Підручник для 11 класу закладів загальної середньої освіти

В. Д. СИРОТЮК, Ю. Б. МИРОШНІЧЕНКО

Êèїâ«ÃÅÍÅÇÀ»

2019

ÀÑÒÐÎÍÎ̲ß(ÐІÂÅÍÜ ÑÒÀÍÄ ÀÐÒ Ó,

çà íàâ÷àëüíîþ ïðîãðàìîþ àâòîðñüêîãî êîëåê òèâó

ï іä êåðіâíèöòâîì ßöêіâà ß.Ñ.)

3

ØÀÍÎÂÍІ ÎÄÈÍÀÄÖßÒÈÊËÀÑÍÈÖІ ÒÀ ÎÄÈÍÀÄÖßÒÈÊËÀÑÍÈÊÈ!

 11-ìó êëàñі âè ïðîäîâæèòå âèâ÷àòè àñòðîíîìіþ. Öå îäíà ç íàéäàâíі-øèõ íàóê, ùî âèâ÷àє îá’єêòè і ÿâèùà Âñåñâіòó. Ãîëîâíîþ ìåòîþ âèâ÷åííÿ àñòðîíîìії є ôîðìóâàííÿ çàãàëüíîêóëüòóðíîї êîìïåòåíòíîñòі, ÿêà ïîòðіá-íà ëþäèíі â ïîâñÿêäåííîìó æèòòі, íàóêîâîãî ñâіòîãëÿäó òà îñíîâ ñèñòåìè çíàíü ïðî ìåòîäè é ðåçóëüòàòè âèâ÷åííÿ çàêîíіâ ðóõó, ôіçè÷íîї ïðèðîäè, åâîëþöії íåáåñíèõ òіë òà Âñåñâіòó â öіëîìó.

Âè âèâ÷àòèìåòå àñòðîíîìі÷íі îá’єêòè, îñíîâíі çàêîíîìіðíîñòі ïåðåáіãó àñòðîíîìі÷íèõ ÿâèù, äіçíàєòåñÿ ïðî áóäîâó Âñåñâіòó, ìåòîäè éîãî ïіçíàí-íÿ òà äîñëіäæåííÿ. Òåîðåòè÷íèé ìàòåðіàë öüîãî ïіäðó÷íèêà äîïîìîæå âàì çðîçóìіòè é ïîÿñíèòè âіäïîâіäíі ïðîöåñè òà ÿâèùà, çàêîíè і òåîðії. Çâåðòàéòå óâàãó íà òåêñò, âèäіëåíèé íàïіâæèðíèì øðèôòîì òà êîëüîðîì. Öå àñòðîíîìі÷íі òåðìіíè, îçíà÷åííÿ, âàæëèâі ïðàâèëà і çàêîíè, ÿêі ïîòðіáíî ïàì’ÿòàòè і âìіòè çàñòîñîâóâàòè.

Ðóáðèêà «×è çíàєòå âè, ùî…» ìіñòèòü öіêàâі ôàêòè, âîíà íå ëèøå

ðîçøèðèòü âàø êðóãîçіð, à é äîïîìîæå ïåðåêîíàòèñÿ, ùî â ïðèðîäі âñå âіäáóâàєòüñÿ çà çàêîíàìè ôіçèêè, óñâіäîìèòè ðîëü àñòðîíîìі÷íîãî çíàííÿ â æèòòі ëþäèíè é ñóñïіëüíîìó ðîçâèòêó.

Íàïðèêіíöі êîæíîãî ïàðàãðàôà є «Çàïèòàííÿ äî âèâ÷åíîãî», âіä-

ïîâіäàþ÷è íà ÿêі âè çìîæåòå ïåðåâіðèòè, ÿê âè çàñâîїëè ìàòåðіàë, à òàêîæ çàêðіïèòè ñâîї çíàííÿ.

«Ïðàêòè÷íі ðîáîòè» äîïîìîæóòü âàì êðàùå çðîçóìіòè çàêîíîìіð-

íîñòі àñòðîíîìі÷íèõ ÿâèù.

Çðàçêè ðîçâ’ÿçóâàííÿ ðіçíèõ âèäіâ çàäà÷ íàâåäåíî ó ðóáðèöі «Ðîçâ’ÿ-

çóєìî ðàçîì». Äëÿ ñàìîñòіéíîãî ðîçâ’ÿçóâàííÿ ïіäðó÷íèê ìіñòèòü äîñòàòíþ

êіëüêіñòü «Çàäà÷ òà âïðàâ». Çàäà÷і ç çіðî÷êîþ ïîòðåáóþòü ìàòåìàòè÷-

íèõ îá÷èñëåíü і áіëüøîї óâàãè, íàä ÿêèìè ïîòðіáíî ïîìіðêóâàòè.

4 5

ВступÇâåðíіòü îñîáëèâó óâàãó íà çàâäàííÿ ðóáðèêè «Ïåðåâіð ñâîþ êîì-

ïåòåíòíіñòü». Âèêîíóþ÷è їõ, âè áóäåòå â÷èòèñÿ áà÷èòè é ðîçóìіòè íàâêî-ëèøíіé ñâіò, çìîæåòå ïîÿñíèòè ïåðåáіã ÿâèù ó ïðèðîäі.

Ó êіíöі êîæíîãî ðîçäіëó íàâåäåíî «Òåñòîâі çàâäàííÿ», çà äîïîìî-

ãîþ ÿêèõ ìîæíà ïåðåâіðèòè ðіâåíü çàñâîєííÿ ìàòåðіàëó і ïіäãîòóâàòèñÿ

äî òåìàòè÷íîї êîíòðîëüíîї ðîáîòè.

Óñі öі íàâè÷êè äîïîìîæóòü âàì ó ìàéáóòíüîìó âèêîðèñòîâóâàòè îòðè-ìàíі çíàííÿ, çàñòîñóâàòè їõ íà ïðàêòèöі â ïîâñÿêäåííîìó æèòòі. Çíàííÿ ç àñòðîíîìії çíàäîáëÿòüñÿ âàì, íàâіòü ÿêùî âàøà ìàéáóòíÿ ïðîôåñіÿ íå áóäå ïîâ’ÿçàíà ç ïðèðîäíè÷èìè íàóêàìè.

ßêùî âèíèêíå ïîòðåáà äіçíàòèñÿ ïðî ÿêèéñü àñòðîíîìі÷íèé òåðìіí àáî ïðàâèëî, ñêîðèñòàéòåñÿ «Ñëîâíèêîì àñòðîíîìі÷íèõ òåðìіíіâ», ÿêèé є íàïðèêіíöі ïіäðó÷íèêà.

Íàìàãàéòåñÿ áóòè ìàêñèìàëüíî ñàìîñòіéíèìè â çàñâîєííі ìàòåðіàëó. Äëÿ ç’ÿñóâàííÿ âàæêèõ і ñïіðíèõ ïèòàíü çâåðòàéòåñÿ, ïåðåäóñіì, äî â÷è-òåëÿ ÷è â÷èòåëüêè, à òàêîæ âèêîðèñòîâóéòå äîâіäíèêè, åíöèêëîïåäії, Іíòåðíåò. Äëÿ ïåðåâіðêè ïðàâèëüíîñòі ðîçóìіííÿ âèâ÷åíîãî ìàòåðіàëó êîðèñíî îáãîâîðþâàòè ïîâіäîìëåííÿ, ðîçâ’ÿçêè çàäà÷, äîïîâіäі ó÷íіâ òà ó÷åíèöü. Òà é âçàãàëі, ÷àñòіøå îáìіíþéòåñÿ äóìêàìè ùîäî ïðî÷èòàíîãî çі ñâîїìè äðóçÿìè.

І íàëàøòóéòåñÿ íà òå, ùî âèâ÷åííÿ àñòðîíîìії — öå íåëåãêà ïðàöÿ. Àäæå øëÿõ ó íàóêó çàâæäè òåðíèñòèé. Ðàäіñòü ïіçíàííÿ äàєòüñÿ ëèøå ÿê íàãîðîäà çà ïåðåìîãó íàä òðóäíîùàìè, її ìîæíà ïîðіâíÿòè ç ðàäіñòþ àëü-ïіíіñòà, êîòðèé ïіäêîðèâ âåðøèíó. Âèÿâіòü ïðàöåçäàòíіñòü, âîëþ — і ðîáîòà ç ïіäðó÷íèêîì ïðèíåñå âàì ÷èìàëî ðàäіñíèõ õâèëèí.

Ùàñëèâîї âàì äîðîãè äî çíàíü!

Àñòðîíîìіÿ — îäíà ç íàéäàâíіøèõ íàóê, ùî âèâ÷àє îá’єêòè і ÿâèùà, ñïîñòåðåæóâàíі ó Âñåñâіòі і çàðîäèëàñÿ íà ïðàêòè÷íèõ ïîòðåáàõ ëþäèíè òà áàæàííÿõ ïіçíàòè äîâêіëëÿ. Її âíåñîê ó ðîçâèòîê öèâіëіçàöії òà ðîëü ó ôîðìóâàííі ñâіòîãëÿäó ëþäèíè âàæêî ïåðåîöіíèòè.

Ãîëîâíîþ ìåòîþ âèâ÷åííÿ àñòðîíîìії є ôîðìóâàííÿ çàãàëüíîêóëüòóð-íîї êîìïåòåíòíîñòі, íàóêîâîãî ñâіòîãëÿäó òà îñíîâ ñèñòåìè çíàíü ïðî ìåòîäè і ðåçóëüòàòè âèâ÷åííÿ çàêîíіâ ðóõó, ôіçè÷íîї ïðèðîäè, åâîëþöії íåáåñíèõ òіë òà Âñåñâіòó â öіëîìó.

Öåé áåçìåæíèé і ïîñòіéíî ìіíëèâèé ñâіò ìè íàçèâàєìî Âñåñâіò. Ïîíÿò-òÿ «âñåñâіò» ìіñòèòü ó ñîáі é Çåìëþ ç іíøèìè ïëàíåòàìè, Ñîíöå òà çîðі, ãàëàêòèêè і ñåðåäîâèùå, ó ÿêîìó âîíè ïåðåáóâàþòü. Íàøà ïëàíåòà Çåìëÿ і ìè ðàçîì ç íåþ є ÷àñòèíîþ öüîãî Âñåñâіòó.

Ëþäè çàâæäè ïðàãíóëè çðîçóìіòè ïðèðîäó ñïîñòåðåæóâàíèõ îá’єêòіâ і ÿâèù, òîìó áóäóâàëè êàðòèíó íàâêîëèøíüîãî ñâіòó âіäïîâіäíî äî òèõ çíàíü, ÿêèìè âîëîäіëè. Ïîñòóïîâî ç ïîÿâîþ íîâèõ ôàêòіâ і òåîðіé, à òàêîæ ç ìîæëèâіñòþ ïåðåâіðêè öèõ òåîðіé ÷åðåç ñïîñòåðåæåííÿ é âèìіðþ-âàííÿ, ç âèêîðèñòàííÿì äîñÿãíåíü ñóìіæíèõ ç àñòðîíîìієþ íàóê (îñîáëè-âî ôіçèêè) êàðòèíà ïîãëÿäіâ íà ñâіò óòî÷íþâàëàñÿ é çìіíþâàëàñÿ. Іíîäі öå áóëî ðåâîëþöіéíå ëàìàííÿ âіäæèòèõ óÿâëåíü ïðî ñâіòîáóäîâó, — íàïðèêëàä, òåîðіÿ ãåëіîöåíòðè÷íîї ñèñòåìè Êîïåðíèêà.

Ó íàø ÷àñ àñòðîíîìіÿ âèêîðèñòîâóє äåäàëі áіëüø ñó÷àñíó äîñëіäíèöüêó òåõíіêó òà іíôîðìàöіéíî-êîìóíіêàöіéíі òåõíîëîãії. Ñó÷àñíі ïðèéìà÷і âèïðîìіíþâàííÿ ïåðåäàþòü іíôîðìàöіþ áåçïîñåðåäíüî â êîìï’þòåðè òà іíøі åëåêòðîííі ïðèñòðîї. Ñïîñòåðåæåííÿ âåäóòüñÿ â ðіçíèõ äіàïàçîíàõ åëåêòðîìàãíіòíîãî âèïðîìіíþâàííÿ: ðàäіîäіàïàçîíі, іíôðà÷åðâîíèõ, âèäè-ìèõ, óëüòðàôіîëåòîâèõ, ðåíòãåíіâñüêîìó é ãàììà-ïðîìåíÿõ. Âіäêðèòî íîâі îá’єêòè (÷îðíі äіðè, íåéòðîííі çîðі), âèÿâëåíî íåñïîäіâàíі âëàñòèâî-ñòі â áàãàòüîõ óæå âіäîìèõ òіë, ñòâîðåíі óìîâè äëÿ ïðÿìîãî äîñëіäæåííÿ ðÿäó îá’єêòіâ Ñîíÿ÷íîї ñèñòåìè òîùî. І ùî áіëüøå àñòðîíîìè ñòèêàþòüñÿ ç íåâіäîìèì і âіäêðèâàþòü íîâå, òî áіëüøå ç’ÿâëÿєòüñÿ çàïèòàíü, ÿêі ïîòðåáóþòü âіäïîâіäі.

Ñó÷àñíà àñòðîíîìіÿ âèâ÷àє äîñèòü äàëåêі êîñìі÷íі îá’єêòè і ðàçîì ç òèì âîíà íå âіäіðâàíà âіä Çåìëі. Äëÿ ëþäñòâà âàæëèâî äîñëіäæóâàòè àêòèâíіñòü Ñîíöÿ і éîãî âïëèâ íà çåìíі ïðîöåñè, âіäïîâіñòè íà ðÿä çàïè-

ВСТУП ВСТУП

6 7

òàíü: ÷è є æèòòÿ íà іíøèõ ïëàíåòàõ, ÿê êîñìîñ âïëèâàє íà ðîçâèòîê óñüîãî æèâîãî òîùî.

Ïðîôåñіéíèõ àñòðîíîìіâ ó ñâіòі íåáàãàòî, їõ çíà÷íî ìåíøå, íіæ ôіçè-êіâ, õіìіêіâ, áіîëîãіâ, ìàòåìàòèêіâ і ïðåäñòàâíèêіâ іíøèõ íàóê, çàòå çà âñіõ ÷àñіâ áóëî áàãàòî àìàòîðіâ, ÿêі àêòèâíî ñïîñòåðіãàþòü çîðі é ïëàíåòè і çãîäîì ñòàþòü ïðîôåñіîíàëàìè. Ïî÷àòêîâå îçíàéîìëåííÿ ç àñòðîíîìієþ ó øêîëі äîïîìîæå îäåðæàòè íàéíåîáõіäíіøі âіäîìîñòі é çíàííÿ ïðî öþ äàâíþ é âі÷íî þíó íàóêó, ùî ïîñòіéíî ðîçâèâàєòüñÿ, ðîçêðèâàþ÷è ïåðåä ëþäñòâîì òàєìíèöі Âñåñâіòó.

§ 1. ПРЕДМЕТ АСТРОНОМІЇ. ЇЇ РОЗВИТОК І ЗНАЧЕННЯ В ЖИТТІ СУСПІЛЬСТВА. КОРОТКИЙ ОГЛЯД

ОБ’ЄКТІВ ДОСЛІДЖЕННЯ В АСТРОНОМІЇ1. Астрономія — фундаментальна наука, яка вивчає об’єкти

Всесвіту та Всесвіт у цілому. Àñòðîíîìіÿ äîñëіäæóє íåáåñíі îá’єêòè, ÿâèùà é ïðîöåñè, ùî âіäáóâàþòüñÿ ó Âñåñâіòі. Ëþäè çäàâíà íàìàãàëèñÿ ðîçãàäàòè òàєìíèöþ íàâêîëèøíüîãî ñâіòó, âèçíà÷èòè ñâîє ìіñöå ó ñâіòî-âîìó ïîðÿäêó Âñåñâіòó, ùî äàâíüîãðåöüêі ôіëîñîôè íàçèâàëè Êîñìîñîì. Ëþäè ïèëüíî ñïîñòåðіãàëè çà òèì, ÿê ñõîäèòü і çàõîäèòü Ñîíöå, çà ïîðÿä-êîì çìіíè ôàç Ìіñÿöÿ — àäæå âіä öüîãî çàëåæàëî їõíє æèòòÿ é òðóäîâà äіÿëüíіñòü. Ëþäåé öіêàâèâ íåçìіííèé äîáîâèé ðóõ çіð, àëå ëÿêàëè íåïå-ðåäáà÷åíі ÿâèùà — çàòåìíåííÿ Ìіñÿöÿ é Ñîíöÿ, ïîÿâà ÿñêðàâèõ êîìåò. Ëþäè íàìàãàëèñÿ çðîçóìіòè çàêîíîìіðíіñòü íåáåñíèõ ÿâèù é âèçíà÷èòè ñâîє ìіñöå â öüîìó áåçìåæíîìó ñâіòі.

Àñòðîíîìіÿ (âіä ãðåö. ′αστρον — «çîðÿ», «ñâіòèëî», ν ′οµος — «çàêîí») — ôóíäàìåíòàëüíà íàóêà, ùî âèâ÷àє áóäîâó, ðóõ, ïîõîäæåííÿ é ðîçâèòîê íåáåñíèõ òіë, їõíіõ ñèñòåì і âñüîãî Âñåñâіòó â öіëîìó.

Àñòðîíîìіÿ ÿê íàóêà є âàæëèâèì âèäîì ëþäñüêîї äіÿëüíîñòі, ùî äàє ñèñòåìó çíàíü ïðî çàêîíîìіðíîñòі â ðîçâèòêó ïðèðîäè.

Ìåòà àñòðîíîìії — âèâ÷èòè ïîõîäæåííÿ, áóäîâó é åâîëþöіþ Âñåñâіòó.Âàæëèâèìè çàâäàííÿìè àñòðîíîìії є ïîÿñíåííÿ é ïðîãíîçóâàííÿ àñòðî-

íîìі÷íèõ ÿâèù, íàïðèêëàä ñîíÿ÷íèõ і ìіñÿ÷íèõ çàòåìíåíü, ïîÿâè ïåðіî-äè÷íèõ êîìåò, ïðîõîäæåííÿ ïîáëèçó Çåìëі àñòåðîїäіâ, âåëèêèõ ìåòåîðíèõ òіë àáî ÿäåð êîìåò òîùî. Àñòðîíîìіÿ âèâ÷àє ôіçè÷íі ïðîöåñè, ùî âіäáóâà-þòüñÿ â íàäðàõ ïëàíåò, íà ïîâåðõíі òà â їõíіõ àòìîñôåðàõ, ùîá êðàùå çðîçóìіòè áóäîâó é åâîëþöіþ íàøîї ïëàíåòè. Âіñіì âåëèêèõ ïëàíåò (ñåðåä ÿêèõ Çåìëÿ), êàðëèêîâі ïëàíåòè, їõíі ñóïóòíèêè, àñòåðîїäè, ìåòåîðíі òіëà, êîìåòè, ìіæïëàíåòíèé ïèë і ïîëüîâі ôîðìè ìàòåðії ðàçîì іç Ñîíöåì ñòà-íîâëÿòü ãðàâіòàöіéíî ïîâ’ÿçàíó Ñîíÿ÷íó ñèñòåìó. Äîñëіäæåííÿ ðóõó íåáåñ-íèõ òіë äàє çìîãó ç’ÿñóâàòè ïèòàííÿ ïðî ñòіéêіñòü Ñîíÿ÷íîї ñèñòåìè, ïðî éìîâіðíîñòі çіòêíåííÿ Çåìëі ç àñòåðîїäàìè і ÿäðàìè êîìåò. Íå âòðà÷àє àêòóàëüíîñòі âіäêðèòòÿ íîâèõ îá’єêòіâ Ñîíÿ÷íîї ñèñòåìè é âèâ÷åííÿ їõíüî-ãî ðóõó.

Âàæëèâå çíàííÿ ïðîöåñіâ, ùî âіäáóâàþòüñÿ ó Ñîíöі, і ïðîãíîçóâàííÿ їõíüîãî ïîäàëüøîãî ðîçâèòêó, àäæå âіä öüîãî çàëåæèòü іñíóâàííÿ âñüîãî æèâîãî íà Çåìëі. Âèâ÷åííÿ åâîëþöії іíøèõ çіð і ïîðіâíÿííÿ їõ іç Ñîíöåì äîïîìàãàþòü ïіçíàòè åòàïè ðîçâèòêó íàøîãî ñâіòèëà.

Äîñëіäæåííÿ íàøîї çîðÿíîї Ãàëàêòèêè òà іíøèõ ãàëàêòèê äàє çìîãó âèçíà÷èòè її òèï, åâîëþöіþ, ìіñöå, ùî çàéìàє â íіé Ñîíÿ÷íà ñèñòåìà, іìîâіðíіñòü áëèçüêîãî ïðîõîäæåííÿ âіä Ñîíöÿ іíøèõ çіð àáî ïðîõîäæåííÿ éîãî ñàìîãî ÷åðåç ìіæçîðÿíі õìàðè ãàçó é ïèëó.

Îòæå, àñòðîíîìіÿ âèâ÷àє áóäîâó é åâîëþöіþ Âñåñâіòó. Ïіä òåðìіíîì «âñåñâіò» ìè ðîçóìієìî ÷àñòèíó ïðîñòîðó, ùî âêëþ÷àє â ñåáå âñі äîñòóïíі äëÿ âèâ÷åííÿ íåáåñíі òіëà òà їõíі ñèñòåìè.

1. Астрономія — фундаментальна наука, яка вивчає об’єкти

2. Історія розвитку астрономії. Галузі астрономії. Зв’язок астрономії з іншими науками. Àñòðîíîìіÿ âèíèêëà â äàëåêó äàâíè-íó. Âіäîìî, ùî ùå ïåðâіñíі ëþäè ñïîñòåðіãàëè çîðÿíå íåáî і ïîòіì íà ñòіíàõ ïå÷åð ìàëþâàëè òå, ùî áà÷èëè. Іç ðîçâèòêîì ëþäñüêîãî ñóñïіëü-ñòâà, ç âèíèêíåííÿì çåìëåðîáñòâà ç’ÿâèëàñÿ ïîòðåáà â ðàõóíêó ÷àñó, ó ñòâîðåííі êàëåíäàðÿ. Ïîìі÷åíі çàêîíîìіðíîñòі â ðóñі íåáåñíèõ ñâіòèë, çìі-íі ôàç Ìіñÿöÿ äàëè çìîãó ñòàðîäàâíіé ëþäèíі âèçíà÷èòè îäèíèöі ÷àñó (äîáà, ìіñÿöü, ðіê) і âèðàõóâàòè íàñòàííÿ ïåâíèõ ñåçîíіâ ðîêó, ùîá ñâîє-÷àñíî ïðîâåñòè ïîñіâíі ðîáîòè òà çіáðàòè âðîæàé.

Ñïîñòåðåæåííÿ çîðÿíîãî íåáà ç íàéäàâíіøèõ ÷àñіâ ôîðìóâàëî ëþäèíó ÿê îñîáèñòіñòü, ÿêà âìіє ìèñëèòè. Îðієíòàöіÿ â ïðîñòîðі é ÷àñі çà Ñîíöåì, іíøèìè çîðÿìè òà Ìіñÿöåì äîñòóïíà òâàðèíàì íà ðіâíі ðåôëåêñіâ, à ëèøå ëþäèíі âëàñòèâî ïðîðîêóâàòè çåìíі ÿâèùà çà íåáåñíèìè ñïîñòåðåæåííÿ-ìè. Òàê, ó Äàâíüîìó Єãèïòі ç ïîÿâîþ íà ïåðåäðàíêîâîìó íåáі çîðі Ñіðіóñ æðåöі ïðîðîêóâàëè ïåðіîäè âåñíÿíèõ ðîçëèâіâ Íіëó — ÷àñ çåìëåðîáñüêèõ ðîáіò (ìàë. 1).  Àðàâії, äå ÷åðåç äåííó ñïåêó áàãàòî ðîáіò ïåðåíîñèëèñÿ íà íі÷íèé ÷àñ, іñòîòíó ðîëü âіäіãðàâàëî ñïîñòåðåæåííÿ ôàç Ìіñÿöÿ.

Ó êðàїíàõ, äå áóëî ðîçâèíóòå ìîðå-ïëàâàííÿ, îñîáëèâî äî âèíàõîäó êîì-ïàñà, çíà÷íà óâàãà ïðèäіëÿëàñÿ ñïîñî-áàì îðієíòóâàííÿ çà çîðÿìè.

Ó ïèñüìîâèõ äîêóìåíòàõ (ІІІ–ІІ òè ñÿ ÷îëіòòі äî í. å.) íàéäàâíіøèõ öè -âіëіçàöіé: Єãèïòó, Âàâèëîíà, Êèòàþ, Іíäії é Àìåðèêè є ñëіäè àñòðîíîìі÷íîї äіÿëüíîñòі. Ó ðіçíèõ ìіñöÿõ Çåìëі íàøі ïðåäêè çàëèøèëè ñïîðóäæåííÿ ç êàì’ÿíèõ áðèë é îáðîáëåíèõ ñòîâïіâ, ÿêі îðієíòîâàíі íà âіäïîâіäíі àñòðîíî-ìі÷íі íàïðÿìêè. Öі íàïðÿìêè çáіãà-þòüñÿ, íàïðèêëàä, іç òî÷êàìè ñõîäó Ñîíöÿ â äíі ðіâíîäåíü і ñîíöåñòîÿíü. Ïîäіáíі êàì’ÿíі ñîíÿ÷íî-ìіñÿ÷íі ïîêàæ÷èêè çíàéäåíî íà ïіâäíі Âåëè-êîї Áðèòàíії (Ñòîóíõåíäæ, ìàë. 2).

Àíàëîãі÷íі ñïîñòåðåæóâàíі ïëîùàä-êè, ùî âèêîðèñòîâóâàëèñÿ äëÿ àñòðî-íîìі÷íèõ ñïîñòåðåæåíü і âіäïðàâëåíü êóëüòîâèõ îáðÿäіâ, âèÿâëåíî íà áàãà-òüîõ ìàòåðèêàõ. Íàïðèêëàä, Áóåíà Âіñòà (ìàë. 3) — íàéñòàðіøà îáñåðâà-òîðіÿ Çàõіäíîї ïіâêóëі, ÿêà ðîçìіùó-âàëàñÿ â ïåðóàíñüêèõ Àíäàõ ó êіëüêîõ êіëîìåòðàõ âіä Ëіìè. Ç îãëÿäó íà òå, ùî âіê îáñåðâàòîðії äàòóєòüñÿ 4200 ðî êà-ìè, âîíà ïåðåäóâàëà öèâіëіçàöії іíêіâ íà 3000 ðîêіâ.

Ìіñòî ìàéÿ ×è÷åí-Іöà áóëî ïîáóäî-âàíî, ùîá ïðèéìàòè «âіäâіäóâà÷іâ ç íåáà». Íàéöіêàâіøîþ ñïîðóäîþ â ìіñòі є ñòóïіí÷àñòà ïіðàìіäà «Õðàì Êóêóëü-êàíà» (ìàë. 4). Òèñÿ÷і òóðèñòіâ äâі÷і íà ðіê ïðèїæäæàþòü äî öієї ïіðàìіäè, ùîá ïîäèâèòèñÿ íà ñâіòëîâå øîó, ÿêå âіäáóâàєòüñÿ ïіä ÷àñ îñіííüîãî é âåñíÿ-íîãî ðіâíîäåííÿ. Ó öåé ÷àñ ïðîìåíі

2. Історія розвитку астрономії. Галузі астрономії.астрономії з іншими науками.

Ìàë. 1. Ñïîñòåðåæåííÿ ðàíêîâîãî ñõîäó Ñіðіóñà â Äàâíüîìó Єãèïòі

Ìàë. 3. Áóåíà Âіñòà

Ìàë. 2. Ñòîóíõåíäæ — ñòàðîäàâíÿ àñòðîíîìі÷íà ïëîùàäêà

ВСТУП ВСТУП

8 9

Ñîíöÿ ïàäàþòü íà çàõіäíó áàëþñòðàäó ãîëîâíèõ ñõîäіâ ïіðàìіäè Êóêóëüêàíà òàê, ùî ñâіòëî é òіíü óòâîðþþòü çîáðà-æåííÿ 37-ìåòðîâîї çìії, ÿêà ñêëàäàєòü-ñÿ ç òðèêóòíèêіâ. Ïðîòÿãîì 7 ãîäèí, ç ïåðåñóâàííÿì Ñîíöÿ, òіíüîâà çìіÿ ïîâçå äî îñíîâè ïіðàìіäè, äå ç’єäíóєòü-ñÿ ç áåçëі÷÷þ âèðіçàíèõ ó êàìåíі çìіє-ãîëîâèõ іñòîò.

Òàêîæ ó ×è÷åí-Іöà áóëî çâåäåíî öèëіíäðè÷íó îáñåðâàòîðіþ Åëü-Êàðà-êîëü («Ðàâëèê»), ÿêà çà âñіìà îçíàêà-ìè âèêîðèñòîâóâàëàñÿ äëÿ ñïîñòåðå-æåííÿ ðóõó Âåíåðè íà íåáîñõèëі.

ßê і áóäü-ÿêà іíøà íàóêà, àñòðîíîìіÿ âêëþ÷àє ðÿä ðîçäіëіâ, òіñíî ïîâ’ÿçàíèõ ìіæ ñîáîþ. Âîíè âіä-ðіçíÿþòüñÿ îäèí âіä îäíîãî ïðåäìåòîì äîñëіäæåí-íÿ, à òàêîæ ìåòîäàìè é çàñîáàìè ïіçíàííÿ. Ðîçãëÿ-íåìî âèíèêíåííÿ é ðîçâèòîê ðîçäіëіâ àñòðîíîìії â іñòîðè÷íîìó àñïåêòі.

Ïðàâèëüíі íàóêîâі äàíі ïðî Çåìëþ ÿê íåáåñíå òіëî ç’ÿâèëèñÿ â Äàâíіé Ãðåöії. Àëåêñàíäðіéñüêèé àñòðîíîì Åðàòîñôåí (275–194 ðð. äî í.å.) ó 240 ð. äî í.å. äîñèòü òî÷íî âèçíà÷èâ çà ñïîñòåðåæåííÿìè Ñîíöÿ ðîçìіðè çåìíîї êóëі.

Ãåëіîöåíòðè÷íà ñèñòåìà ñâіòó Ìіêîëàÿ Êîïåðíè-êà (1473–1543), ÿêó àñòðîíîì âèêëàâ ó ïðàöі «Ïðî îáåðòàííÿ íåáåñíèõ ñôåð» (1543 ð.), äàëà êëþ÷ äî ïіçíàííÿ Âñåñâіòó. Îäíàê ñòîëіòòÿìè óêîðіíåíà äóìêà ïðî íåðóõîìó Çåìëþ ÿê öåíòð Âñåñâіòó äîâãî íå ïîñòóïàëàñÿ íîâèì ïðîãðåñèâíèì íàóêîâèì

äàíèì. Îñòàòî÷íî çàòâåðäèâ òåîðіþ Êîïåðíèêà, îäåðæàâøè áåçïåðå÷íі äîêàçè її іñòèííîñòі, іòàëіéñüêèé ôіçèê, ìåõàíіê é àñòðîíîì Ãàëіëåî Ãàëі-ëåé (1564–1642). Àñòðîíîìі÷íі âіäêðèòòÿ Ãàëіëåé çðîáèâ çà äîïîìîãîþ íàéïðîñòіøîãî òåëåñêîïà. Íà Ìіñÿöі â÷åíèé ïîáà÷èâ ãîðè é êðàòåðè, âіä-êðèâ 4 ñóïóòíèêè Þïіòåðà. Çìіíà ôàç Âåíåðè, ÿêó âèÿâèâ ó÷åíèé, ñâіä-÷èëà ïðî òå, ùî öÿ ïëàíåòà îáåðòàєòüñÿ íàâêîëî Ñîíöÿ, à íå íàâêîëî Çåìëі.

Ñó÷àñíèê Ãàëіëåÿ Éîãàíí Êåïëåð (1571–1630) (áóäó÷è àñèñòåíòîì âåëèêîãî àñòðîíîìà Òèõî Áðàãå) îäåðæàâ äîñòóï äî âèñîêîòî÷íèõ ðåçóëü-òàòіâ ñïîñòåðåæåíü ïëàíåò, ùî ïðîâîäèëèñÿ ïðîòÿãîì ïîíàä 20 ðîêіâ. Îñîáëèâî Êåïëåðà çàöіêàâèâ Ìàðñ, ó ðóñі ÿêîãî âèÿâèëèñÿ çíà÷íі âіäñòó-ïè âіä óñіõ êîëèøíіõ òåîðіé. Ïіñëÿ òðèâàëèõ îá÷èñëåíü ó÷åíîìó âäàëîñÿ çíàéòè çàêîíè ðóõó ïëàíåò. Öі òðè çàêîíè çіãðàëè âàæëèâó ðîëü ó ðîç-âèòêó çíàíü ïðî áóäîâó Ñîíÿ÷íîї ñèñòåìè.

Ðîçäіë àñòðîíîìії, ùî âèâ÷àє ðóõ íåáåñíèõ òіë, îäåðæàâ íàçâó íåáåñíîї ìåõàíіêè.

Íåáåñíà ìåõàíіêà äàëà çìîãó ïîÿñíèòè é ïîïåðåäíüî îá÷èñëèòè ç äóæå âèñîêîþ òî÷íіñòþ ìàéæå âñі ðóõè, ñïîñòåðåæóâàíі ÿê ó Ñîíÿ÷íіé ñèñòåìі, òàê і â Ãàëàêòèöі.

 àñòðîíîìі÷íèõ ñïîñòåðåæåííÿõ âèêîðèñòîâóâàëèñÿ áіëüø óäîñêîíà-ëåíі òåëåñêîïè. Çîðîâó òðóáó Ãàëіëåÿ âäîñêîíàëèâ Êåïëåð, à ïîòіì Êðіñòіàí Ãþéãåíñ (1629–1695). Іñààê Íüþòîí (1643–1727) âèíàéøîâ íîâèé âèä òåëåñêîïà — òåëåñêîï-ðåôëåêòîð. Çà äîïîìîãîþ ìîäåðíіçîâàíèõ îïòè÷-íèõ ïðèëàäіâ áóëî çðîáëåíî íîâі âіäêðèòòÿ ïëàíåò, ÿêі íàëåæàòü íå òіëü-êè äî òіë Ñîíÿ÷íîї ñèñòåìè, àëå é äî ñëàáêèõ і äàëåêèõ çіð.

Ó 1655 ð. Ãþéãåíñ ðîçãëÿíóâ êіëüöÿ Ñàòóðíà é âіä-êðèâ éîãî ñóïóòíèê Òèòàí. Ó 1761 ð. Ìèõàéëî Ëîìî-íîñîâ (1711–1765) âіäêðèâ àòìîñôåðó ó Âåíåðè é ïðî-âіâ äîñëіäæåííÿ êîìåò. Ïðèéìàþ÷è çà åòàëîí Çåìëþ, ó÷åíі ïîðіâíþâàëè її ç іíøèìè ïëàíåòàìè é ñóïóò-íèêàìè. Òàê çàðîäæóâàëàñÿ íàóêà ïëàíåòîëîãіÿ.

Âіäêðèòòÿ ñïåêòðàëüíîãî àíàëіçó äàëî çìîãó âèâ÷àòè ôіçè÷íó ïðèðîäó é õіìі÷íèé ñêëàä çіð. Äåòàëüíі äîñëіäæåííÿ òåìíèõ ëіíіé ó ñïåêòðі Ñîí-öÿ, ÿêі âèêîíàâ íіìåöüêèé ó÷åíèé Éîçåô Ôðàóíãî-ôåð (1787–1826), ñòàëè ïåðøèì êðîêîì â îäåðæàííі ñïåêòðàëüíîї іíôîðìàöії ïðî íåáåñíі òіëà. Øâèäêèé ðîçâèòîê ëàáîðàòîðíîї ñïåêòðîñêîïії òà òåîðії ñïåê-òðіâ àòîìіâ і éîíіâ íà îñíîâі êâàíòîâîї ìåõàíіêè ïðèâіâ äî ðîçâèòêó íà öіé îñíîâі ôіçèêè çіð і, ó ïåð-øó ÷åðãó, ôіçèêè çîðÿíèõ àòìîñôåð. Ó 60-òі ðð. XIX ñò. ñïåêòðàëüíèé àíàëіç ñòàє îñíîâíèì ìåòîäîì ó âèâ÷åííі ôіçè÷íîї ïðèðîäè íåáåñíèõ òіë.

Ðîçäіë àñòðîíîìії, ùî âèâ÷àє ôіçè÷íі ÿâèùà é õіìі÷-íі ïðîöåñè, ùî âіäáóâàþòüñÿ â íåáåñíèõ òіëàõ, їõíіõ ñèñòåìàõ ó êîñìі÷íîìó ïðîñòîðі, íàçèâàþòü àñòðî-ôіçèêîþ.

Ïîäàëüøèé ðîçâèòîê àñòðîíîìії ïîâ’ÿçàíèé ç óäî-ñêîíàëåííÿì òåõíіêè äëÿ ñïîñòåðåæåíü. Çíà÷íèõ óñïіõіâ áóëî äîñÿãíóòî ó ñòâîðåííі íîâèõ òèïіâ ïðè-éìà÷іâ âèïðîìіíþâàííÿ ðіçíèõ äіàïàçîíіâ ÷àñòîò. Ôîòîåëåêòðîííі ïîìíîæóâà÷і, åëåêòðîííî-îïòè÷íі ïåðåòâîðþâà÷і, ìåòîäè åëåêòðîííîї ôîòîãðàôії òà òåëåáà÷åííÿ ïіäâèùèëè òî÷íіñòü і ÷óòëèâіñòü ôîòîìåòðè÷íèõ ñïîñòåðåæåíü, ùî ùå áіëüøå ðîçøè-ðèëî ñïåêòðàëüíèé äіàïàçîí äîñëіäæóâàíèõ âèïðîìіíþâàíü.

Çàâäÿêè ãðàâіòàöіéíîìó ëіíçóâàííþ ñòàâ äîñòóïíèì äëÿ ñïîñòåðåæåíü ñâіò äàëåêèõ ãàëàêòèê, ùî ïåðåáóâàþòü íà âіäñòàíі ìіëüÿðäіâ ñâіòëîâèõ ðîêіâ. Âèíèêëè íîâі íàïðÿìêè àñòðîíîìії: çîðÿíà àñòðîíîìіÿ, êîñìîëîãіÿ é êîñìîãîíіÿ.

Çîðÿíà àñòðîíîìіÿ âèâ÷àє çàêîíîìіðíîñòі â ïðîñòîðîâîìó ðîçïîäіëі é ðóñі çіð ó íàøіé çîðÿíіé ñèñòåìі — Ãàëàêòèöі, äîñëіäæóє âëàñòèâîñòі é ðîçïîäіë іíøèõ çîðÿíèõ ñèñòåì.

Êîñìîëîãіÿ — ðîçäіë àñòðîíîìії, ùî âèâ÷àє ïîõîäæåííÿ, áóäîâó òà åâîëþöіþ Âñåñâіòó ÿê єäèíîãî öіëîãî.

Âèñíîâêè êîñìîëîãії ґðóíòóþòüñÿ íà çàêîíàõ ôіçèêè é äàíèõ ñïîñòå-ðåæëèâîї àñòðîíîìії, à òàêîæ íà âñіé ñèñòåìі çíàíü ïåâíîї åïîõè. Іíòåí-ñèâíî öåé ðîçäіë àñòðîíîìії ñòàâ ðîçâèâàòèñÿ â ïåðøіé ïîëîâèíі ÕÕ ñò., ïіñëÿ òîãî, ÿê Àëüáåðò Åéíøòåéí ðîçðîáèâ çàãàëüíó òåîðіþ âіäíîñíîñòі.

Êîñìîãîíіÿ — ðîçäіë àñòðîíîìії, ùî âèâ÷àє ïîõîäæåííÿ é ðîçâèòîê íåáåñíèõ òіë òà їõíіõ ñèñòåì.

Îñêіëüêè âñі íåáåñíі òіëà âèíèêàþòü і ðîçâèâàþòüñÿ, іäåї ïðî їõ åâîëþ-öіþ òіñíî ïîâ’ÿçàíі ç äàíèìè ïðî ïðèðîäó öèõ òіë óçàãàëі. Ïіä ÷àñ äîñëі-äæåííÿ çіð і ãàëàêòèê âèêîðèñòîâóþòü ðåçóëüòàòè ñïîñòåðåæåíü áàãàòüîõ ïîäіáíèõ îá’єêòіâ, ùî âèíèêàþòü ó ðіçíèé ÷àñ і ïåðåáóâàþòü íà ðіçíèõ ñòàäіÿõ ðîçâèòêó. Ó ñó÷àñíіé êîñìîãîíії øèðîêî çàñòîñîâóþòüñÿ çàêîíè ôіçèêè і õіìії.

Àñòðîíîìіÿ òіñíî ïîâ’ÿçàíà ç іíøèìè íàóêàìè. Çíàííÿ, ÿêі íàáóëè àñòðîíîìè, ïðîòÿãîì òèñÿ÷îëіòü ÷àñòî ñòàâàëè ó ïðèãîäі ïðåäñòàâíèêàì іíøèõ íàóê, і, íàâïàêè, äîñÿãíåííÿ ôіçèêè, ìàòåìàòèêè, õіìії, êîñìîíàâ-òèêè ñóòòєâî âïëèíóëè íà ðîçâèòîê àñòðîíîìії. Âèâ÷àþ÷è àñòðîíîìіþ, âè ïåðåêîíàєòåñü ó öüîìó.

Ìàë. 4. Ïіðàìіäà òà îáñåðâàòîðіÿ, ìіñòî ×è÷åí-Іöà

Åðàòîñôåí

Êðіñòіàí Ãþéãåíñ

Éîçåô Ôðàóíãîôåð

ВСТУП ВСТУП

10 11

Íàãðîìàäæåííÿì òà îáðîáêîþ çíà÷íîї êіëüêîñòі іíôîðìàöії ïðî ïåâíі îá’єêòè Âñåñâіòó çàéìàþòüñÿ òàêі ðîçäіëè àñòðîíîìії, ÿê ôіçèêà Ñîíöÿ, ôіçèêà ïëàíåò, ôіçèêà çіð і òóìàííîñòåé, êîìåòíà àñòðîíîìіÿ, ìåòåîðíà àñòðîíîìіÿ, ìåòåîðèòèêà. Çåìëÿ ìîæå ðîçãëÿäàòèñÿ ÿê îäíà ç ïëàíåò Ñîíÿ÷íîї ñèñòåìè — ó öüîìó âèðàæàєòüñÿ çâ’ÿçîê àñòðîíîìії ç ãåîãðàôієþ і ãåîôіçèêîþ. Êëіìàòè÷íі é ñåçîííі çìіíè ïîãîäè, ìàãíіòíі áóðі, ïîòåïëіí-íÿ, ëüîäîâèêîâі ïåðіîäè — äëÿ âèâ÷åííÿ âñіõ öèõ òà ùå áàãàòüîõ ÿâèù ãåîãðàôè âèêîðèñòîâóþòü àñòðîíîìі÷íі çíàííÿ.

3. Значення астрономії для формування світогляду та культу-ри людини. Çà âñіõ ÷àñіâ àñòðîíîìіÿ äóæå âïëèâàëà íà ïðàêòè÷íó äіÿëü-íіñòü ëþäèíè, àëå ãîëîâíå її çíà÷åííÿ ïîëÿãàëî é ïîëÿãàє ó ôîðìóâàííі íàóêîâîãî ñâіòîãëÿäó òà ðîçâèòêó äîñëіäíèöüêîї äіÿëüíîñòі.

Öå ìîæíà ïðîñòåæèòè, ðîçãëÿäàþ÷è ðîçâèòîê îêðåìèõ ðîçäіëіâ àñòðî-íîìії.

Ìåòîäè îðієíòóâàííÿ, ðîçðîáëåíі ïðàêòè÷íîþ àñòðîíîìієþ, çàñòîñîâó-þòüñÿ â ìîðåïëàâàííі, àâіàöії òà êîñìîíàâòèöі. Âèìîãè äî òî÷íîñòі âèçíà-÷åííÿ êîîðäèíàò íåáåñíèõ îá’єêòіâ (çіð, êâàçàðіâ, ïóëüñàðіâ) çíà÷íî çðîñ-ëè ó çâ’ÿçêó ç òèì, ùî çà íèìè îðієíòóþòüñÿ êîñìі÷íі àâòîìàòè÷íі àïàðàòè, øâèäêîñòі ÿêèõ íåïîðіâíÿííі іç çåìíèìè. Ó çâ’ÿçêó ç îñâîєííÿì òіë Ñîíÿ÷íîї ñèñòåìè âèíèêàє ïîòðåáà ñêëàñòè êàðòè Ìіñÿöÿ, Ìàðñà, Âåíåðè òà іíøèõ íåáåñíèõ òіë.

Ðîáîòà ñëóæáè ÷àñó, ó çàâäàííÿ ÿêîї âõîäèòü âèìіðþâàííÿ, çáåðіãàííÿ і ïåðåäà÷à ñèãíàëіâ òî÷íîãî ÷àñó, òàêîæ ïîâ’ÿçàíà ç àñòðîíîìієþ. Àòîìíі ãîäèííèêè, òî÷íіñòü ÿêèõ ñÿãàє 10–13 ñ, äàþòü çìîãó âèâ÷àòè ðі÷íі é âіêî-âі çìіíè îáåðòàííÿ Çåìëі òà âíîñèòè âèïðàâëåííÿ â îäèíèöі ÷àñó.

Ç îñâîєííÿì êîñìі÷íîãî ïðîñòîðó çáіëüøóєòüñÿ ÷èñëî çàâäàíü, ðîçâ’ÿ-çóâàòè ÿêі ïîêëèêàíà íåáåñíà ìåõàíіêà. Îäíå ç íèõ — âèâ÷åííÿ âіäõè-ëåíü îðáіò øòó÷íèõ ñóïóòíèêіâ Çåìëі (ØÑÇ) âіä ðîçðàõîâàíèõ. Çìіíà âèñîòè ïîëüîòó ØÑÇ íàä çåìíîþ ïîâåðõíåþ çàëåæèòü âіä ñåðåäíüîї ãóñ-òèíè ïîðіä, ÿêі çàëÿãàþòü ó çåìíèõ íàäðàõ, ùî âêàçóє íà ðàéîíè ïîøóêó íàôòè, ãàçó àáî çàëіçíîї ðóäè.

Äîñëіäæåííÿ àòìîñôåð òіë Ñîíÿ÷íîї ñèñòåìè äîïîìàãàє êðàùå ïіçíàòè çàêîíè äèíàìіêè àòìîñôåðè Çåìëі, òî÷íіøå ïîáóäóâàòè її ìîäåëü, à îòæå, âïåâíåíіøå ïåðåäáà÷àòè ïîãîäó.

Ðîçâèòîê àñòðîôіçèêè ñòèìóëþє ðîçðîáêó íîâіòíіõ òåõíîëîãіé. Òàê, äîñëіäæåííÿ äæåðåë åíåðãії Ñîíöÿ òà іíøèõ çіð ïіäêàçàëî іäåþ ñòâîðåííÿ êåðîâàíèõ òåðìîÿäåðíèõ ðåàêòîðіâ. Ó ïðîöåñі âèâ÷åííÿ ñîíÿ÷íèõ ïðîòó-áåðàíöіâ íàðîäèëàñÿ іäåÿ òåïëîіçîëÿöії íàäãàðÿ÷îї ïëàçìè ìàãíіòíèì ïîëåì, ñòâîðåííÿ ìàãíіòîãіäðîäèíàìі÷íèõ ãåíåðàòîðіâ. Ðåçóëüòàòè ñïî-ñòåðåæåíü Ñëóæáè Ñîíöÿ — ìіæíàðîäíîї êîîðäèíóâàëüíîї ìåðåæі ç ðåє-ñòðàöії àêòèâíîñòі Ñîíöÿ — âèêîðèñòîâóþòüñÿ â ìåòåîðîëîãії, êîñìîíàâ-òèöі, ìåäèöèíі òà іíøèõ ãàëóçÿõ äіÿëüíîñòі ëþäèíè.

Íàøà Çåìëÿ íå іçîëüîâàíà â ïðîñòîðі, íà íåї âïëèâàþòü ÷àñòèíêè é ïîëÿ, ùî íàäõîäÿòü âіä Ñîíöÿ é іíøèõ çіð. Áàãàòî çіð íàïðèêіíöі ñâîєї åâîëþöії âèáóõàþòü (òàê çâàíі íàäíîâі), âèäіëÿþ÷è âåëè÷åçíó êіëüêіñòü åíåðãії ïðîòÿãîì êіëüêîõ ñåêóíä. Òàê, òèïîâèé ñïàëàõ íàäíîâîї çîðі íà âіäñòàíі 60 ñâіòëîâèõ ðîêіâ çäàòíèé çìåíøèòè îçîíîâèé øàð íàøîї ïëà-íåòè â 20 ðàçіâ, ùî, ó ñâîþ ÷åðãó, ïðèâåäå äî çðîñòàííÿ â ìіëüéîí ðàçіâ ïîòîêó óëüòðàôіîëåòîâîãî âèïðîìіíþâàííÿ, ÿêå ñÿãàє Çåìëі.

Çåìëÿ — öå óíіêàëüíà ïëàíåòà, äå â ïðîöåñі åâîëþöії âèíèêëà ëþäñüêà öèâіëіçàöіÿ, ïðèðîäà Çåìëі óíіêàëüíà, òîìó é âåëè÷åçíà âіäïîâіäàëüíіñòü ëåæèòü íà ëþäÿõ çà її çáåðåæåííÿ.

4. Об’єкти дослідження та просторово-часові масштаби в астрономії. Ïіñëÿ Äðóãîї ñâіòîâîї âіéíè ïî÷àëà áóðõëèâî ðîçâèâàòèñÿ ðàäіîôіçèêà (ôіçèêà ðàäіîõâèëü). Óäîñêîíàëåíі ïðèéìà÷і, àíòåíè é ðàäіî-ëîêàòîðè, ùî çàëèøèëèñÿ ïіñëÿ âіéíè, ìîãëè ïðèéìàòè ðàäіîâèïðîìіíþ-

ãåîãðàôè âèêîðèñòîâóþòü àñòðîíîìі÷íі çíàííÿ.3. Значення астрономії для формування світогляду та культу-

ëåæèòü íà ëþäÿõ çà її çáåðåæåííÿ.4. Об’єкти дослідження та просторово-часові масштаби в

астрономії.

âàííÿ Ñîíöÿ é äàëåêèõ êîñìі÷íèõ îá’єêòіâ. Òàê âèíèêëà ðàäіîàñòðîíî-ìіÿ — îäíà ç ãàëóçåé àñòðîôіçèêè. Âïðîâàäæåííÿ ðàäіîñïîñòåðåæåíü â àñòðîíîìіþ çáàãàòèëî її áåçëі÷÷þ âèäàòíèõ âіäêðèòòіâ.

Íîâèì іìïóëüñîì ó ðîçâèòêó àñòðîíîìі÷íèõ ñïîñòåðåæåíü ñòàâ âèõіä êîñìі÷íèõ àïàðàòіâ і ëþäèíè â êîñìîñ. Íàóêîâі ïðèëàäè é òåëåñêîïè, âñòàíîâëåíі íà êîñìі÷íèõ àïàðàòàõ (ìàë. 5), äàëè çìîãó äîñëіäæóâàòè óëüòðàôіîëåòîâå, ðåíòãåíіâñüêå é ãàììà-âèïðîìіíþâàííÿ Ñîíöÿ, іíøèõ çіð і ãàëàêòèê. Öі ñïîñòåðåæåííÿ çà ìåæàìè çåìíîї àòìîñôåðè, ùî ïîãëè-íàє êîðîòêîõâèëüîâå âèïðîìіíþâàííÿ, íàäçâè÷àéíî ðîçøèðèëè îáñÿã іíôîðìàöії ïðî ôіçè÷íó ïðèðîäó íåáåñíèõ òіë é їõíіõ ñèñòåì.

Äëÿ âèâ÷åííÿ òà äîñëіäæåííÿ ñó÷àñíîї íàóêîâîї àñòðîíîìі÷íîї іíôîð-ìàöії äîñòóïíå âèêîðèñòàííÿ ðåçóëüòàòіâ ñïîñòåðåæåíü ïðîâіäíèõ іíñòè-òóòіâ òà îáñåðâàòîðіé ñâіòó ÷åðåç ìåðåæó Іíòåðíåò, âêëþ÷àþ÷è îáñåðâàòî-ðії Ïіâäåííîї ïіâêóëі.

5. Псевдонауковість астрології та її завбачень. Ùå ç íàéäàâíі-øèõ ÷àñіâ ëþäèíà öіêàâèëàñÿ íåáåñíèìè ÿâèùàìè — ðóõîì Ñîíöÿ, Ìіñÿ-öÿ, ïëàíåò і çіð, ïîÿâàìè êîìåò і ìåòåîðіâ, ñîíÿ÷íèìè é ìіñÿ÷íèìè çàòåì-íåííÿìè. Âëàñíå, öå áóëè ïåðøі àñòðîíîìі÷íі ñïîñòåðåæåííÿ, ÿêі ñïðèÿëè ñòàíîâëåííþ àñòðîíîìі÷íîї íàóêè.

Íàòîìіñòü àñòðîëîãіÿ (âіä ãðåö. ′αστρον — «çîðÿ», λ ′ογος — «ñëîâî»), ùî âèíèêëà â Ìåñîïîòàìії ó ІІ òèñÿ÷îëіòòі äî í. å., áóëà òіñíî ïîâ’ÿçàíà ç àñòðàëüíèìè êóëüòàìè.  åëëіíіñòè÷íó åïîõó ñòàëè ñêëàäàòè ãîðîñêîïè, çà ÿêèìè íà÷åáòî ìîæíà áóëî çàâáà÷èòè äîëþ ëþäèíè âіäïîâіäíî äî ïîëî-æåííÿ íåáåñíèõ ñâіòèë ó ìîìåíò її íàðîäæåííÿ. Ïðîòå âàðòî çàóâàæèòè: äëÿ ñêëàäàííÿ ãîðîñêîïіâ òðåáà áóëî çíàòè ïîëîæåííÿ ñâіòèë, і öå çìó-øóâàëî àñòðîëîãіâ ñïîñòåðіãàòè çà ïëàíåòàìè і çîðÿìè, à îòæå, íàêîïè÷ó-âàòè àñòðîíîìі÷íі çíàííÿ. Îêðåìі âіäîìі àñòðîíîìè ìèíóëèõ ÷àñіâ (íàïðè-êëàä, Êåïëåð) ó ñèëó òèõ ÷è іíøèõ îáñòàâèí ïðèäіëÿëè ïåâíó óâàãó àñòðîëîãії. Õî÷à â ìіðó íàêîïè÷åííÿ çíàíü ïðî ïðèðîäó Âñåñâіòó і ïñèõî-ëîãіþ ëþäèíè áóëî âèçíàíî íåíàóêîâіñòü àñòðîëîãії, îñêіëüêè ââàæàєòü-ñÿ, ùî â íіé íåìàє íàóêîâîãî ìåòîäó òà íàóêîâîãî ñïîñîáó ïіçíàííÿ.

Çíà÷íèì àðãóìåíòîì ïðîòè àñòðîëîãії є òå, ùî àñòðîëîãè êîðèñòóþòüñÿ ãåîöåíòðè÷íîþ ñèñòåìîþ, ÿêó âіäêèíóâ ùå â 1543 ð. Êîïåðíèê. Àëå æîäåí ç àñòðîëîãіâ íå ââàæàє Çåìëþ öåíòðîì Ñîíÿ÷íîї ñèñòåìè (öå áóëî á íåðî-çóìíî).  àñòðîëîãії äіє ïðèíöèï áåçïîñåðåäíüîãî çâ’ÿçêó Ìіêðîêîñìó і Ìàêðîêîñìó, òîáòî ìè ç âàìè, íàø îðãàíіçì, íàøà îñîáèñòіñòü ïіäêîðÿ-þòüñÿ òèì ñàìèì ðèòìàì, çà ÿêèìè æèâå Âñåñâіò і Ñîíÿ÷íà ñèñòåìà çîêðå-ìà. Ùå â õàëäåéñüêîìó Çâîäі, çíàéäåíîìó â ÕÕ ñò. і íàïèñàíîìó áëèçüêî 4,5 òèñ. ðîêіâ òîìó, áóëî îïèñàíî ïðèíöèï çàãàëüíîї òîòîæíîñòі, ùî ãîâî-ðèòü ïðî єäíіñòü óñüîãî, ùî іñíóє â ñâіòі: «Òå, ùî âãîðі, òå і âíèçó». Àëå öåé ïðèíöèï íå ñòâåðäæóє â ÷èñòîìó âèãëÿäі ïðÿìîãî âïëèâó ïëàíåò íà ëþäèíó òà її äîëþ — ñåíñ éîãî íàáàãàòî øèðøèé і ãëèáøèé.

ðії Ïіâäåííîї ïіâêóëі. 5. Псевдонауковість астрології та її завбачень.

øèõ ÷àñіâ ëþäèíà öіêàâèëàñÿ íåáåñíèìè ÿâèùàìè — ðóõîì Ñîíöÿ, Ìіñÿ-

Ìàë. 5.

Îðáіòàëüíèé òåëåñêîï «Ãàááë»

Êîñìі÷íèé òåëåñêîï «Êåïëåð»

Êîñìі÷íà îáñåðâàòîðіÿ «Ñïåêòð-ÓÔ»

13

ВСТУП

12

У цьому розділі ви дізнаєтесь, що таке небесна сфера, сузір’я; про харак-терні сузір’я зоряного неба, точки й лінії небесної сфери; що таке екліп-тика, небесні координати, горизонтальний паралакс; про одиниці відста-ней в астрономії, видиму й абсолютну зоряну величину, місцевий, поясний і всесвітній час; типи календарів; закони Кеплера. Навчитеся пояснювати причини видимих рухів світил по небесній сфері; дізнаєтеся про методи ви-значення відстаней до небесних тіл, а також їхніх розмірів і маси; принцип визначення місцевого часу, принцип побудови календаря, системи небесних координат; причини сонячних та місячних затемнень; навчитеся показува-ти на зоряному небі характерні сузір’я, найяскравіші зорі, планети Сонячної системи, видимі неозброєним оком, користуватися рухомою картою зоря-ного неба, зоряними атласами, орієнтуватися на місцевості за Сонцем і Полярною зорею.

§ 2. НЕБЕСНІ СВІТИЛА ТА НЕБЕСНА СФЕРА. ЗОРІ. ЗОРЯНІ ВЕЛИЧИНИ

1. Сузір’я та яскраві зорі. Зоряні величини. Íåáî íàä íàìè íà âіä-êðèòîìó ìіñöі ìàє âèãëÿä êóïîëà. Íà íüîìó â áåçõìàðíó íі÷ ñÿþòü òèñÿ÷і çіð, і, çäàєòüñÿ, íåìîæëèâî ðîçіáðàòèñÿ â öіé âåëè÷íіé çîðÿíіé êàðòèíі. Äàâíі ñïîñòåðіãà÷і áà÷èëè íà çîðÿíîìó íåáі îêðåìі ïîєäíàííÿ ÿñêðàâèõ çіð é óÿâëÿëè їõ ðіçíèìè ôіãóðàìè. Ùîá áóëî ëåãøå îðієíòóâàòèñÿ íà çîðÿíî-ìó íåáі, ãðóïàì çіð, àáî ñóçіð’ÿì, ëþäè äàëè íàçâè òâàðèí, ïòàõіâ, ðіçíèõ ïðåäìåòіâ. Ó äåÿêèõ ôіãóðàõ äàâíüîãðåöüêі àñòðîíîìè «áà÷èëè» ìіôі÷íèõ ãåðîїâ. Ó ïðàöі «Àëüìàãåñò» («Âåëèêà ìàòåìàòè÷íà ïîáóäîâà àñòðîíîìії â 13 êíèãàõ», II ñò. í. å.) äàâíüîãðåöüêèé àñòðîíîì Êëàâäіé Ïòîëåìåé (100–160) çãàäóє 48 ñóçіð’їâ. Öå Âåëèêà Âåäìåäèöÿ òà Ìàëà Âåäìåäèöÿ, Äðàêîí, Ëåáіäü, Îðåë, Òåëåöü, Òåðåçè òà іí.

Íàéïîìіòíіøі ñóçіð’ÿ â áàãàòüîõ íàðîäіâ îäåðæàëè ñâîї íàçâè. Òàê, ñòàðîäàâíіì ñëîâ’ÿ-íàì Âåëèêà Âåäìåäèöÿ óÿâëÿëàñÿ ó âèãëÿäі Ëîñÿ àáî Îëåíÿ. Іíîäі êіâø Âåëèêîї Âåäìåäèöі ïîðіâíþâàâñÿ ç âіçêîì, çâіäñè é íàçâè öüîãî ñóçіð’ÿ: Âіç, Êîëіñíèöÿ. Ìіæ Âåëèêîþ Âåäìå-

1. Сузір’я та яскраві зорі. Зоряні величини.êðèòîìó ìіñöі ìàє âèãëÿä êóïîëà. Íà íüîìó â áåçõìàðíó íі÷ ñÿþòü òèñÿ÷і

Розділ 1НЕБЕСНА СФЕРА.

РУХ СВІТИЛ НА НЕБЕСНІЙ СФЕРІ

Êëàâäіé Ïòîëåìåé

Çåìëþ îòî÷óþòü äâà ðàäіàöіéíі ïîÿñè — ïîÿñè Âàí Àëëåíà. Ãåííàäіé Ñêóðіäіí (1927–1991) ùå â 1971 ð. ó ñâîїé ìîíîãðàôії «Êîñìі÷íà ôіçèêà ç íîâèìè àêöåíòàìè» îïèñàâ ñåêòîðíó ñòðóêòóðó ìàãíіòíîãî ïîëÿ Çåìëі, ùî ñêëàäàєòüñÿ іç çàìîðîæåíèõ ìàãíіòíèõ ïîëіâ ñîíÿ÷íîї àòìîñôåðè, і âçàєìîäіþ ñîíÿ÷íîãî âіòðó ç ìàãíіòíèìè ïîëÿìè Çåìëі. Íà äåííіé ñòîðîíі âîíè ñÿãàþòü áëèçüêî 3 ðàäіóñіâ Çåìëі, à íà íі÷íіé — â 3 ðàçè áіëüøå. Êîðäîí çåìíîї ìàãíіòîñôåðè ÷åðåç ìàãíіòíі áóðі çàçíàє âåëèêèõ êîëèâàíü. Ìàãíіòíі ïîëþñè Çåìëі òàêîæ ïåðåìіùóþòüñÿ ïðîòÿãîì äíÿ. Ïåðåìіùåííÿ Ñîíöÿ, Ìіñÿöÿ і ïëàíåò Ñîíÿ÷íîї ñèñòåìè ìàє âåëèêèé âïëèâ íà íàïðóæåíіñòü ìàãíіòîñôåðè Çåìëі â її ðіçíèõ òî÷êàõ. Ùå â 1968 ð. ó÷åíі âñòàíîâèëè, ùî åëåêòðîìàãíіòíі ïîëÿ є íîñіÿìè іíôîðìà-öії â æèâіé ïðèðîäі. Æèâі îðãàíіçìè, ó òîìó ÷èñëі ëþäè-

íà, ïîìіòíî ðåàãóþòü íà çìіíó íàâіòü ñëàáêîãî ìàãíіòíîãî ïîëÿ. Óñі çíà-þòü, ÿê ó ïåðіîä ìàãíіòíèõ áóð ðіçêî ïîãіðøóєòüñÿ ñàìîïî÷óòòÿ áàãàòüîõ ëþäåé.

Ñòàðîäàâíі â÷åíі çàçíà÷àëè, ùî Þïіòåð íіáè ïðîòåãóє Çåìëі: ïðè éîãî ñïðèÿòëèâîìó âïëèâі çáіëüøóâàëèñÿ âðîæàї і ïðèïëіä õóäîáè. Àñòðîôіçè-êà âñòàíîâèëà, ùî Þïіòåð іç ñóïóòíèêîì Іî óòâîðþє ñâîãî ðîäó ãåíåðàòîð, åëåêòðîìàãíіòíі ïîëÿ ÿêîãî ñïðèÿòëèâі äëÿ Çåìëі. Ñàòóðí ââàæàëè íåáåç-ïå÷íîþ ïëàíåòîþ. É àñòðîôіçèêà âèÿâèëà, ùî Ñàòóðí ç éîãî êіëüöÿìè âèñòóïàє ÿê ãіãàíòñüêèé ïðèñêîðþâà÷ ÷àñòèíîê: ðîçãàíÿє éîíè ãàçіâ äî âåëè÷åçíîї øâèäêîñòі і âèêèäàє їõ ó ïðîñòіð, âïëèâàþ÷è íå òіëüêè íà Çåìëþ, à é íà іíøèé êîñìі÷íèé ïðîñòіð. Öі éîíè ñïðè÷èíÿþòü ïîãіðøåí-íÿ çäîðîâ’ÿ, åïіäåìії, ïñèõîëîãі÷íèé äèñêîìôîðò òîùî.

Æîäåí àñòðîëîã íå ìîæå ùîñü ïåðåäáà÷èòè ç àáñîëþòíîþ òî÷íіñòþ, õіáà ùî âіí ÿñíîâèäåöü, ÿê Íîñòðàäàìóñ, òîìó ùî âïëèâ êîñìîñó íà çåì-íå æèòòÿ є òіëüêè ìîäóëþþ÷èì ôàêòîðîì. Òàêèì ÷èíîì, ç ìîìåíòó ñâîãî çàðîäæåííÿ, íà äàíèé ÷àñ і â ìàéáóòíüîìó àñòðîëîãіÿ çàëèøèòüñÿ ïñåâäî-íàóêîþ.

ЧИ ЗНАЄТЕ ВИ, ЩО…У 2018 році команда з України вдало виступила на Міжнародній олімпіаді з

астрономії та астрофізики. Олімпіада відбулася 11 листопада в Пекіні (Китайська Народна Республіка). Команда українських учнів та випускників шкіл загалом здо-була 4 нагороди — 2 срібні та 2 бронзові медалі. За перемогу в Китаї боролися близько 200 учасників із 39 країн світу. Учасники змагалися у кількох турах: тео-ретичний, практичний, спостереження за зоряним небом та командний.

ЗАПИТАННЯ ДО ВИВЧЕНОГО 1. Ùî âèâ÷àє àñòðîíîìіÿ? Ïåðåëі÷іòü íàéâàæëèâіøі îñîáëèâîñòі àñòðîíîìії.2. ßê âèíèêëà íàóêà àñòðîíîìіÿ? Ñõàðàêòåðèçóéòå îñíîâíі ïåðіîäè її ðîç-

âèòêó.3. ßêà ïðè÷èíà òîãî, ùî ñàìå àñòðîíîìіÿ є íàéñòàðіøîþ іç ñó÷àñíèõ íàóê?4. ßêó ðîëü âіäіãðàþòü ñïîñòåðåæåííÿ â àñòðîíîìії? 5. ßêі îá’єêòè òà їõíі ñèñòåìè âèâ÷àє àñòðîíîìіÿ? Ïåðåëі÷іòü їõ ó ïîðÿäêó

çáіëüøåííÿ ðîçìіðіâ.6. Ç ÿêèõ ðîçäіëіâ ñêëàäàєòüñÿ àñòðîíîìіÿ? Êîðîòêî ñõàðàêòåðèçóéòå êîæ-

íèé ç íèõ.7. ßêå çíà÷åííÿ àñòðîíîìії äëÿ ïðàêòè÷íîї äіÿëüíîñòі ëþäèíè?8. ×èì âіäðіçíÿєòüñÿ àñòðîíîìіÿ âіä àñòðîëîãії?9. ßêі âіò÷èçíÿíі é çàêîðäîííі àñòðîíîìі÷íі ñàéòè òà ïîðòàëè âè çíàєòå?

ЧИ ЗНАЄТЕ ВИ, ЩО…

ЗАПИТАННЯ ДО ВИВЧЕНОГО

Ãåííàäіé Îëåêñàíäðîâè÷

Ñêóðіäіí

Розділ 1

14 15

НЕБЕСНА СФЕРА. РУХ СВІТИЛ НА НЕБЕСНІЙ СФЕРІ

äèöåþ é Ìàëîþ Âåäìåäèöåþ є ñóçіð’ÿ Äðàêîíà. Çà ëåãåíäîþ Äðàêîí (Çìіé) âèêðàäàє þíó êðàñóíþ. À êðàñóíÿ öÿ — âіäîìà Ïîëÿðíà çîðÿ.

Ùå â III ñò. äî í. å. äàâíüîãðåöüêі àñòðîíîìè çâåëè íàçâè ñóçіð’їâ ó єäèíó ñèñòåìó, ïîâ’ÿçàíó ç ãðåöüêîþ ìіôîëîãієþ. Öі íàçâè çãîäîì çàïî-çè÷èëà єâðîïåéñüêà íàóêà. Òîìó âñі ñóçіð’ÿ, ùî ìіñòÿòü ÿñêðàâі çîðі é âèäèìі â ñåðåäíіõ øèðîòàõ Ïіâíі÷íîї ïіâêóëі Çåìëі, îäåðæàëè іìåíà ãåðî-їâ äàâíüîãðåöüêèõ ìіôіâ і ëåãåíä (íàïðèêëàä, ñóçіð’ÿ Öåôåÿ, Àíäðîìåäè, Ïåãàñà, Ïåðñåÿ). Їõíі çîáðàæåííÿ ìîæíà çíàéòè íà ñòàðîäàâíіõ çîðÿíèõ êàðòàõ: Âåëèêà Âåäìåäèöÿ é Ìàëà Âåäìåäèöÿ, íåáåñíèé ìèñëèâåöü Îðі-îí, ãîëîâà çîðÿíîãî áèêà — Òåëüöÿ òà іí. (ìàë. 1.1). À ñóçіð’ÿ Êàññіîïåÿ íàçâàíî íà ÷åñòü ìіôі÷íîї öàðèöі (ìàë. 1.2).

Íà ñó÷àñíèõ àñòðîíîìі÷íèõ êàðòàõ íåìàє ìàëþíêіâ ìіôі÷íèõ îáðàçіâ ñóçіð’їâ, àëå çáåðåæåíî їõíі ñòàðîäàâíі íàçâè.

Ìåíø ÿñêðàâі ñóçіð’ÿ íàçâàëè єâðîïåéñüêі àñòðîíîìè â XVI–XVIII ñò. Óñі ñóçіð’ÿ Ïіâäåííîї ïіâêóëі (íåâèäèìі â Єâðîïі) îäåðæàëè íàçâè â åïîõó Âåëèêèõ ãåîãðàôі÷íèõ âіäêðèòòіâ, êîëè єâðîïåéöі ïî÷àëè îñâîþâàòè Íîâèé Ñâіò (Àìåðèêó).

Îäíàê іç ÷àñîì ñêëàëàñÿ íåïðîñòà ñèòóàöіÿ — ó ðіçíèõ êðàїíàõ âèêî-ðèñòîâóâàëèñÿ ðіçíі êàðòè ñóçіð’їâ. Âèíèêëà ïîòðåáà óíіôіêóâàòè ïîäіë çîðÿíîãî íåáà. Îñòàòî÷íå ÷èñëî і ìåæі ñóçіð’їâ áóëî âèçíà÷åíî íà І ç’їçäі

Ìіæíàðîäíîãî àñòðîíîìі÷íîãî ñîþçó â 1922 ð. Óñþ ñôåðè÷íó ïîâåðõíþ çîðÿíîãî íåáà áóëî óìîâíî ðîçäіëåíî íà 88 ñóçіð’їâ.

Ó íàø ÷àñ ïіä ñóçіð’ÿì ðîçóìіþòü äіëÿíêó çîðÿíîãî íåáà ç õàðàêòåðíèì ñïîñòåðåæóâàíèì óãðóïîâàííÿì çіð. Äëÿ ïîëåãøåííÿ çàïàì’ÿòîâóâàííÿ é ïîøóêó ñóçіð’їâ ó ïіäðó÷íèêàõ ç àñòðîíîìії òà àñòðîíîìі÷íèõ àòëàñàõ ÿñêðàâі çîðі, ùî ñòâîðþþòü ñóçіð’ÿ, ñïîëó÷åíî óìîâíèìè ëіíіÿìè. Ñóçіð’ÿ, çîðі ÿêèõ óòâîðþþòü âèäіëåíó íà çîðÿíîìó ôîíі êîíôіãóðàöіþ, àáî òі, ÿêі ìіñòÿòü ÿñêðàâі çîðі, íàëåæàòü äî ãîëîâíèõ ñóçіð’їâ (ìàë. 1.3).

Íàä ãîðèçîíòîì íà ÿñíîìó çîðÿíîìó íåáі íåîçáðîєíèì îêîì ìîæíà ïîáà÷èòè áëèçüêî 3000 çіð. Âîíè âіäðіçíÿþòüñÿ ñâîїì áëèñêîì: îäíі ïîìіò-íі âіäðàçó, іíøі ëåäü ïîìіòíі. Òîìó ùå â ІІ ñò. äî í. å. Ãіïïàðõ (190–120 ðð. äî í. å.) — îäèí ç îñíîâîïîëîæíèêіâ àñòðîíîìії — óâіâ óìîâíó øêàëó çîðÿíèõ âåëè÷èí. Íàéáіëüø ÿñêðàâі çîðі áóëî çàðàõîâàíî äî 1-ї âåëè÷èíè, ñëàáøі ïðèáëèçíî â 2,5 ðàçà ââàæàþòüñÿ çîðÿìè 2-ї çîðÿíîї âåëè÷èíè, à íàéñëàáøі, âèäèìі òіëüêè â áåçìіñÿ÷íó íі÷, — çîðÿìè 6-ї âåëè÷èíè.

Íà çîðÿíîìó íåáі ÿñêðàâèõ çіð 1-ї çîðÿíîї âåëè÷èíè — óñüîãî 12. Íà òåðèòîðії Óêðàїíè äîñòóïíі äëÿ ñïî-ñòåðåæåííÿ 11 іç íèõ.

Áàãàòüîì ÿñêðàâèì çîðÿì äàâíüî-ãðåöüêі òà àðàáñüêі àñòðîíîìè äàëè íàçâè: Âåãà, Ñіðіóñ, Êàïåëà, Àëüòàїð, Ðèãåëü, Àëüäåáàðàí òà іí. Íàäàëі ÿñêðàâі çîðі â ñóçіð’ÿõ ñòàëè ïîçíà÷à-òè ëіòåðàìè ãðåöüêîãî àëôàâіòó ó ìіðó çíèæåííÿ їõíüîãî áëèñêó.

Ìàë. 1.1. Ñòîðіíêè àòëàñà À. Öåëëàðіóñà іç çîáðàæåííÿì ìіôі÷íèõ îáðàçіâ ñóçіð’їâ

Ãіïïàðõ

Ìàë. 1.3. Ñõåìà âçàєìíîãî ðîçìіùåííÿ ãîëîâíèõ ñóçіð’їâ і ÿñêðàâèõ çіð, âèäèìèõ ó ñåðåäíіõ ãåîãðàôі÷íèõ øèðîòàõ

Ìàë. 1.2. Ñóçіð’ÿ Êàññіîïåÿ

Êіâø Âåëèêîї

ÂåäìåäèöіÊіâø Ìàëîї

Âåäìåäèöі

Êàññіîïåÿ

Розділ 1

16 17

НЕБЕСНА СФЕРА. РУХ СВІТИЛ НА НЕБЕСНІЙ СФЕРІ

Ç 1603 ð. äіє ñèñòåìà ïîçíà÷åíü çіð, ÿêó çàïðîïîíó-âàâ íіìåöüêèé àñòðîíîì Éîãàíí Áàéєð (1572–1625). Ó öіé ñèñòåìі íàçâà çîðі ñêëàäàєòüñÿ ç äâîõ ÷àñòèí: ç íàçâè ñóçіð’ÿ, ÿêîìó íàëåæèòü çîðÿ, і ëіòåðè ãðåöüêîãî àëôàâіòó. Ïðè öüîìó ïåðøà ëіòåðà ãðåöüêîãî àëôàâіòó α âіäïîâіäàє íàéáіëüø ÿñêðàâіé çîðі â ñóçіð’ї, β — äðó-ãіé çà áëèñêîì çîðі і ò.ä. Íàïðèêëàä, Ðåãóë — α Ëåâà — öå íàéÿñêðàâіøà çîðÿ â ñóçіð’ї Ëåâà, Äåíåáîëà — β Ëåâà — äðóãà çà áëèñêîì çîðÿ â öüîìó ñóçіð’ї. Ç ðîçâèòêîì íàóêè òà ó çâ’ÿçêó ç âèíàõîäîì òåëåñêîïіâ êіëüêіñòü äîñëіäæóâàíèõ çіð çáіëüøóâàëàñÿ. Äëÿ їõíüî-ãî ïîçíà÷åííÿ âæå íå âèñòà÷àëî ëіòåð ãðåöüêîãî àëôà-âіòó. І òîäі çîðі ïî÷àëè ïîçíà÷àòè ëàòèíñüêèìè ëіòåðà-

ìè. Êîëè æ çàêіí÷èëèñÿ é âîíè, çîðі ñòàëè ïîçíà÷àòè öèôðàìè (íàïðèêëàä, 61 Ëåáіäü).

2. Основні точки, лінії та площини небесної сфери. Íàì çäàєòü-ñÿ, ùî âñі çîðі ðîçòàøîâàíі íà äåÿêіé ñôåðè÷íіé ïîâåðõíі íåáîñõèëó é îäíàêîâî âіääàëåíі âіä ñïîñòåðіãà÷à. Íàñïðàâäі âîíè ïåðåáóâàþòü âіä íàñ íà ðіçíèõ âіäñòàíÿõ, ÿêі íàñòіëüêè âåëèêі, ùî îêî íå ìîæå ïîìіòèòè öі âіäìіííîñòі. Òîìó óÿâëþâàíó ñôåðè÷íó ïîâåðõíþ ñòàëè íàçèâàòè íåáåñ-íîþ ñôåðîþ (ìàë. 1.4).

Íåáåñíà ñôåðà — öå óÿâëþâàíà ñôåðà äîâіëü-íîãî ðàäіóñà, öåíòð ÿêîї, çàëåæíî âіä ðîçâ’ÿ-çóâàíîãî çàâäàííÿ, ñïîëó÷àєòüñÿ ç òієþ àáî іíøîþ òî÷êîþ ïðîñòîðó.

Öåíòð íåáåñíîї ñôåðè ìîæå áóòè îáðàíî â ìіñöі ñïîñòåðåæåííÿ (îêî ñïîñòåðіãà÷à), ó öåí-òðі Çåìëі àáî Ñîíöÿ òîùî. Ïîíÿòòÿì íåáåñíîї ñôåðè êîðèñòóþòüñÿ äëÿ êóòîâèõ âèìіðþâàíü, äëÿ âèâ÷åííÿ âçàєìíîãî ðîçìіùåííÿ é ðóõó êîñìі÷íèõ îá’єêòіâ íà íåáі.

Íà ïîâåðõíþ íåáåñíîї ñôåðè ïðîåêòóþòüñÿ âèäèìі ïîëîæåííÿ âñіõ ñâіòèë, à äëÿ çðó÷íîñòі âèìіðþâàíü áóäóþòü íà íіé ðÿä òî÷îê і ëіíіé. Íàïðèêëàä, äåÿêі іç çіð «êîâøà» Âåëèêîї Âåä-ìåäèöі ïåðåáóâàþòü äàëåêî îäíà âіä îäíîї, àëå äëÿ çåìíîãî ñïîñòåðіãà÷à âîíè ïðîåêòóþòüñÿ íà òó ñàìó äіëÿíêó íåáåñíîї ñôåðè (ìàë. 1.5).

Ïðÿìîâèñíà ëіíіÿ (àáî âåðòèêàëüíà ëіíіÿ) — ïðÿìà, ùî ïðîõîäèòü ÷åðåç öåíòð íåáåñíîї ñôåðè і çáіãàєòüñÿ ç íàïðÿìêîì äії ñèëè òÿæіííÿ â ìіñöі ñïîñòåðåæåííÿ.

Ïðÿìîâèñíà ëіíіÿ ïåðåòèíàє íåáåñíó ñôåðó â òî÷êàõ çåíіòó (âåðõíÿ òî÷êà ïåðåòèíàííÿ ïðÿ-ìîâèñíîї ëіíії ç íåáåñíîþ ñôåðîþ) і íàäèðà (òî÷êà íåáåñíîї ñôåðè, ïðîòèëåæíà çåíіòó).

Ïëîùèíó, ùî ïðîõîäèòü ÷åðåç öåíòð íåáåñíîї ñôåðè é ïåðïåíäèêóëÿðíà äî ïðÿìîâèñíîї ëіíії, íàçèâàþòü ïëîùèíîþ äіéñíîãî, àáî ìàòå ìàòè÷íîãî, ãîðèçîíòó.

61 Ëåáіäü).2. Основні точки, лінії та площини небесної сфери

ñÿ, ùî âñі çîðі ðîçòàøîâàíі íà äåÿêіé ñôåðè÷íіé ïîâåðõíі íåáîñõèëó é

Íåáåñíà ñôåðà — öå óÿâëþâàíà ñôåðà äîâіëü-íîãî ðàäіóñà, öåíòð ÿêîї, çàëåæíî âіä ðîçâ’ÿ-çóâàíîãî çàâäàííÿ, ñïîëó÷àєòüñÿ ç òієþ àáî іíøîþ òî÷êîþ ïðîñòîðó.

Ïðÿìîâèñíà ëіíіÿ (àáî âåðòèêàëüíà ëіíіÿ) — ïðÿìà, ùî ïðîõîäèòü ÷åðåç öåíòð íåáåñíîї ñôåðè і çáіãàєòüñÿ ç íàïðÿìêîì äії ñèëè òÿæіííÿ â ìіñöі ñïîñòåðåæåííÿ.

Ïëîùèíó, ùî ïðîõîäèòü ÷åðåç öåíòð íåáåñíîї ñôåðè é ïåðïåíäèêóëÿðíà äî ïðÿìîâèñíîї ëіíії, íàçèâàþòü ïëîùèíîþ äіéñíîãî, àáî ìàòå ìàòè÷íîãî, ãîðèçîíòó.

Ìàòåìàòè÷íèé ãîðèçîíò äіëèòü ïîâåðõíþ íåáåñíîї ñôåðè íà äâі ïîëîâèíè: âèäèìó äëÿ ñïîñòåðіãà-÷à, ç âåðøèíîþ â çåíіòі, і íåâèäè-ìó, ç âåðøèíîþ â íàäèðі.

Ìàòåìàòè÷íèé ãîðèçîíò íå çáіãà-єòüñÿ ç âèäèìèì ãîðèçîíòîì óíàñ-ëіäîê íåðіâíîñòі ïîâåðõíі Çåìëі і ó çâ’ÿçêó ç ðіçíîþ âèñîòîþ òî÷îê ñïî-ñòåðåæåííÿ, à òàêîæ âèêðèâëåí-íÿì ïðîìåíіâ ñâіòëà â àòìîñôåðі.

Âåðòèêàëüíå êîëî, àáî âåðòèêàë ñâіòèëà, — öå âåëèêå êîëî íåáåñ-íîї ñôåðè, ùî ïðîõîäèòü ÷åðåç çåíіò, ñâіòèëî òà íàäèð.

Âіñü ñâіòó — ïðÿìà, ùî ïðîõîäèòü ÷åðåç öåíòð íåáåñíîї ñôåðè ïàðà-ëåëüíî îñі îáåðòàííÿ Çåìëі, ùî ïåðåòèíàє íåáåñíó ñôåðó â äâîõ äіàìå-òðàëüíî ïðîòèëåæíèõ òî÷êàõ.

Òî÷êó ïåðåòèíó îñі ñâіòó ç íåáåñíîþ ñôåðîþ, ïîáëèçó ÿêîї ïåðåáóâàє Ïîëÿðíà çîðÿ, íàçèâàþòü Ïіâíі÷íèì ïîëþñîì ñâіòó, ïðîòèëåæíó òî÷êó — Ïіâäåííèì ïîëþñîì ñâіòó.

Ïîëÿðíà çîðÿ ìіñòèòüñÿ âіä Ïіâíі÷íîãî ïîëþñà ñâіòó íà êóòîâіé âіäñòà-íі áëèçüêî 1° (òî÷íіøå, 44').

Âåëèêå êîëî, ùî ïðîõîäèòü ÷åðåç öåíòð íåáåñíîї ñôåðè і ïåðïåíäèêó-ëÿðíå äî îñі ñâіòó, íàçèâàþòü íåáåñíèì åêâàòîðîì.

Âîíî äіëèòü íåáåñíó ñôåðó íà äâі ÷àñòèíè: Ïіâíі÷íó ïіâêóëþ ç âåðøè-íîþ â Ïіâíі÷íîìó ïîëþñі ñâіòó òà Ïіâäåííó — ç âåðøèíîþ â Ïіâäåííîìó ïîëþñі ñâіòó.

Êîëî ñõèëåííÿ ñâіòèëà — âåëèêå êîëî íåáåñíîї ñôåðè, ùî ïðîõîäèòü ÷åðåç ïîëþñè ñâіòó і ñâіòèëî.

Äîáîâà ïàðàëåëü — ìàëå êîëî íåáåñíîї ñôåðè, ïëîùèíà ÿêîãî ïåðïåí-äèêóëÿðíà äî îñі ñâіòó.

Âåëèêå êîëî íåáåñíîї ñôåðè, ùî ïðîõîäèòü ÷åðåç òî÷êè çåíіòó, íàäèðà é ïîëþñè ñâіòó, íàçèâàþòü íåáåñíèì ìåðèäіàíîì.

Íåáåñíèé ìåðèäіàí ïåðåòèíàєòüñÿ çі ñïðàâæíіì ãîðèçîíòîì ó äâîõ äіà-ìåòðàëüíî ïðîòèëåæíèõ òî÷êàõ.

Òî÷êó ïåðåòèíó ñïðàâæíüîãî ãîðèçîíòó é íåáåñíîãî ìåðèäіàíà, íàé-áëèæ÷ó äî Ïіâíі÷íîãî ïîëþñà ñâіòó, íàçèâàþòü òî÷êîþ ïіâíî÷і.

Òî÷êó ïåðåòèíó ñïðàâæíüîãî ãîðèçîíòó é íåáåñíîãî ìåðèäіàíà, íàé-áëèæ÷ó äî Ïіâäåííîãî ïîëþñà ñâіòó, íàçèâàþòü òî÷êîþ ïіâäíÿ.

Ëіíіþ, ùî ñïîëó÷àє òî÷êè ïіâíî÷і é ïіâäíÿ, íàçèâàþòü ïîëóäåííîþ ëіíієþ.

Âîíà ëåæèòü íà ïëîùèíі ñïðàâæíüîãî ãîðèçîíòó. Çà íàïðÿìêîì ïîëó-äåííîї ëіíії ïàäàþòü òіíі âіä ïðåäìåòіâ îïіâäíі.

Ç íåáåñíèì åêâàòîðîì ñïðàâæíіé ãîðèçîíò òàêîæ ïåðåòèíàєòüñÿ ó äâîõ äіàìåòðàëüíî ïðîòèëåæíèõ òî÷êàõ — òî÷öі ñõîäó і òî÷öі çàõîäó. Äëÿ ñïî-ñòåðіãà÷à, ÿêèé ïåðåáóâàє â öåíòðі íåáåñíîї ñôåðè îáëè÷÷ÿì äî òî÷êè

Âåðòèêàëüíå êîëî, àáî âåðòèêàë âåðòèêàë ñâіòèëà, — öå âåëèêå êîëî íåáåñ-, — öå âåëèêå êîëî íåáåñ-íîї ñôåðè, ùî ïðîõîäèòü ÷åðåç íîї ñôåðè, ùî ïðîõîäèòü ÷åðåç çåíіò, ñâіòèëî òà íàäèð.

Âіñü ñâіòó — ïðÿìà, ùî ïðîõîäèòü ÷åðåç öåíòð íåáåñíîї ñôåðè ïàðà- — ïðÿìà, ùî ïðîõîäèòü ÷åðåç öåíòð íåáåñíîї ñôåðè ïàðà-ëåëüíî îñі îáåðòàííÿ Çåìëі, ùî ïåðåòèíàє íåáåñíó ñôåðó â äâîõ äіàìå-ëåëüíî îñі îáåðòàííÿ Çåìëі, ùî ïåðåòèíàє íåáåñíó ñôåðó â äâîõ äіàìå-òðàëüíî ïðîòèëåæíèõ òî÷êàõ.òðàëüíî ïðîòèëåæíèõ òî÷êàõ.

Âåëèêå êîëî, ùî ïðîõîäèòü ÷åðåç öåíòð íåáåñíîї ñôåðè і ïåðïåíäèêó-ëÿðíå äî îñі ñâіòó, íàçèâàþòü íåáåñíèì åêâàòîðîì.

Êîëî ñõèëåííÿ ñâіòèëà — âåëèêå êîëî íåáåñíîї ñôåðè, ùî ïðîõîäèòü ÷åðåç ïîëþñè ñâіòó і ñâіòèëî.

Äîáîâà ïàðàëåëü — ìàëå êîëî íåáåñíîї ñôåðè, ïëîùèíà ÿêîãî ïåðïåí-äèêóëÿðíà äî îñі ñâіòó.

Âåëèêå êîëî íåáåñíîї ñôåðè, ùî ïðîõîäèòü ÷åðåç òî÷êè çåíіòó, íàäèðà é ïîëþñè ñâіòó, íàçèâàþòü íåáåñíèì ìåðèäіàíîì.

Éîãàíí Áàéєð

Ìàë. 1.4. Íåáåñíà ñôåðà: Î — öåíòð íåáåñíîї ñôåðè (ìіñöåïåðåáóâàííÿ ñïîñòå-ðіãà÷à); PN — Ïіâíі÷íèé ïîëþñ ñâіòó; ÐS — Ïіâäåí-íèé ïîëþñ ñâіòó; ÐNPS — âіñü ñâіòó (ïîëÿðíà âіñü); Z — çåíіò; Z′ — íàäèð; E — ñõіä; W — çàõіä; N — ïіâíі÷; S — ïіâäåíü; Q — âåðõíÿ òî÷êà íåáåñíîãî åêâàòîðà; Q′ — íèæíÿ òî÷êà íåáåñíîãî åêâàòîðà; ZZ′ — âåðòèêàëüíà ëіíіÿ; PNMPS — êîëî ñõèëåííÿ; NS — ïîëóäåííà ëіíіÿ; M — ñâіòèëî íà íåáåñíіé

ñôåðі

PS

Z

QM

E

NO

W

S

PN

Ìàë. 1.5. Ñõåìà ïðîåêòóâàííÿ çіð ó ñóçіð’ї Âåëèêîї Âåäìåäèöі íà íåáåñíіé

ñôåðі

0

αβγ

δεζ

η

50100150200

Розділ 1

18 19

НЕБЕСНА СФЕРА. РУХ СВІТИЛ НА НЕБЕСНІЙ СФЕРІ

ïіâíî÷і, òî÷êà ñõîäó áóäå ðîçìіùåíà ïðàâîðó÷, à òî÷êà çàõîäó — ëіâîðó÷. Ïàì’ÿòàþ÷è öå ïðàâèëî, ëåãêî îðі-єíòóâàòèñÿ íà ìіñöåâîñòі.

Âèäèìèé ðі÷íèé øëÿõ Ñîíöÿ ñåðåä çіð íàçèâàþòü åêëіïòèêîþ.

Ó ïëîùèíі åêëіïòèêè ëåæèòü øëÿõ Çåìëі íàâêîëî Ñîíöÿ, òîáòî її îðáіòà. Âîíà íàõèëåíà äî íåáåñíîãî åêâàòîðà ïіä êóòîì 23°26,5' і ïåðåòè-íàє éîãî â òî÷êàõ âåñíÿíîãî (a, áëèçü-êî 21 áåðåçíÿ) é îñіííüîãî (g, áëèçüêî 23 âåðåñíÿ) ðіâíîäåííÿ (ìàë. 1.6).

Òî÷êîþ âåñíÿíîãî ðіâíîäåííÿ íàçè âàþòü òî÷êó, ó ÿêіé Ñîíöå, â ðåçóëüòàòі ñâîãî ðі÷íîãî ðóõó, ïåðå-õîäèòü ç ïіâäåííîї ïіâêóëі íåáåñíîї ñôåðè â ïіâíі÷íó.

Ó òî÷öі îñіííüîãî ðіâíîäåííÿ Ñîí-öå ïåðåõîäèòü ç ïіâíі÷íîї ïіâêóëі íåáåñíîї ñôåðè â ïіâäåííó.

ßâèùå ïðîõîäæåííÿ ñâіòèëà ÷åðåç íåáåñíèé ìåðèäіàí íàçèâàþòü êóëü-ìіíàöієþ.

Íà ñåðåäíіõ ãåîãðàôі÷íèõ øèðîòàõ є ñâіòèëà, ùî ñõîäÿòü і çàõîäÿòü çà ãîðèçîíò; є òàêі, ùî íіêîëè íå çàõîäÿòü çà ãîðèçîíò, і є òàêі, ÿêі íіêîëè íå ñõîäÿòü íàä ãîðèçîíòîì (íåâèäèìі â öіé ìіñöåâîñòі). Íà åêâàòîðі âñі ñâіòèëà ñõîäÿòü і çàõîäÿòü çà ãîðèçîíò. Íà ïîëþñàõ Çåìëі є ñâіòèëà, çàâæ-äè âèäèìі íàä ãîðèçîíòîì, і є ñâіòèëà, ùî íіêîëè íå âèäèìі.

×àñ s, ùî ìèíóâ âіä âåðõíüîї êóëüìіíàöії òî÷êè âåñíÿíîãî ðіâíîäåííÿ, íàçèâàþòü çîðÿíèì ÷àñîì.

Іíòåðâàë ÷àñó ìіæ äâîìà ïîñëіäîâíèìè âåðõíіìè êóëüìіíàöіÿìè òî÷êè âåñíÿíîãî ðіâíîäåííÿ íàçèâàþòü çîðÿíîþ äîáîþ.

ЗАПИТАННЯ ДО ВИВЧЕНОГО 1. Ùî ðîçóìіþòü ïіä ñóçіð’ÿì?2. Íà ÿêó êіëüêіñòü ñóçіð’їâ ðîçäіëåíî íåáåñíó ñôåðó?3. ßê ñóçіð’ÿ îäåðæàëè ñâîї íàçâè? Íàâåäіòü ïðèêëàäè íàçâ ñóçіð’їâ.4. Çà ÿêèì ïðèíöèïîì ïîáóäîâàíî øêàëó çîðÿíèõ âåëè÷èí Ãіïïàðõà? Ùî

ðîçóìіþòü ïіä çîðÿíîþ âåëè÷èíîþ?5. Ó ÷îìó ïîëÿãàє ñóòü ñèñòåìè êëàñèôіêàöії çіð çà Áàéєðîì?6. ßêà çîðÿ ÿñêðàâіøà: çîðÿ 1-ї çîðÿíîї âåëè÷èíè ÷è çîðÿ 6-ї çîðÿíîї âåëè÷èíè?7. Ùî ðîçóìіþòü ïіä íåáåñíîþ ñôåðîþ? 8. Äàéòå îçíà÷åííÿ îñíîâíèì òî÷êàì, ëіíіÿì і ïëîùèíàì íåáåñíîї ñôåðè.

§ 3. НЕБЕСНІ КООРДИНАТИ1. Системи координат. Ïîëîæåííÿ ñâіòèë âèçíà÷àєòüñÿ ñòîñîâíî

òî÷îê і êіë íåáåñíîї ñôåðè (ìàë. 1.4). Äëÿ öüîãî ââåäåíî íåáåñíі êîîðäè-íàòè, ïîäіáíі äî ãåîãðàôі÷íèõ êîîðäèíàò íà ïîâåðõíі Çåìëі.

 àñòðîíîìії çàñòîñîâóєòüñÿ êіëüêà ñèñòåì êîîðäèíàò. Âіäðіçíÿþòüñÿ âîíè òèì, ùî ñòâîðåíі âіäíîñíî ðіçíèõ êіë íåáåñíîї ñôåðè. Íåáåñíі êîîð-äèíàòè âіäðàõîâóþòü äóãàìè âåëèêèõ êіë àáî öåíòðàëüíèõ êóòіâ, ùî îõîï ëþþòü öі äóãè.

Òî÷êîþ âåñíÿíîãî ðіâíîäåííÿÒî÷êîþ âåñíÿíîãî ðіâíîäåííÿíàçè âàþòü òî÷êó, ó ÿêіé Ñîíöå, â íàçè âàþòü òî÷êó, ó ÿêіé Ñîíöå, â ðåçóëüòàòі ñâîãî ðі÷íîãî ðóõó, ïåðå-ðåçóëüòàòі ñâîãî ðі÷íîãî ðóõó, ïåðå-õîäèòü ç ïіâäåííîї ïіâêóëі íåáåñíîї õîäèòü ç ïіâäåííîї ïіâêóëі íåáåñíîї ñôåðè â ïіâíі÷íó. ñôåðè â ïіâíі÷íó.

ßâèùå ïðîõîäæåííÿ ñâіòèëà ÷åðåç íåáåñíèé ìåðèäіàí íàçèâàþòü êóëü-ìіíàöієþ.

ЗАПИТАННЯ ДО ВИВЧЕНОГО

1. Системи координат.òî÷îê і êіë íåáåñíîї ñôåðè (ìàë. 1.4). Äëÿ öüîãî ââåäåíî íåáåñíі êîîðäè-

Íåáåñíі êîîðäèíàòè — öåíòðàëüíі êóòè àáî äóãè âåëèêèõ êіë íåáåñíîї ñôåðè, çà äîïîìîãîþ ÿêèõ âèçíà÷àþòü ïîëîæåííÿ ñâіòèë ñòîñîâíî îñíîâíèõ êіë і òî÷îê íåáåñíîї ñôåðè.

Ãîðèçîíòàëüíà ñèñòåìà êîîðäèíàò. Ïіä ÷àñ àñòðîíîìі÷íèõ ñïîñòåðå-æåíü çðó÷íî âèçíà÷àòè ïîëîæåííÿ ñâіòèë âіäíîñíî ãîðèçîíòó. Ãîðèçîí-òàëüíà ñèñòåìà êîîðäèíàò âèêîðèñòîâóє çà îñíîâó êîëî äіéñíîãî ãîðèçîí-òó. Ó öіé ñèñòåìі êîîðäèíàòàìè є âèñîòà h і àçèìóò À.

Âèñîòà ñâіòèëà h — êóòîâà âіäñòàíü ñâіòèëà Ì âіä ñïðàâæíüîãî ãîðè-çîíòó, âèìіðÿíà âçäîâæ âåðòèêàëüíîãî êîëà (ìàë. 1.7).

Âèñîòà âèçíà÷àєòüñÿ â ãðàäóñàõ, õâèëèíàõ і ñåêóíäàõ. Âîíà âèìіðþєòü-ñÿ â ìåæàõ âіä 0 äî +90° äî çåíіòó, ÿêùî ñâіòèëî ïåðåáóâàє ó âèäèìіé ÷àñòèíі íåáåñíîї ñôåðè, і âіä 0 äî –90° äî íàäèðà, ÿêùî ñâіòèëî ïåðåáóâàє ïіä ãîðèçîíòîì.

Äëÿ âèìіðþâàííÿ àçèìóòіâ çà ïî÷àòîê âіäëіêó áåðóòü òî÷êó ïіâäíÿ.

Àçèìóò ñâіòèëà À — êóòîâà âіäñòàíü, âèìіðþâàíà âçäîâæ ñïðàâæíüîãî ãîðèçîíòó âіä òî÷êè ïіâäíÿ äî òî÷êè ïåðåòèíó ãîðè-çîíòó ç âåðòèêàëüíèì êîëîì, ùî ïðîõîäèòü ÷åðåç ñâіòèëî Ì (ìàë. 1.7).

Àçèìóò âіäðàõîâóєòüñÿ íà çàõіä âіä òî÷êè ïіâäíÿ â ìåæàõ âіä 0 äî 360°.

Ãîðèçîíòàëüíà ñèñòåìà êîîðäèíàò âèêî-ðèñòîâóєòüñÿ ïðè òîïîãðàôі÷íіé çéîìöі, ó íàâіãàöії. Óíàñëіäîê äîáîâîãî îáåðòàííÿ íåáåñíîї ñôåðè âèñîòà é àçèìóò ñâіòèëà ç ÷àñîì çìіíþþòüñÿ. Îòæå, ãîðèçîíòàëüíі êîîð-äèíàòè ìàþòü ïåâíå çíà÷åííÿ òіëüêè äëÿ âіäîìîãî ìîìåíòó ÷àñó.

Êóòîâó âіäñòàíü âіä çåíіòó äî ñâіòèëà, âèìі-ðþâàíó âçäîâæ âåðòèêàëüíîãî êîëà, íàçèâà-þòü çåíіòíîþ âіäñòàííþ z.

Âîíà âіäðàõîâóєòüñÿ â ìåæàõ âіä 0 äî +180° äî íàäèðà. Âèñîòà é çåíіòíà âіäñòàíü ïîâ’ÿçàíі ñïіââіäíîøåííÿì: z + h = 90°.

Åêâàòîðіàëüíà ñèñòåìà êîîðäèíàò. Äëÿ ïîáóäîâè çîðÿíèõ êàðò і ñêëàäàííÿ çîðÿíèõ êàòàëîãіâ çà îñíîâíå êîëî íåáåñíîї ñôåðè çðó÷íî ïðèéíÿòè êîëî íåáåñíîãî åêâàòîðà (ìàë. 1.8).

Íåáåñíі êîîðäèíàòè, ó ñèñòåìі ÿêèõ ãîëîâ-íèì êîëîì є íåáåñíèé åêâàòîð, íàçèâàþòü åêâàòîðіàëüíîþ ñèñòåìîþ êîîðäèíàò.

Ó öіé ñèñòåìі êîîðäèíàòàìè є ñõèëåííÿ і ïðÿìå ïіäíåñåííÿ .

Ñõèëåííÿ ñâіòèëà — êóòîâà âіäñòàíü ñâі-òèëà Ì âіä íåáåñíîãî åêâàòîðà, âèìіðÿíà âçäîâæ êîëà ñõèëåííÿ.

Ñõèëåííÿ îá÷èñëþєòüñÿ â ìåæàõ âіä 0 äî +90° äî Ïіâíі÷íîãî ïîëþñà ñâіòó é âіä 0 äî

Íåáåñíі êîîðäèíàòè — öåíòðàëüíі êóòè àáî äóãè âåëèêèõ êіë íåáåñíîї — öåíòðàëüíі êóòè àáî äóãè âåëèêèõ êіë íåáåñíîї — öåíòðàëüíі êóòè àáî äóãè âåëèêèõ êіë íåáåñíîї ñôåðè, çà äîïîìîãîþ ÿêèõ âèçíà÷àþòü ïîëîæåííÿ ñâіòèë ñòîñîâíî ñôåðè, çà äîïîìîãîþ ÿêèõ âèçíà÷àþòü ïîëîæåííÿ ñâіòèë ñòîñîâíî ñôåðè, çà äîïîìîãîþ ÿêèõ âèçíà÷àþòü ïîëîæåííÿ ñâіòèë ñòîñîâíî îñíîâíèõ êіë і òî÷îê íåáåñíîї ñôåðè.îñíîâíèõ êіë і òî÷îê íåáåñíîї ñôåðè.

Âèñîòà ñâіòèëà h — êóòîâà âіäñòàíü ñâіòèëà — êóòîâà âіäñòàíü ñâіòèëà — êóòîâà âіäñòàíü ñâіòèëà Ì âіä ñïðàâæíüîãî ãîðè-çîíòó, âèìіðÿíà âçäîâæ âåðòèêàëüíîãî êîëà çîíòó, âèìіðÿíà âçäîâæ âåðòèêàëüíîãî êîëà (ìàë. 1.7).(ìàë. 1.7).

Àçèìóò ñâіòèëà À — êóòîâà âіäñòàíü, — êóòîâà âіäñòàíü, âèìіðþâàíà âçäîâæ ñïðàâæíüîãî ãîðèçîíòó âèìіðþâàíà âçäîâæ ñïðàâæíüîãî ãîðèçîíòó âіä òî÷êè ïіâäíÿ äî òî÷êè ïåðåòèíó ãîðè-âіä òî÷êè ïіâäíÿ äî òî÷êè ïåðåòèíó ãîðè-çîíòó ç âåðòèêàëüíèì êîëîì, ùî ïðîõîäèòü çîíòó ç âåðòèêàëüíèì êîëîì, ùî ïðîõîäèòü ÷åðåç ñâіòèëî Ì (ìàë. 1.7). (ìàë. 1.7).

Êóòîâó âіäñòàíü âіä çåíіòó äî ñâіòèëà, âèìі-ðþâàíó âçäîâæ âåðòèêàëüíîãî êîëà, íàçèâà-þòü çåíіòíîþ âіäñòàííþ z.

Ñõèëåííÿ ñâіòèëà — êóòîâà âіäñòàíü ñâі-òèëà Ì âіä íåáåñíîãî åêâàòîðà, âèìіðÿíà âçäîâæ êîëà ñõèëåííÿ.

Ìàë. 1.7. Ãîðèçîíòàëüíà ñèñ-òåìà êîîðäèíàò: h — âèñîòà ñâіòèëà Ì íàä ãîðèçîíòîì; z — çåíіòíà âіäñòàíü; À —

àçèìóò

W

N O

Z

zM

SAm

E h

Ìàë. 1.8. Åêâàòîðіàëüíà ñèñ-òåìà íåáåñíèõ êîîðäèíàò: δ — ñõèëåííÿ ñâіòèëà Ì; α — ïðÿìå ïіäíåñåííÿ;

t — ãîäèííèé êóò

PN

PS

O

Ì Q

mt

δ

α

Ìàë. 1.6. Åêëіïòèêà і íåáåñíèé åêâàòîð

Ïіâäåííèé ïîëþñ ñâіòó

Ìіñöå Ñîíöÿ íà íåáåñíіé ñôåðі â äåíü îñіííüîãî

ðіâíîäåííÿ

aÒî÷êà âåñíÿíîãî

ðіâíîäåííÿ

Åêëіïòèêà23.09

21.03

Ïіâíі÷íèé ïîëþñ ñâіòó

Q

g

Íåáåñíèéåêâàòîð

Розділ 1

20 21

НЕБЕСНА СФЕРА. РУХ СВІТИЛ НА НЕБЕСНІЙ СФЕРІ

–90° äî Ïіâäåííîãî ïîëþñà ñâіòó. Çà ïî÷àòêîâó òî÷êó âіäëіêó íà íåáåñíî-ìó åêâàòîðі ïðèéìàþòü òî÷êó âåñíÿíîãî ðіâíîäåííÿ a, äå Ñîíöå áóâàє â äåíü âåñíÿíîãî ðіâíîäåííÿ, áëèçüêî 21 áåðåçíÿ.

Òî÷êó, ó ÿêіé öåíòð Ñîíöÿ ïåðåòèíàє åêâàòîð ïіä ÷àñ ðóõó ç Ïіâäåííîї ïіâêóëі äî Ïіâíі÷íîї, íàçèâàþòü òî÷êîþ âåñíÿíîãî ðіâíîäåííÿ a, ïðîòè-ëåæíó — òî÷êîþ îñіííüîãî ðіâíîäåííÿ g.

Óíàñëіäîê òîãî, ùî òðîïі÷íèé ðіê — іíòåðâàë ÷àñó ìіæ äâîìà ïîñëіäîâíè-ìè ïðîõîäæåííÿìè Ñîíöÿ ÷åðåç òó ñàìó òî÷êó ðіâíîäåííÿ — íå çáіãàєòüñÿ ç òðèâàëіñòþ êàëåíäàðíîãî ðîêó, ìîìåíòè ðіâíîäåííÿ ðіê ó ðіê çñóâàþòüñÿ âіäíîñíî ïî÷àòêó êàëåíäàðíîї äîáè. Ìîìåíòè ðіâíîäåííÿ íàñòàþòü ó ïðîñòèé ðіê íà 5 ãîä 48 õâ 46 ñ ïіçíіøå, íіæ ó ïîïåðåäíіé, à ó âèñîêîñíèé — íà 18 ãîä 11 õâ 14 ñ ðàíіøå; òîìó ìîìåíòè ðіâíîäåííÿ ìîæóòü ïðèïàäàòè íà äâі ñóñіäíі êàëåíäàðíі äàòè. Íà ñüîãîäíі Ñîíöå ïðîõîäèòü òî÷êó âåñíÿíîãî ðіâ-íîäåííÿ 20 àáî 21 áåðåçíÿ çà Ãðèíâі÷åì (öåé ìîìåíò ââàæàþòü ïî÷àòêîì àñòðîíîìі÷íîї âåñíè â Ïіâíі÷íіé ïіâêóëі), à òî÷êó îñіííüîãî ðіâíîäåííÿ — 22 àáî 23 âåðåñíÿ (ïî÷àòêîì àñòðîíîìі÷íîї îñåíі â Ïіâíі÷íіé ïіâêóëі).

Ïðÿìèì ïіäíåñåííÿì ñâіòèëà íàçèâàþòü äóãó íåáåñíîãî åêâàòîðà âіä òî÷êè âåñíÿíîãî ðіâíîäåííÿ äî êîëà ñõèëåííÿ ñâіòèëà àáî êóò ìіæ íàïðÿìêîì íà òî÷êó âåñíÿíîãî ðіâíîäåííÿ òà ïëîùèíîþ êîëà ñõèëåí-íÿ ñâіòèëà.

Ïðÿìå ïіäíåñåííÿ âіäðàõîâóєòüñÿ ó áіê, ïðîòèëåæíèé äîáîâîìó îáåð-òàííþ íåáåñíîї ñôåðè, ó ìåæàõ âіä 0 äî 360° ó ãðàäóñíіé ìіðі àáî âіä 0 äî 24h ó ãîäèííіé ìіðі.

Äëÿ àñòðîíîìі÷íèõ çàâäàíü, ïîâ’ÿçàíèõ ç âèìіðþâàííÿì ÷àñó, çàìіñòü ïðÿìîãî ïіäíåñåííÿ α ââîäèòüñÿ ãîäèííèé êóò t (ìàë. 1.8). Ãîäèííі êóòè âіäðàõîâóþòü ó áіê äîáîâîãî îáåðòàííÿ íåáåñíîї ñôåðè, òîáòî íà çàõіä âіä âåðõíüîї òî÷êè íåáåñíîãî åêâàòîðà, ó ìåæàõ âіä 0 äî 360° (ó ãðàäóñíіé ìіðі) àáî âіä 0 äî 24h (ó ãîäèííіé ìіðі). Іíîäі ãîäèííі êóòè âіäðàõîâóþòü ó ìåæàõ âіä 0 äî +180° (âіä 0 äî +12h) íà çàõіä і âіä 0 äî –180° (âіä 0 äî –12h) íà ñõіä.

Îòæå, ãîäèííèé êóò — öå êóòîâà âіäñòàíü, âèìіðÿíà âçäîâæ íåáåñíîãî åêâàòîðà, âіä âåðõíüîї òî÷êè íåáåñíîãî åêâàòîðà äî êîëà ñõèëåííÿ ñâіòèëà.

Êîîðäèíàòè çіð (α, δ) â åêâàòîðіàëüíіé ñèñòåìі êîîðäèíàò íå ïîâ’ÿçàíі ç äîáîâèì ðóõîì íåáåñíîї ñôåðè é çìіíþþòüñÿ äóæå ïîâіëüíî. Òîìó âîíè çàñòîñîâóþòüñÿ äëÿ ñêëàäàííÿ çîðÿíèõ êàðò і êàòàëîãіâ.

Çîðÿíі êàðòè — öå ïðîåêöії íåáåñíîї ñôåðè íà ïëîùèíó ç íàíåñåíèìè íà íåї îá’єêòàìè â ïåâíіé ñèñòåìі êîîðäèíàò.

Íàáіð çîðÿíèõ êàðò ñóìіæíèõ äіëÿíîê íåáà, ùî ïîêðèâàþòü óñå íåáî àáî äåÿêó éîãî ÷àñòèíó, íàçèâàþòü çîðÿíèì àòëàñîì.

Ó ñïåöіàëüíèõ ñïèñêàõ çіð, íàçâàíèõ çîðÿíèìè êàòàëîãàìè, âêàçóþòü-ñÿ êîîðäèíàòè їõíüîãî ìіñöÿ íà íåáåñíіé ñôåðі, çîðÿíà âåëè÷èíà é іíøі ïàðàìåòðè. Íàïðèêëàä, êàòàëîã Hubble Guide Star Catalog (GSC) ìіñòèòü áëèçüêî 19 ìëí îá’єêòіâ.

2. Висота полюса світу над горизонтом. Ìè âæå çíàєìî, ùî Ïîëÿðíà çîðÿ, ùî ïåðåáóâàє ïîáëèçó Ïіâíі÷íîãî ïîëþñà ñâіòó, çàëèøàєòü-ñÿ ìàéæå íà îäíіé âèñîòі íàä ãîðèçîíòîì íà äàíіé øèðîòі ïіä ÷àñ äîáîâîãî îáåðòàííÿ çîðÿíîãî íåáà. Ïіä ÷àñ ïåðåìіùåííÿ ñïîñòåðіãà÷à ç ïіâíî÷і íà ïіâäåíü, äå ãåîãðàôі÷íà øèðîòà ìåíøà, Ïîëÿðíà çîðÿ îïóñêàєòüñÿ äî ãîðè-çîíòó, òîáòî іñíóє çàëåæíіñòü ìіæ âèñîòîþ ïîëþñà ñâіòó é ãåîãðàôі÷íîþ øèðîòîþ ìіñöÿ ñïîñòåðåæåííÿ. Íà ìàëþíêó 1.9 çåìíà êóëÿ é íåáåñíà ñôåðà çîáðàæåíі â ïåðåòèíі ïëîùèíîþ íåáåñíîãî ìåðèäіàíà ìіñöÿ ñïîñòå-ðåæåííÿ. Ñïîñòåðіãà÷ іç òî÷êè Î áà÷èòü ïîëþñ ñâіòó íà âèñîòі . Íàïðÿìîê îñі ñâіòó OP ïàðàëåëüíèé çåìíіé îñі. Êóò ïðè öåíòðі Çåìëі

âіäïîâіäàє ãåîãðàôі÷íіé øèðîòі ìіñöÿ ñïîñòåðåæåííÿ ϕ.

Ïðÿìèì Ïðÿìèì ïіäíåñåííÿì ñâіòèëà íàçèâàþòü äóãó íåáåñíîãî åêâàòîðà íàçèâàþòü äóãó íåáåñíîãî åêâàòîðà âіä òî÷êè âåñíÿíîãî ðіâíîäåííÿ äî êîëà ñõèëåííÿ ñâіòèëà àáî êóò ìіæ âіä òî÷êè âåñíÿíîãî ðіâíîäåííÿ äî êîëà ñõèëåííÿ ñâіòèëà àáî êóò ìіæ íàïðÿìêîì íà òî÷êó âåñíÿíîãî ðіâíîäåííÿ òà ïëîùèíîþ êîëà ñõèëåí-íàïðÿìêîì íà òî÷êó âåñíÿíîãî ðіâíîäåííÿ òà ïëîùèíîþ êîëà ñõèëåí-íÿ ñâіòèëà.

áëèçüêî 19 ìëí îá’єêòіâ. 2. Висота полюса світу над горизонтом.

Ïîëÿðíà çîðÿ, ùî ïåðåáóâàє ïîáëèçó Ïіâíі÷íîãî ïîëþñà ñâіòó, çàëèøàєòü-

Ðàäіóñ Çåìëі â òî÷öі ñïîñòåðåæåííÿ ïåð-ïåíäèêóëÿðíèé äî ïëîùèíè äіéñíîãî ãîðè-çîíòó, à âіñü ñâіòó ïåðïåíäèêóëÿðíà äî ïëî-ùèíè ãåîãðàôі÷íîãî åêâàòîðà.

Òîìó і ðіâíі ìіæ ñîáîþ ÿê êóòè іç âçàєìíî ïåðïåíäèêóëÿðíèìè ñòîðîíà-ìè. Îòæå, êóòîâà âèñîòà ïîëþñà ñâіòó íàä ãîðèçîíòîì äîðіâíþє ãåîãðàôі÷íіé øèðîòі ìіñöÿ ñïîñòåðåæåííÿ: .

Ç іíøîãî áîêó, âèäíî, ùî âèçíà÷àє ñîáîþ âåëè÷èíó ñõèëåííÿ çåíіòó . Òîìó ìîæíà çàïèñàòè, ùî , àáî . Öÿ ðіâíіñòü õàðàêòåðèçóє çàëåæíіñòü ìіæ ãåîãðàôі÷íîþ øèðîòîþ ìіñöÿ ñïîñòåðåæåííÿ òà âіäïîâіäíèìè ãîðèçîíòàëüíèìè é åêâàòîðі-àëüíèìè êîîðäèíàòàìè ñâіòèëà.

Ç ïåðåìіùåííÿì ñïîñòåðіãà÷à äî Ïіâíі÷íî-ãî ïîëþñà Çåìëі Ïіâíі÷íèé ïîëþñ ñâіòó ïіäíі-ìàєòüñÿ íàä ãîðèçîíòîì. Íà ïîëþñі Çåìëі ïîëþñ ñâіòó áóäå ïåðåáóâàòè â çåíіòі. Çîðі òóò ðóõàþòüñÿ ïî êîëàõ, ïàðàëåëüíèõ ãîðèçîíòó, ùî çáіãàєòüñÿ ç íåáåñíèì åêâàòîðîì.

Íà ñåðåäíіõ ãåîãðàôі÷íèõ øèðîòàõ âіñü ñâіòó é íåáåñíèé åêâàòîð íàõèëåíі äî ãîðèçîíòó, äîáîâі òðàєêòîðії çіð òàêîæ íàõèëåíі äî ãîðèçîíòó. Òîìó ñïî-ñòåðіãàþòüñÿ çîðі, ÿêі ñõîäÿòü і çàõîäÿòü. Ïіä ñõîäîì ìàєòüñÿ íà óâàçі ÿâèùå ïåðåòèíàííÿ ñâіòèëîì ñõіäíîї ÷àñòèíè ãîðèçîíòó, à ïіä çàõîäîì — çàõіäíîї.

Ó ñåðåäíіõ øèðîòàõ, íàïðèêëàä íà òåðèòîðії Óêðàїíè, ñïîñòåðіãàþòüñÿ çîðі ïіâíі÷íèõ íàâêîëîïîëÿðíèõ ñóçіð’їâ, ÿêі íіêîëè íå îïóñêàþòüñÿ ïіä ãîðèçîíò. Їõ íàçèâàþòü çîðÿìè, ùî íå çàõîäÿòü. Çîðі, ðîçòàøîâàíі áіëÿ Ïіâäåííîãî ïîëþñà ñâіòó, â Óêðàїíі íіêîëè íå ñõîäÿòü, їõ òàê і íàçèâàþòü çîðі, ùî íå ñõîäÿòü.

Îäíèì iç íàéâàæëèâiøèõ çàâäàíü ïðàêòè÷íîї àñòðîíîìiї є âèçíà÷åííÿ ìîìåíòiâ ÷àñó òà àçèìóòiâ òî÷îê ñõîäó òà çàõîäó íåáåñíèõ ñâiòèë. Ìîìåí-òè ÷àñó ñõîäó òà çàõîäó ñâiòèëà, à òàêîæ ïîëîæåííÿ òî÷îê ñõîäó òà çàõî-äó íà ìàòåìàòè÷íîìó ãîðèçîíòi çàëåæàòü âiä ñõèëåííÿ δ ñâіòèëà òà ãåî-ãðàôi÷íîї øèðîòè ϕ ìiñöÿ ñïîñòåðåæåííÿ.

3. Визначення географічної широти за астрономічними спо-стереженнями. Ïðè ñâîєìó äîáîâîìó îáåðòàííі íàâêîëî îñі ñâіòó ñâіòèëà äâі÷і çà äîáó ïåðåòèíàþòü íåáåñíèé ìåðèäіàí. ßâèùå ïðîõîäæåííÿ ñâіòè-ëîì íåáåñíîãî ìåðèäіàíà íàçèâàþòü êóëüìіíàöієþ.

Ðîçðіçíÿþòü âåðõíþ é íèæíþ êóëüìіíàöії. Ó âåðõíіé êóëüìіíàöії ñâі-òèëî ïðè äîáîâîìó ðóñі ïåðåáóâàє â íàéâèùіé òî÷öі íàä ãîðèçîíòîì, íàé-áëèæ÷іé äî çåíіòó. Òî÷êà íèæíüîї êóëüìіíàöії ñâіòèëà áіëüø âіääàëåíà âіä òî÷êè çåíіòó, íіæ òî÷êà âåðõíüîї êóëüìіíàöії, і íàñòàє ÷åðåç ïîëîâèíó äîáè ïіñëÿ âåðõíüîї êóëüìіíàöії.

Ïðè ñêëàäàííі ãåîãðàôі÷íèõ і òîïîãðàôі÷íèõ êàðò, ïðîêëàäàííі äîðіã і ìàãіñòðàëåé, ðîçâіäöі ïîêëàäіâ êîðèñíèõ êîïàëèí òîùî íåîáõіäíî çíàòè ãåîãðàôі÷íі êîîðäèíàòè ìіñöåâîñòі. Öі çàâäàííÿ ìîæíà ðîçâ’ÿçàòè çà äîïîìîãîþ àñòðîíîìі÷íèõ ñïîñòåðåæåíü. Ðîçãëÿíåìî òðè ñïîñîáè.

1-é ñïîñіá. Âèçíà÷èòè ãåîãðàôі÷íó øèðîòó ìîæíà çà ñïîñòåðåæåííÿì Ïîëÿðíîї çîðі. ßêùî ââàæàòè, ùî Ïîëÿðíà çîðÿ âêàçóє íà Ïіâíі÷íèé ïîëþñ ñâіòó, òî ïðèáëèçíî âèñîòà Ïîëÿðíîї çîðі íàä ãîðèçîíòîì äàє íàì ãåîãðàôі÷íó øèðîòó ìіñöÿ ñïîñòåðåæåííÿ. ßêùî âèìіðÿòè âèñîòó Ïîëÿð-íîї çîðі ó âåðõíіé (hâ) і íèæíіé (hí) êóëüìіíàöіÿõ, òî îäåðæèìî áіëüø òî÷íå çíà÷åííÿ øèðîòè ìіñöÿ ñïîñòåðåæåííÿ:

.

ãðàôi÷íîї øèðîòè 3. Визначення географічної широти за астрономічними спо-

Ìàë. 1.9. Ñïіââіäíîøåííÿ ìіæ âèñîòîþ ïîëþñó ñâіòó íàä ãîðèçîíòîì hp і ãåîãðàôі÷-íîþ øèðîòîþ ñïîñòåðі ãà÷à ϕ

PS

PN

Çåìëÿ

T

QS

ZP

Ohp

N

ϕ

Розділ 1

22 23

НЕБЕСНА СФЕРА. РУХ СВІТИЛ НА НЕБЕСНІЙ СФЕРІ

Öå ðіâíÿííÿ ñïðàâäæóєòüñÿ äëÿ âñіõ çіð, ùî íå çàõîäÿòü, ó ÿêèõ âåðõ-íÿ і íèæíÿ êóëüìіíàöії ïåðåáóâàþòü ïî îäèí áіê âіä çåíіòó.

2-é ñïîñіá. Âèçíà÷èòè ãåîãðàôі÷íó øèðîòó ìîæíà çі ñïîñòåðåæåííÿ âåðõíüîї êóëüìіíàöії çіð. Ç ðіâíÿíü hâ = (90° – ϕ) + δ і hâ = (90° + ϕ) – δ îäåðæèìî:

.Çíàê «+» ñòàâèòüñÿ, ÿêùî çîðÿ êóëüìіíóє äî ïіâäíÿ âіä çåíіòó, à çíàê

«–» — ÿêùî çîðÿ êóëüìіíóє äî ïіâíî÷і âіä çåíіòó.3-é ñïîñіá. Âèçíà÷èòè ãåîãðàôі÷íó øèðîòó ìîæíà çі ñïîñòåðåæåííÿ çіð,

ùî ïðîõîäÿòü ïîáëèçó çåíіòó: .Íà àñòðîíîìі÷íèõ îáñåðâàòîðіÿõ óñòàíîâëþþòü ñïåöіàëüíі òåëåñêîïè

(çåíіò-òåëåñêîï, ôîòîãðàôі÷íà çåíіòíà òðóáà), ÿêі ôіêñóþòü çîðі, ùî ïðî-õîäÿòü ó ïîëі çîðó іíñòðóìåíòà, ïîáëèçó çåíіòó. Ñõèëåííÿ (δ) çîðі, ùî ïåðåáóâàє â çåíіòі, äîðіâíþâàòèìå ϕ.

Ðÿä îáñåðâàòîðіé, îñíàùåíèõ çåíіò-òåëåñêîïàìè, ñòâîðþþòü Âñåñâіòíþ ñëóæáó øèðîòè. Її çàâäàííÿì є äîñëіäæåííÿ çìіíè ãåîãðàôі÷íîї øèðîòè, òîáòî ñïîñòåðåæåííÿ çà ïîëîæåííÿì ïîëþñіâ íà ïîâåðõíі Çåìëі.

Ó ïðèðîäі âіäáóâàþòüñÿ òàêi öiêàâi ÿâèùà, ÿê ïîëÿðíèé äåíü òà ïîëÿð-íà íi÷, à òàêîæ áiëà íi÷.

Ó òi äíi ðîêó, êîëè Ñîíöå íå çàõîäèòü çà ãîðèçîíò (íàâiòü ó ìîìåíò íèæíüîї êóëüìiíàöiї), òðèâàє ïîëÿðíèé äåíü, i íàâïàêè, ó òi äíi ðîêó, êîëè Ñîíöå íå ñõîäèòü íàä ãîðèçîíòîì (íàâiòü ó ìîìåíò âåðõíüîї êóëüìi-íàöiї), òðèâàє ïîëÿðíà íi÷.

Çàñòîñóєìî óìîâó òîãî, ùî ñâiòèëî íå çàõîäèòü íà äàíié øèðîòi δ > (90° – ϕ) äî Ñîíöÿ. Îäåðæèìî, ùî ïîëÿðíèé äåíü òðèâàє â òi äíi ðîêó, êîëè ñõèëåííÿ Ñîíöÿ çàäîâîëüíÿє óìîâó δ > 90° – ϕ.

Íàÿâíiñòü àòìîñôåðè ïðèâîäèòü äî òîãî, ùî ïðîìiíü ñâiòëà âiä íåáåñíîãî òiëà ïåðø íiæ ïîòðàïèòè â îêî ñïîñòåðiãà÷à ïðîõîäèòü êðiçü çåìíó àòìî-ñôåðó i çàëîìëþєòüñÿ, òèì ñàìèì çìiùóþ÷è âèäèìå ïîëîæåííÿ ñâiòèëà âiäíîñíî ñïðàâæíüîãî. Öå ÿâèùå íàçèâàþòü àñòðîíîìi÷íîþ ðåôðàêöiєþ.

Çà ðàõóíîê ðåôðàêöiї âèäèìå ïîëîæåííÿ ñâiòèëà çìiùóєòüñÿ âiäíîñíî ñïðàâæíüîãî äî çåíiòó. Âåëè÷èíà çìiùåííÿ ρ çàëåæèòü âiä âèñîòè ñâiòèëà íàä ãîðèçîíòîì, à òàêîæ âiä òåìïåðàòóðè òà òèñêó. Çà íîðìàëüíèõ óìîâ äëÿ ñâiòèë, ùî ñïîñòåðiãàþòüñÿ íà ãîðèçîíòi, çíà÷åííÿ ρ ïðèéìàþòü ðiâ-íèì 35'. Ç óðàõóâàííÿì ðåôðàêöiї òà âèäèìîãî ðàäióñà Ñîíöÿ, çíàõîäèìî, ùî äàòà ïî÷àòêó ïîëÿðíîãî äíÿ âiäïîâiäàє òîìó äíþ â ðîöi, ó ÿêèé ñõè-ëåííÿ Ñîíöÿ äîðiâíþє

.Îòðèìàíå çíà÷åííÿ ñõèëåííÿ Ñîíöÿ âiäøóêóєìî â àñòðîíîìi÷íîìó ùîði÷-

íèêó òà âèïèñóєìî äàòó, ùî âiäïîâiäàє öüîìó çíà÷åííþ. Î÷åâèäíî, ùî òàêèõ äàò áóäå äâi. Îäíà ç íèõ âèçíà÷àє ïî÷àòîê ïîëÿðíîãî äíÿ, iíøà — êiíåöü. Çà ïî÷àòîê ïîëÿðíîãî äíÿ îáèðàєòüñÿ òîé äåíü, ïiñëÿ ÿêîãî ñõèëåí-íÿ Ñîíöÿ çáіëüøóєòüñÿ.

Àíàëîãi÷íî, äàòà ïî÷àòêó ïîëÿðíîї íî÷i âiäïîâiäàє òîìó äíþ â ðîöi, ó ÿêèé ñõèëåííÿ Ñîíöÿ äîðiâíþє δ = ϕ – 90° + ρ + R, à â íàñòóïíi äíi âîíî çìåíøóєòüñÿ.

Íàäçâè÷àéíî âðàæàþ÷èì àñòðîíîìi÷íèì ÿâèùåì є áiëà íi÷, êîëè Ñîí-öå íåíàäîâãî çàõîäèòü çà ãîðèçîíò. Ïðîòÿãîì áiëîї íî÷i òðèâàþòü ñóòiíêè, òîáòî îñâiòëåíiñòü íåáîñõèëó íàâiòü îïiâíî÷i áëèçüêà äî âå÷iðíüîї. Öå ÿâèùå ìîæíà ñïîñòåðiãàòè âëiòêó íà âèñîêèõ øèðîòàõ (ïî÷èíàþ÷è ïðè-áëèçíî ç 60°). Ïðèéíÿòî ââàæàòè, ùî áiëà íi÷ âiäáóâàєòüñÿ, ÿêùî Ñîíöå îïóñêàєòüñÿ çà ãîðèçîíò íà âèñîòó âiä 0 äî –6°.

ЗАПИТАННЯ ДО ВИВЧЕНОГО 1. Äàéòå õàðàêòåðèñòèêó ãîðèçîíòàëüíîї òà åêâàòîðіàëüíîї ñèñòåìè êîîðäèíàò. 2. ×îìó â àñòðîíîìії âèêîðèñòîâóþòü ðіçíі ñèñòåìè êîîðäèíàò?

ЗАПИТАННЯ ДО ВИВЧЕНОГО

3. Ó ÷îìó ïîëÿãàє ïðèíöèïîâà ðіçíèöÿ ìіæ ðіçíèìè ñèñòåìàìè íåáåñíèõ êîîðäèíàò?

4. ßê âèçíà÷èòè âèñîòó ïîëþñà ñâіòó íàä ãîðèçîíòîì? 5. Çà ÿêîї óìîâè ñâiòèëî áóäå âèäèìèì íà äàíié øèðîòi? 6. Äå íà çåìíіé êóëі âñі çîðі ïðîòÿãîì ðîêó ðóõàþòüñÿ ïàðàëåëüíî ìàòåìà-

òè÷íîìó ãîðèçîíòó?

§ 4. АСТРОНОМІЯ ТА ВИЗНАЧЕННЯ ЧАСУ. ТИПИ КАЛЕНДАРІВ

1. Визначення часу. Óñå íàøå æèòòÿ ïîâ’ÿçàíå ç ïåðіîäè÷íîþ çìі-íîþ äíÿ é íî÷і, à òàêîæ ïіð ðîêó. Íà öèõ ïîâòîðþâàíèõ àñòðîíîìі÷íèõ ÿâèùàõ áàçóþòüñÿ îñíîâíі îäèíèöі ÷àñó — äîáà, ìіñÿöü, ðіê. Îñíîâíà âåëè÷èíà äëÿ âèìіðþâàííÿ ÷àñó ïîâ’ÿçàíà ç ïåðіîäîì ïîâíîãî îáåðòàííÿ çåìíîї êóëі íàâêîëî ñâîєї îñі.

Ìîìåíò âåðõíüîї êóëüìіíàöії öåíòðà Ñîíöÿ íàçèâàþòü äіéñíèì ïîëó-äíåì, ìîìåíò íèæíüîї êóëüìіíàöії — äіéñíîþ ïіâíі÷÷þ.

Іíòåðâàë ÷àñó ìіæ äâîìà ïîñëіäîâíèìè îäíîéìåííèìè êóëüìіíàöіÿìè öåíòðà Ñîíöÿ íàçèâàþòü äіéñíîþ ñîíÿ÷íîþ äîáîþ.

×àñ, ùî ïðîéøîâ âіä ìîìåíòó íèæíüîї êóëüìіíàöії öåíòðà ñîíÿ÷íîãî äèñêà äî áóäü-ÿêîãî іíøîãî éîãî ïîëîæåííÿ íà òîìó ñàìîìó ãåîãðàôі÷íî-ìó ìåðèäіàíі, íàçèâàþòü äіéñíèì ñîíÿ÷íèì ÷àñîì (Ò).

Íåîáõіäíî çàçíà÷èòè, ùî äіéñíà ñîíÿ÷íà äîáà ïåðіîäè÷íî çìіíþє ñâîþ òðèâàëіñòü. Ó öüîãî є äâі ïðè÷èíè: 1) íàõèë ïëîùèíè åêëіïòèêè äî ïëî-ùèíè íåáåñíîãî åêâàòîðà, 2) åëіïòè÷íà ôîðìà îðáіòè Çåìëі. Êîëè Çåìëÿ ïåðåáóâàє íà äіëÿíöі åëіïñà, ðîçìіùåíіé áëèæ÷å äî Ñîíöÿ (íà ìàë. 1.10 — öå ïîëîæåííÿ ïîêàçàíî ëіâîðó÷), òî âîíà ðóõàєòüñÿ øâèäøå. ×åðåç ïіâðî-êó Çåìëÿ âèÿâèòüñÿ â ïðîòèëåæíіé ÷àñòèíі åëіïñà é áóäå ïåðåìіùóâàòèñÿ ïî îðáіòі ïîâіëüíіøå. Íåðіâíîìіðíèé ðóõ Çåìëі ïî ñâîїé îðáіòі ñïðè÷èíÿє íåðіâíîìіðíå âèäèìå ïåðåìіùåííÿ Ñîíöÿ íà íåáåñíіé ñôåðі. Òîáòî â ðіçíі ïîðè ðîêó Ñîíöå ïåðåìіùóєòüñÿ ç ðіçíîþ øâèäêіñòþ. Òîìó òðèâàëіñòü äіéñíîї ñîíÿ÷íîї äîáè ïîñòіéíî çìі-íþєòüñÿ.

Óíàñëіäîê íåðіâíîìіðíîñòі äіéñ-íîї ñîíÿ÷íîї äîáè êîðèñòóâàòèñÿ íåþ ÿê îäèíèöåþ ÷àñó íåçðó÷íî. Іç öієї ïðè÷èíè â ïîâñÿêäåííîìó æèòòі âèêîðèñòîâóþòü íå äіéñíó, à ñåðåä-íþ ñîíÿ÷íó äîáó, òðèâàëіñòü ÿêîї ïðèéíÿòà ñòàëîþ.

Ùî òàêå ñåðåäíÿ ñîíÿ÷íà äîáà? Óÿâèìî òî÷êó, ùî ïðîòÿãîì ðîêó ðîáèòü îäèí ïîâíèé îáåðò íàâêîëî Çåìëі çà òàêèé ÷àñ, ÿê і Ñîíöå, àëå ïðè öüîìó ïåðåìіùóєòüñÿ ðіâíîìіðíî ïî íåáåñíîìó åêâàòîðó, à íå ïî åêëіïòè-öі. Íàçâåìî òàêó óÿâíó òî÷êó ñåðåäíіì åêâàòîðіàëüíèì ñîíöåì.

Âåðõíþ êóëüìіíàöіþ ñåðåäíüîãî åêâàòîðіàëüíîãî Ñîíöÿ íàçèâàþòü ñåðåäíіì ïîëóäíåì, à іíòåðâàë ÷àñó ìіæ äâîìà ïîñëіäîâíèìè ñåðåäíіìè ïîëóäíÿìè — ñåðåäíüîþ ñîíÿ÷íîþ äîáîþ. Òðèâàëіñòü її çàâæäè îäíàêîâà. Ñåðåäíþ ñîíÿ÷íó äîáó äіëÿòü íà 24 ãîäèíè. Êîæíà ãîäèíà ñåðåäíüîãî ñîíÿ÷íîãî ÷àñó äіëèòüñÿ íà 60 õâèëèí, à êîæíà õâèëèíà — íà 60 ñå êóíä ñåðåäíüîãî ñîíÿ÷íîãî ÷àñó. Çà ïî÷àòîê ñåðåäíüîї ñîíÿ÷íîї äîáè ïðèéíÿ-òî ñåðåäíþ ïіâíі÷, òîáòî ìîìåíò íèæíüîї êóëüìіíàöії óÿâíîї òî÷êè íåáåñíîї ñôåðè, íàçâàíîї ñåðåäíіì ñîíöåì. Іíòåðâàë ÷àñó âіä ìîìåíòó íèæíüîї êóëüìіíàöії ñåðåäíüîãî åêâàòîðіàëüíîãî Ñîíöÿ äî áóäü-ÿêîãî іíøîãî éîãî ïîëîæåííÿ íà òîìó ñàìîìó ãåîãðàôі÷íîìó ìåðèäіàíі íàçè-âàþòü ñåðåäíіì ñîíÿ÷íèì ÷àñîì (Òñ).

1. Визначення часу.íîþ äíÿ é íî÷і, à òàêîæ ïіð ðîêó. Íà öèõ ïîâòîðþâàíèõ àñòðîíîìі÷íèõ

Ìàë. 1.10. Ïðè÷èíè çìіíè òðèâàëîñòі äіéñíèõ ñîíÿ÷íèõ äіá

147 ìëí êì 152 ìëí êì

30,3 êì/ñ 29,2 êì/ñ

Розділ 1

24 25

НЕБЕСНА СФЕРА. РУХ СВІТИЛ НА НЕБЕСНІЙ СФЕРІ

Ðіçíèöþ ìіæ ñåðåäíіì ñîíÿ÷íèì ÷àñîì і äіéñíèì ñîíÿ÷íèì ÷àñîì ó òîé ñàìèé ìîìåíò íàçèâàþòü ðіâíÿí-íÿì ÷àñó. Ïîçíà÷àþòü ãðåöüêîþ ëіòå-ðîþ η, і éîãî ìîæíà çàïèñàòè â òàêî-ìó âèãëÿäі: = Òñ – Ò.

Çíà÷åííÿ ðіâíÿííÿ ÷àñó η äàєòüñÿ â àñòðîíîìі÷íèõ êàëåíäàðÿõ. Íàáëè-æåíå çíà÷åííÿ ìîæíà âèçíà÷èòè çà ãðàôіêîì (ìàë. 1.11), ç ÿêîãî òàêîæ âèäíî, ùî 4 ðàçè â ðіê ðіâíÿííÿ ÷àñó η äîðіâíþє íóëþ. Öå âіäáóâàєòüñÿ ïðèáëèçíî 14 êâіòíÿ, 14 ÷åðâíÿ, 2 âåðåñíÿ òà 24 ãðóäíÿ. Òà 4 ðàçè íà ðіê ãðàôіê ðіâíÿííÿ ÷àñó η äîñÿãàє åêñòðåìóìіâ: äâîõ äîäàòíèõ — 15 òðàâíÿ і 3 ëèñòîïàäà, і äâîõ âіä’єìíèõ — 15 ëþòîãî і 1 ñåðïíÿ.

Ðîçðіçíÿþòü òàêîæ çîðÿíó äîáó (áëèçüêî 23 ãîä 56 õâ 4 ñ). Çîðÿíà äîáà äîðіâíþє іíòåðâàëó ÷àñó ìіæ äâîìà ïîñëіäîâíèìè îäíîéìåííèìè êóëüìіíà-öіÿìè òî÷êè âåñíÿíîãî ðіâíîäåííÿ. Ìîìåíò âåðõíüîї êóëüìіíàöії öієї òî÷-êè, ïðèéíÿòèé çà ïî÷àòîê çîðÿíîї äîáè, ââàæàєòüñÿ 0 ãîäèí çîðÿíîãî ÷àñó.

×àñ âіä ìîìåíòó âåðõíüîї êóëüìіíàöії òî÷êè âåñíÿíîãî ðіâíîäåííÿ äî áóäü-ÿêîãî іíøîãî її ïîëîæåííÿ íà òîìó ñàìîìó ãåîãðàôі÷íîìó ìåðèäіàíі íàçèâàþòü çîðÿíèì ÷àñîì.

2. Визначення географічної довготи. Âèìіðþâàííÿ ÷àñó ñîíÿ÷-íîþ äîáîþ ïîâ’ÿçàíå ç ãåîãðàôі÷íèì ìåðèäіàíîì. ×àñ, âèìіðÿíèé íà öüî-ìó ìåðèäіàíі, íàçèâàþòü ìіñöåâèì ÷àñîì äàíîãî ìåðèäіàíà, і âіí îäíà-êîâèé äëÿ âñіõ ïóíêòіâ, ùî ïåðåáóâàþòü íà íüîìó. Êóëüìіíàöіÿ áóäü-ÿêîї òî÷êè íåáåñíîї ñôåðè âіäáóâàєòüñÿ â ðіçíèé ÷àñ íà ðіçíèõ ìåðèäіàíàõ çåìíîї êóëі. Ïðè÷îìó ùî ñõіäíіøå çåìíèé ìåðèäіàí, òî ðàíіøå â ïóíêòàõ, ùî ëåæàòü íà íüîìó, âіäáóâàєòüñÿ êóëüìіíàöіÿ àáî ïî÷èíàєòüñÿ äîáà. ßêùî Çåìëÿ ùîãîäèíè ïîâåðòàєòüñÿ íà 15°, òî ðіçíèöÿ ÷àñó äâîõ ïóíêòіâ â îäíó ãîäèíó âіäïîâіäàє é ðіçíèöі äîâãîò 15° (ó ãîäèííіé ìіðі 1 ãîäèíà). Çâіäñè ìîæíà çðîáèòè âèñíîâîê: ðіçíèöÿ ìіñöåâîãî ÷àñó äâîõ ïóíêòіâ íà Çåìëі ÷èñåëüíî äîðіâíþє ðіçíèöі çíà÷åíü äîâãîòè, âèðàæåíèõ ó ãîäèííіé ìіðі. Äëÿ ïóíêòіâ çåìíîї ïîâåðõíі, ðîçòàøîâàíèõ íà ãåîãðàôі÷íèõ äîâãî-òàõ λ1 é λ2, îäåðæèìî: .

Çà ïî÷àòêîâèé (íóëüîâèé) ìåðèäіàí äëÿ âіäëіêó ãåîãðàôі÷íîї äîâãîòè ïðèéíÿòî ìåðèäіàí, ùî ïðîõîäèòü ÷åðåç Ãðèíâіöüêó îáñåðâàòîðіþ ïîáëè-çó Ëîíäîíà. Ìіñöåâèé ñåðåäíіé ñîíÿ÷íèé ÷àñ Ãðèíâіöüêîãî ìåðèäіàíà íàçèâàþòü âñåñâіòíіì ÷àñîì. Óñі ñèãíàëè òî÷íîãî ÷àñó âіäïîâіäàþòü õâè-ëèíàì і ñåêóíäàì âñåñâіòíüîãî ÷àñó.  àñòðîíîìі÷íèõ êàëåíäàðÿõ і ùîðі÷-íèêàõ ìîìåíòè áіëüøîñòі ÿâèù óêàçóþòü çà âñåñâіòíіì ÷àñîì. Ìîìåíòè öèõ ÿâèù çà ìіñöåâèì ÷àñîì ÿêîãî-íåáóäü ïóíêòó ëåãêî âèçíà÷èòè, çíà-þ÷è äîâãîòó öüîãî ïóíêòó âіä Ãðèíâі÷à.

ßêùî â öåé ìîìåíò íà Ãðèíâіöüêîìó ìåðèäіàíі âñåñâіòíіé ÷àñ áóäå Ò0, òî â ìіñöåâîñòі ç ãåîãðàôі÷íîþ äîâãîòîþ λ áóäå Òλ. Îòæå, ïîïåðåäíє ðіâ-íÿííÿ ïðè λ0 = 0 ìàòèìå âèãëÿä: . Öå ðіâíÿííÿ äàє çìîãó çíà-õîäèòè ãåîãðàôі÷íó äîâãîòó çà âñåñâіòíіì ÷àñîì (Ò0) і ìіñöåâèì ÷àñîì (Òλ), ùî âèçíà÷àþòü ç àñòðîíîìі÷íèõ ñïîñòåðåæåíü. Ç іíøîãî áîêó, çíàþ÷è äîâãîòó ìіñöÿ ñïîñòåðåæåííÿ (λ) і âñåñâіòíіé ÷àñ (Ò0), ìîæíà âèçíà÷èòè ìіñöåâèé ÷àñ (Òλ): .

Ñüîãîäíі іñíóє ââåäåíà ïîÿñíà ñèñòåìà ðàõóíêó ñåðåäíüîãî ñîíÿ÷íîãî ÷àñó. Âіäïîâіäíî äî öієї ñèñòåìè, âñþ çåìíó êóëþ ðîçäіëåíî íà 24 ãîäèí-íèõ ïîÿñè, êîæíèé ç ÿêèõ ðîçìіùåíèé ïî äîâãîòі íà 15° (àáî 1 ãîä).

íàçèâàþòü 2. Визначення географічної довготи.

íîþ äîáîþ ïîâ’ÿçàíå ç ãåîãðàôі÷íèì ìåðèäіàíîì. ×àñ, âèìіðÿíèé íà öüî-

Ãîäèííèé ïîÿñ Ãðèíâіöüêîãî ìåðèäіàíó ââàæàþòü íóëüîâèì. Іíøèì ïîÿ-ñàì, ó íàïðÿìêó âіä íóëüîâîãî íà ñõіä, ïðèñâîєíî íîìåðè âіä 1 äî 23. Ó ìåæàõ îäíîãî ïîÿñó ó âñіõ ïóíêòàõ ó ïåâíèé ìîìåíò ïîÿñíèé ÷àñ îäíà-êîâèé. Ó ñóñіäíіõ ïîÿñàõ âіí âіäðіçíÿєòüñÿ ðіâíî íà îäíó ãîäèíó. Ìåæі ïîÿñіâ ó ìàëîíàñåëåíèõ ìіñöÿõ, íà ìîðÿõ òà îêåàíàõ ïðîõîäÿòü ïî ìåðè-äіàíàõ, âіääàëåíèõ íà 7,5° äî ñõîäó é çàõîäó âіä öåíòðàëüíîãî ìåðèäіàíà äàíîãî ãîäèííîãî ïîÿñó.  іíøèõ ðàéîíàõ ìåæі ïîÿñіâ äëÿ áіëüøîї çðó÷-íîñòі ïðîâåäåíî çà äåðæàâíèìè òà àäìіíіñòðàòèâíèìè ìåæàìè, ãіðñüêèìè õðåáòàìè, ðі÷êàìè òà іíøèìè ïðèðîäíèìè ìåæàìè.

Çíàþ÷è âñåñâіòíіé ÷àñ (Ò0) і íîìåð ïîÿñó äàíîãî ìіñöÿ (n), ìîæíà çíàé-òè ïîÿñíèé ÷àñ: Òn = Ò0 + n.

Âèêëþ÷èâøè Ò0 ç ðіâíÿíü і Òn = Ò0 + n, îäåðæèìî ñïіââіäíî-øåííÿ, ùî äàє çìîãó âèçíà÷àòè ãåîãðàôі÷íó äîâãîòó çà ïîÿñíèì ÷àñîì (Òn) і ÷àñîì äëÿ ìіñöåâîñòі ç ãåîãðàôі÷íîþ äîâãîòîþ λ (Òλ): .

Ñèñòåìà ïîÿñíîãî ðàõóíêó ÷àñó óñóâàє íåçðó÷íîñòі, ïîâ’ÿçàíі ç âèêî-ðèñòàííÿì і ìіñöåâîãî, і âñåñâіòíüîãî ÷àñó. Ãîäèííèêè, âñòàíîâëåíі çà ïîÿñíèì ÷àñîì, ïîêàçóþòü òó ñàìó êіëüêіñòü ñåêóíä і õâèëèí ó âñіõ ãîäèí-íèõ ïîÿñàõ, àëå öі ïîêàçè ðіçíÿòüñÿ òіëüêè íà öіëå ÷èñëî ãîäèí.

Ç ìåòîþ åêîíîìії é ðàöіîíàëüíîãî ðîçïîäіëó åëåêòðîåíåðãії ïðîòÿãîì äîáè íà ëіòíіé ïåðіîä ó äåÿêèõ êðàїíàõ (çîêðåìà і â íàøіé) íàâåñíі ñòðіë-êè ãîäèííèêіâ ïåðåâîäÿòü íà ãîäèíó âïåðåä — óâîäÿ÷è ëіòíіé ÷àñ. Âîñåíè ãîäèííèêè çíîâó ïîâåðòàþòü íà ïîÿñíèé ÷àñ.

Âіäïîâіäíî іñíóє ìåæà, ùî âіäêðèâàє íîâó äàòó é äåíü òèæíÿ. Ìіæíàðîä-íà ëіíіÿ çìіíè äàò ïðîõîäèòü ÷åðåç Áåðèíãîâó ïðîòîêó ìіæ îñòðîâàìè Òèõî-ãî îêåàíó âіä Ïіâíі÷íîãî äî Ïіâäåííîãî ïîëþñà (ìåðèäіàí 180°).

Íàéáіëüø íàäіéíèì і çðó÷íèì ÷àñîì ââàæàєòüñÿ àòîìíèé ÷àñ, ÿêèé óâіâ Ìіæíàðîäíèé Êîìіòåò ìіð і âàãè â 1964 ð. Çà åòàëîí ïðèéíÿòі àòîì-íі (êâàíòîâі) ãîäèííèêè. Çà òàêèìè ãîäèííèêàìè ñåêóíäà — öå ïðîìіæîê ÷àñó, çà ÿêèé âіäáóєòüñÿ 9 192 631 770 êîëèâàíü åëåêòðîìàãíіòíîї õâèëі, ùî âèïðîìіíþє àòîì öåçіþ. Ç 1 ñі÷íÿ 1972 ð. óñі êðàїíè çåìíîї êóëі âåäóòü ëіê ÷àñó çà àòîìíèìè ãîäèííèêàìè.

3. Календар. Êàëåíäàð — öå ñèñòåìà îáëіêó òðèâàëèõ іíòåðâàëіâ ÷àñó, â îñíîâі ÿêîї ëåæàòü ïåðіîäè÷íі àñòðîíîìі÷íі ÿâèùà: çìіíà äíÿ é íî÷і, çìіíà ìіñÿ÷íèõ ôàç, çìіíà ïіð ðîêó.

Áóäü-ÿêà êàëåíäàðíà ñèñòåìà ñïèðàєòüñÿ íà òðè îñíîâíі îäèíèöі ÷àñó: ñåðåäíþ ñîíÿ÷íó äîáó, ñèíîäè÷íèé (àáî ìіñÿ÷íèé) ìіñÿöü і òðîïі÷íèé (àáî ñîíÿ÷íèé) ðіê.

Ñèíîäè÷íèé ìіñÿöü — öå іíòåðâàë ÷àñó ìіæ äâîìà ïîñëіäîâíèìè îäíà-êîâèìè ôàçàìè Ìіñÿöÿ.

Òðîïі÷íèé ðіê — іíòåðâàë ÷àñó ìіæ äâîìà ïîñëіäîâíèìè ïðîõîäæåí-íÿìè öåíòðà Ñîíöÿ ÷åðåç òî÷êó âåñíÿíîãî ðіâíîäåííÿ.

×åðåç ïîâіëüíèé ðóõ òî÷êè âåñíÿíîãî ðіâíîäåííÿ íàçóñòðі÷ Ñîíöþ âіä-íîñíî çіð Ñîíöå âèÿâëÿєòüñÿ â òіé ñàìіé òî÷öі íåáà ÷åðåç іíòåðâàë ÷àñó íà 20 õâ 24 ñ áіëüøèé, íіæ òðîïі÷íèé ðіê. Éîãî íàçèâàþòü çîðÿíèì ðîêîì і âіí ìàє 365,2564 ñåðåäíüîї ñîíÿ÷íîї äîáè.

Ñèíîäè÷íèé ìіñÿöü і òðîïі÷íèé ðіê íå ìàþòü öіëîãî ÷èñëà ñåðåäíüîї ñîíÿ÷íîї äîáè. Òàê, ñåðåäíÿ òðèâàëіñòü ñèíîäè÷íîãî ìіñÿöÿ äîðіâíþє 29,530589 äîáè, à òðèâàëіñòü òðîïі÷íîãî ðîêó — ó ñåðåäíüîìó 365,242190 äîáè. ßê áà÷èìî, óñі òðè ìіðè ÷àñó íåïîðіâíÿííі. Íåìîæëèâî ïіäіáðàòè òàêå öіëå ÷èñëî òðîïі÷íèõ ðîêіâ, ó ÿêîìó âìіùóâàëîñÿ á öіëå ÷èñëî ñèíî-äè÷íèõ ìіñÿöіâ і öіëå ÷èñëî ñåðåäíіõ ñîíÿ÷íèõ äіá. Ïðàãíåííÿ óçãîäèòè ìіæ ñîáîþ äîáó, ìіñÿöü і ðіê ïðèâåëî äî òîãî, ùî â ðіçíі åïîõè â ðіçíèõ íàðîäіâ áóëî ñòâîðåíî áàãàòî ðіçíèõ êàëåíäàðіâ, ÿêі ìîæíà óìîâíî ðîçäі-ëèòè íà 3 òèïè: ìіñÿ÷íі, ìіñÿ÷íî-ñîíÿ÷íі é ñîíÿ÷íі. Ñàìå öèì ïîÿñíþєòü-ñÿ ñêëàäíіñòü ïîáóäîâè êàëåíäàðÿ é ïîÿâà ïðîòÿãîì êіëüêîõ òèñÿ÷îðі÷ ÷èñëåííèõ êàëåíäàðíèõ ñèñòåì, ùî íàïðàâëåíі ïåðåáîðîòè öі ñêëàäíîñòі.

âåäóòü ëіê ÷àñó çà àòîìíèìè ãîäèííèêàìè.3. Календар.

÷àñó, â îñíîâі ÿêîї ëåæàòü ïåðіîäè÷íі àñòðîíîìі÷íі ÿâèùà: çìіíà äíÿ é

Ìàë. 1.11. Ãðàôіê ðіâíÿííÿ ÷àñó

18

12

90 180 270 360

–12

–18

6

–6

äíі ðîêó

õâ

Розділ 1

26 27

НЕБЕСНА СФЕРА. РУХ СВІТИЛ НА НЕБЕСНІЙ СФЕРІ

Ó ìіñÿ÷íîìó êàëåíäàðі ðіê äіëèòüñÿ íà 12 ìіñÿöіâ, ùî ìіñòÿòü çìіííî 30 àáî 29 äіá. Óñüîãî â ìіñÿ÷íîìó êàëåíäàðі 354 àáî 355 ñåðåäíіõ ñîíÿ÷-íèõ äіá, òîáòî âіí êîðîòøèé âіä ñîíÿ÷íîãî ðîêó ïðèáëèçíî íà 10 äіá. Öåé êàëåíäàð øèðîêî âèêîðèñòîâóєòüñÿ ó ìóñóëüìàíñüêèõ êðàїíàõ.

×åðåç òå, ùî ìіñÿ÷íèé ðіê ìàє ìåíøå äíіâ, íіæ òðîïі÷íèé, ó ìóñóëü-ìàí âçàãàëі íåìàє ôіêñîâàíîãî ïî÷àòêó ðîêó íà ïåâíèé ñåçîí ÷àñó, âіí ïîñòіéíî çìіùóєòüñÿ ïî ñåçîíàõ і âèïàäàє òî íà âåñíó, òî íà ëіòî, òî íà îñіíü, òî íà çèìó.

Ìіñÿ÷íî-ñîíÿ÷íі êàëåíäàðі íàéñêëàäíіøі. Ó íèõ ñóìà äåÿêîї êіëüêîñòі ìіñÿ÷íèõ ìіñÿöіâ ïðèáëèçíî âіäïîâіäàє òðèâàëîñòі òðîïі÷íîãî ðîêó.  îñíîâі öèõ êàëåíäàðіâ ëåæèòü ñïіââіäíîøåííÿ: 19 ñîíÿ÷íèõ ðîêіâ äîðіâ-íþþòü 235 ìіñÿ÷íèì ìіñÿöÿì (ç ïîõèáêîþ áëèçüêî 2 ãîä). Ðіê äіëèòüñÿ íà 12 ìіñÿöіâ, êîæåí ç ÿêèõ ïî÷èíàєòüñÿ ç ìîëîäèêà. Ó íàø ÷àñ òàêà ñèñòåìà çáåðåãëàñÿ â єâðåéñüêîìó êàëåíäàðі. Âіí ìàє 12 àáî 13 ìіñÿöіâ ó ðîöі. Òðèâàëіñòü äåÿêèõ ìіñÿöіâ ùîðîêó çìіíþєòüñÿ, ïî÷àòîê ðîêó çàâæ-äè ïðèïàäàє íà îñіíü, àëå íå çáіãàєòüñÿ ç æîäíîþ äàòîþ ãðèãîðіàíñüêîãî êàëåíäàðÿ, ÿêèì ìè êîðèñòóєìîñÿ.

Ðèìëÿíè ñïî÷àòêó îá÷èñëþâàëè ÷àñ ìіñÿ÷íèìè ðîêàìè. Íîâèé ðіê ïî÷è-íàâñÿ 1 áåðåçíÿ. І äî öüîãî ÷àñó äåÿêі ìіñÿöі ñó÷àñíîãî êàëåíäàðÿ íàçèâà-þòüñÿ âіäïîâіäíî äî öієї òðàäèöії: âåðåñåíü — «ñüîìèé», ãðóäåíü — «äåñÿ-òèé» і ò.ä. Çãîäîì ïåðøèé äåíü ðîêó ðèìëÿíè ïåðåíåñëè íà 1 ñі÷íÿ, òîìó ùî ç 153 ð. äî í. å. ó öåé äåíü ñòàâàëè íà ïîñàäó êîíñóëè.

Îäíèì ç ïåðøèõ ñîíÿ÷íèõ êàëåíäàðіâ ââàæàєòüñÿ єãèïåòñüêèé, ñòâîðå-íèé â 4 òèñ. äî í. å. Çà öèì êàëåíäàðåì ðіê ñêëàäàâñÿ ç 12 ìіñÿöіâ ïî 30 äíіâ ó êîæíîìó, à íàïðèêіíöі ðîêó äîäàâàëîñÿ ùå 5 ñâÿòêîâèõ äíіâ. Ñó÷àñíèé êàëåíäàð áåðå ïî÷àòîê âіä ñîíÿ÷íîãî ðèìñüêîãî êàëåíäàðÿ, ùî ç’ÿâèâñÿ â ðåçóëüòàòі ðåôîðìè Þëіÿ Öåçàðÿ (100–44 ðð. äî í. å.), óâåäå-íèé 1 ñі÷íÿ 45 ð. äî í. å. Çâіäñè і éîãî íàçâà — þëіàíñüêèé êàëåíäàð. Ñåðåäíÿ òðèâàëіñòü ðîêó, âіäïîâіäíî äî öüîãî êàëåíäàðÿ, äîðіâíþє 365,25 äîáè, ùî âіäïîâіäàє âіäîìіé íà òîé ÷àñ äîâæèíі òðîïі÷íîãî ðîêó.

Äëÿ çðó÷íîñòі òðè ðîêè ïîñïіëü ââàæàëè ïî 365 äíіâ, à íà ÷åòâåðòèé (âèñîêîñíèé) äîäàâàëè çàéâó äîáó — 366 äíіâ. Ðіê ñêëàäàâñÿ ç 12 ìіñÿöіâ: íåïàðíі ìіñÿöі — 31 äåíü, ïàðíі — 30 äíіâ; òіëüêè ëþòèé ïðîñòîãî, íå âèñîêîñíîãî ðîêó ìіñòèâ 28 äíіâ.

×åðåç òå, ùî òðèâàëіñòü þëіàíñüêîãî ðîêó äîâøà çà òðîïі÷íèé íà 11 õâ 15 ñ, çà 128 ðîêіâ íàêîïè÷óâàëàñÿ ïîìèëêà â öіëó äîáó, à çà 400 ðîêіâ — áëèçüêî òðüîõ äіá. Іç ïëèíîì ÷àñó êàëåíäàð çàïіçíþâàâñÿ äåäàëі áіëüøå. Òîìó â êіíöі XVI ñò. âåñíÿíå ðіâíîäåííÿ íàñòàâàëî íå 21-ãî, à 11 áåðåçíÿ.

Ïîìèëêà áóëà âèïðàâëåíà â 1582 ð., êîëè ãëàâà êàòîëèöüêîї öåðêâè ïàïà Ãðèãîðіé ÕIII ñòâîðèâ ñïåöіàëüíó êîìіñіþ ç ðåôîðìè êàëåíäàðÿ, ùî ïåðåñóíóëà ðàõóíîê äíіâ íà 10 äíіâ óïåðåä і ïîâåðíóëà âåñíÿíå ðіâíîäåí-íÿ íà 21 áåðåçíÿ. Âèïðàâëåíèé êàëåíäàð îòðèìàâ íàçâó ãðèãîðіàíñüêîãî êàëåíäàðÿ àáî êàëåíäàðÿ íîâîãî ñòèëþ. Ñèñòåìó ðàõóíêó ÷àñó çà þëіàí-ñüêèì êàëåíäàðåì ó íàø ÷àñ íàçèâàþòü ñòàðèì ñòèëåì.

Âèñîêîñíèé ðіê ó ãðèãîðіàíñüêîìó êàëåíäàðі — êîæåí ÷åòâåðòèé, çà âèíÿò-êîì ðîêіâ іç öіëèì ÷èñëîì ñòîðі÷ (íàïðèêëàä, 1700, 1800). Òàêèé ðіê ââàæà-єòüñÿ âèñîêîñíèì òіëüêè òîäі, êîëè ÷èñëî ñîòåíü äіëèòüñÿ íà 4 áåç çàëèøêó.

 Óêðàїíі öåé êàëåíäàð áóëî ââåäåíî іç ñåðåäè 31 ñі÷íÿ 1918 ð. Íàñòóï-íèé äåíü óæå áóâ 14 ëþòîãî, òîìó ùî íà òîé ÷àñ êàëåíäàðíà ðіçíèöÿ ìіæ íîâèì і ñòàðèì ñòèëåì ñÿãàëà 13 äíіâ.

Öå ðîçõîäæåííÿ â 13 äіá áóäå çáåðіãàòèñÿ äî 15 ëþòîãî 2100 ð. çà ñòà-ðèì ñòèëåì, àáî äî 28 ëþòîãî 2100 ð. çà íîâèì ñòèëåì. Ïіñëÿ öієї äàòè âîíî çáіëüøèòüñÿ íà îäíó äîáó і ñòàíîâèòèìå 14 äіá.

Þëіàíñüêèé êàëåíäàðíèé ðіê äîâøèé çà ñîíÿ÷íèé ðіê ìàéæå íà 11 1/4 õâ, à ãðèãîðіàíñüêèé — íà 27 ñ. Çàéâà äîáà íàáіãàє çà 3226 ðîêіâ, à äëÿ ïðàê-òè÷íèõ öіëåé áіëüøîї òî÷íîñòі і íå ïîòðіáíî.

Ãðèãîðіàíñüêèé êàëåíäàð íå ïîçáàâëåíèé íåäîëіêіâ: íåîäíàêîâà òðèâàëіñòü ìіñÿöіâ, íåðіâíі êâàðòàëè, íåïîãîäæåíіñòü ÷èñåë ìіñÿöіâ ç äíÿìè òèæíÿ. Òîìó ç’ÿâèëèñÿ ïðî-åêòè íîâèõ (âñåñâіòíіõ) êàëåíäàðіâ, ó ÿêèõ ðіê áіëüø ðіâíîìіðíî ðîçäіëÿєòüñÿ íà ïіâðі÷-÷ÿ, êâàðòàëè òîùî. Îäíàê іñíóþ÷і ïîëіòè÷íі é åêîíîìі÷íі âіäíîñèíè ìіæ êðàїíàìè ñâіòó íå äàþòü çìîãè ïðîâåñòè єäèíó ðåôîðìó òà ââåñòè âñåñâіòíіé êàëåíäàð.

Áàãàòî-áàãàòî ðîêіâ òîìó, êîëè єâðîïåéöі òіëüêè áóäóâàëè ïðèïóùåííÿ ïðî іñíóâàííÿ Àìåðèêè, à Êîëóìá, ÿêèé âіäêðèâ її, ùå íå íàðîäèâñÿ, íà òåðèòîðії ñó÷àñíèõ Ìåêñèêè, Ãâàòåìàëè і Ãîíäóðàñó іñíóâàëà âåëè÷åçíà ìîãóòíÿ öèâіëіçàöіÿ — іíäіàíöі ìàéÿ. Ïіâòîðè òèñÿ÷і ðîêіâ òîìó âîíè âæå âìіëè áóäóâàòè ìіñòà, çâîäèòè ïàëàöè і õðàìè. Äåÿêі õðàìè ñëóãóâàëè ìàéÿ îáñåðâàòîðіÿìè, âîíè ñïîñòåðіãàëè çâіäòè çà ðóõîì Ñîíöÿ, Ìіñÿöÿ é іíøèõ íåáåñíèõ òіë. Ðіê çà êàëåíäàðåì ìàéÿ (ìàë. 1.12) äîðіâíþâàâ 365,2420 äíÿ, òîáòî âñüîãî íà äâі äåñÿòèòèñÿ÷íі ÷àñòêè âіäðіçíÿâñÿ âіä ñó÷àñíèõ äàíèõ.

Ó ìàéÿ áóëà äâàäöÿòèðі÷íà ñèñòåìà ðàõóíêó. Ó її îñíîâі ëåæàâ çíàê 0, ÿêèé ñàì ïî ñîáі íі÷îãî íå îçíà÷àє, àëå â ïîєäíàííі ç іíøèìè öèôðàìè çáіëü-øóє їõ â äåñÿòêè ðàçіâ. Íóëü, ðîçòàøîâàíèé ëіâîðó÷, çáіëüøóâàâ óäåñÿòåðî; êîëè ìàéÿ ñòàâèëè íóëü çãîðè, öå îçíà÷àëî çáіëüøåííÿ â äâàäöÿòü ðàçіâ.

À îñü öèôð ó ìàéÿ áóëî âñüîãî äâі, âîíè çîáðàæàëèñÿ êðàïêîþ і ðèñêîþ. Çà äîïîìîãîþ òðüîõ öèõ çíàêіâ ìàéÿ âìіëè ðîçðàõîâóâàòè îðáіòè ïëàíåò, ÷àñ çàòåìíåíü Ñîíöÿ і Ìіñÿöÿ òà іíøі ïîäії íà áàãàòî ðîêіâ íàïåðåä.

Òàêîæ âèêîðèñòîâóþòüñÿ åðè, òîáòî òðèâàëі іíòåðâàëè ðàõóíêó ðîêіâ. Åðîþ íàçèâàþòü âèõіäíèé ïóíêò êîæíîãî ëіòî÷èñëåííÿ. Ó ðіçíèõ íàðîäіâ åðè áóëè ðіçíі é ïîâ’ÿçóâàëèñÿ ç ÿêèìè-íåáóäü çíàìåííèìè ïîäіÿìè àáî ç ðîêàìè ïðàâëіííÿ öàðіâ é іìïåðàòîðіâ.

Ó Ðèìі âèêîðèñòîâóâàëàñÿ åðà âіä çàñíóâàííÿ Ðèìà (753 ð. äî í. å.) і ðàõóíîê ðîêіâ âіä ïðèçíà÷åííÿ êîíñóëіâ. Ó ñåðåäíüîâі÷íіé Єâðîïі áóëà ïîøèðåíà åðà Äіîêëåòіàíà, ùî ïî÷àëàñÿ âіä ïðèõîäó íà ïðåñòîë іìïåðàòî-ðà Äіîêëåòіàíà (29 ñåðïíÿ 284 ð. í. å.). Âîíà çàñòîñîâóâàëàñÿ äî XV ñò.

Ó Äàâíіé Ãðåöії çàñòîñîâóâàëàñÿ åðà îëіìïіàä (ïî÷àòîê 776 ð. äî í. å.), ÿêі ïðîâîäèëèñÿ ðàç ó 4 ðîêè. Іóäåї âіäðàõîâóþòü ïî÷àòîê åðè âіä ñòâî-ðåííÿ ñâіòó — âіä 3761 ð. äî í. å. Õðèñòèÿíè ââàæàþòü, ùî ñòâîðåííÿ ñâіòó âіäáóëîñÿ â 5508 ð. äî í. å. Åðó âіä Ðіçäâà Õðèñòîâà ðîçðàõóâàâ ïàïñüêèé àðõіâàðіóñ Äіîíіñіé Ìàëèé ó 525 ð. Âіí ïðèðіâíÿâ 248 ð. åðè Äіîêëåòіàíà äî 532 ð. âіä íàðîäæåííÿ Õðèñòà. Õðèñòèÿíñüêà, àáî íîâà, åðà (íàøà åðà) ÷àñòêîâî ïî÷àëà çàñòîñîâóâàòèñÿ ç Õ ñò., à ïîâñþäíî â êàòîëèöüêèõ êðàїíàõ — ëèøå ç XV ñò.

Çà óêàçîì Ïåòðà I â Ðîñіéñüêіé іìïåðії â 1700 ð. áóëî óâåäåíî íîâó åðó, âіäïîâіäíî äî ÿêîї ïіñëÿ 31 ãðóäíÿ 7208 ð. âіä ñòâîðåííÿ ñâіòó íàñòàëî 1 ñі÷íÿ 1700 ðîêó. Ìóñóëüìàíè âñüîãî ñâіòó âèêîðèñòîâóþòü ñâîþ åðó, ùî íàçèâàєòüñÿ õіäæðà é âåäå ëіê ðîêіâ âіä äàòè ïåðåñåëåííÿ ïðîðîêà Ìóõàì-ìåäà ç Ìåêêè â Ìåäіíó, ùî âіäáóëîñÿ ó âåðåñíі 622 ð. í. å.

ЧИ ЗНАЄТЕ ВИ, ЩО…За постановою Нікейського собору (325 р.) православна церква святкує Пасху

в першу неділю після першої весняної повні. Тобто після першої повні, що прийде після 21 березня. Німецький математик Карл Гаусс запропонував алгоритм для визначення святкування Пасхи в юліанському календарі. Розділіть номер року на 19, 4 й 7 та позначте залишки через a, b, c. Потім 19а + 15 поділіть на 30 і залишок

ЧИ ЗНАЄТЕ ВИ, ЩО…

Ìàë. 1.12. Êàëåíäàð ìàéÿ

Розділ 1

28 29

НЕБЕСНА СФЕРА. РУХ СВІТИЛ НА НЕБЕСНІЙ СФЕРІ

позначте через d; залишок (2b + 4c + 6d + 6) : 7 через e; тоді одержимо, що Пасха в юліанському календарі буде 22 + d + e березня. Формула універсальна, єдине уточнення, що з першого січня 2101 року різниця між старим і новим стилями ста-новитиме вже не 13, а 14 діб.

ЗАПИТАННЯ ДО ВИВЧЕНОГО1. ×èì âіäðіçíÿєòüñÿ äіéñíà ñîíÿ÷íà äîáà âіä ñåðåäíüîї ñîíÿ÷íîї äîáè? 2. Ùî íàçèâàþòü çîðÿíîþ äîáîþ? 3. Ùî ðîçóìіþòü ïіä ðіâíÿííÿì ÷àñó? Çàïèøіòü і ïîÿñíіòü ðіâíÿííÿ ÷àñó. 4. ßê ïîâ’ÿçàíі ìіæ ñîáîþ ãåîãðàôі÷íà äîâãîòà ìіñöÿ ñïîñòåðåæåííÿ ç ìіñ-

öåâèì ÷àñîì? Ùî ðîçóìіþòü ïіä âñåñâіòíіì ÷àñîì? 5. ßê ìîæíà çíàéòè ïîÿñíèé ÷àñ? ßê âèçíà÷àєòüñÿ ãåîãðàôі÷íà äîâãîòà çà

ïîÿñíèì ÷àñîì? 6. Ùî ðîçóìіþòü ïіä ëіíієþ çìіíè äàò? Äå âîíà ïðîõîäèòü? Ñêіëüêè äàò îä-

íî÷àñíî ìîæå áóòè íà Çåìëі? 7. ×îìó íå ìîæíà ñòâîðèòè àáñîëþòíî òî÷íèé êàëåíäàð?

§ 5. ВИДИМИЙ РУХ ПЛАНЕТ1. Система світу Птолемея. Ó äàâíèíó áóëî âіäîìî ï’ÿòü ñõîæèõ íà

çîðі, àëå áіëüø ÿñêðàâèõ ñâіòèë, ÿêі õî÷à é áåðóòü ó÷àñòü ðàçîì іç çîðÿìè â äîáîâîìó îáåðòàííі íåáîñõèëó, àëå ìàþòü òàêîæ ñàìîñòіéíèé âèäèìèé ðóõ. Ñòàðîäàâíі ãðåêè íàçâàëè öі «ñâіòèëà» ïëàíåòàìè (âіä ãðåö. πλανητο′ς — «áëóêàþ÷і»). Íåîçáðîєíèì îêîì ìîæíà ïîáà÷èòè áëóêàþ÷і «ñâіòèëà» (ïëàíåòè): Ìåðêóðіé, Âåíåðó, Ìàðñ, Þïіòåð òà Ñàòóðí.

Ïëàíåòè çàâæäè ðîçòàøîâóþòüñÿ íà íåáі íåäàëåêî âіä åêëіïòèêè, àëå, íà âіäìіíó âіä Ñîíöÿ é Ìіñÿöÿ, ÷åðåç ïåâíі òèì÷àñîâі іíòåðâàëè çìіíþþòü íàïðÿìîê ñâîãî ðóõó. Âîíè ïåðåìіùàþòüñÿ ìіæ çîðÿìè â îñíîâíîìó іç çàõîäó íà ñõіä (ÿê Ñîíöå é Ìіñÿöü) — ïðÿìèé ðóõ. Îäíàê êîæíà ïëàíåòà â ïåâíèé ÷àñ ñïîâіëüíþє ñâіé ðóõ, çóïèíÿєòüñÿ é ïî÷èíàє ðóõàòèñÿ çі ñõîäó íà çàõіä — çâîðîòíèé ðóõ. Ïîòіì ñâіòèëî çíîâó çóïèíÿєòüñÿ é âіä-íîâëþє ïðÿìèé ðóõ. Òîìó âèäèìà òðàєêòîðіÿ êîæíîї ïëàíåòè íà íåáîñõè-ëі — ñêëàäíà ëіíіÿ іç çèґçàґàìè é ïåòëÿìè. Öÿ òðàєêòîðіÿ äî òîãî æ çìіíþєòüñÿ âіä öèêëó äî öèêëó, ïðîòÿãîì ÿêîãî ïëàíåòà ïîâåðòàєòüñÿ ïðèáëèçíî íà òå ñàìå ìіñöå ñåðåä çіð (ìàë. 1.13).

Ðóõ ïëàíåò òðèâàëèé ÷àñ çàëèøàâñÿ ÿâèùåì íåçðîçóìіëèì і çàãàäêî-âèì, ÿêå çãîäîì çíàéøëî ñâîє ïðàâèëüíå é ïðîñòå ïîÿñíåííÿ â òåîðії Êîïåðíèêà.

Ïðîòå â II ñò. í. å. Êëàâäіé Ïòîëåìåé (áë. 87–165) ðîçðîáèâ ãåîöåí-òðè÷íó ñèñòåìó ñâіòó, ùî äàëà çìîãó îá÷èñëþâàòè ïîëîæåííÿ ïëàíåò âіä-íîñíî çіð íà áàãàòî ðîêіâ óïåðåä і ïåðåäáà÷àòè íàñòàííÿ ñîíÿ÷íèõ і ìіñÿ÷-íèõ çàòåìíåíü.

Âèêîðèñòîâóþ÷è ñïîñòåðåæåííÿ ñâîїõ ïîïåðåäíèêіâ, à òàêîæ âëàñíі, Ïòîëåìåé ïîáóäóâàâ òåîðіþ ðóõó Ñîíöÿ, Ìіñÿöÿ, ïëàíåò і ïðèïóñòèâ, ùî âñі ñâіòèëà ðóõàþòüñÿ íàâêîëî íåðóõîìîї Çåìëі, ùî є öåíòðîì ñâіòîáóäîâè é ìàє êóëÿñòó ôîðìó.

Ó ìіðó íàêîïè÷åííÿ ñïîñòåðåæåíü ïðî ðóõè ïëàíåò òåîðіÿ Ïòîëåìåÿ äåäàëі áіëüøå óñêëàäíþâàëàñÿ (ââîäèëèñÿ äîäàòêîâі êîëà ç ðіçíèìè ðàäі-óñàìè, íàõèëàìè, øâèäêîñòÿìè òîùî), ùî íåçàáàðîì çðîáèëî її çàíàäòî ãðîìіçäêîþ і íåïðàâäîïîäіáíîþ.

2. Система світу Коперника. Ó XVI ñò. ïîëüñüêèé ó÷åíèé Ìіêîëàé Êîïåðíèê, âіäêèíóâøè äîãìàòè÷íå ïîíÿòòÿ ïðî íåðóõîìіñòü Çåìëі, ïîñòà-âèâ її â ÷èñëî çâè÷àéíèõ ïëàíåò. Âіí óêàçàâ, ùî Çåìëÿ, ïîñіäàþ÷è òðåòє ìіñöå âіä Ñîíöÿ, òàê ñàìî ÿê é іíøі ïëàíåòè, ðóõàєòüñÿ íàâêîëî Ñîíöÿ é îäíî÷àñíî îáåðòàєòüñÿ íàâêîëî ñâîєї îñі. Ãåëіîöåíòðè÷íà ñèñòåìà Êîïåðíè-

ЗАПИТАННЯ ДО ВИВЧЕНОГОЗАПИТАННЯ ДО ВИВЧЕНОГО

1. Система світу Птолемея.çîðі, àëå áіëüø ÿñêðàâèõ ñâіòèë, ÿêі õî÷à é áåðóòü ó÷àñòü ðàçîì іç çîðÿìè

ãðîìіçäêîþ і íåïðàâäîïîäіáíîþ. 2. Система світу Коперника.

Êîïåðíèê, âіäêèíóâøè äîãìàòè÷íå ïîíÿòòÿ ïðî íåðóõîìіñòü Çåìëі, ïîñòà-

êà äóæå ïðîñòî ïîÿñíþâàëà ïåòëå-ïîäіáíèé ðóõ ïëàíåò. Íà ìàëþíêó 1.13 і 1.14 ïîêàçàíî ðóõ Ìàðñà íà íåáåñíіé ñôåðі, ñïîñòåðåæóâàíèé іç Çåìëі. Îäíàêîâèìè öèôðàìè ïîçíà÷åíî ïîëîæåííÿ Ìàðñà, Çåì-ëі é òî÷îê òðàєêòîðії Ìàðñà íà íåáîñõèëі â òі ñàìі ìîìåíòè ÷àñó.

Ãåîöåíòðè÷íà ñèñòåìà Ïòîëåìåÿ íå äàâàëà çìîãè âèìіðÿòè âіäñòàíü äî ïëàíåò. Ãåëіîöåíòðè÷íà ñèñòåìà Êîïåðíèêà âïåðøå äàëà çìîãó ðîç-ðàõóâàòè ïðîïîðöії Ñîíÿ÷íîї ñèñ-òåìè, êîðèñòóþ÷èñü ðàäіóñîì çåì-íîї îðáіòè ÿê àñòðîíîìі÷íîþ îäè íèöåþ äîâæèíè.

Ãîëîâíà íàóêîâà ïðàöÿ Êîïåðíèêà «Ïðî îáåðòàííÿ íåáåñíèõ ñôåð», íà íàïèñàííÿ øåñòè êíèã ÿêîї ó÷åíèé âèòðàòèâ ïîíàä 20 ðîêіâ òÿæêîї ïðà-öі, áóëà îïóáëіêîâàíà â 1543 ð., íåçàäîâãî äî ñìåðòі â÷åíîãî. Ðåâîëþöіé-íіñòü ïðàöі àñòðîíîìà ïîëÿãàє â òîìó, ùî â íіé ç íîâèì ïîãëÿäîì íà áóäîâó Ñîíÿ÷íîї ñèñòåìè íåðîçðèâíî ïîâ’ÿçàíå ïèòàííÿ ïðî ïîëîæåííÿ Çåìëі, à ç íåþ é ëþäèíè, ó Âñåñâіòі. Ïðîñòîòà òà ðåàëüíіñòü ñèñòåìè áóäî-âè ñâіòó, ÿêó âèêëàâ Êîïåðíèê, øâèäêî çíàéøëà ñîáі ïðèõèëüíèêіâ. Òåî-ðіÿ Êîïåðíèêà çìóñèëà çâіëüíèòè íàóêó âіä çàñòàðіëèõ і ñõîëàñòè÷íèõ òðàäèöіé, ùî ãàëüìóâàëè її ðîçâèòîê. Îäíàê ñàì àñòðîíîì çàëèøàâñÿ â ïîëîíі äåÿêèõ ïåðåêîíàíü. Íàïðèêëàä, âіí òàê і íå çìіã âіäìîâèòèñÿ âіä òîãî, ùî ïëàíåòè ðóõàþòüñÿ ðіâíîìіðíî ïî êîëîâèõ îðáіòàõ.

Âåëèêèé іòàëіéñüêèé ó÷åíèé Ãàëіëåî Ãàëіëåé ïіäòâåðäèâ òåîðіþ Êîïåð-íèêà ñâîїìè âіäêðèòòÿìè, çðîáëåíèìè çà äîïîìîãîþ òåëåñêîïà. Âіí

Ìàë. 1.14. Ïîÿñíåííÿ ïåòëåïîäіáíîãî ðóõó ïëàíåò íà îñíîâі òåîðії Êîïåðíèêà

Îðáіòà Çåìëі

Îðáіòà çîâíіøíüîї ïëàíåòè

Âèäèìèé ïåòëåïîäіáíèé øëÿõ ïëàíåòè

Ñîíöå

1

1

1

2

2

2

3

3

3

4

4

4

5

5

5

6

6

6

Ìàë. 1.13. Âèäèìèé ïåòëåïîäіáíèé ðóõ ïëàíåòè Ìàðñ

1

1

12

34 5

6789

23456789

2

3456

7

8

9

Розділ 1

30 31

НЕБЕСНА СФЕРА. РУХ СВІТИЛ НА НЕБЕСНІЙ СФЕРІ

âèÿâèâ, ùî íà Ìіñÿöі іñíóþòü ãîðè é êðàòåðè, Âåíåðà ìàє ôàçè, ó Þïі-òåðà є 4 ñóïóòíèêè і ùî ×óìàöüêèé Øëÿõ — íå ïðîñòå ñÿéâî íà íåáі: âîíî ñêëàäàєòüñÿ ç îêðåìèõ ñëàáêèõ çіð, íåäîñòóïíèõ äëÿ íåîçáðîєíîãî îêà.

Éîãàíí Êåïëåð ðîçâèíóâ òåîðіþ Êîïåðíèêà, âіäêðèâøè çàêîíè ðóõó ïëàíåò, і äîâіâ íà îñíîâі ôàêòіâ, ùî ïëàíåòè ðóõàþòüñÿ ïî åëіïñàõ і íåðіâ-íîìіðíî.

Іñààê Íüþòîí âіäêðèâ ó 1687 ð. çàêîí âñå ñâіòíüîãî òÿæіííÿ, ùî äàâ çìîãó âèðàçèòè òåîðіþ ðóõó ïëàíåò ó âèãëÿäі ôîðìóë і âіäìîâèòèñÿ íàçàâæäè âіä ãðîìіçäêèõ ãåîìåòðè÷íèõ ïîáóäîâ.

3. Конфігурації й умови видимості планет. Ïіä êîíôіãóðàöіÿìè ïëàíåò ðîçóìіþòü õàðàêòåðíі âçàєìíі ðîçìіùåííÿ ïëàíåò, Çåìëі òà Ñîíöÿ. Êîíôіãóðàöії ðіçíі äëÿ íèæíіõ ïëàíåò (îðáіòè ÿêèõ ïåðåáóâàþòü áëèæ÷å äî Ñîíöÿ, íіæ îðáіòà Çåìëі) і âåðõíіõ ïëàíåò (îðáіòè ÿêèõ ðîçìіùåíі çà îðáіòîþ Çåìëі).

Äëÿ íèæíіõ ïëàíåò âèäіëÿþòü ñïîëó÷åííÿ é åëîíãàöії (ìàë. 1.15). Ó íèæíüîìó ñïîëó-÷åííі ïëàíåòà íàéáëèæ÷å äî Çåìëі, à ó âåðõ-íüîìó — íàéäàëüøå âіä íåї. Ïðè åëîíãàöіÿõ êóò ìіæ íàïðÿìêàìè іç Çåìëі íà Ñîíöå é íà íèæíþ ïëàíåòó çàëèøàєòüñÿ ãîñòðèì. ×åðåç åëіïòè÷íіñòü ïëàíåòíèõ îðáіò íàéáіëüøі åëîí-ãàöії íå ìàþòü ñòàëîãî çíà÷åííÿ. Ó Âåíåðè âîíè â ìåæàõ âіä 45 äî 48°, à â Ìåðêóðіÿ — âіä 18 äî 28°. Îáèäâі ïëàíåòè íå âіäõîäÿòü äàëåêî âіä Ñîíöÿ і òîìó âíî÷і íåâèäèìі. Òðè-âàëіñòü їõíüîї ðàíêîâîї àáî âå÷іðíüîї âèäè-ìîñòі íå ïåðåâèùóє ÷îòèðüîõ ãîäèí äëÿ Âåíå-ðè é ïіâòîðè ãîäèíè äëÿ Ìåðêóðіÿ. Ìåðêóðіé іíîäі çîâñіì íåâèäèìèé, òîìó ùî ñõîäèòü і çàõîäèòü ó ñâіòëèé ÷àñ äîáè.

Ðîçðіçíÿþòü ñõіäíó é çàõіäíó åëîíãàöії. Ó ñõіäíіé åëîíãàöії ïëàíåòà ñïîñòåðіãàєòüñÿ óâå÷åðі ïіñëÿ çàõîäó Ñîíöÿ, à â çàõіäíіé — óðàíöі ïåðåä ñõîäîì Ñîíöÿ. Äëÿ âåðõíіõ ïëà-íåò (ìàë. 1.16) õàðàêòåðíі іíøі êîíôіãóðàöії.

ßêùî Çåìëÿ ïåðåáóâàє ìіæ ïëàíåòîþ é Ñîíöåì, òî òàêó êîíôіãóðàöіþ íàçèâàþòü ïðî-òèñòîÿííÿì. Öÿ êîíôіãóðàöіÿ íàéáіëüø ñïðè-ÿòëèâà äëÿ ñïîñòåðåæåíü ïëàíåòè, òîìó ùî â öåé ÷àñ ïëàíåòà ïåðåáóâàє íàéáëèæ÷å äî Çåì-ëі òà ïîâåðíóòà äî íåї ñâîєþ îñâіòëåíîþ ïіâêó-ëåþ, à ïåðåáóâàþ÷è íà íåáі â ïðîòèëåæíîìó äî Ñîíöÿ ìіñöі, áóâàє ó âåðõíіé êóëüìіíàöії áіëÿ îïіâíî÷і. Ñëіä çàçíà÷èòè, ùî ó âåðõíіõ ïëàíåò íèæíüîãî ñïîëó÷åííÿ íå áóâàє, òîìó íå ñëіä ñïîëó÷åííÿ íàçèâàòè âåðõíіì. ßêùî êóò ìіæ íàïðÿìêàìè іç Çåìëі íà âåðõíþ ïëà-íåòó і íà Ñîíöå ñòàíîâèòü 90°, òî êàæóòü, ùî ïëàíåòà ïåðåáóâàє ó êâàäðàòóðі. Ðîçðіçíÿþòü çàõіäíó é ñõіäíó êâàäðàòóðè. Ó êîíôіãóðàöії çàõіäíîї êâàäðàòóðè ïëàíåòà ñõîäèòü áіëÿ îïіâíî÷і, à â ñõіäíіé — çàõîäèòü áіëÿ îïіâíî-÷і. Ìîìåíòè êîíôіãóðàöіé ïëàíåò é óìîâè їõíüîї âèäèìîñòі ùîðі÷íî ïóáëіêóþòüñÿ â àñòðîíîìі÷íèõ äîâіäíèêàõ і êàëåíäàðÿõ.

íàçàâæäè âіä ãðîìіçäêèõ ãåîìåòðè÷íèõ ïîáóäîâ.3. Конфігурації й умови видимості планет.

ïëàíåò ðîçóìіþòü õàðàêòåðíі âçàєìíі ðîçìіùåííÿ ïëàíåò, Çåìëі òà Ñîíöÿ.

4. Сидеричні та синодичні періоди обертання планет. Іíòåðâàë ÷àñó, ïðîòÿãîì ÿêîãî ïëàíåòà ðîáèòü ïîâíèé îáåðò íàâêîëî Ñîíöÿ ïî îðáіòі ùîäî çіð, íàçèâàþòü çîðÿíèì, àáî ñèäåðè÷íèì, ïåðіî-äîì îáåðòàííÿ ïëàíåòè.

Îäíîéìåííі êîíôіãóðàöії ïëàíåò íàñòóïàþòü ó ðіçíèõ òî÷êàõ їõíіõ îðáіò.

Іíòåðâàë ÷àñó ìіæ äâîìà ïîñëіäîâíèìè îäíîéìåííèìè êîíôіãóðàöіÿìè ïëàíåò íàçèâàþòü ñèíîäè÷íèì ïåðіîäîì îáåðòàííÿ ïëàíåòè.

Âіí âіäðіçíÿєòüñÿ âіä çîðÿíîãî ïåðіîäó. Ñèíîäè÷íèé ïåðіîä (âіä ãðåö. συ′νοδος —

«çáëèæåííÿ») — öå ïåðіîä ìіæ äâîìà ïîñëіäîâ-íèìè ñïîëó÷åííÿìè (ïðîòèñòîÿííÿìè).

Òåîðіÿ Êîïåðíèêà äàє çìîãó âñòàíîâèòè âçàє-ìîçâ’ÿçîê ñèíîäè÷íîãî é ñèäåðè÷íîãî ïåðіîäіâ îáåðòàííÿ ïëàíåò.

Ïðèïóñòèìî, ùî Ò — ñèäåðè÷íèé (çîðÿíèé) ïåðіîä îáåðòàííÿ ïëàíåòè, à Ò0 — ñèäåðè÷íèé ïåðіîä îáåðòàííÿ Çåìëі (çîðÿíèé ðіê); S — ñèíî-äè÷íèé ïåðіîä îáåðòàííÿ ïëàíåòè. Ñåðåäíє çíà-÷åííÿ äóãè, ùî ïðîõîäèòü ïëàíåòà çà îäíó äîáó, íàçèâàþòü ñåðåäíіì ðóõîì n, ùî äîðіâíþє n = 360° : T, à ñåðåäíіé ðóõ Çåìëі — n0 = 360° : T0. Ó íèæíіõ ïëàíåò Ò < Ò0 і n > n0.

Îäíîéìåííі ñïîëó÷åííÿ òàêèõ ïëàíåò (íàïðè-êëàä, íèæíі ñïîëó÷åííÿ íà ìàë. 1.17) íàñòàþòü ÷åðåç ñèíîäè÷íèé ïåðіîä

îáåðòàííÿ S, çà ÿêèé Çåìëÿ ïðîõîäèòü äóãó , à ïëàíåòà,

çàáіãàþ÷è âïåðåä, ðîáèòü îäèí îáåðò íàâêîëî Ñîíöÿ é äîãàíÿє Çåìëþ,

ïðîõîäÿ÷è êóòîâèé øëÿõ L = 360° + L0, äîðіâíþє: .

Âіäíіìàþ÷è ïåðøå ðіâíÿííÿ âіä äðóãîãî, îäåðæèìî ðіâíÿííÿ ñèíîäè÷-

íîãî ðóõó äëÿ íèæíіõ ïëàíåò: . Äëÿ âåðõíіõ ïëàíåò ðіâíÿííÿ

ñèíîäè÷íîãî ðóõó ìàòèìå âèãëÿä: , òîìó ùî Ò > Ò0 і n < n0.

Îñòàííі ðіâíÿííÿ äàþòü ñåðåäíі çíà÷åííÿ ñèíîäè÷íèõ ïåðіîäіâ îáåðòàí-íÿ ïëàíåò. Çà äîïîìîãîþ öèõ ðіâíÿíü çà ñïîñòåðåæóâàíèì ñèíîäè÷íèì ïåðіîäîì îáåðòàííÿ ïëàíåòè ëåãêî ïіäðàõóâàòè ñèäåðè÷íèé ïåðіîä її îáåð-òàííÿ íàâêîëî Ñîíöÿ.

ЗАПИТАННЯ ДО ВИВЧЕНОГО 1. ßêèé îñíîâíèé íåäîëіê ñèñòåìè ñâіòó Ïòîëåìåÿ? 2. Ó ÷îìó ïîëÿãàє ðåâîëþöіéíіñòü ïîãëÿäіâ Êîïåðíèêà? ßêà ðîëü éîãî іäåé

â àñòðîíîìії?3. ßê Ãàëіëåé ïіäòâåðäèâ òåîðіþ Êîïåðíèêà? 4. Ùî îçíà÷àє çâîðîòíèé ðóõ ïëàíåò? ßê íà îñíîâі ãåëіîöåíòðè÷íîї ñèñòåìè

ñâіòó ïîÿñíþєòüñÿ ïåòëåïîäіáíèé ðóõ ïëàíåò? 5. Ùî ðîçóìіþòü ïіä êîíôіãóðàöіÿìè ïëàíåò? Ó ÿêіé ç êîíôіãóðàöіé ìîæóòü

áóòè âåðõíі é íèæíі ïëàíåòè?

4. Сидеричні та синодичні періоди обертання планет. Іíòåðâàë ÷àñó, ïðîòÿãîì ÿêîãî ïëàíåòà ðîáèòü ïîâíèé îáåðò íàâêîëî Іíòåðâàë ÷àñó, ïðîòÿãîì ÿêîãî ïëàíåòà ðîáèòü ïîâíèé îáåðò íàâêîëî Іíòåðâàë ÷àñó, ïðîòÿãîì ÿêîãî ïëàíåòà ðîáèòü ïîâíèé îáåðò íàâêîëî Ñîíöÿ ïî îðáіòі ùîäî çіð, íàçèâàþòü Ñîíöÿ ïî îðáіòі ùîäî çіð, íàçèâàþòü çîðÿíèì,çîðÿíèì, àáî ñèäåðè÷íèì, ïåðіî-äîì îáåðòàííÿ ïëàíåòè..

Іíòåðâàë ÷àñó ìіæ äâîìà ïîñëіäîâíèìè îäíîéìåííèìè êîíôіãóðàöіÿìè Іíòåðâàë ÷àñó ìіæ äâîìà ïîñëіäîâíèìè îäíîéìåííèìè êîíôіãóðàöіÿìè Іíòåðâàë ÷àñó ìіæ äâîìà ïîñëіäîâíèìè îäíîéìåííèìè êîíôіãóðàöіÿìè ïëàíåò íàçèâàþòü ñèíîäè÷íèì ïåðіîäîì îáåðòàííÿ ïëàíåòèñèíîäè÷íèì ïåðіîäîì îáåðòàííÿ ïëàíåòèñèíîäè÷íèì ïåðіîäîì îáåðòàííÿ ïëàíåòè.

ЗАПИТАННЯ ДО ВИВЧЕНОГО

Ìàë. 1.17. Ñèíîäè÷íèé ïåðіîä ïîñëіäîâíèõ íèæ-íіõ ñïîëó÷åíü (1 і 2) íèæ-

íüîї ïëàíåòè

Земля

Планета1 1

22

L0 = n0S

L = nS

Ìàë. 1.15. Ñõåìà êîíôіãóðà-öіé íèæíіõ ïëàíåò: 1 — íèæíє ñïîëó÷åííÿ; 2 — íàé-áіëüøà çàõіäíà åëîí ãàöіÿ; 3 — âåðõíє ñïîëó÷åííÿ; 4 — íàéáіëüøà ñõіäíà åëîíãàöіÿ

1

Çåìëÿ

2

3

4

Ñ

Ìàë. 1.16. Ñõåìà êîíôіãóðà-öіé âåðõíіõ ïëàíåò: 1 — ñïî-ëó÷åííÿ; 2 — çàõіäíà êâà-äðàòóðà; 3 — ïðîòèñòîÿííÿ;

4 — ñõіäíà êâàäðàòóðà

Çåìëÿ

Ñ

1

2

3

4

Розділ 1

32 33

НЕБЕСНА СФЕРА. РУХ СВІТИЛ НА НЕБЕСНІЙ СФЕРІ

§ 6. ВИДИМИЙ РУХ СОНЦЯ ТА МІСЯЦЯ 1. Видимий річний рух Сонця. Çà ïîñòіéíî çìіííèìè êîîðäèíàòàìè

Ñîíöÿ δ і α íà íåáåñíіé ñôåðі ìîæíà âіäçíà÷èòè âåëèêå êîëî, ùî ïðåäñòàâ-ëÿє âèäèìó òðàєêòîðіþ öåíòðà ñîíÿ÷íîãî äèñêà ïðîòÿãîì ðîêó. Öå êîëî ñòàðîäàâíі ãðåêè íàçâàëè åêëіïòèêîþ. Îñêіëüêè ðі÷íèé ðóõ Ñîíöÿ âіä î-áðàæàє ðåàëüíèé ðóõ Çåìëі ïî îðáіòі, åêëіïòèêà є òðàєêòîðієþ âіä ïåðåòèíó íåáåñíîї ñôåðè ïëîùèíîþ, ïàðàëåëüíîþ ïëîùèíі çåìíîї îðáіòè. Öþ ïëîùè-íó íàçèâàþòü ïëîùèíîþ åêëіïòèêè. Êðіì äâîõ òî÷îê ðіâíîäåííÿ, ïðî ÿêі ìè âæå ãîâîðèëè, íà åêëіïòèöі âèäіëÿþòü äâі ïðîìіæíі ìіæ íèìè é ïðîòè-ëåæíі îäíà îäíіé òî÷êè, ó ÿêèõ ñõèëåííÿ Ñîíöÿ áóâàє íàéáіëüøèì çà àáñî-ëþòíîþ âåëè÷èíîþ. Ó òî÷öі ëіòíüîãî ñîíöåñòîÿííÿ Ñîíöå ìàє ìàêñèìàëüíå ñõèëåííÿ δ = +23°26' (áëèçüêî 22 ÷åðâíÿ). Ó òî÷öі çèìîâîãî ñîíöåñòîÿííÿ Ñîíöå ìàє ìàêñèìàëüíå ñõèëåííÿ δ = –23°26' (áëèçüêî 22 ãðóäíÿ).

Ñóçіð’ÿ, ÷åðåç ÿêі ïðîõîäèòü åêëіïòèêà, íàçèâàþòü åêëіïòè÷íèìè ñóçіð’ÿìè.

Ó ñòàðîäàâíüîìó Ìåæèðі÷÷і âèíèê ïîäіë åêëіïòèêè ç íàâêîëèøíіìè її ñóçіð’ÿìè íà 12 ÷àñòèí. Öåé ïîÿñ íàçâàëè Ïîÿñîì çîäіàêó (âіä ãðåö. ζωδιακο′ς κυ′κλος — «êîëî ç çîáðàæåíü òâàðèí»). Ñïî÷àòêó ó Âàâèëîíі çîäі-àêàëüíі çíàêè é åêëіïòè÷íі ñóçіð’ÿ çáіãàëèñÿ, òîìó ùî òî÷íèõ ìåæ ñóçіð’їâ íå áóëî. Ïіçíіøå, â åïîõó åëëіíіçìó, ñêëàëèñÿ äàíі ïðî çíàêè çîäіàêó ÿê ïðî 12 ðіâíèõ ÷àñòèí åêëіïòèêè, ùî çàéìàþòü íà íåáі ïî 30° äóãè. Ïî÷àòîê âіäëіêó çíàêіâ óñòàíîâëåíî âіä òî÷êè âåñíÿíîãî ðіâíîäåííÿ a.

Íà ñüîãîäíі çîäіàêàëüíі çíàêè é åêëіïòè÷íі ñóçіð’ÿ íå çáіãàþòüñÿ. Åêëіïòè÷íèõ ñóçіð’їâ 13. Ç íèõ 12 (òàáë. 1.1) çáіãàþòüñÿ çà íàçâàìè іç çîäіàêàëüíèìè çíàêàìè. Ñóçіð’ÿ Çìієíîñöÿ, ùî є åêëіïòè÷íèì, íå âõî-äèòü äî ÷èñëà çíàêіâ çîäіàêó. Ðіçíі ñóçіð’ÿ ìàþòü íà íåáі ðіçíі âåëè÷èíè. Äî òîãî æ òî÷êà âåñíÿíîãî ðіâíîäåííÿ ÷åðåç ïðåöåñіþ ïîñòіéíî çìіùóєòü-ñÿ. Íàïðèêëàä, çîäіàêàëüíèé çíàê Îâíà ïåðåáóâàє â ñóçіð’ї Ðèá.

Ó òàáëèöі 1.1 ïîäàíî çîäіàêàëüíі ñóçіð’ÿ, їõíі ïîçíà÷åííÿ òà ÷àñ ïåðå-áóâàííÿ Ñîíöÿ â çíàêàõ çîäіàêó.

Òàáëèöÿ 1.1

Íàçâà çîäіàêàëüíîãî ñóçіð’ÿ Çíàê ñóçіð’ÿ Òåðìіí äії çîäіàêàëüíîãî ñóçіð’ÿ

Êîçåðіã j 22 ãðóäíÿ — 20 ñі÷íÿ

Âîäîëіé k 21 ñі÷íÿ — 18 ëþòîãî

Ðèáè l 19 ëþòîãî — 20 áåðåçíÿ

Îâåí a 21 áåðåçíÿ — 20 êâіòíÿ

Òåëåöü b 21 êâіòíÿ — 20 òðàâíÿ

Áëèçíþêè c 21 òðàâíÿ — 20 ÷åðâíÿ

Ðàê d 21 ÷åðâíÿ — 22 ëèïíÿ

Ëåâ e 23 ëèïíÿ — 22 ñåðïíÿ

Äіâà f 23 ñåðïíÿ — 22 âåðåñíÿ

Òåðåçè g 23 âåðåñíÿ — 22 æîâòíÿ

Ñêîðïіîí h 23 æîâòíÿ — 22 ëèñòîïàäà

Ñòðіëåöü i 23 ëèñòîïàäà — 21 ãðóäíÿ

2. Добовий рух Сонця на різних широтах. Âè âæå çíàєòå, ùî ðі÷íèé ðóõ Ñîíöÿ ñåðåä çіð ïî óÿâíіé ëіíії íàçèâàþòü åêëіïòèêîþ. Óñþ åêëіïòèêó (360°) Ñîíöå ïðîõîäèòü çà îäèí ðіê, îäíàê öåé ðóõ óÿâíèé,

1. Видимий річний рух Сонця.Ñîíöÿ

2. Добовий рух Сонця на різних широтах.ðі÷íèé ðóõ Ñîíöÿ ñåðåä çіð ïî óÿâíіé ëіíії íàçèâàþòü åêëіïòèêîþ. Óñþ

òîìó ùî âіäáóâàєòüñÿ âíàñëіäîê îáåðòàííÿ Çåìëі íàâêîëî Ñîíöÿ. Íàãàäà-єìî, ùî âèäèìèé ðóõ ñâіòèë (ó òîìó ÷èñëі é Ñîíöÿ), ùî âіäáóâàєòüñÿ ÷åðåç âëàñíå îáåðòàííÿ Çåìëі íàâêîëî îñі, íàçèâàþòü äîáîâèì ðóõîì.

Ðîçãëÿíåìî äîáîâèé ðóõ Ñîíöÿ íà ðіçíèõ øèðîòàõ. Ó ñåðåäíіõ øèðîòàõ Ñîíöå ñõîäèòü çàâæäè ó ñõіäíіé ñòîðîíі íåáà, ïîñòóïîâî ïіäíіìàєòüñÿ íàä ãîðèçîíòîì, îïіâäíі äîñÿãàє íàéâèùîãî ïîëîæåííÿ íà íåáі, ïîòіì ïî÷èíàє îïóñêàòèñÿ äî ãîðèçîíòó і çàõîäèòü ó çàõіäíіé ÷àñòèíі íåáà. Ó Ïіâíі÷íіé ïіâêóëі öåé ðóõ âіäáóâàєòüñÿ çëіâà íàïðàâî, à â Ïіâäåííіé — ñïðàâà íàëі-âî. Ñïîñòåðіãà÷ ó Ïіâíі÷íіé ïіâêóëі Çåìëі ïðè öüîìó áóäå áà÷èòè Ñîíöå íà ïіâäíі, à ïåðåáóâàþ÷è â Ïіâäåííіé ïіâêóëі — íà ïіâíî÷і. Äåííèé øëÿõ Ñîíöÿ íà íåáі ñèìåòðè÷íèé ùîäî íàïðÿìêó ïіâíі÷-ïіâäåíü.

Çà Ïîëÿðíèì êîëîì íà Çåìëі, äå |ϕ| > 66,5°, äîáîâèé øëÿõ Ñîíöÿ ïðàê-òè÷íî ïàðàëåëüíèé ãîðèçîíòó. Ñîíöå ïðîòÿãîì ïіâðîêó íå çàõîäèòü, îïè-ñóþ÷è êîëà íàä ãîðèçîíòîì. Öå ïîëÿðíèé äåíü. Ïîòіì íà ïіâðîêó Ñîíöå çàõîäèòü і íàñòàє ïîëÿðíà íі÷.

Íà åêâàòîðі Ñîíöå, ÿê é іíøі ñâіòèëà, ñõîäèòü і çàõîäèòü ïåðïåíäèêó-ëÿðíî äî ïëîùèíè ñïðàâæíüîãî ãîðèçîíòó і âèäèìå ïðîòÿãîì ïîëîâèíè äîáè.

3. Зміна добового шляху Сонця протягом року. Çìіíó äîáîâîãî øëÿõó Ñîíöÿ íàä ãîðèçîíòîì ó ðіçíі ïîðè ðîêó äëÿ ñåðåäíіõ ãåîãðàôі÷íèõ øèðîò Ïіâíі÷íîї ïіâêóëі ïîêàçàíî íà ìàëþíêó 1.18. Âèçíà÷àþ÷è ïðîòÿ-ãîì ðîêó âèñîòó Ñîíöÿ îïіâäíі, ìîæíà ïîìіòèòè, ùî äâі÷і íà ðіê âîíî áóâàє íà íåáåñíîìó åêâàòîðі. Öå âіä-áóâàєòüñÿ â äíі âåñíÿíîãî (áëèçüêî 21 áåðåçíÿ) і îñіííüîãî (áëèçüêî 23 âåðåñíÿ) ðіâíîäåíü. Ïëîùèíà ãîðèçîíòó äіëèòü íåáåñíèé åêâàòîð íàâïіë. Òîìó â äíі ðіâíîäåíü øëÿõè Ñîíöÿ íàä ãîðèçîíòîì і ïіä ãîðèçîí-òîì ðіâíі; âіäïîâіäíî, òðèâàëіñòü äíÿ і íî÷і îäíàêîâà. Íàéêîðîòøèé äåíü âèïàäàє íà 22 ãðóäíÿ, à íàéäîâ-øèé — íà 22 ÷åðâíÿ.

Äëÿ ñïîñòåðіãà÷іâ, ÿêі ïåðåáóâà-þòü íà çåìíîìó åêâàòîðі, äîáîâі øëÿõè Ñîíöÿ íàä ãîðèçîíòîì ïðîòÿ-ãîì ðîêó ïîêàçàíî íà ìàëþíêó 1.19.

4. Видимий рух і фази Міся-ця. Ìіñÿöü — ïðèðîäíèé ñóïóòíèê Çåìëі. Öå íàéáëèæ÷å äî Çåìëі íåáåñ-íå òіëî, âіí âіäáèâàє ñîíÿ÷íå ñâіòëî. Ìіñÿöü ðóõàєòüñÿ íàâêîëî Çåìëі ïðèáëèçíî ïî åëіïòè÷íіé îðáіòі â òîé ñàìèé áіê, ó ÿêèé Çåìëÿ îáåðòàєòüñÿ íàâêîëî ñâîєї îñі. Òîìó ìè áà÷èìî, ùî Ìіñÿöü ïåðåìіùóєòüñÿ ñåðåä çіð íàçóñòðі÷ îáåðòàííþ íåáà. Íàïðÿìîê ðóõó Ìіñÿöÿ çàâæäè — іç çàõîäó íà ñõіä. Äëÿ ñïîñòåðіãà÷à іç Çåìëі çà äîáó Ìіñÿöü ïåðåìіùóєòüñÿ íà 13,2°.

Ïîâíèé îáåðò ïî îðáіòі íàâêîëî Çåìëі Ìіñÿöü ðîáèòü çà 27,3 äîáè (ñèäåðè÷íèé ìіñÿöü). І çà òàêèé ñàìèé ÷àñ âіí ðîáèòü îäèí îáåðò íàâêîëî ñâîєї îñі, òîìó äî Çåìëі çàâæäè ïîâåð-íóòà òà ñàìà ïіâêóëÿ Ìіñÿöÿ.

äîáè.3. Зміна добового шляху Сонця протягом року.

øëÿõó Ñîíöÿ íàä ãîðèçîíòîì ó ðіçíі ïîðè ðîêó äëÿ ñåðåäíіõ ãåîãðàôі÷íèõ

ãîì ðîêó ïîêàçàíî íà ìàëþíêó 1.19.4. Видимий рух і фази Міся- Ìіñÿöü — ïðèðîäíèé ñóïóòíèê

Ìàë. 1.18. Äîáîâі øëÿõè Ñîíöÿ íàä ãîðèçîíòîì ó ðіçíі ïîðè ðîêó ïіä ÷àñ ñïîñòåðåæåíü ó ñåðåäíіõ ãåî-

ãðàôі÷íèõ øèðîòàõ

22 ãðóäíÿ

22 ÷åðâíÿ

Ìåðèäіàí

Ãîðèçîíò

PN

Z

W

S N

E

23,5° 23

,5°

Ìàë. 1.19. Äîáîâі øëÿõè Ñîíöÿ íàä ãîðèçîíòîì ó ðіçíі ïîðè ðîêó ïіä ÷àñ

ñïîñòåðåæåíü íà åêâàòîðі Çåìëі

22 ãðóäíÿ22 ÷åðâíÿ

Ìåðèäіàí

Ãîðèçîíò

PS PN

Z

W

S NE

23,5° 23,5°

Розділ 1

34 35

НЕБЕСНА СФЕРА. РУХ СВІТИЛ НА НЕБЕСНІЙ СФЕРІ

Ðóõ Ìіñÿöÿ íàâêîëî Çåìëі äóæå ñêëàäíèé, і éîãî âèâ÷åííÿ ñòàíîâèòü îäíó ç íàéâàæ÷èõ çàäà÷ íåáåñíîї ìåõàíіêè. Âèäèìèé ðóõ Ìіñÿöÿ ñóïðîâî-äæóєòüñÿ áåçïåðåðâíîþ çìіíîþ éîãî âèãëÿäó — çìіíîþ ôàç. Âіäáóâàєòüñÿ öå òîìó, ùî Ìіñÿöü çàéìàє ðіçíі ïîëîæåííÿ ùîäî Ñîíöÿ і Çåìëі (ìàë. 1.20).

Ìіñÿ÷íîþ ôàçîþ íàçèâàþòü ÷àñòèíó ìіñÿ÷íîãî äèñêà, âèäèìó â ñîíÿ÷-íîìó îñâіòëåííі.

Ðîçãëÿíåìî ôàçè Ìіñÿöÿ, ïî÷èíàþ÷è ç ìîëîäèêà. Öÿ ôàçà íàñòóïàє, êîëè Ìіñÿöü ïðîõîäèòü ìіæ Ñîíöåì і Çåìëåþ і ïîâåðíåíèé äî íàñ ñâîїì òåìíèì áîêîì (ìàë. 1.20, 1). Ìіñÿöÿ çîâñіì íå âèäíî іç Çåìëі.

×åðåç 1–2 äíі ó çàõіäíіé ÷àñòèíі íåáà ç’ÿâëÿєòüñÿ é ïðîäîâæóє ðîñòè âóçüêèé ÿñêðàâèé ñåðï — «ìîëîäèé» Ìіñÿöü (ìàë. 1.20, 2). Іíîäі íà ôîíі íåáà ïîìіòíî é іíøó ÷àñòèíó òüìÿíîãî ìіñÿ÷íîãî äèñêà. ßâèùå òüìÿíîãî ñâіòëà ïîÿñíþєòüñÿ òèì, ùî ìіñÿ÷íèé ñåðï îñâіòëþєòüñÿ áåçïîñåðåäíüî Ñîíöåì, à іíøà ìіñÿ÷íà ïîâåðõíÿ — ðîçñіÿíèì ñîíÿ÷íèì ñâіòëîì, âіäáèòèì Çåìëåþ. ×åðåç 7 äіá âæå áóäå âèäíî âñþ ïðàâó ïîëîâèíó ìіñÿ÷íîãî äèñêà — íàñòó-ïàє ôàçà ïåðøîї ÷âåðòі (ìàë. 1.20, 3). Ó öіé ôàçі Ìіñÿöü ñõîäèòü óäåíü, äî âå÷îðà éîãî âèäíî â ïіâäåííіé ÷àñòèíі íåáà, çàõîäèòü âіí óíî÷і. Äàëі ôàçà çáіëüøóєòüñÿ (ìàë. 1.20, 4), і ÷åðåç 14–15 äіá ïіñëÿ ìîëîäèêà Ìіñÿöü ïðè-õîäèòü ó ïðîòèñòîÿííÿ іç Ñîíöåì (ìàë. 1.20, 5). Éîãî ôàçà ñòàє ïîâíîþ, íàñòóïàє ïîâíÿ. Ñîíÿ÷íі ïðîìåíі îñâіòëþþòü óñþ ìіñÿ÷íó ïіâêóëþ, ïîâåð-íåíó äî Çåìëі. Ïîâíèé Ìіñÿöü ñõîäèòü ïіä ÷àñ çàõîäó Ñîíöÿ, çàõîäèòü ïіä ÷àñ éîãî ñõîäó, à â ñåðåäèíі íî÷і âèäíî â ïіâäåííіé ÷àñòèíі íåáà.

Ïіñëÿ ïîâíі Ìіñÿöü ïîñòóïîâî íàáëèæàєòüñÿ äî Ñîíöÿ іç çàõîäó é îñâіò-ëþєòüñÿ íèì ëіâîðó÷ (ìàë. 1.20, 6). Ïðèáëèçíî ÷åðåç òèæäåíü íàñòóïàє ôàçà òðåòüîї, àáî îñòàííüîї, ÷âåðòі (ìàë. 1.20, 7). Ïðè öüîìó Ìіñÿöü ñõî-äèòü áіëÿ îïіâíî÷і, äî ñõîäó Ñîíöÿ ç’ÿâëÿєòüñÿ â ïіâäåííіé ÷àñòèíі íåáà і çàõîäèòü óäåíü. Ïðè ïîäàëüøîìó çáëèæåííі ñóïóòíèêà Çåìëі іç Ñîíöåì ôàçè Ìіñÿöÿ ñòàþòü ñåðïîïîäіáíèìè (ìàë. 1.20, 8). Ìіñÿöü âèäíî òіëüêè ïіä ðàíîê, íåçàäîâãî äî ñõîäó Ñîíöÿ, à çàõîäèòü âіí ó ñâіòëèé ÷àñ äîáè, ïåðåä çàõîäîì Ñîíöÿ. Âóçüêèé ñåðï Ìіñÿöÿ öüîãî ðàçó îïóêëіñòþ ïîâåð-íåíèé äî ñõîäó. Ïîòіì çíîâó íàñòóïàє ìîëîäèê, і Ìіñÿöü ïåðåñòàє áóòè âèäèìèì íà íåáі.

Âіä îäíîãî ìîëîäèêà äî íàñòóïíîãî ïðîõîäèòü áëèçüêî 29,5 äîáè. Öåé ïåðіîä çìіíè ìіñÿ÷íèõ ôàç íàçèâàþòü ñèíîäè÷íèì ìіñÿöåì. Ñèíîäè÷íèé (àáî ìіñÿ÷íèé ìіñÿöü) òðèâàëіøèé âіä ñèäåðè÷íîãî (àáî çîðÿíîãî) ìіñÿöÿ, òîìó ùî Ìіñÿöü і Çåìëÿ ðóõàþòüñÿ â ïðîñòîðі â îäíîìó íàïðÿìêó.

5. Сонячні й місячні затемнення. Ïіä ÷àñ ñâîãî ðóõó Ìіñÿöü ÷àñòî ïåðåêðèâàє çîðі çîäіàêàëüíèõ ñóçіð’їâ. Çíà÷íî ðіäøå Ìіñÿöü ïåðåêðèâàє ïëàíåòè і Ñîíöå. Ïåðåêðèâàííÿ Ñîíöÿ Ìіñÿöåì íàçèâàþòü ñîíÿ÷íèì çàòåìíåííÿì.

Ñîíÿ÷íå çàòåìíåííÿ ìàє ðіçíèé âèãëÿä äëÿ ðіçíèõ òî÷îê çåìíîї ïîâåðõ-íі, òîìó ùî äіàìåòð Ìіñÿöÿ â 400 ðàçіâ ìåíøèé çà äіàìåòð Ñîíöÿ і Ìіñÿöü ïðèáëèçíî â 400 ðàçіâ áëèæ÷èé äî Çåìëі, òîìó íà íåáі Ñîíöå і Ìіñÿöü çäàþòüñÿ äèñêàìè îäíàêîâèõ ðîçìіðіâ. Ïðè ïîâíîìó ñîíÿ÷íîìó çàòåìíåí-íі Ìіñÿöü ìîæå öіëêîì ïîêðèòè ÿñêðàâó ïîâåðõíþ Ñîíöÿ, çàëèøàþ÷è ïðè öüîìó âіäêðèòó ñîíÿ÷íó àòìîñôåðó.

Ðîçãëÿíåìî ñõåìó ïîâíîãî ñîíÿ÷íîãî çàòåìíåííÿ (ìàë. 1.21). Ïðîõîäÿ-÷è ìіæ Ñîíöåì і Çåìëåþ, ìàëåíüêèé çà ðîçìіðàìè Ìіñÿöü íå ìîæå ïîâíі-ñòþ çàêðèòè Çåìëþ. Äèñê Ñîíöÿ áóäå öіëêîì çàêðèòèé òіëüêè äëÿ ñïîñòå-ðіãà÷à À, ÿêèé ïåðåáóâàє âñåðåäèíі êîíóñà ìіñÿ÷íîї òіíі, ìàêñèìàëüíèé äіàìåòð ÿêîї íà ïîâåðõíі Çåìëі íå ïåðåâèùóє 270 êì. Òіëüêè çâіäñè, іç öієї ïîðіâíÿíî âóçüêîї òåðèòîðії çåì-íîї ïîâåðõíі, êóäè ïàäàє òіíü âіä Ìіñÿöÿ, áóäå âèäíî ïîâíå ñîíÿ÷íå çàòåìíåííÿ. Òàì, äå ïàäàє ïіâòіíü âіä Ìіñÿöÿ, óñåðåäèíі òàê çâàíîãî êîíóñà ìіñÿ÷íîї ïіâòіíі, áóäå âèäíî (äëÿ ñïîñòåðіãà÷іâ  і Ñ) ÷àñòêîâå ñîíÿ÷íå çàòåìíåííÿ.

ßêùî â ìîìåíò çàòåìíåííÿ Ìіñÿöü, ïåðåìіùàþ÷èñü ïî åëіïòè÷-íіé îðáіòі, áóäå ïåðåáóâàòè íà çíà÷-íіé âіäñòàíі âіä Çåìëі, òî âèäèìèé äèñê Ìіñÿöÿ âèÿâèòüñÿ çàíàäòî ìàëèì, ùîá ïîâíіñòþ ïîêðèòè Ñîí-öå. Òîäі ñïîñòåðіãà÷ À (ìàë. 1.22) çìîæå áà÷èòè íàâêîëî òåìíîãî äèñ-êà Ìіñÿöÿ ÿñêðàâó ÷àñòèíó ñîíÿ÷íî-ãî äèñêà. Öå — êіëüöåïîäіáíå çàòåì-íåííÿ. Äëÿ ñïîñòåðіãà÷іâ  і Ñ òàêå ñîíÿ÷íå çàòåìíåííÿ áóäå ÷àñòêîâèì.

Çà ìåæàìè ìіñÿ÷íîї ïіâòіíі çàòåì-íåííÿ âçàãàëі íå ñïîñòåðіãàþòüñÿ. Ñîíÿ÷íå çàòåìíåííÿ âèäíî íå íà âñіé ïîâåðõíі Çåìëі, à òіëüêè òàì, äå ïðîõîäèòü òіíü і ïіâòіíü Ìіñÿöÿ. Øëÿõ ìіñÿ÷íîї òіíі ïî çåìíіé ïîâåðõ-íі íàçèâàþòü ñìóãîþ ïîâíîãî ñîíÿ÷-íîãî çàòåìíåííÿ.

Ìіñÿ÷íі çàòåìíåííÿ âіäáóâàþòüñÿ òîäі, êîëè Ìіñÿöü ïîòðàïëÿє â çåìíó òіíü, ùî òàêîæ ìàє ôîðìó êîíóñà, é îòî÷åíèé ïіâòіííþ (ìàë. 1.23). Ïіä ÷àñ ÷àñòêîâîãî âõîäæåííÿ Ìіñÿöÿ â çåìíó òіíü ìіñÿ÷íå çàòåìíåííÿ íàçè-âàþòü ÷àñòêîâî òіíüîâèì, à ïіä ÷àñ ïîâíîãî âõîäæåííÿ — ïîâíèì òіíüî-âèì çàòåìíåííÿì. ßêùî çåìíà òіíü ñïðÿìîâàíà â áіê, ïðîòèëåæíèé äî Ñîíöÿ, Ìіñÿöü ìîæå ïðîéòè êðіçü íåї òіëüêè â ôàçі ïîâíîãî Ìіñÿöÿ. Ìіñÿöü ïîñòóïîâî âõîäèòü ó çåìíó òіíü ñâîїì ëіâèì êðàєì. Ïіä ÷àñ ïîâíî-ãî çàòåìíåííÿ âіí ñòàє áóðèì àáî òåìíî-÷åðâîíîãî êîëüîðó (ìàë. 1.24), îñêіëüêè ñîíÿ÷íå ñâіòëî, çàëîìëþþ÷èñü ó çåìíіé àòìîñôåðі, îñâіòëþє Ìіñÿöü ïåðåâàæíî ÷åðâîíèìè ïðîìåíÿìè, ÿêі íàéìåíøå ðîçñіþþòüñÿ і ïîñëàáëÿþòüñÿ çåìíîþ àòìîñôåðîþ.

5. Сонячні й місячні затемнення.ïåðåêðèâàє çîðі çîäіàêàëüíèõ ñóçіð’їâ. Çíà÷íî ðіäøå Ìіñÿöü ïåðåêðèâàє

Ìàë. 1.21. Ñõåìà ïîâíîãî ñî íÿ÷ íîãî çà-òåìíåííÿ (äëÿ ñïîñòåðіãà÷іâ À, Â, Ñ)

À

À

Â

Ñ

ÑÂ

Ìàë. 1.22. Ñõåìà êіëüöåïîäіáíîãî ñî-íÿ÷íîãî çàòåìíåííÿ (äëÿ ñïîñòåðіãà÷іâ

À, Â, Ñ)

À

À

Ñ

Ñ

Â

Â

Ìàë. 1.20. Çìіíà ôàç Ìіñÿöÿ

Ïðîìåíі Ñîíöÿ

Çåìëÿ

1

1

2

2

3

3

4

4

5

5

6

6

7

7

8

8

Розділ 1

36 37

НЕБЕСНА СФЕРА. РУХ СВІТИЛ НА НЕБЕСНІЙ СФЕРІ

Ùîðі÷íî âіäáóâàєòüñÿ âіä äâîõ äî ï’ÿòè ñîíÿ÷íèõ çàòåìíåíü. Ó ñåðåä-íüîìó â òîìó ñàìîìó ìіñöі Çåìëі ïîâíå ñîíÿ÷íå çàòåìíåííÿ ìîæíà ñïî-ñòåðіãàòè äîñèòü ðіäêî — ëèøå ðàç íà 200–300 ðîêіâ, à òðèâàëіñòü ïîâíî-ãî ñîíÿ÷íîãî çàòåìíåííÿ íå ïåðåâèùóє 7 õâ 31 ñ. Òîìó àñòðîíîìè ðåòåëüíî ãîòóþòüñÿ äî ñïîñòåðåæåíü çàòåìíåííÿ, ùîá ïðîòÿãîì äóæå êîðîòêîãî ÷àñó âñòèãíóòè âèâ÷èòè çîâíіøíі ðîçðіäæåíі îáîëîíêè Ñîíöÿ.

ßê ïðàâèëî, ùîðі÷íî âіäáóâàєòüñÿ 1–2 ìіñÿ÷íèõ çàòåìíåííÿ, àëå áóâà-þòü ðîêè, êîëè çàòåìíåíü çîâñіì íå áóâàє.

Ìіñÿ÷íі çàòåìíåííÿ âèäíî ç óñієї íі÷íîї ïіâêóëі Çåìëі, äå â öåé ÷àñ Ìіñÿöü ïåðåáóâàє íàä ãîðèçîíòîì. Òîìó â êîæíіé äàíіé ìіñöåâîñòі âîíè ñïîñòåðіãàþòüñÿ ÷àñòіøå âіä ñîíÿ÷íèõ çàòåìíåíü, õî÷à âіäáóâàþòüñÿ ïðèáëèçíî â 1,5 ðàçà ðіäøå. Ìàêñèìàëüíà òðèâàëіñòü ìіñÿ÷íîãî çàòåì-íåííÿ — 1 ãîä 47 õâ.

Ùå â VI ñò. äî í. å. áóëî âñòàíîâëåíî, ùî ïðèáëèçíî ÷åðåç 18 ðîêіâ і 11,3 äîáè âñі çàòåìíåííÿ áóäóòü ïîâòîðþâàòèñÿ â îäíіé і òіé ñàìіé ïîñëі-äîâíîñòі. Öåé ïåðіîä (ïåðіîä ìіæ çàòåìíåííÿìè) íàçâàëè ñàðîñîì (âіä ãðåö. σα′ρος — «ïåðіîä», «ïîâòîðåííÿ»).

Ïіä ÷àñ ñàðîñó â ñåðåäíüîìó âіäáóâàєòüñÿ 70–71 çàòåìíåííÿ, ç ÿêèõ 42–43 ñîíÿ÷íèõ (14 — ïîâíèõ, 13–14 — êіëüöåïîäіáíèõ і 15 — ÷àñòêî-âèõ) і 28 — ìіñÿ÷íèõ.

ЗАПИТАННЯ ДО ВИВЧЕНОГО1. ßêі îñîáëèâîñòі äîáîâîãî ðóõó Ñîíöÿ íà ðіçíèõ øèðîòàõ? ×è ìîæå Ñîíöå

ñïîñòåðіãàòèñÿ â çåíіòі â Óêðàїíі, Àâñòðàëії òà Áðàçèëії? ×îìó? 2. ×îìó Ìіñÿöü ïîâåðíåíèé äî Çåìëі çàâæäè îäíèì і òèì ñàìèì áîêîì?

×è ñïîñòåðіãàєòüñÿ â Ìіñÿöÿ çâîðîòíèé ðóõ? 3. Ó ÷îìó âіäìіííіñòü ñèäåðè÷íîãî é ñèíîäè÷íîãî ìіñÿöіâ? ×èì îáóìîâëåíà

їõ ðіçíà òðèâàëіñòü? 4. Ùî ðîçóìіþòü ïіä ìіñÿ÷íîþ ôàçîþ? Îïèøіòü ôàçè Ìіñÿöÿ. 5. ×îìó âіäáóâàþòüñÿ ñîíÿ÷íі é ìіñÿ÷íі çàòåìíåííÿ? 6. Ùî òàêå ñàðîñ? ßêà éîãî ïåðіîäè÷íіñòü?

§ 7. ЗАКОНИ КЕПЛЕРАÄî êіíöÿ XVI ñò. ó÷åíèì íå âäàâàëîñÿ òî÷íî ðîçðàõóâàòè âіäíîñíå

ïîëîæåííÿ ïëàíåò íà êіëüêà ðîêіâ óïåðåä çà äîïîìîãîþ іñíóþ÷èõ ó òîé ÷àñ òåîðіé. Òîäі ó÷åíі ïðèïóñêàëè, ùî ïëàíåòè ðіâíîìіðíî ðóõàþòüñÿ ïî ñòðîãî êðóãîâèõ îðáіòàõ íàâêîëî Ñîíöÿ. Êіíåìàòè÷íі çàêîíè ðóõó ïëàíåò âіäêðèâ ëèøå íà ïî÷àòêó XVII ñò. àâñòðіéñüêèé àñòðîíîì і ìàòåìàòèê Éîãàíí Êåïëåð (1571–1630).

Âіí óïåðøå âñòàíîâèâ, ùî ïëàíåòè îáåðòàþòüñÿ ïî åëіïñàõ, â îäíîìó

ЗАПИТАННЯ ДО ВИВЧЕНОГО

ç ôîêóñіâ ÿêèõ є Ñîíöå. Öÿ çàêîíîìіðíіñòü îäåðæàëà íàç-âó ïåðøîãî çàêîíó Êåïëåðà.

Âіäðіçîê AÂ (ìàë. 1.25) íàçèâàþòü âåëèêîþ âіññþ, à âіäðіçîê ÑD — ìàëîþ âіññþ åëіïñà. Âіäðіçêè AO = OÂ = à, ÑO = OD = b íàçèâàþòü âіäïîâіäíî âåëèêîþ і ìàëîþ ïіâ-

îñÿìè åëіïñà. Âіäíîøåííÿ íàçèâàþòü åêñ-

öåíòðèñèòåòîì åëіïñà. Ùî áіëüøèé åêñöåíòðèñèòåò åëіï-ñà, òî áіëüøå çìіùåíі ôîêóñè âіäíîñíî öåíòðà і áіëüøîþ áóäå ðіçíèöÿ ìіæ âåëèêîþ òà ìàëîþ ïіâîñÿìè. Òîáòî åêñ-öåíòðèñèòåò ñëóãóє ìіðîþ «ñïëþñíóòîñòі» åëіïñà.

Äëÿ åëіïñà 0 < å < 1. Çàçíà÷èìî, ùî ÿêùî å = 0, ìîæ-íà ðîçãëÿäàòè êîëî ÿê îêðåìèé âèä åëіïñà (b = à). Ïðèïóñòèìî, ÿêùî Ñîíöå ïåðåáóâàє ó ôîêóñі F1, òî íàéáëèæ÷ó äî Ñîíöÿ òî÷êó À îðáіòè ïëà-íåòè íàçèâàþòü ïåðèãåëієì, à íàéâіääàëåíіøó  — àôåëієì. Ïîçíà÷èìî ÀF1 = q (q — ïåðèãåëіéíà âіäñòàíü), à ÂF1 = Q (Q — àôåëіéíà âіäñòàíü).

Ç ìàëþíêà 1.25 âèïëèâàє, ùî q + OF1 = à, OF1 = àå, òîäі q = à – àå = = à(1 – å).

Ó çåìíîї îðáіòè åêñöåíòðèñèòåò äîðіâ-íþє 0,017. Çåìëÿ ïåðåáóâàє â ïåðèãåëії íà ïî÷àòêó ñі÷íÿ, і ïåðèãåëіéíà âіäñòàíü äîðіâíþє 147 ìëí êì, à â àôåëії — íà ïî÷àòêó ëèïíÿ, é àôåëіéíà âіäñòàíü äîðіâ-íþє 152 ìëí êì.

Âèâ÷àþ÷è ðóõ Ìàðñà â ïðîñòîðі, Êåïëåð ïîìіòèâ, ùî ïëàíåòà ðóõàєòüñÿ ïî îðáіòі íåðіâíîìіðíî — óçèìêó øâèäøå, íіæ óëіòêó. Âіí ñòàâ øóêàòè çàêîíîìіðíіñòü, çà ÿêîþ âіäáóâàєòüñÿ çìіíà øâèäêîñòі Ìàðñà, і âèñóíóâ ãіïîòåçó, ùî øâèäêіñòü ìàє áóòè îáåðíåíî ïðîïîðöіéíà âіäñòàíі âіä Ìàðñà äî Ñîíöÿ. Äëÿ ïåðèãåëіþ é àôå-ëіþ ïðèïóùåííÿ ïіäòâåðäèëîñÿ. Òîäі Êåïëåð óìîâíî ðîçáèâ îðáіòó Ìàðñà íà 360 ÷àñòèí і ïî÷àâ ïåðåâіðÿòè ñâîþ ãіïîòåçó äëÿ ðіçíèõ її äіëÿíîê. Ñïîñòåðåæåííÿ é ðîçðàõóíêè ïîêàçàëè, ùî çà îäíàêîâі іíòåðâàëè ÷àñó Ìàðñ ïðîõîäèòü ðіâíі ïëî-ùі ñåêòîðіâ îðáіòè.

Ñó÷àñíå ôîðìóëþâàííÿ öієї çàëåæíîñòі ïîøèðåíå íà âñі ïëàíåòè é íàçèâàþòü éîãî äðóãèì çàêîíîì Êåïëåðà. Ïîëÿãàє âіí â òàêîìó: ðàäіóñ-âåêòîð ïëàíåòè (ëіíіÿ, ùî ñïîëó÷àє öåíòð Ñîíöÿ іç öåíòðîì ïëàíåòè) çà îäíàêîâі іíòåðâàëè ÷àñó îïèñóє ðіâíі ïëîùі.

Äðóãèé çàêîí Êåïëåðà, àáî çàêîí ïëîù, ïðîіëþñòðîâàíî íà ìàëþíêó 1.26. Ïіä ÷àñ ðóõó ïëàíåòè (Ð) íàâêîëî Ñîíöÿ (S) її ðàäіóñ-âåêòîð çà ðіâíі іíòåðâàëè ÷àñó îïèñóє ðіâíі çà ïëîùåþ ôіãóðè — P1SP2 і P3SP4. Îòæå, øâèäêіñòü ðóõó ïëàíåòè ïî îðáіòі çìіíþєòüñÿ, ïðèéìàþ÷è ìàêñèìàëüíå çíà÷åííÿ â ïåðèãåëії òà ìіíіìàëüíå â àôåëії. Íàéáіëüøó øâèäêіñòü Çåìëÿ ìàє âçèìêó: vmax = 30,38 êì/ñ. Íàéìåíøó øâèäêіñòü Çåìëÿ ìàє âëіòêó: vmin = 29,36 êì/ñ. Ó ëèïíі Çåìëÿ ðóõàєòüñÿ ïîâіëüíіøå, òîìó òðèâàëіñòü ëіòà â Ïіâíі÷íіé ïіâêóëі áіëüøà, íіæ ó Ïіâäåííіé. Öèì ïîÿñíþєòüñÿ, ùî ñåðåäíüîðі÷íà òåìïåðàòóðà â Ïіâíі÷íіé ïіâêóëі Çåìëі âèùà, íіæ ó Ïіâäåí-

Éîãàíí ÊåïëåðÌàë. 1.23. Ñõåìà ìіñÿ÷íîãî çàòåìíåííÿ. Ðîçòàøóâàííÿ íåáåñíèõ òіë ïіä ÷àñ çàòåìíåííÿ: A — Ñîíöå; B — Çåìëÿ;

C — Ìіñÿöü; D — íàïіâòіíü; E — ïîâíà òіíü

ED

B

A

C Ìàë. 1.24. Âèãëÿä Ìіñÿöÿ ïіä ÷àñ ïîâíîãî ìіñÿ÷íîãî

çàòåìíåííÿ

Ìàë. 1.26. Ïîÿñíåííÿ äðóãîãî çàêîíó Êåïëåðà

S

P1

P2

P3

P4

Ìàë. 1.25. Åëåìåíòè åëіïñà

F1

A B

C

D

O

a b

F2

Розділ 1

38 39

НЕБЕСНА СФЕРА. РУХ СВІТИЛ НА НЕБЕСНІЙ СФЕРІ

íіé. Êîëè á Çåìëÿ îáåðòàëàñÿ íàâêîëî Ñîíöÿ çі ñòàëîþ øâèäêіñòþ, òî êіëüêіñòü äíіâ ó öèõ ïіâðі÷÷ÿõ áóëà á îäíàêîâà.

Ïîðіâíþþ÷è ðîçìіðè îðáіò і ïåðіîäè îáåðòàííÿ ïëàíåò íàâêîëî Ñîíöÿ, Êåïëåð âèÿâèâ, ùî êâàäðàòè ïåðіîäіâ îáåðòàííÿ ïëàíåò ïðîïîðöіéíі êóáàì їõíіõ ñåðåäíіõ âіäñòàíåé âіä Ñîíöÿ (àáî âіäíîøåííÿ r3 : T2 îäíàêîâå äëÿ âñіõ ïëàíåò).

Òðåòіé çàêîí Êåïëåðà ôîðìóëþєòüñÿ òàê: êâàäðàòè ñèäåðè÷íèõ ïåðіî-äіâ îáåðòàííÿ äâîõ ïëàíåò âіäíîñÿòüñÿ ÿê êóáè âåëèêèõ ïіâîñåé їõíіõ îðáіò:

.

Âіäêðèòòÿ Êîïåðíèêà і éîãî ïîñëіäîâíèêіâ ïîêàçàëè, ùî Çåìëÿ — öå ðÿäîâà ïëàíåòà, ùî ðóõàєòüñÿ íàâêîëî Ñîíöÿ, ÿê і іíøі ïëàíåòè. Òîìó ç’ÿâèëîñÿ ïðèïóùåííÿ, ùî ñèëà òÿæіííÿ âëàñòèâà íå òіëüêè Çåìëі, àëå é іíøèì íåáåñíèì òіëàì. Íà ìàòåðіàëüíі òіëà, ùî ïåðåáóâàþòü áіëÿ іíøèõ ïëàíåò, Ìіñÿöÿ àáî Ñîíöÿ, äіє ñèëà òÿæіííÿ, ùî ñïðÿìîâàíà äî їõíüîãî öåíòðó òàê ñàìî, ÿê і íà Çåìëі. Îòæå, çàâäÿêè ïîøèðåííþ âëàñòèâîñòåé òÿæіííÿ íà іíøі íåáåñíі òіëà áóëî ïîñòàâëåíå ïèòàííÿ ïðî âçàєìîäіþ òіë.

Íà îñíîâі äîñëіäíèõ äàíèõ Íüþòîí ñôîðìóëþâàâ òðè îñíîâíèõ çàêîíè ðóõó òіë (çàêîí іíåðöії, çàêîí äèíàìіêè ìàòåðіàëüíîї òî÷êè, çàêîí äії і ïðîòèäії). Íà îñíîâі òðåòüîãî çàêîíó Êåïëåðà òà çàêîíó äèíàìіêè Íüþòîí âèâіâ çàêîí âñåñâіòíüîãî òÿæіííÿ: äâà òіëà ïðèòÿãàþòüñÿ îäíå äî îäíîãî іç ñèëîþ, ïðîïîðöіéíîþ äîáóòêó ìàñ öèõ òіë, і îáåðíåíî ïðîïîðöіéíîþ êâàäðàòó âіäñòàíі ìіæ íèìè:

,

äå m1 і m2 — ìàñè äâîõ òіë, ùî ïðèòÿãàþòüñÿ îäíå äî îäíîãî; r — âіäñòàíü ìіæ íèìè, G = 6,673 ∙ 10–11 Í ∙ ì2/êã2 — ãðàâіòàöіéíà ñòàëà.

Íà îñíîâі çàêîíó âñåñâіòíüîãî òÿæіííÿ é çàêîíіâ ìåõàíіêè Íüþòîí ìàòåìàòè÷íî äîâіâ, ùî ïіä äієþ ñèëè òÿæіííÿ (ãðàâіòàöіéíîї ñèëè) òіëî ìàñîþ m áóäå ðóõàòèñÿ ùîäî òіëà ìàñîþ Ì ïî îäíіé іç êðèâèõ: åëіïñó, êîëó, ïàðàáîëі àáî ãіïåðáîëі.

Òàêèì ÷èíîì, Íüþòîí óòî÷íèâ é óçàãàëüíèâ ïåðøèé çàêîí Êåïëåðà: ïіä äієþ òÿæіííÿ îäíå íåáåñíå òіëî ðóõàєòüñÿ â ïîëі òÿæіííÿ іíøîãî íåáåñíîãî òіëà ïî îäíîìó ç êîíі÷íèõ ïåðåðіçіâ — åëіïñó, êîëó, ïàðàáîëі àáî ãіïåðáîëі.

ЗАПИТАННЯ ДО ВИВЧЕНОГО 1. Ñôîðìóëþéòå çàêîíè Êåïëåðà.2. Ïî ÿêèõ îðáіòàõ ìîæóòü ðóõàòèñÿ íåáåñíі òіëà ïіä äієþ ñèëè òÿæіííÿ?3. ßê çìіíþєòüñÿ çíà÷åííÿ øâèäêîñòі ïðè ðóñі ïëàíåòè ïî îðáіòі âіä ïåðè-

ãåëіþ äî àôåëіþ?4. ßê çàëåæèòü ïåðіîä îáåðòàííÿ ñóïóòíèêіâ âіä ìàñ ïëàíåò?

§ 8. ВИЗНАЧЕННЯ РОЗМІРІВ, МАС НЕБЕСНИХ ТІЛ І ВІДСТАНЕЙ ДО НИХ У СОНЯЧНІЙ СИСТЕМІ

1. Визначення розмірів Землі. Êóëÿñòіñòü Çåìëі äàє çìîãó âèçíà-÷èòè її ðîçìіðè ñïîñîáîì, ùî âïåðøå çàñòîñóâàâ ãðåöüêèé ó÷åíèé Åðàòîñ-ôåí, іäåÿ ÿêîãî ïîëÿãàє â òàêîìó. Íà îäíàêîâîìó ãåîãðàôі÷íîìó ìåðèäіàíі

Òðåòіé çàêîí Êåïëåðà ôîðìóëþєòüñÿ òàê:ôîðìóëþєòüñÿ òàê: êâàäðàòè ñèäåðè÷íèõ ïåðіî- êâàäðàòè ñèäåðè÷íèõ ïåðіî-äіâ îáåðòàííÿ äâîõ ïëàíåò âіäíîñÿòüñÿ ÿê êóáè âåëèêèõ ïіâîñåé їõíіõ äіâ îáåðòàííÿ äâîõ ïëàíåò âіäíîñÿòüñÿ ÿê êóáè âåëèêèõ ïіâîñåé їõíіõ äіâ îáåðòàííÿ äâîõ ïëàíåò âіäíîñÿòüñÿ ÿê êóáè âåëèêèõ ïіâîñåé їõíіõ îðáіò:

.

ЗАПИТАННЯ ДО ВИВЧЕНОГО

1. Визначення розмірів Землі.÷èòè її ðîçìіðè ñïîñîáîì, ùî âïåðøå çàñòîñóâàâ ãðåöüêèé ó÷åíèé Åðàòîñ-

çåìíîї êóëі âèáåðåìî äâі òî÷êè O1 і O2 (ìàë. 1.27). Ïîçíà÷èìî äîâæèíó äóãè ìåðèäіàíà Î1Î2 ÷åðåç l, à її êóòîâå çíà÷åííÿ ÷åðåç n (ó ãðàäóñàõ). Òîäі

äîâæèíà äóãè 1° ìåðèäіàíà l0 äîðіâíþâàòèìå: , à äîâæèíà ìåðèäіàíà:

, äå R — ðàäіóñ çåìíîї êóëі. Çâіäêè .

Äîâæèíà äóãè ìåðèäіàíà ìіæ îáðàíèìè íà çåìíіé ïîâåðõíі òî÷êàìè Î1 і Î2 ó ãðàäóñàõ äîðіâíþє ðіçíèöі ãåîãðàôі÷íèõ øèðîò öèõ òî÷îê, òîáòî:

n = ∆ϕ = ϕ1 – ϕ2.Äëÿ âèçíà÷åííÿ n Åðàòîñôåí âèêîðèñòàâ òó îáñòàâèíó, ùî ìіñòà Ñієíà

é Àëåêñàíäðіÿ ëåæàòü íà îäíîìó ìåðèäіàíі і âіäñòàíü ìіæ íèìè âіäîìà. Çà äîïîìîãîþ ïðîñòîãî ïðèëàäó, ùî â÷åíèé íàçâàâ ñêàôіñîì, áóëî âñòà-íîâëåíî: ÿêùî â Ñієíі îïіâäíі äíÿ ëіòíüîãî ñîíöåñòî-ÿííÿ Ñîíöå îñâіòëþє äíî ãëèáîêèõ êîëîäÿçіâ (ïåðåáó-âàє â çåíіòі), òî â öåé ñàìèé ÷àñ â Àëåêñàíäðії Ñîíöå ìіñòèòüñÿ âіä âåðòèêàëі íà 1/50 ÷àñòèíó êîëà (7,2°). Îòæå, âèçíà÷èâøè äîâæèíó äóãè l і êóò n, Åðàòîñôåí ïіäðàõóâàâ, ùî äîâæèíà çåìíîãî êîëà ñòàíîâèòü 252 òèñ. ñòàäіїâ (ñòàäіé ≈ 180 ì). Ç îãëÿäó íà òî÷íіñòü âèìіðþâàëüíèõ ïðèëàäіâ òîãî ÷àñó é íåíàäіéíіñòü âèõіäíèõ äàíèõ, ðåçóëüòàò âèìіðþâàííÿ áóâ äîñèòü çàäîâіëüíèì (äіéñíà ñåðåäíÿ äîâæèíà ìåðèäіàíà Çåì-ëі äîðіâíþє 40 008 êì).

Òî÷íå âèìіðþâàííÿ âіäñòàíі l ìіæ òî÷êàìè Î1 і Î2 (ìàë. 1.27) óñêëàäíåíå ÷åðåç ïðèðîäíі ïåðåøêîäè (ãîðè, ðі÷êè, ëіñè òîùî). Òîìó äîâæèíà äóãè l âèçíà÷àєòüñÿ øëÿõîì îá÷èñëåíü, ùî âèìàãàþòü âèìіðþâàííÿ òіëüêè ïîðіâíÿíî íåâåëèêîї âіä-ñòàíі — áàçèñó і ðÿäó êóòіâ. Öåé ìåòîä, ðîçðîáëåíèé ó ãåîäåçії, íàçèâàþòü òðіàíãóëÿöієþ (âіä ëàò. triangulum — «òðèêóòíèê»).

Ñóòü öüîãî ìåòîäó â òàêîìó. Ïî îáèäâà áîêè äóãè Î1Î2, äîâæèíó ÿêîї ïîòðіáíî âèçíà÷èòè, âèáèðàþòü êіëüêà òî÷îê À, Â, Ñ, ... íà âіäñòàíÿõ äî 50 êì òàê, ùîá ç êîæíîї òî÷êè áóëî âèäíî ùîíàéìåíøå äâі іíøі.

 óñіõ òî÷êàõ âñòàíîâëþþòüñÿ ãåîäåçè÷íі ñèãíàëè ó âèãëÿäі âèøîê ïіðàìіäàëüíîї ôîðìè (ìàë. 1.28, à) çàââèøêè âіä 6 äî 55 ì çàëåæíî âіä óìîâ ìіñöåâîñòі. Ó âåðõíіé ÷àñòèíі êîæíîї âèøêè є ìàéäàí÷èê äëÿ ðîç-

Ìàë. 1.28. Òðіàíãóëÿöіéíà âèøêà òà òåîäîëіò

à á

Ìàë. 1.27. Âèìіðþ-âàííÿ ðàäіóñà Çåìëі

O

n O2

O1 l

Розділ 1

40 41

НЕБЕСНА СФЕРА. РУХ СВІТИЛ НА НЕБЕСНІЙ СФЕРІ

ìіùåííÿ ñïîñòåðіãà÷à é óñòàíîâêè êóòîìіðíîãî іíñòðó-ìåíòà — òåîäîëіòà (ìàë. 1.28, á). Âіäñòàíü ìіæ áóäü-ÿêè-ìè äâîìà ñóñіäíіìè òî÷êàìè âèáèðàєòüñÿ íà çîâñіì ðіâíіé ïîâåðõíі é ïðèéìàєòüñÿ çà áàçèñ òðіàíãóëÿöіéíîї ìåðåæі. Äîâæèíó áàçèñó äóæå ðåòåëüíî âèìіðþþòü ñïå-öіàëüíèìè ìіðíèìè ñòðі÷êàìè.

Âèìіðÿíі êóòè â òðèêóòíèêàõ і äîâæèíà áàçèñó äàþòü çìîãó çà äîïîìîãîþ òðèãîíîìåòðè÷íèõ ðіâíÿíü îá÷èñëè-òè ñòîðîíè òðèêóòíèêіâ, à çà íèìè é äîâæèíó äóãè Î1Î2 ç óðàõóâàííÿì її êðèâèçíè.

Âàæëèâå çíà÷åííÿ äëÿ ðîçâèòêó ãåîäåçії ìàëà ïðîïî-çèöіÿ ãîëëàíäñüêîãî â÷åíîãî Ñíåëëіóñà (1580–1626) âèêîðèñòîâóâàòè ÿê ìåòîä ïåðåäà÷і êîîðäèíàò òðіàíãó-ëÿöіþ. Ó 1615–1617 ðð. Ñíåëëіóñ âèêîíàâ ó Ãîëëàíäії ãðàäóñíèé âèìіð ïî äóçі ìåðèäіàíà, ùî ñêëàäàєòüñÿ ç 33 òðèêóòíèêіâ і ìàє ïðîòÿæíіñòü áëèçüêî 130 êì.

Ç 1816 ïî 1855 ð. ïіä êåðіâíèöòâîì àñòðîíîìà і ãåîäå-çèñòà Âàñèëÿ Ñòðóâå (1793–1864) áóëî âèìіðÿíî äóãó ìåðèäіàíà çàâäîâæêè 2800 êì. Ó 30 ðð. ÕÕ ñò. âèñîêî-òî÷íі ãðàäóñíі âèìіðþâàííÿ áóëî ïðîâåäåíî ïіä êåðіâ-íèöòâîì ïðîôåñîðà Ôåîäîñіÿ Êðàñîâñüêîãî (1871–1948). Äîâæèíà áàçèñó â òîé ÷àñ âèáèðàëàñÿ íåâåëèêîþ: âіä 6 äî 10 êì. Ïіçíіøå, çàâäÿêè âèêîðèñòàííþ ñâіòëî- і ðàäіî-ëîêàöії, äîâæèíà áàçèñó áóëà çáіëüøåíà äî 30 êì. Òî÷-íіñòü âèìіðþâàííÿ äóãè ìåðèäіàíà çáіëüøèëàñÿ äî +2 ìì íà êîæíі 10 êì äîâæèíè.

Òðіàíãóëÿöіéíі âèìіðþâàííÿ ïîêàçàëè, ùî äîâæèíà äóãè 1° ìåðèäіàíà íåîäíàêîâà íà ðіçíèõ øèðîòàõ: áіëÿ åêâàòîðà âîíà äîðіâ-íþє 110,6 êì, à áіëÿ ïîëþñіâ — 111,7 êì, òîáòî çáіëüøóєòüñÿ äî ïîëþñіâ.

Äіéñíà ôîðìà Çåìëі íå ìîæå áóòè ïðåäñòàâëåíà æîäíèì ç âіäîìèõ ãåî-ìåòðè÷íèõ òіë. Òîìó â ãåîäåçії і ãðàâіìåòðії ôîðìó Çåìëі ââàæàþòü ãåîїäîì, òîáòî òіëîì ç ïîâåðõíåþ, áëèçüêîþ äî ïîâåðõíі ñïîêіéíîãî îêåàíó é ïðî-äîâæåíîþ ïіä ìàòåðèêàìè.

Ó íàø ÷àñ ñòâîðåíî òðіàíãóëÿöіéíі ìåðåæі ç åëåêòðîí íîþ ðàäіîëîêà-öіéíîþ àïàðàòóðîþ, âñòàíîâëåíîþ íà íàçåìíèõ ïóíêòàõ òà ç âіäáèâà÷àìè íà ãåîäåçè÷íèõ øòó÷íèõ ñóïóòíèêàõ Çåìëі, ùî äàє çìîãó òî÷íî îá÷èñëþ-âàòè âіäñòàíі ìіæ ïóíêòàìè. Öåé íàïðÿì є íàéïîøèðåíіøèì і ìàñîâèì â ãåîäåçії òà äîñòóïíèé ÷åðåç ìåðåæó Іíòåðíåò. Ñóïóòíèêîâі ïðèéìà÷і âæå ñüîãîäíі øèðîêî çàñòîñîâóþòüñÿ â áàãàòüîõ ãåîäåçè÷íèõ ïіäðîçäіëàõ Óêðà-їíè äëÿ îíîâëåííÿ ãåîäåçè÷íèõ ìåðåæ, ïðèâ’ÿçêè àåðîôîòîçíіìêіâ, òîïî-ãðàôі÷íèõ і êàäàñòðîâèõ çéîìîê òà іíøèõ âèäіâ ðîáіò.

2. Визначення відстаней методом горизонтального паралаксу. Ñåðåäíþ âіäñòàíü âіä óñіõ ïëàíåò äî Ñîíöÿ â àñòðîíîìі÷íèõ îäèíèöÿõ ìîæ-íà îá÷èñëèòè, âèêîðèñòîâóþ÷è òðåòіé çàêîí Êåïëåðà. Âèçíà÷èâøè ñåðåä-íþ âіäñòàíü âіä Çåìëі äî Ñîíöÿ (òîáòî çíà÷åííÿ 1 à. î.) â êіëîìåòðàõ, ìîæíà çíàéòè â öèõ îäèíèöÿõ âіäñòàíі äî âñіõ ïëàíåò Ñîíÿ÷íîї ñèñòåìè.

Ç 40-õ ðîêіâ ìèíóëîãî ñòîëіòòÿ ðàäіîòåõíіêà äàëà çìîãó âèçíà÷àòè âіä-ñòàíі äî íåáåñíèõ òіë çà äîïîìîãîþ ðàäіîëîêàöії, ïðî ÿêó âè çíàєòå ç êóðñó ôіçèêè. Êëàñè÷íèì ñïîñîáîì âèçíà÷åííÿ âіäñòàíåé áóâ і çàëèøàєòüñÿ êóòî-ìіðíèé ãåîìåòðè÷íèé ñïîñіá. Íèì âèçíà÷àþòü âіäñòàíі é äî äàëåêèõ çіð, äî ÿêèõ ìåòîä ðàäіîëîêàöії çàñòîñóâàòè íå ìîæíà. Ãåîìåòðè÷íèé ñïîñіá ґðóí-òóєòüñÿ íà ÿâèùі ïàðàëàêòè÷íîãî çìіùåííÿ.

Óäàâàíå çìіùåííÿ ñâіòèëà, îáóìîâëåíå ïåðåìіùåííÿì ñïîñòåðіãà÷à, íàçèâàþòü ïàðàëàêòè÷íèì çìіùåííÿì, àáî ïàðàëàêñîì ñâіòèëà.

Âèçíà÷åííÿ âіäñòàíåé äî òіë Ñîíÿ÷íîї ñèñòåìè ґðóíòóєòüñÿ íà âèìіðþ-âàííі їõíіõ ãîðèçîíòàëüíèõ ïàðàëàêñіâ.

ãðàôі÷íèõ і êàäàñòðîâèõ çéîìîê òà іíøèõ âèäіâ ðîáіò. 2. Визначення відстаней методом горизонтального паралаксу.

Ñåðåäíþ âіäñòàíü âіä óñіõ ïëàíåò äî Ñîíöÿ â àñòðîíîìі÷íèõ îäèíèöÿõ ìîæ-

Êóò p, ïіä ÿêèì çі ñâіòèëà âèäíî ðàäіóñ Çåìëі, ïåðïåíäèêóëÿðíèé äî ïðîìåíÿ çîðó, íàçèâàþòü ãîðèçîí-òàëüíèì ïàðàëàêñîì (ìàë. 1.29).

Ùî áіëüøà âіäñòàíü äî ñâіòèëà, òî ìåíøèé êóò ð.

Çíàþ÷è ãîðèçîíòàëüíèé ïàðàëàêñ ñâіòèëà, ìîæíà âèçíà÷èòè éîãî âіä-

ñòàíü D = SO âіä öåíòðà Çåìëі. Âіä-

ñòàíü äî ñâіòèëà , äå RÇ — ðàäіóñ Çåìëі. Ïðèéíÿâøè RÇ çà îäè-

íèöþ, ìîæíà âèðàçèòè âіäñòàíü äî ñâіòèëà â çåìíèõ ðàäіóñàõ. Íàïðèêëàä, ïàðàëàêñ Ñîíöÿ ð = 8,794''. Ïàðàëàêñó Ñîíöÿ âіäïîâіäàє

ñåðåäíÿ âіäñòàíü âіä Çåìëі äî Ñîíöÿ, ïðèáëèçíî 149,6 ìëí êì. Öþ âіä-ñòàíü ïðèéìàþòü çà îäíó àñòðîíîìі÷íó îäèíèöþ (1 à. î.).  àñòðîíîìі÷-íèõ îäèíèöÿõ çðó÷íî âèìіðþâàòè âіäñòàíі ìіæ òіëàìè Ñîíÿ÷íîї ñèñòåìè.

Ïðè ìàëèõ êóòàõ sin p ≈ p, ÿêùî êóò p âèðàæåíèé ó ðàäіàíàõ.

ßêùî p âèðàæåíî â ñåêóíäàõ äóãè, òî ââîäèòüñÿ ìíîæíèê ,

äå 206 265 — ÷èñëî ñåêóíä â îäíîìó ðàäіàíі. Òîäі

і . Öå ðіâíÿííÿ çíà÷íî ñïðîùóє îá÷èñëåííÿ âіäñòàíі D äî

ñâіòèëà çà âіäîìèì ïàðàëàêñîì p.3. Радіолокаційний метод. Äëÿ âèçíà÷åííÿ âіäñòàíåé äî òіë Ñîíÿ÷íîї

ñèñòåìè âèêîðèñòîâóþòü íàéáіëüø òî÷íі ìåòîäè âèìіðþâàííÿ — ðàäіîëîêà-öіéíі âèìіðþâàííÿ. Âèìіðÿâøè ÷àñ t, ïîòðіáíèé äëÿ òîãî, ùîá ðàäіîëîêà-öіéíèé іìïóëüñ äîñÿã íåáåñíîãî òіëà, âіäáèâñÿ і ïîâåðíóâñÿ íà Çåìëþ, âèçíà÷àþòü âіäñòàíü D äî öüîãî òіëà çà ôîðìóëîþ

,

äå c — øâèäêіñòü ñâіòëà, íàáëèæåíî äîðіâíþє 3 ∙ 108 ì/ñ (òî÷íіøå 299 792 458 ì/ñ).

Çà äîïîìîãîþ ðàäіîëîêàöії âèçíà÷åíî íàéáіëüø òî÷íі çíà÷åííÿ âіäñòà-íåé äî òіë Ñîíÿ÷íîї ñèñòåìè, óòî÷íåíî âіäñòàíі ìіæ ìàòåðèêàìè Çåìëі, áіëüø òî÷íî âèçíà÷åíî àñòðîíîìі÷íó îäèíèöþ (1 à. î. = 149 597 870 êì).

Ìåòîäè ëàçåðíîї ëîêàöії (íàïðèêëàä, ñïåöіàëüíі êóòîâі âіäáèâà÷і, äîñòàâëåíі íà Ìіñÿöü) äàëè çìîãó âèìіðÿòè âіäñòàíі âіä Çåìëі äî Ìіñÿöÿ ç òî÷íіñòþ äî êіëüêîõ ñàíòèìåòðіâ.

4. Визначення розмірів тіл Сонячної системи. Ïіä ÷àñ ñïî-ñòåðåæåííÿ íåáåñíèõ òіë Ñîíÿ÷íîї ñèñòåìè ìîæíà âèìіðÿòè êóò, ïіä ÿêèì їõ âèäíî ñïîñòåðіãà÷åâі іç Çåì-ëі. Çíàþ÷è êóòîâèé ðàäіóñ ñâіòèëà (ìàë. 1.30) і âіäñòàíü D äî ñâіòèëà, ìîæíà îá÷èñëèòè ëіíіéíèé ðàäіóñ R öüîãî ñâіòèëà çà ôîðìóëîþ:

.

Êóò p, ïіä ÿêèì çі ñâіòèëà âèäíî , ïіä ÿêèì çі ñâіòèëà âèäíî ðàäіóñ Çåìëі, ïåðïåíäèêóëÿðíèé äî ðàäіóñ Çåìëі, ïåðïåíäèêóëÿðíèé äî ïðîìåíÿ çîðó, íàçèâàþòü ïðîìåíÿ çîðó, íàçèâàþòü ãîðèçîí-òàëüíèì ïàðàëàêñîì (ìàë. 1.29).(ìàë. 1.29).

ñâіòèëà çà âіäîìèì ïàðàëàêñîì 3. Радіолокаційний метод.

ñèñòåìè âèêîðèñòîâóþòü íàéáіëüø òî÷íі ìåòîäè âèìіðþâàííÿ — ðàäіîëîêà-

ç òî÷íіñòþ äî êіëüêîõ ñàíòèìåòðіâ.4. Визначення розмірів тіл

Сонячної системи.

Ñíåëëіóñ

Âàñèëü Ñòðóâå

Ìàë. 1.30. Âèçíà÷åííÿ ëіíіéíèõ ðîçìіðіâ òіë Ñîíÿ÷íîї ñèñòåìè

ÇåìëÿÒіëî

Ñîíÿ÷íîї ñèñòåìè

RO1

O

DRÇ

pρ

Ìàë. 1.29. Ãîðèçîíòàëüíèé ïàðàëàêñ ñâіòèëà

S

Ñâіòèëîp

B

A

O

Çåìëÿ

Розділ 1

42 43

НЕБЕСНА СФЕРА. РУХ СВІТИЛ НА НЕБЕСНІЙ СФЕРІ

Çà âèçíà÷åííÿì ãîðèçîíòàëüíîãî ïàðàëàêñà, ðàäіóñ Çåìëі RÇ âèäíî çі

ñâіòèëà ïіä êóòîì ð, òîäі îäåðæèìî: . Îñêіëüêè çíà÷åííÿ êóòіâ

ρ і ð ìàëі, îñòàòî÷íî ìàєìî: .

Âèçíà÷åííÿ ðîçìіðіâ íåáåñíèõ òіë òàêèì ñïîñîáîì ìîæëèâî òіëüêè òîäі, êîëè âèäíî їõíі äèñêè.

5. Визначення маси Землі. Îäíієþ ç íàéâàæëèâіøèõ õàðàêòåðèñ-òèê íåáåñíîãî òіëà є éîãî ìàñà. Çàêîí âñåñâіòíüîãî òÿæіííÿ äàє çìîãó âèçíà÷àòè ìàñó íåáåñíèõ òіë, ó òîìó ÷èñëі é ìàñó Çåìëі.

Íà òіëî ìàñîþ m, ùî ïåðåáóâàє ïîáëèçó ïîâåðõíі Çåìëі, äіє ñèëà òÿæіí-íÿ F = mg, äå g — ïðèñêîðåííÿ âіëüíîãî ïàäіííÿ.

ßêùî òіëî ðóõàєòüñÿ òіëüêè ïіä äієþ ñèëè òÿæіííÿ, òî âèêîðèñòîâóþ-÷è çàêîí âñåñâіòíüîãî òÿæіííÿ, ïðèñêîðåííÿ âіëüíîãî ïàäіííÿ äîðіâíþє:

і ñïðÿìîâàíå äî öåíòðà Çåìëі.

Îòæå, çíàþ÷è, ùî ïðèñêîðåííÿ âіëüíîãî ïàäіííÿ g = 9,81 ì/ñ2, à G = 6,673 ∙ 10–11 Í ∙ ì2/êã2 і ðàäіóñ Çåìëі RÇ = 6370 êì, ìîæíà çà ôîðìóëîþ

âèçíà÷èòè ìàñó Çåìëі: Ì = 5,97 ∙ 1024 êã.

Ñåðåäíþ ãóñòèíó Çåìëі ìîæíà âèçíà÷èòè, çíàþ÷è її ìàñó é îá’єì. Ñåðåäíÿ ãóñòèíà áóäå äîðіâíþâàòè 5,5 ∙ 103 êã/ì3. Îäíàê ãóñòèíà Çåìëі íå є ñòàëîþ âåëè÷èíîþ — ç ãëèáèíîþ âîíà çáіëüøóєòüñÿ.

6. Визначення мас небесних тіл. Ìàñè íåáåñíèõ òіë ìîæíà âèçíà-÷èòè ðіçíèìè ñïîñîáàìè.

1. Øëÿõîì âèìіðþâàííÿ ñèëè òÿæіííÿ íà ïîâåðõíі äàíîãî íåáåñíîãî òіëà (ãðàâіìåòðè÷íèé ñïîñіá).

2. Çà òðåòіì óçàãàëüíåíèì çàêîíîì Êåïëåðà.Ïåðøèé ñïîñіá äëÿ Çåìëі ìè ðîçãëÿíóëè âèùå.

Ïåðø íіæ ðîçãëÿäàòè äðóãèé ñïîñіá, ïåðåâіðèìî âèêîíàííÿ òðåòüîãî çàêîíó Êåïëåðà äëÿ âèïàäêó êîëîâîãî ðóõó ïëàíåòè çі øâèäêіñòþ vê.

Íåõàé òіëî ìàñîþ m ðóõàєòüñÿ ç ëіíіéíîþ øâèä-êіñòþ vê íàâêîëî òіëà Ì (m << M) ïî êîëó ðàäіóñà rê (ìàë. 1.31). Öå ìîæëèâî, ÿêùî ðóõ âіäáóâàєòüñÿ ïіä äієþ ñèëè, ùî ñòâîðþє äîöåíòðîâå ïðèñêîðåííÿ

.

Ñèëîþ, ùî ñòâîðþє ïðèñêîðåííÿ, є ñèëà òÿæіííÿ,

ùî äîðіâíþє . Ïðèðіâíþþ÷è äî ïðèñêîðåí-

íÿ , ñòâîðþâàíîãî òÿæіííÿì, îäåðæèìî, ùî .

ßêùî ïåðіîä îáåðòàííÿ òіëà m íàâêîëî òіëà M ñòàíîâèòü ÷àñ T, òî

ëіíіéíà øâèäêіñòü ðóõó öüîãî òіëà ïî îðáіòі äîðіâíþє .

Ïіäñòàâèâøè îñòàííє ðіâíÿííÿ â ïîïåðåäíє, îäåðæèìî:

òîäі, êîëè âèäíî їõíі äèñêè.5. Визначення маси Землі.

òèê íåáåñíîãî òіëà є éîãî ìàñà. Çàêîí âñåñâіòíüîãî òÿæіííÿ äàє çìîãó

є ñòàëîþ âåëè÷èíîþ — ç ãëèáèíîþ âîíà çáіëüøóєòüñÿ.6. Визначення мас небесних тіл.

÷èòè ðіçíèìè ñïîñîáàìè.

, àáî .

Äëÿ åëіïòè÷íîãî ðóõó öå ðіâíÿííÿ òàêîæ ñïðàâäæóєòüñÿ, ÿêùî çàìіñòü ðàäіóñà êîëà rê ïіäñòàâèòè çíà÷åííÿ áіëüøîї ïіâîñі à åëіïòè÷íîї îðáіòè.

Ó òàêîìó âèïàäêó îäåðæèìî âіäíîøåííÿ: , ÿêå ìîæíà ñôîðìó-

ëþâàòè òàê: âіäíîøåííÿ êóáà âåëèêîї ïіâîñі îðáіòè òіëà äî êâàäðàòà ïåðіîäó éîãî îáåðòàííÿ і ìàñè öåíòðàëüíîãî òіëà є âåëè÷èíà ñòàëà.

ßêùî ìàñîþ m ìåíøîãî òіëà íå ìîæíà çíåõòóâàòè ïîðіâíÿíî ç ìàñîþ M öåíòðàëüíîãî òіëà, òî â òðåòіé çàêîí Êåïëåðà, ÿê ïîêàçàâ Íüþòîí, çàìіñòü ìàñè Ì óâіéäå ñóìà ìàñ (M + m), і îñòàííє ñïіââіäíîøåííÿ çàïè-øåòüñÿ ó âèãëÿäі:

.

Óçàãàëüíèâøè öå ðіâíÿííÿ äëÿ äâîõ íåáåñíèõ òіë ìàñàìè Ì1 і Ì2, îäåðæèìî:

,

òîáòî êâàäðàòè ñèäåðè÷íèõ ïåðіîäіâ ñóïóòíèêіâ (Ò12 і Ò2

2), ïîìíîæåíі íà ñóìó ìàñ ãîëîâíîãî òіëà é ñóïóòíèêà (Ì1 + m1 і Ì2 + m2), âіäíîñÿòüñÿ ÿê êóáè âåëèêèõ ïіâîñåé îðáіò ñóïóòíèêіâ ( ).

Íà îñíîâі óòî÷íåíîãî Íüþòîíîì òðåòüîãî çàêîíó Êåïëåðà ìîæíà îá÷èñ-ëèòè äðóãèì ñïîñîáîì ìàñè ïëàíåò, ùî ìàþòü ñóïóòíèêè, à òàêîæ îá÷èñ-ëèòè ìàñó Ñîíöÿ. Òðåòіé çàêîí Êåïëåðà òàêîæ ìîæíà âèêîðèñòîâóâàòè äëÿ âèçíà÷åííÿ ìàñ ïîäâіéíèõ çіð.

Ìàñè ïëàíåò, ùî íå ìàþòü ñóïóòíèêіâ, ìîæóòü áóòè âèçíà÷åíі çà çáó-ðåííÿìè, ÿêі âîíè ïîðîäæóþòü ó ðóñі Çåìëі, Ìàðñà, àñòåðîїäіâ, êîìåò, à òàêîæ çà їõíіìè âçàєìíèìè çáóðåííÿìè.

ЗАПИТАННЯ ДО ВИВЧЕНОГО1. ßê ãðåöüêèé ó÷åíèé Åðàòîñôåí âèçíà÷èâ ðîçìіðè Çåìëі? 2. Ïåðåëі÷іòü ñïîñîáè âèçíà÷åííÿ âіäñòàíåé äî òіë Ñîíÿ÷íîї ñèñòåìè, ÿêі âè

çíàєòå.3. ßê âèçíà÷àþòü äîâæèíó äóãè ìåðèäіàíà òðіàíãóëÿöіéíèì ìåòîäîì? 4. Ùî ðîçóìіþòü ïіä ãîðèçîíòàëüíèì ïàðàëàêñîì? ßê âèçíà÷èòè âіäñòàíü

äî ñâіòèëà, çíàþ÷è éîãî ãîðèçîíòàëüíèé ïàðàëàêñ? 5. Ùî òàêå àñòðîíîìі÷íà îäèíèöÿ? 6. Ó ÷îìó ïîëÿãàє ðàäіîëîêàöіéíèé ìåòîä âèçíà÷åííÿ âіäñòàíåé äî íåáåñíèõ òіë?7. ßê Íüþòîí óçàãàëüíèâ çàêîíè Êåïëåðà?8. ßê çàëåæèòü ïåðіîä îáåðòàííÿ ñóïóòíèêіâ âіä ìàñ ïëàíåò? ßê ìîæíà ðîç-

ðàõóâàòè ìàñó Çåìëі, Ñîíöÿ?

ÏÐÀÊÒÈ×ÍÀ ÐÎÁÎÒÀ № 1

Ðîáîòà ç ðóõîìîþ êàðòîþ çîðÿíîãî íåáà. Âèçíà÷åííÿ ïîëîæåííÿ ñâіòèë íà íåáåñíіé ñôåðі çà äîïîìîãîþ êàðòè çîðÿíîãî íåáà

Ìåòà ðîáîòè: îçíàéîìèòèñÿ ç êàðòîþ çîðÿíîãî íåáà, íàâ÷èòèñÿ âèêî-ðèñòîâóâàòè її äëÿ îòðèìàííÿ іíôîðìàöії ùîäî îñíîâíèõ õàðàêòåðèñòèê ñâіòèë, âèçíà÷èòè îñíîâíі ñóçіð’ÿ òà âèðîáèòè âìіííÿ ðîçðіçíÿòè їõ íà íåáåñíіé ñôåðі.

Îáëàäíàííÿ: ðóõîìà êàðòà çîðÿíîãî íåáà, çîðÿíèé àòëàñ, «Êîðîòêèé àñòðîíîìі÷íèé êàëåíäàð», «Øêіëüíèé àñòðîíîìі÷íèé êàëåíäàð».

ЗАПИТАННЯ ДО ВИВЧЕНОГО

Ìàë. 1.31. Êîëîâèé ðóõ òіë

m

M

rê

Розділ 1

44 45

НЕБЕСНА СФЕРА. РУХ СВІТИЛ НА НЕБЕСНІЙ СФЕРІ

Òåîðåòè÷íі âіäîìîñòіÐóõîìà êàðòà çîðÿíîãî íåáà (ìàë. 1.32) — öå ïðèëàä, ÿêèé ñëóãóє äëÿ

âèâ÷åííÿ çîðÿíîãî íåáà. Âîíà äàє ìîæëèâіñòü âèçíà÷èòè âèãëÿä çîðÿíîãî íåáà â áóäü-ÿêèé ìîìåíò äîáè çàäàíîї äàòè. Çà її äîïîìîãîþ ìîæíà âñòà-íîâèòè, ÿêі ñâіòèëà â äàíèé ìîìåíò ñõîäÿòü, çàõîäÿòü àáî êóëüìіíóþòü.

Êàðòà ñêëàäàєòüñÿ ç ðóõîìîї і íåðóõîìîї ÷àñòèí. Ðóõîìà ÷àñòèíà çîáðàæåíà äèñêîì, ó öåíòðі ÿêîãî ðîçìіùåíî Ïіâíі÷íèé ïîëþñ ñâі-òó, âіä ÿêîãî ðîçõîäÿòüñÿ ó âèãëÿäі ïðÿìèõ ëіíіé êîëà ñõèëåíü. Êîíöåíòðè÷íèìè êîëàìè íà äèñêó çîáðàæåíî íåáåñíі ïàðàëåëі, ÿêі âіä-ïîâіäàþòü çíà÷åííÿì δ = +60°, +30°, 0°, –30°, –45°. Íåáåñíèé åêâàòîð і òðè íåáåñíі ïàðàëå-ëі ïîçíà÷åíî öèôðàìè â òî÷êàõ їõíüîãî ïåðå-òèíó ç êîëîì ñõèëåíü α = 0h і α = 12h.

Íà ïàðàëåëü, ÿêà ïðîõîäèòü áіëÿ êðàþ äèñêà, íàíåñåíî ç âíóòðіøíüîãî áîêó ÷èñëîâі çíà÷åííÿ α, ÿêі âіäïîâіäàþòü ïðîâåäåíèì êîëàì ñõèëåíü (0h, 1h, 2h і ò. ä.). Іç çîâíіø-íüîãî áîêó öієї ïàðàëåëі íàíåñåíî êàëåíäàðíі ÷èñëà і íàçâè ìіñÿöіâ.

Åêñöåíòðè÷íèé îâàë, ÿêèé ïåðåòèíàєòüñÿ ç åêâàòîðîì â òî÷êàõ (α = 0h, δ = 0°) і (α = 12h, δ = 0°), çîáðàæàє åêëіïòèêó. ßêùî ïðîâåñòè ç ïîëþñà ñâіòó ïðÿìó íà òîé ÷è іíøèé äåíü øêàëè êàëåíäàðíèõ äàò, òîäі òî÷êà ïåðåòèíó öієї ïðÿìîї ç åêëіïòèêîþ ïîêàæå ïîëîæåííÿ Ñîíöÿ íà íåáåñíіé ñôåðі â çàäàíèé äåíü.

×àñòèíà êàðòè âñåðåäèíі íåáåñíîãî åêâàòîðà, çîáðàæàє ñîáîþ ïіâíі÷íó íåáåñíó ïіâñôåðó. Îñòàííÿ ÷àñòèíà êàðòè çîáðàæàє ïîÿñ ïіâäåííîї ïіâñôå-ðè. Íà äèñêó ïóíêòèðíèìè ëіíіÿìè çîáðàæåíî ìåæі ñóçіð’їâ.

Íà íåðóõîìіé ÷àñòèíі çîðÿíîї êàðòè, ÿêà çîáðàæåíà íàêëàäíèì êðóãîì ç âíóòðіøíіì âèðіçîì îâàëüíîї ôîðìè, ïîëîæåííÿ ÿêîãî âèçíà÷àєòüñÿ ãåî-ãðàôі÷íîþ øèðîòîþ ìіñöÿ ñïîñòåðåæåííÿ. Âіí âèðіçàєòüñÿ ïî òіé ëіíії, ÿêà âіäïîâіäàє çíà÷åííþ ãåîãðàôі÷íîї øèðîòè, íàéáëèæ÷îї äî ãåîãðàôі÷-íîї øèðîòè ìіñöÿ ñïîñòåðåæåííÿ.

Íà âíóòðіøíіé ÷àñòèíі íàêëàäíîãî êðóãà ðîçìіùåíî ãîäèííèé ëіìá, ïîäіëåíèé íà 24 ãîäèíè, íà ÿêîìó øòðèõè íàíåñåíî ÷åðåç êîæíі 10 õâ. Íà ëіìá íàíåñåíî öèôðè â ñèñòåìі ñåðåäíüîãî ÷àñó.

Ïîðÿäîê âèêîíàííÿ ðîáîòè

Çàâäàííÿ 11. Âñòàíîâiòü íàêëàäíèé êðóã ó ïîëîæåííÿ, ÿêå âiäïîâiäàє ìîìåíòó

âèêîíàííÿ ðîáîòè.2. Íàçâiòü îñíîâíi åëåìåíòè ðóõîìîї êàðòè çîðÿíîãî íåáà.3. Âêàæiòü íà íàêëàäíîìó êðóçi ïîëîæåííÿ çåíiòó.4. ×îìó ãîðèçîíò íà íàêëàäíîìó êðóçi ìàє îâàëüíó ôîðìó?5. ×îìó ïðèáëèçíî äîðiâíþє ñõèëåííÿ òà ïðÿìå ïiäíåñåííÿ çîði α Âåëè-

êîї Âåäìåäèöі?6. ×îìó ïðèáëèçíî äîðiâíþє ïðÿìå ïiäíåñåííÿ Ñîíöÿ 10 ëþòîãî?

Çàâäàííÿ 21. Ïîâåðíіòü ðóõîìèé äèñê òàê, ùîá çàäàíà ãîäèíà ñïîñòåðåæåíü çáіãà-

ëàñÿ іç çàäàíîþ äàòîþ. Òîäі ó âèðіçі áóäå âèãëÿä çîðÿíîãî íåáà äëÿ çàäà-íîї äàòè і ãîäèíè é çàäàíîї øèðîòè (ϕ = 50°).

2. Âèçíà÷òå, ÿêі ñóçіð’ÿ і ÿñêðàâі çîðі â öåé ÷àñ ñõîäÿòü, çàõîäÿòü, áóäóòü ó âåðõíіé і íèæíіé êóëüìіíàöіÿõ, ÿêі âèäíî ïîâíіñòþ, à ÿêі ÷àñò-

êîâî. Âñòàíîâіòü çà äîïîìîãîþ çîðÿíîãî àòëàñó, ÿê íàçèâàþòüñÿ íàéÿñêðà-âіøі çîðі, ÿêі âèäíî â öåé ÷àñ íà íåáі.

3. Âèçíà÷òå äëÿ âêàçàíîї íèæ÷å äàòè:

Âàðіàíò 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Äàòà 22.01 22.02 22.03 22.04 22.05 22.12 22.11 22.10 22.09 22.08

1) â ÿêîìó ñóçіð’ї ïåðåáóâàòèìå Ñîíöå;2) ÷àñ ñõîäó і çàõîäó Ñîíöÿ;3) òðèâàëіñòü äíÿ.

Çàâäàííÿ 31. Âèçíà÷òå âèãëÿä çîðÿíîãî íåáà â äàòó ñâîãî äíÿ íàðîäæåííÿ.2. Âèçíà÷òå ïîëîæåííÿ Ñîíöÿ ó ñâіé äåíü íàðîäæåííÿ (ñóçіð’ÿ і êîîð-

äèíàòè).3. Âèçíà÷òå ÷àñ ñõîäó і çàõîäó Ñîíöÿ ó ñâіé äåíü íàðîäæåííÿ, à òàêîæ

òðèâàëіñòü äíÿ.4. Âèçíà÷òå êîîðäèíàòè çіð (çà âàðіàíòàìè):

Âàðіàíò 1 2 3 4

Çîðÿ α Îðëà (Àëüòàїð)

α Äіâè (Ñïіêà)

α Ëåâà (Ðåãóë)

α Ëіðè (Âåãà)

5. Âèçíà÷òå, ó ÿêèé ÷àñ çîðÿ ñõîäèòü òà çàõîäèòü â äåíü âàøîãî íàðî-äæåííÿ.

Êîíòðîëüíі çàïèòàííÿ äî ðîáîòè1. Ç ÿêèõ ÷àñòèí ñêëàäàєòüñÿ êîìïëåêò ðóõîìîї êàðòè çîðÿíîãî íåáà?

Îïèøіòü áóäîâó îñíîâíîї êàðòè.2. Îïèøіòü áóäîâó íàêëàäíîãî êðóãà ðóõîìîї êàðòè çîðÿíîãî íåáà.3. ßê çà äîïîìîãîþ ðóõîìîї êàðòè çîðÿíîãî íåáà ìîæíà âèçíà÷èòè α

òà δ ñâіòèëà?4. ßê çà äîïîìîãîþ ðóõîìîї êàðòè çîðÿíîãî íåáà ìîæíà âèçíà÷èòè

ìîìåíòè ñõîäó (çàõîäó) ñâіòèëà â çàäàíó äàòó? 5. ßêå ç 88 ñóçіð’їâ íàéáіëüøå? Íàéìåíøå? Íàéäîâøå? ßêå ñóçіð’ÿ, ùî

ïåðåáóâàє íà íåáåñíîìó åêâàòîðі, ðîçðіçàє íà äâі íåðіâíі ÷àñòèíè іíøå ñóçіð’ÿ?

6. ×è âñі ñóçіð’ÿ çîäіàêó ìîæíà ñïîñòåðіãàòè íà çåìíèõ ïîëþñàõ?7. ßêå іç ñóçіð’їâ çîäіàêó Ñîíöå ïðîõîäèòü çà íàéêîðîòøèé ÷àñ? Çà

íàéäîâøèé?

ÐÎÇÂ’ßÇÓЄÌÎ ÐÀÇÎÌ

Çàäà÷à 1. Íàâіùî é êîëè áóëî ââåäåíî òî÷êè і ëіíії íåáåñíîї ñôåðè?Âіäïîâіäü. Òî÷êè і ëіíії íåáåñíîї ñôåðè ââåëè äàâíüîãðåöüêі â÷åíі —

Ôàëåñ Ìіëåòñüêèé (VII–VI ñò. äî í.å.), Åâêëіä (III ñò. äî í. å.) òà іí. Âîíè áóëè ïîòðіáíі äëÿ ïîáóäîâè ñèñòåì ñôåðè÷íèõ àñòðîíîìі÷íèõ êîîðäèíàò і äëÿ êóòîìіðíèõ âèìіðþâàíü.

Çàäà÷à 2. Óâå÷åðі ó÷åíü ñïîñòåðіãàâ âåðõíþ êóëüìіíàöіþ äåÿêîї çîðі íà âèñîòі 66°30' â áіê ïіâíî÷і âіä çåíіòó, à âèñîòà öієї çîðі, ÿêó âіí âèìіðÿâ ó íèæíіé êóëüìіíàöії, äîðіâíþâàëà 35°42'. Çíàéäіòü ãåîãðàôі÷íó øèðîòó ìіñöÿ ñïîñòåðåæåííÿ òà ñõèëåííÿ çîðі.

Ðîçâ’ÿçàííÿ. Âèñîòà çîðі íàä ãîðèçîíòîì äëÿ âåðõíüîї êóëüìіíàöії, ÿêà âіäáóâàєòüñÿ íà ïіâíі÷ âіä çåíіòó, , äå ϕ — ãåîãðàôі÷íà øèðîòà ìіñöÿ ñïîñòåðåæåííÿ, δ — ñõèëåííÿ çîðі.

Äëÿ íèæíüîї êóëüìіíàöії: .

Ìàë. 1.32. Ðóõîìà êàðòà çîðÿíîãî íåáà

Розділ 1

46 47

НЕБЕСНА СФЕРА. РУХ СВІТИЛ НА НЕБЕСНІЙ СФЕРІ

Äîäàâøè і âіäíÿâøè öі ðіâíÿííÿ, çíàõîäèìî:

hâ + hí = 2ϕ, hâ – hí = 180° – 2δ.Çâіäñè çíàõîäèìî øèðîòó ìіñöÿ ñïîñòåðåæåííÿ:

òà ñõèëåííÿ çîðі:

.

Çàäà÷à 3. Äëÿ âèçíà÷åííÿ ïîëîæåííÿ òіëà ó ïðîñòîðі ïîòðіáíі òðè êîîðäèíàòè.  àñòðîíîìі÷íèõ êàòàëîãàõ íàé÷àñòіøå äàþòü òіëüêè äâі êîîðäèíàòè: ïðÿìå ñõîäæåííÿ і ñõèëåííÿ. ×îìó?

Âіäïîâіäü. Òðåòüîþ êîîðäèíàòîþ ó ñôåðè÷íіé ñèñòåìі êîîðäèíàò є ìîäóëü ðàäіóñ-âåêòîðà — âіäñòàíü äî îá’єêòà r. Öÿ êîîðäèíàòà âèçíà÷à-єòüñÿ ç áіëüø ñêëàäíèõ ñïîñòåðåæåíü, íіæ α і δ. Ó êàòàëîãàõ її åêâіâàëåí-òîì є ðі÷íèé ïàðàëàêñ, çâіäêè r = 1/π (ïê). Äëÿ çàâäàíü ñôåðè÷íîї àñòðî-íîìії äîñòàòíüî çíàòè ëèøå äâі êîîðäèíàòè α і δ àáî àëüòåðíàòèâíі ïàðè êîîðäèíàò: åêëіïòè÷íèõ — λ, β àáî ãàëàêòè÷íèõ — l, b.

Çàäà÷à 4. Îá÷èñëіòü ïåðіîä îáåðòàííÿ Íåïòóíà íàâêîëî Ñîíöÿ, çíàþ÷è, ùî éîãî ñåðåäíÿ âіäñòàíü âіä Ñîíöÿ äîðіâíþє 30 à. î.

Ðîçâ’ÿçàííÿ. Ñêîðèñòàєìîñÿ òðåòіì çàêîíîì Êåïëåðà: , äå TÍ —

çîðÿíèé ïåðіîä Íåïòóíà; a — ñåðåäíÿ âіäñòàíü âіä Ñîíöÿ (áіëüøà ïіââіñü îðáіòè); ÒÇ — çîðÿíèé ïåðіîä Çåìëі; aÇ — áіëüøà ïіââіñü çåìíîї îðáіòè (1 à. î.).

Òîäі

Çàäà÷à 5. 21 áåðåçíÿ öåíòð Ñîíöÿ ïðîõîäèòü ÷åðåç ìåðèäіàí ìàéæå îäíî÷àñíî іç òî÷êîþ âåñíÿíîãî ðіâíîäåííÿ, à íàäàëі öі äâі òî÷êè ðîçõî-äÿòüñÿ íà íåáåñíіé ñôåðі. ×îìó? ßêà іç öèõ òî÷îê ðóõàєòüñÿ øâèäøå? (Ìîâà éäå ïðî äîáîâèé ðóõ).

Âіäïîâіäü. Âîíè ðîçõîäÿòüñÿ, òîìó ùî: 1) òî÷êà âåñíÿíîãî ðіâíîäåííÿ ðîáèòü òіëüêè äîáîâèé ðóõ, à Ñîíöå, êðіì äîáîâîãî, ìàє ùå é âëàñíèé ðóõ; 2) òî÷êà âåñíÿíîãî ðіâíîäåííÿ ïåðåáóâàє íà åêâàòîðі, à Ñîíöå — íà åêëіï-òèöі. Ñîíöå çà äîáó ïðîõîäèòü øëÿõ ìåíøèé, íіæ òî÷êà âåñíÿíîãî ðіâíî-äåííÿ, îòæå, âîíî ðóõàєòüñÿ ïîâіëüíіøå ïðèáëèçíî íà 1° çà äîáó.

Çàäà÷à 6. Ó ïóíêòі, ùî ìіñòèòüñÿ íà 41° ñõ. äîâãîòè, ïîÿñíèé ÷àñ ñòà-íîâèòü 6 ãîä 40 õâ. Çíàéäіòü ìіñöåâèé ÷àñ ó ïóíêòі íà 86° ñõ. äîâãîòè â öåé ìîìåíò.

Ðîçâ’ÿçàííÿ. Ðіçíèöÿ ìіñöåâèõ ÷àñіâ äîðіâíþє ðіçíèöі äîâãîò: Ò1ì – Ò2ì = λ1 – λ2. Ðіçíèöÿ ìіñöåâîãî і ïîÿñíîãî ÷àñó ñòàíîâèòü: Ò1ì – Ò1ï = λ1 – n1, äå n1 — íîìåð ïîÿñà. Іç öèõ äâîõ ðіâíÿíü Ò2ì = = Ò1ï + λ2 – n1. Âðàõîâóþ÷è, ùî λ1 = 41° íàëåæèòü äî òðåòüîãî ïîÿñó [37,5° – 52,5°] і ùî 1 ãîä = 15°, îäåðæèìî, ùî λ2 = 86° = 5 ãîä 44 õâ і Ò2ì = 6 ãîä 40 õâ + 5 ãîä 44 õâ – 3 ãîä = 9 ãîä 24 õâ.

Çàäà÷à 7. ßê âèõîäèòü, ùî þëіàíñüêèé êàëåíäàð ïðè áіëüøіé òðèâàëî-ñòі ðîêó, íіæ éîãî ôàêòè÷íà òðèâàëіñòü, âñå-òàêè âіäñòàє âіä ïðèðîäè? Öå íàãàäóє âіäñòàâàííÿ îäíîãî ìàíäðіâíèêà âіä іíøîãî ïðè áіëüøіé äîâæèíі êðîêó ó òîãî, õòî âіäñòàє? Ðîçáåðіòüñÿ â öіé íåóçãîäæåíîñòі.

Âіäïîâіäü. Ùî áіëüøà áóäü-ÿêà ìіðà, òî ìåíøå ÷èñëî ðàçіâ її ìîæíà âìіñòèòè ó âèìіðþâàíіé âåëè÷èíі. Îòæå, êîðèñòóþ÷èñü þëіàíñüêèì ðîêîì, ìè îäåðæóєìî ìåíøå ðîêіâ і ÷àñòèí ðîêó, íіæ âèêîðèñòîâóþ÷è òðîïі÷íèé ðіê. ßêáè ìè âèêîðèñòàëè äëÿ êàëåíäàðÿ ðіê ìåíøèé, íіæ òðîïі÷íèé, òî âèéøëî á, íàâïàêè, çàáіãàííÿ íàïåðåä.

1.1. ßê çà äîïîìîãîþ ñóçіð’ÿ Âåëèêà Âåäìåäèöÿ çíàéòè Ïіâíі÷íèé ïîëþñ ñâіòó? Âіäïîâіäü ïðîіëþñòðóéòå ìàëþíêîì.

1.2. ßê çìіíèëàñÿ á êàðòà çîðÿíîãî íåáà, ÿêáè Ìіæíàðîäíèé àñòðîíî-ìі÷íèé ñîþç ó 1922 ð. âèðіøèâ çáåðåãòè íå 88 ñóçіð’їâ, à ëèøå 44?

1.3. ßêà çîðÿ ÿñêðàâіøà: çîðÿ 1-ї çîðÿíîї âåëè÷èíè ÷è çîðÿ 6-ї çîðÿíîї âåëè÷èíè?

1.4. Âèäèìà çîðÿíà âåëè÷èíà çîðі ñòàíîâèòü 0m. Ïîÿñíіòü, ÿêîþ áóëà á її âèäèìà çîðÿíà âåëè÷èíà: âіä’єìíîþ ÷è äîäàòíîþ, — ÿêùî âіäñòàíü äî çîðі áóëà á áіëüøà.

1.5. Âèïèøiòü iç çîðÿíîãî êàòàëîãó ïî ï’ÿòü ñâiòèë, ÿêi íà âàøié øèðîòi: íiêîëè íå çàõîäÿòü, ñõîäÿòü i çàõîäÿòü, íiêîëè íå ñõîäÿòü.

1.6. Âèçíà÷òå ñõèëåííÿ çіð, äîñòóïíèõ ñïîñòåðåæåííþ íà øèðîòі âàøî-ãî íàñåëåíîãî ïóíêòó.

1.7. ×è ìîæíà êîðèñòóâàòèñÿ êàðòîþ çåìíîãî çîðÿíîãî íåáà íà ïîâåðõ-íі іíøèõ ïëàíåò Ñîíÿ÷íîї ñèñòåìè? Ïіä ÷àñ ìіæïëàíåòíèõ ïîëüîòіâ? Íà ïëàíåòàõ, ÿêі îáåðòàþòüñÿ íàâêîëî іíøèõ çіð?

1.8. Âèçíà÷òå çà çîðÿíîþ êàðòîþ, ñêіëüêè ïðèáëèçíî ÷àñó ñóçіð’ÿ Îðі-îíà áóäå ïðîõîäèòè ÷åðåç íåáåñíèé ìåðèäіàí.

1.9. Ó ÿêèé äåíü Ñîíöå ñõîäèòü íà ñõîäі é çàõîäèòü íà çàõîäі?1.10.  Óêðàїíі çà äàâíüîþ òðàäèöієþ çóñòðі÷àþòü òàê çâàíèé ñòàðèé

Íîâèé ðіê — 14 ñі÷íÿ. Çâіäêè ïîõîäèòü öÿ òðàäèöіÿ?1.11. Ïîÿñíіòü çà äîïîìîãîþ ìàëþíêà ÿâèùå âèäèìîãî ïåòëåïîäіáíîãî

ðóõó ïëàíåò.1.12. Ó ÿêіé ç êîíôіãóðàöіé íàéêðàùå ñïîñòåðіãàòè Ìàðñ? Âіäïîâіäü

ïîÿñíіòü ìàëþíêîì. 1.13. Ïëàíåòó âèäíî íà êóòîâіé âіäñòàíі 55° âіä Ñîíöÿ. ßêà öå ïëàíåòà —

âåðõíÿ ÷è íèæíÿ? 1.14. ×åðåç ÿêі іíòåðâàëè ÷àñó ïîâòîðþєòüñÿ ïðîòèñòîÿííÿ Ìàðñà, ÿêùî

çîðÿíèé ïåðіîä éîãî îáåðòàííÿ íàâêîëî Ñîíöÿ ñòàíîâèòü 1,88 ðîêó? 1.15. ×îìó äîðіâíþє çîðÿíèé ïåðіîä îáåðòàííÿ Âåíåðè íàâêîëî Ñîíöÿ,

ÿêùî ïîëîæåííÿ ïîâòîðþєòüñÿ ÷åðåç 1,6 ðîêó? 1.16. ×îìó Ìіñÿöü äîáðå âèäíî ïіä ÷àñ ïîâíîãî ìіñÿ÷íîãî çàòåìíåííÿ,

à Ñîíöÿ íå âèäíî ïіä ÷àñ ïîâíîãî ñîíÿ÷íîãî çàòåìíåííÿ?1.17. Êîëè Ìіñÿöü áëèæ÷å äî Ñîíöÿ: ïіä ÷àñ ñîíÿ÷íîãî çàòåìíåííÿ ÷è

ïіä ÷àñ ìіñÿ÷íîãî? Âіäïîâіäü ïîÿñíіòü çà äîïîìîãîþ ìàëþíêà.1.18. Ïîÿñíіòü çà äîïîìîãîþ ìàëþíêà, ÷îìó Ìіñÿöü ó ôàçі ïåðøîї ÷âåð-

òі âèäíî çâå÷îðà.1.19. ßê ìîæå îðієíòóâàòèñÿ íà ìіñöåâîñòі Ìіñÿöÿ êîñìîíàâò, ÿêùî íà

Çåìëі ìè îðієíòóєìîñÿ çà äîïîìîãîþ êîìïàñà? 1.20. Áіëüøèì ÷è ìåíøèì çà äіàìåòð Ìіñÿöÿ є ðîçìіð êðóãîâîї òіíі âіä

Ìіñÿöÿ íà ïîâåðõíі Çåìëі ïіä ÷àñ ïîâíîãî ñîíÿ÷íîãî çàòåìíåííÿ? Âіäïî-âіäü ïîÿñíіòü.

1.21. Ïåðåëі÷іòü ñïîñîáè âèçíà÷åííÿ âіäñòàíåé äî òіë Ñîíÿ÷íîї ñèñòå-ìè, ÿêі âè çíàєòå.

1.22. Ðàäiîñèãíàë, âiäïðàâëåíèé äî Ìàðñà, ïîâåðíóâñÿ íà Çåìëþ ÷åðåç 522,6 ñ. Íà ÿêié âiäñòàíi âiä Çåìëi ìіñòèâñÿ â òîé ìîìåíò Ìàðñ?

1.23. ßêі ïàðàìåòðè ñëіä âèìіðÿòè äëÿ òîãî, ùîá îá÷èñëèòè, ó ñêіëüêè ðàçіâ Ñîíöå áіëüøå çà Ìіñÿöü?

ÇÀÄÀ×І ÒÀ ÂÏÐÀÂÈ

Розділ 1

48 49

НЕБЕСНА СФЕРА. РУХ СВІТИЛ НА НЕБЕСНІЙ СФЕРІ

1.24. Ãîðèçîíòàëüíèé ïàðàëàêñ ïëàíåòè äîðіâíþє 0,3'. Âèçíà÷òå âіä-ñòàíü äî íåї â àñòðîíîìі÷íèõ îäèíèöÿõ.

1.25. Âèçíà÷òå êóòîâèé ðàäіóñ Ìàðñà â ïðîòèñòîÿííі, ÿêùî éîãî ëіíіé-íèé ðàäіóñ 3398 êì, à ãîðèçîíòàëüíèé ïàðàëàêñ 18''.

1.26. Ïîÿñíіòü, ÷è íå ñóïåðå÷èòü ïåðøîìó çàêîíó Êåïëåðà ðóõ òіëà íàâêîëî Ñîíöÿ ïî êîëîâіé îðáіòі.

1.27. ßêèé іç çàêîíіâ âèçíà÷àє çìіíó øâèäêîñòі ðóõó òіëà ïî åëіïòè÷-íіé îðáіòі íà ðіçíèõ âіäñòàíÿõ âіä Ñîíöÿ?

1.28*. Çà äîïîìîãîþ ÿêîãî çàêîíó і ÿê ìîæíà äîâåñòè, ùî ïåðіîä îáåð-òàííÿ Âåíåðè íàâêîëî Ñîíöÿ ìåíøèé, íіæ ïåðіîä îáåðòàííÿ Ìàðñà?

1.29*. ßê áëèçüêî Ìåðêóðіé ïіäõîäèòü äî Ñîíöÿ, ÿêùî áіëüøà ïіââіñü éîãî îðáіòè 58,34 ìëí êì, à åêñöåíòðèñèòåò 0,206?

1.30*. Äâà òіëà ç ðіçíèìè ìàñàìè îáåðòàþòüñÿ íàâêîëî Ñîíöÿ ïî îðáі-òàõ ç îäíàêîâèìè çà çíà÷åííÿìè âåëèêèìè ïіâîñÿìè. Ïåðіîä îáåðòàííÿ ÿêîãî ç òіë áіëüøèé? ×è, ìîæëèâî, öі ïåðіîäè îäíàêîâі?

1.31*. Îá÷èñëіòü, ÿê çìіíèâñÿ á ïåðіîä îáåðòàííÿ Çåìëі íàâêîëî Ñîíöÿ, ÿêáè ìàñà Çåìëі áóëà âäâі÷і áіëüøîþ íіæ òåïåð, à ñåðåäíÿ âіäñòàíü âіä Ñîíöÿ — òàêîþ ñàìîþ.

ÏÅÐÅÂІÐ ÑÂÎÞ ÊÎÌÏÅÒÅÍÒÍІÑÒÜ

Êîíòðîëüíі çàïèòàííÿ1. Ùî ðîçóìіþòü ïіä ñóçіð’ÿì?2. Íà ÿêó êіëüêіñòü ñóçіð’їâ ðîçäіëåíî íåáåñíó ñôåðó?3. ßê ñóçіð’ÿ îäåðæàëè ñâîї íàçâè? Íàâåäіòü ïðèêëàäè íàçâ ñóçіð’їâ.4. ßêà âіäìіííіñòü ìіæ ãåîöåíòðè÷íîþ òà ãåëіîöåíòðè÷íîþ ñèñòåìàìè

ñâіòó?5. ×îìó â àñòðîíîìії âèêîðèñòîâóþòü ðіçíі ñèñòåìè êîîðäèíàò? Ó ÷îìó

ïîëÿãàє ïðèíöèïîâà âіäìіííіñòü ìіæ ðіçíèìè ñèñòåìàìè íåáåñíèõ êîîð-äèíàò?

6. ßê íàçèâàþòü òî÷êè ïåðåòèíó íåáåñíîї ñôåðè ç âіññþ îáåðòàííÿ Çåì-ëі, ùî ïðîäîâæåíà â êîñìîñ?

Ùî ÿ çíàþ і âìіþ ðîáèòè

ß âìіþ ðîçâ’ÿçóâàòè çàäà÷і1. Ñêіëüêè (ïðèáëèçíî) ñóçіð’їâ íà íåáåñíіé ñôåðі íàä ãîðèçîíòîì óäåíü?2. ßêі àñòðîíîìі÷íі іíñòðóìåíòè ìîæíà çóñòðіòè íà êàðòі çîðÿíîãî íåáà

ó âèãëÿäі ñóçіð’їâ? Íàçâè ÿêèõ ùå ïðèëàäіâ і ìåõàíіçìіâ ìîæíà ïîáà÷èòè íà öіé êàðòі?

3. Ó äåÿêîìó ïóíêòі ñïîñòåðåæåííÿ íàéìåíøà âèñîòà çîðі ñòàíîâèòü 0°, à íàéáіëüøà — 50°. Íà ÿêіé øèðîòі ìіñòèòüñÿ öåé ïóíêò, ÿêèì є ñõèëåííÿ çîðі? ß âìіþ ïðîâîäèòè àñòðîíîìі÷íі ñïîñòåðåæåííÿ4. Âèêîíàéòå ñïîñòåðåæåííÿ çàõîäó àáî ñõîäó Ñîíöÿ ó äåíü ðіâíîäåí-

íÿ — 23 âåðåñíÿ àáî 21 áåðåçíÿ. Ñîíöå â öі äíі ñõîäèòü ó òî÷öі ñõîäó òà çàõîäèòü ó òî÷öі çàõîäó. Íàìàëþéòå ïîëîæåííÿ öèõ òî÷îê âіäíîñíî âàøîãî áóäèíêó. ß çíàþ, ÿê ïîòðіáíî êîðèñòóâàòèñÿ àñòðîíîìі÷íèì êàëåíäàðåì5. Âèçíà÷òå çà äîïîìîãîþ àñòðîíîìі÷íîãî êàëåíäàðÿ, ÿêà ïëàíåòà Ñîíÿ÷-

íîї ñèñòåìè íàéáëèæ÷å äî Çåìëі â äåíü âàøîãî íàðîäæåííÿ. Ó ÿêîìó ñóçіð’ї її ìîæíà ïîáà÷èòè ñüîãîäíі âíî÷і?

6. Çà äîïîìîãîþ àñòðîíîìі÷íîãî êàëåíäàðÿ âіäøóêàéòå íà íåáі Þïіòåð òà Ñàòóðí і âèçíà÷òå, ó ÿêîìó ñóçіð’ї ñïîñòåðіãàþòüñÿ öі ïëàíåòè.

ÒÅÑÒÎÂІ ÇÀÂÄÀÍÍß

1. ßêå òіëî ðîçìіùåíå â öåíòðі ãåîöåíòðè÷íîї ñèñòåìè ñâіòó?

À Ñîíöå Á Þïіòåð Â Ñàòóðí Ã Çåìëÿ Ä Âåíåðà

2. ßêó ïëàíåòó âіäêðèâ Ìіêîëàé Êîïåðíèê?

À Ìàðñ Á Ñàòóðí Â Óðàí Ã Çåìëþ Ä Þïіòåð

3. Ùî âèìіðþєòüñÿ ñâіòëîâèìè ðîêàìè?

À ÷àñ Á âіäñòàíі äî ïëàíåò  ïåðіîä îáåðòàííÿà âіäñòàíü äî çіð Ä âіäñòàíü äî ãàëàêòèê

4. ßê ïåðåêëàäàєòüñÿ ç ãðåöüêîї ìîâè ñëîâî «ïëàíåòà»?

À âîëîõàòà çîðÿ Á õâîñòàòà çîðÿ  áëóêàþ÷à çîðÿà òóìàííіñòü Ä õîëîäíå òіëî

5. Ïіâíі÷íèé ïîëþñ ñâіòó ìіñòèòüñÿ…

À â Àðêòèöі Á â Àíòàðêòèöі Â ó ñóçіð’ї Îðіîí Ã ó ñóçіð’ї Âåëèêà Âåäìåäèöÿ Ä ïîáëèçó Ïîëÿðíîї çîðі

6. Ìîìåíò, êîëè ñâіòèëî ïåðåáóâàє íàéâèùå íàä ãîðèçîíòîì, íàçè-âàþòü…

À ïðÿìèì ñõîäæåííÿì Á âåðõíüîþ êóëüìіíàöієþ Â íèæíüîþ êóëüìіíàöієþ Ã âåðõíüîþ êóëüòèâàöієþ Ä íèæíüîþ êóëüòèâàöієþ

7. ×è ìîæíà â Êàíàäі òà Óêðàїíі ïîáà÷èòè îäíî÷àñíî ñóçіð’ÿ Âåëèêîї Âåäìåäèöі?

À íå ìîæíà Á ìîæíà òіëüêè âëіòêó Â ìîæíà òіëüêè âçèìêó Ã ìîæíà áóäü-êîëè Ä ìîæíà òіëüêè íàâåñíі

8. ×è ìîæíà â Àâñòðàëії òà Óêðàїíі îäíî÷àñíî ïîáà÷èòè Ïîëÿðíó çîðþ?

À íå ìîæíà Á ìîæíà òіëüêè âëіòêó Â ìîæíà òіëüêè âçèìêó Ã ìîæíà áóäü-êîëè Ä ìîæíà òіëüêè âîñåíè

9. Òðîïіêè — öå òàêà ãåîãðàôі÷íà øèðîòà, äå…

À ðîñòóòü ïàëüìèÁ Ñîíöå íіêîëè íå çàõîäèòü  ïіä ÷àñ ñîíöåñòîÿííÿ Ñîíöå êóëüìіíóє â çåíіòі à ïіä ÷àñ ðіâíîäåííÿ Ñîíöå êóëüìіíóє â çåíіòіÄ íіêîëè íå âèïàäàє äîù

10. Ïîëÿðíå êîëî — öå òàêà ãåîãðàôі÷íà øèðîòà, äå…

À âåñü ðіê íå òàíå ñíіãÁ æèâóòü áіëі âåäìåäіÂ ïіâðîêó òðèâàє íі÷, à ïіâðîêó — äåíü à ïіä ÷àñ ðіâíîäåííÿ Ñîíöå êóëüìіíóє â çåíіòі Ä ó äåíü çèìîâîãî ñîíöåñòîÿííÿ Ñîíöå íå ñõîäèòü

11. Ïіä ÿêèì êóòîì äî ïëîùèíè îðáіòè íàõèëåíà âіñü îáåðòàííÿ Çåìëі?

À 0° Á 23,5° Â 45° Ã 66,5° Ä 90°12. ßêèé êóò ìіæ ïëîùèíàìè åêâàòîðà òà åêëіïòèêè?

À 0° Á 23,5° Â 45° Ã 66,5° Ä 90°

51

Розділ 1

50

13. Ñêіëüêè òðèâàє íàéäîâøèé äåíü íà Ïîëÿðíîìó êîëі?

À 12 ãîä Á 24 ãîä Â 1 ìіñÿöü Ã 3 ìіñÿöі Ä ïіâðîêó

14. ßê íàçèâàþòü ðîçìіùåííÿ ïëàíåò â êîñìі÷íîìó ïðîñòîðі âіäíîñíî Çåìëі і Ñîíöÿ?

À êîíôіãóðàöіÿ Á ïðîòèñòîÿííÿ Â êîñìîãîíіÿÃ ïіäíåñåííÿ Ä ïåðåìіùåííÿ

15. Ó ïðîòèñòîÿííі ìîæóòü ñïîñòåðіãàòèñÿ òàêі ïëàíåòè…

À Ñàòóðí Á Âåíåðà Â Ìåðêóðіé Ã Þïіòåð

16. Ó ñïîëó÷åííі іç Ñîíöåì ìîæóòü ïåðåáóâàòè òàêі ïëàíåòè…

À Ñàòóðí Á Âåíåðà Â Ìåðêóðіé Ã Þïіòåð

17. Ó ÿêîìó ñóçіð’ї ìîæíà ïîáà÷èòè Ìàðñ ïіä ÷àñ ïðîòèñòîÿííÿ, ÿêå âіäáóâàєòüñÿ 28 ñåðïíÿ?

À Ëåâ Á Êîçåðіã Â Îðіîí Ã Ðèáè Ä Âîäîëіé

18. ßê íàçèâàþòü òî÷êó îðáіòè, äå ïëàíåòà ïåðåáóâàє íàéáëèæ÷å äî Ñîíöÿ?

À ïåðèãåëіé Á ïåðèãåé Â àïîãåé Ã àôåëіé Ä àïåêñ

19. ßê íàçèâàþòü òî÷êó îðáіòè, äå ïëàíåòà ìіñòèòüñÿ íàéäàëі âіä Ñîíöÿ?

À ïåðèãåëіé Á ïåðèãåé Â àïîãåé Ã àôåëіé Ä àïåêñ

Вивчаючи матеріал цього розділу, ви ознайомитеся з будовою і призначен-ням телескопів, дізнаєтеся про діапазони електромагнітного спектра, при-ймачі випромінювання, найвідоміші детектори нейтрино та гравітаційних хвиль, провідні астрономічні обсерваторії України та світу. Навчитеся по-яснювати вплив атмосфери на астрономічні спостереження, принцип дії оптичного телескопа, відмінності між оптичними телескопами та радіо-телескопами, особливості реєстрації випромінювання небесних тіл.

§ 9. ДОСЛІДЖЕННЯ ЕЛЕКТРОМАГНІТНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ НЕБЕСНИХ ТІЛ

1. Випромінювання небесних тіл. Ó äîñëіäæåííі ïðèðîäè íåáåñíèõ òіë âåëèêó óâàãó ïðèäіëÿþòü âèâ÷åííþ їõíüîãî åëåêòðîìàãíіòíîãî âèïðîìі-íþâàííÿ. Íåáåñíі òіëà çàëåæíî âіä ñâîãî ôіçè÷íîãî ñòàíó âèïðîìіíþþòü åëåêòðîìàãíіòíі õâèëі ðіçíîї äîâæèíè.

Ó âàêóóìі åëåêòðîìàãíіòíі õâèëі çàâæäè ïîøèðþþòüñÿ ç îäíàêîâîþ äëÿ âñіõ âèäіâ âèïðîìіíþâàííÿ øâèäêіñòþ ñ = 3 · 108 ì/ñ.

Äóæå âàæëèâîþ âëàñòèâіñòþ åëåêòðîìàãíіòíîãî âèïðîìіíþâàííÿ є òå, ùî øâèäêіñòü éîãî ïîøèðåííÿ íå çàëåæèòü âіä äîâæèíè õâèëі, âіä øâèä-êîñòі ðóõó äæåðåëà. Õâèëі õàðàêòåðèçóþòüñÿ ÷àñòîòîþ ν і äîâæèíîþ λ, ìіæ ÿêèìè іñíóє çàëåæíіñòü: ñ = νλ. Åëåêòðîìàãíіòíі õâèëі, ùî ìàþòü ðіçíó äîâæèíó õâèëі, âçàєìîäіþòü ç ðå÷îâèíîþ ïî-ðіçíîìó. Âіäïîâіäíî ìåòîäè äîñëіäæåííÿ åëåêòðîìàãíіòíîãî âèïðîìіíþâàííÿ âіäðіçíÿþòüñÿ. Ó çâ’ÿçêó іç öèì åëåêòðîìàãíіòíå âèïðîìіíþâàííÿ óìîâíî äіëèòüñÿ íà êіëüêà äіàïàçîíіâ (òàáë. 2.1).

Òàáëèöÿ 2.1

Äіàïàçîíè åëåêòðîìàãíіòíîãî âèïðîìіíþâàííÿ

Äіàïàçîíè Äîâæèíà õâèëі, λÐàäіîõâèëі áіëüøå íіæ 1 ììІíôðà÷åðâîíі ïðîìåíі âіä 760 íì äî 1 ììÂèäèìі ïðîìåíі âіä 390 äî 760 íìÓëüòðàôіîëåòîâі ïðîìåíі âіä 10 äî 390 íìÐåíòãåíіâñüêі ïðîìåíі âіä 0,01 äî 10 íìÃàììà-ïðîìåíі ìåíøå íіæ 0,01 íì

1. Випромінювання небесних тіл.òіë âåëèêó óâàãó ïðèäіëÿþòü âèâ÷åííþ їõíüîãî åëåêòðîìàãíіòíîãî âèïðîìі-

Розділ 2

МЕТОДИ ТА ЗАСОБИ АСТРОНОМІЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ

МЕТОДИ ТА ЗАСОБИ АСТРОНОМІЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ

52 53

Âèïðîìіíþâàííÿ äîâæèíîþ õâèëі âіä 390 äî 760 íì ëþäñüêå îêî ñïðèéìàє ÿê ñâіòëî, ïðè÷îìó ðіçíèì äîâæèíàì õâèëü âіäïîâіäàþòü ðіçíі êîëüîðè (âіä ôіîëåòîâîãî äî ÷åðâîíîãî). Äëÿ âèÿâëåííÿ âèïðîìіíþâàííÿ â іíøèõ äіàïàçîíàõ ïîòðіáíі ñïåöіàëüíі ïðèëàäè.

Çàëåæíî âіä ñâîãî ôіçè÷íîãî ñòàíó îäíі íåáåñíі òіëà âèïðîìіíþþòü åíåðãіþ ó âóçüêèõ іíòåðâàëàõ ÷àñòîò ñïåêòðà åëåêòðîìàãíіòíèõ õâèëü (íàïðèêëàä, ñâіòëі ãàçîâі òóìàííîñòі), іíøі — â óñüîìó éîãî äіàïàçîíі: âіä γ-ïðîìåíіâ äî ðàäіîõâèëü âêëþ÷íî (íàïðèêëàä, çîðі). Âèâ÷åííÿ ôіçè÷íîї ïðèðîäè íåáåñíèõ òіë ó øèðîêîìó äіàïàçîíі åëåêòðîìàãíіòíîãî âèïðîìі-íþâàííÿ ïðèâåëî äî ïîÿâè â íàóöі òàêèõ ðîçäіëіâ: γ-àñòðîíîìії, ðåíòãå-íіâñüêîї àñòðîíîìії, іíôðà÷åðâîíîї àñòðîíîìії, ðàäіîàñòðîíîìії òîùî.

Âèâ÷åííÿ åëåêòðîìàãíіòíèõ õâèëü, ùî âèïðîìіíþþòü íåáåñíі òіëà, óñêëàäíþєòüñÿ òèì, ùî àòìîñôåðà Çåìëі ïðîïóñêàє âèïðîìіíþâàííÿ ëèøå â ïåâíèõ äіàïàçîíàõ äîâæèí õâèëü: âіä 300 äî 1000 íì, âіä 1 ñì äî 20 ì і â êіëüêà «âіêîí» іíôðà÷åðâîíîãî äіàïàçîíó. Âèïðîìіíþâàííÿ, ùî äîõî-äèòü äî ïîâåðõíі Çåìëі, äîñëіäæóþòü çà äîïîìîãîþ îïòè÷íèõ òåëåñêîïіâ (âèäèìå ñâіòëî) і ðàäіîòåëåñêîïіâ.

Êèñåíü, îçîí, âóãëåêèñëèé ãàç і âîäÿíà ïàðà — ÷îòèðè êîìïîíåíòè àòìîñôåðè, ÿêі ñïðè÷èíÿþòü ïîãëèíàííÿ âèïðîìіíþâàííÿ. Ïîãëèíàííÿ çàëåæèòü âіä äîâæèíè õâèëі åëåêòðîìàãíіòíîãî âèïðîìіíþâàííÿ. Íà ìàëþíêó 2.1 ïðåäñòàâëåíî êðèâó ïðîçîðîñòі àòìîñôåðè â äіàïàçîíі λ = 0–22 ìêì, ç ÿêîї âèäíî, ùî ìàéæå ïîëîâèíà ñïåêòðàëüíîãî äіàïàçîíó âèÿâëÿєòüñÿ àáñîëþòíî íåïðèäàòíîþ äëÿ äîñëіäæåííÿ, îñêіëüêè âіäïîâіä-íå âèïðîìіíþâàííÿ íå ìîæå ïðîéòè ÷åðåç àòìîñôåðó.

Ñèëüíіøå àòìîñôåðà ïîãëèíàє êîðîòêîõâèëüîâó ÷àñòèíó äіàïàçîíó åëåêòðîìàãíіòíîãî âèïðîìіíþâàííÿ: óëüòðàôіîëåòîâі, ðåíòãåíіâñüêі òà γ-ïðîìåíі. Ñïîñòåðåæåííÿ â öèõ äіàïàçîíàõ ìîæëèâі òіëüêè çà äîïîìîãîþ ïðèëàäіâ, ïіäíÿòèõ íà âåëèêó âèñîòó (íà ëіòàêàõ àáî çîíäàõ) àáî âñòàíîâ-ëåíèõ íà êîñìі÷íèõ ñòàíöіÿõ-ëàáîðàòîðіÿõ, êîìïëåêñàõ, øòó÷íèõ ñóïóò-íèêàõ Çåìëі, îðáіòàëüíèõ îáñåðâàòîðіÿõ.

2. Приймачі випромінювання. Âèïðîìіíþâàííÿ, ÿêå çіáðàâ îá’єê-òèâ òåëåñêîïà, ðåєñòðóєòüñÿ òà àíàëіçóєòüñÿ ïðèéìà÷åì âèïðîìіíþâàííÿ. Ïðîòÿãîì ïåðøèõ äâîõ ç ïîëîâèíîþ ñòîëіòü ç ïî÷àòêó òåëåñêîïі÷íîї åðè єäèíèì ïðèéìà÷åì âèïðîìіíþâàííÿ ñëóãóâàëî ëþäñüêå îêî. Îäíàê öå íå òіëüêè íå äóæå ÷óòëèâèé, àëå é äîñèòü ñóá’єêòèâíèé ïðèéìà÷ âèïðîìіíþ-âàííÿ.

Іç ñåðåäèíè ÕIÕ ñò. â àñòðîíîìії ñòàëè øèðîêî çàñòîñîâóâàòèñÿ ôîòî-ãðàôі÷íі ìåòîäè. Ôîòîãðàôі÷íèé ìàòåðіàë (ôîòîïëàñòèíêè, ôîòîïëіâêè) ìàє áàãàòî ïåðåâàã ïîðіâíÿíî ç ëþäñüêèì îêîì. Ôîòîåìóëüñіÿ çäàòíà

íèêàõ Çåìëі, îðáіòàëüíèõ îáñåðâàòîðіÿõ.2. Приймачі випромінювання.

òèâ òåëåñêîïà, ðåєñòðóєòüñÿ òà àíàëіçóєòüñÿ ïðèéìà÷åì âèïðîìіíþâàííÿ.

íàêîïè÷óâàòè åíåðãіþ, ùî íà íåї ïàäàє òîáòî, çáіëüøóþ÷è âèòðèìêó íà íåãàòèâі, ìîæíà çіáðàòè áіëüøå ñâіòëà.

Ôîòîãðàôіÿ äàє çìîãó äîêóìåíòóâàòè ïîäії, òîìó ùî íåãàòèâè ìîæóòü çáåðіãàòèñÿ ïðîòÿãîì òðèâàëîãî ÷àñó. Ôîòîïëàñòèíêè ìàþòü ïàíîðàìíіñòü, òîáòî ìîæóòü îäíî÷àñíî і òî÷íî ôіêñóâàòè áåçëі÷ îá’єêòіâ.

Íàéáіëüøі ñó÷àñíі òåëåñêîïè óïðàâëÿþòüñÿ êîìï’þòåðàìè (òà іíøîþ åëåêòðîííîþ òåõíіêîþ), à îòðèìàíі çîáðàæåííÿ êîñìі÷íèõ îá’єêòіâ ôіêñó-þòüñÿ ó ôîðìі, ùî îáðîáëÿєòüñÿ êîìï’þòåðíèìè ïðîãðàìàìè. Ôîòîãðàôіÿ ìàéæå âèéøëà ç âèêîðèñòàííÿ.  îñòàííі äåñÿòèëіòòÿ øèðîêî çàñòîñîâó-þòü ôîòîåëåêòðè÷íі ïðèéìà÷і âèïðîìіíþâàííÿ, âіäîìîñòі âіä ÿêèõ ïåðå-äàþòüñÿ áåçïîñåðåäíüî íà åëåêòðîííèé îá÷èñëþâàëüíèé ïðèñòðіé — êîìï’þòåð. Äî òàêèõ ïðèëàäіâ íàëåæàòü ÏÇÇ-ìàòðèöі (ïðèëàäè іç çàðÿäîâèì çâ’ÿçêîì). ÏÇÇ-ìàòðèöÿ — öå іíòåãðàëüíà ñõåìà, ðîçìіùåíà íà íàïіâïðîâіäíèêîâîìó ìàòåðіàëі, ùî ïåðåòâîðþє ñâіòëîâó åíåðãіþ âèïðîìі-íþâàííÿ â åíåðãіþ åëåêòðè÷íîãî ñòðóìó. Ñèëà ñòðóìó ïðîïîðöіéíà іíòåí-ñèâíîñòі ñâіòëîâîãî ïîòîêó.

Êîìï’þòåðíà îáðîáêà çîáðàæåííÿ äàє çìîãó ïîçáóòèñÿ ïåðåøêîä і ôîíó, ñòâîðþâàíèõ ðîçñіþâàííÿì ñâіòëà â àòìîñôåðі Çåìëі òà òóðáóëåíòíіñòþ її àòìîñôåðè.

ЗАПИТАННЯ ДО ВИВЧЕНОГО 1. Ùî ðîçóìіþòü ïіä ïðîïóñêíîþ çäàòíіñòþ àòìîñôåðè Çåìëі?2. ßêі âèäè åëåêòðîìàãíіòíèõ õâèëü âèïðîìіíþþòü íåáåñíі òіëà? Íà ÿêі

äіàïàçîíè äіëèòüñÿ âåñü ñïåêòð åëåêòðîìàãíіòíîãî âèïðîìіíþâàííÿ?3. ßê çåìíà àòìîñôåðà âïëèâàє íà ïðîõîäæåííÿ ðіçíèõ âèäіâ âèïðîìіíþ-

âàííÿ äî ïîâåðõíі Çåìëі?4. ×îìó ç ïîâåðõíі Çåìëі íå ìîæíà âèâ÷àòè íåáåñíі îá’єêòè â óñіõ äіàïàçî-

íàõ åëåêòðîìàãíіòíîãî âèïðîìіíþâàííÿ?

§ 10. СУЧАСНІ НАЗЕМНІ ТЕЛЕСКОПИ. ПРИНЦИП ДІЇ І БУДОВА ОПТИЧНОГО ТА РАДІОТЕЛЕСКОПА,

ДЕТЕКТОРІВ НЕЙТРИНО ТА ГРАВІТАЦІЙНИХ ХВИЛЬ1. Астрономічні спостереження та наземні телескопи. ßê âè

âæå çíàєòå, îñíîâíèì ñïîñîáîì äîñëіäæåííÿ íåáåñíèõ îá’єêòіâ і ÿâèù є àñòðîíîìі÷íі ñïîñòåðåæåííÿ. Àñòðîíîìі÷íі ñïîñòåðåæåííÿ — öå öіëå-ñïðÿìîâàíà é àêòèâíà ðåєñòðàöіÿ іíôîðìàöії ïðî ïðîöåñè і ÿâèùà, ùî âіäáóâàþòüñÿ ó Âñåñâіòі. Òàêі ñïîñòåðåæåííÿ âèñòóïàþòü îñíîâíèì äæåðå-ëîì çíàíü íà åìïіðè÷íîìó ðіâíі.

Ïðîòÿãîì òèñÿ÷îëіòü àñòðîíîìè âèâ÷àëè ïîëîæåííÿ íåáåñíèõ îá’єêòіâ íà çîðÿíîìó íåáі òà їõíє âçàєìíå ïåðåìіùåííÿ іç ÷àñîì. Òî÷íі âèìіðþâàí-íÿ ïîëîæåíü çіð, ïëàíåò é іíøèõ íåáåñíèõ òіë äàþòü ìàòåðіàë äëÿ âèçíà-÷åííÿ âіäñòàíåé äî íèõ òà їõíіõ ðîçìіðіâ, à òàêîæ äëÿ âèâ÷åííÿ çàêîíіâ їõíüîãî ðóõó. Ðåçóëüòàòàìè êóòîìіðíèõ âèìіðþâàíü êîðèñòóþòüñÿ â ïðàê-òè÷íіé àñòðîíîìії, íåáåñíіé ìåõàíіöі, çîðÿíіé àñòðîíîìії.

Äëÿ ïðîâåäåííÿ àñòðîíîìі÷íèõ ñïîñòåðåæåíü òà їõíüîї îáðîáêè â áàãà-òüîõ êðàїíàõ ñòâîðåíî ñïåöіàëüíі íàóêîâî-äîñëіäíі óñòàíîâè — àñòðîíî-ìі÷íі îáñåðâàòîðії.

Àñòðîíîìі÷íà îáñåðâàòîðіÿ (âіä ãðåö. α′στρον — «çîðÿ», ëàò. observî — «ñïîñòåðіãàþ») — íàóêîâî-äîñëіäíà óñòàíîâà, ó ÿêіé ïðîâîäÿòü ñïîñòåðå-æåííÿ çà íåáåñíèìè ñâіòèëàìè, âèâ÷àþòü їõ.

Àñòðîíîìі÷íі îáñåðâàòîðії âèíèêëè â ÷àñ çàðîäæåííÿ àñòðîíîìії. Їõíі çàëèøêè çíàéäåíî â Єâðîïі, Àçії, Ïіâäåííіé Àìåðèöі. Òàêèì, çîêðå-ìà, є Ñòîóíõåíäæ â Àíãëії. Ïåðøó äåðæàâíó îáñåðâàòîðіþ (òîáòî òàêó, ùî ôіíàíñóâàëàñÿ äåðæàâîþ) áóëî çàñíîâàíî â 1671 ð. â Ïàðèæі.

ЗАПИТАННЯ ДО ВИВЧЕНОГО ЗАПИТАННЯ ДО ВИВЧЕНОГО

1. Астрономічні спостереження та наземні телескопи.âæå çíàєòå, îñíîâíèì ñïîñîáîì äîñëіäæåííÿ íåáåñíèõ îá’єêòіâ і ÿâèù є

Ìàë. 2.1. Êðèâà ïðîçîðîñòі àòìîñôåðè â äіàïàçîíі äîâæèí õâèëü âіä 0 äî 22 ìêì

Äîâæèíà õâèëі, ìêì0

50

100

H2O

H2OH2O

O2

CO2

CO2

CO2

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

Ïðîç

îðіñ

òü à

òìîñ

ôåð

è,

%

Розділ 2 МЕТОДИ ТА ЗАСОБИ АСТРОНОМІЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ

54 55

Ñó÷àñíі àñòðîíîìі÷íі îáñåðâàòîðії, ÿê ïðàâèëî, ñïåöіàëіçóþòüñÿ â ÿêіéñü îêðåìіé ãàëóçі àñòðîíî-ìії, âіäòàê іñíóþòü àñòðîìåòðè÷íі, àñòðîôіçè÷íі, ñîíÿ÷íі îáñåðâàòîðії òîùî. Ç ïî÷àòêîì êîñìі÷íîї åðè ïî÷àëè ðîçðіçíÿòè íàçåìíі é êîñìі÷íі îáñåðâà-òîðії, ÿêі ðîçãëÿíåìî â § 17.

Ó íàø ÷àñ ó ñâіòі íàëі÷óþòü áëèçüêî 400 ÀÎ (àñòðîíîìі÷íèõ îáñåðâàòîðіé).  Óêðàїíі ïðîâіäíè-ìè є Ãîëîâíà àñòðîíîìі÷íà îáñåðâàòîðіÿ ÍÀÍ Óêðàїíè (1944 ð.), Іíñòèòóò ðàäіîàñòðîíîìії ç éîãî óíіêàëüíèì äåêàìåòðîâèì òåëåñêîïîì ÓÒÐ-2 ïіä Õàðêîâîì, Êðèìñüêà àñòðîôіçè÷íà îáñåðâàòîðіÿ (1950 ð.). Ïåâíі òðàäèöії äîñëіäæåíü і ñïîñòåðå-æåíü çáåðіãàþòü ÀÎ óíіâåðñèòåòіâ — Ëüâіâñüêîãî (1769 ð.), Õàðêіâñüêîãî (1898 ð.), Êèїâñüêîãî (1845 ð.), Îäåñüêîãî (1871 ð.).

Äîâãèé ÷àñ ÀÎ áóäóâàëèñÿ ïîáëèçó ÷è íàâіòü ó íàñåëåíèõ ïóíêòàõ, ç XIX ñò. їõ ïî÷àëè ðîçìіùóâà-òè íà ãіðñüêèõ âåðøèíàõ. Ñåðåä íàéáіëüøèõ ÀÎ ñâіòó íàéâіäîìіøі: ÀÎ íà âåðøèíі äàâíüîї âóëêà-íі÷íîї ãîðè Ìàóíà-Êåà (4205 ì, î. Ãàâàéї, óâåäåíî â åêñïëóàòàöіþ 1990 ð., îãîëîøåíî íàóêîâèì çàïî-âіäíèêîì çà ñâіé óíіêàëüíèé àñòðîêëіìàò; òóò âñòà-íîâëåíî êіëüêà 4-ìåòðîâèõ òåëåñêîïіâ, à òàêîæ òåëåñêîïè «Êåê», «Äæåìіíі», «Ñóáàðó»); àíãëіé-ñüêà ÀÎ íà î. Ëà-Ïàëüìà (2327 ì, 1986 ð.); àìåðè-êàíñüêà ÀÎ Ëàñ-Êàìïàíàñ (2280 ì, 1976 ð.) ó ×èëі òà єâðîïåéñüêà ÀÎ Ëà-Ñіëëà (2347 ì, 1976 ð.), äå âñòàíîâëåíî Äóæå âåëèêèé òåëåñêîï.

Äëÿ âèêîíàííÿ àñòðîíîìі÷íèõ ñïîñòåðåæåíü é îáðîáêè îòðèìàíèõ äàíèõ ó ñó÷àñíèõ îáñåðâàòîðі-ÿõ âèêîðèñòîâóþòü іíñòðóìåíòè äëÿ ñïîñòåðåæåíü (òåëåñêîïè, ìàë. 2.2 і 2.3), ñâіòëîïðèéìàëüíó àïà-ðàòóðó, äîïîìіæíі ïðèëàäè äëÿ ñïîñòåðåæåíü, åëåêòðîííî-îá÷èñëþâàëüíó òåõíіêó òîùî.

Îïòè÷íі òåëåñêîïè âèêîðèñòîâóþòü äëÿ çáèðàí-íÿ ñâіòëà äîñëіäæóâàíèõ íåáåñíèõ òіë é îäåðæàííÿ їõíüîãî çîáðàæåííÿ. Òåëåñêîï çáіëüøóє êóò çîðó, ïіä ÿêèì âèäíî íåáåñíі òіëà, і çáèðàє â áàãàòî ðàçіâ áіëüøå ñâіòëà, ùî ïðèõîäèòü âіä ñâіòèëà, íіæ íåîç-

áðîєíå îêî ñïîñòåðіãà÷à. Çàâäÿêè öüîìó â òåëåñêîï ìîæíà ðîçãëÿäàòè íåâèäèìі іç Çåìëі äåòàëі ïîâåðõíі íàéáëèæ÷èõ íåáåñíèõ òіë, à òàêîæ áåç-ëі÷ ñëàáêèõ çіð.

Ïðè âñüîìó ñâîєìó ðіçíîìàíіòòі òåëåñêîïè, ùî ïðèéìàþòü åëåêòðîìàã-íіòíå âèïðîìіíþ âàííÿ, âèêîíóþòü äâà îñíîâíі çàâäàííÿ: 1) çіáðàòè âіä äîñëіäæóâàíîãî îá’єêòà ÿêíàéáіëüøå åíåðãії âèïðîìіíþâàííÿ ïåâíîãî äіà-ïàçîíó åëåêòðîìàãíіòíèõ õâèëü; 2) ñòâîðèòè ïî ìîæëèâîñòі íàé÷іòêіøå çîáðàæåííÿ îá’єêòà, ùîá ìîæíà áóëî âèäіëèòè âèïðîìіíþâàííÿ âіä îêðå-ìèõ éîãî òî÷îê, à òàêîæ âèìіðÿòè êóòîâі âіäñòàíі ìіæ íèìè.

Çàëåæíî âіä êîíñòðóêòèâíèõ îñîáëèâîñòåé îïòè÷íèõ ñõåì òåëåñêîïè äіëÿòüñÿ íà: ëіíçîâі ñèñòåìè — ðåôðàêòîðè; äçåðêàëüíі ñèñòåìè — ðåôëåê-òîðè; çìіøàíі äçåðêàëüíî-ëіíçîâі ñèñòåìè, äî ÿêèõ íàëåæàòü òåëåñêîïè Áåðíõàðäà Øìіäòà (1879–1935), Äìèòðà Ìàêñóòîâà (1896–1964) òà іí.

Òåëåñêîï-ðåôðàêòîð â îñíîâíîìó âèêîðèñòîâóþòü äëÿ âіçóàëüíèõ ñïî-ñòåðåæåíü (ìàë. 2.4). Âіí ìàє îá’єêòèâ òà îêóëÿð. Òåëåñêîï-ðåôðàêòîð, ñïîëó÷åíèé ç ôîòîêàìåðîþ, íàçèâàþòü àñòðîãðàôîì àáî àñòðîíîìі÷íîþ

Ìàë. 2.3. Òåëåñêîï-ðåô-ëåêòîð Õàðëàíà Äæ. Ñìі-òà â îáñåðâàòîðії Ìàêäî-

íàëüä, 2,7 ì

Ìàë. 2.2. 50-ñàíòèìå-òðîâèé òåëåñêîï ó Íіö-

öі, Ôðàíöіÿ

êàìåðîþ. Àñòðîãðàô є âåëèêèì ôîòîàïàðàòîì, ó ôîêàëüíіé ïëîùèíі ÿêîãî âñòàíîâëåíî êàñåòó ç ôîòî-ïëàñòèíêîþ. Äіàìåòð îá’єêòèâіâ ðåôðàêòîðіâ îáìåæåíèé ñêëàäíіñòþ âèãîòîâëåííÿ âåëèêèõ îäíîðіäíèõ áëîêіâ îïòè÷íîãî ñêëà, їõ äåôîðìà-öієþ òà çáіëüøåííÿì ñâіòëîïîãëè-íàííÿ. Íàéáіëüøèé äіàìåòð îá’єêòè-âà òåëåñêîïà-ðåôðàêòîðà, ñòâîðåíîãî â íàø ÷àñ, — 102 ñì (Єðêñüêà îáñåðâàòîðіÿ, ÑØÀ). Íåäîëіêàìè òàêîãî òèïó òåëåñêîïіâ ââàæàþòü âåëèêó äîâæèíó é ñïîòâîðåííÿ çîáðàæåííÿ. Äëÿ óñóíåííÿ îïòè÷-íèõ ñïîòâîðåíü âèêîðèñòîâóþòü áàãàòîëіíçîâі îá’єêòèâè ç ïðîñâіòëå-íîþ îïòèêîþ.

Òåëåñêîï-ðåôëåêòîð ìàє äçåð-êàëüíèé îá’єêòèâ. Ó íàéïðîñòіøîìó ðåôëåêòîðі îá’єêòèâ — öå îäèíî÷íå, çàçâè÷àé ïàðàáîëі÷íå äçåðêàëî; çîáðàæåííÿ îòðèìóþòü ó éîãî ãîëîâ-íîìó ôîêóñі.

Ïîðіâíÿíî ç ðåôðàêòîðàìè ñó÷àñ-íі òåëåñêîïè-ðåôëåêòîðè ìàþòü íàáàãàòî áіëüøі îá’єêòèâè. Ó ðåôëåê-òîðàõ ç äіàìåòðîì äçåðêàëà ïîíàä 2,5 ì ó ãîëîâíîìó ôîêóñі іíîäі âñòà-íîâëþþòü êàáіíó äëÿ ñïîñòåðіãà÷à. Çі çáіëüøåííÿì ðîçìіðіâ äçåðêàëà â òàêèõ òåëåñêîïàõ äîâîäèòüñÿ çàñòî-ñîâóâàòè ñïåöіàëüíі ñèñòåìè ðîçâàí-òàæåííÿ äçåðêàë, ùî âèêëþ÷àþòü їõíі äåôîðìàöії ÷åðåç âëàñíó ìàñó, à òàêîæ óæèâàòè çàõîäіâ äëÿ çàïîáі-ãàííÿ їõíіì òåìïåðàòóðíèì äåôîð-ìàöіÿì.

Ñòâîðåííÿ âåëèêèõ ðåôëåêòîðіâ (ç äіàìåòðîì äçåðêàëà 4–6 ì) ïîâ’ÿ-çàíå ç âåëèêèìè òåõíі÷íèìè òðóä-íîùàìè. Òîìó ðîçðîáëÿþòü êîíñò-ðóêöії çі ñêëàäåíèìè ç ìîçàїê äçåðêàëàìè, îêðåìі åëåìåíòè ÿêèõ âèìàãàþòü òî÷íîãî íàëàøòóâàííÿ çà äîïîìîãîþ ñïåöіàëüíîї àïàðàòóðè, àáî êîíñòðóêöії, ùî ìіñòèòü êіëüêà ïàðàëåëüíèõ òåëåñêîïіâ, ùî çâîäÿòü çîáðàæåííÿ â îäíó òî÷êó.

Ó íåâåëèêèõ і ñåðåäíіõ çà ðîçìі-ðàìè ðåôëåêòîðàõ äëÿ çðó÷íîñòі ñïîñòåðåæåííÿ ñâіòëî âіäáèâàєòüñÿ äî äàò-êîâèì ïëîñêèì (âòîðèííèì) äçåðêàëîì äî ñòіíêè òðóáè, äå ìіñòèòüñÿ îêó-ëÿð (ìàë. 2.5). Ðåôëåêòîðè âèêîðèñòîâóþòü ïåðåâàæíî äëÿ ôîòîãðàôóâàííÿ íåáà, ôîòîåëåêòðè÷íèõ і ñïåêòðàëüíèõ äîñëіäæåíü.

Ó äçåðêàëüíî-ëіíçîâèõ òåëåñêîïàõ çîáðàæåííÿ îòðèìóþòü çà äîïîìîãîþ ñêëàäíîãî îá’єêòèâà, ùî ìіñòèòü ÿê äçåðêàëà, òàê і ëіíçè. Öå äàє çìîãó

Äìèòðî Äìèòðîâè÷ Ìàêñóòîâ

Áåðíõàðä Øìіäò

Ìàë. 2.5. Õіä ïðîìåíіâ ó òåëåñêîïі-ðåôëåêòîðі

Îêóëÿð

Øëÿõ ïðîìåíіâ ñâіòëà

Óâіãíóòå ãîëîâíå äçåðêàëî

Äîäàòêîâå ïëîñêå äçåðêàëî

Ìàë. 2.4. Õіä ïðîìåíіâ ó òåëåñêîïі-ðåôðàêòîðі

Ëіíçà êîðåêöії õðîìàòè÷íîї àáåðàöії

Ëіíçà îá’єêòèâà

Îêóëÿð

Øëÿõ ïðîìåíіâ ñâіòëà

Розділ 2 МЕТОДИ ТА ЗАСОБИ АСТРОНОМІЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ

56 57

çíà÷íî çíèçèòè îïòè÷íі ñïîòâîðåííÿ òåëåñêîïà ïîðіâíÿíî ç äçåðêàëüíèìè àáî ëіíçîâèìè ñèñòåìàìè.

Ó òåëåñêîïàõ ñèñòåìè Øìіäòà (Åñòîíіÿ) îïòè÷íі ñïîòâîðåííÿ ãîëîâ-íîãî ñôåðè÷íîãî äçåðêàëà óñóâàþòü-ñÿ çà äîïîìîãîþ ñïåöіàëüíîї êîðåê-öіéíîї ïëàñòèíêè ñêëàäíîãî ïðîôіëþ, âñòàíîâëåíîї ïåðåä íèì. Ó òåëåñêî-ïàõ ñèñòåìè Ìàêñóòîâà (Óêðàїíà) ñïîòâîðåííÿ ãîëîâíîãî ñôåðè÷íîãî àáî åëіïòè÷íîãî äçåðêàëà âèïðàâëÿ-þòüñÿ ìåíіñêîì, óñòàíîâëåíèì ïåðåä äçåðêàëîì (ìàë. 2.6).

Ìåíіñê — öå ëіíçà ç ìàëî âіäìіí-íèìè ðàäіóñàìè êðèâèçíè ïîâåðõíі.

Òàêà ëіíçà ìàéæå íå âïëèâàє íà çàãàëüíèé õіä ïðîìåíіâ, àëå ïîìіòíî âèïðàâëÿє ñïîòâîðåííÿ îïòè÷íîãî çîáðàæåííÿ.

Îñíîâíèìè îïòè÷íèìè ïàðàìåòðàìè òåëåñêîïà є: âèäèìå çáіëüøåííÿ, ðîçäіëüíà çäàòíіñòü і ïðîíèêàþ÷à ñèëà.

Âèäèìå çáіëüøåííÿ G îïòè÷íîї ñèñòåìè — öå âіäíîøåííÿ êóòà, ïіä ÿêèì ñïîñòåðіãàєòüñÿ çîáðàæåííÿ, ùî äàє îïòè÷íà ñèñòåìà ïðèëàäó, äî êóòîâîãî ðîçìіðó îá’єêòà ïðè ñïîñòåðåæåííі éîãî áåçïîñåðåäíüî îêîì. Âèäèìå çáіëüøåííÿ òåëåñêîïà ìîæíà ðîçðàõóâàòè çà ôîðìóëîþ:

,

äå Fîá é Fîê — ôîêóñíі âіäñòàíі îá’єêòèâà і îêóëÿðà.Äëÿ îòðèìàííÿ çíà÷íîãî çáіëüøåííÿ îá’єêòèâè â òåëåñêîïàõ ìàþòü

áóòè äîâãîôîêóñíèìè (ôîêóñíà âіäñòàíü ó êіëüêà ìåòðіâ), à îêóëÿðè — êîðîòêîôîêóñíèìè (âіä êіëüêîõ ñì äî 6 ìì). Íåñïîêіéíà àòìîñôåðà Çåìëі ïîðîäæóє òðåìòіííÿ é ñïîòâîðåííÿ çîáðàæåííÿ, ðîçìèâàє éîãî äåòàëі. Òîìó íàâіòü íà âåëèêèõ òåëåñêîïàõ ðіäêî âñòàíîâëþþòü çáіëüøåííÿ ó ïîíàä 500 ðàçіâ.

Ïіä ðîçäіëüíîþ çäàòíіñòþ îïòè÷íîãî òåëåñêîïà ðîçóìіþòü íàéìåíøó êóòîâó âіäñòàíü ìіæ äâîìà çîðÿìè, ÿêі ìîæíà ñïîñòåðіãàòè â òåëåñêîï ðîçäіëüíî. Òåîðåòè÷íî ðîçäіëüíà çäàòíіñòü (ó ñåêóíäàõ äóãè) âіçóàëüíîãî òåëåñêîïà äëÿ æîâòî-çåëåíèõ ïðîìåíіâ, äî ÿêèõ íàéáіëüø ÷óòëèâå îêî ëþäèíè, ìîæå áóòè âèçíà÷åíà çà äîïîìîãîþ ôîðìóëè:

,

äå D — äіàìåòð îá’єêòèâà òåëåñêîïà â ìіëіìåòðàõ. Íà ïðàêòèöі ÷åðåç ïîñòіéíі ïåðåìіùåííÿ ïîâіòðÿíèõ ìàñ ðîçäіëüíà çäàòíіñòü òåëåñêîïіâ çíè-æóєòüñÿ. Óíàñëіäîê ÷îãî íàçåìíі òåëåñêîïè çàáåçïå÷óþòü ðîçäіëüíó çäàò-íіñòü áëèçüêî 1", і òіëüêè іíîäі çà äîñèòü ñïðèÿòëèâèõ àòìîñôåðíèõ óìîâ âäàєòüñÿ äîñÿãòè ðîçäіëüíîї çäàòíîñòі äåñÿòèõ ÷àñòîê ñåêóíäè.

Òàêîæ âàæëèâîþ õàðàêòåðèñòèêîþ òåëåñêîïà є ïðîíèêàþ÷à ñèëà (m), ùî âèðàæàєòüñÿ ãðàíè÷íîþ çîðÿíîþ âåëè÷èíîþ ñâіòèëà, äîñòóïíîãî ñïî-ñòåðåæåííþ çà äîïîìîãîþ öüîãî òåëåñêîïà çà іäåàëüíèõ àòìîñôåðíèõ óìîâ. Äëÿ òåëåñêîïіâ ç äіàìåòðîì îá’єêòèâà D (ìì) ïðîíèêàþ÷à ñèëà m, âèðàæåíà â çîðÿíèõ âåëè÷èíàõ ïðè âіçóàëüíèõ ñïîñòåðåæåííÿõ, âèçíà÷à-єòüñÿ çà ôîðìóëîþ:

m = 2,0 + 5lgD.Ç 1995 ð. ïðàöþþòü äâà îäíàêîâèõ 10-ìåòðîâèõ òåëåñêîïè «Êåê-1» і

«Êåê-2» â îáñåðâàòîðії Ìàóíà-Êåà (ÑØÀ). Êîæíå äçåðêàëî òåëåñêîïà

ñêëàäàєòüñÿ ç 36 ñåãìåíòіâ. Çà ÿêіñòü çîáðàæåííÿ òåëåñêîïіâ âіäïîâіäàє àäàïòèâíà îïòèêà, ùî êåðóє êîæíèì ñåãìåíòîì äçåðêàëà. Çà ðîçäіëüíîþ çäàòíіñòþ òàêèé òåëåñêîï íàáëèæàєòüñÿ äî êîñìі÷íîãî. Îáñåðâàòîðіÿ ðîç-òàøîâàíà íà âèñîòі 4205 ì íàä Òèõèì îêåàíîì íà Ãàâàéñüêèõ îñòðîâàõ.

Çíà÷íі ìîæëèâîñòі ìàє òåëåñêîï VLT (àíãë. Very Large Telescope — Äóæå âåëèêèé òåëåñêîï), ùî íàëåæèòü єâðîïåéñüêèì êðàїíàì. Éîãî âñòà-íîâëåíî íà ãîðі Ïàðàíàëü (âèñîòà 2635 ì) íà ïіâíî÷і ×èëі (ìàë. 2.7).

Òåëåñêîï VLT ñêëàäàєòüñÿ іç ÷îòèðüîõ òåëåñêîïіâ, êîæåí ç ÿêèõ ìàє äіàìåòð 8,2 ì. Êðàéíі òåëåñêîïè ðîçìіùåíî îäèí âіä îäíîãî íà âіäñòàíі 200 ì, ùî äàє çìîãó âñüîìó êîìïëåêñó ïðà-öþâàòè â ðåæèìі îïòè÷íîãî іíòåðôåðîìå-òðà. Öå îçíà÷àє, ùî ÿêùî òåëåñêîïè ñïðÿ-ìîâàíі íà òó ñàìó çîðþ, òî çіáðàíå íèìè âèïðîìіíþâàííÿ ñóìóєòüñÿ, à ðîçäіëüíà çäàòíіñòü òåëå ñêîïіâ, ùî ñіëüíî ïðàöþþòü, åêâіâàëåíòíà çàñòîñóâàííþ äçåðêàëà äіàìå-òðîì 200 ì.

Ó ñâіòі òåëåñêîïіâ ç äіàìåòðîì äçåðêàëà ïîíàä 6 ì áëèçüêî äâàäöÿòè.

Âèâ÷åííÿì êîñìі÷íèõ ðàäіîäæåðåë âèïðîìіíþâàííÿ çàéìàєòüñÿ ðàäіîàñòðîíî-ìіÿ. Âîíà çàðîäèëàñÿ â 1931 ð., êîëè âèïàäêîâî áóëî âèÿâëåíî ðàäіîâèïðîìіíþ-âàííÿ ×óìàöüêîãî Øëÿõó. ×åðåç 15 ðîêіâ ó ñóçіð’ї Ëåáåäÿ çíàéøëè ïåð-øå òî÷êîâå äæåðåëî ðàäіî õâèëü — ñëàáêó ãàëàêòèêó, ÿêó іç ÷àñîì óäàëî-ñÿ ðîçãëÿíóòè â îïòè÷íîìó äіàïàçîíі.

Ðàäіîâèïðîìіíþâàííÿ áіëüøîñòі íåáåñíèõ îá’єêòіâ, ùî íàäõîäèòü äî Çåìëі, íàäçâè÷àéíî ñëàáêå. Äëÿ âèÿâëåííÿ і ïðèéîìó êîñìі÷íîãî ðàäіîâè-ïðîìіíþâàííÿ âèêîðèñòîâóþòü ðàäіîòåëåñêîïè.

Ðàäіîòåëåñêîïè ñêëàäàþòüñÿ ç àíòåííîãî ïðèñòðîþ і ÷óòëèâîї ïðèéîì-íîї ñèñòåìè. Ïðèéîìíà ñèñòåìà, àáî ðàäіîìåòð, ïіäñèëþє ïðèéíÿòå àíòå-íîþ ðàäіîâèïðîìіíþâàííÿ é ïåðåòâîðþє éîãî â çðó÷íó äëÿ ïîäàëüøîї îáðîáêè ôîðìó. Îñíîâíå ïðèçíà÷åííÿ àíòåííîãî ïðèñòðîþ — çіáðàòè ìàê-ñèìàëüíó êіëüêіñòü åíåðãії, ïðèíåñåíîї ðàäіîõâèëÿìè âіä îá’єêòà. Çà àíòå-íó âèêîðèñòîâóþòü ñóöіëüíå ìåòàëåâå àáî ñіò÷àñòå äçåðêàëî, ùî ìàє ôîð-ìó ïàðàáîëîїäà. Àíòåíà ðàäіîòåëåñêîïà âіäðіçíÿєòüñÿ âіä çâè÷àéíèõ àíòåí ðàäіîçâ’ÿçêó âèñîêîþ ñïðÿìîâàíіñòþ, òîáòî çäàòíіñòþ âèäіëÿòè ðàäіîâè-ïðîìіíþâàííÿ â íåâåëèêó äіëÿíêó íåáà. Ó ôîêóñі ïàðàáîëîїäà ðîçìіùåíî îïðîìіíþâà÷ — ïðèñòðіé, ùî çáèðàє ðàäіîâèïðîìіíþâàííÿ, ñïðÿìîâàíå íà íüîãî äçåðêàëîì. Îïðîìіíþâà÷ ïåðåäàє ïðèéíÿòó åíåðãіþ íà ïðèéîì-íèé ïðèñòðіé, äå ñèãíàë ïіäñèëþєòüñÿ, äåòåêòîðóєòüñÿ і ðåєñòðóєòüñÿ.

Ïîòóæíіñòü ðàäіîñèãíàëó, ùî íàäõîäèòü íà âõіä ïðèéìà÷à, ïðÿìî ïðî-ïîðöіéíà ïëîùі àíòåíè. Òîìó àíòåíà áіëüøîãî ðîçìіðó ç òèì ñàìèì ïðè-éìà÷åì äàє êðàùó ÷óòëèâіñòü, òîáòî äàє çìîãó âèÿâèòè ñëàáêі äæåðåëà ç ìàëîþ ïîòóæíіñòþ âèïðîìіíþâàííÿ. Àíòåíè íàéáіëüøèõ ðàäіîòåëåñêîïіâ ñÿãàþòü ñîòåíü ìåòðіâ. Âåëèêèé ðàäіîòåëåñêîï ç ïîâîðîòíèì ìåòàëåâèì ðåôëåêòîðîì äіàìåòðîì 100 ì ðîçìіùåíî íåäàëåêî âіä ìіñòà Áîíí â Íіìå÷-÷èíі. Íåðóõîìà àíòåíà â Àðåñіáî (Ïóåðòî-Ðèêî), ùî ðîçìіùåíà â êðàòåðі çãàñëîãî âóëêàíà, ìàє äіàìåòð 305 ì (ìàë. 2.8). Äëÿ òîãî ùîá çìіíèòè íàïðÿìîê ïðèéîìó âèïðîìіíþâàííÿ, ó öüîìó ðàäіîòåëåñêîïі ðîáëÿòü ïåðåñòàíîâêó îïðîìіíþâà÷à.

Ðàäіîòåëåñêîïè ìîæóòü áóòè ïîáóäîâàíі ç îêðåìèõ äçåðêàë, êîæíå ç ÿêèõ ôîêóñóє ïðèéíÿòå âèïðîìіíþâàííÿ íà îäèí îïðîìіíþâà÷. ßêùî ðàäіîâèïðîìіíþâàííÿ äæåðåëà îäíî÷àñíî ñïðèéìàєòüñÿ äâîìà і áіëüøå àíòåíàìè, ðîçòàøîâàíèìè íà äåÿêіé âіäñòàíі îäíà âіä îäíîї, à ïîòіì öі ñèãíàëè ñóìóþòüñÿ, òî âíàñëіäîê іíòåðôåðåíöії ðàäіîñèãíàëіâ ðîçäіëüíà

Ìàë. 2.7. Òåëåñêîï VLT

Ìàë. 2.6. Õіä ïðîìåíіâ ó äçåðêàëüíî-ëіíçîâîìó ìåíіñêîâîìó òåëåñêîïі

Îêóëÿð

Ìåíіñê

Ãîëîâíå ñôåðè÷íå äçåðêàëî

Ïëîñêå äîïîìіæíå äçåðêàëî

Розділ 2 МЕТОДИ ТА ЗАСОБИ АСТРОНОМІЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ

58 59

çäàòíіñòü òåëåñêîïіâ çíà÷íî çáіëüøóєòüñÿ. Òàêèé іíñòðóìåíò íàçèâàþòü ðàäіîіíòåðôåðî-ìåòðîì. Ðàäіîіíòåðôåðîìåòðè ç íàääîâãîþ áàçîþ ïîєäíóþòü ðàäіîòåëåñêîïè, ðîçíåñåíі íà òèñÿ÷і êіëîìåòðіâ. Ç їõíüîþ äîïîìîãîþ âäàëîñÿ îäåðæàòè êóòîâó ðîçäіëüíó çäàòíіñòü ïîðÿäêó 0,0001".

Ïðèêëàäîì є Äóæå Âåëèêèé Ìàñèâ (àíãë. Very Large Array, VLA) — ðàäіîòåëåñêîï-іí-òåðôåðîìåòð, Íüþ-Ìåêñèêî, ÑØÀ (ìàë. 2.9).

Ðàäіîõâèëі âіëüíî ïðîõîäÿòü êðіçü âåëè-÷åçíі ìіæçîðÿíі ãàçîïèëîâі õìàðè é àòìîñôå-ðó Çåìëі. Òîìó ìåòîäè ðàäіîàñòðîíîìії äóæå âàæëèâі äëÿ âèâ÷åííÿ, íàïðèêëàä, öåíòðàëü-íèõ ðàéîíіâ ×óìàöüêîãî Øëÿõó òà іíøèõ ãàëàêòèê, áî îïòè÷íі õâèëі âіä íèõ ïîâíіñòþ ïîãëèíàþòüñÿ.

Ó Õàðêîâі ðîçòàøîâàíî íàéáіëüøèé ó ñâіòі ðàäіîòåëåñêîï äåêàìåòðîâèõ õâèëü ÓÒÐ-2 Ðàäіîàñòðîíîìі÷íîãî іíñòèòóòó ÍÀÍ Óêðàїíè. Ïðàöþþ÷è íà ÓÒÐ-2, àñòðîíîìè ïåðøèìè ó ñâіòі âèÿâèëè â ìіæçîðÿíîìó ñåðåäîâèùі ñïåêòðàëüíі ëіíії âóãëåöþ (ãîëîâíі «öåãëèí-êè», íåîáõіäíі äëÿ ïîÿâè îðãàíі÷íîãî æèòòÿ), êàòàëîãіçóâàëè äæåðåëà âèïðîìіíþâàíü ó äàëåêîìó êîñìîñі, ðîçðîáèëè òåîðіþ ãðàâі-òàöіéíèõ ëіíç, çãіäíî ç ÿêîþ ñâіòëî âèêðèâ-

ëÿєòüñÿ âіä äàëåêèõ çіð і ãàëàêòèê, âèâ÷èëè ìåõàíіçìè ðàäіîâèïðîìіíþ-âàííÿ Ñîíöÿ і Þïіòåðà.

2. Детектори нейтрино та гравітаційних хвиль. ßê âіäîìî, ó íàäðàõ çіð, äå âіäáóâàєòüñÿ ñèíòåç ãåëіþ, ðåàêöії ñóïðîâîäæóþòüñÿ ïåðåòâîðåííÿì ïðîòîíіâ ó íåéòðîíè ç âè ïðîìіíþâàííÿì íåéòðèíî. Íåéòðèíî âіëüíî ïðîíèçóþòü óñþ òîâùó çîðі і âèõîäÿòü ó ìіæçîðÿíèé ïðîñòіð.

Ñïðîáè âëîâèòè íåéòðèíî ðîçïî÷àâ àìåðèêàíåöü Ðàéìîíä Äåâіñ (1914–2006) ó 1955 ð. Ó 1967 ð. ó øòàòі Ïіâäåííà Äàêîòà â çàêèíóòіé øàõòі íà ãëèáèíі 1455 ì çìîí òóâàëè óñòàíîâêó (ãîðèçîíòàëüíèé öèëіí-äðè÷íèé áàê äîâæèíîþ áëèçü êî 14,4 ì і äіàìåòðîì 6 ì), ùî ìіñòèòü 400 000 ë (615 ò) ÷îòèðèõëîðèñòîãî âóãëåöþ Ñ2Ñl4. Ó öіé ñïîëóöі êîæåí ÷åòâåðòèé àòîì Õëîðó є іçî òîïîì 37Ñl. Ïîðÿäîê ñïîñòåðåæåíü íà öüîìó «òåëåñêîïі» òàêèé: ïіñëÿ êîæíèõ 100 äíіâ ðîáîòè ÷åðåç áàê ïðîïóñêà-þòü 20 000 ë ãàçîïîäіáíîãî ãåëіþ, ùî çäàòíèé çàõîïèòè іç ñîáîþ іçîòî-ïè Àðãîíó 37Àã, ÿêі óòâîðèëèñÿ â áàöі. Їõ, çà îá÷èñëåííÿìè, ó êîæíèé ìîìåíò ÷àñó ìàє áóòè êіëüêà äåñÿòêіâ. Ñóìіø ãàçіâ (ãåëіé ç ïîîäèíîêè-ìè àòîìàìè Àðãîíó) ïðîïóñêà þòü ÷åðåç âóãіëüíі ôіëüòðè, îõîëîäæåíі äî 77 Ê. Ðåçóëüòàòè âèìіðþâàíü òàêі: ó áàöі çà êîæíі 2,3 äîáè óòâîðþ-єòüñÿ îäèí àòîì іçîòîïó 37Àã.

Іíøèé âàðіàíò íåéòðèííîãî «òåëåñêîïà» — ãàëієâèé àáî ëіòієâèé äåòåê-òîð. Òðóäíîùі ïîëÿãàþòü ó òîìó, ùî äëÿ îòðèìàííÿ íàäіéíèõ ðåçóëüòàòіâ äåòåêòîð ïîâèíåí ìіñòèòè äåñÿòêè òîíí ãàëіþ àáî ëіòіþ, òîäі ÿê âèäîáóòîê öèõ ìåòàëіâ ó ñâіòі äóæå ìàëèé. Äåòåêòîðè íà ãàëії ïðàöþþòü, íàïðè-êëàä, â іòàëіéñüêèõ Àëüïàõ ïіä ãîðîþ Ìîíáëàí òà â íàäðàõ ãîðè Àíäèð÷і ïîáëèçó Åëüáðóñà (Ïіâíі÷íèé Êàâêàç).

Іñíóþòü òàê çâàíі âîäÿíі äåòåêòîðè íåéòðèíî, â ÿêèõ âèêîðèñòîâóþòü çâè÷àéíó âîäó Í2Î àáî âàæêó âîäó D2Î (êîæíèé àòîì Ãіäðîãåíó òóò ìіñòèòü îêðіì ïðîòîíà äîäàòêîâèé íåéòðîí). Ïðèíöèï ðîáîòè âîäÿíèõ äåòåêòîðіâ

âàííÿ Ñîíöÿ і Þïіòåðà.2. Детектори нейтрино та гравітаційних хвиль.

íàäðàõ çіð, äå âіäáóâàєòüñÿ ñèíòåç ãåëіþ, ðåàêöії ñóïðîâîäæóþòüñÿ

Ìàë. 2.8. Ãіãàíòñüêèé ðàäіî-òåëåñêîï ó ÷àøі êðàòåðà

(Ïóåðòî-Ðèêî)

Ìàë. 2.9. Ðàäіîòåëåñêîï-іí-òåðôåðîìåòð, Íüþ-Ìåêñèêî,

ÑØÀ

òàêèé. Íåéòðèíî, ïðîõîäÿ÷è êðіçü òîâùó çâè÷àéíîї âîäè, çáóäæóє åëåêòðîíè â ìîëåêóëàõ Í2Î àáî ðåàãóє ç íåéòðîíîì ìîëåêóëè D2Î ç óòâî ðåííÿì ïðîòîíà é åëåê-òðîíà. Íàäëèøîê åíåðãії øâèäêî âèñâі÷óþєòüñÿ (âіäîìèé ç ôіçèêè åôåêò ÷åðåíêîâñüêîãî âèïðîìіíþâàííÿ). Ðåєñ-òðàöіÿ öüîãî âèïðîìіíþâàííÿ äàє çìîãó íå òіëüêè ïіä-ðàõóâàòè êіëüêіñòü íåéòðèíî, ÿêі âçàєìîäіþòü ç ðå÷îâè-íîþ äåòåêòîðà çà îäèíèöþ ÷àñó, à ùå é âêàçàòè íàïðÿìîê ðóõó íåéòðèíî, à îòæå, âñòàíîâèòè íàïðÿìîê íà äæåðå ëî öüîãî âèïðîìіíþâàííÿ.

Ó 1916 ð. áóëî ç’ÿñîâàíî, ùî â ïðèðîäі ìîæóòü іñíóâà-òè ñëàáêі çáóðåííÿ ïîëÿ òÿæіííÿ, ÿêі, ÿê і åëåêòðîìàã-íіòíі õâèëі, є ïîïåðå÷íèìè і òàêîæ ïîøèðþþòüñÿ çі øâèäêіñòþ ïîøèðåííÿ ñâіòëà. Ïіä äієþ ãðàâіòàöіéíîї õâèëі ðîçïîäіë ïðîáíèõ çàðÿäіâ (òîáòî ïðîáíèõ ìàñîâèõ ÷àñ òèíîê) ïåðіîäè÷íî çàçíàє ïåâíîї äåôîðìàöії, ÿêà çàëåæèòü âіä åíåðãії õâèëі.

Îòæå, ãðàâіòàöіéíà õâèëÿ, ïðîõîäÿ÷è ÷åðåç ïåâíèé ðîçïîäіë ìàñ, ñïðè ÷èíÿє â íüîìó çáóðåííÿ ñèëè òÿæіííÿ. Òîìó íàéïðîñòіøèì äåòåêòîðîì ãðà âіòàöіéíèõ õâèëü ìîæóòü áóòè äâі êóëі, ç’єäíàíі ïðóæèíîþ. ßêùî íà íèõ ïåðïåíäèêóëÿðíî äî îñі, ùî ç’єäíóє öåíòðè êóëü, ïàäàє ãðàâіòàöіéíà õâè ëÿ, òî âіäñòàíü ìіæ êóëÿìè áóäå ïîçìіííî çáіëüøóâàòèñÿ і çìåíøóâàòèñÿ.

Äæåðåëîì ãðàâіòàöіéíèõ õâèëü є áóäü-ÿêèé àñèìå-òðè÷íèé ðóõ ðå÷îâè íè. Öå ìîæå áóòè çîðÿ, ÿêùî âîíà ñòèñêàєòüñÿ і ðîçòÿãóєòüñÿ, íàïðèêëàä, óçäîâæ îñі її îáåðòàí íÿ. Äæåðåëà-ìè ãðàâіòàöіéíèõ õâèëü є ïîäâіéíі çîðі, à òàêîæ çîðÿ, ÿêà çà çíàє ðіçêîãî ñòèñêó — êîëàïñó, ÿêùî ëèøå âíàñëіäîê äії ïåâíèõ ïðè÷èí (îáåðòàííÿ, äіÿ ìàãíіòíèõ ñèë) öåé êîëàïñ íå є ñôåðè÷íî-ñèìåòðè÷íèì.

Ç 1958 ð. àìåðèêàíåöü Äæîçåô Âåáåð (1919–2000) íàìàãàâñÿ çàðåєñòðó-âàòè ãðàâіòàöіéíі õâèëі. Éîãî äåòåêòîð — àëþìіíієâèé öèëіíäð äîâæèíîþ 1,54 ì, äіàìåòðîì 0,6 ì і ìàñîþ 1,5 ò, ïіäâіøåíèé íà ñïåöіàëüíіé òîíêіé íèòöі â ðàìі çі ñòàëåâèõ áëî êіâ і ïîìіùåíèé ó âàêóóìíó êàìåðó, îòî÷åíó ÷óòëèâèìè àêóñòè÷íèìè ôі ëüòðàìè. Ðîçòÿã і ñòèñê öèëіíäðà ïіä äієþ ãðà-âіòàöіéíîї õâèëі äàò÷èêè ìî æóòü ðåєñòðóâàòè ç âåëè÷åçíîþ òî÷íіñòþ.

Ùîá óíèêíóòè ïîõèáîê, ïîâ’ÿçàíèõ, íàïðèêëàä, ç êîëèâàííÿì çåìíîї êîðè àáî åëåêòðè÷íèì ðîçðÿäîì â àòìîñôåðі, Âåáåð âñòàíîâèâ äâà àíàëîãі÷-íі äåòåêòîðè íà âіäñòàíі 1000 êì. Ñèñòåìà ðåєñòðóє ëèøå òі ñèãíàëè, ïî÷àòêè ÿêèõ çáіãàþòüñÿ ç òî÷íіñòþ äî 0,2 ñ. Öі äåòåêòîðè і ñïðàâäі âïðî-äîâæ áà ãàòüîõ ìіñÿöіâ ðåєñòðóâàëè â ñåðåäíüîìó îäèí іìïóëüñ íà êîæíі ï’ÿòü äіá. Îäíàê äîòåïåð æîäíà іíøà ëàáîðàòîðіÿ öüîãî íå ïіäòâåðäèëà, і ïèòàííÿ ïðî ïðèðîäó ñèãíàëіâ, ÿêі çàðåєñòðóâàâ Âåáåð çàëèøàєòüñÿ íåç’ÿ-ñîâàíèì.

Íèíі ðîçðîáëåíî òâåðäîòіëüíі ãðàâіòàöіéíі àíòåíè äðóãîãî ïîêîëіííÿ, ó ÿêèõ ï’ÿòèòîííі àëþìіíієâі öèëіíäðè îõîëîäæóþòüñÿ äî 2 Ê, à äàò÷èêè ÿêèõ çäàòíі ðåєñòðóâàòè àìïëіòóäè êîëèâàíü äî 2 ∙ 10–17 ñì. Ó ÑØÀ ââå-äåíî â äіþ âåëèêó ëàçåðíî-іíòåðôåðåíöіéíó ãðàâі òàöіéíî-õâèëüîâó îáñåð-âàòîðіþ ËІÃÎ, îäèí іíòåðôåðîìåòð ÿêîї ç áàçîþ 4 êì âñòàíîâëåíî ó øòàòі Ëóїçіàíà, äðóãèé ç òàêîþ ñàìîþ áàçîþ — ó øòàòі Âàøèíãòîí. Іíñòðóìåí-òè îá’єäíàíі çà äîïîìîãîþ êîìï’þòåðíîї ìåðåæі. Є ïëàíè áóäіâíèöòâà âåëèêèõ іíòåðôåðîìåòðіâ äëÿ öієї ñàìîї ìåòè і â іíøèõ êðàїíàõ, à òàêîæ âñòàíîâëåííÿ ñóïóòíèêîâèõ ãðàâіòàöіé íèõ àíòåí, ó ÿêèõ áàçà äîñÿãàëà á ñîòåíü ìіëüéîíіâ êіëîìåòðіâ.

11 ëþòîãî 2016 ðîêó áóëî îãîëîøåíî ïðî åêñïåðèìåíòàëüíå âіäêðèòòÿ ãðàâіòàöіéíèõ õâèëü, іñíóâàííÿ ÿêèõ ïåðåäáà÷èâ ùå Àëüáåðò Åéíøòåéí.

Äæîçåô Âåáåð

Ðàéìîíä Äåâіñ

Розділ 2 МЕТОДДИ ТА ЗАСОБИ АСТРОНОМІЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ

60 61

Ãðàâіòàöіéíà õâèëÿ íîãî ãðàâіòàöіéíîãî ïîëÿ âèðåííÿ çìіíí — öå ïîøèðèõ õâèëü äîïîìîæå ïðîëèòèãðàâіòàöіéíèïðîñòîðі. Ââàæàþòü, ùî âèâ÷åííÿ ã

üêè.ñâіòëî íà іñòîðіþ Âñåñâіòó і íå òіëüê

1. îìії çà äîïîìîãîþ òåëåñêîïіâ?’ÿçóþòü â àñòðîíî ßêі îñíîâíі çàâäàííÿ ðîçâ’ÿ2. ïòè÷íîї ñèñòåìè òåëåñêîïà?äèìå çáіëüøåííÿ îï ßê ìîæíà âèçíà÷èòè âèäè3. åñêîïà? Ïðîíèêàþ÷îþ ñèëîþ?ëüíîþ çäàòíіñòþ òåëÙî ðîçóìіþòü ïіä ðîçäіëü4. êòîðà, ðåôëåêòîðà é äçåðêàëü-òè÷íі ñèñòåìè ðåôðàê ×èì âіäðіçíÿþòüñÿ îïòè

Øìіäòà) òåëåñêîïіâ? íî-ëіíçîâèõ (êàìåðà Ø5. ðàäіîòåëåñêîïіâ; ðàäіîіíòåðôå-: îïòè÷íі òåëåñêîïè âіä ð ×èì âіäðіçíÿþòüñÿ:

òåëåñêîïà?ðîìåòð âіä ðàäіîòåë6. é.àñòðîíîìі÷íèõ îáñåðâàòîðіé Íàçâіòü êіëüêà à

§ 11. СПЕКТРАЛЬНИЙ АНАЛІЗ В АСТРОНОМІЇ. МЕТОДИ АСТРОНОМІЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ

Види спектрів. óñêàþ÷è ïó÷îê ñâіòëà ÷åðåç Ó 1666 ð. Íüþòîí, ïðîïóî íå òіëüêè çàëîìëþєòüñÿ,òðèãðàííó ñêëÿíó ïðèçìó, ïîìіòèâ, ùî ñâіòëîèìàíó íà åêðàíі êîëüîðîâóàëå é ðîçêëàäàєòüñÿ íà êîëіðíі ñêëàäîâі. Îòðè

ñìóæêó, ùî ñêëàäàєòüñÿ іç ñåìè îñíîâíèõ êîëüîðіâ, ùî ïîñòóïîâî ïåðå-ñìóæêó, ùî ñêëàäàєòüñÿ іç ñåìè îñíîâíèõ êîëõîäÿòü îäèí â îäíèé, íàçâàëè ñïåêòðîì.

Äëÿ ñïîñòåðåæåííÿ і äîñëіäæåííÿ ñïåêòðіâ çàñòîñîâóþòü ïðèëàä —ñïåêòðîñêîï. Äëÿ îäåðæàííÿ é ðåєñòðàöії ñïåêòðіâ íåáåñíèõ òіë âèêî-ðèñòîâóþòü ñïåöіàëüíèé îïòè÷íèé ïðèëàä — ñïåêòðîãðàô.

Ñïåêòðè ïîðіâíÿíî ÿñêðàâèõ ñâіòèë ôîòîãðàôóþòü çà äîïîìîãîþ ùіëèí-íèõ ñïåêòðîãðàôіâ, ùî ñêëàäàþòüñÿ ç êîëіìàòîðà, ïðèçìè і ôîòîêàìåðè (ìàë. 2.10). Ôîòîãðàôі÷íèé çíіìîê ñïåêòðà íåáåñíîãî òіëà íàçèâàþòüñïåêòðîãðàìîþ. Ñïåêòðîãðàìîþ íàçèâàþòü òàêîæ ãðàôіê çàëåæíîñòііíòåíñèâíîñòі (ïîòóæíîñòі) âèïðîìіíþâàííÿ íåáåñíîãî òіëà âіä äîâæèíèõâèëі àáî ÷àñòîòè.

Áóäü-ÿêå òіëî, ùî ñâіòèòü, ñòâîðþє ñïåêòð âèïðîìіíþâàííÿ. Ñïåêòðèáóâàþòü ñóöіëüíі (íåïåðåðâíі), ëіíіé÷àñòі é ñìóãàñòі.

Ñóöіëüíèé (íåïåðåðâíèé) ñïåêòð — ñïåêòð, ó ÿêîãî ìîíîõðîìàòè÷íіñêëàäîâі çàïîâíþþòü áåç ðîçðèâіâ іíòåðâàë äîâæèí õâèëü, ó ìåæàõ ÿêîãî âіäáóâàєòüñÿ âèïðîìіíþâàííÿ (ìàë. 2.11, à).

Òîáòî ñóöіëüíèé ñïåêòð ìàє âèãëÿä íåïåðåðâíîї ñìóæêè, êîëüîðè ÿêîїïîñòóïîâî ïåðåõîäÿòü ç îäíîãî â іíøіé. Óñі òâåðäі òіëà, ùî ñâіòÿòüñÿ —ðîçïëàâëåíі ìåòàëè, ãàçè òà ïàðè, ïåðåáóâàþ÷è ïіä äóæå âåëèêèì òèñêîì,äàþòü ñóöіëüíèé ñïåêòð. Òàêèé ñïåêòð ìîæíà, íàïðèêëàä, îäåðæàòè âіääóãîâîãî ëіõòàðÿ òà ñâі÷êè, ùî ãîðèòü.

О ЗАПИТАННЯ ДО ВИВЧЕНОГО

1. Іíøèé âèä ìàє ñïåêòð, ÿÿêùî çà äæåðåëî ñâіòëà âèêîðèñòàòè ðîçïå÷åíі ãàçè àáî ïàðè, êîëè їõíіé òòèñê ìàéæå íå âіäðіçíÿєòüñÿ âіä íîðìàëüíîãî і ãàçè ïåðåáóâàþòü â àòîìàðííîìó ñòàíі.

Ó öüîìó âèïàäêó ãîâîðÿòü ïðî òü ïðî ðëіíіé÷àñòèé ñïåêòð ( )(àòîìíèé). Âіí ñêëà-äàєòüñÿ ç îêðåìèõ êîëüîðîâèõ ìîíîõðîìàòè÷íèõ ëіíіé, ùî íå çëèâàþòüñÿîäíà ç îäíîþ і ðîçäіëåíі òåìíèìè ïðîìіæêàìè (ìàë. 2.11, á). Óñòàíîâëå-íî, ùî ó ñòàíі ðîçіãðіòîї äî âèñîêîї òåìïåðàòóðè êîæåí õіìі÷íèé åëåìåíò ãàçó ñêëàäàєòüñÿ ç àòîìіâ і âèïóñêàє âëàñòèâèé òіëüêè éîìó îäèí ëіíіé-÷àñòèé ñïåêòð ç õàðàêòåðíèìè êîëüîðîâèìè ëіíіÿìè, çàâæäè ðîçìіùåíè-ìè íà ïåâíîìó ìіñöі.

Ñìóãàñòèé ñïåêòð — ñïåêòð, ìîíîõðîìàòè÷íі ñêëàäîâі ÿêîãî óòâîðþ-þòü ãðóïè (ñìóãè), ùî ñêëàäàþòüñÿ ç áàãàòüîõ òіñíî ðîçìіùåíèõ ëіíіé åìіñії. Òîáòî ñìóãàñòèé ñïåêòð (ìîëåêóëÿðíèé) ñêëàäàєòüñÿ ç îêðåìèõëіíіé, ÿêі çëèâàþòüñÿ â ñìóãè (÷іòêі ç îäíîãî êðàþ é ðîçìèòі ç іíøîãî), ðîçäіëåíі òåìíèìè ïðîìіæêàìè (ìàë. 2.11, â). Òàêèé ñïåêòð âèïðîìіíþ-þòü ìîëåêóëè ãàçіâ і ïàðè.

Ïîðÿä іç ñïåêòðàìè âèïðîìіíþâàííÿ іñíóþòü ñïåêòðè ïîãëèíàííÿ(ìàë. 2.12).

Ñóöіëüíèé ñïåêòð, ïåðåñі÷åíèé òåìíèìè ëіíіÿìè àáî ïîëîñàìè â ðåçóëü-òàòі ïðîõîäæåííÿ áіëîãî ñâіòëà ÷åðåç ðîçïå÷åíі ãàçè àáî ïàðè, íàçèâàþòüñïåêòðîì ïîãëèíàííÿ. Äîñëіäæåííÿ ÿâèùà âèíèêíåííÿ ñïåêòðіâ ïîãëè-íàííÿ ïîêàçàëî, ùî ðå÷îâèíà ïîãëèíàє ïðîìåíі òèõ äîâæèí õâèëü, ÿêі âîíî ìîæå âèïðîìіíþâàòè â äàíèõ óìîâàõ (çàêîí Êіðõãîôà).

Òàêèì ÷èíîì, äëÿ êîæíîãî õіìі÷íîãî åëåìåíòà éîãî ëіíіé÷àñòèé ñïåêòðâèïðîìіíþâàííÿ îáåðíåíèé äî ñïåêòðà ïîãëèíàííÿ. Öå çíà÷èòü, ùî ðîç-ìіùåííÿ òåìíèõ ëіíіé ïîãëèíàííÿ òî÷íî âіäïîâіäàє ðîçìіùåííþ êîëüîðî-âèõ ëіíіé âèïðîìіíþâàííÿ.

Ìàë. 2.12.Ìàë 2 12 Ñîíÿ÷íèé ñïåêòð іç ÷іòêèìè ôðàóíãîôåðîâèìè ëіíіÿìèÑîíÿ÷íèé ñïåêòð іç ÷іòêèìè ôðàóíãîôåðîâèìè ëіíіÿìè

Ìàë. 2.11. Ñïåêòðè: àà) ñóöіëüíèé, á) ëіíіé÷àñòèé, â) ñìóãàñòèéñòèé

à

á

â

Ìàë. 2.10. Ñõåìà ùіëèííîãî ñïåêòðîãðàôà

Ñâіòëî

Ùіëèíà

Ïðèçìà

Ôіîëåòîâі ïðîìåíі Ôîòîãðàôі÷íàïëàñòèíêà

×åðâîíі ïðîìåíі

Ôîòîêàìåðà