Күннің көрінерлік жылдық қозғалысы және уақытты өлшеу. Практикалық астрономия негіздері

Астраномия курсының қ арастырып отырғ ан бө ліміндегі Кү ннің кө рінерлік жылдық қ озғ алысы мен уақ ытты есептеу системалары қ ұ былыстары туралы мағ лұ маттарды ұ ғ ыну қ иынғ а соғ ады.

Кү ннің кө рінерлік жылдық қ озғ алысын, бұ л қ озғ алыстың себебі мен салдарларын айқ ын тү сіну ү шін ең алдымен қ озғ алыстың салыстырмалылығ ын еске тү сіру қ ажет: қ озғ алыстағ ы жә не ө зінің қ озғ алысын сезбейтін бақ ылаушы ү шін оның ө зімен байланысы жоқ, басқ а денелер қ озғ алатын сияқ ты кө рінеді. Қ ателеспеу жә не Жерді қ озғ алмайды деп есептемеу ү шін оқ улық тардан Жердің Кү нді айнала қ озғ алатындығ ының дә лелдемелері келтірілген тақ ырыптарды оқ ып алу қ ажет. Содан кейін аспан сферасы, аспанның сфералық координаттары материалдарын қ айталап, бақ ылаушы Жермен бірге Кү нді айнала жыл бойы қ озғ алатындығ ын ескере отырып, Аспан сферасындағ ы Кү ннің кү нделікті орнын бақ ылаудағ ы бақ ылаушы ө зінің ролін елестету керек. Сонда Кү н аспанда бір орнында тұ рмай, бақ ылаушы қ андай бұ рыштық жылдамдық пен, яғ ни Жер қ озғ алатын болса, сондай жылдамдық пен орын ауыстыруы керек екендігі шығ ады. Жер жуық тап Кү нді 365 тә улікте бір айналым жасайтындық тан, толық айналым 360° қ ұ райды, олай болса Жер тә улігіне ө з орбитасы бойымен тә улігіне жуық тап 1° доғ ағ а жылжиды. Сондық тан Кү н де тә улік сайын аспанда жуық тап 1°-қ а жылжып отырады. Бұ л қ ұ былыс шындығ ында да байқ алады: Кү н жұ лдыздар алқ абында жә ймен кү н сайын жуық тап 1°-қ а Батыстан Шығ ысқ а қ арай жылжып отырады. Сонымен егер жылдың қ андай да бір кү нінде Кү н кү ннің жанында орналасқ ан қ андай да бір жұ лдызбен бір мезгілде горизонттан жоғ ары кө терілетін болса, онда Кү н бататын мезетте сол жұ лдыздан шығ ысқ а қ арай жуық тап 0°, 5-қ а қ ашық тайды (алшақ тайды), жә не де жұ лдыз Кү ннен 2 минут ерте батады (1⁰ = 4^М). Келесі кү ні Кү ншығ арда Кү н сол жұ лдыздан шығ ысқ а қ арай тағ ыда 0°, 5-қ а алшақ тайды, яғ ни кү ннен 4^м бұ рын шығ атын жұ лдыздан 1°-қ а шығ ыста болады. Бұ л қ ұ былыс жыл бойы ү здіксіз болады да Кү н бір жылда аспан сферасында толық бір айналым жасайды.

Кү ннің жылдық кө рінерлік қ озғ алысы Жердің нақ ты жылдық айналысынан болатындық тан Кү н жердің орбита жазық тығ ы деп аталатын Жер қ озғ алатын жазық тық та қ озғ алады. Бұ л жазық тық аспан сферасын эклиптика деп аталатын ү лкен шең бер бойымен қ ияды. Ал кү ннің жылдық кө рінерлік қ озғ алысы осы эклиптика бойымен болады. Бұ дан мынадай ү ш ө те маң ызды қ орытынды шығ ады:

1) Эклиптика жазық тығ ы - бұ л жер орбитасы жазық тығ ы;

2) Бақ ылаулардан эклиптика аспан экваторына 23° 27` бұ рышпен
кө лбегендігі анық талғ ан, олай болса жер экваторы жазық тығ ы жер
орбитасы жазық тығ ына осындай бұ рышпен кө лбеген; басқ аша айтқ анда,
бұ л Жерде жыл маусымдарының ауысуы мен жылулық белдеулердің
таралу қ ұ былыстарында шешуші роль атқ аратын жер осінің жер
орбитасы жазық тығ ына кө лбеулігін дә лелдейді.

3) Жердің Кү ннің айналысында айналмалы емес қ исық сызық ты
ілгерлемелі қ озғ алысы туралы сө з болып отырғ андық тан, Жердің ө з
орбитасы бойымен қ озғ алысы бағ ыты кү ннің эклиптика бойымен
қ озғ алысы бағ ытында, яғ ни батыстан шығ ысқ а қ арай, егер Жердің солтү стік полюсінен қ араса сағ ат тілі бағ ытына қ арама - қ арсы бағ ытта болады.

Бө лімнің материалдарын оқ ығ анда Кү ннің экваториальдың координаттарының ү здіксіз ө згерісіне жә не осы ө згерістер салдарына назар аудару қ ажет: жылдың ә ртү рлі кү ндеріндегі кү ннің талтү стік жә не тү нжарымдық биіктіктерінің айырмашылығ ы, жыл бойы горизонт бойымен Кү ннің шығ у жә не бату нү ктелерінің симметриялы орын ауыстыруы, кү н мен тү ннің ұ зақ тығ ының ө згерісі жә не осылардың нә тижесінде жыл маусымдарының ауысуы.

Жыл мезгілдерінің ауысуының себептерін тү сіндіргенде қ ыстың соң ы мен кө ктемнің басы деп неге 21 наурызда белгілейді деген сұ рақ тууы мү мкін. Шындығ ында егер 21 наурыз қ ыс пен жаз шекарасы болатын болса осы кезде қ атты аяз да немесе жылы ауа раиы болуы тү сініксіздеу сияқ ты.

21 наурыз астрономиялық кө ктемнің басы, ол ө згермелі жә не сенімсіз ауа райы белгілерімен байланысты емес. Жыл мезгілдерінің ауысу мерзімдерін қ абылдағ анда астрономдар метеорогиялық емес, Кү ннің тал тү стегі биіктігімен соғ ан байланысты кү н ұ зақ тығ ы астрономиялық қ ұ былыстарды басшылық қ а алады.

21 наурыз Кү ннің жылдық басқ а кү ндерінен айырмашылығ ы, бұ л кезде жарық пен кө ленке шекарасы біздің планетамыздың екі географиялық полюстері арқ ылы ө теді. Бұ ғ ан мынадай кө рнекі мысал келтіруге болады - қ олғ а глобусты алып шамғ а қ арай ұ стаймыз, сонда жарық талыну шек арасы Жер меридианы сызығ ы бойымен экватор жә не параллельдерге тік бұ рышпен қ иылысатындығ ына кө з жеткізү ге болады. Глобусты сол орында ө з осінен айналдырсақ глобус бетінің ә р бір нү ктесі шең бер бойымен қ озғ ала отырып шең бердің тура жартысында кө ленке жақ тағ екінші жартысында жарық жағ ында болады. Бұ л жылдың берілген уақ ыт кезенінде кү ннің ұ зақ тығ ы тү ннің ұ зақ тығ ына тең екендігін кө рсетеді. Бұ л кезенде Кү ннің Тү ннің тең дігі жер шарына оң тү стік жә не солтү стік полюстері аралығ ындағ ы барлық нү ктелері ү шін бірдей.

Міне неге 21 наурыз кү нін ерекшелеп алғ андағ ы біздің планетамыздың барлық жерінде кү н мен тү ннің ұ зақ тығ ының тендігіннен. Бұ л астрономиялық қ ұ былыс - кө ктемгі кү н тенелу деп аталады, бұ л жылда жалғ ыз емес 23 қ ыркү йек кү нінде де осындай қ ұ былыс болады, оны кү згі кү н тенелу деп атайы.

16 - сурет

Жыл бойы кү н мен тү ннің ұ зақ тығ ын бақ ылай отырып 23 қ ыркү йектен бастап солтү стік жарты шарда тә уліктің жарық бө лігі қ аранғ ы бө лігінен қ ысқ ара береді жә не ол жарты жыл бойы жалғ асады. 22 желтоқ санда кү н ұ зақ тығ ы ең қ ысқ ы болады сосын кү н ұ зара береді, 21 наурызда кү н мен тү н тенеледі. Жылдың қ алғ ан жартысында солтү стік жарты шарда кү н тү ннен ұ зағ ырақ болады, ол 22 маусымғ а дейін созылып 22 маусымда кү н ұ зақ тығ ы ең ү лкен болады, осылай қ айталана береді.

Кө рсетілген тө рт кү н жылдық астрономиялық мауcымдарының басы мен соң ын кө рсетеді. Солтү стік жарты шардағ ы орындар ү шін:

21 наурыз - кү н тү нге тең, кө ктемнің басы.

22 маусым - ең ұ зақ кү н, жаздың басы.

23 қ ыркү йек - кү н тү нге тең, кү здің басы.

22 желтоқ сан - ең қ ысқ ы кү н, қ ыстың басы.

Экватордың екінші жағ ында, яғ ни жердің оң тү стік жарты шарында біздің кө ктемге - кү з, біздің жазғ а - қ ыс сә йкес келеді.

Жыл маусымдарының ауысуына оқ ушылар ойлану ү шін мынадай сұ рақ тар беруге болады:

1. Жер шарының қ ай жерінде жыл бойы кү н тү нге тең?

Жауабы: экваторда кү н тү нге тең. Себебі жарық талыну шекарасы жердің кезкелген қ алпында экваторды тең екі жартығ а бө леді.

2. Экватордағ ы пунктерде 2 тамызда кү н қ ай уақ ытта шығ ады? 27 ақ панда ма?

Жауабы: Экваторда Кү н жыл бойы кү нделікті жергілікті уақ ыт бойынша сағ ат 6 -да шығ ады.

Жыл маусымдарының ауысуы мынадай ү ш себептен болады деп 1-ші бө лімде айтылғ ан:

1) Жердің Кү нді айнала қ озғ алысы.

2) Жердің ө з осінен айналуы.

3) Жердің айналу осінің Жер орбитасы жазық тығ ына кө лбеулігі.

Осы ү ш себептің ішінде шешуші роль атқ аратын Жердің айналу осінің кө лбеулігі болып табылатындығ ы мектеп курсында жеткілікті тү сіндірілмейді. Сондық тан оқ ушылардың кө пшілігі қ ыс, жаз болуы Жердің орбитасы эллипс тә різді болғ андық тан деп тү сінеді, яғ ни Кү нге Жер жақ ындайды немесе алыстайды деген сияқ ты.

Осындай тү сінбеушілік болмау ү шін оқ ушыларғ а тө мендегідей сұ рақ тарғ а жауап беру арқ ылы олар да дұ рыс тү сінік қ алыптастыруғ а болады.

1) Егер Жер осі орбита жазық тығ ына перпендикуляр болса, қ алай
болар еді? Жыл мезгілдері ө згерісі болады ма?

Ө згермейді.

Себебі кү н сә улесіне қ атысты Жер шары бірдей жағ дайда болады, жә не Жер бетінің ә р бір нү ктесінде жыл бойы бір маусым иелік етеді.

2) Егер Жер осі орбита жазық тығ ында жатса қ алай болар еді?

Бұ л ойша жасалынатын тә жірибеде Жердің айналу осін оның орбита жазық тығ ына жатқ ызамыз. Жер Кү нді " жатып" айналады деп айтуғ а болады.

Полюс маң айындағ ы орында жарты жылдық кү н болар еді. Осы жарты жылдық кү н бойы Кү н горизонттан зенитке дейін спиральды тү рде кө теріліп, сосын қ айтадан сондай спиральмен горизонтқ а қ арай тө мендеп жарты жылдық тү нмен ауысады (16 - сурет). Жарты жылдық кү нмен тү н ү здіксіз кө п тә уліктік ымыртпен бө лінген. Кү н горизонт астына жасырынбас бұ рын бірнеше тә улік бойы горизонтпен сырғ анай аспанда айналады. Осындай жаз бойы, қ ыс бойы жиналғ ан мұ здың бә рі еріп кетуі керек.

Орта ендіктерде кө ктемнің басынан бастап кү н ұ зара береді де, бір шама уақ ыттан соң кө п тә уліктік кү н созылады. Бұ л ұ зақ кү н берілген орын полюстен қ анша градус қ ашық тық та болса, соншалық ты тә улікте орнайды да, екі еселенген орын ендігі градусы қ анша болса сонша тә улікке созылады.

Осындай сұ рақ тар жауаптардан соң оқ ушыларғ а Жер осінің кө лбеулігі мен климаттық жағ дайлар арасындағ ы тығ ыз байланыс бар екендігі тү сінікті болады " Климат" грекше " кө лбеулік" деген сө зді білдіреді.

Осындай тақ ырыптан соң мынадай мә ндерді есте сақ тау қ ажет:

1) Эклиптиканың аспан экваторына кө лбеулігі ε - 23⁰ 27';

2) Кү ннің эклиптика бойымен тә уліктік қ озғ алысы шамасы ≈ 1⁰;

3) Кү н тең елу жә не кү н тоқ ырау кү ндеріндегі кү ннің экваторлық координаттарына кесте қ ұ растыру пайдалы.

Кесте

Уақ ытты есептеу жү йелері бө лімін оқ ыту кө біне қ иындық тар тудырады. Уақ ытты есептеу жү йелері материалдарын оқ ып шығ ып, білімгерлер барлық жү йелерді бір-бірімен шатыстырады.

Уақ ытты есептеу жү йелерін оқ у алдында экваторлық координата жү йесі туралы материалдарды қ айталау, Жердің айналасын, шырақ тар кульминикациясы, жә неКү ннің эклиптика бойымен кө рінерлік қ озғ алысын еске тү сіру керек. Сонымен бірге уақ ыт біреу, ұ зындық ә ртү рлі бірлікпен ө лшенетіні сияқ ты, бірақ оны ә ртү рлі уақ ыт бірлігімен ө лшеуге болатындығ ын ескерту қ ажет.

Барлық уақ ытты есептеу жү йелері географиялық бойлық байланытсы жә не оны анық тауда парктикада кең інен қ олданылады.

Орташа уақ ыты негізінде ө мірде қ олданылатын белдеулік уақ ыт қ ұ рылғ ан: бір сағ аттық белдеу негізінде меридиан орташа кү н уақ ыты бойынша жү реді.

Бұ л тақ ырыпта тө мендегі мә ліметтерді есте сақ тау қ ажет:

Жылдың ә ртү рлі кү ндеріндегі

Тү н жарымдағ ы жұ лдыздық уақ ыт жуық тап мынағ ан тең:

23 наурыз...................12

22 маусым..................18

22 қ ыркү йек................0

22 желтоқ сан.............. 6

Ә рбір тә улік сайын жү лдыздық уақ ыт орташа уақ ыттан 3 56 -қ а, ә рбір ай сайын 2 сағ атқ а алғ а кетеді;

Орташа тә улікте 24 3 56 жұ лдыздық уақ ыт бар.

Жұ лдыздық тә улікте 23 56 04 орташа уақ ыт бар.

Айлық айда 29, 53 тә лік бар;

Жұ лдыздық жылда 365 6 09 09 бар;

Тропикалық жылда 365 5 48 46 бар;

Григориан кү нтізбесі (жаң а стиль) 1582 жылы енгізілді. Кү нтізбе бойынша жаң а жә не ескі стиль кү н есебі айырмасы ХҮ І жә не ХҮ ІІ ғ асырларда 10 тә улікті, ХҮ ІІІғ -11 тә улікті, ХІХ ғ -12 тә улікті, қ азір ХХ ғ жә не келешек ХХі ғ -13 тә улікті қ ұ райды.

Адамзат қ оғ амы ө мірінде парктикалық астрономия қ олданылу аймағ ы жұ мыстар парктикалық астрометрияғ а қ атысты. Бірақ жалпы астрономия курсы кө лемінде кө птеген астрономиялық қ ұ ралдармен бақ ылауларды жү ргізуде, барлық практикалық астрономияның қ олданыстарын таныстыру мү мкіндігі шектеулі. Соныдқ тан парктикалық астрономияның маң ызы туралы негізгі тү сініктеімен шекетелуге тура келеді.

Қ ұ рғ ақ, су, ауа трассаларын салу, пайдалы қ азбаларды іздеу, кө птеген ө ндірістік жә не ғ ылыми экспедициялар жұ мыстары географиялық картасыз жә не жер бетінің ә ртү рлі орындарының географиялық координаттарын білусіз жү зеге асырылуы мү мкін емес. Ә зірше географиялық координаталар тек астрономиялық ә діспен ғ ана анық талады.

Уақ ытты есептеу жү йелерін жасау жә не астрономиялық бақ ылаулардан дә л уақ ытты жү йелі тү рде анық тау, радио арқ ылы дә л уақ ыт мезеті белгісін беру де практикалық астрономия міндетіне жатады.

Практикалық астрономияның дә л осы мә селелері, яғ ни уақ ытты жә не географиялық координаттарды анық тауды білімгерлер жақ сы мең геруі қ ажет. Бұ л бө лімнің материалдары сипаттамалы тү рде, дегенмен оны жақ сы мең геру ү шін бұ рын ө тілген материалдардың бә рін дерлік міндетті тү ре\де қ айталау қ ажет. Дә лірек айтқ анда аспан сферасы, аспан сфералық координаталары, шырақ кульминикациялары жә не уақ ытты есептеу жү йелері туралы мә ліметтерді қ айталау керек.