Astronomija
Lekcija:

Orientacija na nebesni sferi – 1. del

od: Viktor Kerry
Ustvarjeno: 15.5.2020 Posodobljeno: 17.5.2020
Razpoložljiva mesta: 10

1. LEKCIJA

Orientacija na nebesni sferi - 1. del

UVOD

Lepo pozdravljeni, učenci Virtualne Bradavičarke! Ime mi je Viktor Kerry in ne bi bilo nemogoče, da se me kdo od vas še (vsaj bežno) spominja. Dve leti sem namreč predaval obrambo pred mračnimi silami. Z letošnjim šolskim letom pa sem učiteljevanje opustil in se podal na prav posebno popotovanje, na katerem sem spoznal zares ogromno o vesolju, zvezdah in astronomiji nasploh. Ker me je stvarca izjemno pritegnila, sem se odločil, da se vrnem na Virtualno Bradavičarko, tokrat kot profesor astronomije, predmeta, ki se na šoli še nikoli ni izvajal. Vsled tega sem nekoliko sicer živčen, vendar vseeno upam, da vam bom lahko astronomijo predstavil tako, kakor jo doživljam jaz - kot lepo, čisto, imenitno.

Astronomija je poleg tega zanimiva še z vidika, da si jo kot znanost pravzaprav delimo z bunklji, od njihove astronomije s ta naša ne razlikuje. Pri astronomskih raziskavah se torej dopolnjujemo tudi z nemagičnim delom sveta.

Za kakršna koli vprašanja - glede samih lekcij, referatov ali astronomije nasploh - sem dosegljiv na forumu.


Pri tej lekciji v nasprotju z večino prvih lekcij Virtualne Bradavičarke ne bomo predelali zgodovine astronomije. To bi bilo nekako neizvirno; o zgodovini astronomije in znanih astronomih pa se boste lahko seznanili s pisanjem referatov.

Predelali bomo osnove orientacije na nebesni sferi. Tema morda ni tako zanimiva, saj je polno teorije, ki se zdi na prvi pogled nekoliko suhoparna. Vendar je poznavanje osnovnih pojmov in konceptov nujno za pogovor o ostalih astronomskih temah.

Začeli bomo z osnovami orientacije na Zemlji. Ponovitev teh je namreč ključna za razumevanje orientacije na nebu.

ORIENTACIJA NA ZEMLJI

Zemlja ima obliko geoida, tj. krogle, ki je malo sploščena. V astronomskih nalogah jo običajno obravnavamo kot kroglo. Vrti se okoli navidezne osi ki poteka skozi severni in južni pol, ki je na ravnino nagnjena za približno 66,5 o.

Zaradi lažje orientacije smo na površju Zemlje uvedli poseben koordinatni sistem - geografski koordinatni sistem. Stopinjsko mrežno sestavljajo:

  • poldnevniki ali meridiani; to so navidezne polovice krožnic na Zemljini površini, ki povezujejo severni in južni tečaj.
    Najpomembnejša poldnevnika sta greenwiški oziroma tudi ničelni poldnevnik, ki poteka skozi London in po dogovoru predstavlja ničelno točko za merjenje geografske dolžine (v nadaljevanju) in sto osemdeseti poldnevnik, ki ga imenujemo tudi datumska meja.
  • vzporedniki ali paralele; to so na poldnevnike pravokotne navidezne krožnice na Zemljini površini, ki se zmanjšujejo od ekvatorja proti severu in jugu.
    Največji vzporednik imenujemo ekvator.

Če imamo površino Zemlje za površino idealne krogle, lahko prav vsako točko opišemo z dvema koordinatama tega koordinatnega sistema, ki ima svoje središče v središču Zemlje (krogle). Ti dve koordinati sta:

  • zemljepisna (geografska) širina (oznaka: φ ) opisuje lego kraja na Zemlji severno ali južno od ekvatorja. Z drugimi besedami; podaja kot med poljubno točko in ekvatorjem. Na severni polobli je pozitivna, na južni polobli negativna. Največja geografska širina je torej lahko 90 o na severnem polu, najmanjša pa -90 o na južnem polu. V uporabi je tudi zapis, kjer za številčno navedbo zemljepisne širine zapišemo N (kot north - sever) za severno poloblo in S (kot south - jug) za južno poloblo.

Metoda merjenje razdalje z roko

  • zemljepisna (geografska) dolžina (oznaka: λ ) podaja kot vzdolž ekvatorja do poljubne točke na Zemlji. Zemeljske avtoritete so se dogovorile, da za ničto zemljepisno dolžino sprejmejo meridian, ki poteka skozi Greenwich v Angliji, narašča pa v smeri vzhoda. Nahaja se torej med 0o in 360o. V uporabi je tudi zapis, kjer za številčno navedbo zemljepisne dolžine zapišemo E (kot east - vzhod) za vzhodno poloblo in W (kot west - zahod) za zahodno poloblo.

ORIENTACIJA NA NEBU

Nebo se navidezno vrti - zvezde vzidejo na vzhodu, dosežejo najvišjo lego, nato pa zaidejo na zahodu. Celoten obhod napravijo v približno enem dnevu (natančneje 23 h 56 m 4 s - en zvezdni dan). Razlog za navidezno vrtenje neba je vrtenje Zemlje okoli svoje navidezne osi. Nebesna krogla (sfera) je namišljena krogla (s poljubnim polmerom in središčem v našem očesu), kamor projiciramo nebesna telesa.

GLAVNE TOČKE IN KROGI NEBESNE KROGLE

Na nebesni sferi leži veliko zanimivih točk. Vendar niso zanimive zgolj točke! Iz običajne (evklidske) geometrije poznamo premico - neomejeno ravno črto, množico neskončno točk. Na sferi neomejenih “črt” pravzaprav ni; vlogo premic pa nadomestijo veliki krogi. To so največji možni krogi (oziroma krožnice), ki lahko ležijo na nebesni sferi. Polmer vsakega velikega kroga je, če premislimo, enak polmeru nebesne krogle, sfere.

V nadaljevanju omenimo nekaj znamenitih točk in velikih krogov nebesne sfere.

  • Zenit ali nadglavišče je točka na nebu, ki je navidezno natanko nad opazovalcem.

  • Nadir ali podnožišče je najnižja točka nebesne krogle navpično pod opazovalcem.

  • Nebesni pol je točka na sferi, ki navidezno miruje. Poznamo severni in južni nebesni pol. Skozi njiju poteka navidezna Zemljina os, okoli katere se Zemlja vrti. Severni pol najlažje poiščemo s pomočjo relativno svetle zvezde Severnice, ki je od severnega nebesnega pola oddaljena malo manj kot 1 stopinjo. Na severni Zemeljski poluti Zanimivo dejstvo je, da je višina nebesnega pola je enaka geografski širini kraja, kar lahko ugotovimo s krajšim načrtovanjem.

  • Horizont ali obzorje je veliki krog; skupek najbolj oddaljenih točk zemeljskega površja, ki jih je še mogoče videti s točke opazovanja. Če izvzamemo griče, hribe, gore, drevesa, streho sosedove hiše in bližnji nakupovalni center …, torej vse, kar nam omejuje pogled na nebo, se pojem obzorja razširi na pojem matematičnega obzorja.

  • Nebesni ekvator je veliki krog, največji vzporednik na nebesni krogli. Pravzaprav je samo projekcija Zemljinega ekvatorja na nebesno kroglo.

  • Nebesni meridian je v astronomskem smislu tak poldnevnik nebesne krogle, ki razpolavlja nebo, ki ga ima za opazovanje na voljo opazovalec. Ko se na primer zvezda nahaja na (nebesnem) meridianu, je njena oddaljenost od obzorja bodisi največja bodisi najmanjša možna.

Skica nebesne sfere z nekaj pomembnimi krogi in točkami

RAZDALJA MED OBJEKTOMA NA SFERI

Razdaljo med objektoma na sferi merimo s kotom z vrhom v očesu, kraka pa potekata skozi telesi, ki ju opazujemo. Ker je torej razdaja na sferi kot, jo izrazimo s kotnimi stopinjami, minutami in sekundami. Pri ocenjevanju razdalj si lahko pomagamo s svojo lastno dlanjo. Če iztegnemo roko in raztegnemo prste desne roke, dobimo prav priročen kotomer. Debelina mezinca predstavlja na primer 1 o, medtem ko debelina sredinca predstavlja kar 2 o, razdalja od palca do kazalca 20 o in podobno. Več prikazuje slika.

Metoda merjenje razdalje z roko


1. DOMAČA NALOGA

Navodila.

Domača naloga zajema opazovalno in teoretično.
Nalogo naslovite kot: "1. DN - astronomija - Ime Priimek - Dom". Naloga bo sicer zavrnjena.

Opazovalna naloga.

Jasnega večera se po sončnem zahodu zazri v zahodni del našega neba. Opazil/-a boš osamljen nenavadno svetel objekt.
Imenuj objekt, ki si ga opazil. Navedi datum in uro opazovanja. S pomočjo svoje dlani oceni višino objekta nad obzorjem in zenitno oddaljenost objekta.
Svojo dogodivščino in ugotovitve predstavi v obliki krajšega sestavka. Priloži fotografijo/posnetek, ki ga napraviš sam/-a.

Teoretična naloga.

V literaturi poišči pomembne podatke o objektu, s pomočjo katerih oblikuj krajši sestavek (okoli 150 besed). Pomembno je, da vključiš podatke o vidnosti objekta za opazovalca na Zemlji.


1.TEME ZA REFERATE

Preskočili smo zgodovino astronomije; poleg tega bom po vsaki lekciji za domačo nalogo navedel možne teme za referate.

Zgodovinske teme

  • Znani astronomi: Eratosten
  • Znani astronomi: Klavdij Ptolemaj
  • Znani astronomi: Nikolaj Kopernik
  • Znani astronomi: Johannes Kepler
  • Znani astronomi: Galileo Galilei
  • Znani astronomi: Isaac Newton
  • Znani astronomi: Christiaan Huygens
  • Znani astronomi: Giovanni Cassini
  • Znani astronomi: Edmond Halley
  • Znani astronomi: Charles Messier
  • Znani astronomi: Albert Einstein
  • Znani astronomi: Edwin Hubble
  • Znani astronomi: Stephen Hawking

Računske teme

  • Kaj je navtična milja?