يسوع المجيء الثاني. المسار السنوي للشمس يعني التوقيت الشمسي

حركة الشمس بين النجوم

(درس - محاضرة)

هذا الدرس للطلابالحادي عشرفصول الكتاب المدرسيجي. مياكيشيفا ، ب. Bukhovtseva "الفيزياء. الصف 11 "(فئات الملف الشخصي)

الهدف التربوي للدرس:دراسة حركة الشمس بالنسبة للنجوم البعيدة.

الأهداف التربوية للدرس:

تحديد الأنواع الرئيسية للحركة السماوية للشمس وربطها بظواهر مثل تغيير طول النهار والليل ، وتغير الفصول ، ووجود مناطق مناخية ؛

لتكوين قدرة الطلاب على إيجاد وتحديد المستويات والخطوط والنقاط الرئيسية للكرة السماوية المرتبطة بحركة الشمس ؛

لتكوين قدرة الطلاب على تحديد الإحداثيات الأفقية للشمس ؛

تصريحات او ملاحظات عامه

يتم تقديم المعلومات الواردة في المحاضرة بطريقة موجزة ، لذلك قد تتطلب العبارة القصيرة الكثير من التفكير. يرتبط تطوير الحاجة إلى التفكير ، وبالتالي فهم محتوى موضوع معين من قبل الطلاب ، بأداء المهام:

نصائح عملية للعمل مع المعلومات:

بعد تلقي معلومات جديدة ، فكر في الأمر وصِغ بوضوح إجابة السؤال: "ما الذي يدور حوله ولماذا تم إخبارك به؟" ؛

تعوّد على سؤال نفسك "لماذا؟" والعثور بشكل مستقل على إجابات في طريقه والتفكير والتحدث مع الرفاق والمعلم ؛

عند التحقق من الصيغة ، وحل مشكلة ، وما إلى ذلك ، قم بإجراء العمليات الحسابية تدريجيًا ، وقم بتدوين جميع الحسابات الوسيطة ؛

الأسئلة الرئيسية للمحاضرة

حركة الأجرام السماوية.

حركة الشمس بين النجوم.

مسير الشمس. نظام إحداثيات الكسوف.

مسير الشمس- دائرة كبيرة من الكرة السماوية تحدث على طولها الحركة السنوية الظاهرة للشمس. اتجاه هذه الحركة (حوالي 1 في اليوم) هو عكس اتجاه الدوران اليومي للأرض. تأتي كلمة "ecliptic" من الكلمة اليونانية "eclipsis" - الكسوف.

محور دوران الأرض له زاوية ميل ثابتة لمستوى دوران الأرض حول الشمس ، تساوي تقريبًا 66 درجة 34 "(انظر الشكل 1). ونتيجة لذلك ، فإن الزاوية ε بين مستوى مسير الشمس ومستوى خط الاستواء السماوي هو 23 درجة 26 ".

الشكل 1. مسير الشمس وخط الاستواء السماوي

بناءً على الشكل 1 ، املأ الفجوات في التعريفات أدناه.

محور مسير الشمس (PP") - ………………

………………………………………….. .

قطب مسير الشمس الشمالي (P) - …………………………………………………. .

القطب مسير الشمس الجنوبي (ص") - ………………………………………………………………………….. .

يمر مسير الشمس من خلال 13 كوكبة. الحواء لا ينتمي إلى الأبراج الأبراج.

نقاط الاعتدال الربيعي (γ) والخريف (Ω)هي نقاط تقاطع مسير الشمس وخط الاستواء السماوي. يقع الاعتدال الربيعي في كوكبة الحوت (حتى وقت قريب - في كوكبة برج الحمل). تاريخ الاعتدال الربيعي هو 20 مارس (21). نقطة الاعتدال الخريفي تقع في كوكبة العذراء (حتى وقت قريب - في كوكبة الميزان). تاريخ الاعتدال الخريفي هو 22 سبتمبر (23).

الانقلاب الصيفي والانقلاب الشتويعلى بعد 90 درجة من الاعتدال ، يقع الانقلاب الصيفي في نصف الكرة الشمالي ، في 22 يونيو. يقع الانقلاب الشتوي في نصف الكرة الجنوبي ويصادف يوم 22 ديسمبر.

نظام إحداثيات الكسوف.

الشكل 2. نظام إحداثيات مسير الشمس

يتم اختيار مستوى مسير الشمس باعتباره المستوى الرئيسي لنظام إحداثيات مسير الشمس (الشكل 2). إحداثيات مسير الشمس هي:

لا يتغير خط العرض وخط الطول للنجم نتيجة للحركة اليومية للكرة السماوية. يستخدم نظام الإحداثيات الكسوف بشكل أساسي في دراسة حركة الكواكب. هذا مناسب لأن الكواكب تتحرك بالنسبة إلى النجوم تقريبًا في مستوى مسير الشمس. بسبب صغر حجمها β يمكن تبسيط الصيغ التي تحتوي على cos β و sin.

النسبة بين الدرجات والساعات والدقائق كالتالي: 360 =24, 15=1, 1=4.

حركة الأجرام السماوية

الحركة اليومية للنجوم. كل يوم مسارات النجوم على الكرة السماوية هي دوائر تكون مستوياتها موازية لخط الاستواء السماوي. تسمى هذه الدوائر المتوازيات السماوية. الحركة اليومية للنجوم نتيجة دوران الأرض حول محورها. تعتمد رؤية النجوم المضيئة على إحداثياتها السماوية ، وموضع الراصد على سطح الأرض (انظر الشكل 3).

الشكل 3. المسارات اليومية للنجوم بالنسبة إلى الأفق ، للمراقب الموجود: أ - في خطوط العرض الجغرافية المتوسطة ؛ ب - عند خط الاستواء. ج - عند قطب الأرض.

1. صياغة نظرية حول ارتفاع القطب العالمي.

2. صِف كيف يمكنك شرح خصائص الحركة اليومية للنجوم بسبب دوران الأرض حول محورها عند خطوط عرض مختلفة؟

كيف تتغير الحركة اليومية لنورها: أ) الارتفاع ؛ ب) الصعود الصحيح ؛ ج) الانحدار؟

هل يتغير الارتفاع والصعود الأيمن وانحدار النقاط الرئيسية للكرة السماوية أثناء النهار: Z ، Z ׳ , ص ، ص ׳ , N ، S ، E ، W؟

3. حركة الشمس بين النجوم.

ذروة- ظاهرة عبور النجم للزوال السماوي. في الذروة العليا ، يكون للنجم أكبر ارتفاع. سمت النجم في الذروة العليا يساوي ……. وفي الأسفل - الأصغر. سمت النجم عند القمة السفلية ...... تسمى لحظة الذروة العليا لمركز الشمس الظهيرة الحقيقيةوالقاع - منتصف الليل الحقيقي.

في ارتفاع النجم ( ح) أو ذروة المسافة ( ض) في لحظة الذروة يعتمد على انحراف النجم ( δ) وخط العرض لموقع المراقبة ( φ )

الشكل 4. إسقاط الكرة السماوية على مستوى خط الزوال السماوي

يوضح الجدول 3 الصيغ لتحديد ارتفاع النجم في الذروة العلوية والسفلية. يتم تحديد نوع التعبير عن ارتفاع النجم عند الذروة بناءً على الشكل 4.

الجدول 3

ارتفاع النجم في ذروته

انحراف الشمس

ارتفاع النجم في الذروة العليا

ارتفاع النجم في الذروة السفلية

δ < φ

ع \ u003d 90˚-φ + δ

ع = 90˚-φ-δ

δ = φ

ع = 90˚

ح = 0˚

δ > φ

ع = 90˚ +-δ

ع = φ +-90˚

هناك ثلاث فئات من النجوم ، للأماكن على الأرض التي لها 0<φ <90˚:

إذا انحرف النجم δ< -(90˚- φ ), то оно будет невосходящим. Если склонение светила δ >(90˚- φ) ، سيكون غير مضبوط.

تعتمد شروط رؤية الشمس وتغير الفصول على موضع الراصد على سطح الأرض وعلى موقع الأرض في المدار.

الحركة السنوية للشمس- ظاهرة حركة الشمس بالنسبة للنجوم في الاتجاه المعاكس للدوران اليومي للكرة السماوية. هذه الظاهرة هي نتيجة حركة الأرض حول الشمس في مدار إهليلجي في اتجاه دوران الأرض حول محورها ، أي عكس اتجاه عقارب الساعة عند النظر إليها من القطب الشمالي إلى الجنوب (انظر الشكل 5).

الشكل 5. إمالة محور دوران الأرض والفصول

الشكل 6. مخطط لمواقع الأرض خلال الانقلابات الصيفية والشتوية

أثناء الحركة السنوية للشمس ، تحدث الظواهر التالية: تغيير ارتفاع الظهيرة ، وموقع نقطتي شروق الشمس وغروبها ، وطول النهار والليل ، وظهور السماء المرصعة بالنجوم في نفس الساعة بعد غروب الشمس.

إن دوران الأرض حول الشمس ، وكذلك حقيقة أن محور الدوران اليومي للأرض دائمًا ما يكون موازيًا لنفسه في أي نقطة في مدار الأرض ، هي الأسباب الرئيسية لتغير الفصول. تحدد هذه العوامل الميل المختلف لأشعة الشمس فيما يتعلق بسطح الأرض والدرجة المختلفة لإضاءة نصف الكرة الذي يضيء عليه (انظر الشكل 5 ، 6). كلما ارتفعت الشمس فوق الأفق ، زادت قدرتها على تسخين سطح الأرض. بدوره ، لا يؤثر التغيير في المسافة من الأرض إلى الشمس خلال العام على تغير الفصول: فالأرض ، التي تدير مدارها الإهليلجي ، تكون في أقرب نقطة لها في يناير ، وفي أبعد نقطة لها في يوليو.

باستخدام مادة المحاضرة ، أكمل الجدول 4.

الجدول 4

الحركة اليومية للشمس في أوقات مختلفة من العام عند خطوط العرض الوسطى

موقف على مسير الشمس

الانحراف

ارتفاع منتصف النهار

أدنى ارتفاع

نقطة شروق الشمس

نقطة الدخول

طول اليوم

20(21) .03

22.06

22(23).09

22.12

العلامات الفلكية للمناطق الحرارية:

تغيير مظهر السماء المرصعة بالنجوم.في كل ليلة لاحقة ، مقارنة بالليلة السابقة ، تظهر النجوم أمامنا وهي تتحرك قليلاً نحو الغرب. من المساء إلى المساء ، يرتفع النجم نفسه قبل 4 دقائق. بعد عام ، تكرر منظر السماء المرصعة بالنجوم.

إذا كان نجم معين في ذروته في الساعة 9 مساءً يوم 1 سبتمبر ، فما الوقت الذي سيكون في ذروته في الأول من مارس؟ هل تستطيع رؤيتها؟ برر الجواب.

السبق -دوران مخروطي الشكل لمحور الأرض لمدة 26000 سنة تحت تأثير قوى الجاذبية من الشمس والقمر. تتسبب الحركة الاستباقية للأرض في قيام القطبين الشمالي والجنوبي للعالم بوصف دوائر في السماء: يصف محور العالم مخروطًا حول محور مسير الشمس ، بنصف قطر حوالي 23-26 بوصة ، ويبقى كل الوقت يميل إلى مستوى حركة الأرض بزاوية حوالي 66˚34 "في اتجاه عقارب الساعة لنصف الكرة الشمالي للمراقب (الشكل 7).

السبق يغير موقع الأقطاب السماوية. منذ 2700 عام ، كان النجم α Draconis يقع بالقرب من القطب الشمالي للعالم ، أطلق عليه علماء الفلك الصينيون اسم النجم الملكي. حاليًا ، نجم الشمال هو α Ursa Minor. بحلول عام 10000 ، سيقترب القطب الشمالي من العالم من النجم Deneb (α Cygnus). في عام 13600 ، سيصبح Vega (α Lyrae) النجم القطبي.

الشكل 7. حركة مسبقة لمحور الأرض

نتيجة للحركة الاستباقية ، تتحرك نقاط الاعتدالات الربيعية والخريفية والانقلابات الصيفية والشتوية ببطء عبر الأبراج الأبراجية. قبل 5000 عام ، كان الاعتدال الربيعي في كوكبة برج الثور ، ثم انتقل إلى كوكبة برج الحمل ، وهو الآن في كوكبة الحوت (انظر الشكل 8). هذه الإزاحة
= 50 بوصة ، 2 في السنة.

الشكل 8. السبق والتعزيز على الكرة السماوية

إن جاذبية الكواكب صغيرة جدًا بحيث لا تسبب تغيرات في موضع محور دوران الأرض ، ولكنها تعمل على حركة الأرض حول الشمس ، وتغير الموقع في الفضاء لمستوى مدار الأرض ، أي. مستوى مسير الشمس: يتغير ميل مسير الشمس إلى خط الاستواء بشكل دوري ، والذي يتناقص حاليًا بمقدار 0.47 سنويًا. 2 * cos ε) ، ثانيًا ، المنحنيات الموصوفة بواسطة أقطاب العالم لا تغلق (الشكل 9) .

الشكل 9. الحركة المسبقة للقطب السماوي الشمالي. تُظهر النقاط الموجودة في المركز مواقع القطب السماوي

تحويل محور الأرضتقلبات مختلفة صغيرة لمحور دوران الأرض حول متوسط موضعها. تنشأ التذبذبات الجزئية لأن القوى الأولية للشمس والقمر تغير باستمرار حجمها واتجاهها ؛ إنها تساوي الصفر عندما تكون الشمس والقمر في مستوى خط استواء الأرض ويصلان إلى أقصى مسافة عند أكبر مسافة من هذه النجوم.

نتيجة لانطلاق محور الأرض وتحويله ، تصف الأقطاب السماوية في الواقع خطوطًا متموجة معقدة في السماء (انظر الشكل 8).

وتجدر الإشارة إلى أن تأثيرات الحركة الاستباقية والتعويض ناتجة عن قوى خارجية تغير اتجاه محور دوران الأرض في الفضاء. يبقى جسم الأرض في هذه الحالة ، إذا جاز التعبير ، ثابتًا فيما يتعلق بالمحور المتغير. لذلك ، فإن العلم الذي تم وضعه اليوم في القطب الشمالي سيحدد أيضًا القطب الشمالي بعد 13000 عام ، وسيظل خط العرض أ للنقطة يساوي 90 درجة. نظرًا لعدم وجود أي حركة استباقية أو استعارة تؤدي إلى أي تغييرات في خط العرض على الأرض ، فإن هذه الظواهر لا تسبب تغيرات مناخية أيضًا. ومع ذلك ، لا يزالون يحدثون تحولًا في المواسم بالنسبة إلى تقويم مثالي.

ماذا يمكنك أن تقول عن التغيرات في خط طول مسير الشمس ، وخط عرض مسير الشمس ، والصعود الأيمن وانحدار جميع النجوم ، نتيجة للحركة المسبقة لمحور الأرض؟

الواجبات المنزلية المستقلة

قم بتسمية المستويات والخطوط والنقاط الرئيسية للكرة السماوية.

أين ترتفع الأجرام السماوية وتتجه لمراقب يقع في نصف الكرة الشمالي (الجنوبي) من الأرض؟

كيف يتم إنشاء أنظمة الإحداثيات الفلكية؟

ما يسمى ارتفاع وسمت الشمس؟

ما تسمى إحداثيات خط الاستواء ومسير الشمس؟

كيف يرتبط الصعود الصحيح وزاوية الساعة؟

كيف يرتبط ميل وارتفاع النجم في لحظة الذروة العلوية؟

ما هي السبق والعطف؟

لماذا تشرق النجوم دائمًا وتغرب في نفس النقاط في الأفق ، بينما لا الشمس والقمر؟

كيف ترتبط الحركة الظاهرية للشمس عبر الكرة السماوية بحركة الأرض حول الشمس؟

ما هو مسير الشمس؟

ما هي النقاط التي تسمى الاعتدالات ولماذا؟

ما هو الانقلاب؟

في أي زاوية يميل مسير الشمس إلى الأفق ولماذا تتغير هذه الزاوية خلال النهار؟

كيف يمكن أن يتطابق مسير الشمس مع الأفق؟

ارسم بقلم على دائرة تصور نموذجًا للكرة السماوية النقاط التي تقع فيها الشمس:

حدد موضع مسير الشمس باستخدام النقاط المحددة. حدد على مسير الشمس (تقريبًا) موقع الشمس في 21 أبريل و 23 أكتوبر وعيد ميلادك. أوجد النقاط المدرجة في الفقرات السابقة على نموذج الكرة السماوية.

المؤلفات

ليفيتان ، إ. طرق تدريس علم الفلك في المرحلة الثانوية / E.P. ليفيتان. - م: التنوير 1965. - 227 ص.

مالاخوف أ. الفيزياء وعلم الفلك (نهج قائم على الكفاءة): منهج الكتاب المدرسي. البدل / A.A. مالاخوف. شادر. حالة بيد. في تي. - شادرينسك: شادر. بيت الصحافة ، 2010. - 163 ص.

مايوروف ، ف. كيف تعرف أن الأرض تدور؟ / ف. مايوروف // الفيزياء. - 2010. - رقم 2. - س 45-47.

Myakishev G.Ya. ، Bukhovtsev BB ، Sotsky N.N. الفيزياء: Proc. لمدة 10 خلايا. المؤسسات التعليمية. - م: التنوير ، 2010.

Pinsky AA ، Razumovsky V.G. ، Bugaev A.I. إلخ الفيزياء وعلم الفلك: كتاب مدرسي للصف التاسع. تعليم عام المؤسسات / إد. أ. بينسكي ، في. رازوموفسكي. - م: التنوير ، 2001. - س 202-212

رانزيني ، د. كوزموس / د. رانزيني ؛ لكل. من الايطالية. ن. ليبيديفا. - م: LLC دار أستريل للنشر ، 2004. - 320 ص.

كل يوم ، بينما تشرق من الأفق في الجانب الشرقي من السماء ، تمر الشمس عبر السماء وتختبئ مرة أخرى في الغرب. بالنسبة لسكان النصف الشمالي من الكرة الأرضية ، تحدث هذه الحركة من اليسار إلى اليمين ، وللجنوبيين من اليمين إلى اليسار. عند الظهيرة ، تصل الشمس إلى أعلى ارتفاع لها ، أو ، كما يقول علماء الفلك ، تبلغ ذروتها. الظهيرة هي الذروة العليا ، وهناك أيضًا ذروة منخفضة - عند منتصف الليل. في خطوط العرض الوسطى لدينا ، لا يمكن رؤية القمة السفلية للشمس ، لأنها تحدث أسفل الأفق. ولكن خارج الدائرة القطبية الشمالية ، حيث لا تغرب الشمس أحيانًا في الصيف ، يمكنك ملاحظة الذروة العلوية والسفلية.

في القطب الجغرافي ، يكون المسار اليومي للشمس موازيًا للأفق تقريبًا. تظهر الشمس في يوم الاعتدال الربيعي ، تشرق أعلى وأعلى لمدة ربع السنة ، واصفة الدوائر فوق الأفق. في يوم الانقلاب الصيفي ، يصل ارتفاعه الأقصى (23.5؟). في الربع التالي من العام ، قبل الاعتدال الخريفي ، تغرب الشمس. هذا يوم قطبي. ثم يبدأ الليل القطبي لمدة نصف عام. في خطوط العرض الوسطى ، المسار اليومي المرئي للشمس إما يقصر أو يزيد على مدار العام. إنه أدنى مستوى في الانقلاب الشتوي وأعلى مستوى في الانقلاب الصيفي. في أيام الاعتدال

الشمس عند خط الاستواء السماوي. في الوقت نفسه ، يرتفع عند نقطة الشرق ويقف عند نقطة الغرب.

في الفترة من الاعتدال الربيعي إلى الانقلاب الصيفي ، يتغير مكان شروق الشمس قليلاً من نقطة شروق الشمس إلى اليسار ، إلى الشمال. ومكان الدخول يتحرك بعيدًا عن النقطة الغربية إلى اليمين ، وإن كان أيضًا إلى الشمال. في يوم الانقلاب الصيفي ، تظهر الشمس في الشمال الشرقي ، وعند الظهيرة تبلغ ذروتها عند أعلى ارتفاع في السنة. تغرب الشمس في الشمال الغربي.

ثم تتحول أماكن شروق الشمس وغروبها إلى الجنوب. في الانقلاب الشتوي ، تشرق الشمس في الجنوب الشرقي ، وتعبر خط الزوال السماوي في أدنى نقطة لها ، وتغيب في الجنوب الغربي. يجب أن يؤخذ في الاعتبار أنه بسبب الانكسار (أي انكسار أشعة الضوء في الغلاف الجوي للأرض) ، فإن الارتفاع الظاهري للضوء يكون دائمًا أكبر من الارتفاع الحقيقي.

لذلك ، فإن شروق الشمس يحدث في وقت أبكر ويحدث غروب الشمس في وقت متأخر عما سيكون عليه في حالة عدم وجود غلاف جوي.

إذن ، المسار اليومي للشمس عبارة عن دائرة صغيرة من الكرة السماوية ، موازية لخط الاستواء السماوي. في نفس الوقت ، خلال العام ، تتحرك الشمس بالنسبة إلى خط الاستواء السماوي إما في الشمال أو إلى الجنوب. أجزاء النهار والليل من رحلته ليست هي نفسها. هم متساوون فقط في أيام الاعتدال ، عندما تكون الشمس عند خط الاستواء السماوي.

ستبدو عبارة "مسار الشمس بين النجوم" غريبة بالنسبة لشخص ما. لا يمكنك رؤية النجوم خلال النهار. لذلك ليس من السهل ملاحظة أن الشمس بطيئة بنحو 1؟ في اليوم ، يتحرك بين النجوم من اليمين إلى اليسار. لكن يمكنك أن ترى كيف يتغير مظهر السماء المرصعة بالنجوم خلال العام. كل هذا نتيجة ثورة الأرض حول الشمس.

يُطلق على مسار الحركة السنوية المرئية للشمس على خلفية النجوم اسم الكسوف (من الكلمة اليونانية "الكسوف" - "الكسوف") ، وتسمى فترة الثورة على طول الكسوف بالسنة النجمية. إنه يساوي 265 يومًا و 6 ساعات و 9 دقائق و 10 ثوانٍ ، أو 365.2564 يومًا شمسيًا متوسطًا.

يتقاطع مسير الشمس وخط الاستواء السماوي بزاوية 23 - 26 "عند نقاط الاعتدال الربيعي والخريفي. في أول هذه النقاط ، تحدث الشمس عادة في 21 مارس ، عندما تمر من نصف الكرة الجنوبي من السماء. إلى الشمال. في الثاني ، في 23 سبتمبر ، عندما يمرون من نصف الكرة الشمالي في أقصى نقطة من مسير الشمس إلى الشمال ، تكون الشمس 22 يونيو (الانقلاب الصيفي) ، وفي الجنوب - 22 ديسمبر (الشتاء في السنة الكبيسة ، يتم تغيير هذه التواريخ بيوم واحد.

من النقاط الأربع على مسير الشمس ، النقطة الرئيسية هي الاعتدال الربيعي. منها يتم حساب أحد الإحداثيات السماوية - الصعود الصحيح. كما أنه يعمل على حساب الوقت الفلكي والسنة الاستوائية - الفترة الزمنية بين ممرتين متتاليتين لمركز الشمس خلال الاعتدال الربيعي. تحدد السنة الاستوائية تغير الفصول على كوكبنا.

نظرًا لأن الاعتدال الربيعي يتحرك ببطء بين النجوم بسبب مقدمة محور الأرض ، فإن مدة السنة الاستوائية أقل من مدة السنة النجمية. إنه 365.2422 يوم شمسي متوسط. منذ حوالي ألفي عام ، عندما قام هيبارخوس بتجميع كتالوج النجوم الخاص به (أول من وصل إلينا بالكامل) ، كان الاعتدال الربيعي في كوكبة الحمل. بحلول عصرنا ، انتقلت ما يقرب من 30 ؟، إلى كوكبة الحوت ، وانتقلت نقطة الاعتدال الخريف من كوكبة الميزان إلى كوكبة العذراء. لكن وفقًا للتقاليد ، يتم الإشارة إلى نقاط الاعتدال من خلال العلامات السابقة للأبراج "الاعتدالية" السابقة - برج الحمل والميزان. حدث الشيء نفسه مع نقاط الانقلاب الشمسي: الصيف في كوكبة الثور يتميز بعلامة السرطان ، والشتاء في كوكبة القوس يتميز بعلامة الجدي.

وأخيرًا ، يرتبط آخر شيء بالحركة السنوية الظاهرة للشمس. نصف مسير الشمس من الاعتدال الربيعي إلى الخريف (من 21 مارس إلى 23 سبتمبر) تمر الشمس في 186 يومًا. يستغرق النصف الثاني ، من الاعتدال الخريفي إلى الاعتدال الربيعي ، 179 يومًا (180 يومًا في السنة الكبيسة). لكن بعد كل شيء ، نصفا مسير الشمس متساويان: كل منهما 180 ؟. لذلك ، تتحرك الشمس على طول مسير الشمس بشكل غير متساو. يفسر هذا التفاوت بالتغير في سرعة حركة الأرض في مدار بيضاوي الشكل حول الشمس. تؤدي الحركة غير المتكافئة للشمس على طول مسير الشمس إلى أطوال مختلفة من الفصول. بالنسبة لسكان نصف الكرة الشمالي ، على سبيل المثال ، الربيع والصيف أطول بستة أيام من الخريف والشتاء. تقع الأرض في 2-4 يونيو على بعد 5 ملايين كيلومتر من الشمس أطول من 2 إلى 3 يناير ، وتتحرك في مدارها بشكل أبطأ وفقًا لقانون كبلر الثاني. في الصيف تستقبل الأرض

تكون الشمس أقل دفئًا ، لكن الصيف في نصف الكرة الشمالي أطول من الشتاء. لذلك ، فإن نصف الكرة الشمالي أكثر دفئًا من نصف الكرة الجنوبي.

الحركة الحقيقية للأرض - الحركة السنوية الواضحة للشمس على الكرة السماوية - خط الاستواء السماوي ومستوى مسير الشمس - الإحداثيات الاستوائية للشمس خلال العام

حركة الأرض الحقيقية

لفهم مبدأ الحركة الظاهرية للشمس والنجوم الأخرى في الكرة السماوية ، فإننا نفكر أولاً الحركة الحقيقية للأرض. الأرض هي أحد الكواكب. يدور بشكل مستمر حول محوره.

تساوي فترة دورانه يومًا واحدًا ، لذلك ، بالنسبة لمراقب موجود على الأرض ، يبدو أن جميع الأجرام السماوية تدور حول الأرض من الشرق إلى الغرب في نفس الفترة.

لكن الأرض لا تدور حول محورها فحسب ، بل تدور أيضًا حول الشمس في مدار بيضاوي الشكل. يكمل ثورة واحدة حول الشمس في عام واحد. يميل محور دوران الأرض إلى مستوى المدار بزاوية 66 درجة 33 درجة. يظل موضع المحور في الفضاء أثناء حركة الأرض حول الشمس دون تغيير تقريبًا طوال الوقت. لذلك ، يتجه نصفي الكرة الأرضية الشمالي والجنوبي بالتناوب نحو الشمس ، ونتيجة لذلك تتغير الفصول على الأرض.

عند مراقبة السماء ، يمكن للمرء أن يلاحظ أن النجوم لسنوات عديدة تحتفظ دائمًا بموقعها النسبي.

النجوم "ثابتة" فقط لأنها بعيدة جدًا عنا. فالمسافة التي تفصلهم عنها كبيرة جدًا لدرجة أنها يمكن رؤيتها بشكل متساوٍ من أي نقطة في مدار الأرض.

لكن أجسام النظام الشمسي - الشمس والقمر والكواكب ، وهي قريبة نسبيًا من الأرض ، ويمكننا بسهولة ملاحظة التغيير في مواقعها. وهكذا ، فإن الشمس ، إلى جانب كل النجوم ، تشارك في الحركة اليومية وفي نفس الوقت لها حركتها المرئية (تسمى الحركة السنوية) بسبب حركة الأرض حول الشمس.

الحركة السنوية الواضحة للشمس على الكرة السماوية

يمكن تفسير أبسط حركة سنوية للشمس بالشكل أدناه. من هذا الشكل يمكن ملاحظة أنه ، اعتمادًا على موضع الأرض في المدار ، سيرى مراقب من الأرض الشمس على خلفية مختلفة. سيبدو له أنه يتحرك باستمرار حول الكرة السماوية. هذه الحركة هي انعكاس لثورة الأرض حول الشمس. في غضون عام ، ستحدث الشمس ثورة كاملة.

تسمى الدائرة الكبيرة على الكرة السماوية ، والتي تحدث على طولها الحركة السنوية الظاهرة للشمس مسير الشمس. الكسوف هي كلمة يونانية وتعني كسوف. سميت هذه الدائرة بهذا الاسم لأن خسوف الشمس والقمر لا يحدث إلا عندما يكون كلا النجمين في هذه الدائرة.

تجدر الإشارة إلى أن يتطابق مستوى مسير الشمس مع مستوى مدار الأرض.

تحدث الحركة السنوية الواضحة للشمس على طول مسير الشمس في نفس الاتجاه الذي تتحرك فيه الأرض في مدار حول الشمس ، أي تتحرك باتجاه الشرق. خلال العام ، تمر الشمس على التوالي من خلال الأبراج 12 الكسوف ، والتي تشكل حزامًا وتسمى البروج.

يتكون حزام الأبراج من الأبراج التالية: برج الحوت ، برج الحمل ، برج الثور ، الجوزاء ، السرطان ، الأسد ، العذراء ، الميزان ، العقرب ، القوس ، الجدي ، برج الدلو. نظرًا لحقيقة أن مستوى خط استواء الأرض يميل إلى مستوى مدار الأرض بمقدار 23 درجة 27 '، مستوى خط الاستواء السماوييميل أيضًا إلى مستوى مسير الشمس بزاوية e = 23 ° 27 ′.

لا يظل ميل مسير الشمس إلى خط الاستواء ثابتًا (بسبب تأثير قوى جذب الشمس والقمر على الأرض) ، لذلك ، في عام 1896 ، عند الموافقة على الثوابت الفلكية ، تقرر النظر في الميل من مسير الشمس إلى خط الاستواء ليكون في المتوسط 23 ° 27'8 "26.

خط الاستواء السماوي ومستوى مسير الشمس

مسير الشمس يتقاطع مع خط الاستواء السماوي عند نقطتين تسمى نقاط الاعتدال الربيعي والخريف. عادةً ما يُرمز إلى نقطة الاعتدال الربيعي بعلامة كوكبة الحمل T ، ونقطة الاعتدال الخريفي - بعلامة كوكبة الميزان -. تكون الشمس في هذه النقطتين ، على التوالي ، في 21 مارس و 23 سبتمبر. في هذه الأيام على الأرض ، النهار يساوي الليل ، تشرق الشمس بالضبط في النقطة الشرقية وتغرب في النقطة الغربية.

نقاط اعتدال الربيع والخريف هي نقاط تقاطع خط الاستواء ومستوى مسير الشمس

تسمى النقاط الموجودة على مسير الشمس والتي تكون 90 درجة من الاعتدالات نقاط الانقلاب. النقطة E على مسير الشمس ، حيث تكون الشمس في أعلى موضع لها بالنسبة لخط الاستواء السماوي ، تسمى نقطة الانقلاب الصيفي، والنقطة E 'التي تحتل عندها أدنى موضع تسمى نقطة الانقلاب الشتوي.

عند نقطة الانقلاب الصيفي ، تحدث الشمس في 22 يونيو ، وعند نقطة الانقلاب الشتوي - في 22 ديسمبر. لعدة أيام قريبة من تواريخ الانقلاب الشتوي ، ظل ارتفاع منتصف النهار للشمس دون تغيير تقريبًا ، فيما يتعلق بهذه النقاط التي حصلت على اسمها. عندما تكون الشمس في الانقلاب الصيفي ، يكون النهار في نصف الكرة الشمالي أطول والليل هو الأقصر ، وعندما يكون في فصل الشتاء ، يكون العكس هو الصحيح.

في يوم الانقلاب الصيفي الصيفي ، تكون نقطتا شروق الشمس وغروبها في أقصى الشمال من نقطتي الشرق والغرب في الأفق ، وفي يوم الانقلاب الشتوي تكونان على أكبر مسافة إلى الجنوب.

تؤدي حركة الشمس على طول مسير الشمس إلى تغيير مستمر في إحداثياتها الاستوائية ، وتغير يومي في ارتفاع الظهيرة وحركة نقطتي شروق الشمس وغروبها على طول الأفق.

من المعروف أن ميل الشمس يقاس من مستوى خط الاستواء السماوي ، والصعود الأيمن - من نقطة الاعتدال الربيعي. لذلك ، عندما تكون الشمس في الاعتدال الربيعي ، يكون ميلها وصعودها الأيمن صفراً. خلال العام ، يختلف انحراف الشمس في الفترة الحالية من + 23 ° 26 إلى -23 ° 26 ، ويمر عبر الصفر مرتين في السنة ، والصعود الأيمن من 0 إلى 360 درجة.

الإحداثيات الاستوائية للشمس خلال العام

تتغير الإحداثيات الاستوائية للشمس خلال العام بشكل غير متساو. يحدث هذا بسبب الحركة غير المتساوية للشمس على طول مسير الشمس وحركة الشمس على طول مسير الشمس وميل مسير الشمس إلى خط الاستواء. تغطي الشمس نصف مسارها السنوي الظاهر في 186 يومًا من 21 مارس إلى 23 سبتمبر ، والنصف الآخر في 179 يومًا من 23 سبتمبر إلى 21 مارس.

ترجع الحركة غير المتكافئة للشمس على طول مسير الشمس إلى حقيقة أن الأرض خلال فترة الثورة بأكملها حول الشمس لا تتحرك في المدار بنفس السرعة. تقع الشمس في إحدى بؤر المدار الإهليلجي للأرض.

من قانون كبلر الثانيمن المعروف أن الخط الذي يربط بين الشمس والكوكب يغطي مناطق متساوية في فترات زمنية متساوية. وفقًا لهذا القانون ، الأرض ، هي الأقرب إلى الشمس ، أي في الحضيض، يتحرك بشكل أسرع ، ويبعد عن الشمس ، أي في اوج- أبطأ.

الأرض أقرب إلى الشمس في الشتاء ، وأبعد في الصيف. لذلك ، في أيام الشتاء ، يتحرك في المدار أسرع منه في أيام الصيف. نتيجة لذلك ، فإن التغيير اليومي في الصعود الصحيح للشمس في يوم الانقلاب الشتوي هو 1 ° 07 '، بينما في يوم الانقلاب الصيفي يكون 1 ° 02' فقط.

يتسبب الاختلاف في سرعات حركة الأرض في كل نقطة من المدار في حدوث تغيير غير متساوٍ ليس فقط في الصعود الصحيح ، ولكن أيضًا في انحدار الشمس. ومع ذلك ، بسبب ميل مسير الشمس إلى خط الاستواء ، فإن تغييره له طابع مختلف. يتغير انحراف الشمس بسرعة أكبر بالقرب من الاعتدالات ، ولا يتغير تقريبًا عند الانقلابات.

تتيح لنا معرفة طبيعة التغيير في الإحداثيات الاستوائية للشمس إجراء حساب تقريبي للصعود والانحدار الصحيحين للشمس.

لإجراء مثل هذا الحساب ، خذ أقرب تاريخ مع الإحداثيات الاستوائية المعروفة للشمس. ثم يؤخذ في الاعتبار أن الصعود الصحيح للشمس في اليوم يتغير بمعدل 1 درجة ، وانحراف الشمس خلال الشهر قبل وبعد مرور الاعتدالات يتغير بمقدار 0.4 درجة في اليوم ؛ خلال الشهر الذي يسبق الانقلاب الشمسي وبعده - بمقدار 0.1 درجة في اليوم ، وخلال الأشهر الوسيطة بين تلك المشار إليها - بمقدار 0.3 درجة.

اليوم هو أحد الوحدات الأساسية لقياس الوقت. دوران الأرض والحركة الظاهرة للسماء المرصعة بالنجوم.

ترتبط الكمية الرئيسية لقياس الوقت بفترة ثورة كاملة للكرة الأرضية حول محورها.

حتى وقت قريب ، كان يعتقد أن دوران الأرض موحد تمامًا. ومع ذلك ، تم الآن العثور على بعض المخالفات في هذا الدوران ، لكنها صغيرة جدًا لدرجة أنها لا تهم بناء التقويم.

كوننا على سطح الأرض ونشارك معها في حركتها الدورانية ، فإننا لا نشعر بها.

نحن نحكم على دوران الكرة الأرضية حول محورها فقط من خلال تلك الظواهر المرئية المرتبطة بها. نتيجة الدوران اليومي للأرض ، على سبيل المثال ، الحركة الظاهرة للسماء مع وجود كل النجوم المضيئة عليها: النجوم ، والكواكب ، والشمس ، والقمر ، إلخ.

في الوقت الحاضر ، لتحديد مدة دورة واحدة للكرة الأرضية ، يمكنك استخدام - تلسكوب خاص - أداة عبور ، المحور البصري للأنبوب الذي يدور بدقة في مستوى واحد - مستوى خط الزوال لمكان معين ، يمر عبر نقاط الجنوب والشمال. يسمى عبور خط الزوال بنجم الذروة العليا. يسمى الفاصل الزمني بين ذروتين متتاليتين للنجم باليوم الفلكي.

التعريف الأكثر دقة لليوم الفلكي هو كما يلي: إنه الفاصل الزمني بين ذروتين متتاليتين من الذروة العليا للاعتدال الربيعي. إنها إحدى الوحدات الأساسية لقياس الوقت ، حيث تظل مدتها دون تغيير. اليوم الفلكي مقسم إلى 24 ساعة فلكية ، كل ساعة إلى 60 دقيقة فلكية ، وكل دقيقة إلى 60 ثانية فلكية.

يتم حساب الساعات الفلكية والدقائق والثواني على الساعات الفلكية ، والتي تتوفر في كل مرصد فلكي وتظهر دائمًا الوقت الفلكي. من غير الملائم استخدام مثل هذه الساعات في الحياة اليومية ، لأن نفس النقطة المرتفعة خلال العام تقع في أوقات مختلفة من اليوم المشمس. لا ترتبط حياة الطبيعة ، ومعها كل حياة البشر ، بحركة النجوم ، بل بتغير النهار والليل ، أي بالحركة اليومية للشمس. لذلك ، في الحياة اليومية ، لا نستخدم الوقت الفلكي ، بل التوقيت الشمسي. يعتبر مفهوم الوقت الشمسي أكثر تعقيدًا بكثير من مفهوم الزمن الفلكي. بادئ ذي بدء ، يجب أن نتخيل بوضوح الحركة الظاهرة للشمس.

الحركة السنوية الواضحة للشمس. مسير الشمس.

عند مشاهدة السماء المرصعة بالنجوم من الليل إلى الليل ، يمكنك أن ترى أنه في كل منتصف الليل التالي ، تتوج المزيد والمزيد من النجوم. يفسر ذلك حقيقة أنه بسبب الحركة السنوية للكرة الأرضية في المدار ، تحدث حركة الشمس بين النجوم. يحدث في نفس الاتجاه الذي تدور فيه الأرض ، أي من الغرب إلى الشرق.

يُطلق على مسار الحركة الظاهرة للشمس بين النجوم اسم مسير الشمس. . إنها دائرة كبيرة على الكرة السماوية ، يميل مستواها إلى مستوى خط الاستواء السماوي بزاوية 23 درجة 27 بوصة وتتقاطع مع خط الاستواء السماوي عند نقطتين. هذه هي نقطتي الربيع والخريف الاعتدالات: في أولها تكون الشمس حوالي 21 مارس ، عندما تمر من نصف الكرة السماوية الجنوبي إلى الشمال ، والنقطة الثانية حوالي 23 سبتمبر ، عندما تمر من نصف الكرة الشمالي إلى الجنوب. تتحرك الشمس على طول مسير الشمس ، وتتحرك بشكل تسلسلي خلال العام بين الأبراج الاثني عشر التالية الواقعة على طول مسير الشمس وتشكل الحزام الأبراج الفلكية .

الحركة الظاهرة للشمس عبر الأبراج الأبراجية: الحوت ، برج الحمل ، الثور ، الجوزاء ، السرطان ، الأسد ، العذراء ، الميزان ، العقرب ، القوس ، الجدي ، برج الدلو. (بالمعنى الدقيق للكلمة ، تمر الشمس أيضًا من خلال الكوكبة رقم 13 - Ophiuchus. وسيكون من الأصح اعتبار هذه الكوكبة من البروج أكثر من كوكبة مثل برج العقرب ، حيث تكون الشمس فيها أقل من وقت طويل مما كانت عليه في كل من الأبراج الأخرى.) هذه الأبراج ، التي تسمى البروج ، حصلت على اسمها الشائع من الكلمة اليونانية "zoon" - حيوان ، حيث تم تسمية العديد منها بعد الحيوانات في العصور القديمة. في كل كوكبة من الأبراج ، تكون الشمس في المتوسط حوالي شهر. لذلك ، حتى في العصور القديمة ، يتوافق كل شهر مع علامة معينة من الأبراج. مارس ، على سبيل المثال ، تم تحديده بعلامة الحمل ، حيث كان الاعتدال الربيعي يقع في هذه الكوكبة منذ حوالي ألفي عام ، وبالتالي ، مرت الشمس بهذه الكوكبة في مارس. عندما تتحرك الأرض في مدارها وتتحرك من الموضع الثالث (مارس) إلى الموضع الرابع (أبريل) ، ستنتقل الشمس من كوكبة الحمل إلى كوكبة الثور ، وعندما تكون الأرض في الموضع الخامس (مايو) ، ستتحرك الشمس الانتقال من كوكبة الثور إلى كوكبة الجوزاء ، إلخ.

حركة القطب الشمالي للعالم بين النجوم في 26000 سنة.

ومع ذلك ، فإن الاعتدال الربيعي لا يبقى على حاله في الكرة السماوية. تم اكتشاف حركتها في القرن الثاني. قبل الميلاد ه. أطلق على العالم اليوناني هيبارخوس اسم البادئة ، أي بداية الاعتدال. إنه ناتج عن السبب التالي. الأرض ليست كرة ، لكنها كروية ، مفلطحة عند القطبين. تعمل قوى الجذب من الشمس والقمر بشكل مختلف على أجزاء مختلفة من الأرض الكروية. تؤدي هذه القوى إلى حقيقة أنه أثناء الدوران المتزامن للأرض وحركتها حول الشمس ، يصف محور دوران الأرض مخروطًا بالقرب من العمودي على مستوى المدار. نتيجة لذلك ، تتحرك الأقطاب السماوية بين النجوم في دائرة صغيرة تتمحور حول قطب مسير الشمس ، على مسافة حوالي 231/2 درجة منه. بسبب الحركة الاستباقية ، يتحرك الاعتدال الربيعي على طول مسير الشمس إلى الغرب ، أي باتجاه الحركة المرئية للشمس ، بمقدار 50 "3 في السنة ، وبالتالي سيشكل دائرة كاملة في حوالي 26000 سنة. لنفس السبب ، كان القطب الشمالي للعالم ، الذي يقع في عصرنا بالقرب من نجم الشمال ، قبل 4000 عام بالقرب من التنين ، وبعد 12000 عام سيكون بالقرب من فيجا (ليرا).

يوم مشمس والتوقيت الشمسي.

يوم مشمس حقيقي. إذا لم نلاحظ ، بمساعدة أداة العبور ، النجوم ، ولكن الشمس ونحدد يوميًا وقت مرور مركز القرص الشمسي عبر خط الزوال ، أي لحظة ذروتها العليا ، عندها يمكننا أن نجد أن الفترة الزمنية بين الذروتين العلويتين لمركز القرص الشمسي ، والتي تسمى الأيام الشمسية الحقيقية ، تبين دائمًا أنها أطول من يوم فلكي بمتوسط 3 دقائق. 56 ثانية ، أو حوالي 4 دقائق. يأتي هذا من حقيقة أن الأرض ، التي تدور حول الشمس ، تحدث ثورة كاملة حولها خلال العام ، أي تقريبًا في 365 يومًا وربعًا. تعكس حركة الأرض هذه ، تتحرك الشمس في يوم واحد حوالي 1/365 من مسارها السنوي ، أو حوالي درجة واحدة ، أي ما يعادل أربع دقائق من الوقت. ومع ذلك ، على عكس اليوم الفلكي ، فإن اليوم الشمسي الحقيقي يغير مدته بشكل دوري.

هذا يرجع إلى سببين: أولاً ، ميل مستوى مسير الشمس إلى مستوى خط الاستواء السماوي ، وثانيًا ، الشكل الإهليلجي لمدار الأرض. عندما تكون الأرض في جزء القطع الناقص الأقرب إلى الشمس ، فإنها تتحرك بشكل أسرع ؛ في غضون نصف عام ، ستكون الأرض في الجزء المقابل من القطع الناقص وستتحرك في المدار بشكل أبطأ. تؤدي الحركة غير المتساوية للأرض في مدارها إلى حركة ظاهرية غير متساوية للشمس في الكرة السماوية: في أوقات مختلفة من السنة ، تتحرك الشمس بسرعات مختلفة. لذلك ، فإن طول اليوم الشمسي الحقيقي يتغير باستمرار. لذلك ، على سبيل المثال ، في 23 ديسمبر ، عندما يكون اليوم الحقيقي هو الأطول ، فهم 51 ثانية. أطول من 16 سبتمبر ، عندما تكون الأقصر. يعني اليوم الشمسي. نظرًا لعدم انتظام الأيام الشمسية الحقيقية ، من غير المناسب استخدامها كوحدة لقياس الوقت. منذ حوالي ثلاثمائة عام ، كان صانعو الساعات الباريسيون يعرفون هذا جيدًا عندما كتبوا على شعار نقابتهم: "الشمس تظهر الوقت بشكل مخادع".

جميع ساعاتنا - المعصم والجدار والجيب وغيرها - لا يتم ضبطها وفقًا لحركة الشمس الحقيقية ، ولكن وفقًا لحركة نقطة خيالية ، والتي تحدث خلال العام ثورة واحدة كاملة حول الأرض في نفس الوقت الشمس ، ولكن في نفس الوقت تتحرك على طول خط الاستواء السماوي وبشكل متساوٍ تمامًا. هذه النقطة تسمى الشمس الوسطى. تسمى لحظة مرور متوسط الشمس عبر خط الزوال بالظهيرة المتوسطة ، والفاصل الزمني بين ظهرين متوسطين متتاليين هو متوسط اليوم الشمسي. مدتها هي نفسها دائما. وهي مقسمة إلى 24 ساعة ، كل ساعة من متوسط الوقت الشمسي تنقسم بدورها إلى 60 دقيقة ، وكل دقيقة مقسمة إلى 60 ثانية من متوسط الوقت الشمسي. إنه متوسط اليوم الشمسي ، وليس اليوم الفلكي ، وهو أحد الوحدات الرئيسية لقياس الوقت ، وهو أساس التقويم الحديث. يسمى الفرق بين متوسط الوقت الشمسي والوقت الحقيقي في نفس اللحظة بمعادلة الوقت.

الأساس الفلكي للتقويم.

نحن نعلم أن كل تقويم يعتمد على ظواهر فلكية: تغير النهار والليل ، وتغير مراحل القمر وتغير الفصول. توفر هذه الظواهر ثلاث وحدات زمنية أساسية تكمن وراء أي نظام تقويم ، وهي اليوم الشمسي والشهر القمري والسنة الشمسية. بأخذ متوسط اليوم الشمسي كقيمة ثابتة ، نحدد مدة الشهر القمري والسنة الشمسية. طوال تاريخ علم الفلك ، تم تحسين مدة هذه الوحدات الزمنية باستمرار.

الشهر المجمعي.

أساس التقويمات القمرية هو الشهر السينودي - الفترة الزمنية بين مرحلتين متتاليتين متتاليتين من القمر. في البداية ، كما هو معروف بالفعل ، تم تحديده في 30 يومًا. في وقت لاحق تبين أن الشهر القمري يحتوي على 29.5 يومًا. في الوقت الحالي ، يُحسب متوسط مدة الشهر السينودي ليكون 29.530588 متوسطًا للأيام الشمسية ، أو 29 يومًا و 12 ساعة و 44 دقيقة و 2.8 ثانية من متوسط الوقت الشمسي.

سنة استوائية.

كان التنقيح التدريجي لمدة السنة الشمسية ذا أهمية استثنائية. في أنظمة التقويم الأولى ، احتوت السنة على 360 يومًا. حدد المصريون القدماء والصينيون منذ حوالي خمسة آلاف عام طول السنة الشمسية بـ 365 يومًا ، وقبل عدة قرون من عصرنا ، في كل من مصر والصين ، تم تحديد طول العام بـ 365.25 يومًا. يعتمد التقويم الحديث على السنة الاستوائية - الفترة الزمنية بين ممرتين متتاليتين لمركز الشمس عبر الاعتدال الربيعي.

علماء بارزون مثل P. Laplace (1749-1827) في 1802 ، F. Bessel (1784-1846) في 1828 ، P. Hansen (1795-1874) في 1853 كانوا يعملون في تحديد القيمة الدقيقة للسنة الاستوائية. ، W Le Verrier (1811-1877) عام 1858 ، وبعض الآخرين.

لتحديد طول السنة الاستوائية ، اقترح S. Newcomb صيغة عامة: T == 365.24219879 - 0.0000000614 (t - 1900) ، حيث t هو الرقم الترتيبي للسنة.

في أكتوبر 1960 ، انعقد المؤتمر العام الحادي عشر للأوزان والمقاييس في باريس ، حيث تم اعتماد نظام دولي موحد للوحدات (SI) وتعريف جديد للثاني كوحدة زمنية أساسية أوصى بها المؤتمر التاسع للرابطة. تمت الموافقة على الاتحاد الفلكي الدولي (دبلن ، 1955). وفقًا للقرار المعتمد ، يُعرَّف التقويم الفلكي الثاني بأنه 1 / 31556925.9747 جزءًا من السنة الاستوائية لبداية عام 1900. من هنا يسهل تحديد قيمة السنة الاستوائية: T == - 365 يومًا 5 ساعات. 48 دقيقة 45.9747 ثانية. أو T = 365.242199 يومًا.

لأغراض التقويم ، هذه الدقة العالية ليست مطلوبة. لذلك ، بالتقريب إلى المنزل العشري الخامس ، نحصل على T == 365.24220 يومًا. يعطي هذا التقريب للسنة الاستوائية خطأً قدره يوم واحد لكل 100000 سنة. لذلك ، قد تكون القيمة التي اعتمدناها أساس جميع حسابات التقويم. لذلك ، لا يحتوي الشهر المجمعي ولا السنة الاستوائية على عدد صحيح من متوسط الأيام الشمسية ، وبالتالي ، فإن كل هذه الكميات الثلاثة غير قابلة للقياس. هذا يعني أنه من المستحيل التعبير ببساطة عن إحدى هذه الكميات من حيث الأخرى ، أي أنه من المستحيل اختيار عدد صحيح من السنوات الشمسية التي قد تحتوي على عدد صحيح من الأشهر القمرية وعدد صحيح من متوسط الأيام الشمسية. وهذا يفسر التعقيد الكامل لمشكلة التقويم وكل الالتباس الذي ساد لآلاف السنين في مسألة حساب فترات زمنية طويلة.

ثلاثة أنواع من التقويمات.

أدت الرغبة في تنسيق اليوم والشهر والسنة إلى حد ما على الأقل فيما بينهم إلى حقيقة أنه في عصور مختلفة تم إنشاء ثلاثة أنواع من التقويمات: الشمسية ، بناءً على حركة الشمس ، والتي سعوا فيها إلى تنسيق اليوم. وسنة القمر (على أساس حركة القمر) ، والغرض منه هو تنسيق اليوم والشهر القمري ؛ أخيرًا ، lunisolar ، حيث بذلت محاولات لمواءمة جميع الوحدات الزمنية الثلاث.

في الوقت الحاضر ، تستخدم جميع دول العالم تقريبًا التقويم الشمسي. لعب التقويم القمري دورًا كبيرًا في الأديان القديمة. وقد نجا حتى يومنا هذا في بعض الدول الشرقية التي تعتنق الديانة الإسلامية. في كل شهر ، يكون لكل شهر 29 و 30 يومًا ، ويتغير عدد الأيام بحيث يتزامن اليوم الأول من كل شهر تالٍ مع ظهور "الشهر الجديد" في السماء. سنوات التقويم القمري تحتوي على 354 و 355 يومًا بالتناوب.

وبالتالي ، فإن السنة القمرية هي 10-12 يومًا أقصر من السنة الشمسية. يستخدم التقويم القمري في الديانة اليهودية لحساب الأعياد الدينية ، وكذلك في دولة إسرائيل. إنه ذو تعقيد خاص. السنة فيها تحتوي على 12 شهرًا قمريًا ، تتكون إما من 29 أو 30 يومًا ، ولكن لمراعاة حركة الشمس ، يتم تقديم "السنوات الكبيسة" بشكل دوري ، وتحتوي على الشهر الثالث عشر الإضافي. بسيطة ، أي اثني عشر شهرًا ، تتكون من 353 أو 354 أو 355 يومًا ، والسنوات الكبيسة ، أي ثلاثة عشر شهرًا ، بها 383 أو 384 أو 385 يومًا لكل منها. هذا يحقق أن اليوم الأول من كل شهر يتزامن تقريبًا تمامًا مع القمر الجديد.

1 الحركة السنوية للشمس ونظام إحداثيات مسير الشمس

تتحرك الشمس ، جنبًا إلى جنب مع الدوران اليومي ، ببطء في جميع أنحاء الكرة السماوية في الاتجاه المعاكس على طول دائرة كبيرة خلال العام ، تسمى مسير الشمس. يميل مسير الشمس إلى خط الاستواء السماوي بزاوية Ƹ ، وقيمتها حاليًا قريبة من 23 26 درجة. مسير الشمس يتقاطع مع خط الاستواء السماوي عند نقطة الربيع ♈ (21 مارس) والخريف Ω (23 سبتمبر) الاعتدال. نقاط مسير الشمس ، 90 من الاعتدالات ، هي نقاط الانقلاب الصيفي (22 يونيو) والشتاء (22 ديسمبر). تتغير الإحداثيات الاستوائية لمركز القرص الشمسي باستمرار خلال العام من 0 ساعة إلى 24 ساعة (الصعود الأيمن) - خط طول مسير الشمس ϒm ، محسوبًا من الاعتدال الربيعي إلى دائرة خط العرض. ومن 23 26 درجة إلى -23 26 درجة (انحراف) - خط عرض مسير الشمس ، يقاس من 0 إلى +90 إلى القطب الشمالي ومن 0 إلى -90 إلى القطب الجنوبي. الأبراج الأبراج هي الأبراج التي تقع على خط مسير الشمس. وهي تقع على خط مسير الشمس من 13 كوكبة: برج الحمل ، برج الثور ، الجوزاء ، السرطان ، الأسد ، العذراء ، الميزان ، العقرب ، القوس ، الجدي ، الدلو ، الحوت والحواء. لكن كوكبة Ophiuchus لم تذكر ، على الرغم من وجود الشمس فيها في معظم الأوقات من الأبراج القوس والعقرب. يتم ذلك من أجل الراحة. عندما تكون الشمس تحت الأفق على ارتفاعات من 0 إلى -6 - يستمر الشفق المدني ، ومن -6 إلى -18 - الشفق الفلكي.

2 قياس الوقت

يعتمد قياس الوقت على ملاحظات الدوران اليومي للقبة والحركة السنوية للشمس ، أي دوران الأرض حول محورها وعلى دوران الأرض حول الشمس.

يعتمد طول الوحدة الأساسية للوقت ، المسماة باليوم ، على نقطة محددة في السماء. في علم الفلك ، تؤخذ هذه النقاط:

الاعتدال الربيعي ♈ ( الوقت الفلكي);

مركز قرص الشمس المرئي ( شمس حقيقية، الوقت الشمسي الحقيقي) ؛

- يعني الشمس -نقطة وهمية يمكن حساب موقعها في السماء نظريًا لأي لحظة من الزمن ( يعني الوقت الشمسي)

تُستخدم السنة الاستوائية لقياس فترات زمنية طويلة ، بناءً على حركة الأرض حول الشمس.

سنة استوائية- الفترة الزمنية بين ممرتين متتاليتين لمركز المركز الحقيقي للشمس عبر الاعتدال الربيعي. يحتوي على 365.2422 يوم شمسي متوسط.

بسبب بطء حركة النقطة الاعتدال الربيعينحو الشمس مقدمةبالنسبة إلى النجوم ، تكون الشمس في نفس النقطة في السماء بعد فاصل زمني مدته 20 دقيقة. 24 ثانية. أطول من السنة الاستوائية. يدعي سنة نجمةويحتوي على 365.2564 يوم شمسي متوسط.

3 زمن فلكي

يسمى الفاصل الزمني بين ذروتين متتاليتين للاعتدال الربيعي على نفس خط الزوال الجغرافي أيام فلكية.

يقاس الزمن الفلكي بزاوية ساعة الاعتدال الربيعي: S = t ♈ ، ويساوي مجموع الصعود الأيمن وزاوية الساعة لأي نجم: S = α + t.

الزمن الفلكي في أي لحظة يساوي الصعود الأيمن لأي نجم نجمي زائد زاوية الساعة الخاصة به.

في لحظة الذروة العلوية للشمس ، تكون زاوية ساعتها t = 0 ، و S = α.

4 التوقيت الشمسي الحقيقي

يسمى الفاصل الزمني بين ذروتين متتاليتين للشمس (مركز القرص الشمسي) على نفس خط الزوال الجغرافي أنا حقا أيام مشمسة.

تُؤخذ بداية يوم شمسي حقيقي على خط طول معين على أنها لحظة الذروة السفلية للشمس ( منتصف الليل الحقيقي).

يُطلق على الوقت من الذروة السفلية للشمس إلى أي موضع آخر ، معبرًا عنه في أجزاء من يوم شمسي حقيقي ، الوقت الشمسي الحقيقي Tʘ

الوقت الشمسي الحقيقيمعبرًا عنها بزاوية ساعة الشمس ، بزيادة 12 ساعة: Т ʘ = t ʘ + 12 h

5 متوسط الوقت الشمسي

من أجل أن يكون لليوم مدة ثابتة وفي نفس الوقت يرتبط بحركة الشمس ، يتم تقديم مفاهيم نقطتين خياليتين في علم الفلك:

يعني الكسوف والشمس الاستوائية المتوسطة.

متوسط الشمس الكسوف (راجع الكسوف. S.) يتحرك بشكل موحد على طول مسير الشمس بسرعة متوسطة.

يتحرك متوسط الشمس الاستوائية على طول خط الاستواء بسرعة ثابتة لمتوسط الشمس الكسوف ويمر في نفس الوقت الاعتدال الربيعي.

يسمى الفاصل الزمني بين ذروتين متتاليتين للشمس الاستوائية المتوسطة على نفس خط الزوال الجغرافي متوسط اليوم الشمسي.

يُطلق على الوقت المنقضي من الذروة السفلية للشمس الاستوائية المتوسطة إلى أي موقع آخر من مواضعها ، معبرًا عنه في أجزاء من يوم شمسي متوسط ، يعني الوقت الشمسيتيم.

يعني الوقت الشمسي تيمعلى خط زوال معين في أي لحظة يساوي عدديًا زاوية ساعة الشمس: تيم= ر م+ 12 ساعة

يختلف متوسط الوقت عن الوقت الحقيقي حسب القيمة معادلات الزمن: تيم= Tʘ + ن .

6 التوقيت العالمي والقياسي والقياسي

العالمية:

يسمى متوسط التوقيت الشمسي المحلي لخط غرينتش التوقيت العالمي أو العالمي T 0 .

يتم تحديد متوسط الوقت الشمسي المحلي لأي نقطة على الأرض من خلال: تيم= T 0+ λh

التوقيت القياسي:

يتم الاحتفاظ بالوقت على 24 خط طول جغرافي رئيسي يقع عن بعضها البعض عند خط الطول 15 بالضبط (أو ساعة واحدة) تقريبًا في منتصف كل منطقة زمنية. يعتبر خط الزوال الصفري الرئيسي غرينتش. التوقيت القياسي هو التوقيت العالمي بالإضافة إلى رقم المنطقة الزمنية: T P \ u003d T 0+ ن

التوليد:

في روسيا ، في الحياة العملية ، حتى مارس 2011 ، تم استخدام وقت الأمومة:

تي د \ u003d تي ص+ 1 ساعة.

مرسوم توقيت المنطقة الزمنية الثانية التي تقع فيها موسكو يسمى توقيت موسكو. في فترة الصيف (أبريل - أكتوبر) ، تم تحريك عقارب الساعة إلى الأمام لمدة ساعة ، وفي الشتاء عادوا قبل ساعة.

7 الانكسار

يختلف الموضع الظاهري لللمعان فوق الأفق عن ذلك الذي تحسبه الصيغ. تمر الأشعة من جسم سماوي ، قبل دخولها إلى عين الراصد ، عبر الغلاف الجوي للأرض وتنكسر فيه. وبما أن الكثافة تزداد باتجاه سطح الأرض ، فإن شعاع الضوء ينحرف أكثر فأكثر في نفس الاتجاه على طول خط منحني ، بحيث يتضح أن اتجاه OM 1 ، الذي يرى الراصد النجم على طوله ، ينحرف نحو الذروة ولا يتطابق مع الاتجاه OM 2 ، والذي من خلاله سيرى النجم اللامع في غياب الغلاف الجوي.

تسمى ظاهرة انكسار أشعة الضوء أثناء مرور الغلاف الجوي للأرض بظاهرة فلكية الانكسار. الزاوية M 1 OM 2 تسمى زاوية الانكسارأو الانكسار ρ.

تسمى الزاوية ZOM 1 مسافة الذروة الظاهرة للنجم zʹ ، وتسمى الزاوية ZOM 2 مسافة الذروة الحقيقية z: z - zʹ = ρ ، أي المسافة الحقيقية للنجم أكبر من تلك المرئية بقيمة ρ.

على خط الأفق الانكساريساوي في المتوسط 35ʹ.

بسبب الانكسار ، يتم ملاحظة التغييرات في شكل أقراص الشمس والقمر عند شروقها أو غروبها.