Аспан денелерінің ара қашықтығын анықтау 2 страница

Эклиптиканың аспан экваторымен қиылысу нүктелерін көктемгі (γ) және күзгі ( ) күн мен түн теңесу нүктелері деп атайды, ал осы нүктелерден 90⁰ қашықтықта орналасқан нүктелер жазғы (ε) және қысқы ( ) күн тоқырау нүктелері болады.

Эклиптиканың бойындағы жұлдыздарды ертеде 12 шоқжұлдызға бөлген. Осы шоқжұлдыздар алып тұрған аспанның аймағын зодиак («жануарлар дөңгелегі») деп атаған. Күн жыл бойы бұл шоқжұлдыздарды кезек-кезек басып өтеді де, әрқайсысында орта есеппен бір айдай болады. Зодиакал шоқжұлдыздарының аттары төменгі кестеде келтірілген.

Жыл мезгілі	Шоқжұлдыздың аты	Ай
Көктем	Балықтар Тоқты Торпақ	Наурыз Көкек (сәуір) Мамыр
Жаз	Егіздер Шаян Арыстан	Маусым Шілде Тамыз
Күз	Бикеш Таразы Сары шаян	Қыркүйек Қазан Қараша
Қыс	Мерген Ешкі мүйіз Су құюшы	Желтоқсан Қаңтар Ақпан

Эклиптика бойымен Күн бір жылда толық бір айналады да, оның экваторлық координаталары былай өзгереді:

Күндер	α⨀	δ⨀
21-наурыз	00	00
22-маусым	900	+23026
23-қыркүйек	1800	00
22-қаңтар	2700	–23026

Күннің эклиптика бойын қуалап жүретін жылдық қозғалысы дегеніміз шындығында тек көзге солай көрінетін қозғалыс. Шындығында да ол Жердің Күнді айналып қозғалуының салдарынан болады. Жер өз осін айналумен қабат бір жыл ішінде өз орбитасымен Күнді бір айналып шығады. Жердің қозғалысы бір қалыпты болмағандықтан Күннің де жылдық қозғалысы бір қалыпты болмайды. Қыстың күні Күн тезірек, жаздың күні баяуырақ қозғалады.

Сұрақтары: 1. Жердің Күнді айнала қозғалуы және Күннің эклиптика бойынша жылдық қозғалысы. 2.Эклиптиканың негізгі нүктелері. 3.Эклиптикалық координаталар жүйесі. 4.Тропикалық жыл. 5.Зодиакты шоқжұлдыздар.6. Жыл мезгілдерінің алмасуы және климаттық белдеулер.

Ші лекция. Уақытты өлшеу проблемасы. Уақыттың өлшеу бірліктері. Күндік және жұлдыздық уақыт. Уақыттың теңдеуі. Жергілікті уақыт және бойлық.. Пояс тық және декреттік уақыт. Бүкіләлемдік уақыт. Уақыттың атомдық стандарты. Күнтізбектің пайда болу және даму тарихы. Жаңа және ескі стильдегі күнтізбек.

Астрономияның негізгі мақсаттарының бірі – уақытты өлшеу. Уақытты айналадағы табиғаттың өзгерістерін бақылау арқылы өлшей аламыз. Осындай өзгерістердің бірі – жұлдызды аспанның тәуліктік айналысы, екіншісі – жыл мезгілдерінің алмасуы. Бұл екі құбылыс Жердің өз осімен айналуынан және Күнді айналып қозғалуынан болады. Сондықтан уақыт өлшеу Жердің тәуліктік және жылдық қозғалыстарына негізделген, уақыт өлшеміне жыл және тәулік алынады. Жердің Күнді бір айналуына кеткен уақыт жұлдыздық жыл деп аталады. Уақытты тропикалық жылмен өлшейді. Тропикалық жыл дегеніміз – Күннің дискасының центрінің көктемгі күн мен түн теңескен нүктесі арқылы тетелес екі рет өтуіне кеткен уақыт аралығы. Тропикалық жылдың ұзақтылығы 365 күн 5 сағат 48 минут 46 секунд не 365, 2422 орташа күн тәулікке тең.

Жердің өз осінен бір айналуына кеткен уақыт тәулік болады. Тәулік түпкілікті уақыт өлшемі, ол сағат, минут, секундтерге бөлінеді. Жердің өз осінен айналасын көктемгі күн мен түн теңелу нүктесіне қатысты, не күнге қатысты алынуына байланысты жұлдыз тәулігі не күн тәулігі тағайындалады. Осы өлшемдер арқылы өлшенетін уақыт жұлдыз уақыты, не күн уақыты деп аталады.

Жұлдыз тәулігі және жұлдыз уақыты.Жұлдыз тәулігі деп – көктемгі күн мен түн теңесу нүктесінің бір географиялық меридиандағы тетелес екі қатар кульминацияларының аралығына кеткен уақытты айтамыз. Жұлдыз тәулігінің бастапқы моментіне осы нүктенің жоғарғы кульминациясы алынады. Ал көктемгі күн мен түн теңесу нүктесінің жоғарғы кульминациядан

15-сурет. Жұлдызды уақытты анықтау

басқа бір жағдайына дейін кеткен және жұлдыз тәулігі немесе оның үлестерімен өлшенген уақыт жұлдыз уақыты S деп аталады.

Сан жағынан жұлдызды уақыт көктемгі күн мен түн теңесу нүктесінің t_γ сағаттық бұрышына тең.

Бұл нүкте аспанда белгіленбеген нүкте. Сол себептен жұлдыз уақытын кез келген жұлдыз М-ді (15-сурет) бақылау арқылы анықтайды:

Жұлдыз уақытын бақылаудан жеңіл анықтауға болады. Бірақ күнделікті тұрмыста оны пайдалану ыңғайлы емес. Біздің өміріміз Күнмен, яғни Күннің шығуы, батуы және кульминациялармен байланысты. Күннің жылдық қозғалысынан осы екі нүктенің өзара орналасуы өзгереді, демек Күннің жоғарғы кульминациясы (талтүс) жыл бойы жұлдыз уақытының әртүрлі моменттерінде болады. Яғни жұлдыз уақытының басы Күнге салыстырғанда әртүрлі уақыт моментіне дәл келеді. Мысалы, 21-наурыз күні дәл талтүсте, бір күн өткеннен кейін 4 минут ертерек басталады, бір айдан кейін 2 сағат ертерек, т.т. бұл әрине, пайдалануға ыңғайсыз. Біздің тұрмыста Күн қозғалысына негізделген күн уақыты пайдаланылады.

Шын күн тәулігі және шын күн уақыты.Күн дискасының центрінің (шын күн) бір географиялық меридиандағы тетелес екі қатар кульминациясының аралығындағы уақытты, шын күн тәулігі дейді. Шын күн тәулігінің бастапқы моменті – шын күннің төменгі кульминациясына сәйкес келеді.

Шын күннің төменгі кульминациясынан басқа бір жағдайына дейін кеткен және шын күн тәулігімен немесе оның үлестерімен өлшенген уақытты, шын күн уақыты дейміз. Сан жағынан шын күн уақыты Т_⨀ мынаған тең:

T_⨀ = t_⨀ + 12

Шын күн тәуліктерінің ұзақтылықтары өзара тең емес. Оның себебі, бірінішіден Күннің қозғалысы бірқалыпты емес, екіншіден Күн эклиптика бойымен қозғалады, ал Күн уақытының өлшеуіші болатын сағаттық бұрыш экватор бойымен өлшенеді. Ең ұзақ шын күн тәулік 23-желтоқсанда, ең қысқа күн тәулігі 16-қыркүйекте болады да, олардың айырмасы 51 секундқа жетеді. Күн тәуліктерінің бір жыл бойы ұзақтығы тұрақты болмағандықтан, оның үлестерінің сағаттардың, минуттардың, секунттардың да ұзақтығы тұрақты емес. Шын күн уақыты бір қалыпты уақыт емес, сондықтан оны күнделікті өмірде пайдаланбайды.

Орташа күл тәулігі және орташа күн уақыты.Ұзақтылығы тұрақты болатын Күнмен байланысты тәулікті анықтау үшін астрономияда 2 жасалған нүкте енгізілген: 1) орташа эклиптикалық күн; 2) орташа экваторлық күн (орташа күн деп аталатын). Орташа эклиптикалық күн эклиптика бойымен Күннің орташа жылдамдығымен бір қалыпты қозғалатын және шын Күнге Күннің жылдамдығы максимум, минимумге жеткенде жылына екі рет дәл келетін жасалған нүкте. Осы нүктенің эклиптикадағы орны алдын-ала белгілі, басқаша айтқанда, әр уақыт моментіне оның эклиптикалық бойлық ын табуға болады. Орташа экваторлық күн экватор бойымен Күннің орташа жылдамдығымен қозғалып, орташа эклиптикалық Күнмен күн мен түн теңесу нүктелерін бір мезгілде өтеді. Сондықтан орташа экваторлық күннің тура шарықтау -сы, орташа эклиптикалық күннің эклиптикалық бойлығына тең:

α_m = Λ_m’

Орташа экваторлық күн арқылы тәулікті анықтауға болады. Орташа экваторлық күннің бір географиялық меридиандағы тетелес екі қатар кульминацияларының аралығына кеткен уақытты орташа күн тәулігі дейміз. Орташа күн тәулігінің бастапқы моменті үшін осы нүктенің төменгі кульминациясы алынады. Орташа күннің төменгі кульминациясынан басқа бір жағдайына дейін кеткен және орташа күн тәулігімен немесе оның үлестері мен өлшенген уақыт орташа күн уақыты деп аталады. Сан жағынан орташа күн уақыты мына өрнекпен анықталады:

T_m = t_m + 12^h

Орташа күн уақыты бірқалыпты, қолдануға ыңғайлы, бірақ орташа күн жалған болғандықтан ол бақылаудан анықталынбайды. Орташа күн уақытын шын күн уақыты, жұлдыз уақыты арқылы есептеуге болады.

Уақыт теңдеуі.Орташа күн уақыты мен шын күн уақытының арасындағы айырым уақыт теңдеуі деп аталады.

Басқаша айтқанда уақыт теңдеуі , орташа уақытты шығарып алу үшін, шын күн уақытына қосатын түзету, яғни

Уақыт теңдеуінің мәні күннен күнге өзгеріп отырады. Жылдың әр күні -ның мәнін арнаулы кестелерден, не графиктен тауып алуға болады.

Орташа күн уақыты мен жұлдыз уақыты.Бір тропикалық жылдың ұзақтығы орташа күн уақытымен анықтағанда 365, 2422 орташа күн тәулігіне тең, ал жұлдыз уақыты бойынша 366, 2422 жұлдыз тәулігіне тең болады, яғни 365, 2422 орташа күн тәулігі = 366, 2422 жұлдыз тәулігіне тең. Осыдан,

Егерде бірінші бөлімі К, ал екінші бөлімді К¹ деп орташа күн уақыты -ды есептейтін формула:

ал жұлдыз -тың орташа күн уақыты арқылы өрнектелуі төмендегідей болады:

Орташа күн тәулігі жұлдыз тәулігінен ұзақырақ, дәл жазатын болсақ:

Жергілікті уақыт және бойлық.Жер бетінің әр меридианында уақыт (жұлдыз уақыты, не күн уақыты) әр түрлі. Бір меридианның бойында

анықталған уақыт жергілікті уақыт деп аталады. Жердің түрліше меридианында белгілі ұсынылған шырақтың ( ) кульминациясы әр түрлі уақыт моментерінде болады.

16-сурет. Уақыт және бойлық

Жер бетінде сансыз меридиан өткізуге болады, ендеше жергілікті уақытта сансыз көп болады. Екі меридианның жергілікті уақыттарының айырымы олардың географиялық бойлықтарының айырымына тең:

16-суретте Жердің экватор жазықтығына проекциясы кескінделген. Географиялық меридиандар радиустармен бейнеленген. Егерде меридианда нүктенің жоғарғы кульминациясы болса, онда P_NA, P_NB, P_NC, P_NД меридиандарында жұлдыздық уақыт төменгі сағаттармен анықталады:

ал, P_NM₁ және P_NM₂ меридиандарында жұлдызды уақыт сағат пен алған бұрыштарға тең болады:

Осы меридиандардың географиялық бойлықтары

тең.

15-суреттегі бұрышын екі жолмен анықтауға болады:

немесе

Астрономиялық бақылаудан жергілікті уақыт анықталады.

Дүниежүзілік уақыт.Гринвич (бастапқы) меридианның жергілікті уақыты дүниежүзілік уақыт деп аталады. Жергілікті уақытты дүниежүзілік уақыт арқылы өрнектеуге болады. Екі меридианның жергілікті уақыттарының теңдеуін алып, деп есептейік. Онда: немесе орындалады.

Жергілікті уақыт дүниежүзілік уақытпен сағатпен есептелген географиялық бойлықтың қосындысына тең.

Белдеулік, декреттік және жазғы уақыт.Күнделікті тұрмыста жергілікті не дүниежүзілік уақытты пайдалану ыңғайсыз. 1884 жылы белдеулік уақыт есебі енгізілді. Жер шары бойлық бойынша 24 сағаттық белдеуге бөлінген. Бір белдеу ішінде жатқандардың бәрі де бірдей уақыт есебімен – белдеудің ортасымен өтетін меридианның жергілікті уақытымен – пайдаланады. Бастапқы не нөлінші белдеудің орталық меридианы үшін Гринвич меридианы алынған. Көршілес екі белдеудің уақыты бір-бірінен дәл 1 сағатқа өзгеше болады. Бірінші белдеудің уақыты, нөлінші белдеудікінен бір сағат ілгері т.т. қысқасы бір белдеудің номері (сағатпен алынған) қанша болса, ол белдеу мен дүниежүзілік уақыттың айырмасы да сонша болады:

белдеулік уақыт.

Белдеулік уақыт пен жергілікті уақыттың айырмасы 0,5 сағаттан аспайды:

Белдеулік уақыттың жергілікті уақыт арқылы өрнектегенде болады:

Ал керсінше:

1930 жылы 16-шілдеде үкімет декреті бойынша барлық ССРО-де сағаттар бір сағат ілгері қойылған. Бұл декреттік уақыт деп аталынады. Бұл уақыт басқа уақыттармен былай байланысқан:

1980 жылдан біздің елімізде жазда сағаттар 1 сағат ілгері қойылды. Бұл уақытты жазғы уақыт дейді. 2006 жылдан бастап ҚР бұл жүйе қолданбайды.

Ұзақ уақыт аралықтарын есептеу жүйесін календарь деп атайды. Оның негізгі үш түсі бар: күн, ай, ай-күн. Күн календарының негізіне тропикалық жылдың ұзақтылығы алынған, ай календары синодтық айдың ұзақтылығына негізделген, ал ай-күн календарында екі период бірге алынған.

Мұсылман календары ай қозғалысына негізделген. Бір жыл ішінде 12 ай бар деп, бір айда 29, екінші айда 30 күн бар деп, кезек-кезек есептелінеді; сөйтіп бір айда орташа есеппен 29,5 күн, бір жыл 354 күн бар.

Қазіргі кезде көптеген елдерде күн календары қолданылады. Ол күннің қозғалысына негізделген. Тропикалық жылдың ұзақтылығы 365,2422 о.к.т. тең болғандықтан, күн календарының өзін құрастырғанда екі шартты қарастыру керек:

1. Календарлық жылдың орташа ұзақтылығы тропикалық жылдың ұзақтылығына тең болу керек.

2. Календарлық жылда тәуліктердің саны бүтін болуы керек.

Юлиан календары (ескі стиль). Біздің жыл санауымызға дейінгі 46 жылда Юлий Цезарь астроном Созигеннің көмегімен календарға реформа жасады, яғни әр жылдың ұзақтылығы 365 күн болып, бірақ әрбір төртінші жылға бір артық күн қосылатын болды. Сонымен, юлиан жылының орташа ұзақтығы 365, 25 күннен тұрады.

Григорий календары (жаңа стиль). Юлиан жылы тропикалық жылдан 311 мин. 14 секундтай ұзағырақ, бұл айырма 400 жылда 3 тәуліктен артып кетеді. Сондықтан, күн теңелу, күн тоқырау нүктелері 400 жыл сайын үш күн ілгері ауысып келіп отыратын болады.

XVI ғасырдың ортасында күн теңелу календардың 11-наурызында ауысып келеді (айырма 10 күндей болды). Сондықтан папа Григорий ХІІІ Италия дәрігері Лилио ұсынған жоба бойынша календарға (1.111.1582) жаңа реформа енгізді, яғни 1582 жылдың 4-қазанынан кейін бірден 15-қазан деп саналатын болды. Сонымен келесі жылы жазғытұрымғы күн теңелу қайтадан календардың 21-наурызына келді. Келешекте бұл қатені болдырмау үшін 400 жыл сайын календарь есебінен 3 күн шығарып тасталынып отыратын болды. Ол үшін Високос жылдардың саны кемітілді. Жаңа стиль бойынша екі нольмен аяқталатын жылдардың жүз жылдықтарының саны 4-ке қалдықсыз бөлінбейтіндері жай жылдар (1700, 1800, 1900, 2100) деп есептелінді.

Осы кездегі қолданып жүрген (Григорий) календары да, нағыз дәл емес. Бірақ оның дәл еместігі тек 400 жылда 2 сағат 53 минуит болады да, 3300 жылда ғана 1 күнге тең болады.

Сұрақтары:1.Уақытты өлшеу проблемасы.2.Уақыттың өлшеу бірліктері. 3.Күндік және жұлдыздық уақыт. 4.Уақыттың теңдеуі. 5.Жергілікті уақыт және бойлық.

6. Поястық және декреттік уақыт.7.Бүкіләлемдік уақыт.8.Уақыттың атомдық стандарты.9.Күнтізбектің пайда болу және даму тарихы.10.Жаңа және ескі стильдегі күнтізбек.

Шы лекция. Жұлдызды каталогтер және астрономиялық жылнамалар, жұлдызды аспан картасы. Универсалды құрал. Жарық көзінің зениттік арақашықтығын өлшеу арқылы ендік пен уақытқа түзету еңгізу. Географиялық координаталар мен талтүстік сызық бағытын анықтаудың жуық әдістері.

Жер шары атмосферамен қоршалған. Шырақтан келетін жарық сәулесі біздің көзімізге түсуден бұрын ауа қабатынан өтеді де, сынады (17-сурет). Осының әсерінен берілген шырақты біз оның шын тұрған орнында

көрмейміз, аздап жоғарырақ көреміз. Жарық сәулелерінің атмосферадан өткендегі сыну құбылысын атмосфералық рефракция деп атайды.

19-сурет. Рефракция

Жұлдыздың ОМ бағыты мен оның көрінетін ОМ₁ бағытының арасындағы бұрышты рефракция бұрышы не рефракция деп атайды. Арнаулы құрал арқылы өлшегенде шын зенит Z емес, көрінерлік зенит аралығы анықталынады. Оған рефракция ны қосып шын зенит қашықтығын есептеуге болады.

Рефракция себебінен зенит аралығы Z кемиді, ал биіктік h артады, бірақ шырақтың азимуты өзгермейді. Шырақ зенитте болғанда рефракция 0-ге тең, горизонтта – рефракция 35 жетеді. Бұл мән көптеген бақылаулар нәтижесінде анықталған. Егерде шырақтан зенит аралығы 0⁰ мен 70⁰-тің арасында болса, рефракцияны мына өрнекпен есептейді:

В – қысым сынап бағанасы бойынша, ал t⁰ – температура Цельсий шкала бойынша. Шырақтан зенит аралығы 70⁰ пен 90⁰-тың арасында болса, онда рефракцияны интерполяция әдісі бойынша есептейді.

Рефракция шырақтың экваториал координаталарын өзгертеді. Рефракция себебінен Күн мен Айдың дискілері горизонтқа жақындағанда дөңгелек емес сопақтау болып көрінеді.

Аспан денелерінің Жер бетінен анықталған экваторлық координата-

20-сурет. Тәуліктік праллакс

лары топоцентрлік координаталар деп аталады. Шырақтың (бір уақыт мезгілінде) Жер бетінің әр түрлі нүктелерінде анықталған топо-центрлік координаталары әр түрлі болады. Бұл айырмашылық тек Күн жүйесіне жататын денелер үшін байқалынады, жұлдыздарды бақылағанда білінбейді. Шырақ-тардың негізгі бағыты ретінде Жердің центрінен өтетін бағыт