Номер 5, страница 63 - гдз по физике 9 класс учебник Закирова, Аширов

5. Для чего введена горизонтальная система координат?

Горизонтальная система небесных координат — это система, используемая в астрономии для определения положения небесных светил на небесной сфере в данный момент времени для конкретного наблюдателя на поверхности Земли. Её основное предназначение — дать простое и интуитивно понятное описание того, где на небе находится объект "прямо сейчас".

В основе этой системы лежат плоскость и направление, связанные непосредственно с наблюдателем:

• Основная плоскость: плоскость математического горизонта. Это большая окружность на небесной сфере, плоскость которой перпендикулярна отвесной линии в месте наблюдения. Проще говоря, это граница между видимой частью неба и той, что скрыта под ногами.
• Основные точки и направления: Зенит (точка прямо над головой), надир (точка прямо под ногами), а также точки сторон света на горизонте — север (N), юг (S), восток (E), запад (W).

Положение светила в этой системе определяется двумя координатами:

1. Высота (h): Это угловое расстояние светила от плоскости горизонта, измеренное вдоль вертикального круга (дуги большого круга, проходящей через зенит и светило). Высота измеряется в градусах. Она положительна для объектов над горизонтом и отрицательна для объектов под ним. Диапазон значений высоты: от $ -90^\circ $ (в надире) до $ +90^\circ $ (в зените). Для светила, находящегося на горизонте, $ h = 0^\circ $.
2. Азимут (A): Это угол, измеряемый вдоль горизонта от определенной точки (чаще всего точки юга) до точки пересечения вертикального круга светила с горизонтом. В астрономии азимут традиционно отсчитывают от точки юга (S) в сторону запада (W) в пределах от $ 0^\circ $ до $ 360^\circ $. Однако в геодезии и навигации азимут могут отсчитывать от точки севера (N) в сторону востока (E).

Ключевые особенности и цели введения системы:

• Практичность и наглядность: Система напрямую отвечает на вопрос "В какой стороне и как высоко над горизонтом искать объект?". Это делает её незаменимой для визуальных наблюдений и наведения телескопов без сложного оборудования.
• Привязка к наблюдателю: Координаты (высота и азимут) любого небесного тела (за исключением объектов, находящихся на полюсах мира) постоянно изменяются из-за суточного вращения Земли. Они также уникальны для каждой точки на земной поверхности. Например, Луна, которая для наблюдателя в Москве находится высоко на юге, для наблюдателя в Сиднее в тот же момент времени может быть видна низко на севере или вообще находиться под горизонтом.
• Применение в расчетах: Горизонтальная система используется для определения моментов восхода и захода светил (когда их высота $ h = 0^\circ $), а также моментов их верхней и нижней кульминации (когда светило пересекает небесный меридиан и достигает наибольшей или наименьшей высоты).
• Использование в технике: Современные телескопы с компьютерным управлением (системы Go-To) и системы слежения за спутниками постоянно выполняют преобразование координат объектов из неподвижных систем (например, экваториальной) в горизонтальную систему для текущего времени и места, чтобы точно наводиться на цель и отслеживать её движение по небу.

Таким образом, в отличие от экваториальной системы, которая закреплена за небесной сферой и используется для составления звездных каталогов, горизонтальная система является "локальной" и "динамической", что делает её идеальным инструментом для практической наблюдательной астрономии.

Ответ: Горизонтальная система координат введена для определения видимого положения небесных тел (их высоты над горизонтом и азимута) относительно конкретного наблюдателя на Земле в заданный момент времени. Она используется для практических целей: наведения наблюдательных инструментов, определения времени восхода и захода светил, астрономической навигации и отслеживания искусственных спутников.