«геодезиялық астрономия»
жүктеу/скачать 2.37 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Жоғары шарықтау
- Төменгі шарықтау
- Негізгі: 2[58-62] Бақылау сұрақтары
Негізгі: 2[64-72] Бақылау сұрақтары :
10-лекция. Аспан сферасының тəуліктік айналуы Көкжиектегі hр дүние полюсінің биіктігі бақылау орнының географиялық ендігіне φ тең болғандықтан, жұлдызды аспан түрі бақылаушы солтүстіктен оңтүстікке немесе кері бағытта жер бетімен қозғалғанда өзгереді. Студент көкжиек пен бірінші вертикалға қатысты шырақтардың тəуліктік қозғалысының ерекшеліктері бойынша аспан сферасының аймақтарға бөлінуін аждаһатпен оқып білуге тиіс. 3.1 суретте 0°<φ<90° шартын қанағат тұратын кейбір орташа ендікке арналған аспан сферасын көрсетілген. Солтүстік жарты шарда тұрған бақылаушы үшін аспан сферасының шығыс бөлігіндегі көкжиектің С нүктесінде көрінген жұлдыздың қозғалысын бақылап отырыйық. Бақылаушы жұлдыздың көкжиек үстінде бірте-бірте жоғары көтерілгенін жəнеL нүктесінде биіктікке мейлінше жететінін,яғни шарықтайтынын көреді.Жұлдыз аспан сферасының батыс бөлігіне ауысқаннан кейін оның биіктігі төмендей бастайды,жұлдыз e нүктесінде көкжиекке жетеді жəне өзінің тəуліктік жолын аяқтау үшін көкжиек астында ғайып болады. Солтүстік N нүктесінде көкжиекке қатыстыNF параллелі бойынша жəне одан əрі солтүстік параллельдер бойынша қозғалатын жұлдыздар əр уақытта байқаушы шола алатын аспан сферасының сол бөлігінде қала отырып,ешқашан көкжиек астына енбейді. Мұндай жұлдыздар жоғары көтерілмейтін (циркулполярлық) аталады. 3.1 суреттен бұл ендік үшін бұрылуы δ>0; |δ|>90°-φ шартын орындайтын жұлдыздар батпайтндар болады.SR параллелі бойынша өзінің тəуліктік жолын жасайтын, оңтүстік нүктесі мен оңтүстік параллельдерден əрі көкжиекке қатысты жұлдыздар əрдайым көкжиек астында тұрады жəне жоғары
меридиан арқылы өткеннен кейін жоғары шарықтауында аспан сферасының батыс бөлігінде шырақтың вертикалы оның тəуліктік параллеліне жанасқан алыстай отырып одан алшақтай береді. Осыдан кейін шыраұ меридианға жақындай тастайды жəне төменгі шырақтау сəтінде оны қиып өтеді. Төменгі шарықтаудан кейін шырақ меридианынан қайтадан алшақтай бастайды жəне біршама уақыттан соң аспан сферасының шығыс бөлігінде ең кө дигрессияға жетеді. Сөйтіп тəуліктік параллеліZK параллелінен солтүстікке қарай тұрған
42
шырақтың элонгация аталатынға немесе ең көп дигрессияға ие . боладыЖұлдыздың солтүстік жарты шарда элонгациясы болу үшін оның бұрылуы оңды,пункттің ендігінен абсолют шамасы бойынша үлкен, яғни δ>0, |δ|>φ болуы керек. 0°<δ<φ шырақтың осы пункттің көкжиегі үстіндегі бірінші вертикалы арқылы өтетін 3.1 суреттен көреміз. Осы жағдайды қамтамасыз ететін шырақтарда жоғары шарықтауы
тəуліктік параллельдермен шектелген төрт аймаққа бөлуге болады.Олар көкжиек үстімен өтетін жұлдыздар аймағы, геожиек үстімен бірінші вертикальды өтетін жұлдыздар аймағы, көкжиек атымен бірінші вертикалды өтетін жұлдыздар аймағы жəне көкжиектен(МP'Z') элонгацияланатын жұлдыздар аймағы. Аспан сферасының сызбасын жасағанда (3.2 сурет) шеңберді еркін радиуспен бейнелеу керек жəне оның ортасы арқылы көлбеу жазықтықты(көкжиек жазықтығын) жүргізу керек. Көкжиектің жазықтығына перпендикуляр сфера ортасы арқылы тіктеуіш сызығы ZZ', ал φ бұрышы астына дүние осін PP' жүргізеді. Дүние осіне перпендикуляр аспан экваторыныңQQ' жазықтығын жүргізеді жəне доға
практикалық есептерін шешу үшңн осы құбылыстардың басталуы мезгілдерін1m-ге дейінгі дəлдікпен алдын ала есептеп шығару жəне1-ге дейінгі дəлдікпен бірінші вертикал арқылы өтуі кезінде шырақтардың координаттарын шарықтау,элонгациялану кезінде шығу жəне бату нүктелеінде анықтау қажеттін жиі болады. Қарапайым геометриялық пайымдаушы жұлдыздардың шарықтаулардағы жағдайын анықтауға қызмет ететін формулалар жүйесін оңай алуға болады. Жоғары шарықтау А) жұлдыз зениттен оңтүстікке қарай,яғни –(90°-φ)<δ<φ шарықтайды. Өйткені жоғары шарықтағанда сағаттың бұрыш t=0, онда жұлдыз уақытының формуласы негізінде (1.1*) S=α болады. А=0°, Zm=φ-δ, мұнда Zm жұлдыздың меридиандық зениттік қашықтығы екенін3.3 суреттен қараңыз. ə) жұлдыз зенит пен дүниенің сенімді полюсі арасында зениттен солтүстікке қарай кульминацияланады, яғни δ>φ, S=α, A=180°, Zm=δ-φ Төменгі шарықтау а) жұлдыздың бұрылуы φ<δ жəне|δ|<φ тəуелсіздіктерін қамтамасыз етеді.Төменгі шарықтауда сағаттық бұрыш =α±12h, A=180°, Zm=180°–(φ+δ). ə) жұлдыздың бұрылуы теріс жəне абсолютті шама бойынша φ көп, яғни |δ|>φ, S=α±12, A=0°, Zm=180°+(φ+δ) КСРО АЖ-да «Темірқазықтың биіктігі мен азимуттарының кестесі» бар, егер анықталатын пункттің жақындатылған ендігі φ белгілі болса,оның көмегімен Темірқазықтың жұмыс эфемеридасын оңай жəне тез құрастыруға болады.Эфемерида уақыт бойынша 10m арқылы байқау кезеңіне жасалады. «Темірқазықтың биіктігі мен азимуттары кестесінде» Темірқазықтың əрбір 20 жұлдыздың уақыт өткенде жоғары шарықтау кезінен бастапf жəне a шамалары бар. a арқылы солтүстік нүктесінен батысқа немесе шығысқа санақталған темірқазықтың азимуты, ал f арқылы cost (Δ-Темірқазықтың полярлық қашықтығына) тең соның көмегімен Темірқазықтың зениттік қашықтығы есептеп шығарылатын көмекші шамасы белгіленген.Жұлдыздық уақыттың 43
берілген кезіне f кестелік мəнін 1-ге дейін дəлдікпен, ал жұлдыздық уақыттыңa берілген кездерін жəне φ белгілі бір пункттің φ ендігін интерполяциялай отырып, оңтүстік нүктесінен санақталған: Z=(90°-φ)-t, A=180°±α|ew формулалары бойынша Z зениттік қашықтығын жəне A Темірқазықтың азимутын табамыз. Қосу белгісі Темірқазық аспан сферасының шығыс бөлігінде, ал алу белгісі батыс бөлігінде тұрған кездерде алынады. Негізгі: 2[58-62] Бақылау сұрақтары :
айналуы нəтижесінде үздіксіз өзгереді. Сондықтан аспан сферасындағы шырақтың жағдайын уаұыттың мезгілдері көрсетілуге .тиісҚандай болмасын аспан құбылысы,мысалы, шырақтардың шығуы мен батуы, элонгация, қашан болмасын білу қажеттігі жиі туындайды. Сондай-ақ техникада жəне күнделікті өмірде уақытты өлшеу маңызды роль атқарады. Кез келген механикалық бірқалыпты қозғалыс(үдемелі немесе айналмалы) уақытты өлшеуге қолданылуы мүмкін. Адамдар өмірі жердің тəуліктік айналуына тікелей байланысты. Жердің ось айналасында бір айналуының ұзақтығы тəулік аталады.Көп уақыт бойы уақытты өлшеудің осы эталоны тұрақты шама болып саналады. 20 ғасыр ортасында ғалымдар жердің айналу қазғалысы бірқалыпты емес екенін тəжірибе жүзінде дəлелдеп берді Жердің ось айналасында айналу жылдамдығы ғасырлық,ағымдық жəне теріс сыйпаттың өзгеруіне ұшыраған, қазіргі уақыттағы уақытты өлшеу дəлдігінде кемсітуге болмайды. Бірқалыпты айналудан бұл ауытқулар жоғары дəлдікпен анықталады жəне ескеріледі. Уақыттың анағұрлым маңызды аралықтарын өлшеу үшін өлшеу бірлігі ретінде Айдың жер төңірегінде айналуы кезеңіне тең уақыт аралығы қолданылады.Уақыттың бұл аралығы ай аталады. Одан да маңызды уақыт аралықтарын өлшеу үшін Күннің Жер төңірегіндегі көрінетін жылдың қозғалысы қолданылады. Аспан сферасында Күн өзінің көрінетін жылдық қозғалысында жер төңірегінде толық айналым жасайтын жəне жұлдыздарға қатысты жағдайда келетін уақыт аралығы жұлдыздық жыл аталады. Күннің көктемгі күн мен түннің теңелуі нүктесі жүйелі өтетін аралығындағы уақыт аралығы тропикалық жыл аталады.Көктемгі күн мен түннің теңелуі нүктесінің прецесиялық қозғалуы нəтижесінде тропикалық жыл шамамен жұлдыздық жылдан20m қысқалау. Əрбір қозғалыс салыстырмалы болғандықтан бұдан бұрын аталған жер қозғалысының екі түрінде тəуліктік жəне жылдықты біз жерден тыс орналасқан жəне оның қозғалысына қатысты жоқ басқа аспанның басқа денелері мен нүктелерге қатыстыларды бақылай аламыз. Нүктелер ретінде оларға қатысты жердің ось төңірегінде айналулары есептеп шығарылатын көктемгі күн мен түннің теңелуі нүктесі шынайы.Күннің орталығы (біз аспан сферасынан көретін күн бетінің орталығы)жəне орта экваторлық Күн(шынайы Күннің эклиптика бойынша орташа қозғалу жылдамдығына тең жылдамдықпен экваторбойынша бірқалыпты қозғалатын жалған нүктесі) қабылданады. Жердің ось төңірегінде айналу уақыты көктемгі күн мен түннің теңелуіне қатысты жəне Күнге қатыст əртүрлі: Күнге қатысты Жердің толық айналым жасайтын уақыт аралығы ол көктемгі күн мен түннің теңелуі нүктесіне қатысты толық айналым жасайтын уақыт аралығынан шамамен 4м көп. Аспан сферасының кері тəуліктік айналуы бағытында жасалатын күннің эклиптика бойынша көрінетін жылдық қозғалысы осының себебі болып табылады.
44
басталуынан кез келген басқа сəтке өткен көктемгі күн мен түннің теңелуі нүктесінің жағдайымен белгіленген жұлдыздық сағаттардан, минуттардан жəне секундтардан көрініс тапқан уақыт жергілікті жұлдыздық уақыт аталады жəSнеəрпімен таңбалынады. Олай болса, S=tγ, яғни жұлдыздық уақыт сағаттың өлшеуіштен көрініс тапқан көктемгі күн мен түннің теңелуі нүктесінің сағаттың бұрышына сандық жағынан тең.Сағаттық бұрыш пен шырақтың тікелей көтерілуі арасында қарапайым жəне өте маңызды ара қатыстың бары3.2 суреттен кқрінеді: tγ=α+t Олай болса, жер бетінің кез келген нүктесінде шырақтың бұрышы оның тіке көтерілуінің қосындысында уақыттың осы мезгілі үшін көктемгі күн мен түннің теңелуі нүктесінің tγ əр қашан сағаттық бұрышын береді. Бірақ tγ=S, олай болса, S=α+t, яғни жер бетінің кез келген нүктесінде жұлдыздық уақыт кез келген мезгілде тіке көтерілу қосындысы мен шырақтың сағаттық бұрышына сандық жағынан тең. Шырақтың жоғары шарықтау кезінде оның сағаттық бұрышыt=0, олай болса, S=α, яғни шырақтың жоғары шарықтауы кезінде жұлдыздық уақыт тікелей көтерілуіне сандық жағынан тең. Z шырақтың t=12h жəне α=±12h төменгі шарықтауы кезінде, яғни шарықтың төменгі шарықтауы кезінде жұлдыздық уақыт оың12h-ге ұлғайтылған тікелей көтерілуіне сандық жағынан тең. Жұлдыздық тəуліктер астрономияда уақытты өлшеудің негізгі бірлігі болып табылады. Жұлдыздық уақыт астрономиялық бақылаулар мен əралуан ғылыми жəне техникалық міндеттерді шешу үшін қолданылады.Алайда, күнделікті өмірде жұлдыздық уақытты қолдану ыңғайсыз, өйткені жұлдыздық тəуліктердің басталуы,яғни жұлдыздық уақыттың 0h=i күндік тəуліктердің əртүрлі сəттеріне сəйкес келеді жəне бірде күндіз,бірде түнде болады. Оның себебі күннің эклиптика бойынша көрінетін жылдық қозғалысы болып табылады. Адамдар тұрмысының барлық күн тəртібі аспан сферасындағы күннің көрінетін жағдайымен кемділетіндіктен күнделікті өмірде уақытты өлшеу негізінде уақытты күн бойынша өлшеу жатыр. Бұл ретте оған қатысты жердің ось төңірегінде айналуы есептеп шығарылатын нүкте етіліп күн бетінің ортасы қабылданады.Нүктені əдетте шынайы күн атайды. Күн орталығының жоғары шарықтау кезі шынайы талтүс, төменгі кезі – шынайы түн ортасы аталады. Шынайы күн тəуліктерінің басталуы шынайы түн ортасынан,яғни күн ортасының осы пункттің меридианындағы төменгі шарықтау кезінен басталады,бұл кезде шынайы уақыт 0h-ге, ал шынайы күннің сағаттық бұрышы 12h-ге тең. Шынайы түн ортасы аралығындағы уақыт аралығы шынайы күндік тəуліктер аталады. Шнайы күндік тəуліктер шынайы24 сағатқа бөлінеді, шынайы сағатта шынайы 60 минут, шынайы минутта шынайы 60 секунд бар. Шынайы түн ортасынан өткен, яғни шынайы сағаттардан, минуттардан жəне секундтардан көрініс тапқан,яғни 0h шынайы күндік уақыттан қандай болмасын басқа мезгілге өткен уақыт жергілікті шынайы күндік уақыт аталады жəне m əрпімен таңбаланады. Уақыттың əрбір мезгілінде шынайы күндік уақытm 45
осы пунктте сағат өлшеуіштен,+12h, яғни m =t +12-ден көрініс тапқан шынайы күндік сағатты бұрышқа сандық жағынан тең. Алайда, күнделікті тұрмыса шынайы күндік уақытты қолдану қолайсыз, өйткені шынайы күннің эклиптика бойынша қозғалуы біркелкі еместігінен жəне экватордың эклиптикаға көлбеуінен шынайы күннің сағаттық бұрыштары уақытқа пропорциясыз өзгереді. Шынайы тəуліктердің, олай болса шынайы сағаттардың, минуттардың жəне секундтардың ұзақтығы жыл бойында өзгереді.Уақытты күн бойынша өлшеу жүйесінің кемістігін жою үшін уақытты орташа экваторлық күн бойынша өлшеу жүйесі енгізілген болатын. Орта экваторлық күннің жайы оңай анықталуы мүмкін,өйткені уақыттың кез келген сəтнде оның тікелей көтерілуі шынайы күннің орта эклиптикалық бойлығына теңеледі, яғни αсрэкв =(l0)ср. Орта экваторлық күннің сағаттық бұрыштары жердің айналуы қозғалысында біркелкі еместігінің əсері надирға алынбаған жағдайда бірқалыпты артады, олай болса, олар уақытты өлшеуге əбден жарамды. Осы пункттің меридианында орта экваторлық күннің жоғары шарықтау кезі орта талтүс,төменгі кез орташа түн ортасы аталады. Осы пункттің меридианындағы орта экваторлық күннің екі жүйесі төменгі
орташа минут 60 орташа секундтан құралады. Орташа экваторлық күннің төменгі шарықтау кезі аталған пункттің меридианында орташа тəуліктерінің басталуына алынады.Бұл кезде орташа күндік уақыт0h0m0s–ге, ал орташа экваторлық күннің сағаттық бұрышы – 12h тең. Орташа тəуліктердің басталуынан кез келген басқа кезге дейін өткен,орташа күндік сағаттардан, минуттардан жəне секундтардан көрініс тапқан уақыт орташа күндік уақыт аталады жəне m əрпімен белгіленеді. Орташа күндік уақыт аталған меридианда сағаттық мөлшерде көрініс тапқан,12-ге яғни m=tотрэкв +12h-ге ұлғайтылған орташа экваторлықtотрэкв күннің сағаттық бұрышына сандық жағынан тең болады. Түн ортасынан саналатын гринвичтік орташа уақыт бүкіл дүние жүзілік немесе əлемдік атлады жəне М əрпімен белгіленеді.1925 жылдан 1960 жылға дейін ол КСРО Астрономиялық жылнамасының басты дəлелі болып. Егеркелді Гринвич меридианындағы орташа экваторлық күннің сағаттық бұрышы ортТэкв арқылы белгіленсе, онда М=Тортэкв +12һ белгіленеді. Теореманың салдары болып табылатын, осы пункттерде уақыттың бір ғана кез келген физикалық сəтінде бақыланатын жер беті пункттерінің бойлықтарының айырмашылығы мен шырақтың сағаттық бұрыштары айырмашылығы арасында байланыс орнататын формулалардың асрономиялық жұмыстар үшін зор маңызы бар. Осы теорема негізінде Гринвичтен басталатын пункттің бойлығы Гринвичте уақыттың сол бір ғана физикалық сəтінде белгіленген жəнеE=S-λS1 λE=m -m 1 λE=m-M пунктінде анықталатын сол аттас уақыттардың(жұлдыздық, шынайы, орташа) айырмашылығымен теңеледі. Мұнда S, m , M бас əріптерімен тиісінше жұлдыздық, шынайы күндік жəне орташа гринвичтік уақыт белгіленген, λE – Гринвичтен шығысқа қарай тұрған пункттің бойлығы. Гринвичтік меридианнан шығысқа қарай орналасқан жер бетінің пункттерінде жұлдыздық, шынайы жəне орташа уақыт сол баяғы физикалық сəтте анықталған өзі аттас гринвичтік уақыттан көп болады. Гринвичтік меридианнан батысқа қарай орналасқан жер бетінің пункттерінде жергілікті ақыт гринвичтіктен кем əне формулалар: λW=S-S λW=M -m λW=M-m түрге енеді. Бір меридианда тұрған жер бетінің пункттері үшін аттас уақыттар(жұлдыздық,
уақыты сағат поястары бойынша өлшеу жүйесі енгізілді,ол поястық уақыт аталады да, Th-пен белгіленеді, мұндағы h- пояс нөмірі. Сағат поястарының 0 – 23 ке дейін нөмрі болады. Нөлдік сағаттық поястың орталық меридианы гринвичтік меридианмен сəйкес . келеді 46
Гринвичтен шығысқа қарай бірінші поястың нөмірі1 жəне оның орталық меридианының бойлығы 15°-қа тең. Гринвичтен шығысқа қарай екінші сағаттық поястың нөмірі2 жəне оның орталық меридианының бойлығы 30°-қа тең жəне т.с.с. Сағаттық поятың ішінде сол бір мезгілде орталық меридиандағы орташа уақытқа тең біртұтас уақыт алынады. Сағаттық поястардың шекараларын қиып өткенд уақыт дəл бір
анықталатын уақыт. Бұл уақыт, егер ол орташа күндік бірліктерден көрініс тапса,дүние жүзілі, ал егер ол жұлдыздық бірліктерден көрініс тапса, жұлдыздық деп аталады. Жердің тəуліктік аналысы бойынша есептелінетн уақыт уақыттың біркелкі емес шəкіліне негізделген. Осы Заманғы физиканың, астрономияның жəне геодезияның көптеген есептерін шешу кезінде уақыттың мұндай шəкілін пайдалануға болмайды. 2. Эфемеридтік уақыт. Эфемеридтік уақыттың өлшеуіші жердің гелиоцентрикалық орбитасымен қозғалуы бойынша анықталған. Осы бірлікке сəйкес келетін уақыттың жəне шəкілдің эфемеридтік бірлігін
астрономияның маңызды міндеті болып табылады. 1989 жылдың алдын ала мəні T=59∆2. Эфемеридті уақыт математикалық абсолюттік бір қалыпты Ньютондық уақытқа тепе-тең емес, алайда соған жақын. 47
Уақыт пен жиіліктің мемлекеттік атомдық эталоны ГЭВЧ (УЖМЭ) КСРО-да (ТМД-да) уақыт пен жиіліктің бірлігін 10-12 қателікпен жаңғыртады, ол он жыл ішінде 0.3 мс-ны құрайды. жүктеу/скачать 2.37 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||