Видимий добовий і річний рух Сонця
Земля як планета здійснює в просторі два види руху: обертаючись, як небесне тіло, навколо своєї осі; обертаючись, як небесне тіло, по орбіті довкруги Сонця.
Перший вид руху – обертання довкола своєї осі відображається видимим переміщенням зірок по небесній сфері. Траєкторією такого руху є добові паралелі зірок. Оскільки Сонце також є зіркою, то його видимий добовий рух описується добовою паралеллю з точками кульмінації, коли Сонце перетинає меридіан точки спостереження. Якщо вважати, що обертання Землі є рівномірним, то і видимий добовий рух Сонця по добовій паралелі буде проходити з рівномірною швидкістю.
На основі першого закону Кеплера руху планет встановлюємо вид орбіти Землі, яким є еліпс, тобто Земля обертається довкола Сонця по еліпсу. Продовживши площину еліпса орбіти а точніше площину орбіти спільного центра маси Землі і Місяця до перетину з небесною сферою, отримаємо площину екліптики небесної сфери 
(рис. 3.2). В цілій площині будуть знаходитись і Земля - 
, і Сонце - 
. Рух Землі по орбіті описується другим законом Каплера, і він відбувається з нерівномірною швидкістю: з більшою швидкістю Земля рухається по орбіті в районі точки перигелія 
і з меншою швидкістю в районі точки афелія 
(рис. 3.3). Точкам перигелія і афелія на орбіті Землі будуть відповідати точки перигея 
і апогея 
на екліптиці.
| 
|
| Рисунок 3.2 - До видимого річного руху Сонця | Рисунок 3.3 - Видимий річний рух Сонця |
|
|
|
Оскільки лінія апсид 
складає з напрямом лінії сонцестоянь 
кут близький до 12˚, то точка перигея буде розміщена на екліптиці ближче до точки зимового сонцестояння 
, а точка апогея - ближче до точки літнього сонцестояння 
.
Видимий річний рух Сонця по екліптиці є відображен-ням дійсного річного руху Землі по орбіті навколо Сонця. Дійсно, рухаючись разом з Землею, спостерігач якби проектує Сонце в той чи інший момент року на коло екліптики небесної сфери. Так, знаходячись разом з Землею в точці перигелію , ми бачимо Сонце в точці перигея екліптики, а, наприклад, при знаходженні Землі в точці орбіти 
будемо спостерігати Сонце в точці 
(рис. 3.3). Оскільки Земля по своїй орбіті рухається з різною швидкістю (другий закон Каплера), то і видимий рух Сонця по екліптиці буде проходити з різною швидкістю: з максимальною в районі точки перигея і з мінімальною – в районі точки апогея .
За рік Земля робить один повний оберт по орбіті довкола Сонця. Відповідно видиме Сонце повинно за рік обійти коло екліптики, тому кожен день зміщення Сонця на екліптиці становить 
, або приблизно 4 хвилини за часом.
У своєму видимому русі по екліптиці Сонце проходить через її чотири характерні точки: точку весняного рівнодення, точку літнього сонцестояння, точку осіннього рівнодення, точку зимового сонцестояння. Причому цей рух здійснюється в тому ж напрямі, що і рух землі по орбіті, тобто проти ходу годинникової стрілки.
|
|
|
Для визначення положення видимого Сонця на екліптиці найчастіше використовують дві системи координат: екліптичну і другу-екваторіальну. Проаналізуємо зміну цих координат при переміщенні Сонця по екліптиці (табл. 3.1)
Таблиця 3.1 - Значення координат Сонця в точках екліптики
Проведемо аналіз координат, наведених в таблиці 3.1. Розглянемо прямокутний сферичний трикутник 
(рис. 3.1), в якому 
- катет трикутника, а 
- гіпотенуза трикутника. Оскільки 
, то і 
.
Ця закономірність буде справедливою у всіх точках екліптики І і ІІІ квадрантів. Для точок IV квадранту (наприклад 
) екліптична довгота 
буде відповідати сферичній відстані 
, тобто 
. Пряма сходження Сонця в точці відповідає сферичній відстані 
, тобто 
. Оскільки в сферичному трикутнику 
сторона 
є гіпотенузою, а сторона 
- катетом і відповідно 
, то 
. Така ж залежність буде і в другому квадранті.
Розглянуті залежності між і 
свідчать про те, що нахил екліптики до екватора спричинює їх нерівність, а також різний характер залежності між ними. Необхідно звернути увагу і на те, що різна швидкість руху видимого Сонця по екліптиці зумовлює і різну тривалість певних періодів року. Так, видимий рух Сонця по екліптиці на ділянці від точки осіннього рівнодення 
до точки весняного рівнодення 
(дуга 
) відповідає осінньо-зимовому періоду року. На цій ділянці екліптики швидкість руху видимого Сонця буде більшою, ніж на ділянці 
, що відповідає весняно-літньому періоду, оскільки максимальна швидкість буде в точці перигею . Тому в північній півкулі Землі осінньо-зимовий період року приблизно на вісім діб коротший за весняно-літній період.
Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 134; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!