Ţintă: pentru a dezvolta capacitatea de a naviga după soare, determinați linia de la amiază, înălțimea soarelui de amiază deasupra orizontului.
Echipamente:
gnomon (stâlp plat de 1-1,5 m lungime), raportor-eclimetru vertical sau raportor cu plumb, bandă subțire sau bucată de sfoară de 2 m lungime.
Instrucțiuni
Pe parcursul anului, înălțimea soarelui deasupra orizontului se schimbă: pe 22 iunie - în ziua solstițiului de vară - ocupă cea mai înaltă poziție, pe 22 decembrie - în ziua solstitiul de iarna-– cel mai scăzut, iar în zilele echinocțiului - 21 martie și 23 septembrie - intermediar. În emisfera nordică și sudică, schimbarea înălțimii soarelui de amiază are direcția opusă.
Progres
Exercitiul 1. Definiția liniei noon.
Pe o zonă plată spre prânz, instalați gnomonul pe verticală. Fixați cu primul cuier capătul umbrei care cade din ea și raza (punctul 1), egal cu lungimea umbre și desenați un cerc cu un alt cui. Urmăriți cu atenție cum se scurtează umbra. După un anumit timp, umbra va începe să se lungească și să atingă cercul a doua oară, dar într-un punct diferit (punctul 2) (vezi Fig. 1).
Orez. 1. Determinarea liniei de amiază
În al doilea, introduceți un cuier în acest punct. Întindeți sfoara de la primul cuier la al doilea cuier. Găsiți mijlocul acestui segment. Conduceți în al treilea cuier. Conectați acest cuier cu sfoară la baza gnomonului. Aceasta va fi linia de amiază, care arată direcția nord și coincide cu meridianul local. Verificați direcția busolei.
Sarcina 2. Determinarea înălțimii soarelui deasupra orizontului.
Instalați șina astfel încât un capăt să se sprijine de baza celui de-al treilea cuier, iar celălalt să se sprijine pe capătul superior al gnomonului, formând un unghi cu suprafața orizontală. Determinați-i valoarea folosind un eclimetru sau un goniometru vertical. Astfel vei determina înălțimea soarelui deasupra orizontului la amiază.
Sarcina 3. Răspunde la întrebările.
1. Cum se modifică înălțimea soarelui deasupra orizontului în timpul zilei?
si anul?
2. Determinați ora amiezii solare folosind ceasul. Ora prânzului (ora 12) coincide cu ora solară? Explică de ce.
Orientare în spațiu
Ţintă: preda tehnici de orientare in spatiu caracteristicile localeși o busolă.
Echipamente:
busolă, bandă de măsurat sau bandă de măsurare de 15 metri, ceas de mână mecanic, telemetru școlar, tabletă.
Instrucțiuni
Orientarea în spațiu este determinarea pe sol a locației sau a punctului de ridicare față de părțile laterale ale orizontului, obiectele de teren din jur, precum și direcțiile și distanțele de mișcare.
Orientarea în spațiu include:
1) corelarea suprafeței reale cu planul și harta;
2) determinarea la sol a laturilor orizontului și a poziției cuiva în raport cu obiectele de teren: localitate, râu, calea ferata etc.;
3) determinarea distantelor la sol si exprimarea lor grafica pe hartie.
4) selectarea direcției de mișcare necesare.
Progres
Exercitiul 1. Determinarea direcției laturilor orizontului cu ajutorul unui compas.
Cel mai precis mod de orientare generală pe sol este orientarea folosind o busolă. Pentru a determina direcția orizontului folosind o busolă, trebuie să faceți următoarele:
1. Scoateți toate obiectele metalice aflate la o distanță de 1-2 m de busolă;
2.Instalați busola într-un plan orizontal pe palmă sau tabletă;
3. Rotiți busola într-un plan orizontal, asigurați-vă că capătul nordic al acului magnetic al busolei se aliniază cu litera C. În această poziție, busola este orientată și acum o puteți folosi pentru a determina laturile orizontului.
Sarcina 2. Orientare de către soare cu ajutorul unui ceas.
Folosind încheietura mâinii ceas mecanic puteți determina direcția liniei nord-sud la un moment dat. Pentru a face acest lucru, trebuie să faceți următoarele:
1. pune ceasul într-un plan orizontal și îndreptă în sensul acelor de ceasornic in soare;
2. construiește mental unghiul dintre mâna oră mică
și numărul 11 de pe cadranul ceasului. Bisectoarea acestui unghi va fi meridianul local.
Mișcarea azimutală
Ţintă: preda tehnici de orientare in spatiu si determinarea directiei de miscare in azimut.
Echipamente:
busolă, bandă de măsurat sau bandă de măsurare de 10-15 metri, ceas mecanic de mână, telemetru școlar, tabletă.
Instrucțiuni
Folosind o busolă, puteți determina laturile orizontului și direcția de mișcare în azimut. Azimutul este unghiul dintre direcția nord și direcția către un obiect dat, care este măsurat în sensul acelor de ceasornic.
De exemplu, știind că azimutul de la punctul A la punctul B este de 45º (A = 45º), tu, după ce ai orientat busola, determinați azimutul și mergeți la în direcția corectă.
Când se mișcă, este fie dat, fie determinat. Pentru a determina azimutul mișcării de la un punct (punct în picioare) la altul, este necesară o hartă.
Pentru a naviga pe teren, este important să poți determina nu numai direcția, ci și distanța. Ei măsoară distanța folosind diverse metode: numărarea pașilor și timpul de mișcare, vizual, instrumental. Evaluarea vizuală (ochi) a distanțelor este observarea obiectelor de teren și vizibilitatea acestora în funcție de distanța față de observator (vezi Tabelul 1). Această metodă vă permite să determinați aproximativ distanța, aceasta necesită un antrenament constant.
tabelul 1
Determinarea vizuală a distanțelor
| Distanţă | Obiecte observabile |
| 10 km | Conducte din fabrici mari |
| 5 km | Contururile generale ale caselor (fără uși și ferestre) |
| 4 km | Contururile ferestrelor și ușilor sunt abia vizibile |
| 2 km | Copaci înalți singuratici; o persoană este un punct abia vizibil |
| 1 500 m | Mașini mari pe drum, o persoană este încă vizibilă ca un punct |
| 1 200 m | Copaci individuali mărime medie |
| 1.000 m | Stalpi de telegraf; Buștenii individuale sunt vizibili în clădiri |
| 700 m | Deja iese la iveală figura unui bărbat fără detalii de îmbrăcăminte |
| 400 m | Mișcările mâinilor unei persoane sunt vizibile, culoarea îmbrăcămintei, legăturile de pe ramele ferestrelor variază |
| 200 m | Conturul capului |
| 150 m | Mâinile, linia ochilor, detalii vestimentare |
| 70 m | Ochi sub formă de puncte |
Progres
Exercitiul 1. Determinarea azimutului 90º, 145º, 225º folosind o busolă.
Mergeți o distanță scurtă în aceste direcții. La
nu vă îndepărtați de direcția de mișcare aleasă, notați obiectele vizibile din zonă, acestea vor fi repere ale direcției în care ar trebui să vă deplasați.
Sarcina 2. Determinarea distanței până la obiectele de teren selectate.
Pentru a determina cu precizie distanțele în activitate profesională folosiți benzi de măsură, benzi de măsurat, teodoliți, radiogoniopi
și alte instrumente. În viața de zi cu zi se folosesc metode non-instrumentale.
1. Selectați un obiect într-o zonă deschisă și determinați vizual distanța până la acesta folosind Tabelul 1.
2. Pentru a determina cu mai multă precizie distanța cu ochiul, puteți folosi o tehnică care se bazează pe un calcul matematic simplu. Să luăm rigla în mână și să o îndreptăm către un obiect îndepărtat, a cărui înălțime o cunoști, să zicem 10 m. Mișcând rigla în degete, vom obține o poziție în care un segment al riglei, să zicem 10 cm, acoperă complet acest obiect. Determinați distanța de la ochi la riglă. Are aproximativ 70 cm Acum știi trei cantități, dar
distanța până la obiect nu este cunoscută. Să creăm o formulă în care lungimea riglei se referă la înălțimea obiectului X în același mod în care lungimea unui braț întins se raportează la distanța până la obiect. Să rezolvăm proporția:
10 m: X = 10 cm: 70 cm,
10 m: X = 0,1 m: 0,7 m,
X = 70 m.
Această metodă este convenabilă de utilizat atunci când se determină distanța până la obiectele inaccesibile situate, de exemplu, de cealaltă parte a râului.
Sarcina 3. Măsurarea distanței în pași.
Trebuie să-ți cunoști lungimea pasului. Puneți deoparte o secțiune lungă de 50 m pe o bucată de teren plat. Mergeți de mai multe ori pe această distanță
și determinați numărul mediu aritmetic de pași.
De exemplu, 71 + 74 + 72 = 217 pași. Împărțiți numărul total de pași la 3 (217: 3 = 72). Numărul mediu de pași este de 72. Împărțiți 50 m la 72 de pași și veți obține lungimea medie a pasului dvs. - aproximativ 55 cm.
Puteți măsura distanța până la orice obiect accesibil în pași. De exemplu, dacă ați făcut 690 de pași, adică 55 cm × 690 = 37 m.
Notați în jurnal și comparați rezultatele determinării distanțelor folosind diferite metode. Determinați gradul de acuratețe al fiecărei metode.
Viața pe planeta noastră depinde de cantitatea de lumină solară și de căldură. Este înfricoșător să ne imaginăm, chiar și pentru o clipă, ce s-ar fi întâmplat dacă nu ar fi existat o stea pe cer precum Soarele. Fiecare fir de iarbă, fiecare frunză, fiecare floare are nevoie de căldură și lumină, ca oamenii din aer.
Unghiul de incidență al razelor solare este egal cu înălțimea soarelui deasupra orizontului
Cantitatea de lumină solară și căldură care ajunge la suprafața pământului este direct proporțională cu unghiul de incidență al razelor. Razele soarelui pot lovi Pământul la un unghi de la 0 la 90 de grade. Unghiul de impact al razelor asupra pământului este diferit, deoarece planeta noastră este sferică. Cu cât este mai mare, cu atât este mai ușor și mai cald.
Astfel, dacă fasciculul vine la un unghi de 0 grade, alunecă doar de-a lungul suprafeței pământului fără a-l încălzi. Acest unghi de incidență are loc la Polul Nord și Sud, dincolo de Cercul Arctic. În unghi drept, razele soarelui cad pe ecuator și pe suprafața dintre Sud și
Dacă unghiul razelor solare care lovesc solul este drept, acest lucru indică faptul că
Astfel, razele de pe suprafața pământului și înălțimea soarelui deasupra orizontului sunt egale. Ele depind de latitudinea geografică. Cu cât este mai aproape de latitudinea zero, cu atât unghiul de incidență al razelor este mai aproape de 90 de grade, cu atât soarele este mai sus deasupra orizontului, cu atât este mai cald și mai luminos.
Cum își schimbă soarele înălțimea deasupra orizontului
Înălțimea soarelui deasupra orizontului nu este constantă. Dimpotrivă, se schimbă mereu. Motivul pentru aceasta constă în mișcare continuă planeta Pământ în jurul stelei Soare, precum și rotația planetei Pământ în jurul propriei axe. Ca urmare, ziua urmează nopții, iar anotimpurile se succed.
Teritoriul dintre tropice primește cea mai mare căldură și lumină aici ziua și noaptea sunt aproape egale ca durată, iar soarele este la zenit de 2 ori pe an.
Suprafața de deasupra Cercului Arctic primește mai puțină căldură și lumină aici există concepte precum noaptea, care durează aproximativ șase luni.
Zilele echinocțiului de toamnă și primăvară
Există 4 date astrologice principale, care sunt determinate de înălțimea soarelui deasupra orizontului. 23 septembrie și 21 martie sunt zilele echinocțiului de toamnă și primăvară. Aceasta înseamnă că înălțimea soarelui deasupra orizontului în septembrie și martie în aceste zile este de 90 de grade.
Sud și sunt iluminate în mod egal de soare, iar lungimea nopții este egală cu lungimea zilei. Când toamna astrologică începe în emisfera nordică, este primăvară, dimpotrivă, în emisfera sudică. Același lucru se poate spune despre iarnă și vară. Dacă este iarnă în emisfera sudică, atunci este vară în emisfera nordică.
Zile de solstițiu de vară și de iarnă
22 iunie și 22 decembrie sunt zile de vară, iar 22 decembrie are cea mai scurtă zi și cea mai lungă noapte din emisfera nordică și Soare de iarna se află la cea mai joasă altitudine deasupra orizontului pentru întregul an.
Peste 66,5 grade latitudine, soarele se află sub orizont și nu răsare. Acest fenomen, când soarele de iarnă nu se ridică la orizont, se numește noapte polară. Cea mai scurtă noapte are loc la 67 de grade latitudine și durează doar 2 zile, iar cea mai lungă noapte are loc la poli și durează 6 luni!
Decembrie este luna a întregului an în care nopțile sunt cele mai lungi în emisfera nordică. Oamenii din Rusia Centrală se trezesc la muncă în întuneric și se întorc în întuneric. Aceasta este o lună dificilă pentru mulți, deoarece lipsa luminii solare afectează bunăstarea fizică și psihică a oamenilor. Din acest motiv, se poate dezvolta chiar și depresia.
La Moscova în 2016, răsăritul soarelui pe 1 decembrie va fi la ora 08.33. În acest caz, durata zilei va fi de 7 ore și 29 de minute. Va fi foarte devreme, la 16.03. Noaptea va fi de 16 ore și 31 de minute. Astfel, se dovedește că lungimea nopții este de 2 ori mai mare decât lungimea zilei!
Anul acesta, solstițiul de iarnă este 21 decembrie. Cea mai scurtă zi va dura exact 7 ore. Atunci aceeași situație va dura 2 zile. Și începând din 24 decembrie, ziua va începe să facă profit, încet, dar sigur.
În medie, un minut de lumină naturală va fi adăugat pe zi. La sfârșitul lunii, răsăritul în decembrie va fi exact ora 9, adică cu 27 de minute mai târziu decât 1 decembrie
22 iunie este solstițiul de vară. Totul se întâmplă exact invers. Pentru întregul an, această dată este cea mai lungă zi ca durată și cea mai scurtă noapte. Acest lucru se aplică emisferei nordice.
În Yuzhny este invers. Există lucruri interesante asociate cu această zi fenomene naturale. O zi polară începe deasupra Cercului polar, soarele nu apune sub orizont la Polul Nord timp de 6 luni. Nopțile albe misterioase încep în Sankt Petersburg în iunie. Acestea durează aproximativ de la jumătatea lunii iunie timp de două până la trei săptămâni.
Toate aceste 4 date astrologice se pot schimba cu 1-2 zile, de atunci an solar nu coincide întotdeauna cu anul calendaristic. Schimbările apar și în anii bisecți.
Înălțimea soarelui deasupra orizontului și condițiile climatice
Soarele este unul dintre cei mai importanți factori de formare a climei. În funcție de modul în care înălțimea soarelui deasupra orizontului s-a schimbat într-o anumită zonă suprafața pământului, Schimbare condiții climatice si anotimpuri.
De exemplu, în nordul îndepărtat, razele soarelui cad într-un unghi foarte mic și alunecă doar de-a lungul suprafeței pământului, fără să-l încălzească deloc. Datorită acestui factor, clima de aici este extrem de aspră, există permafrost, ierni reci cu vânturi înghețate și zăpadă.
Cu cât înălțimea soarelui este mai mare deasupra orizontului, cu atât clima este mai caldă. De exemplu, la ecuator este neobișnuit de cald și tropical. Fluctuațiile sezoniere, de asemenea, practic nu sunt resimțite în regiunea ecuatorului, în aceste zone există vară veșnică.
Măsurarea înălțimii soarelui deasupra orizontului
După cum se spune, totul ingenios este simplu. Deci este aici. Aparatul pentru măsurarea înălțimii soarelui deasupra orizontului este pur și simplu simplu. Este o suprafață orizontală cu un stâlp în mijloc lung de 1 metru. Într-o zi însorită la amiază, stâlpul își aruncă cea mai scurtă umbră. Cu ajutorul acestei cele mai scurte umbre, se efectuează calcule și măsurători. Trebuie să măsurați unghiul dintre capătul umbrei și segmentul care leagă capătul stâlpului de capătul umbrei. Această valoare a unghiului va fi unghiul soarelui deasupra orizontului. Acest dispozitiv se numește gnomon.
Gnomon este un instrument astrologic străvechi. Există și alte instrumente pentru măsurarea înălțimii soarelui deasupra orizontului, cum ar fi sextantul, cadranul și astrolabul.
La prânz adevărat, utilizați un raportor pentru a măsura înălțimea Soarelui hс. Când folosiți un gnomon, înălțimea Soarelui este determinată de formulă
tgh c = AB – lungimea penumbrei; BC – înălțimea gnomonului
Explicații: redesenați desenul, indicați unghiul corespunzător înălțimii specificate, utilizați un copac (clădire) ca segment BC inaltime cunoscuta, măsurați segmentul AC de-a lungul umbrei în pași. Formulați soluția sub forma unui tabel, unde introduceți valorile cantităților și faceți calcule.
Calculați latitudinea zonei folosind formula
φ = 90 0 – h s – δ s
unde δ с este declinația Soarelui la data observării (determinată de calendarul astronomic sau de poziția Soarelui pe ecliptica hărții stelare), h с luat din sarcina anterioară.
Explicații: formulează ca sarcină folosind date.
Trageți concluzii (comparați datele obținute φ cu datele harta geograficași să justifice posibilitatea determinării latitudinii geografice a unei zone folosind această metodă; explicați motivul modificării înălțimii Soarelui)
Observarea petelor solare
Desenați un desen al suprafeței fotosferei Soarelui cu grupuri de pete.
Determinați activitatea Soarelui folosind formula
unde W este numărul relativ Wolf; g – numărul de grupe de pete; f – numărul de puncte individuale
Explicații: soluția trebuie prezentată sub forma unui tabel cu valorile introduse ale cantităților și calculelor.
Trageți concluzii despre activitatea Soarelui în momentul actual. Analizați activitatea Soarelui în anii anteriori, acum și dați o prognoză a activității pentru următorii 1 - 2 ani, construiți un grafic al numărului Lupului în funcție de timp, începând din 2000 până în 2020
Explicații: redesenați orarul, marcați perioada indicată.
Determinarea liniei de amiază prin mișcarea petelor solare
Metoda este următoarea. Într-una dintre ferestrele orientate spre sud, la o înălțime adecvată este instalat un paravan cu o gaură mică (aproximativ 1 cm în diametru). Începând observația cu 1,5 - 2 ore înainte de prânz, marcați poziția petelor solare din această gaură pe podea în decurs de 3-4 ore. Rezultatul va fi linia AB (Fig. 53). Ținând firul în gaura 0, celălalt capăt al acestuia descrie un arc (linie întreruptă) care va intersecta linia AB în punctele C și D. Din aceste puncte se fac două crestături de aceeași rază și se obțin punctele E și F va fi linia de amiază. Faceți un desen, fixând poziția petei solare pe podea la fiecare 15 minute.
Trebuie remarcat faptul că curba pe care o descrie o pată solară în timpul zilei se modifică în funcție de declinarea Soarelui. În zilele echinocțiului este o linie dreaptă, cu declinații pozitive ale Soarelui (din 21 martie până în 23 septembrie) curbele sunt hiperbole, convexe de la bază, iar cu declinații negative (din 23 septembrie până în 21 martie) - convexe până la bază.
Explicații: Redesenați desenul, adăugați construcțiile necesare descrise în metodă și etichetați linia de amiază rezultată
Trageți concluzii, justificând metoda considerată de găsire a liniei de amiază. Ce alte metode puteți folosi pentru a determina linia de la amiază? semnificație practică are locația liniei de amiază.
a) Pentru un observator la polul nord al Pământului ( j = + 90°) corpurile de iluminat fără setare sunt cele cu d-- eu?? 0, iar neascendente sunt cele cu d--< 0.
Tabelul 1. Altitudinea Soarelui de amiază la diferite latitudini
Soarele are o declinare pozitivă din 21 martie până în 23 septembrie și o declinare negativă din 23 septembrie până în 21 martie. În consecință, la polul nord al Pământului, Soarele este un luminator neapus pentru aproximativ jumătate din an și un luminator care nu se ridică pentru jumătate din an. În jurul datei de 21 martie, aici Soarele apare deasupra orizontului (răsărit) și, datorită rotației zilnice a sferei cerești, descrie curbe apropiate de cerc și aproape paralele cu orizontul, ridicându-se din ce în ce mai sus în fiecare zi. La solstițiul de vară (în jurul datei de 22 iunie) Soarele atinge înălțimea maximă h max = + 23° 27 " . După aceasta, Soarele începe să se apropie de orizont, înălțimea acestuia scade treptat, iar după echinocțiul de toamnă (după 23 septembrie) dispare sub orizont (apune). Ziua, care a durat șase luni, se termină și începe noaptea, care durează și ea șase luni. Soarele, continuând să descrie curbe aproape paralele cu orizontul, dar sub el, se scufundă din ce în ce mai jos În ziua solstițiului de iarnă (în jurul datei de 22 decembrie) va coborî sub orizont la o înălțime h min = - 23° 27 " , și apoi va începe din nou să se apropie de orizont, înălțimea acestuia va crește, iar înainte de echinocțiul de primăvară Soarele va apărea din nou deasupra orizontului. Pentru un observator de la polul sud al Pământului ( j= - 90°) mișcarea diurnă Soarele apare într-un mod similar. Doar aici Soarele răsare pe 23 septembrie și apune după 21 martie și, prin urmare, când este noapte la Polul Nord al Pământului, este zi la Polul Sud și invers.
b) Pentru un observator la Cercul Arctic ( j= + 66° 33 " ) corpurile de iluminat care nu se încadrează sunt cele cu d--i + 23° 27 " , și neascendente - cu d < - 23° 27". În consecință, în Cercul Arctic Soarele nu apune la solstițiul de vară (la miezul nopții centrul Soarelui atinge orizontul doar în punctul nordic). N) și nu se ridică în ziua solstițiului de iarnă (la amiază, centrul discului solar va atinge orizontul doar în punctul de sud S, iar apoi coboară din nou sub orizont). În zilele rămase ale anului, Soarele răsare și apune la această latitudine. Mai mult, atinge înălțimea maximă la prânz în ziua solstițiului de vară ( h max = + 46° 54"), iar în ziua solstițiului de iarnă înălțimea la amiază este minimă ( h min = 0°). În cercul polar sudic ( j= - 66° 33") Soarele nu apune la solstițiul de iarnă și nu răsare la solstițiul de vară.
Cercurile polare nordice și sudice sunt limitele teoretice ale acelor latitudini geografice în care zile și nopți polare(zile și nopți cu o durată mai mare de 24 de ore).
În locuri dincolo de cercurile polare, Soarele este un luminar care nu apune sau nu răsare, cu cât este mai lung, cu atât locul este mai aproape de poli geografici. Pe măsură ce te apropii de poli, lungimea zilei și nopții polare crește.
c) Pentru un observator în tropicul nordic ( j--= + 23° 27") Soarele este întotdeauna un luminator care răsare și apus. În solstițiul de vară atinge înălțimea maximă la prânz. h max = + 90°, adică trece prin zenit. În zilele rămase ale anului, Soarele culminează la prânz la sud de zenit. În ziua solstițiului de iarnă, înălțimea minimă la amiază este h min = + 43° 06".
În tropicele de sud ( j = - 23° 27"), de asemenea, soarele răsare și apune întotdeauna. Dar la înălțimea sa maximă la amiază deasupra orizontului (+ 90°) apare în ziua solstițiului de iarnă și la minim (+ 43° 06). " ) - în ziua solstițiului de vară. În zilele rămase ale anului, Soarele culminează aici la prânz la nord de zenit.
În locurile situate între tropice și cercurile polare, Soarele răsare și apune în fiecare zi a anului. Pentru o jumătate de an ziua este mai lungă decât noaptea, iar pentru jumătate de an noaptea este mai lungă decât ziua. Altitudinea de la amiază a Soarelui aici este întotdeauna mai mică de 90° (cu excepția zonelor tropicale) și mai mare de 0° (cu excepția cercurilor polare).
În locurile situate între tropice, Soarele se află la zenit de două ori pe an, în acele zile în care declinația sa este egală cu latitudinea geografică a locului.
d) Pentru un observator de la ecuatorul Pământului ( j--= 0) toate luminile, inclusiv Soarele, răsare și apune. În același timp, ele sunt deasupra orizontului timp de 12 ore și sub orizont timp de 12 ore. Prin urmare, la ecuator, lungimea zilei este întotdeauna egală cu lungimea nopții. De două ori pe an Soarele trece la zenit la prânz (21 martie și 23 septembrie).
Din 21 martie până în 23 septembrie, Soarele de la ecuator culminează la prânz la nord de zenit, iar din 23 septembrie până în 21 martie - la sud de zenit. Altitudinea minimă la amiază a Soarelui aici va fi egală cu h min = 90° - 23° 27 " = 66° 33 " (22 iunie și 22 decembrie).
Într-o zonă dată, fiecare stea culminează întotdeauna la aceeași înălțime deasupra orizontului, deoarece distanța sa unghiulară de la polul ceresc și de la ecuatorul ceresc rămâne neschimbată. Soarele și Luna schimbă înălțimea la care culminează. Din aceasta putem concluziona că poziția lor față de stele (declinație) se modifică. Știm că Pământul se mișcă în jurul Soarelui, iar Luna în jurul Pământului. Să vedem cum se modifică poziția ambelor corpuri de iluminat pe cer ca urmare.
Dacă folosești un ceas precis pentru a observa intervalele de timp dintre culmile superioare ale stelelor și Soare, atunci poți fi convins că intervalele dintre culmile stelelor sunt patru minute mai scurte decât intervalele dintre climaxurile solare. Acest lucru se explică prin faptul că în timpul unei revoluții în jurul axei sale (ziua), Pământul parcurge aproximativ 1/365 din calea sa în jurul Soarelui. Ni se pare că Soarele se mișcă pe fundalul stelelor spre est - în direcția opusă rotației zilnice a cerului. Această deplasare este de aproximativ 1°. Pentru a întoarce acest unghi, sfera celestiala mai sunt necesare încă 4 minute, prin care se „întârzie” culminarea Soarelui. Astfel, ca urmare a mișcării Pământului pe orbita sa, Soarele descrie un cerc mare pe cer în raport cu stele pe an, numit ecliptic(Fig. 17).
Întrucât Luna face o revoluție în concordanță cu rotația cerului într-o lună și, prin urmare, trece nu de 1°, ci de aproximativ 13° pe zi, punctul culminant este întârziat în fiecare zi nu cu 4 minute, ci cu 50 de minute.
La determinarea înălțimii Soarelui la amiază, am observat că de două ori pe an apare pe ecuatorul ceresc, în așa-numitele puncte de echinocțiu. Acest lucru se întâmplă în zile arcȘi echinocțiul de toamnă(în jurul datei de 21 martie și în jurul datei de 23 septembrie). Planul orizontului împarte ecuatorul ceresc în jumătate (Fig. 18). Prin urmare, în zilele echinocțiului, căile Soarelui deasupra și sub orizont sunt egale, prin urmare, lungimile zilei și ale nopții sunt egale.
Care este declinația Soarelui în echinocții?
Deplasându-se de-a lungul eclipticii, Soarele se îndepărtează cel mai mult de ecuatorul ceresc pe 22 iunie polul Nord lume (la 23°27"). La amiază pentru emisfera nordică a Pământului este cea mai înaltă deasupra orizontului (această valoare deasupra ecuatorului ceresc, vezi Fig. 17 și 18). Ziua este cea mai lungă, se numește solstițiu de vară.
Cercul cel mare al eclipticii intersectează cercul cel mare al quatorului ceresc la un unghi de 23°27". Soarele se află la aceeași sumă sub quator în solstitiul de iarna, 22 decembrie (vezi Fig. 17 și 18). Astfel, în această zi înălțimea Soarelui la culmea superioară scade față de 22 iunie cu 46°54", iar ziua este cea mai scurtă. (Din cursul de geografie fizică știți că diferențele în condițiile de iluminare și încălzire ale Pământul de către Soare îi determină zonele climaticeși schimbarea anotimpurilor.)
Îndumnezeirea Soarelui în antichitate a dat naștere la mituri care descriu evenimente care se repetă periodic ale „nașterii”, „învierii” „Zumului Soarelui” pe tot parcursul anului: moartea naturii iarna, renașterea ei primăvara etc. sărbătorile poartă urme ale cultului Soarelui.
Calea Soarelui trece prin 12 constelații numite zodiac(din cuvântul grecesc zoon - animal), iar totalitatea lor poartă numele de centură zodiacală. Include următoarele constelații: Peşte, Berbec,Taurul, Gemenii, Cancer, un leu, Fecioara, Cântare, Scorpion, Săgetător, Capricornul,Vărsător. Soarele călătorește prin fiecare constelație zodiacală timp de aproximativ o lună. Punctul echinocțiului de primăvară (una dintre cele două intersecții ale eclipticii cu ecuatorul ceresc) este situat în constelația Pești.
Este clar că la miezul nopții constelația zodiacală opusă celei în care se află Soarele trece de culmea superioară. De exemplu, în martie Soarele trece prin constelația Pești, iar la miezul nopții culminează în constelația Fecioarei.
Deci, suntem convinși că mișcarea aparentă a Lunii, care se învârte în jurul Pământului, și a Soarelui, în jurul căruia se învârte Pământul, este detectată și descrisă în același mod. Și doar pe baza acestor observații, este imposibil să decidem dacă Soarele se mișcă în jurul Pământului sau dacă Pământul se mișcă în jurul lui.
Planetele se mișcă pe fundalul cerului înstelat într-un mod mai complex. Se mișcă într-o direcție sau alta, uneori făcând bucle încet (Fig. 19). Acest lucru se datorează combinației dintre mișcarea lor adevărată cu mișcarea Pământului. Pe cerul înstelat, planetele (tradusă din greaca veche prin „rătăcire”) nu ocupă un loc permanent, la fel ca Luna și Soarele. Prin urmare, pe o diagramă stelară, poziția Soarelui, a Lunii și a planetelor poate fi indicată doar pentru un anumit moment.
Exemplu de rezolvare a problemei
Sarcină. Determinați înălțimea la amiază a Soarelui în Arhangelsk și Așgabat în zilele solstițiului de vară și de iarnă.
Fiți atenți la modul în care diferența dintre înălțimile de la amiază ale Soarelui în zilele solstițiilor (pentru fiecare oraș) este legată de diferența de declinare a acestuia la aceste date.
Comparați diferența de înălțime a Soarelui în aceeași zi în aceste două orașe cu diferența de latitudinile lor geografice. Trage o concluzie.
Cum, știind în ziua solstițiului de vară înălțimea Soarelui la amiază într-unul dintre orașe, se poate calcula înălțimea acestuia într-un alt oraș?
Exercițiul 4
1. La ce latitudine culminează Soarele la zenit în ziua solstițiului de vară?
2. În ce zile ale anului ajunge Soarele la zenit pentru un observator situat la ecuatorul Pământului?
3. Determinați latitudinea geografică a punctului la care, în ziua solstițiului de iarnă, are loc punctul culminant al Soarelui în punctul de sud.
Sarcina 3
1. Găsiți cele 12 constelații zodiacale pe harta stelară. Folosind o diagramă stelar în mișcare, determinați care dintre ele va fi vizibilă deasupra orizontului în seara observării.
2. Folosind „Calendarul astronomic școlar”, găsiți coordonatele planetelor la un moment dat și determinați de pe hartă în ce constelație se află acestea. Găsiți-le pe cerul serii.
