Giáo trình -Thiên văn học đại cương -chương 3

Chương 3THIÊN CẦU ( NHẬT ĐỘNG).I. THIÊN CẦU.Khi đứng trên Trái đất nhìn lên bầu trời ta thấy bầu trời như một mặt cầu lớn có gắn các thiên thể. Vì vậy để xác định vị trí các thiên thể trên bầu trời ta có thể lợi dụng mặt cầu đó và gọi là thiên cầu. 1. Định nghĩa Thiên cầu: Thiên cầu là một mặt cầu tưởng tượng có tâm là nơi ta quan sát, có bán kính vô cùng lớn và các thiên thể phân bố ở mặt trong quả cầu đó. 2. Đặc điểm của thiên cầu:...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình -Thiên văn học đại cương -chương 3 Chương 3 THIÊN CẦU ( NHẬT ĐỘNG).I. THIÊN CẦU. Khi đứng trên Trái đất nhìn lên bầu trời ta thấy bầu trời như một mặt cầu lớn có gắn cácthiên thể. Vì vậy để xác định vị trí các thiên thể trên bầu trời ta có thể lợi dụng mặt cầu đóvà gọi là thiên cầu. 1. Định nghĩa Thiên cầu: Thiên cầu là một mặt cầu tưởng tượng có tâm là nơi taquan sát, có bán kính vô cùng lớn và các thiên thể phân bố ở mặt trong quả cầu đó. 2. Đặc điểm của thiên cầu: Vì có thể lấy bán kính thiên cầu vô cùng lớn nên bán kính Trái đất là rất nhỏ so với bánkính thiên cầu. Vậy nên ta có thể coi bất kỳ điểm nào trên Trái đất cũng là tâm thiên cầu.Và một điểm bất kỳ nào trên thiên cầu cũng có thể nhìn thấy từ những điểm khác nhau trênTrái đất theo những đường song song. 3. Tính chất của thiên cầu: - Mặt phẳng chứa tâm thiên cầu cắt thiên cầu theo một vòng tròn lớn (vòng qua F, G). - Qua 2 điểm không đối tâm trên thiên cầu chỉ có thể vẽ một vòng tròn lớn (vòng quaA, B). - Qua 2 điểm đối tâm có thể vẽ vô số vòng tròn lớn (qua C, D). - Những mặt phẳng không qua tâm cắt mặt thiên cầu thành những vòng tròn nhỏ (r Chú ý: Đường chân trời này khác với đường chân trời mà ta nhìn thấy trong thực tế.Vì trong thực tế đường chân trời còn bị các vật trên mặt đất (nhà cửa, núi non) làm biếndạng. Người quan sát đứng trên bề mặt Trái đất chỉ quan sát được phần trên của thiên cầu cóchứa thiên đỉnh Z, phần dưới bị mặt đất che khuất. Tại thời điểm lặn mọc thiên thể đượccoi là đang ở trên đường chân trời. Hình 33 * Thiên cực: Do Trái đất quay nên ta sẽ cảm thấy thiên cầu quay. Trục quay của thiêncầu song song với trục quay của Trái đất và gọi là thiên cực PP’. Thiên cực cắt thiên cầu tại2 điểm: P là thiên cực bắc, nếu ta hướng đến nó từ trong thiên cầu sẽ thấy thiên cầu quayngược chiều kim đồng hồ và P’ là thiên cực nam. * Xích đạo trời: Mặt phẳng qua tâm 0 vuông góc với thiên cực PP’ gọi là xích đạo trời(QQ’). Xích đạo trời chia thiên cầu thành nửa thiên cầu Bắc (chứa P) và nửa thiên cầu Nam(chứa P’). Xích đạo trời cắt đường chân trời tại 2 điểm: Đông (Đ) và Tây (T). * Kinh tuyến trời: Là vòng tròn lớn đi qua thiên đỉnh Z và thiên cực P (vòng tròn nằmtrên mặt giấy). Kinh tuyến trời cắt đường chân trời tại 2 điểm Bắc (B) và Nam (N). Phầnkinh tuyến có chứa thiên đỉnh (BZN) gọi là kinh tuyến trên, phần chứa thiên để (BZ’N)gọi là kinh tuyến dưới. - 4 điểm Đông (Đ), Bắc (B), Tây (T), Nam (N) cách đều nhau 90o) (sinh viên tự chứngminh), và theo thứ tự sau : Nếu ta (người quan sát) đứng tại tâm 0, nhìn về hướng Bắc thìtay phải là Đông (Đ), tay trái là Tây (T) sau lưng là Nam (N). * Đường nửa ngày (Đường bắc nam BN) : Là hình chiếu của kinh tuyến trời lên mặtphẳng chân trời. * Vòng thẳng đứng: Là các vòng tròn lớn đi qua thiên đỉnh (Z), thiên để (Z) và vuônggóc với đường chân trời. * Vòng giờ : Là các vòng tròn đi qua 2 thiên cực PP’ và vuông góc với xích đạo trời. + Như vậy kinh tuyến trời vừa là vòng thẳng đứng, vừa là vòng giờ. * Vòng nhật động: Do Trái đất quay nhưng ta tưởng đứng yên nên sẽ thấy thiên cầuquay trong một ngày đêm, hay thấy các thiên thể Nhật động. Khi nhật động các thiên thể sẽvẽ nên những vòng tròn nhỏ (hay đường nhật động của các thiên thể là những vòng trònnhỏ) song song với xích đạo trời. Hướng nhật động sẽ ngược với chiều quay của Trái đất.Tức là nếu ta đứng tại tâm 0 (trong thiên cầu) nhìn về thiên cực bắc sẽ thấy thiên thể nhậtđộng từ phải qua trái hay từ đông sang tây. Trong một ngày đêm thiên thể sẽ mọc ở chântrời đông, qua kinh tuyến trên và lặn xuống chân trời tây, và ta không quan sát được nó quakinh tuyến dưới cho đến sự mọc tiếp vào ngày hôm sau. Ta phải chú ý hướng nhật động vìkhi vẽ trên giấy ta nhìn từ ngoài thiên cầu nên hướng sẽ ngược lại. ( Các điểm Z, Z, P, P’ và các điểm của đường chân trời bất động đối với người quansát, không quay cùng thiên cầu. Hình 34: Các vòng Nhật động 1 và 2, 3, 4II. CÁC HỆ TỌA ĐỘ. 1. Hệ tọa độ chân trời. - Vòng cơ bản : Đường chân trời, kinh tuyến trên. - Điểm cơ bản : Thiên đỉnh Z, điểm nam N. - Tọa độ : Độ cao (h) và độ phương (A). * Muốn xác định tọa độ của thiên thể M trong hệ tọa độ chân trời ta làm như sau: Vẽ vòng thẳng đứng quathiên thể M cắt đường chântrời tại điểm M. Độ cao hcủa thiên thể M là cung MMhay góc MOM . Ñoä cao hcho bieát khoảng cách từthiên thể đến đường chântrời. h có giá trị từ 0o đến90o. Hình 35 : Hệ tọa độ chân trời - Đôi khi người ta dùng khoảng cách đỉnh Z là cungĠ hay góc ZOM, ta có : h + Z =90o. - Tọa độ thứ 2 là độ phương A : Cho biết phương hướng quan sát thiên thể. Nó bằnggóc giữa vòng thẳng đứng qua điểm nam N và vòng thẳng đứng qua thiên thể M, tứccungZM hay góc NOM’. Độ phương A được tính từ điểm N theo chiều nhật động, từ 0ođến 360o (hoặc 0o → 180o Đông và 0o → 180o tây). - Đặc điểm: Do nhật động vị trí của thiên thể so với đường chân trời thay đổi. Mặt kháctừ những điểm khác nhau trên Trái đất sẽ thấy vị trí của cùng một thiên thể khác đi. Nhưvậy hệ này phụ thuộc vào thời điểm và vị trí người quan sát, nó chỉ có giá trị thực hànhquan sát. 2. Hệ tọa độ xích đạo 1. - Vòng cơ bản : Xích đạo trời QQ’. Kinh tuyến trời. - Điểm cơ bản : Thiên cực P, điểm cắt giữa xích đạo trời và kinh tuyến trời Q’ - Tọa độ : Xích vĩ (δ), góc giờ (t) Muốn xác định tọa độ của thiên thể M trong hệ tọa độ này ta làm như sau: Từ P vẽ vòng giờ qua M cắt xích đạo trời tại M’. - Xích vĩ δ của M là cung NM hay góc MOM’. Nó có giá trị từ 0o đến 90o tính từ M’.Dấu dương cho Bắc thiên cầu (trên xích đạo trời) và dấu âm cho Nam thiên cầu (dưới xíchđạo trời). - Góc giờ t: Là góc giữa kinh tuyến trời và vòng giờ ...