Как найти отвесную линию

Небе́сная сфе́ра — воображаемая вспомогательная сфера произвольного радиуса, на которую проецируются небесные светила: служит для решения различных астрометрических задач. За центр небесной сферы, как правило, принимают глаз наблюдателя. Для находящегося на поверхности Земли наблюдателя вращение небесной сферы воспроизводит суточное движение светил на небе. Площадь небесной сферы с учетом непостоянства значения размеров дуги равных склонений составляет 41252.96 кв. градусов.

Радиус небесной сферы может быть принят каким угодно: в целях упрощения геометрических соотношений его полагают равным единице. В зависимости от решаемой задачи центр небесной сферы может быть помещен в место:

• где находится наблюдатель (топоцентрическая небесная сфера),
• в центр Земли (геоцентрическая небесная сфера),
• в центр той или иной планеты (планетоцентрическая небесная сфера),
• в центр Солнца (гелиоцентрическая небесная сфера) или в любую др. точку пространства.

Каждому светилу на небесной сфере соответствует точка, в которой её пересекает прямая, соединяющая центр небесной сферы со светилом (с его центром). При изучении взаимного расположения и видимых движений светил на небесной сфере выбирают ту или иную систему координат), определяемую основными точками и линиями. Последние обычно являются большими кругами небесной сферы. Каждый большой круг сферы имеет два полюса, определяющиеся на ней концами диаметра, перпендикулярного к плоскости данного круга.

История

Представление о Небесной сфере возникло в глубокой древности; в основу его легло зрительное впечатление о существовании куполообразного небесного свода. Это впечатление связано с тем, что в результате огромной удалённости небесных светил человеческий глаз не в состоянии оценить различия в расстояниях до них, и они представляются одинаково удалёнными. У древних народов это ассоциировалось с наличием реальной сферы, ограничивающей весь мир и несущей на своей поверхности многочисленные звёзды. Таким образом, в их представлении небесная сфера была важнейшим элементом Вселенной. С развитием научных знаний такой взгляд на небесную сферу отпал. Однако заложенная в древности геометрия небесной сферы в результате развития и совершенствования получила современный вид, в котором и используется в астрометрии.

Названия важнейших точек и дуг на небесной сфере

Отвесная линия и связанные с ней (производные) понятия

Отвесная линия

Отве́сная ли́ния (или вертика́льная ли́ния) — прямая, проходящая через центр небесной сферы и совпадающая с направлением нити отвеса в месте наблюдения. Для наблюдателя, находящегося на поверхности Земли, отвесная линия проходит через центр Земли и точку наблюдения.

Зенит и надир

Отвесная линия пересекается с поверхностью небесной сферы в двух точках — зени́те, над головой наблюдателя, и нади́ре — диаметрально противоположной точке.

Математический горизонт

Математи́ческий горизо́нт — большой круг небесной сферы, плоскость которого перпендикулярна к отвесной линии. Математический горизонт делит поверхность небесной сферы на две половины: видимую для наблюдателя, с вершиной в зените, и невидимую, с вершиной в надире. Математический горизонт, вообще говоря, не совпадает с видимым горизонтом вследствие неровности поверхности Земли и различной высотой точек наблюдения, а также искривления лучей света в атмосфере.

---

Вращение небесной сферы и связанные (производные) понятия

Ось мира

Ось ми́ра — воображаемая линия, пересекающая небесную сферу в северном и южном полюсах (вокруг неё происходит вращение небесной сферы).

Полюсы мира

Ось мира пересекается с поверхностью небесной сферы в двух точках — се́верном по́люсе ми́ра и ю́жном по́люсе ми́ра. Северным полюсом называется тот, со стороны которого вращение небесной сферы происходит по часовой стрелке, если смотреть на сферу извне.

Если смотреть на небесную сферу изнутри, (что мы обычно и делаем, наблюдая звёздное небо), то в окрестности северного полюса мира её вращение происходит против часовой стрелки, а в окрестности южного полюса мира —- по часовой стрелке.

Небесный экватор

Небе́сный эква́тор — большой круг небесной сферы, плоскость которого перпендикулярна оси мира. Небесный экватор делит поверхность небесной сферы на два полушария: се́верное полуша́рие, с вершиной в северном полюсе мира, и ю́жное полуша́рие, с вершиной в южном полюсе мира.

---

Термины, рождаемые в пересечениях понятий «Отвесная линия» и «Вращение небесной сферы»

Точки востока и запада

Небесный экватор пересекается с математическим горизонтом в двух точках: то́чке восто́ка и то́чке за́пада. Точкой востока называется та, в которой точки вращающейся небесной сферы пересекают математический горизонт, переходя из невидимой полусферы в видимую.

Небесный меридиан

Небе́сный меридиа́н — большой круг небесной сферы, плоскость которого проходит через отвесную линию и ось мира. Небесный меридиан делит поверхность небесной сферы на два полушария — восто́чное полуша́рие, с вершиной в точке востока, и за́падное полуша́рие, с вершиной в точке запада.

Полуденная линия

Полу́денная ли́ния — линия пересечения плоскости небесного меридиана и плоскости математического горизонта.

Точки севера и юга

Небесный меридиан пересекается с математическим горизонтом в двух точках: то́чке се́вера и то́чке ю́га. Точкой севера называется та, которая ближе к северному полюсу мира.

---

Эклиптика

Экли́птика — большой круг небесной сферы, пересечение небесной сферы и плоскости орбиты центра масс системы Земля — Луна. С большой точностью по эклиптике происходит видимое годовое движение Солнца по небесной сфере. Плоскость эклиптики пересекается с плоскостью небесного экватора под углом ε = 23°26′. Северный полюс эклиптики находится в созвездии Дракона с экваториальными координатами: R.A. = 18h00m, Dec = +66°33′. Примечательно, что недалеко от северного полюса эклиптики расположена планетарная туманность Кошачий Глаз (NGC6543).

Точки равноденствия

Эклиптика пересекается с небесным экватором в двух точках — то́чке весе́ннего равноде́нствия и то́чке осе́ннего равноде́нствия. Точкой весеннего равноденствия называется та, в которой Солнце, в результате своего годового движения, переходит из южного полушария небесной сферы в северное. В точке осеннего равноденствия Солнце переходит из северного полушария небесной сферы в южное.

Точки солнцестояния

Точки эклиптики, отстоящие от точек равноденствия на 90°, называются то́чкой ле́тнего солнцестоя́ния (в северном полушарии) и то́чкой зи́мнего солнцестоя́ния (в южном полушарии).

Ось эклиптики

Ось экли́птики — диаметр небесной сферы, перпендикулярный плоскости эклиптики.

Полюсы эклиптики

Ось эклиптики пересекается с поверхностью небесной сферы в двух точках — се́верном по́люсе экли́птики, лежащем в северном полушарии, и ю́жном по́люсе экли́птики, лежащем в южном полушарии.

---

Галактические полюсы и галактический экватор

Точка небесной сферы с экваториальными координатами

α = 192,85948° β = 27,12825°

или

R.A.=12h51m26s Dec.=+27°07’42»

называется се́верным галакти́ческим по́люсом, а диаметрально противоположная ей точка — ю́жным галакти́ческим по́люсом.

Большой круг небесной сферы, плоскость которого перпендикулярна линии, соединяющей галактические полюсы, называется галакти́ческим эква́тором.

Названия дуг на небесной сфере, связанные с положением светил

Альмукантарат

Альмукантара́т — араб. круг равных высот

Альмукантарат светила — малый круг небесной сферы, проходящий через светило, плоскость которого параллельна плоскости математического горизонта.

Вертикальный круг

Круг высоты́ или вертика́льный круг или вертика́л светила — большой полукруг небесной сферы, проходящий через зенит, светило и надир.

Суточная параллель

Су́точная паралле́ль светила — малый круг небесной сферы, проходящий через светило, плоскость которого параллельна плоскости небесного экватора. Видимые суточные движения светил совершаются по суточным параллелям.

Круг склонения

Круг склоне́ния светила — большой полукруг небесной сферы, проходящий через полюсы мира и светило.

Круг эклиптической широты

Круг эклипти́ческой широты́, или просто круг широты светила — большой полукруг небесной сферы, проходящий через полюсы эклиптики и светило.

Круг галактической широты

Круг галакти́ческой широты́ светила — большой полукруг небесной сферы, проходящий через галактические полюсы и светило.

Любопытные факты

Слово зенит пришло к нам из арабского языка, где оно произносится как замт. Переписанное латинскими буквами как zamt, оно было впоследствии искажено переписчиками, превратившись в zanit, а затем и в зенит.

См. также

• Системы небесных координат
• Армиллярная сфера

Отвесная линия

Определение «Отвесная линия» в Большой Советской Энциклопедии

Отвесная линия, линия, которая в каждой данной точке пространства совпадает с направлением силы тяжести в этой точке. Направление Отвесная линия совпадает с направлением нити со свободно подвешенным к ней грузом (см. Отвес). Это направление всюду перпендикулярно к уровенным поверхностям потенциала силы тяжести. Уровенные поверхности Земли из-за её сфероидичности и неправильного внутреннего строения не параллельны между собой. Поэтому бесконечно малые последовательные отрезки Отвесная линия как нормали к бесконечно близким уровенным поверхностям Земли образуют кривую двоякой кривизны, которая называется силовой линией гравитационного поля Земли. Другими словами, Отвесная линия в данной точке является касательной к силовой линии в этой точке.

Направление Отвесная линия в данной точке земной поверхности относительно плоскостей земного экватора и начального меридиана может быть найдено определением широты и долготы этой точки из астрономических наблюдений. Изучение направлений Отвесная линия и её отклонений от нормали к поверхности земного эллипсоида в различных точках земной поверхности позволяет определить фигуру и размеры Земли, а также получить косвенные данные о её внутреннем строении (см. Отклонение отвеса). Направление Отвесная линия меняется вследствие перераспределения масс внутри Земли и на её поверхности. Под влиянием притяжения Луны и Солнца Отвесная линия испытывает периодические колебания, доходящие до 0,025².
  А. А. Изотов.

Статья про «Отвесная линия» в Большой Советской Энциклопедии была прочитана 427 раз

Основная
ориентирная линия при всех видах
геодезических измерений – это отвесная
линия, т.е. направление силы тяжести.

Геодезические
измерения, выполняемые в любой точке
физической поверхности Земли, связаны
с направлением отвесной линии в этой
точке. Например, при измерении
горизонтального угла теодолит
устанавливают по уровню в вершине
измеряемого угла так, чтобы вертикальная
ось инструмента была совмещена с отвесной
линией в данной

Т
очке.
При геометрическом нивелировании труба
нивелира устанавливается при помощи
уровня так, чтобы визирная ось трубы
была горизонтальная, т.е. перпендикулярная
к отвесной линии в точке установки
нивелира. При измерении длины некоторой
линии определяются наклон

линии к горизонту,
чтобы иметь возможность вычислить
горизонтальное положение этой линии.
В этом случае направление отвесной
линии используется для проектирования
измеренной длины на горизонтальную
плоскость.

Простейший
прибор – отвес – направление действия
силы тяжести или земного притяжения F
есть равнодействующая притяжений всех
масс, заключенных в теле Земли. Значит
, величина и направление силы обусловлены
распределением этих масс. Отсюда следует,
что и направление отвесной линии тоже
зависит от распределения масс в теле
Земли.

Поясним это
следующим примером. Возьмем сравнительно
небольшой участок земной поверхности,
представляющий идеальную равнину.
Предположим, идеально равномерное
распределение плотности. Тогда отвесные
линии будут иметь направления показанные
пунктиром на рис. 9. Теперь допустим, что
ниже земной поверхности залегает масса
с преувеличенной плотностью. Очевидно,
что наличие этой массы вызывает отклонение
отвесных линий от их прежнего направления
в сторону массы М.

Аналогичные
отклонения отвесных линий будут вызваны
наличием избытка массы на поверхности
Земли, например при наличии горы.
Наоборот, залегание массы с преуменьшенной
плотностью, наличие на земной поверхности
впадины вызовут отклонения отвесных
линий в противоположную сторону по
сравнению с направлением, показанным
на рис.9.

2.4. Поле потенциала силы тяжести.

Из курса физики**
известно, что гравитационное поле Земли
работа силы тяжести не зависит от формы
пути MN
(рис.10),а зависит только от положения
начальной и конечной точек этого пути.
Поле, обладающее таким свойством,
называется потенциальным. Во всяком
потенциальном поле можно провести
поверхность уровня, при движении по
которым сила поля работы не совершает.

В гравитационном
поле Земли расстояние между уровенными
поверхностями убывает к полюсам.

Возьмем две
точки M
и N
в плоскости земного меридиана, лежащие
на разных, но близких одна к другой ,
уровенных поверхностях (рис 11.)

Соответственно
сказанному выше о работе силы тяжести
можем написать выражение для работы по
пути MaN
и по пути MbN
и эти выражения приравнять:

где

и
–
расстояние между уровенными поверхностями.

Сила тяжести
возрастает к полюсам, следовательно,

Поэтому из
написанного равенства легко видеть,
что:

На основании этого
можно сделать заключение: уровенные
поверхности гравитационного поля Земли
между собой непараллельные и расстояние
между ними уменьшается к полюсам.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Отвесная линия

вертикальная линия, которая пересекает небесную сферу в точках зенита и надира.

Повышай знания с онлайн-тренажером от Автор24!

1. Напиши термин
2. Выбери определение из предложенных или загрузи свое
3. Тренажер от Автор24 поможет тебе выучить термины с помощью удобных и приятных
   карточек