Экспериментальное задание, страница 63 - гдз по физике 9 класс учебник Закирова, Аширов

Определите горизонтальные координаты звезд созвездия Пегас на время их наблюдения с использованием ПКЗН. По полученным результатам найдите их на небосводе. Изобразите расположение звезд относительно друг друга.

Для определения горизонтальных координат звезд (азимута $A$ и высоты $h$) необходимо задать три параметра: географическое положение наблюдателя, дату и время наблюдения. В задаче эти данные не указаны, поэтому для решения примем следующие условия:

• Место наблюдения: г. Москва (широта $ \phi \approx 56^\circ $ с.ш.)

• Дата: 15 октября

• Время: 22:00 по местному времени

Инструментом для определения координат будет служить подвижная карта звездного неба (ПКЗН).

Определение горизонтальных координат звезд созвездия Пегас

Горизонтальные координаты — это высота $h$ (угол над горизонтом) и азимут $A$ (угол вдоль горизонта, отсчитываемый от точки севера на восток). Высота измеряется в градусах от $0^\circ$ (горизонт) до $90^\circ$ (зенит). Азимут измеряется в градусах от $0^\circ$ до $360^\circ$ ($0^\circ$ — север, $90^\circ$ — восток, $180^\circ$ — юг, $270^\circ$ — запад).

Порядок работы с ПКЗН:

1. Совмещаем накладной круг (с часовой шкалой) с основной картой (со шкалой дат). Устанавливаем метку 22:00 напротив деления 15 октября.

2. В овальном вырезе накладного круга будет видна часть звездного неба, доступная для наблюдения в указанное время. Край выреза соответствует горизонту.

3. Находим на карте созвездие Пегас. Его легко узнать по большому астеризму «Большой Квадрат Пегаса».

4. Определяем положение звезд Квадрата относительно сторон света, отмеченных по краю выреза (С, Ю, З, В), и оцениваем их азимут $A$.

5. Оцениваем высоту $h$ каждой звезды. Для этого мысленно оцениваем, какую долю от радиуса овала (от горизонта до зенита, что равно $90^\circ$) составляет расстояние от края овала до звезды.

Проведя эти действия, мы получим следующие примерные координаты для четырех главных звезд астеризма «Большой Квадрат»:

• Маркаб (α Пегаса): Находится почти точно на юге ($A \approx 180^\circ$). Высота составляет чуть меньше половины расстояния до зенита ($h \approx 42^\circ$).

• Шеат (β Пегаса): Находится в юго-юго-восточной части неба ($A \approx 167^\circ$). Расположен заметно выше Маркаба ($h \approx 51^\circ$).

• Альгениб (γ Пегаса): Находится также в юго-юго-восточной части неба ($A \approx 167^\circ$), почти на одной вертикали под Шеатом, но на высоте, близкой к высоте Маркаба ($h \approx 41^\circ$).

• Альферац (α Андромеды): Хотя эта звезда принадлежит созвездию Андромеды, она образует один из углов Квадрата. Находится в юго-восточной части неба ($A \approx 155^\circ$) и является самой высокой из четырех звезд в данный момент времени ($h \approx 60^\circ$).

Ответ: На 15 октября в 22:00 в Москве горизонтальные координаты звезд Большого Квадрата Пегаса примерно следующие: Маркаб ($A \approx 180^\circ, h \approx 42^\circ$), Шеат ($A \approx 167^\circ, h \approx 51^\circ$), Альгениб ($A \approx 167^\circ, h \approx 41^\circ$), Альферац ($A \approx 155^\circ, h \approx 60^\circ$).

Поиск звезд на небосводе

Основываясь на полученных координатах, найти звезды на небе довольно просто.

В выбранный вечер (середина осени) около десяти часов вечера необходимо повернуться лицом на юг. Созвездие Пегас с его Большим Квадратом будет доминирующей фигурой в южной части неба. Его не следует искать у самого горизонта — он будет располагаться достаточно высоко.

Самая нижняя из ярких звезд Квадрата, Маркаб, будет находиться точно на юге, на высоте около $42^\circ$. Это примерно на полпути от линии горизонта до точки прямо над головой (зенита). Весь астеризм будет хорошо виден как большая, почти квадратная фигура из четырех звезд, занимающая значительный участок неба.

Ответ: Для поиска звезд необходимо в середине октября около 22:00 посмотреть на южную часть неба. Большой Квадрат Пегаса будет находиться высоко в небе, его нижняя звезда (Маркаб) будет расположена точно на юге на высоте около $42^\circ$.

Изображение расположения звезд относительно друг друга

Главный астеризм созвездия Пегас — это «Большой Квадрат». Он образован четырьмя яркими звездами примерно одинакового блеска, которые формируют на небе легко узнаваемую фигуру.

Звезды, образующие квадрат:

• Маркаб (α Peg)

• Шеат (β Peg)

• Альгениб (γ Peg)

• Альферац (α And)

В осеннем небе северного полушария, когда созвездие находится высоко на юге, его принято изображать следующим образом: если смотреть на юг, то Маркаб — это правый нижний угол, Шеат — правый верхний, Альферац — левый верхний, а Альгениб — левый нижний.

В конкретный момент нашего наблюдения (22:00 15 октября) квадрат будет несколько наклонен. Маркаб будет находиться в самой южной точке (кульминировать). Альферац будет самой высокой звездой Квадрата, а самой низкой — Альгениб (чуть ниже Маркаба). Сторона «Маркаб-Шеат» будет почти вертикальной справа, а сторона «Альгениб-Альферац» — слева. Вся фигура будет выглядеть как большой ромб, наклоненный влево (на восток).

Ответ: Звезды Маркаб, Шеат, Альгениб и Альферац образуют большой астеризм «Большой Квадрат Пегаса». Относительно друг друга они формируют фигуру, близкую к квадрату. В указанное время наблюдения эта фигура видна высоко на юге и наклонена, представляя собой ромб, вершиной которого является Альферац, а самой южной точкой — Маркаб.