Видимое движение планет и их конфигурации. Законы движения планет солнечной системы Что подразумевают под движением планет

О пыль миров! О рой священных пчел!
Я исследил, измерил, взвесил, счел,
Дал имена, составил карты, сметы
Но ужас звезд от знания не потух.
М. Волошин

Урок 1/7

Тема: Видимое движение планет.

Цель: Познакомить учащихся с составом Солнечной системы, понятий о космических и небесных явлениях, связанных с обращением планет вокруг Солнца и видимым движением других космических тел: петлеобразным движением планет, конфигурациями и их видами, периодами обращения.

Задачи :
1. Обучающая : систематизация понятий о небесных явлениях: видимом движении и конфигурациях планет, наблюдающихся в результате взаимного перемещения и расположения небесных светил относительно земного наблюдателя; подробное рассмотрение причин и характеристик космического явления обращения планет вокруг Солнца и его следствий - небесных явлений: видимого движения внутренних и внешних планет на небесной сфере и их конфигураций (верхнего и нижнего соединений, элонгаций, противостояний, квадратур), атмосферной рефракции.
2. Воспитывающая : формирование научного мировоззрения в ходе знакомства с историей человеческого познания и объяснения повседневно наблюдаемых небесных явлений; борьба с религиозными предрассудками.
3. Развивающая : формирование умений выполнять упражнения на применение основных формул сферической астрономии при решении соответствующих расчетных задач и применять подвижную карту звездного неба, звездные атласы, справочники, Астрономический календарь для определения положения и условий видимости небесных светил и протекания небесных явлений.

Знать 1-й уровень (стандарт)- общую характеристику состава Солнечной системы (сведения о телах и характерные закономерности), видами конфигурации, понятием синодического и сидерического периодов обращения и их взаимосвязи. 2-й уровень - общую характеристику состава Солнечной системы (сведения о телах и характерные закономерности), видами конфигурации, понятием синодического и сидерического периодов обращения и их взаимосвязи, формулы, выражающие связь между сидерическими и синодическими периодами обращения и вращения планет;
Уметь: 1-й уровень (стандарт) - определять вид конфигурации и производить простейшие вычисления периодов обращения, использовать Астрономические календари, справочники и подвижную карту звездного неба для определения условий наступления и протекания данных небесных явлений. 2-й уровень - определять вид конфигурации, использовать Астрономические календари, справочники и подвижную карту звездного неба для определения условий наступления и протекания данных небесных явлений, решать задачи, связанные с расчетом положения и условий видимости планет с учетом формул, выражающих связь сидерических и синодических периодов их обращения и вращения.

Оборудование: Таблица “Солнечная система”, слайд-фильм “Строение Солнечной системы”, диапозитивы: петлеобразное движение планеты, конфигурация и фазы внутренних планет, модель планетной системы, д/ф “Видимое движение небесных тел”, к/ф “Планетная система”, “Петля Марса”. Таблица - “Состав Солнечной системы”. ПКЗН. CD- "Red Shift 5.1" (Экскурсии -2. Солнце, Земля и Луна - Зигзаги планет; принцип нахождение небесного объекта в заданный момент времени, Лекции - Блуждающие планеты).

Межпредметная связь: математика (развитие вычислительных навыков и геометрических представлений), первоначальное представление учащиеся о строении Солнечной системы, полученных в курсах природоведения и истории.

Ход урока:

1.Повторение материала (8-10мин)

А) Вопросы:

• Сообщение о календаре.
• Решение задачи №4 (стр. 29).
• Решение задачи №5 (стр. 29).
• Решение задачи №7 (стр. 29).
• Связь времени с долготой. Всемирное и другие виды времени.

Б) Остальные: 1. Кроссворд

2. Укажите причины небесных явлений , отмечая напротив каждого варианта вопроса верный номер варианта ответа, например: А1; Б2; В3 и т.д.

3. Работа по вопросам .

1. Азимут светила 45°, а высота 60°. В какой стороне неба светило? [на западе]
2. Определите созвездие в котором находится звезда α=4 ч 14 м, δ=16°28". [α- Тельца - Алдебаран]
3. Когда в течение суток зенитное расстояние Солнца равно 90 о? [ восход, заход]
4. Сколько суток содержал в 1918г в РФ в связи с реформой, календарь?
5. Планета видна на расстоянии 120 о от Солнца. Верхняя или нижняя эта планета? [верхнее]
6. 20 марта 1997г было противостояние Марса. В каком созвездии находился Марс? [Рыбы - точка γ]
7. Сохранится ли видимая с Земли конфигурация созвездий, если астронавт будет наблюдать звездное небо с Марса? [да]

2. Новый материал (15мин)
1. Состав Солнечной системы:

1. Планеты- На сегодня известно 8 больших планет со спутниками и кольцами: Меркурий, Венера, Земля (с Луной), Марс (с Фобосом и Деймос), Юпитер (с кольцом и не менее 63 спутников), Сатурн (с мощным кольцом и не менее 60 спутников) - эти планеты видны невооруженным глазом; Уран (открыт в 1781г, с кольцом и не менее 27 спутника), Нептун (открыт в 1846г, с кольцом и не менее 13 спутников).
2. Карликовые планеты - Плутон (открыт в 1930г, с Хароном и еще 2 спутниками = был планетой до 24.08.2006 года), Церера (первый астероид открыт в 1801г), и объекты пояса Койпера: Зена (Xena, объект 2003UB313 - официальное название 136199 Eris (Эрис)) и Седна (объект 90377), находящиеся за орбитой Плутона и открытые в 2003 году.
3. Малые планеты - астероиды = (первый Церера открыт в 1801г - переведен в разряд карликовых планет с 24.08.2006г), расположены в основном в 4-х поясах: Главном - между орбитами Марса и Юпитера, поясе Койпера - за орбитой Нептуна, троянцы: на орбите Юпитера и Нептуна. Размеры менее 800 км. Сейчас известно почти 400 000.
4. Кометы - небольшие тела до 100 км в диаметре, конгломерат пыли и льда, движущиеся по очень вытянутым орбитам. Облако Оорта (резервуар комет) находится на периферии Солнечной системы.
5. Метеорные тела - небольшие тела от песчинок до камней в несколько метров диаметром (образуются от комет и дробления астероидов). Небольшие при входе в земную атмосферу сгорают, а те, которые достигают Земли - метеориты.
6. Межпланетная пыль - от комет и дробления астероидов. Мелкая выталкивается на периферию Солнечной системы солнечным давлением, а более крупные притягиваются планетами и Солнцем.
7. Межпланетный газ - от Солнца и планет, очень разряжен. В нем распространяется “солнечный ветер” - поток плазмы (ионизированного газа от Солнца).
8. Электромагнитное излучение и гравитационные поля - Солнечная система пронизана магнитными полями Солнца и планет, гравитационными полями и электромагнитными волнами различной длины волн, порождаемые планетами и Солнцем.

2. Петлеобразное движение планет

Более чем за 2000 лет до НЭ люди заметили, что некоторые звезды перемещаются по небу - их позже греки назвали “блуждающими” - планетами . К ним относили Луну и Солнце. Нынешнее название планет заимствовано у древних римлян. Выяснилось, что планеты блуждают в зодиакальных созвездиях. Но объяснить смог только Н.Коперник в начале 16в видимым отображением на небесной сфере в силу движения Земли и планет с разными скоростями вокруг Солнца. Траектория движения небесного тела называется его орбитой . Скорости движения планет по орбитам убывают с удалением планет от Солнца. Плоскости орбит всех планет Солнечной системы лежат вблизи плоскости эклиптики, отклоняясь от нее: Меркурий на 7 о , Венера на 3,5 о ; у других наклон еще меньше. По отношению к орбите и условиям видимости с Земли планеты разделяются на внутренние (Меркурий, Венера) и внешние (Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун). Внешние планеты всегда повернуты к Земле стороной, освещаемой Солнцем. Внутренние планеты меняют свои фазы подобно Луне.

3. Конфигурация планет.

Конфигурация - характерное взаимное расположение планет относительно Солнца и Земли. Нижние - соединение (верхнее и нижнее - планета находится на прямой Солнце-Земля) и элонгация (западная и восточная - наибольшее угловое удаление планеты от Солнца: Меркурия-28 о , Венеры-48 о - лучшее время наблюдения планет). В нижнем соединении Венера и Меркурий периодически проходят по диску Солнца : Меркурий в мае и ноябре 13 раз в 100 лет. Последние прошли 7.05.2003г и 8.11.2006г, а будут 9.05.2016г и 11.11.2019г. Венера в июне и декабре повторяются через 8 и 105,5, или 8 и 121,5 лет, последнее было 8.06.2004г а будет 6.06.2012г. Верхние - квадратура (западная и восточная - четверть круга) и соединение (противостояние - когда планета за Землей от Солнца - лучшее время наблюдения внешних планет, она полностью освещена Солнцем).

4. Периоды обращения планет.
В ходе разработки гелиоцентрической системы строения мира Н.Коперник получил формулы (уравнения синодического периода ) для расчета периодов обращения планет и впервые их вычислил.
Сидерический (T - звездный) - промежуток времени в течение которого планета совершает полный оборот вокруг Солнца по своей орбите относительно звезд .
Синодический (S ) - промежуток времени между двумя последовательными одинаковыми конфигурациями планеты .

Нижние (внутренние) планеты движутся по орбите быстрее Земли, а верхние (внешние) медленнее. Если планета совершает полный оборот за период Т , то в сутки она сместится по орбите на 360 о /Т , а Земля на 360 о /Т з . Тогда для нижней планеты разность средних смещений есть наблюдаемое суточное смещение 360 о /S=360 о /Т - 360 о /Т з или 1/S=1/Т - 1/Т з (фор.12) , а для верхней 1/S=1/Т з - 1/Т (фор.13) внутренней внешней

Астрономическая рефракция - явление преломления (искривления) световых лучей при прохождении через атмосферу, вызванное оптической неоднородностью атмосферного воздуха. Вследствие уменьшения плотности атмосферы с высотой искривленный луч света обращен выпуклостью в сторону зенита. Рефракция изменяет зенитное расстояние (высоту) светил по закону: r = a * tg z , где: z - зенитное расстояние, a = 60,25" - постоянная рефракции для земной атмосферы (при t = 0 о С, p = 760 мм. рт. ст.). В зените рефракция минимальна - она возрастает по мере наклона к горизонту до 35" и сильно зависит от физических характеристик атмосферы: состава, плотности, давления, температуры. Вследствие рефракции истинная высота небесных светил всегда меньше их видимой высоты: рефракция "поднимает" изображения светил над их истинными положениями. Искажаются форма и угловые размеры светил: на восходе и закате близ горизонта "сплющиваются" диски Солнца и Луны, поскольку нижний край диска поднимается рефракцией сильнее верхнего. Искажается показатель преломления света в зависимости от длины волны: при очень чистой атмосфере человек может увидеть на заходе или восходе Солнца редкий "зеленый луч". Поскольку расстояния до звезд несравнимо превосходят их размеры, можно считать звезды точечными источниками света, лучи которых распространяются в пространстве по параллельным прямым. Преломление лучей звездного света в атмосферных слоях (потоках) разной плотности вызывает мерцание звезд - неравномерные усиления и ослабления их блеска, сопровождающиеся изменениями их цвета ("игрой звезд").

Земная атмосфера рассеивает солнечный свет на случайных микроскопических неоднородностях плотности воздуха, сгущениях и разрежениях размерами 10 -3 -10 -9 м. Интенсивность рассеяния света обратно пропорциональна четвертой степени длины световой волны (закон Рэлея). Сильнее всего рассеиваются короткие волны: фиолетовые, синие и голубые лучи, слабее всего - оранжевые и красные. Вследствие этого земное небо имеет днем голубой цвет. Ночью на Земле никогда не бывает абсолютно темно: рассеянный в атмосфере свет звезд и давно зашедшего Солнца создает ничтожно малую освещенность в 0,0003 лк. Продолжительность светового времени суток - дня всегда превышает промежуток времени от восхода до захода Солнца. Рассеяние солнечных лучей в земной атмосфере порождает сумерки , плавный переход от светлого времени суток - дня к темному - ночи, и обратно. Сумерки возникают из-за подсвечивания верхних слоев атмосферы Солнцем, находящимся ниже линии горизонта. Продолжительность их определяется положением Солнца на эклиптике и географической широтой места. Различают гражданские сумерки: период времени от захода Солнца (верхнего края солнечного диска) до его погружения на 6 о -7 о под горизонт; навигационные сумерки - до момента погружения Солнца под горизонт на 12 о; астрономические сумерки - пока угол не составит 18 о . На высоких (± 59,5 о ) широтах Земли наблюдаются белые ночи - явление прямого перехода вечерних сумерек в утренние при отсутствии темного времени суток. Обобщено в таблице.

III. Закрепление материала 8 мин)

1. Просмотреть пример №3 (стр. 34).
2. Марс в противостоянии виден в созвездии Весов. В каком созвездии находится в это время Солнце? (Овен)
3. В каком созвездии находится Меркурий (Венера), если планета сейчас в верхнем (нижнем) соединении с Солнцем? (по ПКЗН в зодиакальных созвездиях нахождения Солнца)
4. 21 июля 2001 года Меркурий в наибольшей западной элонгации. В каком созвездии в какое время суток и сколько времени можно наблюдать эту планету? (В западной элонгации планета наблюдается вечером, по ПКЗН Близнецы-Телец, 28 о /15 о =1час 52 мин).
5. Каковы условия видимости Земли с поверхности Луны? Орбиты спутника Венеры? С поверхности Марса? (Обратить внимание на положение Солнца, мешающего видимости)
6. CD- "Red Shift 5.1":
   = показывается (при необходимости) принцип нахождения объекта в заданное время и пример для Марса нахождения предыдущего и следующего противостояния. (26.10.2006г и 5.12.2008г)
   = в каких созвездиях, какова фаза, звездная величина, элонгация и угловой диаметр планет, Солнца, Луны (находим лучше всего в астрономическом календаре)
   = какие планеты в октябре находятся в соединении с Солнцем (для 2007г это Меркурий в нижнем)
7. Какова продолжительность года на Марсе, если между двумя противостояниями проходит 780 d ? (1/S=1/Т з - 1/Т , отсюда Т= (Т з. S)/(S- Т з)= (365,25 . 780)/(780-365,25)=686,9 d)
8. Наиболее удобно наблюдать Меркурий вблизи его элонгаций. Почему? Как часто они повторяются, если год на Меркурии равен 88 d ? (не так мешает свет Солнца, 1/S=1/Т - 1/Т з , отсюда S=(88 . 365,25)/(365,25-88)=115,9 d)
9. Противостояние Юпитера наблюдалось 30 апреля 1994г в 13,9 ч. Когда будет следующее противостояние? Будет ли оно видно?

Решение: По формуле 13 получим S =1,092года=1,092 . 365,25=1 год + 34 дня. Добавляем к данной дате и получим противостояние 2 июня 1995г. По ПКЗН находим - созвездии Змееносца между 16 и 17 час, то есть в дневное время - не видимо.

Итог:
1) Что такое конфигурация? Ее виды. 2) Что такое сидерический и синодический период? 3) Состав Солнечной системы. 4) Почему на звездных картах не указывают положения планет? 5) В каких созвездиях надо искать на небе планеты? 6) Какие планеты могут наблюдаться на фоне диска Солнца? 7) Сдать контрольную работу, кроссворд, сообщение, опросник (то что делали - что задавалось) по первой главе "Введение в астрономию". 8) Оценки

Домашнее задание: §7; вопросы и задания стр. 35.
Задания из сборника олимпиадных задач В.Г. Сурдина:
4.10. На Земле солнечные сутки длиннее звездных, а на Венере - наоборот. Почему? (для решения нужно помнить, что Земля вращается вокруг своей оси в противоположном направлении от направления, в котором она обращается вокруг Солнца. Венера - единственная из планет Солнечной системы, вращающаяся в том же направлении, в котором она обращается вокруг Солнца. Солнце на Венере опускается за горизонт раньше звезд, одновременно с которыми оно взошло).
4.13. Считается, что у Венеры бывает либо утренняя, либо вечерняя видимость. А можно ли наблюдать Венеру в течение одних суток и утром и вечером? (Ответ: "да". Явление "двойной видимости" Венеры наблюдается в случае большого различия между склонениями Солнца и Венеры. В этом случае в средних и северных широтах Венера всходит чуть раньше Солнца, а заходит чуть позже Солнца).

последнее изменение 14.10.2009 года

Давайте рассмотрим виды движения планет. более подробно. Движение планет может быть прямым (D), ретроградным (R) или стационарным (S). В реальности все планеты движутся прямо, но их относительное движение может быть иным.

Ретроградное движение планет

Солнце и Луна никогда не бывают ретроградными, но все другие планеты - могут быть. Ретроградное движение планеты - движение как бы в обратном направлении по зодиаку, хотя на самом деле это оптическая иллюзия.

Чтобы понять этот вид движения планет, представьте себе, что вы едете на поезде, и тут вас обгоняет другой поезд. Вам кажется, что вы двигаетесь назад, но на самом деле вы просто движетесь медленнее другого поезда. Ретроградное движение не влияет на сущность планеты, оно скорее свидетельствует об изменении ее влияния.

Например, ретроградное движение Меркурия свидетельствует о проблемах, возникающих в общении и поездках. Ретроградное движение Юпитера несколько снижает позитивное влияние этой планеты.

Некоторые астрологи считают, что присутствие трех иболее ретроградных планет в натальной карте человека говорит о том, что на его настоящее в огромной степени влияет опыт прошлых жизней. Но даже если это так, мы должны помнить о том, что источник нашей силы - в настоящем, в этой жизни, в этом мгновении.

При ретроградном движении сущность планеты обращена вовнутрь, что вызывает напряжение и стрессы. Обычно это напряжение проявляется в отношениях с окружающими.

Директное движение планет

Это привычный и естественный вид движения планет, когда они идут прямо. Двигающиеся прямо планеты оказывают на человека больше влияния, чем ретроградные.

Стационарное движение планет

Стационарным называют вид движения планеты, при котором она готовится к смене курса и притормаживает движение. Т.е. планета вот-вот начнет прямое или ретроградное движение. Движущиеся страционарно планеты являются еще более влиятельными, чем планеты, двигающиеся ретроградно или прямо. Это связано с концентрацией энергии планеты.

Пробел курса

У вас был тяжелый день. Контракт, который вы ожидали по почте, не пришел. Ваш сын-подросток завалил экзамен по математике, и, возможно, ему придется ходить в летнюю школу. Ваша кошка свалилась с крыши, и вам пришлось мчаться с ней к ветеринару. Ваш избранник решил отправиться в долгий отпуск и не пригласил вас присоединиться. Вы поссорились с сестрой и наговорили такого, о чем теперь жалеете.

Такое происходит, когда в курсе Луны случается пробел - то есть она переходит из одного знака в другой. Мелочи идут наперекосяк и сказываются на ваших эмоциях. Природа событий зависит от знака и дома, который занимала Луна во время вашего рождения.

Даже несмотря на то что Луна не становится ретроградной, она эквивалентна ретроградной. Пробел курса (VC) может случиться с любой планетой и особенно важен для Луны в почасовой астрологии, но вы должны обратить внимание на его воздействие на вашу карту рождения.

Влиятельность планет

Сферы влияния распределены между планетами на основе многовековых наблюдений и в зависимости от вида движения планеты. Люди смотрели на то, как ведет себя планета и что этому соответствует в реальности. Солнце дает жизнь и управляет детьми как теми, кто ее продолжает. Самой непостоянной оказалась переменчивая Луна.

Самым быстрым оказался Меркурий, управляющий мыслью. Самой красивой на небе была Венера, управляющая прекрасным. Красный Марс управляет всем, что привлекает внимание, то ли потому, что оно опасно, то ли потому, что желанно.

Самым большим был Юпитер, управляющий всем важным и значительным. На краю Вселенной, известной древним, был Сатурн, управляющий границами и пределами, и окруженный кольцами - как символами таких границ.

Чаша из Рогозенского клада

Движение Луны по орбите

В видео есть фраза period lunar of revolution - период лунной революции . Это полный оборот (революция луны), который составляет 27,3 земных суток или так называемый называется сидерический месяц .
Сравните Лунную Революцию и Менструальный цикл.
Полнолуние и овуляция на 12-14 день. Поэтому и женщина Инь-Луна ("революционерка").

РЕТРОГРАДНЫЕ ПЛАНЕТЫ

Все планеты нашей солнечной системы располагаются в определённом порядке и находятся на определённом расстоянии от Солнца. Наблюдая с Земли за положением планет, мы можем заметить, что периодически они как бы останавливаются и затем начинают двигаться вспять по своей орбите. На самом деле, конечно же, планеты не движутся назад. Просто наша Земля «обгоняет» по своей орбите ту или ную планету. Вот и кажется наблюдателю с Земли, что планета-сосед начала «пятиться» назад.
Такое явление астрологи и астрономы подметили много веков назад и назвали его «ретроградным движением» .
Так как каждая планета имеет своё влияние на Землю и, сответственно, на всё живое на Земле, то каждой из планет присвоены определёные свойства (качества) её влияния на людей, события, течение процессов.
Ретроградное (попятное) движение имеют все небесные светила, кроме Солнца и Луны .

Так выглядит видимое движение Меркурия и Венеры

Видимое движение Марса, Юпитера, Сатурна и Урана

А так бы видели если находились на Солнце.

Ретроградное движение Меркурия.

Ретроградное движение Марса.

Примерно так движется Марс относительно земли. Там где переход цвета с одного на другой, планета делает петлю, это происходит когда мы догоняем Марс, а потом он начинает отставать от Земли.

В центе наблюдатель-Мы Люди жители планеты Земля.

Вот откуда эти "диски-тарелки" на иллюстрации это орбиты Марса!

Если августовским вечером, вскоре после захода Солнца, вы поглядите на восток, то увидите очень яркую красноватую "звезду". По яркости ее можно было бы принять за Венеру, но вечером Венеры на востоке не бывает. Это Марс, а столь яркий он потому, что сейчас идет противостояние Земли и Марса, причем не простое. (2003 год).
Примерно каждые два года Земля и Марс, двигаясь по своим орбитам, сближаются друг с другом. Подобные сближения называются противостояниями. Если бы орбиты Земли и Марса были круговыми и лежали строго в одной плоскости, то противостояния происходили бы строго периодически (между ними бы проходило чуть больше двух лет) и Марс приближался бы к Земле всегда на одно и то же расстояние. Однако это не так. Хотя плоскости орбит планет достаточно близки и орбита Земли почти круговая, но эксцентриситет марсианской орбиты достаточно велик. Поскольку интервал между противостояниями не совпадает ни с земным, ни с марсианским годом, то максимальное сближение планет происходит в разных точках их орбит. Если противостояние случается вблизи афелия . (από «апо» - из, от = отрицание и отсутствие чего-либо, ηλιος «гелиос» - Солнце) орбиты Марса (это приходится на зиму в северном полушарии Земли), то расстояние между планетами оказывается достаточно велико - около 100 млн. км. Противостояния вблизи перигелия марсианской орбиты (которые происходят в конце лета) гораздо более тесные. Если Марс и Земля сближаются на расстояние меньшее 60 млн. км, то подобные противостояния называют великими. Они случаются каждые 15 или 17 лет и всегда использовались астрономами для интенсивных наблюдений красной планеты. (Истории наблюдений Марса посвящена подробная .)
Однако противостояние 2003 года оказывается не просто великим, а величайшим, событием , подобного которому не было несколько тысяч лет!

Рассмотрим подробнее, что происходит во время противостояния.

По определению противостоянием называется такая конфигурация (взаимное расположение) Солнца, Земли и планеты, когдаэклиптическая широта планеты, отличается от широты Солнца на 180o. Ясно, что такая ситуация возможна только для внешних планет.
Внешние планеты- планеты юпитеровой группы, планеты Солнечной системы, обращающиеся за пределами орбиты Марса (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон); имеют ряд сходных физических характеристик. Термин «В. п.» иногда отождествляют с термином «верхние планеты».
Если спроецировать планету на плоскость эклиптики (а Земля и Солнце всегда находятся в этой плоскости), то в момент противостояния центры всех трех тел окажутся на одной прямой (Земля между Солнцем и планетой). В момент противостояния достигается максимальная фаза Марса, наступает "полномарсие" (этот искусственный термин введен по аналогии с полнолунием). Отличие фазы Марс от единицы связано только с тем, что он движется не в плоскости эклиптики.
Поскольку орбиты Марса и Земли не круговые, а их плоскости не совпадают, то момент противостояния близок, но не совпадает с моментом максимального сближения планет. С расстоянием между планетами однозначно связан видимый угловой размер Марса, который достигает максимума при наибольшем сближении.
Блеск (видимая звездная величина) Марса зависит как от его удаления от Земли, так и от фазы. Таким образом этот момент также будет близок к противостоянию, но в общем случае не будет совпадать ни с ним, ни с моментом максимального сближения планет.
Еще два важных события - прохождение Марса через перигелий своей орбиты и прохождение Земли через точку ближайшую к перигелию орбиты Марса. Земля проходит ближайшую к перигелию орбиты Марса точку всегда в одно и то же время года - примерно 28 августа. Слово примерно здесь появилось из-за того, что земной год не кратен суткам, поэтому дата прохождения этой точки меняется от года к году в пределах суток. В 2003 году марс пройдет свой перигелий 30 августа. Чем ближе к перигелию орбиты Марса оказываются планеты в противостоянии, тем сильнее они сближаются и тем более великим будет противостояние. Приведенный ниже рисунок служит этому иллюстрацией.

Противостояния Марса с 1997 г. по 2010 г. Вдоль орбиты Земли (внутренняя окружность) указаны месяцы ее прохождения по данному участку. У орбиты Марса (наружная окружность) указаны точки перигелия (Р) и афелия (А). На линиях, соединяющих планеты в момент противостояния, указан год и минимальное расстояние до Марса в астрономических единицах. (Рисунок взят изстатьи В.Г.Сурдина).Вид от Солнца.

Планетарное движение

Видимые с Земли движения Марса по своей орбите. Чтоб оказаться в исходной точке, Марсу нужно сделать 7 кругов-7 орбит, тогда он займёт практически первоначальное положение.

Семиконечная звезда может быть только при взаимном движении Земли и Марса.

Вот так тоже выглядит видимое движение Марса с Земли. Земля в центре рисунка.
Цифрами обозначены точки соединений и противостояний Марса, в центре синим цветом показана Земля.

Трек марса.

Видимый путь Марса относительно Земли вычерченный с помощью птоломеевых эпициклов и деферентов. Малый пунктирный круг - главный эпицикл, большой - деферент.
Действительное движение Марса относительно Земли в предположении неподвижности Земли.

Сравнение этой кривой с той, которая видна на соседнем рисунке, показывает, насколько хорошо птоломеева система представляла наблюдаемое нами движение планет. Различие этих кривых заключается, главным образом, в том, что в кривой, соответствующей действительным отношениям, вторая петля меньше первой, тогда как, по Птоломею, все петли обязательно должны быть одинаковой величины.

Объяснение сложного видимого движения «верхней» (внешней) планеты, по Копернику. Когда Земля занимает положение Т1, а планета положение P1, то планета должна казаться на небосводе в точке P"1. Планета движется медленнее Земли; когда Земля переместится из положения Т1 в Т2, планета передвинется из точки P1 в P2 и мы ее увидим в направлении Т2-P2 в точке небосвода P"2, т. е. планета передвинется между звездами справа налево, по направлению стрелки № I. Когда Земля занимает положение Т3, то планету мы увидим по направлению Т3-P3 в точке небосвода P"2, так что планета в точке небосвода P"2 как бы остановилась, а затем пошла вспять, слева направо, по стрелке № 2. Таким образом, стояние и обратное движение планеты - кажущиеся явления, происходящие вследствие движения Земли по орбите.

Видимое движение Марса,временной промежуток 15 лет.

В центре треугольника Земля и Луна, это то самое (всевидящее око) только это не на нас смотрят, а наоборот мы ведём свои наблюдения с планеты Земля.

Для наблюдателя с Земли,движение Солнца, выглядит именно так.

Венере чтоб занять своё первоначальное положение нужно сделать оборотов- 5 орбит. Движение Венеры относительно Земли. Круг внутри пятигранника это эклиптика Солнца,звезда и пятиугольник получаются при взаимном вращении Земли и Венеры относительно друг друга. График движения Венеры относительно Земли.

Тоже видимое движение Венеры,только у неё 5 лепестков, 5 орбит, 5 лучей, другие планеты подобного не нарисуют, подобный рисунок получается из за взаимного движения Солнца -Земли и Венеры. Из за разного расстояния и скорости движения, а так же из за местоположения планеты относительно Земли (рисунки-графики имеют существенное отличие).

Схема показывающая сближение и расхождение Венеры с Землёй.

Связь пирамид Хеопса, Хефрена и Микерина, их малых спутниц и Сфинкса с Солнечной системой. Сфинкс символизирует собой Солнце в созвездии Льва . Пирамиде Хеопса соответствует планета Венера, пирамиде Хефрена – планета Земля, пирамиде Микерина – планета Марс, а малым спутницам пирамид – спутники планет.
Мексика
И так пирамида это инструмент для наблюдения за небесными объектами, вершина пирамиды указывает на самую верхнюю точку, наблюдаемого объекта, над уровнем горизонта,в случае с Венерой это верхнее соединение, произойдёт оно 15 августа. А например с Солнцем это зенит в день летнего солнцестояния, есть пирамида солнца в Мексике, такие инструменты расставлены по всему миру.

Вид планеты Венеры с Земли. Credit: Carol Lakomiak

Наблюдение планеты Венеры с Земли.

Поскольку Венера ближе к Солнцу чем Земля, она никогда не кажется слишком удалённой от него: максимальный угол между ней и Солнцем составляет 47.8°. Вследствие таких особенностей положения на небе Земли своей максимальной яркости Венера достигает незадолго до восхода или через некоторое время после захода Солнца. В течение 585 суток периоды её вечерней и утренней видимости чередуются: в начале периода Венера видна только по утрам, затем – спустя 263 дня, она подходит очень близко к Солнцу, и его яркость не позволяет видеть планету в течение 50 дней; затем наступает период вечерней видимости Венеры, продолжительностью 263 дня, пока планета снова не скроется на 8 дней, оказавшись между Землёй и Солнцем. После этого чередование видимости повторяется в том же порядке.
Распознать планету Венеру легко, ведь на ночном небе она – самое яркое после Солнца и Луны светило, достигающее в максимуме -4,4 звёздной величины. Отличительным признаком планеты является её ровный белый цвет.
При наблюдении Венеры, даже в небольшой телескоп, можно увидеть как со временем меняется освещенность её диска, т.е. происходит смена фаз, которую первым наблюдал Галилео Галилей в 1610 г. При наибольшем сближении с нашей планетой, освященной остаётся лишь малая часть Венеры и она принимает вид тоненького серпа. Орбита Венеры в это время находится под углом 3,4° к орбите Земли, так что обычно она проходит чуть выше или чуть ниже Солнца на расстоянии до восемнадцати солнечных диаметров.
Но иногда наблюдается ситуация, при которой планета Венера располагается приблизительно на одной линии между Солнцем и Землёй и тогда можно увидеть крайне редкое астрономическое явление – прохождение Венеры по диску Солнца, при котором планета принимает вид маленького тёмного «пятнышка» с диаметром 1/30 солнечного.

Явление это происходит примерно 4 раза за 243 года: сначала наблюдаются 2 зимних прохождения с периодичностью 8 лет, затем длится промежуток продолжительностью 121,5 год, и происходит ещё 2, на этот раз летних, прохождения с той же периодичностью 8 лет. Зимние прохождения Венеры затем можно будет наблюдать только через 105,8 лет.
Необходимо отметить, что если продолжительность 243-годового цикла – величина относительно постоянная, то периодичность между зимними и летними прохождениями внутри него меняется, вследствие небольших несоответствий в периодах возвращения планет к точкам соединения их орбит.
Так, до 1518 года внутренняя последовательность прохождений Венеры выглядела как «8-113,5-121,5», а до 546 года произошло 8 прохождений, промежутки между которыми равнялись 121,5 году. Существующая сейчас последовательность сохранится до 2846 года, после чего её сменит другая: «105,5-129,5-8».
Последнее прохождение планеты Венеры, длительностью 6 часов, наблюдалось 8 июня 2004 года, следующее состоится 6 июня 2012 года. Затем наступит перерыв, окончание которого будет только в декабре 2117 года.

Движение Солнца и планет по небесной сфере.

Движения Солнца и планет по небесной сфере отображают лишь их видимые, то есть кажущиеся земному наблюдателю движения. При этом любые движения светил по небесной сфере не являются связанными с суточным вращением Земли, поскольку последнее воспроизводится вращением самой небесной сферы.
Солнце движется почти равномерно (почти - из-за эксцентриситета орбиты Земли) по большому кругунебесной сферы, называемому эклиптикой, с запада на восток (то есть в сторону, противоположную вращению небесной сферы), совершая полный оборот за один тропический год.

Изменение экваториальных координат Солнца

Когда Солнце находится в точке весеннего равноденствия, его прямое восхождение и склонение равны нулю. С каждым днём прямое восхождение и склонение Солнца увеличиваются, и в точке летнего солнцестояния прямое восхождение становится равным 90° (6h), а склонение достигает максимального значения +23°26". Далее, прямое восхождение продолжает увеличиваться, а склонение уменьшается, и в точке осеннего равноденствия они принимают значения 180° (12h) и 0°, соответственно. После этого, прямое восхождение по-прежнему увеличивается и в точке зимнего солнцестояния становится равным 270° (18h), а склонение достигает минимального значения −23°26", после чего вновь начинает расти.

Верхние и нижние планеты

В зависимости от характера движения по небесной сфере, планеты делятся на две группы: нижние (Меркурий, Венера) и верхние (все остальные планеты, кроме Земли). Это исторически сохранившееся деление; также используются более современные термины - внутренние и внешние (по отношению к орбите Земли) планеты.
Во время видимого движения нижних планет у них происходит смена фаз, как у Луны. При видимом движении верхних планет, смены фаз у них не происходит, они всё время повёрнуты к земному наблюдателю своей освещенной стороной. Если же наблюдатель, например, АМС, находится, скажем, не на Земле, а за орбитой Сатурна, то кроме смены фаз у Меркурия и Венеры, он сможет наблюдать смену фаз у Земли, Марса, Юпитера и Сатурна.

Движение нижних планет

В своём движении по небесной сфере Меркурий и Венера никогда не уходят далеко от Солнца (Меркурий - не дальше 18° - 28°; Венера - не дальше 45° - 48°) и могут находиться либо к востоку, либо к западу от него. Момент наибольшего углового удаления планеты к востоку от Солнца называется восточной или вечерней элонгацией; к западу - западной или утренней элонгацией.
При восточной элонгации планета видна на западе вскоре после захода Солнца. Двигаясь с востока на запад, то есть попятным движением, планета сначала медленно, а потом быстрее, приближается к Солнцу, пока не скрывается в его лучах. Этот момент называется нижним соединением (планета проходит между Землёй и Солнцем). Спустя некоторое время её становится видно на востоке незадолго до восхода Солнца. Продолжая попятное движение, она достигает западной элонгации, останавливается и начинает двигаться с запада на восток, то есть прямым движением, догоняя Солнце. Догнав его, она снова становится невидимой - наступает верхнее соединение (в этот момент Солнце оказывается между Землёй и планетой). Продолжая прямое движение, планета вновь достигает восточной элонгации, останавливается и начинает попятное движение - цикл повторяется

Движение верхних планет

У верхних планет также чередуются прямое и попятное движение. Когда верхняя планета видна на западе вскоре после захода Солнца, она движется по небесной сфере прямым движением, то есть в ту же сторону, что и Солнце. Однако скорость движения верхней планеты по небесной сфере всегда меньше, чем у Солнца, поэтому наступает момент, когда оно догоняет планету - происходит соединение планеты с Солнцем (последнее оказывается между Землёй и планетой). После того, как Солнце обгонит планету, её становится видно на востоке, перед восходом Солнца. Скорость прямого движения постепенно уменьшается, планета останавливается и начинает перемещаться среди звёзд с востока на запад, то есть попятным движением. В середине дуги своего попятного движения планета находится в точке небесной сферы, противоположной той, где в этот момент находится Солнце. Это положение называется противостоянием (Земля находится между Солнцем и планетой). Через некоторое время планета снова останавливается и меняет направление своего движения на прямое - и цикл повторяется.

Расположение планеты на 90° к востоку от Солнца называется восточной квадратурой, а на 90° к западу - западной квадратурой.

(1)-Летнее солнцестояние 21июня, (2)-16августа,(3)-равноденствие 23сентября, (4)-зимнее солнцестояние 21декабря.

Круги на полях 麥田怪圈

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

Было ясно, что все эти явления связаны, прежде всего, с движением небесных тел, характер которого люди пытались описать при помощи простых визуальных наблюдений, правильное понимание и объяснение которых складывалось веками. После признания революционной гелиоцентрической системы мира Коперника, после того как Кеплер сформулировал три закона движения небесных тел и разрушил многовековые наивные представления о простом круговом движении планет вокруг Земли, доказал расчетами и наблюдениями, что орбиты движения небесных тел могут быть только эллиптическими, стало наконец ясно, что видимое движение планет складывается из:

1) перемещения наблюдателя по поверхности Земли;

2) вращения Земли вокруг Солнца;

3) собственных движений небесных тел.

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

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

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

Внешние планеты всегда повернуты к Земле стороной, освещаемой Солнцем. Внутренние планеты меняют свои фазы подобно Луне. Наибольшее угловое удаление планеты от Солнца называется элонгацией . Наибольшая элонгация у Меркурия – 28°, у Венеры – 48°. Плоскости орбит всех планет Солнечной системы (кроме Плутона) лежат вблизи плоскости эклиптики, отклоняясь от нее: Меркурий на 7њ , Венера на 3,5њ; у других наклон еще меньше.

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

Угол фазы Меркурия и Венеры изменяется в пределах от 0° до 180°, поэтому Меркурий и Венера сменяют фазы так же, как и Луна. Около нижнего соединения обе планеты имеют наибольшие угловые размеры, но выглядят, как узкие серпы. При угле фазы ψ = 90°, освещается половина диска планет, фаза Φ = 0,5. В верхнем соединении нижние планеты освещены полностью, но плохо видны с Земли, так как находятся за Солнцем.

Итак, при наблюдениях с Земли на движение планет вокруг Солнца накладывается еще и движение Земли по своей орбите, планеты перемещаются по небосводу то с востока на запад (прямое движение), то с запада на восток (попятное движение). Моменты смены направления называются стояниями . Если нанести этот путь на карту, получится петля . Размеры петли тем меньше, чем больше расстояние между планетой и Землей. Планеты описывают петли, а не просто движутся туда-сюда по одной линии исключительно из-за того, что плоскости их орбит не совпадают с плоскостью эклиптики. Такой сложный петлеобразный характер был впервые замечен и описан на примере видимого движения Венеры (рисунок 1).

Рисунок 1 – «Петля Венеры».

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

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

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

Рис. 2. Конфигурации планет:
Земля в верхнем соединении с Меркурием,
в нижнем соединении с Венерой и в противостоянии с Марсом

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

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

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

Предельный угол между Землей, Солнцем и внутренней планетой называется наибольшим удалением или элонгацией и равен: для Меркурия - от 17њ30" до 27њ45" ; для Венеры - до 48њ. Внутренние планеты могут наблюдаться только вблизи Солнца и только по утрам или вечерам, перед восходом или сразу после захода Солнца. Видимость Меркурия не превышает часа, видимость Венеры - 4 часов (рис. 3).

Рис. 3. Элонгация планет

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

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

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

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

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

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

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

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

Для нижних (внутренних) планет:

Для верхних (внешних) планет:

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

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

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

В конце XVI в. датский астроном И. Кеплер, изучая движение планет, открыл три закона их движения. На основании этих законов И. Ньютон вывел формулу для закона всемирного тяготения. В дальнейшем, используя законы механики, И. Ньютон решил задачу двух тел - вывел законы, по которым одно тело движется в поле тяготения другого тела. Он получил три обобщенных закона Кеплера.

Первый закон Кеплера

Под действием силы притяжения одно небесное тело движется в поле тяготения другого небесного тела по одному из конических сечений - кругу, эллипсу, параболе или гиперболе .

Планеты движутся вокруг Солнца по эллиптической орбите (рис. 15.6). Ближайшая к Солнцу точка орбиты называется перигелием , самая далекая - афелием . Линия, соединяющая какую-либо точку эллипса с фокусом, называется радиус-вектором

Отношение расстояния между фокусами к большой оси (к наибольшему диаметру) называется эксцентриситетом е . Эллипс тем сильнее вытянут, чем больше его эксцентриситет. Большая полуось эллипса а - среднее расстояние планеты до Солнца.

По эллиптическим орбитам движутся и кометы и астероиды. У окружности е = 0, у эллипса 0 < е < 1, у параболы е = 1, у гиперболы е > 1.

Движение естественных и искусственных спутников вокруг планет, движение одной звезды вокруг другой в двойной системе также подчиняются этому первому обобщенному закону Кеплера.

Второй закон Кеплера

Каждая планета движется так, что радиус-вектор планеты за равные промежутки времени описывает равные площади.

Планета проходит путь от точки А до А" и от В до В" за одно и то же время.

Другими словами, планета движется быстрее всего в перигелии, а медленнее всего - когда находится на наибольшем удалении (в афелии). Таким образом, второй закон Кеплера определяет скорость движения планеты. Она тем больше, чем планета ближе к Солнцу. Так, скорость кометы Галлея в перигелии равна 55 км/с, а в афелии 0,9 км/с.

Третий закон Кеплера

Куб большой полуоси орбиты тела, деленный на квадрат периода его обращения и на сумму масс тел, есть величина постоянная.

Если Т - период обращения одного тела вокруг другого тела на среднем расстоянии а то третий обобщенный закон Кеплера записывается как

а 3 /[Т 2 (М 1 + М 2)] = G/4π 2

где М 1 и М 2 - массы притягивающихся двух тел, a G - гравитационная постоянная. Для Солнечной системы масса Солнца массы любой планеты, и тогда

Правая часть уравнения - постоянная для всех тел Солнечной системы, что и утверждает третий закон Кеплера, полученный ученым из наблюдений.

Третий обобщенный закон Кеплера позволяет определять массы планет по движению их спутников, а массы двойных звезд - по элементам их орбит.

Движение планет и других небесных тел вокруг Солнца под действием силы тяготения происходит по трем законам Кеплера. Эти законы позволяют рассчитывать положения планет и определять их массы по движению спутников вокруг них.

Астрономия. 11 класс - Конспекты по учебнику «Физика-11» (Мякишев, Буховцев, Чаругин) - Класс!ная физика