Аспан жұлдыздарының аспан сферасына проекциялануы
МАЗМҰНЫ
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4
... ... ... ... ... ... ... ... .. ...
1.9 – СЫНЫПТАҒЫ АСТРОНОМИЯ САБАҚТАРЫНДА ӨТІЛЕТІН ТАҚЫРЫПТАРДЫ
ТАЛДАУ
1.1 Жұлдызды аспан. Аспан сферасы. Аспан координаталарының
жүйелері ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... 5
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ...
1.2 Жұлдызды аспанның жылжымалы картасы. Әр түрлі географиялық
еңдіктегі аспан сферасының қозғалысы ... ... ... ... ... 12
1.3 Жергілікті, белдеулік және бүкіләлемдік уақыт. Астрономиядағы
қашықтықты анықтаудың кейбір 18
тәсілдері ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ..
2 ЖАРАТЫЛЫСТАНУ – МАТЕМАТИКА БАҒЫТЫНДАҒЫ ОРТА МЕКТЕПТІҢ 11 –
СЫНЫБЫНДА АСТРОНОМИЯДАН САБАҚ ТАҚЫРЫПТАРЫ
2.1 Жұлдызды аспан және жұлдыздарға қарап бағдар алудың негізгі
принципі. Жұлдыздар әлемі. Айнымалы жұлдыздар. Күн – Жер
байланысы ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... 30
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... .
2.2 Жер тобының планеталары. Алып – планеталар. Күн жүйесінің кіші
денелері. Біздің Галактика. Басқа Галактикалардың ашылуы.
Квазарлар ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... 34
... ... ... ... ... ... .
2.3 Әлем. Үлкен жарылыс. Әлем эволюциясының негізгі кезеңдері.
Әлемнің кеңеюі. Әлемнің модельдері. Әлемдегі тіршілік және
сана. Ғарышты игеру және адамзаттың оны игеру
болашағы ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... 41
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ..
3 АСТРОНОМИЯ САБАҚТАРЫНДА АҚПАРАТТЫҚ ТЕХНОЛОГИЯЛАРДЫ ПАЙДАЛАНУ
3.1 Астрономия сабағында жаңа технологияларды пайдалану
әдістемесі. Астрономия және физика сабағын ақпараттық
технологиялар негізінде 49
жүргізу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
.
3.2 Электронды оқулық – қазіргі кездегі білім берудің негізгі 52
құрамдас бөлігі ...
3.3 9 және 11 сыныптардағы астрономиядан сабақ 54
жоспары ... ... ... ...
Қорытынды ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... 68
... ... ... ... ... ... ... ...
Әдебиеттер 69
тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ...
Кіріспе
Оқу процесіне жаңа информациялық технологияларды енгізу ісі
астрономиямен тығыз байланыста өткізіледі, сондықтан физик мұғалімдер
компьютерлік техниканы меңгеріп қана қоймай, оны өз пәндерінде кеңінен
қолдануы тиіс. Осындай сәттерде физика және астрономия курсының мазмұнын да
қайта қарап, оның компьютерлік сүйемелдеуде пайдалануға болатын бөлімдерін
саралап, сабақтарды жаңалап өткізу әдістемелерін кұрастыру кажет. Жаңа
технологияларды физикада пайдалану ісі бұрынғы белгілі әдістемелермен қатар
педагогикалық жаңа технологияларды қолдануды талап етеді. Астрономиядан
сабақ беру әдістемесі педагогикалық ғылымдар жүйесінің бір бөлігі болып
табылады, пән ерекшелігіне қарай физика және астрономия курсын толығынан
компьтерлік негізге ауыстыруға болмайды. Тек кейбір тақырыптар мен
тарауларды оқып үйренуді ғана компьютерлік технологияға жүктеу керек.
Жұмыстың өзектілігі: Ғылым мен техниканың қарқынды даму кезеңінде
астрономияны оқып үйрену өте маңызды мәселелердің бірі. Сондықтан
астрономия тақырыптарын ақпараттық техногияларды қолдана отырып сабақ
жүргізу оқушылар үшін өте тиімді.
Дипломдық жұмыстың мақсаты мен міндеттері: Aстрономиялық құбылыстарды
оқушыларға түсіндірудің бір қиыншылығы – олар тек түнде жұлдыздар әлімінің
аз ғана бөлігі көзге көрінеді, бірақ жердің күнді айнала қозғалыс себебінен
аспан әлемін толық байқау қиындық тудырады. Бұл жұмыс осы тақырыпты
кеңінен, әрі тиянақты талдау арқылы әдістемелік тұрғыдан егжей-тегжейлі
қарастырылған.
Дипломдық жұмыстың зерттеу объектісі: Орта мектептің физика және
астрономия сабақтарында астрономия тақырыптарын оқыту. Астрономиялық
құбылыстарды қарапайым талдаудан бастап, галактикалар және әлемнің
дамуындағы астрофизикалық құбылыстарын түсіндіру арқылы оқыту
қарастырылған. Дипломдық жұмыста ақпараттық технологияларды пайдалана
отырып 9 және 11 – сыныптың негізігі тақырыптарын оқыту әдістері
қарастырылған.
Дипломдық жұмыстың ғылыми-әдістемелік жаңалығы: Әдістемелік тұрғыдан
аз зерттелген орта мектептің астрономия сабақтары тақырыптарының
әдістемесін жасау.
Жұмыстың құрылымы: Дипломдық жұмыс кіріспе, үш тарау, қорытынды және
пайдаланылған әдебиеттер тізімінен құрылған.
1. 9 – СЫНЫПТАҒЫ АСТРОНОМИЯ САБАҚТАРЫНДА ӨТІЛЕТІН ТАҚЫРЫПТАРДЫ ТАЛДАУ
1. Жұлдызды аспан
Айсыз ашық түні аспаннан сан жетпес жұлдыздар жымыңдап, адамның көңілін
өздеріне еріксіз аударады. Шынында да, жер бетінің кез келген орнынан бір
мезетте аспан күмбезінен құралсыз көзбен үш мыңға тарта жұлдызды көруге
болады. Оларды танып - білмек үшін адамдар өте ерте заманда жұлдыздардың
өзара орналасуын жан - жануарларға немесе басқа нәрселерге ұқсатып
топтастырып, оларға шоқжұлдыз атауларын берген. Мысалы, Геркулес пішіні бір
тізесін бүккен адамға, Торпақ - бұқаның мүйізіне, Аққу мен Бүркіт - қанатын
жая самғап ұшқан құстарға ұқсайды. Сондай-ақ Қарақұрт, Жылан, Сужылан т.б.
шоқжұлдыздарының атаулары олардың бейнелерінің өздері аттас жәндіктерге
айна-қатесіз ұқсауынан туындаған. Сонымен қатар қайсыбір шоқжұлдыз
атауларының мағыналық мәні де бар. Мысалы, Таразы шоқжұлдызының атауы күзгі
күн мен түннің теңелуі кезінде Күннің осы шоқжұлдызда (осыдан 2000 жыл
бұрын) орналасуынан туған. Сондай-ақ шоқжұлдыз атаулары қатарында аңыздарда
кездесетін кейіпкерлер мен жануарлар да баршылық. Мысалы, Персей, Қауыс-
Мерген, Айдаһар, Кентавр т.б.
Қайсыбір шоқжұлдыздардың атауы ата – бабаларымыздың тұрмыс – салт әдет
– ғұрып, ғарыштану және діни түсніктермен байланыстырылған.Астрономия
тарихын зерттеуші орыс ғалымы Д.О.Святский өз еңбектерінде дала
қазақтарының Темірқазық пен оның маңындағы бірнеше жұлдыздарды аспан
қазығына арқандалған жылқы ретінде бейнелейтінін жазған (1.1-сурет)
Сурет 1.1 - Кіші Аю мен Үлкен Аю жылқы пішінінде бейнеленген
Шоқжұлдыздардың астрономияда осы күндері қолданып жүрген атауларының
48-і өте ертеден, Ежелгі Мысыр, Вавилон және Грекия замандарынан белгілі.
Ежелгі грек астрономдары Гиппарх (б.з.д. 180 не
190-125 жж.) Птолемей (90-160 жж.) шоқжұлдыз атауларын бір жүйеге келтіріп,
олардағы жұлдыздардың алғашқы тізімдерін, суреттемесін жасаған. Бірақ ол
тізімде Жер шарының солтүстік жартышарында орналасқан елді мекендердің
аспанында көрінетін шоқжұлдыздар ғана қамтылған. Ал аспанның қалған
бөліктерінің жұлдыздарын саяхатшылар XVI—XVIII ғасырларда оңтүстікке шеккен
сапарларында шоқжұлдыздарға топтастырып, картаға түсірген.
Шоқжұлдыз дегеніміз - аспанның нақты шекарасы анықталған белгілі бір
бөлігі.
Аспанда барлығы 88 шоқжұлдыз белгіленген. Шоқжұлдыз шекараларылары
Халықаралық астрономия одағының (ХАО) арнаулы қаулысы бойынша бекітілген,
бipaқ олардың ешқандай физикалық мағынасы жоқ. Шоқжұлдыздардың 31-i
аспанның солтүстік жартышарында, 48-i оңтүстік жартышарында, ал қалған 9-ы
аспан экваторының бойында eкі жартышарға да ортақ орналасқан. Халықаралық
деңгейде шоқжұлдыз атаулары латын тілінде қолданылады. Мысалы, бізге қазақ
халық астрономиясынан жақсы таныс Жетіқарақшының астрономиялық аталуы -
Үлкен Аю. Сол сияқты Ұшқар-Таразы – Орион, Қамбар - Арыстан, Қарақұрт -
Кассиопея деп аталады.
Жарық жұлдыздардың көпшілігінің ежелден келе жатқан өзіндік атаулары
бар. Олар, әдетте, жұлдыздардың өзіндік ерекшеліктерін сипаттайды: Сириус -
“жарқырауық”, Альдебаран - “iз басушы” немесе шоқжұлдыз бейнеленетін зат
бөліктері мен жануарлар мүшелерінің атауымен байланыстырылады. Мысалы,
Жетқарақшының жеті жұлдызының төртеyi Хорезмдік ұлы астроном Бирунидің
"Канон Масуди” атты еңбегінде аю денесіне қатысты Мерак (β) - “қарын”, Фахз
(γ) - “сан, бөксе”, Маграз (δ) - “құйрық басы”, Мизар (ξ) - “ортасы” деген
мағынада таңбаланған. Бируни өзінен шамамен мың жыл бұрын өмір сүрген
Птолемейдің жүйелеген жұлдыз атауларын араб тіліне аударып, сәл ғана
өзгерткен. Қазіргі кезде қолданылып жүрген 300-ге тарта жұлдыздың төл
атауларының 15%-ы грек, 5%-ы латын, 80%-ы араб тілінде айтылады.
Түнгі аспанға қарағанымызда, жұлдыздардың жарықтылықтары әр түрлі
екенін аңғарамыз. Сириус, Арктур және Вега жарқырап көзге бірден түссе,
Алькордың көмескі жұлдыз екенін байқаймыз. Жұлдыздардың көзге көрінерлік
жарықтылығын санмен өрнектеу үшін астрономдар көрінерлік жұлдыздық шама
деген ұғымды пайдаланады. Мұны алғаш ежелгі грек астрономы Гиппарх
еңгізген. Ол аспандағы көзге көрінетін жұлдыздарды алты топқа бөліп, ең
жарық жұлдыздарды бірінші жұлдыздық шамаға, ал ең көмескілерін алтыншы
жұлдыздық шамаға тағайындады.
XIX ғасырдың ортасында ағылшын астрономы Норман Погсон жұлдыздық
шаманың осы замағы шкаласын ұсынды. Бұл шкалада 5 жұлдыздық шама (ж.ш.)
жұлдыз жарықтылығының 100 есе өзгеруін көрсетеді. Демек, бip ж.ш.
айырмашылығы жұлдыз жарықтылығыныңесе өзгеруіне сәйкес болады.
Көрінерлік ж.ш. т (лат. magnitudo — “шама” сөзінен) әрпімен
таңбаланады. Астрономияда жұлдыз жалтырлығы (жылтырауы) деген ұғым
қолданылады. Ол жұлдыздың одан келетін сәулеге перпендикуляр орналасқан
бірлік ауданды жарықтандыратын жарық мөлшерін береді.
Жарық өлшегіш аспап фотометрді пайдаланып жүргізілген өте дәл өлшеулер
жұлдыз жалтырлығының әрқилы болатынын көрсетеді. Сондықтан кейбір
жұлдыздардың жалтырлығы ж.ш. бойынша бөлшек және теріс мәндермен де
өрнектеледі.
Аспандағы ең жарық жұлдыз Сүмбіленің (Сириус) көрінерлік ж.ш.- сы m =
-1,58; Күннің ж.ш.-сы m = -26,6; толған Айдың ж.ш.-сы m = -12,7.
Бір жұлдыздың жалтырлығы жоғары, ал енді біреуінің төмен болуы
жұлдыздың шын мәніндегі жарықтылығы туралы мәлімет бере алмайды. Себебі
жарық жұлдыздың бізге жақын орналасуынан көрінерлік ж.ш.- сы жоғары болуы
мүмкін, бірақ тура осындай жұлдыздың алысырақ орналасуынан көрінерлік ж. ш.-
сы төмен болады.
Жұлдыздардың шын мәніндегі жарықтылығын анықтау үшін абсолют жұлдыздың
шама түсінігі қолданылады. М — абсолют ж.ш., жұлдыздың стандарт қашықтық —
10 парсек немесе 32,6 жарық жылы қашықтығында орналасқандағы көрінерлік
ж.ш.
Мұндай қашықтықта абсолюттік ж.ш. аспандағы ең жарық жұлдыз Сириус үшін
+1,41, Күн үшін +4,8, ал Бетельгейзе үшін -6,0, Ригель үшін -7,0 болар еді
(1.1-кесте).
Кесте 1.1 - Жарық жұлдыздар тізімі
Қысқаша Тура Еңістігі, КөрінерлікАбсолют
белгіленуікөтерілуі, А δ жұлдыздық жұлдыздық
шамасы, m шама
1 2 3 4 5 6
Сириус αСМа 6 caғ 45 мин-16" 43' -1,58 +1,41
Арктур α Boo 14caғ 16 мин +19" 11' -0,05 -0,2
Вега α Lyr 18 caғ 37 мин+38° 47' 0,03 +0,5
Капелла α Aur 5 caғ 17 мин +46° 00' 0,08 -0,6
Ригель β Ori 5 caғ 15 мин -8° 12' 0,12 -7,0
Процион α CMi 7 caғ 39 мин+5° 14' 0,37 +2,65
Бетельгейзе α Ori 5 caғ 52 мин+7° 24' 0,42 -6,0
Альтаир α Agl 19 caғ 51 мин+8° 52' 0,77 +2,3
Альдебаран α Tau 4 caғ 36 мин +16° 31' 0,85 -0,7
Альголь δ Per 3 caғ 08 мин +40° 57' 1,12 -0,3
Регул α Leo 10 сағ 08 мин+11° 58' 1,35 -0,6
Кастор α Gem 7 caғ З5 мин -26 °19' 1,58 +0,85
Темірқазық α Umi 1 caғ.49 мин +89 °02' 2,02 -4,6
Аспан сферасы
Жұлдыздардың, планеталардың, т.б. аспан денелерінің орналасу орындарын
анықтау және өлшеу сияқты практикалық мәселелерді шешу үшін астрономияда
аспан сферасы деген ұғым қолданылады.
Аспан сферасы – радиусы анықталмаған жорамал сфера. Аспан шырақтары әр
түрлі қашықтықта болғандықтан, сфераның бетіне бақылаушы белгілі бір
уақытта өзі орналасқан орыннан көретін бүкіл аспан шырақтары проекцияланады
(1.2-сурет).
Сурет 1.2 - Аспан жұлдыздарының аспан сферасына проекциялануы
Аспан сферасының орталық нүктесі, әдетте, Жер центрі немесе жер
бетіндегі бақылаушы тұрған орынмен сәйкестендіріледі.
Аспан сферасында тек бұрыштық өлшеулер ғана қарастырылады. Бұрыштық
қашықтық деп сферадағы екі нүктенің арасындағы доғамен өлшенетін қашықтықты
немесе оған сәйкес орталық бұрыш шамасын айтады. Яғни, бұл — бақылаушы
көзімен қарағандағы (аспан сферасының орталық нүктесінен) осы екі нүктеге
тарайтын сәулелердің арасындағы бұрыш. Аспан сферасы туралы ұғым адамзат
тарихында өте ертеде пайда болған. Себебі аспан адамға жер бетін көмкерген
өте үлкен күмбез тәрізді болып көрінеді. Ежелгі дүниетаным бойынша бүкіл
әлем бетінде козғалмайтын шырақтар (Ай, Күн, планеталар, жұлдыздар)
орналасқан мөлдір сфералардан құралған. "Аспан" сөзінің өзі көне үнді
тілінде "тастан жасалған күмбез" деген ұғымды білдіреді. Түркі халықтарының
ежелгі ұғымы бойынша аспан (көк) жеті немесе тоғыз қабаттан тұрады. Оларда
дәрежелеріне сәйкес тәңірлер мекендейді. Астрономияның дамуы мұндай
түсініктің қате екенін дәлелдеп берді, әйтсе де ыңғайлы болғандықтан, аспан
сферасы деген ұғым қазіргі астрономияда кеңінен қолданылады.
Ерте заманда аспан сферасы айналады деп есептелсе, біз оның айналысы
Жердің өз осін айналуынан пайда болатын көрінерлік құбылыс екенін жақсы
білеміз. Жер шары батыстан шығысқа карай айналатындықтан, аспан бізге
шығыстан батысқа қарай айналатын болып көрінеді. Осыдан аспан шырақтарының
шығыстан туып, батыстан батуы туындайды.
Аспан сферасының негізгі элементтері 1.3-суретте көрсетілген.
Зенит
Надир
Сурет 1.3 - Аспан сферасының элементтері
Зенит (Z) нүктесі бақылаушының дәл төбесінде, ал Надир (Z1) – сфераның
қарама-қарсы нүктесінде орналасқан. Осы екі нүктені қосатын түзу вертикаль
сызық немесе тік сызық, оған перпендикуляр әрі аспан сферасының нүктесі
арқылы өтетін жазықтық математикалық немесе нақты көкжиек жазықтығы деп
аталады. Ол аспан сферасын қиып, үлкен дөңгелек көкжиек түзеді. Көкжиек
аспан сферасын көрінетін және көрінбейтін екі бөлікке бөледі. Зениттен М
шырақ арқылы надирге дейін өтетін өтетін үлкен дөңгелек шырақ вертикалі деп
аталады. Аспан сферасы және шырақтардың тәуліктік айналысы дүние осінің
төңірегінде өтеді. Жер өлшемі жұлдыздарға дейінгі қашықтықпен салыстырғанда
өте кіші болғандықтан, іс жүзінде дүние осі жер бетіндегі кез келген орын
үшін Жер осіне параллель болады. Дүние осінің аспан сферасымен қиылысатын
нүктелері аспан сферасының айналысына қатыспайды. Сондықтан да олар дүние
полюстері деп аталады.Төңірегінде аспан сферасының айналысы
сағат тілінің айналу бағытына кері болатын полюс дүниенің солтүстік
полюсі қарсы полюс дүниенің оңтүстік полюсі деп аталады.Дүниенің солтүстік
полюсі маңында (10-қа жуық қашықтықта) Темірқазық жұлдызы орналасқан.
Зенит және дүние осі арқылы өтетін жазықтық аспан меридианының
жазықтығы, ал оның аспан сферасымен қиылысқан кезінде пайда болатын үлкен
дөңгелек аспан меридианы болып табылады. Аспан меридианы аспанның тәуліктік
айналысына қатыспайды да, көкжиекпен екі нүктеде қиылысады, олар —
көкжиектің оңтүстік (S) және солтүстік (N) нүктелері. Математикалық көкжиек
және аспан меридианы жазықтықтарының қиылысуында пайда болатын түзу
талтүстік сызық деп аталады. Оның себебі тал түсте тігінен қойылған
бағанның көлеңкесі осы түзу бойымен бағытталады. Жер бетінің кез келген
нүктесінде нақты оңтүстік-солтүстік бағытты осы талтүстік сызық бағыты
береді. Сондықтан ол Жер бетінде дұрыс бағдарлану үшін өте қажет бағыт
болып табылады. Аспанда оның қызметін аспан меридианы атқарады.
Аспан сферасының орталық нүктесі арқылы өтетін және дүние осімен тік
бұрыш жасайтын жазықтық аспан экваторының жазықтығы деп аталады. Жер
экваторына параллель бағытталған бұл жазықтық пен аспан сферасымен
қиылысқанда пайда болатын үлкен дөңгелек аспан экваторы деп аталады. Аспан
экваторы аспан сферасын оңтүстік және солтүстік екі жартышарға бөледі және
көкжиекпен екі нүктеде — шығыс (Е) және батыс (W) нүктелерінде қиылысады.
Дүние полюстері және шырақ арқылы өтетін үлкен дөңгелек шырақтың
еңістік дөңгелегі деп аталады. Кез келген шырақ аспан сферасының тәуліктік
айналысына қатыса отырып, тәуліктік параллель деп аталатын кіші дөңгелектер
бойымен қозғалады. Бұл жайт жылжымайтындай етіп бекітілген фотоаппаратпен
түсірілген түнгі аспанның суретінен айқын көрінеді.
Эклиптика — Күннің зодиак шоқжұлдыздары бойымен жылдық қозғалысы өтетін
үлкен дөңгелек. Күннің эклиптика бойымен қозғалуы Жердің Күнді айналуынан
туындайды. Эклиптика жазықтығы аспан экваторының жазықтығына ε= 23°26'
бұрыш жасай орналасқан. Күн шарығының орталық нүктесі аспан экваторын
жылына екі рет — 21 наурыз бен 23 қыркүйек маңында қиып өтеді. Бұл нүктелер
көктемгі және күзгі күн мен түннің теңелу нүктелері деп аталады. Көктемгі
күн мен түннің теңелу нүктесі (ϓ- Тоқты шоқжұлдызының таңбасымен
белгіленеді) арқылы Күн аспан сферасының оңтүстік жартышарынан солтүстік
жартышарына, ал күзгі күн мен түннің теңелу нүктесі(Ω-Таразы шоқжұлдызының
таңбасымен белгіленеді) арқылы кері бағытта өтеді.
Күн мен түннің теңелу нүктелеріне 90° құрайтын Күннің тоқырау нүктелері
орналасады. Жазғы күннің тоқырау нүктесі Торпақ пен Егіздер
шоқжұлдыздарының шекарасында жатыр, ол Шаянның зодиак таңбасымен
белгіленеді. Қысқы күннің тоқырау нүктесі Мерген шоқжұлдызында жатыр, ол
Ешкімүйіздің (Ұғылақ) таңбасымен белгіленеді (1.4-сурет).
Сурет 1.4 - Аспан сферасындағы эклиптика және экватордың орналасуы
Негізгі жазықтықтар мен үлкен дөңгелектер аспан координаталарын
енгізуде қолданылады [1].
Аспан координаталарының жүйелері
Жер бетіндегі кез келген нүктенің орны - ендік және бойлық (φ және λ)
географиялық координаталардың көмегімен анықталатыны белгілі. Аспан
координаталары аспан денелерінің аспан сферасында орналасуын анықтайды.
Аспан координаталары географиялық координаталарға ұқсас, бірақ
астрономдар географтарға қарағанда әp түрлі зерттеу мәселелеріне байланысты
аспан координаталарының бірнеше жүйесін қолданады. Солардың екеуімен
танысайық.
Координаталардың көкжиектік жүйесі. Жұлдыздардың көкжиекке және дүние
бұрыштарына қатысты көрінерлік орналасуын қарастырсақ, онда
координаталардың көкжиектік жүйесін алу ыңғайлы. Бұл жүйедегі негізгі
жазықтық — математикалық көкжиек жазықтығы. Аспан шырағының орны екі
бұрышпен анықталады, оның бірі — көкжиек сызығы бойымен өлшенетін шырақ
вертикаліне дейінгі бұрыш — азимут астрономияда, әдетте, оңтүстік нүктеден
батысқа қарай, ал географияда солтүстік нүктеден шығысқа қарай
есептелінеді. Екіншісі – вертикаль бойымен өлшенетін (1.5-сурет) шырақтың
көкжиектен бұрыштық қашықтығы – шырақ биіктігі(һ).
Сурет 1.5 - Аспан сферасындағы координаталар жүйесі
Шырақ биіктігінің -90°-тан +90°-қа дейін болады. Бұрыш өлшегіш құрал
көмегімен (мысал теодлоит) аспан денесінің жиектік координаталарын анықтау
оп-оңай.
Бірақ бұл координаталар жүйесін қолдану кезінде туындайтын қолайсыз
жағдайлар да бар. Себебі аспан денелерінің көкжиектік координаталарының
мәні уақыт пен бақылаушының тұрған орнына байланысты. Көкжиектік
координаталар шырақтардың аспанда белгілі бір орын мен уақыттағы орналасуын
анықтайды.
Координаталардың экваторлық жүйесі. Аспан сферасының көрінерлік
айналыста болатынын білдік, әрі жұлдыздардың ондағы орындары өзгермейді.
Сондықтан онымен бірге қозғалатын координаталар жүйесін қолдану ыңғайлы. Ол
– экваторлық координаталар жүйесі (1.6-сурет).
Сурет 1.6 - Экваторлық координаталар жүйесі
Оның негізгі жазықтығы – аспан шырағының аспан экваторынан бұрыштық
қашықтығын көрсететін координата еңістік деп аталады да, δ әрпімен
белгіленеді. Ол еңістік дөңгелегі бойымен өлшенетін доға ұзындығына тең.
Еңістіктің аспан сферасының солтүстік жартышарында таңбасы оң, мәні 0 –
ден +900 – қа дейін, ал оңтүстік жартышарда теріс, 0-ден -900 – қа
дейін.
Экваторлық жүйеде қолданылатын екінші координата географиялық бойлыққа
ұқсас. Ол тура көтерілу деп аталада да, α әрпімен белгіленеді.Тура көтерілу
координатасының мәні аспан экваторының бойымен көктемгі күн мен түннің
теңелу нүктесінен шырақтың еңістің дөңгелегіне дейін аспан сферасының
айналу бағытына қарама-қарсы бағытта өлшенеді.Сондықтан да жұлдыздардың
көкжиектен шығу кезегі олардың тура көтерілу мәндерінің өсу ретімен болады.
Тура көтерілудің мәні градустық (0°-тан 360°-қа дейін) және сағаттық (0-
ден 24 сағ-қа дейін) бірліктермен өлшенеді. Осы бірліктердің арақатынасын
анықтау 24 сағ = 360° екеніне негізделеді. Демек, 1 сағ = 15°; 1 мин = 15';
1 с = 15"; 1° = 4 мин; 1' = 4 с.
Жұлдыздардың экваторлық координаталарының мәндері бақылаушыға қатысты
емес, әрі ұзақ уақыт бойы өзгермейді. Осылар бойынша олар аспан
карталарында орналастырылады және каталогтарда тіркеледі.
1.2 Жұлдызды аспанның жылжымалы картасы. Әр түрлі географиялық
еңдіктегі аспан сферасының қозғалысы
Жұлдызды аспанның жылжымалы картасы (ЖАЖК) белгілі бір орында жылдың
кез келген күні мен тәуліктің әр сәтінде жұлдызды аспанның көрінісін
анықтау мақсатында қолданылады. ЖАЖК екі бөліктен құралған: жұлдыздар
картасы және қондырма дөңгелек.
Карта аспан сферасының жазықтыққа көшірілуінен құрылған. Картада
жұлдыздар, шоқжұлдыздардың танымал бейнесі, олардың шекаралары, аспанның
экваторлық координаталарының торы бейнеленген.
Картаның орталығында кеңістік дөңгелектерінің радиалды сызықтар
түріндегі көшірмелері қиылысады. Бұл нүкте — дүниенің солтүстік полюсі.
Тура көтерілу мәндері карта жиегінің ішкі жағында сағат тілінің бағытымен
әр 1 сағ сайын жазылған. Аспан экваторы (еңістігі 0°) және аспанның үш
ендігі әр 30° сайын концентрлік шеңбермен сызылып, бастапқы кеңістік
дөңгелегімен
(0 caғ-12 сағ түзуі) қиылысқан тұстарында градуспен таңбаланған. Осы
сандардың көмегімен аспан шырақтарының экваторлық координаталарының
мәндерін жуықтап анықтауға болады.
Аспан экваторының ішкі жағында аспанның солтүстік жартышары, одан
тысқары оңтүстік жартышарының 45° кеңістікке дейінгі аймағы орналасқан.
Аспан экваторымен екі нүктеде, яғни көктемгі күн мен түннің теңелу
нүктесі α= 0 сағ, δ = 0° және күзгі күн мен түннің теңелу нүктесінде α =
12 caғ, δ = 0° қиылысатын әрі орталық нүктесі дүние полюсімен сәйкес
келмейтін шеңбер — эклиптика.
Жазғы күн тоқырау нүктесі солтүстік жартышарда эклиптиканың еңістік
дөңгелегімен 6 caғ мәнінде, ал қысқы күн тоқырау нүктесі оңтүстік
жартышарда 12 сағ мәнінде қиылысқан тұста орналасқан.
Карта жиегін ала күнтізбелік айлар және күндер көрсетілген. Олар Күннің
эклиптикадағы орнын анықтайды.
Қондырма дөңгелекте географиялық ендік мәндері жазылған сопақ пішінді
тұйық сызықтар көрсетілген. Оның орны мен пішіні бақылаушының Жер бетінде
орналасуына, яғни оның тұрған орнының географиялық ендігіне тәуелді.
Бақылаушының орналасу орнының ендігіне сәйкес бұрыштық белгі салынған қисық
бойымен қиып алғанда, оның тұйық жиегі осы орынның математикалық көкжиегіне
сәйкес болады. Көкжиек бойында дүниенің "төрт бұрышы" белгіленген. Егер
оңтүстік пен солтүстік нүктелерінің арасында жіп керілген болса, онда ол
аспан меридианын көрсетеді. Осы жіптің орта шенін жуықтап зенит ретінде
санауға болады. Оның дәл орны керілген жіптің Жер ендігіне φ-ге тең аспан
ендігімен қиылысқан нүктесіне сәйкес келеді. Мысалы, Алматы үшін (φ =
43,25°) зениттің аспандағы орны картада δ = 43,25° ендік шеңберін сызып,
сол шеңбердің талтүстік сызықпен қиылысқан нүктесін белгілеу арқылы
анықталады. Қондырма дөңгелектің жиегі 24 сағ-қа, ал әр сағат 6 бөлікке
бөлінген. Бұл дөңгелекте сағат сандарының мәні жергілікті уақыт бойынша
белгіленген. Бақылау кезінде бұл жайт есте болу керек. Қондырма дөңгелектің
ойылып алынған жерін мөлдір қағазбен желімдеп жапсырып, онда талтүстік
(меридиан) сызығы мен зенит орнын белгілесе және картаны дүниенің солтүстік
полюсі нүктесінен шегеге қондырса, жылжымалы карта қолдануға ыңғайлы
болады.
Жұлдызды аспанның жылжымалы картасының (ЖАЖК) көмегімен әр түрлі
астрономиялық есептер шеше аламыз. Берілген орындағы жұлдыздардың шығуы,
батуы, жоғары және төмен шарықтауының, яғни көкжиектен ең биік және ең
төмен орналасуының қай күні, қай уақытта болып өтетінін анықтауда карта
қажет. Мәселен, берілген күннің белгілі бір уақытында жұлдызды аспанның
көрінісін анықтау үшін қондырма дөңгелегінің сағаттық жиегіндегі уақыт
шамасы картаның жиегіндегі күн санымен сәйкестендіріледі. Осы кезде ойық
ішінде аспанда көрінетін жұлдыздар пайда болады. Шарықтау шегінде талтүстік
сызық бойындағы жұлдыздардың дүниенің солтүстік полюсінің оңтүстік
жағындағылары жоғарғы, ал оның солтүстік жағындағылары төменгі шарықтау
сәтінде орналасады. Шығып келе жатқан жұлдыздар көкжиектің шығыс бөлігінде,
ал батып бара жатқандары батыс бөлігінде орналасады.
Мысал. Қазақ халық астрономиясында кейбір жұлдыздар мен шоқжұлдыздардың
шығу және бату заңдылықтарын тұжырымдайтын жұлдыз ережесі бар. Солардың
бірінде Үркер, Үшарқар -Таразы және Сүмбіле үш айда туып, бір айда батар
деп айтылады [2].
Осы ереженің растығын және оның қай мезгілде орындалатындығын ЖАЖК-ын
қолданып тексерейік. Бұл ережеде аспан шырақтарының ең соңғы кешкі батуы
мен таңертеңгі ең алғаш тууы туралы айтылған. Олар гелиакал батуы және туу
деп аталады. Шырақтардың гелиакал туу және бату мезгілі бақылаушы тұрған
орнының географиялық ендігіне де тәуелді. Біз қондырма дөңгелекті сопақ
пішінді қисықтың φ=45° мәніне сәйкес кесіп алып қолданамыз.
Қондырма дөңгелекті карта бетіне орналастырып, дөңгелекті жоғарыда
аталған шырақтар оның ішкі жиегінің батыс тұсында орналасқанша
айналдырамыз. Келесі сәтте сағаттық дөңгелектен және айлар мен күндер
көрсетілген жиектен аталған шырақтар, жуықтап алғанда 5-15 мамыр
аралығында, келесі ретпен: Үркер, Үшарқар-Таразы және Сүмбіле жергілікті
уақыт бойынша 20 сағ кезінде бататынын анықтаймыз.
Қондырма дөңгелекті сағат тілінің қозғалу бағыты бойымен айналдыра
отырып, бірінші болып Үркер туатынын байқаймыз. Үркердің жуықтап алғанда
тууы - маусымының 23 күні жергілікті уақыт бойынша 2 сағ-та болады. Дәл
осылайша Үшарқар-Таразының шамамен шілденің 27-де 3 сағ 25 мин-та, ал
Сүмбіле 20 тамызда 3 сағ 54 мин-та туатынын анықтаймыз.
Әр түрлі географиялық ендіктегі аспан сферасының қозғалысы
Бақылаушы шар пішінді Жер бетінде орналасқандықтан, жұлдызды аспан
көрінісі оның тұрған орнының географиялық ендігіне байланысы әр түрлі
болады.
Географиялық ендік мәніне байланысты шырақтардың тәуліктік
параллельдері көкжиекке қатысты әр түрлі бұрышпен орналасады.
Жердің солтүстік полюсінде орналасқан бақылаушыға аспан сферасының тек
солтүстік жартышары, ал оңтүстік полюсте оның оңтүстік жартышары ғана
көрінеді. Жер полюстерінде дүние осі тік сызық бойымен сәйкес келеді.
Жұлдыздардың тәуліктік параллельдері көкжиекке параллель орналасады
(1.7-сурет), яғни барлық жұлдыздар батпайды және тумайды.
Сурет 1.7 - Жұлдыздардың тәуліктік параллельдері
Бақылаушы солтүстік полюстен экваторға сапар шеккенде, жұлдызды аспан
көрінісі өзгеріп отырады. Дүниенің солтүстік полюсінің зениттен бұрыштық
қашықтығы біртіндеп өседі, оған қоса аспан экваторы мен көкжиек
жазықтықтарының арасындағы бұрыш та өседі, жұлдыздардың тәуліктік
параллельдері көкжиекке еңіс орналасады да, аспан сферасының экваторға таяу
бөлігіндегі жұлдыздар туып-бататын болады. Бақылаушы Жер экваторына
жеткенде, дүние полюстері көкжиекке дәл келеді. Ал аспан экваторы зенит
арқылы өтеді. Жұлдыздардың қозғалысы аспан экваторына параллель
болғандықтан, олар шығыс көкжиектен оған тік бұрыш жасай көтеріліп, сол
қалпында батыс көкжиекке төмендейді (1.8-сурет). Экватордағы бақылаушы
аспаннан оның екі жартышарының барлық жұлдыздарын көре алады.
Сурет 1.8 - Жұлдыздардың қозғалысы шығыс көкжиектен тік бұрыш жасай
көтеріліп, сол қалпында батыс көкжиекке төмендеуі көрсетілген
Шырақтардың шарықтауы (кульминациясы) . Шырақтардың көкжиектен ең
жоғарғы және ең төмен орналасуы олардың аспан меридианы арқылы өту
кезінде болады.
Мұндай кез шырақтың жоғарғы және төменгі шарықтауы деп аталады. 1.9-
суретте жұлдыздардың орта ендікте бақыланатын тәуліктік қозғалысының
траекториялары көрсетілген.
Сурет 1.9 - Жұлдыздардың орта ендікте бақыланатын тәуліктік
қозғалысының траекториялары бейнеленген
Мұнда А жұлдызы - батпайтын жұлдыз. Оның жоғарғы (Аж) және төменгі
(Ат) шарықтауы көкжиек үстінде болса, В жұлдызының тек жоғарғы шарықтауы
ғана көкжиек үстінде болады. Ал С жұл- дызы - бұл орында тумайтын жұлдыз.
Оның жоғарғы және төменгі шарықтауы көкжиек астында болады.
Тәуліктік қозғалыс кезінде шырақтардың көкжиектік координаталарының
өзгеруі. Орта ендікте орналасқан бақылаушы үшін шырақ белгілі бір мезетте
көкжиектің шығыс тұсында М1 нүктесінде шығады (1.10-сурет).
Сурет 1.10 - Тәуліктік қозғалыс кезінде шырақтардың көкжиектік
координаталарының өзгеруі көрсетілген
Бұл сәтте оның көкжиектік координаталарыh= 0°, A=SOM1. Шырақ
көкжиектен көтеріле отырып, аспан меридианы арқылы өту сәтінде М2
нүктесінде жоғарғы шарықтауда болады. Оның азимуты А = 0°, ал биіктігі h =
SOM2. Уақыт өткен сайын шырақтың биіктігі кеми береді де, ол М3
нүктесінде көкжиектің батыс жағындағы бату сәтіне келеді: h = 0°, A =
SOM3. Шырақ өзінің одан арғы жолын көкжиек астында жалғастырады. М4
нүктесінде ол қайтадан аспан меридианын қиып өтеді. Бұл шырақтың төменгі
шарықтауы h =NOM4, A = 180°. Шырақ өз жолының соңғы бөлігін төменгі
шарықтау нүктесінен көкжиектен шығу нүктесіне дейін жүріп өтеді. Осылайша
біз шырақтың көкжиектік координаталарының тәулік ішінде үздіксіз өзгерісте
болатынына көз жеткіздік.
Жер бетінде географиялық координаталарды (ендікті) анықтау.
Жер бетінде кез келген орынның географиялық ендігін анықтау тәсілі
дүние полюсінің көкжиектен биіктігінің бұрыштық мәні осы орынның
географиялық ендігіне тең болуына негізделген. Бірақ дүние полюстерінің
орны тек жорамал нүкте ғана. Дүниенің солтүстік полюсі маңында Темірқазық
жұлдызының болуы, солтүстік жартышарда орналасқан мекендердің географиялық
ендіктің мәнін жуықтап анықтауға мүмкіндік береді. Ол үшін бұрыш өлшегіш
құралдардың көмегімен (секстант немесе теодолит) Темірқазық биіктігін
өлшеп, сол биіктіктің мәнін ендіктің жуық мәні ретінде алуға болады.
Дүние полюсінің көкжиектен биіктігі (δ) бақылаушы орналасқан орынның
географиялық ендігіне (φ) тең екеніне 1.11-суреттен көз жеткізуге болады.
Сурет 1.11 - Бақылаушы орнының географиялық ендігіне дүние полюсінің
биіктігі тең екені бейнеленген
Бұл суретте О нүктесі бақылаушының тұрған орнын көрсетеді. AО1О = φ
осы орынның географиялық ендігі. Экватор Жер осіне, ал SN көкжиек вертикаль
бағытқа перпендикуляр. Бақылаушы дүние полюсін OP бағытында көреді. Әрине,
бұл бағыт Жер осіне параллель. PON = hπ - дүние полюсінің биіктігі.
Бұл бұрыштардың қабырғалары өзара перпендикуляр болғандықтан,
PON = AO1O.
Демек, AO1O = hπ немесе hπ = φ.
Сонымен бақылаушы орнының географиялық, ендігіне дүние полюсінің
биіктігі тең екені дәлелденді.
Жер бетінде ендік координатаны анықтау тек Темірқазық арқылы ғана
жүзеге асып қоймайды. Бұл мақсатта шарықтау кезіндегі жұлдыздың биіктігін
өлшеу әдісі де қолданылады.
Шарықтау кезінде шырақтардың меридиан жазықтығында орналасатынын
білеміз. Осы кездегі оның δ еңістігі, h биіктігі және φ географиялық
ендігі арасындағы байланысты анықтайық. 1.12-сурет бойынша зениттің
оңтүстік жағы арқылы өтетін жұлдыздың шарықтауын қарастырайық.
Сурет 1.12 - Зениттің оңтүстік жағы арқылы өтетін жұлдыздың шарықтауы
көрсетілген
Бізге PON = φ - дүние полюсінің көкжиектен биіктігі географиялық
ендікке тең екені белгілі. Қабырғалары өзара перпендикуляр болатын бұрыштар
болғандықтан, ZOQ = PON. М жұлдыздың еңістік координатасының мәні
δ = MOQ, биіктігі h = δ + β. 90° = β+ φ екенін ескерсек, h - δ = 90°
- φ. Демек, z
φ = δ + (90° - h).
(1.1)
Мұндағы 90° - h =z - шырақтың зениттен қашықтығы болғандықтан,
φ = δ + z
(1.2)
Егер жұлдыздың шарықтауы зениттің солтүстік жағында болса, онда
φ = δ - (90° - h) = δ - z.
(1.3)
Бұдан анықтайтынымыз, δ еңістік координатасының мәні белгілі шырақтың
жоғарғы шарықтау кезіндегі h биіктігін өлшеу бақылаушы тұрған орынның
географиялық ендігін анықтауға мүмкіндік береді.
1.3 Жергілікті, белдеулік және бүкіләлемдік уақыт. Астрономиядағы
қашықтықты анықтаудың кейбір тәсілдері
Үлкен және кіші уақыт аралықтарын өлшеу үшін астрономиялық
құбылыстармен тығыз байланысты табиғи бірліктер колданылады.
Уақыттың негізгі бірліктері - астрономиялық бақылау бойынша анықталған
тәулік, ай және жыл. Бұлардың алғашқысы күн мен түннің алмасуына, екіншісі
Ай жүзінің (фазасының) өзгеруіне, ал соңғысы жыл маусымдарының ретті түрде
алмасуына байланысты. Бұлардың әрқайсысы, әрине, аспан денелерінің
қозғалысына (көрінерлік және нақты) негізделген. Тәулік дегеніміз — Жердің
аспандағы белгілі бір санақ денесіне қатысты өз осінен толық бір айналым
жасауға кететін уақыт аралығы. Мұндай дене ретінде Күн немесе кез келген
жұлдыз алынуы мүмкін.
Нақты және орташа күн тәулігі.Күн шарығының (дискісінің) орталық
нүктесінің жоғарғы шарықтау сәті нақты тал түс деп, ал төменгі шарықтауы
нақты түн ортасы деп аталады.
Күннің екі аттас шарықтау аралығы нақты күн, тәулігі деп аталады. Бірақ
мұндай тәуліктің ұзақтығы жыл бойы тұрақты болмайды. Бұл Күннің көрінерлік
қозғалысы экватор емес, эклиптика бойымен болуынан әрі біркелкі еместігінен
туындайды. Сондықтан күнделікті өмірде ұзақтығы тұрақты 24 сағ болатын
орташа күн тәулігі пайдаланылады.
Орташа күн тәулігі ретінде аспан экваторы, бойымен бірқалыпты қозғала
отырып, бір жылда толық айналым жасайтын жорамал нүктенің аттас екі рет
шарықтауға қажет уақыт аралығы қабылданады.
Күн тәулігінің басы түн ортасынан, яғни Күннің төменгі шарықтауынан
басталады.
Жергілікті, белдеулік және бүкіләлемдік уақыт. Күннің аспан меридианы
арқылы өту сәті, әрине, бақылаушы орнының географиялық бойлығына тәуелді.
Бақылаушы шығысқа қарай жылжыған сайын Күннің меридианнан өтуі батыстағымен
салыстырғанда ертерек болады. Демек, Күннің меридиан арқылы өту сәті бізге
жергілікті орынның күн уақытын береді. Жоғарыдағы тәсілмен анықталған уақыт
тек берілген географиялық меридианда ғана қолданылатындықтан, күнделікті
өмірде белдеулік уақытты қолдану ыңғайлы. Бұл үшін Жер беті полюстерді
қосатын сызықтар көмегімен 24 сағ-тық белдеулерге бөлінген. Әр сағаттық
белдеу бойлық бойымен 15°-қа созылады. Әр белдеудің ішінде оның орталық
меридианындағы орташа күн уақыты осы аймақтың белдеулік уақыты ретінде
алынады.
Гринвич обсерваториясы (Ұлыбританияда) орналасқан меридиан нөлінші
меридиан ретінде қабылданған және ол белдеу нөлінші сағаттық белдеу болып
табылады. Гринвич меридианындағы жергілікті орташа күн уақыты бүкіләлемдік
уақыт ретінде қабылданған. 1-сағаттық белдеудің ( n = 1) орталық меридианы
Гринвич меридианынан 15° шығысқа қарай орналасқан. Басқа сағат
белдеулерінің де бастапқы меридиандары осылай анықталады. Ал олардың екі
жақ шекаралары мемлекеттік және әкімшілік шекаралары бойынша немесе табиғи
аймақтармен (өзен, тау жоталары) бөлінген. Қазақстан Республикасының аумағы
арқылы 4- және 5-сағаттық белдеу өтеді.
Бүкіләлемдік уақытты (Т0) және берілген орынның белдеуінің реттік санын
(n) біле отырып белдеулік уақытты табу оңай:
Тn = Т0 + n.
(1.4)
1930 ж. көктемде үкімет декреті бойынша КСРО аумағында декреттік уақыт
енгізілді: барлық сағаттық белдеулерде сағат тілі тұрақты түрде бір
сағатқа ілгері жылжытылды. Кейбір елдерде декреттік уақытты жаз айларында
тағы 1 сағ ілгері жылжыту қабылданған.
Алматы және Астана уақыты (5 сағ-тық белдеу) бүкіләлемдік уақыттан 6
сағат алда.
Т5 = Т0 + (n + 1) = Т0 + 6 сағ.
Географиялық, бойлығы λ болатын орындағы Тλ. жергілікті орташа күн
уақыты бүкіләлемдік уақытқа сол бойлықтың уақыт бірлігіндегі мәнін қосу
арқылы анықталады:
Тλ = Т0 + λ .
(1.5)
Жұлдыздық уақыт. Кез келген жұлдызды таңдап алып, оның аспандағы орнын
Жердегі қозғалмайтын бір нәрсе (үй бұрышы, бағана) көмегімен белгілеп
алайық. Сол жұлдыз нақ сол орынға 23 сағ 56 мин өткенде қайтып оралады.
Осылайша жұлдыздарға қатысты өлшенетін тәулік жұлдыздық тәулік деп
аталады.Дәл айтсақ, жұлдыздық тәулік — күн мен түннің теңелу нүктесінің
қатарынан екі рет жоғары шарықтауына қажет уақыт мөлшері. Ал 4 мин қайда
кетті? Жердің Күнді айнала қозғалуы себебінен Күннің аспандағы орны Жер
бетіндегі бақылаушыға жұлдыздарға қатысты тәулігіне аспан сферасының айналу
бағытына қарама-қарсы бағытта 1°-қа ығысып отырады. Оны "қуып жету" үшін
Жерге осы 4 мин қажет. Сонымен Жердің өз осінен айналып шығуына 23 сағ 56
мин уақыт кетеді. Ал 24 сағ осы айналыстың Күнге қатысты уақыты. Адам Күн
сағаты бойынша өмір сүреді, жұмыс жасайды. Ал астрономдар өз бақылау
жұмыстарын ұйымдастыруда жұлдыз уақытын қолданады.
Жергілікті S жұлдыз уақыты мен жұлдыздардың тура көтерілу мәні арасында
қарапайым байланыс бар. Егер жұлдыз жоғарғы шарықтауда болса, онда S = α.
Демек,кез келген мезетте берілген орындағы жұлдыздық уақыттың мәні осы
кезде жоғарғы шарықтауда орналасқан жұлдыздың тура көтерілу координатасының
мәніне тең.
Жер бетіндегі λ бойлықтағы жұлдыздық уақыт (S) пен Гринвич
меридианындағы жұлдыздық уақыт (S0) арасындағы байланыс мына өрнекпен
анықталады: S = S0 + λ. Осыдан біз берілген орынның жұлдыздық уақытын
анықтау арқылы осы орынның географиялық бойлығының мәнін де анықтауға
болатынына көз жеткіздік [3].
Күнтізбе
Күнтізбе — ұзақ уақыт аралығын есептеудің санақ жүйесі.
Ерте заманнан-ақ Күн мен Айдың, кейбір жұлдыздардың қозғалыстарын
мұқият бақылау — адамдарға уақыт санауға, яғни әр түрлі күнтізбе жасауға
арқау болды. Кейбір жұлдыздардың шығу, бату мерзімдерін анықтау арқылы жыл
мезгілдерінің келу уақыты есептелді. Мысалы, егіншілікпен айналысқан
елдерде белгілі бір жұлдыздардың туу немесе бату мерзімдері жер жырту, егін
егу және орақ науқандарының уақытын көрсетсе, ал мал бағу мен айналысқан
елдерде мал төлдету, көшіп-қону, қой қырқу және т.б. жұмыстарын атқару
кезеңдеріне сай келеді. Қазақ халқында олар Үркер, Үшарқар-Таразы және
Сүмбіле. Осындай бақылау нәтижесінде құрылған күнтізбелер адамдарға
шаруашылық жұмысын уақытымен ұйымдастыруға мүмкіндік туғызды.
Кез келген күнтізбенің негізінде табиғи периодтар (мерзімдер) жатыр.
Ай фазалары 29,53 тәулікте қайталанып тұрады. Бұл мерзім ұзақтығы өліаралық
ай (синодтық ай) деп аталады: Ал Айдың жұлдыздарға қатысты өз орнына қайта
келуіне 27,32 тәул қажет. Бұл мерзім жұлдыздық ай (сидерлік ай) деп
аталады. Жер орбита бойымен Күнді 365 тәул 5 сағ 48 мин 46 с немесе
365,2422 тәулікте айналып шығады. Мұндай мерзім тропиктік жыл деп аталады
да, анықтама бойынша оның ұзақтығы Күннің көктемгі күн мен түннің теңелу
нүктесі арқылы қатарынан екі рет өтуіне қажет уақыт аралығына тең.
Адамзат тарихында әр түрлі елдерде әр кезеңде күнтізбелердің көптеген
түрі пайда болды. Оларды дайындау негіздеріне байланысты Ай, Күн, жұлдыз
және Ай — Күн күнтізбелері деп бөлуге болады.
Ең көне күнтізбе — Ай күнтізбесі. Ол біздің дәуірден бірнеше мың жыл
бұрын өліаралық ай мерзімі негізінде пайда болған. Ежелгі вавилон, қытай,
еврей, үнді күнтізбелерінде маңызды орын алған Ай күнтізбесі мұсылман
елдерінде кеңінен тарады. Бұл күнтізбеде әр айдың басы мүмкіндігінше жаңа
туған Аймен сәйкестендіріледі. Тақ санды айларда 30, жұп санды айларда 29
тәул бар. Демек, айдың орташа ұзақтығы 29,5 тәул-ке тең. Бұл мерзім
өліаралық ай ұзақтығынан қысқа болғандықтан, күнтізбеде біртіндеп айдың
басталуы мен жаңа Айдың тууы аралығында сәйкессіздік пайда бола бастайды.
30 жылда Ай 11 күн ерте туатын болады. Бұл мәселені шешу үшін әр 30 жылда
11 рет кәбиса жыл енгізіледі. Кәбиса жылдардағы қосымша тәулік жылдың соңғы
айында қосылады. Сондықтан жыл ұзақтығы 354 немесе 355 күн. Осының
салдарынан мұсылман күнтізбесінде жыл басы 1 мұххарам осы күнгі
қолданыстағы Григорян күнтізбесіне қатысты алғанда, әр келесі жылы 10, 11
күн ерте келіп отырады. Мұсылман дәуірінің басталуы, яғни хижра жыл санауы
— Мұхаммед пайғамбар (с.ғ.с) мен оның сахабаларының Меккеден Мединаға
көшуінен (ескі санақ бойынша, 622 жылғы 16 шілдеден) басталады.
Айдың жұлдыздың мерзіміне негізделген жұлдыз күнтізбесінің іс жүзінде
қолданылуы өте сирек. Ол тоғыс күнтізбесі деп аталатын қазақ халық
күнтізбесінде қолданылады. Тоғыс есебі бойынша тоғыс айыны басталуы Ай мен
Үркердің тоғысуына, яғни Айдың Үркер маңынан өту кезіне сәйкес. Тоғыс
айлары осы кезде Ай қандай жаста (өліарадан кейін неше тәулік өткеніне)
болуына байланысты аталады. Жұлдыздық ай мен өліаралық айдың айырмасы 2
тәул-ке жуық. Сондықтан әр келесі тоғысу Айдың жасы бойынша соңғысынан 2
тәул-ке кем. Тоғыс айлары мен жыл мезгілдерінің арасында белгілі байланыс
бар. Мысалы, 5-тоғыс, 3-тоғыс және 1-тоғыс көктемде, ал қыста 11-, 9
және 7-тоғыстар болып өтеді. Тоғыс жылының басы бір тоғыс айынан, яғни жаңа
туған Айдың Үркермен тоғысуынан басталады. Бұл кез көкек айының соңы мен
мамыр айының басы аралығына келеді. Тоғыс айының ұзақтығы 28 тәул. Бір
жылда 13 тоғыс айы бар, демек тоғыс жылының ұзақтығы 364 тәул-ке тең.
Күн қозғалысына негізделген күнтізбе жасауда екі мақсат көзделеді. Оның
бірі - күнтізбелік жыл ұзақтығының тропиктік жыл ұзақтығына өте жақын
болуы, екіншісі - көктемгі күн мен түннің теңелу сәті 21 наурызға дәл
келіп отыруы.
Көне Мысыр күнтізбесінде жыл 365 тәул-тен түзілген. Жыл басы Сириус
жұлдызының алғаш рет таңмен бірге тууына, ол кезде бұл жазғы күн тоқырауына
және Ніл өзенінің тасуына сәйкес келген. Жыл 12 айдан, әр ай 30 күннен
тұрады, жыл соңында қосымша 5 тәулігі бар.
Осындай күнтізбе көне парсылар мен сақ тайпаларында да болған. Ғылымда
оны Соғды күнтізбесі деп атайды, ол көне діндер митраизммен және
зороастризммен тығыз байланыста пайда болған. Қазақтарда осы қосымша бес
күн "бес қонақ" немесе "бес балақ сан" деп аталған.
Шығыстың ұлы ақыны әрі ғалым-математигі, астрономы Омар Хайямның (1040-
1123жж.) XI ғасырда жасаған күнтізбесі өзінің дәлдігі бойынша осыған дейін
жасалған күнтізбелердің ішіндегі ең озықтарының бірі болып саналады. Оның
күнтізбесінде 33 жылдық мерзімнің 11-і кәбиса жыл. Жылдың орташа ұзақтығы
365,24242 тәул, бұл тропиктік жылдан небәрі 22 с-қа ұзак.
Ай - Күн күнтізбелерінің негізінде тропиктік жыл және өліаралық жыл
жатыр, яғни күнтізбеде Ай қозғалысы Күннің жылдық қозғалысымен
сәйкестіріледі.
Мұндай күнтізбенің жылы әрқайсысы 29 және 30 тәул болатын 12 айдан
тұрады. Күн қозғалысымен сәйкестеу ұшін ауық-ауық 13 айдан құралған кәбиса
жылдар енгізіліп отырады. 13-айдың кіргізілуі, әр жыл басы мүмкіндігінше,
мысалы, көктемгі күн мен түннің теңелу күніне дәл болуын көздейді.
Ежелгі Рим күнтізбесінде ол былайша шешілген: бірінші және үшінші жыл
355 күн, екінші жыл (355 + 22) = 377 күн, ал төртінші жыл 355 + 23 = 378
күн. Төрт жылдағы күн саны 1465, орташа жылдың ұзақтығы 1465 : 4 = 366,25
күн, яғни табиғи (тропиктік) жылдан 1,01 тәул ұзақ.
Ай — Күн ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4
... ... ... ... ... ... ... ... .. ...
1.9 – СЫНЫПТАҒЫ АСТРОНОМИЯ САБАҚТАРЫНДА ӨТІЛЕТІН ТАҚЫРЫПТАРДЫ
ТАЛДАУ
1.1 Жұлдызды аспан. Аспан сферасы. Аспан координаталарының
жүйелері ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... 5
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ...
1.2 Жұлдызды аспанның жылжымалы картасы. Әр түрлі географиялық
еңдіктегі аспан сферасының қозғалысы ... ... ... ... ... 12
1.3 Жергілікті, белдеулік және бүкіләлемдік уақыт. Астрономиядағы
қашықтықты анықтаудың кейбір 18
тәсілдері ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ..
2 ЖАРАТЫЛЫСТАНУ – МАТЕМАТИКА БАҒЫТЫНДАҒЫ ОРТА МЕКТЕПТІҢ 11 –
СЫНЫБЫНДА АСТРОНОМИЯДАН САБАҚ ТАҚЫРЫПТАРЫ
2.1 Жұлдызды аспан және жұлдыздарға қарап бағдар алудың негізгі
принципі. Жұлдыздар әлемі. Айнымалы жұлдыздар. Күн – Жер
байланысы ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... 30
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... .
2.2 Жер тобының планеталары. Алып – планеталар. Күн жүйесінің кіші
денелері. Біздің Галактика. Басқа Галактикалардың ашылуы.
Квазарлар ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... 34
... ... ... ... ... ... .
2.3 Әлем. Үлкен жарылыс. Әлем эволюциясының негізгі кезеңдері.
Әлемнің кеңеюі. Әлемнің модельдері. Әлемдегі тіршілік және
сана. Ғарышты игеру және адамзаттың оны игеру
болашағы ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... 41
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ..
3 АСТРОНОМИЯ САБАҚТАРЫНДА АҚПАРАТТЫҚ ТЕХНОЛОГИЯЛАРДЫ ПАЙДАЛАНУ
3.1 Астрономия сабағында жаңа технологияларды пайдалану
әдістемесі. Астрономия және физика сабағын ақпараттық
технологиялар негізінде 49
жүргізу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
.
3.2 Электронды оқулық – қазіргі кездегі білім берудің негізгі 52
құрамдас бөлігі ...
3.3 9 және 11 сыныптардағы астрономиядан сабақ 54
жоспары ... ... ... ...
Қорытынды ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... 68
... ... ... ... ... ... ... ...
Әдебиеттер 69
тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ...
Кіріспе
Оқу процесіне жаңа информациялық технологияларды енгізу ісі
астрономиямен тығыз байланыста өткізіледі, сондықтан физик мұғалімдер
компьютерлік техниканы меңгеріп қана қоймай, оны өз пәндерінде кеңінен
қолдануы тиіс. Осындай сәттерде физика және астрономия курсының мазмұнын да
қайта қарап, оның компьютерлік сүйемелдеуде пайдалануға болатын бөлімдерін
саралап, сабақтарды жаңалап өткізу әдістемелерін кұрастыру кажет. Жаңа
технологияларды физикада пайдалану ісі бұрынғы белгілі әдістемелермен қатар
педагогикалық жаңа технологияларды қолдануды талап етеді. Астрономиядан
сабақ беру әдістемесі педагогикалық ғылымдар жүйесінің бір бөлігі болып
табылады, пән ерекшелігіне қарай физика және астрономия курсын толығынан
компьтерлік негізге ауыстыруға болмайды. Тек кейбір тақырыптар мен
тарауларды оқып үйренуді ғана компьютерлік технологияға жүктеу керек.
Жұмыстың өзектілігі: Ғылым мен техниканың қарқынды даму кезеңінде
астрономияны оқып үйрену өте маңызды мәселелердің бірі. Сондықтан
астрономия тақырыптарын ақпараттық техногияларды қолдана отырып сабақ
жүргізу оқушылар үшін өте тиімді.
Дипломдық жұмыстың мақсаты мен міндеттері: Aстрономиялық құбылыстарды
оқушыларға түсіндірудің бір қиыншылығы – олар тек түнде жұлдыздар әлімінің
аз ғана бөлігі көзге көрінеді, бірақ жердің күнді айнала қозғалыс себебінен
аспан әлемін толық байқау қиындық тудырады. Бұл жұмыс осы тақырыпты
кеңінен, әрі тиянақты талдау арқылы әдістемелік тұрғыдан егжей-тегжейлі
қарастырылған.
Дипломдық жұмыстың зерттеу объектісі: Орта мектептің физика және
астрономия сабақтарында астрономия тақырыптарын оқыту. Астрономиялық
құбылыстарды қарапайым талдаудан бастап, галактикалар және әлемнің
дамуындағы астрофизикалық құбылыстарын түсіндіру арқылы оқыту
қарастырылған. Дипломдық жұмыста ақпараттық технологияларды пайдалана
отырып 9 және 11 – сыныптың негізігі тақырыптарын оқыту әдістері
қарастырылған.
Дипломдық жұмыстың ғылыми-әдістемелік жаңалығы: Әдістемелік тұрғыдан
аз зерттелген орта мектептің астрономия сабақтары тақырыптарының
әдістемесін жасау.
Жұмыстың құрылымы: Дипломдық жұмыс кіріспе, үш тарау, қорытынды және
пайдаланылған әдебиеттер тізімінен құрылған.
1. 9 – СЫНЫПТАҒЫ АСТРОНОМИЯ САБАҚТАРЫНДА ӨТІЛЕТІН ТАҚЫРЫПТАРДЫ ТАЛДАУ
1. Жұлдызды аспан
Айсыз ашық түні аспаннан сан жетпес жұлдыздар жымыңдап, адамның көңілін
өздеріне еріксіз аударады. Шынында да, жер бетінің кез келген орнынан бір
мезетте аспан күмбезінен құралсыз көзбен үш мыңға тарта жұлдызды көруге
болады. Оларды танып - білмек үшін адамдар өте ерте заманда жұлдыздардың
өзара орналасуын жан - жануарларға немесе басқа нәрселерге ұқсатып
топтастырып, оларға шоқжұлдыз атауларын берген. Мысалы, Геркулес пішіні бір
тізесін бүккен адамға, Торпақ - бұқаның мүйізіне, Аққу мен Бүркіт - қанатын
жая самғап ұшқан құстарға ұқсайды. Сондай-ақ Қарақұрт, Жылан, Сужылан т.б.
шоқжұлдыздарының атаулары олардың бейнелерінің өздері аттас жәндіктерге
айна-қатесіз ұқсауынан туындаған. Сонымен қатар қайсыбір шоқжұлдыз
атауларының мағыналық мәні де бар. Мысалы, Таразы шоқжұлдызының атауы күзгі
күн мен түннің теңелуі кезінде Күннің осы шоқжұлдызда (осыдан 2000 жыл
бұрын) орналасуынан туған. Сондай-ақ шоқжұлдыз атаулары қатарында аңыздарда
кездесетін кейіпкерлер мен жануарлар да баршылық. Мысалы, Персей, Қауыс-
Мерген, Айдаһар, Кентавр т.б.
Қайсыбір шоқжұлдыздардың атауы ата – бабаларымыздың тұрмыс – салт әдет
– ғұрып, ғарыштану және діни түсніктермен байланыстырылған.Астрономия
тарихын зерттеуші орыс ғалымы Д.О.Святский өз еңбектерінде дала
қазақтарының Темірқазық пен оның маңындағы бірнеше жұлдыздарды аспан
қазығына арқандалған жылқы ретінде бейнелейтінін жазған (1.1-сурет)
Сурет 1.1 - Кіші Аю мен Үлкен Аю жылқы пішінінде бейнеленген
Шоқжұлдыздардың астрономияда осы күндері қолданып жүрген атауларының
48-і өте ертеден, Ежелгі Мысыр, Вавилон және Грекия замандарынан белгілі.
Ежелгі грек астрономдары Гиппарх (б.з.д. 180 не
190-125 жж.) Птолемей (90-160 жж.) шоқжұлдыз атауларын бір жүйеге келтіріп,
олардағы жұлдыздардың алғашқы тізімдерін, суреттемесін жасаған. Бірақ ол
тізімде Жер шарының солтүстік жартышарында орналасқан елді мекендердің
аспанында көрінетін шоқжұлдыздар ғана қамтылған. Ал аспанның қалған
бөліктерінің жұлдыздарын саяхатшылар XVI—XVIII ғасырларда оңтүстікке шеккен
сапарларында шоқжұлдыздарға топтастырып, картаға түсірген.
Шоқжұлдыз дегеніміз - аспанның нақты шекарасы анықталған белгілі бір
бөлігі.
Аспанда барлығы 88 шоқжұлдыз белгіленген. Шоқжұлдыз шекараларылары
Халықаралық астрономия одағының (ХАО) арнаулы қаулысы бойынша бекітілген,
бipaқ олардың ешқандай физикалық мағынасы жоқ. Шоқжұлдыздардың 31-i
аспанның солтүстік жартышарында, 48-i оңтүстік жартышарында, ал қалған 9-ы
аспан экваторының бойында eкі жартышарға да ортақ орналасқан. Халықаралық
деңгейде шоқжұлдыз атаулары латын тілінде қолданылады. Мысалы, бізге қазақ
халық астрономиясынан жақсы таныс Жетіқарақшының астрономиялық аталуы -
Үлкен Аю. Сол сияқты Ұшқар-Таразы – Орион, Қамбар - Арыстан, Қарақұрт -
Кассиопея деп аталады.
Жарық жұлдыздардың көпшілігінің ежелден келе жатқан өзіндік атаулары
бар. Олар, әдетте, жұлдыздардың өзіндік ерекшеліктерін сипаттайды: Сириус -
“жарқырауық”, Альдебаран - “iз басушы” немесе шоқжұлдыз бейнеленетін зат
бөліктері мен жануарлар мүшелерінің атауымен байланыстырылады. Мысалы,
Жетқарақшының жеті жұлдызының төртеyi Хорезмдік ұлы астроном Бирунидің
"Канон Масуди” атты еңбегінде аю денесіне қатысты Мерак (β) - “қарын”, Фахз
(γ) - “сан, бөксе”, Маграз (δ) - “құйрық басы”, Мизар (ξ) - “ортасы” деген
мағынада таңбаланған. Бируни өзінен шамамен мың жыл бұрын өмір сүрген
Птолемейдің жүйелеген жұлдыз атауларын араб тіліне аударып, сәл ғана
өзгерткен. Қазіргі кезде қолданылып жүрген 300-ге тарта жұлдыздың төл
атауларының 15%-ы грек, 5%-ы латын, 80%-ы араб тілінде айтылады.
Түнгі аспанға қарағанымызда, жұлдыздардың жарықтылықтары әр түрлі
екенін аңғарамыз. Сириус, Арктур және Вега жарқырап көзге бірден түссе,
Алькордың көмескі жұлдыз екенін байқаймыз. Жұлдыздардың көзге көрінерлік
жарықтылығын санмен өрнектеу үшін астрономдар көрінерлік жұлдыздық шама
деген ұғымды пайдаланады. Мұны алғаш ежелгі грек астрономы Гиппарх
еңгізген. Ол аспандағы көзге көрінетін жұлдыздарды алты топқа бөліп, ең
жарық жұлдыздарды бірінші жұлдыздық шамаға, ал ең көмескілерін алтыншы
жұлдыздық шамаға тағайындады.
XIX ғасырдың ортасында ағылшын астрономы Норман Погсон жұлдыздық
шаманың осы замағы шкаласын ұсынды. Бұл шкалада 5 жұлдыздық шама (ж.ш.)
жұлдыз жарықтылығының 100 есе өзгеруін көрсетеді. Демек, бip ж.ш.
айырмашылығы жұлдыз жарықтылығыныңесе өзгеруіне сәйкес болады.
Көрінерлік ж.ш. т (лат. magnitudo — “шама” сөзінен) әрпімен
таңбаланады. Астрономияда жұлдыз жалтырлығы (жылтырауы) деген ұғым
қолданылады. Ол жұлдыздың одан келетін сәулеге перпендикуляр орналасқан
бірлік ауданды жарықтандыратын жарық мөлшерін береді.
Жарық өлшегіш аспап фотометрді пайдаланып жүргізілген өте дәл өлшеулер
жұлдыз жалтырлығының әрқилы болатынын көрсетеді. Сондықтан кейбір
жұлдыздардың жалтырлығы ж.ш. бойынша бөлшек және теріс мәндермен де
өрнектеледі.
Аспандағы ең жарық жұлдыз Сүмбіленің (Сириус) көрінерлік ж.ш.- сы m =
-1,58; Күннің ж.ш.-сы m = -26,6; толған Айдың ж.ш.-сы m = -12,7.
Бір жұлдыздың жалтырлығы жоғары, ал енді біреуінің төмен болуы
жұлдыздың шын мәніндегі жарықтылығы туралы мәлімет бере алмайды. Себебі
жарық жұлдыздың бізге жақын орналасуынан көрінерлік ж.ш.- сы жоғары болуы
мүмкін, бірақ тура осындай жұлдыздың алысырақ орналасуынан көрінерлік ж. ш.-
сы төмен болады.
Жұлдыздардың шын мәніндегі жарықтылығын анықтау үшін абсолют жұлдыздың
шама түсінігі қолданылады. М — абсолют ж.ш., жұлдыздың стандарт қашықтық —
10 парсек немесе 32,6 жарық жылы қашықтығында орналасқандағы көрінерлік
ж.ш.
Мұндай қашықтықта абсолюттік ж.ш. аспандағы ең жарық жұлдыз Сириус үшін
+1,41, Күн үшін +4,8, ал Бетельгейзе үшін -6,0, Ригель үшін -7,0 болар еді
(1.1-кесте).
Кесте 1.1 - Жарық жұлдыздар тізімі
Қысқаша Тура Еңістігі, КөрінерлікАбсолют
белгіленуікөтерілуі, А δ жұлдыздық жұлдыздық
шамасы, m шама
1 2 3 4 5 6
Сириус αСМа 6 caғ 45 мин-16" 43' -1,58 +1,41
Арктур α Boo 14caғ 16 мин +19" 11' -0,05 -0,2
Вега α Lyr 18 caғ 37 мин+38° 47' 0,03 +0,5
Капелла α Aur 5 caғ 17 мин +46° 00' 0,08 -0,6
Ригель β Ori 5 caғ 15 мин -8° 12' 0,12 -7,0
Процион α CMi 7 caғ 39 мин+5° 14' 0,37 +2,65
Бетельгейзе α Ori 5 caғ 52 мин+7° 24' 0,42 -6,0
Альтаир α Agl 19 caғ 51 мин+8° 52' 0,77 +2,3
Альдебаран α Tau 4 caғ 36 мин +16° 31' 0,85 -0,7
Альголь δ Per 3 caғ 08 мин +40° 57' 1,12 -0,3
Регул α Leo 10 сағ 08 мин+11° 58' 1,35 -0,6
Кастор α Gem 7 caғ З5 мин -26 °19' 1,58 +0,85
Темірқазық α Umi 1 caғ.49 мин +89 °02' 2,02 -4,6
Аспан сферасы
Жұлдыздардың, планеталардың, т.б. аспан денелерінің орналасу орындарын
анықтау және өлшеу сияқты практикалық мәселелерді шешу үшін астрономияда
аспан сферасы деген ұғым қолданылады.
Аспан сферасы – радиусы анықталмаған жорамал сфера. Аспан шырақтары әр
түрлі қашықтықта болғандықтан, сфераның бетіне бақылаушы белгілі бір
уақытта өзі орналасқан орыннан көретін бүкіл аспан шырақтары проекцияланады
(1.2-сурет).
Сурет 1.2 - Аспан жұлдыздарының аспан сферасына проекциялануы
Аспан сферасының орталық нүктесі, әдетте, Жер центрі немесе жер
бетіндегі бақылаушы тұрған орынмен сәйкестендіріледі.
Аспан сферасында тек бұрыштық өлшеулер ғана қарастырылады. Бұрыштық
қашықтық деп сферадағы екі нүктенің арасындағы доғамен өлшенетін қашықтықты
немесе оған сәйкес орталық бұрыш шамасын айтады. Яғни, бұл — бақылаушы
көзімен қарағандағы (аспан сферасының орталық нүктесінен) осы екі нүктеге
тарайтын сәулелердің арасындағы бұрыш. Аспан сферасы туралы ұғым адамзат
тарихында өте ертеде пайда болған. Себебі аспан адамға жер бетін көмкерген
өте үлкен күмбез тәрізді болып көрінеді. Ежелгі дүниетаным бойынша бүкіл
әлем бетінде козғалмайтын шырақтар (Ай, Күн, планеталар, жұлдыздар)
орналасқан мөлдір сфералардан құралған. "Аспан" сөзінің өзі көне үнді
тілінде "тастан жасалған күмбез" деген ұғымды білдіреді. Түркі халықтарының
ежелгі ұғымы бойынша аспан (көк) жеті немесе тоғыз қабаттан тұрады. Оларда
дәрежелеріне сәйкес тәңірлер мекендейді. Астрономияның дамуы мұндай
түсініктің қате екенін дәлелдеп берді, әйтсе де ыңғайлы болғандықтан, аспан
сферасы деген ұғым қазіргі астрономияда кеңінен қолданылады.
Ерте заманда аспан сферасы айналады деп есептелсе, біз оның айналысы
Жердің өз осін айналуынан пайда болатын көрінерлік құбылыс екенін жақсы
білеміз. Жер шары батыстан шығысқа карай айналатындықтан, аспан бізге
шығыстан батысқа қарай айналатын болып көрінеді. Осыдан аспан шырақтарының
шығыстан туып, батыстан батуы туындайды.
Аспан сферасының негізгі элементтері 1.3-суретте көрсетілген.
Зенит
Надир
Сурет 1.3 - Аспан сферасының элементтері
Зенит (Z) нүктесі бақылаушының дәл төбесінде, ал Надир (Z1) – сфераның
қарама-қарсы нүктесінде орналасқан. Осы екі нүктені қосатын түзу вертикаль
сызық немесе тік сызық, оған перпендикуляр әрі аспан сферасының нүктесі
арқылы өтетін жазықтық математикалық немесе нақты көкжиек жазықтығы деп
аталады. Ол аспан сферасын қиып, үлкен дөңгелек көкжиек түзеді. Көкжиек
аспан сферасын көрінетін және көрінбейтін екі бөлікке бөледі. Зениттен М
шырақ арқылы надирге дейін өтетін өтетін үлкен дөңгелек шырақ вертикалі деп
аталады. Аспан сферасы және шырақтардың тәуліктік айналысы дүние осінің
төңірегінде өтеді. Жер өлшемі жұлдыздарға дейінгі қашықтықпен салыстырғанда
өте кіші болғандықтан, іс жүзінде дүние осі жер бетіндегі кез келген орын
үшін Жер осіне параллель болады. Дүние осінің аспан сферасымен қиылысатын
нүктелері аспан сферасының айналысына қатыспайды. Сондықтан да олар дүние
полюстері деп аталады.Төңірегінде аспан сферасының айналысы
сағат тілінің айналу бағытына кері болатын полюс дүниенің солтүстік
полюсі қарсы полюс дүниенің оңтүстік полюсі деп аталады.Дүниенің солтүстік
полюсі маңында (10-қа жуық қашықтықта) Темірқазық жұлдызы орналасқан.
Зенит және дүние осі арқылы өтетін жазықтық аспан меридианының
жазықтығы, ал оның аспан сферасымен қиылысқан кезінде пайда болатын үлкен
дөңгелек аспан меридианы болып табылады. Аспан меридианы аспанның тәуліктік
айналысына қатыспайды да, көкжиекпен екі нүктеде қиылысады, олар —
көкжиектің оңтүстік (S) және солтүстік (N) нүктелері. Математикалық көкжиек
және аспан меридианы жазықтықтарының қиылысуында пайда болатын түзу
талтүстік сызық деп аталады. Оның себебі тал түсте тігінен қойылған
бағанның көлеңкесі осы түзу бойымен бағытталады. Жер бетінің кез келген
нүктесінде нақты оңтүстік-солтүстік бағытты осы талтүстік сызық бағыты
береді. Сондықтан ол Жер бетінде дұрыс бағдарлану үшін өте қажет бағыт
болып табылады. Аспанда оның қызметін аспан меридианы атқарады.
Аспан сферасының орталық нүктесі арқылы өтетін және дүние осімен тік
бұрыш жасайтын жазықтық аспан экваторының жазықтығы деп аталады. Жер
экваторына параллель бағытталған бұл жазықтық пен аспан сферасымен
қиылысқанда пайда болатын үлкен дөңгелек аспан экваторы деп аталады. Аспан
экваторы аспан сферасын оңтүстік және солтүстік екі жартышарға бөледі және
көкжиекпен екі нүктеде — шығыс (Е) және батыс (W) нүктелерінде қиылысады.
Дүние полюстері және шырақ арқылы өтетін үлкен дөңгелек шырақтың
еңістік дөңгелегі деп аталады. Кез келген шырақ аспан сферасының тәуліктік
айналысына қатыса отырып, тәуліктік параллель деп аталатын кіші дөңгелектер
бойымен қозғалады. Бұл жайт жылжымайтындай етіп бекітілген фотоаппаратпен
түсірілген түнгі аспанның суретінен айқын көрінеді.
Эклиптика — Күннің зодиак шоқжұлдыздары бойымен жылдық қозғалысы өтетін
үлкен дөңгелек. Күннің эклиптика бойымен қозғалуы Жердің Күнді айналуынан
туындайды. Эклиптика жазықтығы аспан экваторының жазықтығына ε= 23°26'
бұрыш жасай орналасқан. Күн шарығының орталық нүктесі аспан экваторын
жылына екі рет — 21 наурыз бен 23 қыркүйек маңында қиып өтеді. Бұл нүктелер
көктемгі және күзгі күн мен түннің теңелу нүктелері деп аталады. Көктемгі
күн мен түннің теңелу нүктесі (ϓ- Тоқты шоқжұлдызының таңбасымен
белгіленеді) арқылы Күн аспан сферасының оңтүстік жартышарынан солтүстік
жартышарына, ал күзгі күн мен түннің теңелу нүктесі(Ω-Таразы шоқжұлдызының
таңбасымен белгіленеді) арқылы кері бағытта өтеді.
Күн мен түннің теңелу нүктелеріне 90° құрайтын Күннің тоқырау нүктелері
орналасады. Жазғы күннің тоқырау нүктесі Торпақ пен Егіздер
шоқжұлдыздарының шекарасында жатыр, ол Шаянның зодиак таңбасымен
белгіленеді. Қысқы күннің тоқырау нүктесі Мерген шоқжұлдызында жатыр, ол
Ешкімүйіздің (Ұғылақ) таңбасымен белгіленеді (1.4-сурет).
Сурет 1.4 - Аспан сферасындағы эклиптика және экватордың орналасуы
Негізгі жазықтықтар мен үлкен дөңгелектер аспан координаталарын
енгізуде қолданылады [1].
Аспан координаталарының жүйелері
Жер бетіндегі кез келген нүктенің орны - ендік және бойлық (φ және λ)
географиялық координаталардың көмегімен анықталатыны белгілі. Аспан
координаталары аспан денелерінің аспан сферасында орналасуын анықтайды.
Аспан координаталары географиялық координаталарға ұқсас, бірақ
астрономдар географтарға қарағанда әp түрлі зерттеу мәселелеріне байланысты
аспан координаталарының бірнеше жүйесін қолданады. Солардың екеуімен
танысайық.
Координаталардың көкжиектік жүйесі. Жұлдыздардың көкжиекке және дүние
бұрыштарына қатысты көрінерлік орналасуын қарастырсақ, онда
координаталардың көкжиектік жүйесін алу ыңғайлы. Бұл жүйедегі негізгі
жазықтық — математикалық көкжиек жазықтығы. Аспан шырағының орны екі
бұрышпен анықталады, оның бірі — көкжиек сызығы бойымен өлшенетін шырақ
вертикаліне дейінгі бұрыш — азимут астрономияда, әдетте, оңтүстік нүктеден
батысқа қарай, ал географияда солтүстік нүктеден шығысқа қарай
есептелінеді. Екіншісі – вертикаль бойымен өлшенетін (1.5-сурет) шырақтың
көкжиектен бұрыштық қашықтығы – шырақ биіктігі(һ).
Сурет 1.5 - Аспан сферасындағы координаталар жүйесі
Шырақ биіктігінің -90°-тан +90°-қа дейін болады. Бұрыш өлшегіш құрал
көмегімен (мысал теодлоит) аспан денесінің жиектік координаталарын анықтау
оп-оңай.
Бірақ бұл координаталар жүйесін қолдану кезінде туындайтын қолайсыз
жағдайлар да бар. Себебі аспан денелерінің көкжиектік координаталарының
мәні уақыт пен бақылаушының тұрған орнына байланысты. Көкжиектік
координаталар шырақтардың аспанда белгілі бір орын мен уақыттағы орналасуын
анықтайды.
Координаталардың экваторлық жүйесі. Аспан сферасының көрінерлік
айналыста болатынын білдік, әрі жұлдыздардың ондағы орындары өзгермейді.
Сондықтан онымен бірге қозғалатын координаталар жүйесін қолдану ыңғайлы. Ол
– экваторлық координаталар жүйесі (1.6-сурет).
Сурет 1.6 - Экваторлық координаталар жүйесі
Оның негізгі жазықтығы – аспан шырағының аспан экваторынан бұрыштық
қашықтығын көрсететін координата еңістік деп аталады да, δ әрпімен
белгіленеді. Ол еңістік дөңгелегі бойымен өлшенетін доға ұзындығына тең.
Еңістіктің аспан сферасының солтүстік жартышарында таңбасы оң, мәні 0 –
ден +900 – қа дейін, ал оңтүстік жартышарда теріс, 0-ден -900 – қа
дейін.
Экваторлық жүйеде қолданылатын екінші координата географиялық бойлыққа
ұқсас. Ол тура көтерілу деп аталада да, α әрпімен белгіленеді.Тура көтерілу
координатасының мәні аспан экваторының бойымен көктемгі күн мен түннің
теңелу нүктесінен шырақтың еңістің дөңгелегіне дейін аспан сферасының
айналу бағытына қарама-қарсы бағытта өлшенеді.Сондықтан да жұлдыздардың
көкжиектен шығу кезегі олардың тура көтерілу мәндерінің өсу ретімен болады.
Тура көтерілудің мәні градустық (0°-тан 360°-қа дейін) және сағаттық (0-
ден 24 сағ-қа дейін) бірліктермен өлшенеді. Осы бірліктердің арақатынасын
анықтау 24 сағ = 360° екеніне негізделеді. Демек, 1 сағ = 15°; 1 мин = 15';
1 с = 15"; 1° = 4 мин; 1' = 4 с.
Жұлдыздардың экваторлық координаталарының мәндері бақылаушыға қатысты
емес, әрі ұзақ уақыт бойы өзгермейді. Осылар бойынша олар аспан
карталарында орналастырылады және каталогтарда тіркеледі.
1.2 Жұлдызды аспанның жылжымалы картасы. Әр түрлі географиялық
еңдіктегі аспан сферасының қозғалысы
Жұлдызды аспанның жылжымалы картасы (ЖАЖК) белгілі бір орында жылдың
кез келген күні мен тәуліктің әр сәтінде жұлдызды аспанның көрінісін
анықтау мақсатында қолданылады. ЖАЖК екі бөліктен құралған: жұлдыздар
картасы және қондырма дөңгелек.
Карта аспан сферасының жазықтыққа көшірілуінен құрылған. Картада
жұлдыздар, шоқжұлдыздардың танымал бейнесі, олардың шекаралары, аспанның
экваторлық координаталарының торы бейнеленген.
Картаның орталығында кеңістік дөңгелектерінің радиалды сызықтар
түріндегі көшірмелері қиылысады. Бұл нүкте — дүниенің солтүстік полюсі.
Тура көтерілу мәндері карта жиегінің ішкі жағында сағат тілінің бағытымен
әр 1 сағ сайын жазылған. Аспан экваторы (еңістігі 0°) және аспанның үш
ендігі әр 30° сайын концентрлік шеңбермен сызылып, бастапқы кеңістік
дөңгелегімен
(0 caғ-12 сағ түзуі) қиылысқан тұстарында градуспен таңбаланған. Осы
сандардың көмегімен аспан шырақтарының экваторлық координаталарының
мәндерін жуықтап анықтауға болады.
Аспан экваторының ішкі жағында аспанның солтүстік жартышары, одан
тысқары оңтүстік жартышарының 45° кеңістікке дейінгі аймағы орналасқан.
Аспан экваторымен екі нүктеде, яғни көктемгі күн мен түннің теңелу
нүктесі α= 0 сағ, δ = 0° және күзгі күн мен түннің теңелу нүктесінде α =
12 caғ, δ = 0° қиылысатын әрі орталық нүктесі дүние полюсімен сәйкес
келмейтін шеңбер — эклиптика.
Жазғы күн тоқырау нүктесі солтүстік жартышарда эклиптиканың еңістік
дөңгелегімен 6 caғ мәнінде, ал қысқы күн тоқырау нүктесі оңтүстік
жартышарда 12 сағ мәнінде қиылысқан тұста орналасқан.
Карта жиегін ала күнтізбелік айлар және күндер көрсетілген. Олар Күннің
эклиптикадағы орнын анықтайды.
Қондырма дөңгелекте географиялық ендік мәндері жазылған сопақ пішінді
тұйық сызықтар көрсетілген. Оның орны мен пішіні бақылаушының Жер бетінде
орналасуына, яғни оның тұрған орнының географиялық ендігіне тәуелді.
Бақылаушының орналасу орнының ендігіне сәйкес бұрыштық белгі салынған қисық
бойымен қиып алғанда, оның тұйық жиегі осы орынның математикалық көкжиегіне
сәйкес болады. Көкжиек бойында дүниенің "төрт бұрышы" белгіленген. Егер
оңтүстік пен солтүстік нүктелерінің арасында жіп керілген болса, онда ол
аспан меридианын көрсетеді. Осы жіптің орта шенін жуықтап зенит ретінде
санауға болады. Оның дәл орны керілген жіптің Жер ендігіне φ-ге тең аспан
ендігімен қиылысқан нүктесіне сәйкес келеді. Мысалы, Алматы үшін (φ =
43,25°) зениттің аспандағы орны картада δ = 43,25° ендік шеңберін сызып,
сол шеңбердің талтүстік сызықпен қиылысқан нүктесін белгілеу арқылы
анықталады. Қондырма дөңгелектің жиегі 24 сағ-қа, ал әр сағат 6 бөлікке
бөлінген. Бұл дөңгелекте сағат сандарының мәні жергілікті уақыт бойынша
белгіленген. Бақылау кезінде бұл жайт есте болу керек. Қондырма дөңгелектің
ойылып алынған жерін мөлдір қағазбен желімдеп жапсырып, онда талтүстік
(меридиан) сызығы мен зенит орнын белгілесе және картаны дүниенің солтүстік
полюсі нүктесінен шегеге қондырса, жылжымалы карта қолдануға ыңғайлы
болады.
Жұлдызды аспанның жылжымалы картасының (ЖАЖК) көмегімен әр түрлі
астрономиялық есептер шеше аламыз. Берілген орындағы жұлдыздардың шығуы,
батуы, жоғары және төмен шарықтауының, яғни көкжиектен ең биік және ең
төмен орналасуының қай күні, қай уақытта болып өтетінін анықтауда карта
қажет. Мәселен, берілген күннің белгілі бір уақытында жұлдызды аспанның
көрінісін анықтау үшін қондырма дөңгелегінің сағаттық жиегіндегі уақыт
шамасы картаның жиегіндегі күн санымен сәйкестендіріледі. Осы кезде ойық
ішінде аспанда көрінетін жұлдыздар пайда болады. Шарықтау шегінде талтүстік
сызық бойындағы жұлдыздардың дүниенің солтүстік полюсінің оңтүстік
жағындағылары жоғарғы, ал оның солтүстік жағындағылары төменгі шарықтау
сәтінде орналасады. Шығып келе жатқан жұлдыздар көкжиектің шығыс бөлігінде,
ал батып бара жатқандары батыс бөлігінде орналасады.
Мысал. Қазақ халық астрономиясында кейбір жұлдыздар мен шоқжұлдыздардың
шығу және бату заңдылықтарын тұжырымдайтын жұлдыз ережесі бар. Солардың
бірінде Үркер, Үшарқар -Таразы және Сүмбіле үш айда туып, бір айда батар
деп айтылады [2].
Осы ереженің растығын және оның қай мезгілде орындалатындығын ЖАЖК-ын
қолданып тексерейік. Бұл ережеде аспан шырақтарының ең соңғы кешкі батуы
мен таңертеңгі ең алғаш тууы туралы айтылған. Олар гелиакал батуы және туу
деп аталады. Шырақтардың гелиакал туу және бату мезгілі бақылаушы тұрған
орнының географиялық ендігіне де тәуелді. Біз қондырма дөңгелекті сопақ
пішінді қисықтың φ=45° мәніне сәйкес кесіп алып қолданамыз.
Қондырма дөңгелекті карта бетіне орналастырып, дөңгелекті жоғарыда
аталған шырақтар оның ішкі жиегінің батыс тұсында орналасқанша
айналдырамыз. Келесі сәтте сағаттық дөңгелектен және айлар мен күндер
көрсетілген жиектен аталған шырақтар, жуықтап алғанда 5-15 мамыр
аралығында, келесі ретпен: Үркер, Үшарқар-Таразы және Сүмбіле жергілікті
уақыт бойынша 20 сағ кезінде бататынын анықтаймыз.
Қондырма дөңгелекті сағат тілінің қозғалу бағыты бойымен айналдыра
отырып, бірінші болып Үркер туатынын байқаймыз. Үркердің жуықтап алғанда
тууы - маусымының 23 күні жергілікті уақыт бойынша 2 сағ-та болады. Дәл
осылайша Үшарқар-Таразының шамамен шілденің 27-де 3 сағ 25 мин-та, ал
Сүмбіле 20 тамызда 3 сағ 54 мин-та туатынын анықтаймыз.
Әр түрлі географиялық ендіктегі аспан сферасының қозғалысы
Бақылаушы шар пішінді Жер бетінде орналасқандықтан, жұлдызды аспан
көрінісі оның тұрған орнының географиялық ендігіне байланысы әр түрлі
болады.
Географиялық ендік мәніне байланысты шырақтардың тәуліктік
параллельдері көкжиекке қатысты әр түрлі бұрышпен орналасады.
Жердің солтүстік полюсінде орналасқан бақылаушыға аспан сферасының тек
солтүстік жартышары, ал оңтүстік полюсте оның оңтүстік жартышары ғана
көрінеді. Жер полюстерінде дүние осі тік сызық бойымен сәйкес келеді.
Жұлдыздардың тәуліктік параллельдері көкжиекке параллель орналасады
(1.7-сурет), яғни барлық жұлдыздар батпайды және тумайды.
Сурет 1.7 - Жұлдыздардың тәуліктік параллельдері
Бақылаушы солтүстік полюстен экваторға сапар шеккенде, жұлдызды аспан
көрінісі өзгеріп отырады. Дүниенің солтүстік полюсінің зениттен бұрыштық
қашықтығы біртіндеп өседі, оған қоса аспан экваторы мен көкжиек
жазықтықтарының арасындағы бұрыш та өседі, жұлдыздардың тәуліктік
параллельдері көкжиекке еңіс орналасады да, аспан сферасының экваторға таяу
бөлігіндегі жұлдыздар туып-бататын болады. Бақылаушы Жер экваторына
жеткенде, дүние полюстері көкжиекке дәл келеді. Ал аспан экваторы зенит
арқылы өтеді. Жұлдыздардың қозғалысы аспан экваторына параллель
болғандықтан, олар шығыс көкжиектен оған тік бұрыш жасай көтеріліп, сол
қалпында батыс көкжиекке төмендейді (1.8-сурет). Экватордағы бақылаушы
аспаннан оның екі жартышарының барлық жұлдыздарын көре алады.
Сурет 1.8 - Жұлдыздардың қозғалысы шығыс көкжиектен тік бұрыш жасай
көтеріліп, сол қалпында батыс көкжиекке төмендеуі көрсетілген
Шырақтардың шарықтауы (кульминациясы) . Шырақтардың көкжиектен ең
жоғарғы және ең төмен орналасуы олардың аспан меридианы арқылы өту
кезінде болады.
Мұндай кез шырақтың жоғарғы және төменгі шарықтауы деп аталады. 1.9-
суретте жұлдыздардың орта ендікте бақыланатын тәуліктік қозғалысының
траекториялары көрсетілген.
Сурет 1.9 - Жұлдыздардың орта ендікте бақыланатын тәуліктік
қозғалысының траекториялары бейнеленген
Мұнда А жұлдызы - батпайтын жұлдыз. Оның жоғарғы (Аж) және төменгі
(Ат) шарықтауы көкжиек үстінде болса, В жұлдызының тек жоғарғы шарықтауы
ғана көкжиек үстінде болады. Ал С жұл- дызы - бұл орында тумайтын жұлдыз.
Оның жоғарғы және төменгі шарықтауы көкжиек астында болады.
Тәуліктік қозғалыс кезінде шырақтардың көкжиектік координаталарының
өзгеруі. Орта ендікте орналасқан бақылаушы үшін шырақ белгілі бір мезетте
көкжиектің шығыс тұсында М1 нүктесінде шығады (1.10-сурет).
Сурет 1.10 - Тәуліктік қозғалыс кезінде шырақтардың көкжиектік
координаталарының өзгеруі көрсетілген
Бұл сәтте оның көкжиектік координаталарыh= 0°, A=SOM1. Шырақ
көкжиектен көтеріле отырып, аспан меридианы арқылы өту сәтінде М2
нүктесінде жоғарғы шарықтауда болады. Оның азимуты А = 0°, ал биіктігі h =
SOM2. Уақыт өткен сайын шырақтың биіктігі кеми береді де, ол М3
нүктесінде көкжиектің батыс жағындағы бату сәтіне келеді: h = 0°, A =
SOM3. Шырақ өзінің одан арғы жолын көкжиек астында жалғастырады. М4
нүктесінде ол қайтадан аспан меридианын қиып өтеді. Бұл шырақтың төменгі
шарықтауы h =NOM4, A = 180°. Шырақ өз жолының соңғы бөлігін төменгі
шарықтау нүктесінен көкжиектен шығу нүктесіне дейін жүріп өтеді. Осылайша
біз шырақтың көкжиектік координаталарының тәулік ішінде үздіксіз өзгерісте
болатынына көз жеткіздік.
Жер бетінде географиялық координаталарды (ендікті) анықтау.
Жер бетінде кез келген орынның географиялық ендігін анықтау тәсілі
дүние полюсінің көкжиектен биіктігінің бұрыштық мәні осы орынның
географиялық ендігіне тең болуына негізделген. Бірақ дүние полюстерінің
орны тек жорамал нүкте ғана. Дүниенің солтүстік полюсі маңында Темірқазық
жұлдызының болуы, солтүстік жартышарда орналасқан мекендердің географиялық
ендіктің мәнін жуықтап анықтауға мүмкіндік береді. Ол үшін бұрыш өлшегіш
құралдардың көмегімен (секстант немесе теодолит) Темірқазық биіктігін
өлшеп, сол биіктіктің мәнін ендіктің жуық мәні ретінде алуға болады.
Дүние полюсінің көкжиектен биіктігі (δ) бақылаушы орналасқан орынның
географиялық ендігіне (φ) тең екеніне 1.11-суреттен көз жеткізуге болады.
Сурет 1.11 - Бақылаушы орнының географиялық ендігіне дүние полюсінің
биіктігі тең екені бейнеленген
Бұл суретте О нүктесі бақылаушының тұрған орнын көрсетеді. AО1О = φ
осы орынның географиялық ендігі. Экватор Жер осіне, ал SN көкжиек вертикаль
бағытқа перпендикуляр. Бақылаушы дүние полюсін OP бағытында көреді. Әрине,
бұл бағыт Жер осіне параллель. PON = hπ - дүние полюсінің биіктігі.
Бұл бұрыштардың қабырғалары өзара перпендикуляр болғандықтан,
PON = AO1O.
Демек, AO1O = hπ немесе hπ = φ.
Сонымен бақылаушы орнының географиялық, ендігіне дүние полюсінің
биіктігі тең екені дәлелденді.
Жер бетінде ендік координатаны анықтау тек Темірқазық арқылы ғана
жүзеге асып қоймайды. Бұл мақсатта шарықтау кезіндегі жұлдыздың биіктігін
өлшеу әдісі де қолданылады.
Шарықтау кезінде шырақтардың меридиан жазықтығында орналасатынын
білеміз. Осы кездегі оның δ еңістігі, h биіктігі және φ географиялық
ендігі арасындағы байланысты анықтайық. 1.12-сурет бойынша зениттің
оңтүстік жағы арқылы өтетін жұлдыздың шарықтауын қарастырайық.
Сурет 1.12 - Зениттің оңтүстік жағы арқылы өтетін жұлдыздың шарықтауы
көрсетілген
Бізге PON = φ - дүние полюсінің көкжиектен биіктігі географиялық
ендікке тең екені белгілі. Қабырғалары өзара перпендикуляр болатын бұрыштар
болғандықтан, ZOQ = PON. М жұлдыздың еңістік координатасының мәні
δ = MOQ, биіктігі h = δ + β. 90° = β+ φ екенін ескерсек, h - δ = 90°
- φ. Демек, z
φ = δ + (90° - h).
(1.1)
Мұндағы 90° - h =z - шырақтың зениттен қашықтығы болғандықтан,
φ = δ + z
(1.2)
Егер жұлдыздың шарықтауы зениттің солтүстік жағында болса, онда
φ = δ - (90° - h) = δ - z.
(1.3)
Бұдан анықтайтынымыз, δ еңістік координатасының мәні белгілі шырақтың
жоғарғы шарықтау кезіндегі h биіктігін өлшеу бақылаушы тұрған орынның
географиялық ендігін анықтауға мүмкіндік береді.
1.3 Жергілікті, белдеулік және бүкіләлемдік уақыт. Астрономиядағы
қашықтықты анықтаудың кейбір тәсілдері
Үлкен және кіші уақыт аралықтарын өлшеу үшін астрономиялық
құбылыстармен тығыз байланысты табиғи бірліктер колданылады.
Уақыттың негізгі бірліктері - астрономиялық бақылау бойынша анықталған
тәулік, ай және жыл. Бұлардың алғашқысы күн мен түннің алмасуына, екіншісі
Ай жүзінің (фазасының) өзгеруіне, ал соңғысы жыл маусымдарының ретті түрде
алмасуына байланысты. Бұлардың әрқайсысы, әрине, аспан денелерінің
қозғалысына (көрінерлік және нақты) негізделген. Тәулік дегеніміз — Жердің
аспандағы белгілі бір санақ денесіне қатысты өз осінен толық бір айналым
жасауға кететін уақыт аралығы. Мұндай дене ретінде Күн немесе кез келген
жұлдыз алынуы мүмкін.
Нақты және орташа күн тәулігі.Күн шарығының (дискісінің) орталық
нүктесінің жоғарғы шарықтау сәті нақты тал түс деп, ал төменгі шарықтауы
нақты түн ортасы деп аталады.
Күннің екі аттас шарықтау аралығы нақты күн, тәулігі деп аталады. Бірақ
мұндай тәуліктің ұзақтығы жыл бойы тұрақты болмайды. Бұл Күннің көрінерлік
қозғалысы экватор емес, эклиптика бойымен болуынан әрі біркелкі еместігінен
туындайды. Сондықтан күнделікті өмірде ұзақтығы тұрақты 24 сағ болатын
орташа күн тәулігі пайдаланылады.
Орташа күн тәулігі ретінде аспан экваторы, бойымен бірқалыпты қозғала
отырып, бір жылда толық айналым жасайтын жорамал нүктенің аттас екі рет
шарықтауға қажет уақыт аралығы қабылданады.
Күн тәулігінің басы түн ортасынан, яғни Күннің төменгі шарықтауынан
басталады.
Жергілікті, белдеулік және бүкіләлемдік уақыт. Күннің аспан меридианы
арқылы өту сәті, әрине, бақылаушы орнының географиялық бойлығына тәуелді.
Бақылаушы шығысқа қарай жылжыған сайын Күннің меридианнан өтуі батыстағымен
салыстырғанда ертерек болады. Демек, Күннің меридиан арқылы өту сәті бізге
жергілікті орынның күн уақытын береді. Жоғарыдағы тәсілмен анықталған уақыт
тек берілген географиялық меридианда ғана қолданылатындықтан, күнделікті
өмірде белдеулік уақытты қолдану ыңғайлы. Бұл үшін Жер беті полюстерді
қосатын сызықтар көмегімен 24 сағ-тық белдеулерге бөлінген. Әр сағаттық
белдеу бойлық бойымен 15°-қа созылады. Әр белдеудің ішінде оның орталық
меридианындағы орташа күн уақыты осы аймақтың белдеулік уақыты ретінде
алынады.
Гринвич обсерваториясы (Ұлыбританияда) орналасқан меридиан нөлінші
меридиан ретінде қабылданған және ол белдеу нөлінші сағаттық белдеу болып
табылады. Гринвич меридианындағы жергілікті орташа күн уақыты бүкіләлемдік
уақыт ретінде қабылданған. 1-сағаттық белдеудің ( n = 1) орталық меридианы
Гринвич меридианынан 15° шығысқа қарай орналасқан. Басқа сағат
белдеулерінің де бастапқы меридиандары осылай анықталады. Ал олардың екі
жақ шекаралары мемлекеттік және әкімшілік шекаралары бойынша немесе табиғи
аймақтармен (өзен, тау жоталары) бөлінген. Қазақстан Республикасының аумағы
арқылы 4- және 5-сағаттық белдеу өтеді.
Бүкіләлемдік уақытты (Т0) және берілген орынның белдеуінің реттік санын
(n) біле отырып белдеулік уақытты табу оңай:
Тn = Т0 + n.
(1.4)
1930 ж. көктемде үкімет декреті бойынша КСРО аумағында декреттік уақыт
енгізілді: барлық сағаттық белдеулерде сағат тілі тұрақты түрде бір
сағатқа ілгері жылжытылды. Кейбір елдерде декреттік уақытты жаз айларында
тағы 1 сағ ілгері жылжыту қабылданған.
Алматы және Астана уақыты (5 сағ-тық белдеу) бүкіләлемдік уақыттан 6
сағат алда.
Т5 = Т0 + (n + 1) = Т0 + 6 сағ.
Географиялық, бойлығы λ болатын орындағы Тλ. жергілікті орташа күн
уақыты бүкіләлемдік уақытқа сол бойлықтың уақыт бірлігіндегі мәнін қосу
арқылы анықталады:
Тλ = Т0 + λ .
(1.5)
Жұлдыздық уақыт. Кез келген жұлдызды таңдап алып, оның аспандағы орнын
Жердегі қозғалмайтын бір нәрсе (үй бұрышы, бағана) көмегімен белгілеп
алайық. Сол жұлдыз нақ сол орынға 23 сағ 56 мин өткенде қайтып оралады.
Осылайша жұлдыздарға қатысты өлшенетін тәулік жұлдыздық тәулік деп
аталады.Дәл айтсақ, жұлдыздық тәулік — күн мен түннің теңелу нүктесінің
қатарынан екі рет жоғары шарықтауына қажет уақыт мөлшері. Ал 4 мин қайда
кетті? Жердің Күнді айнала қозғалуы себебінен Күннің аспандағы орны Жер
бетіндегі бақылаушыға жұлдыздарға қатысты тәулігіне аспан сферасының айналу
бағытына қарама-қарсы бағытта 1°-қа ығысып отырады. Оны "қуып жету" үшін
Жерге осы 4 мин қажет. Сонымен Жердің өз осінен айналып шығуына 23 сағ 56
мин уақыт кетеді. Ал 24 сағ осы айналыстың Күнге қатысты уақыты. Адам Күн
сағаты бойынша өмір сүреді, жұмыс жасайды. Ал астрономдар өз бақылау
жұмыстарын ұйымдастыруда жұлдыз уақытын қолданады.
Жергілікті S жұлдыз уақыты мен жұлдыздардың тура көтерілу мәні арасында
қарапайым байланыс бар. Егер жұлдыз жоғарғы шарықтауда болса, онда S = α.
Демек,кез келген мезетте берілген орындағы жұлдыздық уақыттың мәні осы
кезде жоғарғы шарықтауда орналасқан жұлдыздың тура көтерілу координатасының
мәніне тең.
Жер бетіндегі λ бойлықтағы жұлдыздық уақыт (S) пен Гринвич
меридианындағы жұлдыздық уақыт (S0) арасындағы байланыс мына өрнекпен
анықталады: S = S0 + λ. Осыдан біз берілген орынның жұлдыздық уақытын
анықтау арқылы осы орынның географиялық бойлығының мәнін де анықтауға
болатынына көз жеткіздік [3].
Күнтізбе
Күнтізбе — ұзақ уақыт аралығын есептеудің санақ жүйесі.
Ерте заманнан-ақ Күн мен Айдың, кейбір жұлдыздардың қозғалыстарын
мұқият бақылау — адамдарға уақыт санауға, яғни әр түрлі күнтізбе жасауға
арқау болды. Кейбір жұлдыздардың шығу, бату мерзімдерін анықтау арқылы жыл
мезгілдерінің келу уақыты есептелді. Мысалы, егіншілікпен айналысқан
елдерде белгілі бір жұлдыздардың туу немесе бату мерзімдері жер жырту, егін
егу және орақ науқандарының уақытын көрсетсе, ал мал бағу мен айналысқан
елдерде мал төлдету, көшіп-қону, қой қырқу және т.б. жұмыстарын атқару
кезеңдеріне сай келеді. Қазақ халқында олар Үркер, Үшарқар-Таразы және
Сүмбіле. Осындай бақылау нәтижесінде құрылған күнтізбелер адамдарға
шаруашылық жұмысын уақытымен ұйымдастыруға мүмкіндік туғызды.
Кез келген күнтізбенің негізінде табиғи периодтар (мерзімдер) жатыр.
Ай фазалары 29,53 тәулікте қайталанып тұрады. Бұл мерзім ұзақтығы өліаралық
ай (синодтық ай) деп аталады: Ал Айдың жұлдыздарға қатысты өз орнына қайта
келуіне 27,32 тәул қажет. Бұл мерзім жұлдыздық ай (сидерлік ай) деп
аталады. Жер орбита бойымен Күнді 365 тәул 5 сағ 48 мин 46 с немесе
365,2422 тәулікте айналып шығады. Мұндай мерзім тропиктік жыл деп аталады
да, анықтама бойынша оның ұзақтығы Күннің көктемгі күн мен түннің теңелу
нүктесі арқылы қатарынан екі рет өтуіне қажет уақыт аралығына тең.
Адамзат тарихында әр түрлі елдерде әр кезеңде күнтізбелердің көптеген
түрі пайда болды. Оларды дайындау негіздеріне байланысты Ай, Күн, жұлдыз
және Ай — Күн күнтізбелері деп бөлуге болады.
Ең көне күнтізбе — Ай күнтізбесі. Ол біздің дәуірден бірнеше мың жыл
бұрын өліаралық ай мерзімі негізінде пайда болған. Ежелгі вавилон, қытай,
еврей, үнді күнтізбелерінде маңызды орын алған Ай күнтізбесі мұсылман
елдерінде кеңінен тарады. Бұл күнтізбеде әр айдың басы мүмкіндігінше жаңа
туған Аймен сәйкестендіріледі. Тақ санды айларда 30, жұп санды айларда 29
тәул бар. Демек, айдың орташа ұзақтығы 29,5 тәул-ке тең. Бұл мерзім
өліаралық ай ұзақтығынан қысқа болғандықтан, күнтізбеде біртіндеп айдың
басталуы мен жаңа Айдың тууы аралығында сәйкессіздік пайда бола бастайды.
30 жылда Ай 11 күн ерте туатын болады. Бұл мәселені шешу үшін әр 30 жылда
11 рет кәбиса жыл енгізіледі. Кәбиса жылдардағы қосымша тәулік жылдың соңғы
айында қосылады. Сондықтан жыл ұзақтығы 354 немесе 355 күн. Осының
салдарынан мұсылман күнтізбесінде жыл басы 1 мұххарам осы күнгі
қолданыстағы Григорян күнтізбесіне қатысты алғанда, әр келесі жылы 10, 11
күн ерте келіп отырады. Мұсылман дәуірінің басталуы, яғни хижра жыл санауы
— Мұхаммед пайғамбар (с.ғ.с) мен оның сахабаларының Меккеден Мединаға
көшуінен (ескі санақ бойынша, 622 жылғы 16 шілдеден) басталады.
Айдың жұлдыздың мерзіміне негізделген жұлдыз күнтізбесінің іс жүзінде
қолданылуы өте сирек. Ол тоғыс күнтізбесі деп аталатын қазақ халық
күнтізбесінде қолданылады. Тоғыс есебі бойынша тоғыс айыны басталуы Ай мен
Үркердің тоғысуына, яғни Айдың Үркер маңынан өту кезіне сәйкес. Тоғыс
айлары осы кезде Ай қандай жаста (өліарадан кейін неше тәулік өткеніне)
болуына байланысты аталады. Жұлдыздық ай мен өліаралық айдың айырмасы 2
тәул-ке жуық. Сондықтан әр келесі тоғысу Айдың жасы бойынша соңғысынан 2
тәул-ке кем. Тоғыс айлары мен жыл мезгілдерінің арасында белгілі байланыс
бар. Мысалы, 5-тоғыс, 3-тоғыс және 1-тоғыс көктемде, ал қыста 11-, 9
және 7-тоғыстар болып өтеді. Тоғыс жылының басы бір тоғыс айынан, яғни жаңа
туған Айдың Үркермен тоғысуынан басталады. Бұл кез көкек айының соңы мен
мамыр айының басы аралығына келеді. Тоғыс айының ұзақтығы 28 тәул. Бір
жылда 13 тоғыс айы бар, демек тоғыс жылының ұзақтығы 364 тәул-ке тең.
Күн қозғалысына негізделген күнтізбе жасауда екі мақсат көзделеді. Оның
бірі - күнтізбелік жыл ұзақтығының тропиктік жыл ұзақтығына өте жақын
болуы, екіншісі - көктемгі күн мен түннің теңелу сәті 21 наурызға дәл
келіп отыруы.
Көне Мысыр күнтізбесінде жыл 365 тәул-тен түзілген. Жыл басы Сириус
жұлдызының алғаш рет таңмен бірге тууына, ол кезде бұл жазғы күн тоқырауына
және Ніл өзенінің тасуына сәйкес келген. Жыл 12 айдан, әр ай 30 күннен
тұрады, жыл соңында қосымша 5 тәулігі бар.
Осындай күнтізбе көне парсылар мен сақ тайпаларында да болған. Ғылымда
оны Соғды күнтізбесі деп атайды, ол көне діндер митраизммен және
зороастризммен тығыз байланыста пайда болған. Қазақтарда осы қосымша бес
күн "бес қонақ" немесе "бес балақ сан" деп аталған.
Шығыстың ұлы ақыны әрі ғалым-математигі, астрономы Омар Хайямның (1040-
1123жж.) XI ғасырда жасаған күнтізбесі өзінің дәлдігі бойынша осыған дейін
жасалған күнтізбелердің ішіндегі ең озықтарының бірі болып саналады. Оның
күнтізбесінде 33 жылдық мерзімнің 11-і кәбиса жыл. Жылдың орташа ұзақтығы
365,24242 тәул, бұл тропиктік жылдан небәрі 22 с-қа ұзак.
Ай - Күн күнтізбелерінің негізінде тропиктік жыл және өліаралық жыл
жатыр, яғни күнтізбеде Ай қозғалысы Күннің жылдық қозғалысымен
сәйкестіріледі.
Мұндай күнтізбенің жылы әрқайсысы 29 және 30 тәул болатын 12 айдан
тұрады. Күн қозғалысымен сәйкестеу ұшін ауық-ауық 13 айдан құралған кәбиса
жылдар енгізіліп отырады. 13-айдың кіргізілуі, әр жыл басы мүмкіндігінше,
мысалы, көктемгі күн мен түннің теңелу күніне дәл болуын көздейді.
Ежелгі Рим күнтізбесінде ол былайша шешілген: бірінші және үшінші жыл
355 күн, екінші жыл (355 + 22) = 377 күн, ал төртінші жыл 355 + 23 = 378
күн. Төрт жылдағы күн саны 1465, орташа жылдың ұзақтығы 1465 : 4 = 366,25
күн, яғни табиғи (тропиктік) жылдан 1,01 тәул ұзақ.
Ай — Күн ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz