Какую конфигурацию планеты называют противостоянием. Видимое движение солнца и луны. Противостояние и соединение планет

Тест по астрономии на тему

Какую конфигурацию планеты называют противостоянием. Видимое движение солнца и луны. Противостояние и соединение планет

Предмет: Астрономия.

Класс: 10-11

Учитель: Елакова Галина Владимировна.

Место работы: МБОУ «СОШ №7» г. Канаш Чувашской Республики

Тест по теме: «Видимое движение планет».

Тестовый тематический контроль может проводиться устно или письменно, фронтально или по группам с разным уровнем подготовки. Такая проверка экономна по времени, обеспечивает индивидуальный подход.

Данный тест позволяет быстро и объективно оценить уровень подготовки учащихся, выявить типичные ошибки и определить пробелы в знаниях. Тест содержит 10 вопросов, на каждый вопрос предлагается несколько ответов, из которых учащимся нужно выбрать один правильный.

Учитывая неоднородность класса и индивидуальные способности обучающихся, учитель может предложить некоторые задачи выборочно. В течение учебного года ученик может переходить с одного уровня сложности на другой, более высокий. Тест рассчитан на выполнение в течение 10-15минут.

Выполняя тестовые задания, учащиеся должны пользоваться приложениями, данными в учебнике, брать из таблиц нужные для решения задач величины.

Задачи и задания, содержащие в тестовых работах, направлены на формирование умений, требуемых программой, а также на контроль за степенью их сформированности и уровнем знаний учащихся по основным вопросам курса астрономии. Оценка знаний учащихся по итогам выполнения теста может производиться по шкале:

– оценка «5» ставится, если число правильных ответов составляет от 8 – 10;

оценка «4» – от 6 – 7 заданий;

оценка «3» – от 4- 5 заданий.

Задания 9 – 10 рассчитаны для сильных учеников и для подготовки к олимпиадам по астрономии.

Вариант I:

1. Какие планеты могут наблюдаться в противостоянии? Какие не могут?

А) Внешние планеты могут. Внутренние (Венера и Меркурий) не могут.

Б) Внешние планеты не могут. Внутренние (Венера и Меркурий) могут.

В) Могут и внутренние и внешние планеты.

2. В какой конфигурации и почему удобнее всего наблюдать Марс?

А) Лучше всего Марс можно наблюдать вблизи элонгаций.

Б) В противостоянии, так как в это время ближе всего к Земле, повернут к ней целиком освещенным полушарием, виден всю ночь.

В) При восточной элонгации Марс виден на западе вскоре после захода Солнца, при западной – на востоке незадолго перед восходом Солнца.

3. В какой из конфигураций могут быть и внутренние и внешние планеты?

А) Юпитер и Сатурн.

Б) Все планеты могут находиться в нижнем соединении.

В) Все планеты могут находиться в верхнем соединении.

4. Вследствие чего в течение года происходит изменение прямого восхождения и склонения Солнца?

А) Изменение прямого восхождения происходит вследствие годичного обращения Земли, а склонения – вследствие наклона ее оси вращения.

Б) Изменение прямого восхождения происходит вследствие суточного обращения Земли, а склонения – вследствие наклона ее оси вращения.

В) Нет правильного ответа.

5. Планета находится в созвездии Козерога. Поясните, может ли ее видеть наблюдатель, находящийся на Северном полюсе Земли?

А) Да, так как созвездие Козерога целиком находится в северном полушарии звездного неба.Б) Нет, так как созвездие Козерога целиком находится в южном полушарии звездного неба.

В) Нет, так как созвездие Козерога для всех широт является незаходящим.

6. Если представить себя на северном полюсе Солнца, то в какую сторону будет вращаться вокруг него планеты – по направлению движения часовой стрелки или против него?

А) Против направления движения часовой стрелки.Б) По направлению движения часовой стрелки.

7. Марс в 1959 году прошел прямым движением по созвездиям Скорпион, Дева, Лев, Рак, Близнецы, Телец, Овен. В каком направлении он двигался – от Скорпиона к Овну или от Овна к скорпиону?

А) От Скорпиона к Овну.
Б) От Овна к Скорпиону.

8. Как часто повторяются противостояния Марса, сидерический период которого

1,9 года?

А) 12 лет.

Б) 1 год.

В) 2,1 года.

9. Чему равен звездный период обращения Юпитера, если его синодический период равен 400 сут?

А) 11,4 годаБ) 2,1 года

В) 3 года.

10.Определите, внутри или вне Солнца находится центр масс Солнечной системы, пренебрегая массами всех планет, кроме Юпитера. Масса Солнца в 1050 раз больше массы Юпитера.

Известно, что диаметр Солнца в 108 раз меньше расстояния от Солнца да Земли, а расстояние от Солнца до Юпитера в 5,2 раза больше расстояния от Солнца да Земли (5.2 а.е.).

Расстояние от Солнца до Земли 147 100 000 км.

Вариант II:

1. Какие планеты не могут находиться в нижнем соединении?

А) В нижнем соединении не могут находиться внутренние планеты (все, кроме Венеры и Меркурия).

Б) В нижнем соединении не могут находиться внешние планеты (все, кроме Венеры и Меркурия).

В) В нижнем соединении не могут находиться все планеты.

2. Какие планеты могут находиться в верхнем соединении?

А) В верхнем соединении не могут находиться только внешние планеты (все, кроме Венеры и Меркурия).

Б) В верхнем соединении могут находиться только внешние планеты (все, кроме Венеры и Меркурия).

В) В верхнем соединении не могут находиться все планеты.

3. Какие планеты могут быть видны с Луной во время полнолуния?

А) Рядом с полной Луной, т.е. в противостоянии могут быть видны только внешние планеты.

Б) Рядом с полной Луной, т.е. в противостоянии могут быть видны только внутренние планеты.

В) Сатурн, Юпитер, Венера.

4. Где на земном шаре круглый год день равен ночи? Почему?

А) На земном экваторе, так как здесь суточный путь Солнца всегда делится горизонтом точно пополам.Б) На северном полюсе, так как Солнце там всегда находится в зените.

В) За полярными кругами, на которых все звезды восходят и заходят одновременно.

5. Через какой промежуток времени повторяются моменты максимальной удаленности Венеры от Земли, если ее звездный период равен 225 сут?

А) 500 сут.Б) 587 сут.

В) 225 сут.

6. У внутренних планет – Меркурия и Венеры – наблюдаются фазы, наблюдаются ли они у внешних планет?

А) У внешних планет фазы не наблюдаются.
Б) Из внешних планет фазы заметны только у Марса.

В) У всех внешних планет наблюдаются фазы.

7. Чему равен звездный период обращения Венеры вокруг Солнца, если ее верхние соединения с Солнцем повторяются через 1,6 года?

А) 2 годаБ) 1,5 года

В) 0,61 года (или 223 сут).

8.Год на Меркурии длится 88 земных суток, а период обращения вокруг своей оси составляет 58,7 земных суток (направления вращения совпадают). Найдите продолжительность солнечных суток на Меркурии.

Ф) 75 сут.Б) 176 сут.

В) 200 сут

9. Вот два отрывка из одной повести о Марсе: «Вовка пошарил глазами по небосводу. Сразу в поле зрения попала нежно-зеленая красавица Венера. А вот и он, старый знакомый, – Марс.

Сегодня он особенно красный. И как всегда на месте…». «Над мирно спящими городами, селами…как всегда на месте, висел пламенеющий Марс, символ войны».

Что в этих описаниях верно, а что противоречит действительности?

А) Марс не имеет постоянного места на небосводе и это не звезда. Венера изредка бывает зеленоватого цвета.

Б) Марс не имеет постоянного места на небосводе и это не звезда.

В) Марс не имеет постоянного места на небосводе и это не звезда. Венера никогда не бывает зеленоватого цвета.

10. Общеизвестно, что внутренние планеты не могут быть наблюдаемы в полночь. Почему?

Ответы:

Вариант I: 1 –А; 2 – Б; 3 – В;4 – А; 5 – Б; 6 – А; 7 – Б; 8 – В; 9-А

Вариант II: 1 – Б; 2 – Б; 3 – А; 4 – А; 5- Б; 6 – Б; 7 – В; 8 – Б; 9 – А.

Примечание:

Вариант I:

Решение задачи №8: Нужно найти синодический период этой (верхней) планеты. Для этого воспользуемся формулой = – или S = = = 2,1 года.

Решение задачи №9: T = = сут = 11,4 года.

Решение задачи №10: Если мы пренебрегаем всеми планетами, кроме Юпитера, то центр масс Солнечной системы – это центр масс системы Солнце-Юпитер, который находится от центра Солнца на расстоянии

Радиус Солнца составляет чуть меньше 700 тысяч километров. Видно, что в рамках сделанных в условии допущений, центр масс Солнечной системы находится вне Солнца, хотя и близко к его поверхности.

Вариант II:

Решение задачи №5: Через промежуток времени, называемый синодическим периодом, повторяются все конфигурации планет, в том числе и данная – верхнее соединение:

S = T•T3/T3–T=363•225/140 = 587 сут.

Решение задачи №7: T = = = 0,61 года = 223 сут.

Решение задачи №8: Поскольку направления вращения совпадают, число суток (с продолжительностью S) в году (Т0) ровно на 1 меньше, чем число оборотов планеты вокруг своей оси (период Т), то есть

Решение задачи №10: В полночь Солнце отстоит от линии горизонта на 90º, а Меркурий и Венера не удаляются от Солнца более чем на 28º и 48º. Следовательно, в полночь они должны на дневной половине небосвода.

Литература:

1. Б.А. Воронцов – Вильяминов, Е.К. Страут; «Астрономия», Издательство «Дрофа».

2. Левитан Е.П., 2Астрономия», М.: «Просвещение»,1994.

3. Малахова Г.И, Страут Е.К., «Дидактический материал по астрономии», М.: «Просвещение»,1989.

4. Моше Д.:»Астрономия»: Кн. для учащихся. Перевод с англ./Под ред. А.А. Гурштейна. – М.: Просвещение.

5. Орлов В.Ф. «300 вопросов по астрономии»; М.: Издательство «Просвещение», 1967.

6. Перельман Я.И.; «Занимательная астрономия», Д.: ВАП, 1994.

Источник: https://infourok.ru/test-po-astronomii-na-temu-vidimoe-dvizhenie-planet-klass-2125620.html

Конфигурации планет – Физикон

Какую конфигурацию планеты называют противостоянием. Видимое движение солнца и луны. Противостояние и соединение планет

 Все космогонические гипотезы можно разделить на несколько групп. Согласно одной из них Солнце и все тела Солнечной системы: планеты, спутники, астероиды, кометы и метеорные тела – образовались из единого газовопылевого, или пылевого облака.

Согласно второй Солнце и его семейство имеют различное происхождение, так что Солнце образовалось из одного газовопылевого облака (туманности, глобулы), а остальные небесные тела Солнечной системы – из другого облака, которое было захвачено каким-то, не совсем понятным, образом Солнцем на свою орбиту и разделилось каким-то, еще более непонятным образом на множество самых различных тел (планет, их спутников, астероидов, комет и метеорных тел), имеющих самые различные характеристики: массу, плотность, эксцентриситет, направление обращения по орбите и направление вращения вокруг своей оси, наклонение орбиты к плоскости экватора Солнца (или эклиптики) и наклон плоскости экватора к плоскости своей орбиты.
    

Конфигурация и условия видимости планет

 Конфигурациями планет называют некоторые характернее взаимные расположения планет, Земли и Солнца.     Условия видимости планет с Земли резко различаются для планет внутренних (Венера и Меркурий), орбиты которых лежат внутри земной орбиты, и для планет внешних (все остальные).

     Внутренняя планета может оказаться между Землей и Солнцем или за Солнцем. В таких положениях планета невидима, так как теряется в лучах Солнца. Эти положения называются соединениями планеты с Солнцем. В нижнем соединении планета ближе всего к Земле, а в верхнем соединении она от нас дальше всего.

Синодические периоды обращения планет и их связь с сидерическими периодами

     Период обращения планет вокруг Солнца по отношению к звездам называется звездным или сидерическим периодом.     Чем ближе планета к Солнцу, тем больше ее линейная и угловая скорости и короче звездный период обращения вокруг Солнца.

     Однако из непосредственных наблюдений определяют не сидерический период обращения планеты, а промежуток времени, протекающий между ее двумя последовательными одноименными конфигурациями, например между двумя последовательными соединениями (противостояниями).

Этот период называется синодическим периодом обращения. Определив из наблюдений синодические периоды, путем вычислений находят звездные периоды обращения планет.

     Синодический период внешней планеты – это промежуток времени, по истечении которого Земля обгоняет планету на 360° при их движении вокруг Солнца.

Законы Кеплера

     Заслуга открытия законов движения планет принадлежит выдающемуся немецкому ученому Иоганну Кеплеру (1571 -1630). В начале XVII в. Кеплер, изучая обращение Марса вокруг Солнца, установил три закона движения планет.

Первый закон Кеплера. Каждая планета обращается по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце.

Второй закон Кеплера (закон площадей). Радиус-вектор планеты за одинаковые промежутки времени описывает равные площади.

Третий закон Кеплера. Квадраты звездных периодов обращения планет относятся как кубы больших полуосей их орбит.

     Среднее расстояние всех планет от Солнца в астрономических единицах можно вычислить, используя третий закон Кеплера. Определив среднее расстояние Земли от Солнца (т. е. значение 1 а.е.) в километрах, можно найти в этих единицах расстояния до всех планет Солнечной системы.

Большая полуось земной орбиты принята за астрономическую единицу расстояний (=1 a.e.)
     Классическим способом определения расстояний был и остается угломерный геометрический способ. Им определяют расстояния и до далеких звезд, к которым метод радиолокации неприменим.

Геометрический способ основан на явлении параллактического смещения.

     Параллактическим смещением называется изменение направления на предмет при перемещении наблюдателя.

ПРИМЕР РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ

Задача. Противостояния некоторой планеты повторяются через 2 года. Чему равна большая полуось ее орбиты?

ДаноРЕШЕНИЕБольшую полуось орбиты можно определить из третьего закона Кеплера: ,а звездный период – из соотношения между сидерическим и синодическим периодами:, 
   – ?

Размер и форма Земли

     На фотоснимках, сделанных из космоса, Земля выглядит как шар, освещенный Солнцем.
     Точный ответ о форме и размере Земли дают градусные измерения, т. е. измерения в километрах длины дуги в 1° в разных местах на поверхности Земли.

Градусные измерения показали, что длина 1° дуги меридиана в километрах в полярной области наибольшая (111,7 км), а на экваторе наименьшая (110,6 км). Следовательно, на экваторе кривизна поверхности Земли больше, чем у полюсов, а это говорит о том, что Земля не является шаром.

Экваториальный радиус Земли больше полярного на 21,4 км. Поэтому Земля (как и другие планеты) вследствие вращения сжата у полюсов.     Шар, равновеликий нашей планете, имеет радиус, равный 6370 км. Это значение принято считать радиусом Земли.

     Угол, под которым со светила виден радиус Земли, перпендикулярный к лучу зрения, называется горизонтальным параллаксом.

Масса и плотность Земли

     Закон всемирного тяготения позволяет определить одну из важнейших характеристик небесных тел – массу, в частности массу нашей планеты.

Действительно, исходя из закона всемирного тяготения, ускорение свободного падения g=(G*M)/r2. Следовательно, если известны значения ускорения свободного падения, гравитационной постоянной и радиуса Земли, то можно определить ее массу.

     Подставив в указанную формулу значение g = 9,8 м/с2, G =6,67 * 10-11 Н * м2/кг2,

R =6370 км, найдем, что масса Земли М=6 x 1024 кг. Зная массу и объем Земли, можно вычислить ее среднюю плотность.

Опорный конспект

Источник: https://www.sites.google.com/site/sos2fizika/astronomia/propustili-urok-po-astronomii/konfiguracii-planet

Видимое движение планет. (стр. 1 из 2)

Какую конфигурацию планеты называют противостоянием. Видимое движение солнца и луны. Противостояние и соединение планет

Издавна люди наблюдали на небе такие явления как видимое вращение звездного неба, смена фаз Луны, восход и заход небесных светил, видимое движение Солнца по небу в течение дня, солнечные затмения, изменение высоты Солнца над горизонтом в течение года, лунные затмения.

Было ясно, что все эти явления связаны, прежде всего, с движением небесных тел, характер которого люди пытались описать при помощи простых визуальных наблюдений, правильное понимание и объяснение которых складывалось веками.

После признания революционной гелиоцентрической системы мира Коперника, после того как Кеплер сформулировал три закона движения небесных тел и разрушил многовековые наивные представления о простом круговом движении планет вокруг Земли, доказал расчетами и наблюдениями, что орбиты движения небесных тел могут быть только эллиптическими, стало наконец ясно, что видимое движение планет складывается из:

1) перемещения наблюдателя по поверхности Земли;

2) вращения Земли вокруг Солнца;

3) собственных движений небесных тел.

Сложное видимое движение планет на небесной сфере обусловлено обращением планет Солнечной системы вокруг Солнца. Само слово “планета” в переводе с древнегреческого означает “блуждающая” или “бродяга”.

Траектория движения небесного тела называется его орбитой. Скорости движения планет по орбитам убывают с удалением планет от Солнца. Характер движения планеты зависит от того, к какой группе она принадлежит.

Поэтому по отношению к орбите и условиям видимости с Земли планеты разделяются на внутренние (Меркурий, Венера) и внешние (Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон), или соответственно, по отношению к Земной орбите, на нижние и верхние.

Внешние планеты всегда повернуты к Земле стороной, освещаемой Солнцем. Внутренние планеты меняют свои фазы подобно Луне. Наибольшее угловое удаление планеты от Солнца называется элонгацией.

Наибольшая элонгация у Меркурия – 28°, у Венеры – 48°.

Плоскости орбит всех планет Солнечной системы (кроме Плутона) лежат вблизи плоскости эклиптики, отклоняясь от нее: Меркурий на 7њ , Венера на 3,5њ; у других наклон еще меньше.

При восточной элонгации внутренняя планета видна на западе, в лучах вечерней зари, вскоре после захода Солнца. При западной элонгации внутренняя планета видна на востоке, в лучах утренней зари, незадолго до восхода Солнца. Внешние же планеты могут находиться на любом угловом расстоянии от Солнца.

Угол фазы Меркурия и Венеры изменяется в пределах от 0° до 180°, поэтому Меркурий и Венера сменяют фазы так же, как и Луна.

Около нижнего соединения обе планеты имеют наибольшие угловые размеры, но выглядят, как узкие серпы. При угле фазы ψ = 90°, освещается половина диска планет, фаза Φ = 0,5.

В верхнем соединении нижние планеты освещены полностью, но плохо видны с Земли, так как находятся за Солнцем.

Итак, при наблюдениях с Земли на движение планет вокруг Солнца накладывается еще и движение Земли по своей орбите, планеты перемещаются по небосводу то с востока на запад (прямое движение), то с запада на восток (попятное движение). Моменты смены направления называются стояниями.

Если нанести этот путь на карту, получится петля. Размеры петли тем меньше, чем больше расстояние между планетой и Землей. Планеты описывают петли, а не просто движутся туда-сюда по одной линии исключительно из-за того, что плоскости их орбит не совпадают с плоскостью эклиптики.

Такой сложный петлеобразный характер был впервые замечен и описан на примере видимого движения Венеры (рисунок 1).

Рисунок 1 – «Петля Венеры».

Известен факт, что движение определенных планет можно наблюдать с Земли только в строго определенное время года, это связано с их положением с течением времени на звездном небе.

Характерные взаимные расположения планет относительно Солнца и Земли называются конфигурациями планет. Конфигурации внутренних и внешних планет различны: у нижних планет это соединения и элонгации (наибольшее угловое отклонение орбиты планеты от орбиты Солнца), у верхних планет это квадратуры, соединения и противостояния.

Поговорим конкретнее о каждом из видов конфигураций: конфигурации, при которых внутренняя планета, Земля и Солнце выстраиваются по одной линии, называются соединениями (рис. 2).

Рис. 2. Конфигурации планет: Земля в верхнем соединении с Меркурием,

в нижнем соединении с Венерой и в противостоянии с Марсом

Если А – Земля, В – внутренняя планета, С – Солнце, небесное явление называется нижним соединением. В “идеальном” нижнем соединении происходит прохождение Меркурия или Венеры по диску Солнца.

Если А – Земля, В – Солнце, С – Меркурий или Венера, явление называется верхним соединением. В “идеальном” случае происходит покрытие Солнцем планеты, которое, конечно, не может наблюдаться из-за несравнимой разницы в блеске светил.

Для системы Земля – Луна – Солнце в нижнем соединении происходит новолуние, в верхнем соединении – полнолуние.

Предельный угол между Землей, Солнцем и внутренней планетой называется наибольшим удалением или элонгацией и равен: для Меркурия – от 17њ30' до 27њ45' ; для Венеры – до 48њ.

Внутренние планеты могут наблюдаться только вблизи Солнца и только по утрам или вечерам, перед восходом или сразу после захода Солнца. Видимость Меркурия не превышает часа, видимость Венеры – 4 часов (рис.

3).

Рис. 3. Элонгация планет

Конфигурация, при которой Солнце, Земля и внешняя планета выстраиваются на одной линии, называется (рис. 2):

1) если А – Солнце, В – Земля, С – внешняя планета – противостоянием;

2) если А – Земля, В – Солнце, С – внешняя планета – соединением планеты с Солнцем.

Конфигурация, в которой Земля, Солнце и планета (Луна) образуют в пространстве прямоугольный треугольник, называется квадратурой: восточной при расположении планеты в 90њ к востоку от Солнца и западной при расположении планеты в 90њ к западу от Солнца.

Движение внутренних планет на небесной сфере сводится к их периодическому отдалению от Солнца вдоль эклиптики то к востоку, то к западу на угловое расстояние элонгации.

Движение внешних планет на небесной сфере носит более сложный петлеобразный характер. Скорость видимого движения планеты неравномерна, поскольку ее величина определяется векторной суммой собственных скоростей Земли и внешней планеты. Форма и размеры петли планеты зависит от скорости планеты по отношению к Земле и наклона планетной орбиты к эклиптике.

Теперь введем понятие конкретных физических величин, характеризующих движение планет и позволяющих произвести некоторые расчеты: Сидерическим (звездным) периодом обращения планеты называется промежуток времени Т, за который планета совершает один полный оборот вокруг Солнца по отношению к звездам.

Синодическим периодом обращения планеты называется промежуток времени S между двумя последовательными одноименными конфигурациями.

Для нижних (внутренних) планет:

Для верхних (внешних) планет:

Продолжительность средних солнечных суток s для планет Солнечной системы зависит от сидерического периода их вращения вокруг своей оси t, направления вращения и сидерического периода обращения вокруг Солнца Т.

Для планет, обладающих прямым направлением вращения вокруг своей оси (тем же, в котором они движутся вокруг Солнца):

Для планет, обладающих обратным направлением вращения (Венера, Уран):

Формулы связи синодического и сидерического периодов выводят по аналогии с движением часовых стрелок. Аналогией синодического периода S будет промежуток времени между совпадениями часовой и минутной стрелок, аналогией сидерических – периоды вращения часовой стрелки (Т1 = 12 ч) и минутной стрелки (Т2 = 1 ч). Стрелки встречаются вновь в разных местах циферблата. Их угловые скорости равны:

;

За синодический период времени часовая стрелка описывает дугу

, минутная стрелка .

Тогда

=> .

Однако насколько бы мы точно не производили расчеты, существует ряд космических и атмосферных явлений которые искажают истинную картину:

1) Атмосферная рефракция, которая включает:

– искажение небесных координат светил;

– необходимость поправки экваториальных координат небесных светил на рефракцию;

– искажение формы и угловых размеров небесных светил по высоте на восходе и закате;

– мерцание звезд;

– “зеленый луч”.

2) Рассеяние света в атмосфере Земли, которое включает:

– голубой цвет дневного неба;

– синий, сиреневый цвет вечернего (утреннего) неба;

– сумерки.

– продолжительность светового времени суток (дня) всегда превышает промежуток времени от восхода до захода Солнца;

Источник: https://mirznanii.com/a/275926/vidimoe-dvizhenie-planet

10. Конфигурации и условия видимости планет [1987 Воронцов-Вельяминов Б.А. – Астрономия: Учебное пособие для 10 класса средней школы]

Какую конфигурацию планеты называют противостоянием. Видимое движение солнца и луны. Противостояние и соединение планет

Конфигурациями планет называют некоторые характерные взаимные расположения планет, Земли и Солнца.

Прежде всего заметим, что условия видимости планет с Земли резко различаются для планет внутренних (Венера и Меркурий), орбиты которых лежат внутри земной орбиты, и для планет внешних (все остальные).

Внутренняя планета может оказаться между Землей и Солнцем или за Солнцем. В таких положениях планета невидима, так как теряется в лучах Солнца. Эти положения называются соединениями планеты с Солнцем. В нижнем соединении планета ближе всего к Земле, а в верхнем соединении она от нас дальше всего (рис. 28).

Рис. 28. Конфигурации планет

Легко видеть, что угол между направлениями с Земли на Солнце и на внутреннюю планету никогда не превышает определенной величины, оставаясь острым. Этот предельный угол называется наибольшим удалением планеты от Солнца.

Наибольшее удаление Меркурия доходит до 28°, Венеры – до 48°. Поэтому внутренние планеты всегда видны вблизи Солнца либо утром в восточной стороне неба, либо вечером в западной стороне неба.

Из-за близости Меркурия к Солнцу увидеть эту планету невооруженным глазом удается редко.

Венера отходит от Солнца на небе на больший угол, и она бывает ярче всех звезд и планет. После захода Солнца она дольше остается на небе в лучах зари и даже на ее фоне видна .отчетливо. Также хорошо она бывает видна и в лучах утренней зари. Легко понять, что в южной стороне неба и среди ночи ни Меркурия, ни Венеры увидеть нельзя.

Если, проходя между Землей и Солнцем, Меркурий или Венера проецируются на солнечный диск, то они тогда видны на нем как маленькие черные кружочки. Подобные прохождения по диску Солнца во время нижнего соединения Меркурия и особенно Венеры бывают сравнительно редко, не чаще чем через 7-8 лет.

Освещенное Солнцем полушарие внутренней планеты при разных положениях ее относительно Земли нам видно по-разному (рис. 29). Поэтому для земных наблюдателей внутренние планеты меняют свои фазы, как Луна. В нижнем соединении с Солнцем планеты повернуты к нам своей неосвещенной стороной и невидимы. Немного в стороне от этого положения они имеют вид серпа.

С увеличением углового расстояния планеты от Солнца угловой диаметр планеты убывает, а ширина серпа делается все большей. Когда угол при планете между направлениями на Солнце и на Землю составляет 90°, мы видим ровно половину освещенного полушария планеты. Полностью такая планета обращена к нам своим дневным полушарием во время верхнего соединения.

Но тогда она теряется в солнечных лучах и невидима.

Рис. 29. Расположение орбит Меркурия и Венеры относительно горизонта для наблюдателя, когда Солнце заходит (указаны фазы и видимый диаметр планет в разных положениях относительно Солнца при одном и том положении наблюдателя)

Внешние планеты могут находиться по отношению к Земле за Солнцем (в соединении с ним), как Меркурий и Венера, и тогда они тоже теряются в солнечных лучах. Но они могут находиться и на продолжении прямой линии Солнце – Земля, так что Земля при этом оказывается между планетой и Солнцем.

Такая конфигурация называется противостоянием.

Она наиболее удобна для наблюдений планеты, так как в это время планета, во-первых, ближе всего к Земле, во-вторых, повернута к ней своим освещенным полушарием и, в-третьих, находясь на небе в противоположном Солнцу месте, планета бывает в верхней кульминации около полуночи и, следовательно, долго видна и до и после полуночи.

Моменты конфигураций планет, условия их видимости в данном году приводятся в “Школьном астрономическом календаре”.

2. Синодические периоды обращения планет и их связь с сидерическими периодами

Мы наблюдаем планеты с Земли, которая сама обращается вокруг Солнца. Это движение Земли необходимо учитывать, чтобы узнать периоды обращения планет в невращающейся инерциальной системе отсчета, или, как часто говорят, по отношению к звездам.

Период обращения планет вокруг Солнца по отношению к звездам называется звездным или сидерическим периодом.

Чем ближе планета к Солнцу, тем больше ее линейная и угловая скорости и короче звездный период обращения вокруг Солнца.

Убедитесь в этом, изучив приложение V.

Однако из непосредственных наблюдений определяют не сидерический период обращения планеты, а промежуток времени, протекающий между ее двумя последовательными одноименными конфигурациями, например между двумя последовательными соединениями (противостояниями). Этот период называется синодическим периодом обращения. Определив из наблюдений синодические периоды 5, путем вычислений находят звездные периоды обращения планет Т.

Рассмотрим, как же связаны синодический и звездный периоды обращения планет на примере Марса.

Скорость движения планет тем больше, чем они ближе к Солнцу. Поэтому после противостояния Марса Земля станет его обгонять. С каждым днем она будет отходить от него все дальше. Когда она обгонит его на полный оборот, то снова произойдет противостояние.

Синодический период внешней планеты – это промежуток времени, по истечении которого Земля обгоняет планету на 360° при их движении вокруг Солнца.

Угловая скорость Земли (угол, описываемый ею за сутки) составляет угловая скорость Марса – где Т- число суток в году, Т – звездный период обращения планеты, выраженный в сутках. Следовательно, за сутки Земля обгоняет планету на Если S – синодический период планеты в сутках, то через S суток Земля, обгонит планету на 360°, т. е.

Для внутренних планет, обращающихся быстрее, чем Земля, Т>Т (планета будет обгонять Землю), надо писать:

Для Венеры синодический период составляет 584 сут, для Марса 780 сут.

Проверьте это, используя данные приложения V.

Упражнение 7

1. Звездный период обращения Юпитера равен 12 годам. Через какой промежуток времени повторяются его противостояния?

2. Синодический период обращения воображаемой планеты составляет 3 года. Каков звездный период ее обращения около Солнца?

3. Какова должна быть продолжительность звездного и синодического периодов обращения планеты в случае их равенства?

Источник: http://12apr.su/books/item/f00/s00/z0000045/st010.shtml

Орбиты Солнечной системы и конфигурация планет

Какую конфигурацию планеты называют противостоянием. Видимое движение солнца и луны. Противостояние и соединение планет

Сначала необходимо определиться, что такое орбиты и для чего они нужны.Орбита планеты это её путь, или траектория движения. Подразумевается, что это перемещение в заранее определённой системе координат.

Всё тела в Солнечной системе вращаются по окружности Солнца. Это и есть заданная система координат. В свою очередь у каждого небесного тела разные орбиты. Как известно, они не движутся друг за другом. Более того,они отличаются по удлиненности и протяжению.

Собственно, это влияет на климат и температуру поверхности тел.

Орбиты солнечной системы

Элементы орбиты

У каждой орбиты имеется свой набор параметров. К тому же, именно он задаёт её форму, размер и расположение в пространстве.
В астрономии принято использовать кеплеровы элементы орбиты. К ним относятся:

  • большая полуось — геометрическая характеристика объектов. Образуется коническим сечением, то есть пересечением плоскости с поверхности кругового конуса.
  • эксцентриситет — это параметр конического сечения, выраженный в числах. Он указывает его отклонение от окружности.
  • наклонение — угол между плоскость и орбитой.
  • аргумент перицентра — угол между направлениями из центра на восходящий узел орбиты. Сам перицентр определяют как ближнюю точку орбиты к притягивающему центру.
  • долгота восходящего узла — математическое описание линии плоскости орбиты в отношении к базовой плоскости.
  • средняя аномалия — это произведение среднего движения тела и интервала времени от перицентра. Имеет стабильную угловую скорость.

Орбиты солнечной системы

Разумеется, центр нашей системы это Солнце. Собственно в нём заключена основная масса всей системы. Поэтому своей силой тяготения оно притягивает небесные тела.

Солнце

Стоит отметить, значительное количество космических тел в солнечной системе движутся приблизительно в одной области. Её называют эклиптикой. Другие объекты имеют больший угол наклона по отношению к ней.

Все планеты и многие другие тела вращаются вокруг Солнца против часовой стрелки. Кстати, сама центральная звезда движется в этом же направлении. К тому же почти все планеты обращаются вокруг своей оси в эту же сторону. Только Венера и Уран имеют противоположное течение.
Интересно, что чем больше удалена планета от Солнца, тем дальше расстояние между орбитами объектов.

Уран (слева) и Венера (справа)

С точки зрения астрономов, небесные тела направляются по эллипсу. Иначе говоря, они движутся по замкнутой кривой на плоскости. В одной из точек эллипса расположено Солнце. Чем ближе объект к нему, тем значительней угловая скорость вращения. Следовательно меньше период обращения. Проще говоря, короче год.

Планеты солнечной системы

Между прочим, очень часто нашу систему делят на две зоны: внутреннюю и внешнюю.

К внутренней относятся пояс астероидов и планеты земной группы: Меркурий, Венера, Марс и, конечно, Земля.
Внешняя часть находится за первой группой. В её стостав входит четыре газовых гиганта.

Вдобавок, все объекты солнечной системы разделены на три вида:

  • планеты,
  • карликовые планеты,
  • малые тела.

Международный астрономический союз утвердил состав системы Солнца. Всего установлено восемь планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.

Планеты солнечной системы

Конфигурация планет

Вероятно, вы задаёте вопрос: Что такое конфигурация планет и чем это интересно? По крайней мере, в астрономии понятие конфигурации связывают с взаимным расположением Солнца, планет и других небесных тел. Более того, это относится непосредственно к Солнечной системе.

По характеру движения различают конфигурации нижних и верхних планет.

Конфигурация нижних планет

Наблюдаемое с Земли перемещение нижних планет, а точнее Меркурия и Венеры, сопровождается сменой фаз. Движение этих планет осуществляется недалеко от Солнца. Их наибольшее отдаление от него совершается либо на восток, либо на запад от него. В зависимости от направления удаления различают восточную (вечернюю) элонгацию, и западную (утреннюю) элонгацию.

К слову сказать, элонгация определяется как угловое положение между Солнцем и планетой. Помимо этого, движение нижних планет бывает попятным, то есть с востока на запад. При этом момент, когда планета следует между Землёй и Солнцем, является нижним соединением.

Кроме того, движение может быть прямым, иначе говоря с запада на восток.

И в момент, когда Солнце находится между Землёй и планетой, наблюдают верхнее соединение.

Конфигурация верхних планет

Конфигурация верхних планет похожа на нижние. По аналогии происходит прямое и попятное движение. Отличие заключается в меньшей скорости движения. В результате этого наступает момент, когда Солнце догоняет планету. Таким образом, они соединяются. Кроме того, в это время Солнце находится между Землёй и планетой.

Во время попятного движения планета оказывается в точке, которая прямо противоположна положению Солнца. Собственно говоря, такой момент называется противостоянием. Именно в этот период Земля расположена между Солнцем и планетой.

Положение планеты под углом 90° от Солнца в восточном направлении это восточная квадратура.

Подобное положение к западной стороне, соответственно, называется западной квадратурой.

Видимое движение верхних планет происходит без смены фаз. Они повернуты к Земле освещённой стороной. Кстати, движение Луны соответствует конфигурации верхних планет.

Разумеется, с Земли мы не можем наблюдать за перемещением верхних планет.

Периоды обращения планет

В астрономии принято два вида периодов обращения планет.
Сидерический период это обращение планеты вокруг Солнца. Другими словами время, а точнее год планеты определяемый земными сутками или годом.

Сидерический период

Синодический период это время обращения планеты в одну и ту же точку с позиции наблюдателя. К тому же наблюдатель должен находится на Земле. Данный период более доступный для астрономов.

Поэтому его вычислили раньше, чем сидерический.

К сожалению, есть некоторая сложность в определении синодического периода. Во-первых, Земля совершает оборот вокруг Солнца. Таким образом движение планет с Земли неточно и неравномерно.

Во-вторых, не стоит забывать про попятное движение планет.

Планеты, их орбиты и движение это ещё одна уникальность вселенной. Безусловно, их изучение и наблюдение завораживает. Столько всего удивительного происходит в космосе. Надо полагать, что впереди нас ждут ещё более увлекательные вещи.

Источник: kosmosgid.ru

Источник: https://zen.yandex.ru/media/id/5cadee0a906b9100b242952a/5cebb51eda618900b37d5983

§ 11. Конфигурация планет. Синодический период

Какую конфигурацию планеты называют противостоянием. Видимое движение солнца и луны. Противостояние и соединение планет

Условия видимости планет меняются по-разному: если Меркурий и Венеру можно видеть только утром или вечером, то остальные — Марс, Юпитер и Сатурн — бывают видны также и ночью. По временам одна или несколько планет могут быть вовсе не видны, поскольку они располагаются на небе поблизости от Солнца.

В этом случае говорят, что планета находится в соединении с Солнцем. Если же планета располагается на небе вблизи точки, диаметрально противоположной Солнцу, то она находится в противостоянии. В этом случае планета появляется над горизонтом в то время, когда Солнце заходит, а заходит она одновременно с восходом Солнца.

Следовательно, всю ночь планета находится над горизонтом.

Соединение и противостояние, а также другие характерные расположения планеты относительно Солнца называются конфигурациями.

Внутренние планеты (Меркурий и Венера), которые всегда находятся внутри земной орбиты, и внешние, которые движутся вне её (все остальные планеты), меняют свои конфигурации по-разному.

Названия различных конфигураций внутренних и внешних планет, которые характеризуют расположение планеты относительно Солнца на небе, приведены в таблице и на рисунке 3.4.

Рис. 3.4. Конфигурации внутренней и внешней планеты

Рисунок

Внутренняя планета

Внешняя планета

3.4, а

Верхнее соединение

Верхнее соединение

3.4, б

Восточная элонгация

Западная квадратура

3.4, в

Нижнее соединение

Противостояние

3.4, г

Западная элонгация

Восточная квадратура

Ясно, что условия видимости планеты в той или иной конфигурации зависят от её расположения по отношению к Солнцу, которое планету освещает, и Земли, с которой мы её наблюдаем. На рисунке 3.4 показано, каково при различных конфигурациях взаимное расположение Земли T, планет P1, P2 и Солнца S в пространстве.

Единственной конфигурацией, в которой может находиться любая планета, независимо от того, внутренняя она или внешняя, является верхнее соединение. В этом случае она находится на линии, соединяющей центры Солнца, Земли и планеты, за Солнцем — «выше» него.

Поэтому Солнце, рядом с которым планета находится на небе, не даёт возможности её увидеть. У внешних планет соединение может быть только верхним, поэтому для них такую конфигурацию часто называют просто соединением.

Внутренняя планета может оказаться между Солнцем и Землёй, и тогда говорят о её нижнем соединении с Солнцем.

Внешняя планета может находиться на любом угловом расстоянии от Солнца (от 0 до 180°). Когда оно составляет 90°, то говорят, что планета находится в квадратуре. Для внутренних планет максимально возможное угловое удаление от Солнца (в элонгации) невелико: для Венеры — до 47°, а для Меркурия — всего 28°.

Конфигурации планеты периодически повторяются.

Промежуток времени между двумя последовательными одноимёнными конфигурациями планеты (например, верхними соединениями) называется её синодическим периодом.

Ещё в глубокой древности, когда считалось, что планеты обращаются вокруг Земли, для каждой из них на основе многолетних наблюдений был определён синодический период обращения.

Согласно гелиоцентрической системе, сама Земля обращается вокруг Солнца с периодом, равным году. Это её движение необходимо учитывать, чтобы узнать периоды обращения планет в невращающейся инерциальной системе отсчёта, или, как принято говорить, по отношению к звёздам.

Период обращения планеты вокруг Солнца по отношению к звёздам называется звёздным (или сидерическим) периодом.

Очевидно, что по своей продолжительности синодический период планеты не совпадает ни с её сидерическим периодом, ни с годом, который является звёздным периодом обращения Земли.

Рассмотрим, как связан синодический период планеты со звёздными периодами Земли и самой планеты. Чем ближе планета к Солнцу, тем быстрее она совершает свой оборот вокруг него. Пусть звёздный период обращения внешней планеты равен P, звёздный период Земли — T (T < P), а синодический период — S.

Тогда угловые скорости их движения по орбитам будут равны соответственно 360°/P и 360°/T. От момента какой-либо конфигурации (например, противостояния) до следующей такой же конфигурации планета пройдёт дугу своей орбиты, равную •S.

За этот же промежуток времени (за синодический период) Земля пройдёт дугу на 360° большую, которая равна •S. Тогда:

•S – •S = 360°,

или

 – = .

Почти такой же будет формула для внутренней планеты:

 – = .

Следовательно, зная синодический период планеты, можно вычислить её звёздный период обращения вокруг Солнца.

Вопросы 1. Что называется конфигурацией планеты? 2. Какие планеты считаются внутренними, какие — внешними? 3. В какой конфигурации может находиться любая планета? 4. Какие планеты могут находиться в противостоянии? Какие — не могут? 5. Назовите планеты, которые могут наблюдаться рядом с Луной во время её полнолуния.

Упражнение 9 1. Нарисуйте, как будут располагаться на своих орбитах Земля и планета: а) Меркурий — в нижнем соединении; б) Венера — в верхнем соединении; в) Юпитер — в противостоянии; г) Сатурн — в верхнем соединении. 2. В какое время суток (утром или вечером) будет видна Венера, если она расположена так, как показано на рисунке 3.4, г? 3.

 Сравните условия видимости Марса в положениях, показанных на рисунках 3.4, в и 3.4, а. 4. Оцените, сколько примерно времени и когда (утром или вечером) может наблюдаться Венера, если она удалена к востоку от Солнца на 45°. 5. Через какой промежуток времени встречаются на циферблате часов минутная и часовая стрелки? 6. Звёздный период обращения Юпитера равен 12 годам.

Через какой промежуток времени повторяются его противостояния?

Источник: https://reader.lecta.rosuchebnik.ru/demo/7934-65/data/chapters/Chapter11/index.xhtml

WikiMedForum.Ru
Добавить комментарий