовой угол t =18 часам. В какой части небесной сферы оно видно?

12.  Найти разность зенитных расстояний при одноименных кульминациях одной и той же звезды на различных географических параллелях.

13.  На каком наименьшем зенитном расстоянии и наибольшей высоте бывают в Анапе ( и Мурманске ( звезды Алиот и Антарес, склонение которых соответственно равно и . Укажите азимут и часовой угол каждой звезды в эти моменты. В каких созвездиях находятся эти звезды?

14.  Вычислить разность наибольшей и наименьшей высоты звезды Альдебарана в тех местах, где обе ее кульминации бывают к северу от зенита. В пределах каких географических параллелей возможны эти явления? Склонение Альдебарана равно В каком созвездии находится Альдебаран?

15.  С какой географической параллели звезда Алголь становится невосходящей? В каком созвездии находится Алголь?

16.  Выразить формулой угловое расстояние l между двумя точками небесной сферы, координаты которых заданы в экваториальной системе.

17.  Определить в дуге большого круга расстояние между звездами a и b Большой Медведицы, координаты которых (a1, d1) = (10ч59м, +62°10¢) и (a2, d2) = (10ч57м, +56°47¢).

18.  Начало и конец пути метеора по звездному небу отстоят от северного полюса мира на 90° и на 136°19¢0¢¢, а угол между кругами склонения, проходящими через эти точки, равен 62°20¢42¢¢. Определить длину пути метеора в градусах и углы, под которыми его путь пересек два упомянутых круга склонения.

19.  Вывести, пользуясь формулами (2) – (4) три формулы преобразования горизонтальных координат в экваториальные , которые являются обратными для (5) – (7).

20.  Вывести формулы преобразования эклиптических координат (b, l) в экваториальные (d, a), обозначив наклон эклиптики к экватору через e. Как упростятся выведенные формулы, если применить их к Солнцу, движущемуся по эклиптике?

21.  Найти зенитное расстояние и азимут a Дракона (d = 64°48¢,8; a = 14ч1м57с) в Краснодаре (j = 45°) в = 16ч24м33с звездного времени.

22.  Через какое время после верхней кульминации Солнце будет находиться на высоте h = 35° 13 июня в Краснодаре, если склонение Солнца d = +23°12¢?

Самостоятельные астрономические наблюдения

При изучении астрономии обязательно необходимы самостоятельные астрономические наблюдения. Только в этом случае Вы хорошо усвоите астрономию и сможете успешно выступать на астрономических олимпиадах.

1.  Найдите место с открытым обзором, где уличные фонари и свет от окон не мешают видеть звезды. Найдите созвездие Большой Медведицы, а по нему Полярную звезду. Для этого воспользуйтесь картой звездного неба. Определите стороны света (Север, Юг, Восток, Запад) и запомните их расположение относительно земных предметов. Зарисуйте положение Большой Медведицы относительно горизонта. Укажите дату и время, когда было сделано наблюдение. Через 2 часа зарисуйте ее новое положение с указанием времени второго наблюдения. Найдите созвездия Кассиопеи, Лиры, Лебедя и Орла.

2.  Найдите звездное скопление Плеяды и сравните, сколько звезд видно в нем невооруженным глазом и в бинокль. Попробуйте приблизительно оценить поле зрения Вашего бинокля, учитывая, что расстояние между звездами, образующими переднюю стенку ковша Большой Медведицы, составляет 5°.

3.  Измерьте высоту Полярной звезды над горизонтом.

4.  Измерьте высоту Юпитера над горизонтом с указанием даты и времени наблюдения.

Литература

1.  Любой учебник по астрономии для средней школы.

2.  Астрономический календарь на 2013/2014 г. (любое издательство).

3.  Подвижная карта звездного неба.

4.  Журналы “Земля и Вселенная”.

5.  Журналы «Квант»

Указания к выполнению заданий по астрономии

1.  Решение всех задач должны сопровождаться чертежами.

2.  Задачи №№ 16-22 учащиеся 9 класса не решают.

3.  Выполнение заданий по астрономическим наблюдениям обязательно!

4.  Выполненное задание выслать через неделю.