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

Подготовьте сообщение по темам (на выбор):

1. «Навигационные звезды Северного полушария».

2. «Астрономические угломеры».

1. «Навигационные звезды Северного полушария».

Навигационные звезды — это яркие и легко узнаваемые звезды, которые с древних времен используются для определения местоположения и направления движения на Земле. В Северном полушарии существует несколько ключевых звезд и созвездий, играющих важную роль в астронавигации.

Полярная звезда (α Малой Медведицы)

Это самая важная навигационная звезда Северного полушария. Ее уникальность заключается в том, что она находится очень близко к Северному полюсу мира — точке, вокруг которой происходит видимое суточное вращение звездного неба. Благодаря этому Полярная звезда практически не меняет своего положения на небе в течение ночи.

Как найти Полярную звезду: Самый простой способ — использовать астеризм Большой Ковш в созвездии Большая Медведица. Нужно мысленно провести прямую линию через две крайние звезды ковша (Мерак и Дубхе) и отложить на этой линии пять раз расстояние между ними. В конце этой линии и будет находиться Полярная звезда. Она также является самой яркой звездой в созвездии Малая Медведица (завершает «ручку» Малого Ковша).

Использование в навигации:

1. Определение направления на север: Направление на Полярную звезду с высокой точностью совпадает с направлением на географический север.

2. Определение широты: Угловая высота Полярной звезды над горизонтом (h) практически равна географической широте (φ) места наблюдения: $\phi \approx h$. Например, если Полярная звезда видна на высоте 45° над горизонтом, то ваша широта составляет примерно 45° северной широты.

Другие важные созвездия и астеризмы

Большая Медведица (Ursa Major): Кроме помощи в поиске Полярной звезды, это созвездие само по себе является отличным ориентиром. Оно является околополярным для большинства широт Северного полушария, то есть никогда не заходит за горизонт.

Кассиопея (Cassiopeia): Это созвездие в форме буквы W или M также является околополярным. Оно расположено на небесной сфере напротив Большой Медведицы относительно Полярной звезды. Если Большая Медведица находится низко над горизонтом, Кассиопея будет высоко, и наоборот. Это позволяет находить Полярную звезду в любое время ночи и года.

Летний треугольник: Это астеризм, хорошо видный летними ночами. Он образован тремя яркими звездами из разных созвездий: Вега (в созвездии Лиры), Денеб (в созвездии Лебедя) и Альтаир (в созвездии Орла). Этот большой и легко узнаваемый треугольник помогает ориентироваться на летнем ночном небе.

Орион (Orion): Яркое и красивое созвездие, доминирующее на зимнем небе. Его легко узнать по астеризму «Пояс Ориона» — трем звездам, выстроенным в один ряд. Продолжив линию Пояса Ориона на юго-восток, можно найти Сириус — самую яркую звезду ночного неба. А если продолжить эту линию на северо-запад, она укажет на Альдебаран в созвездии Тельца. Вертикальная линия, проведенная через звезды плеч и ног Ориона, примерно указывает на север.

Ответ: Навигационные звезды Северного полушария, такие как Полярная звезда, и астеризмы, как Большой Ковш, Кассиопея, Летний треугольник и Пояс Ориона, являются ключевыми инструментами для определения направления на север и вычисления географической широты. Полярная звезда указывает на север, а ее высота над горизонтом соответствует широте наблюдателя. Другие созвездия помогают найти Полярную звезду и служат дополнительными ориентирами на ночном небе.

2. «Астрономические угломеры».

Астрономические угломеры — это приборы, предназначенные для измерения угловых расстояний между небесными светилами или их высот над горизонтом. Эти измерения являются основой астрометрии — раздела астрономии, занимающегося определением положения и движения небесных тел. Эволюция угломерных инструментов отражает развитие всей астрономической науки.

Исторические угломерные инструменты

Гномон: Простейший астрономический инструмент, представляющий собой вертикальный стержень, установленный на горизонтальной площадке. По длине и направлению его тени можно было определять полдень (момент, когда тень самая короткая), высоту Солнца, а также дни равноденствий и солнцестояний.

Квадрант: Инструмент, имеющий форму четверти круга ($90^\circ$), со шкалой и визирным устройством. Использовался для измерения высоты светил над горизонтом. Знаменитые гигантские стенные квадранты, как в обсерватории Улугбека или Тихо Браге, позволяли достигать высокой для своего времени точности измерений.

Астролябия: Сложный и многофункциональный прибор, бывший своего рода аналоговым компьютером. Позволяла определять время (днем и ночью), находить на небе звезды, вычислять высоту светил, определять широту местности и решать другие астрономические и навигационные задачи.

Секстант: Более совершенный и портативный навигационный прибор, пришедший на смену квадранту. Его название происходит от латинского слова «шестая часть», так как его шкала составляет $60^\circ$ (1/6 часть круга). Однако благодаря системе зеркал (принципу двойного отражения) он позволяет измерять углы до $120^\circ$. Секстант стал незаменимым инструментом для мореплавателей для определения широты и долготы.

Современные угломерные инструменты

Теодолит: Высокоточный геодезический прибор для измерения горизонтальных и вертикальных углов. В астрономии используются его модификации, называемые универсальными инструментами, для точного определения координат светил.

Меридианный круг (Пассажный инструмент): Специализированный телескоп, который может вращаться только в плоскости небесного меридиана (линии север-юг). Он предназначен для сверхточного измерения моментов прохождения звезд через меридиан и их высот в этот момент. Эти данные позволяют с высочайшей точностью определять координаты звезд (прямое восхождение и склонение) и служат основой для создания звездных каталогов и службы точного времени.

Современные телескопы: Практически все современные профессиональные и любительские телескопы оснащены цифровыми датчиками угла (энкодерами) или системами компьютерного наведения (Go-To). Эти системы автоматически наводят телескоп на объект с известными координатами или показывают точные координаты (азимут и высоту, либо прямое восхождение и склонение) той точки неба, куда направлен телескоп. Точность таких измерений может достигать долей угловой секунды.

Угловые измерения в астрономии производятся в градусах ($^\circ$), угловых минутах ($\prime$) и угловых секундах ($\prime\prime$). В одном градусе 60 минут, а в одной минуте 60 секунд. Например, видимый диаметр диска Луны или Солнца составляет примерно $0.5^\circ$ или $30^\prime$.

Ответ: Астрономические угломеры — это инструменты для измерения углов на небесной сфере. Они прошли путь эволюции от простого гномона до сложных исторических приборов, таких как астролябия и секстант, и современных высокоточных устройств, таких как меридианный круг и телескопы с цифровыми энкодерами. Эти инструменты играли и продолжают играть фундаментальную роль в астрономии, навигации и картографии.