.a> Thiên đỉnh, thiên để, đường chân trời: 3 Tại một nơi quan sát ta nhìn thẳng trên đỉnh đầu hay là đường thẳng đứng đi qua đỉnh đầu người quan sát cất thiên cau tại điểm Z gọi là thiên
Trang 1TRƯỞNG ĐẠI HỌC SU PHAM TPHCM - LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SU PHAM THÀNH PHO HỒ CHÍ MINH
KHOA VẬT LÝ
BỘ MÔN:vẬT LÝ
Dé tai :
Xác định vĩ độ và phương hướng thành phố hé chi minh bằng
phương pháp đo bóng coc mat trời
GVHD :Thạc sĩ TRAN QUỐC HA
SV thực hiện : NGUYEN THÀNH DUNGNiên khóa :1997-2001
NHẬP ĐỀ I>PHAN MỞ DAU:
NGUYEN THANH DUNG TRANG 3
Trang 2TRƯỜNG ĐẠI HỌC SU PHAM TPHCM - LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Từ buổi sơ khai con người nguyên thủy biết trồng trọt, chan nuôi
chuyển từ hái lượm sang canh tác họ can phải tính toán thời vu, dự báo thời
tiết (mưa, nắng, gió, lạnh ), dự báo thời kì nước sông lên xuống Để tiến
hành được như vậy con người cổ đại chỉ có một phương pháp duy nhất là
quan sắt vị trí và chuyển động của các thiên thể, Mặt trời, mặt trăng trên
bau trời trên cơ sở đó người ta làm ra lịch, xác định năm, tháng, ngày,
giờ Như vay thiên văn học là mon khoa học đầu tiền của nhân loại xuất
hiện do nhu cầu sản xuất.
Con người cổ đại đã sớm biết sử dụng những qui luật của thiên văn học để xác định phương hướng trong các chuyến đi trên biển hoặc
trên đất liền, phi nhận các su kiện theo thời gian Từ xa xưa trong việc tìm
kiếm thức ăn, trong quan hệ giữa các bộ tộc với nhau, trong quan hệ kinh tế,văn hoá hay chính trị giữa các dân tộc, sự hiểu biết phương hướng và cách
tính thời gian là một nhu cầu cần thiết của con người.
Con người cũng đã sớm biết chế tạo ra các dụng cụ như la bàn để xác
định phương hướng: các loại đồng hồ đơn giản như: Đồng hồ cát, đồng hồ
nước, đồng hồ nến, đồng hé mat trời để đo thời gian trong ngày, tháng hoặc
năm Ngày nay khoa học kỹ thuật phát triển con người chế tạo ra những
dụng cụ xác định phương hướng và tính thời gian một cách chính xác ứng
dụng nhiều vào thực tiễn.
Ngoài ra chúng ta có thể dùng một phương pháp khác để xác định
phương hướng hoặc tính thời gian trong từng ngày bằng cách đo bóng cọc
mặt trời tại một nơi quan sát bất kỳ Từ phương pháp này chúng ta xác định
được vĩ độ nơi quan sát bằng việc đo độ cao h khi mặt trời qua kinh tuyến
trên ( lúc giữa trưa) Tất cả những vấn để này được lin lược xét trong nội
dung để tài.
II>Mục đích của để tai;
Mục đích chích của luận văn là xác định phương hướng bằng phương
pháp thiền văn mà chủ yếu dựa vào những qui luật chuyển động biểu kiến
của mặt trời Vào những ngày bất kỳ chúng ta có thể xác định phương
hướng vào hai giờ đối xứng của mặt trời
Xác định vĩ độ nơi quan sát ( Tp.HCM) vào những ngày mắt trời có xích vĩ
bằng 0 (xuân phân, thu phân) và xích vĩ bằng + 23” 27 (hạ chí, đông chí).
Dựa vào công thức:
h= 90” + ø - ởi
h : độ cao mặt ười khi đi qua kinh tuyến trên, tạ h = ‘ ;
ở : xích vĩ mặt trời ngày phân hoặc ngày chí.
y : vĩ độ nơi quan sát
NGUYEN THÀNH DONG TRANG 4
Trang 3TRƯỜNG ĐẠI HỌC SU PHAM TPHCM - LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Ngoài ra chúng ta còn sử dụng phương pháp trên để làm ra đồng hỗ
mat trời đo thời gian.
III>Nội dung dé tài:
Nội dung của khoa học thiên văn thì rất rộng nhưng với phạm vi
hạn hẹp của dé tài, chúng tôi chỉ tìm hiểu và tóm tắt những nội
dung lý thuyết có liên quan mật thiết đến dé tài Đó là việc xácđịnh vĩ độ địa lý nơi quan sát, thời điểm quan sát và xác định
phương hướng bằng khảo sát thực nghiệm đo bóng cọc mặt trời.
IV>Ý nghĩa dé tài:
Phương pháp đo vĩ đô và xác định phương hướng nơi quan sát bằng bóng cọc mặt trời có nhiều tiện lợi, đơn giản, dễ làm chỉ sử dụng các dụng cu thô
sus cây cọc , dây doi Phương pháp này có thể sử dụng được bất kỳ ở đâu
miền là có ánh nắng Đó là phương pháp phổ biến nhất cũng là phương
pháp khoa học nhất,
Phương pháp trên đạt kết quả tương đối chính xác nhưng cũng
có nhược điểm sau:
Chỉ thực hiện được khi có trời nắng
Xác định phương hướng phải chờ một khoảng thời gian giữa
hai giờ đối xứng.
Xác định toa độ địa lý thường mắc sai số do điều kiện thờitiết, cọc không được thẳng
Ngày nay phương pháp này không còn hiện đại nhưng nó có
một ý nghĩa hết sức quan trọng trong đời sống của con người Đó là việc xác
định phương hướng một cách dé dang mà bất kỳ ai cũng có thể hiểu được,
làm được Từ buổi sơ khai con người đã biết sử dụng phương pháp này để
làm ra đồng hồ mặt trời ứng dụng vào thực tiễn Tuy nhiên ngày nay nó chỉ
còn là những vật trang trí cho nhà thờ, đình chùa, hoặc là những bài thực
hành đơn giản.
Phương pháp đo bằng bóng coc mặt trời có vai trò quan trong
trong việc giảng dạy thiên văn học ở bậc PTTH của điều kiện Việt Nam
hiện nay Vì phương pháp dễ hiểu, để làm và dụng cụ đơn giản nên học sinh
dễ tiếp thu, tự lo được dụng cụ thực hành Đồng thời phương pháp này giúp
học sinh dễ tiếp cận với môn Vật Lý, Địa Lý ở trường phổ thông.
V>Thời gian cho dé tài:
Mục đích chính của để tài là tìm vĩ độ địa lý nơi quan sắt vào
những ngày mặt trời có xích vĩ bằng Ø và xích vĩ bằng 23°27" Do đó thời
gian thực hành cho để tài rất lâu dài
Còn đối với việc xác định phương hướng bằng bóng cọc mặt
trời thì chờ khoảng thời gian giữa hai giờ đối xứng vào một ngày có nắng
bất kỳ.
NGOYEN THÀNH DGNG TRANG 5
Trang 4TRUONG ĐẠI HỌC SU PHAM TPHCM - LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
PHẦN MỘT
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
| > Thiên cầu:
1> Định nghĩa thiên cầu:
Khi đứng trên trái đất nhìn lên bau wi ta thấy nó như một mat cầu
lớn Ban ngày ta chỉ thấy mặt trời chuyển động bên trong mat cầu đó , và
ban đêm ta chiêm ngưỡng ánh sáng rực rở của mặt trăng , các hành tinh và
hành tỉ các ngôi sao lấp lánh trong mặt cầu đó Do đó để xác định vị trí của
mắt trời cũng như vị trí các thiên thể trên bầu trời nên ta lợi dụng mat cấu
đó, nó gọi là thiên cầu
Vậy thiên cầu là mặt cầu tưởng tượng có tâm là nơi quan sát , có bán
kính vô cùng lớn các thiên thể cũng như mặt trời , mặt trăng , các hành
tinh và các tiểu hành tính được xem như phân bố trong mat cầu đó
2>Đặc điểm của thiên cầu:
Khoảng cách từ tâm trái đất đến các thiên hà , các ngôi sao ,mặt
trời là rất lớn, từ hàng triệu đến hàng tỷ tỷ tỷ km, mà bán kính của trái
đất khoảng 6400 km nên xem như bán kính trái đất rất nhỏ so với khoảng
cách đó.Ta có thể lấy bán kính thiên cẩu vô cùng lớn và bán kính trái đất
là rất nhỏ so với bán kính thiên cẩu Vì vậy ta có thể coi bất kỳ điểm nào
trên trái đất cũng là tâm thiên cẫu Một điểm bất kỳ nào trên thiên cầu
cũng có thể nhìn thấy từ những điểm khác
nhau trên trái đất theo những đường song
song với nhau
3> Tính chất của thiên cầu: 6
Mat phẳng chứa tâm thiên cầu cất
thiên cau theo một vòng tròn lớn (vòng qua
+Khoảng cách giữa hai điểm A,B trân thiên cầu được thể hiện
bằng cung AB đo bằng góc ở tâm AOB
Những mặt phẳng không qua tâm cắt mặt thiên cầu theo những vòng
tròn nhỏ có tọa độ r<R hay là vòng qua LM
G
NGUYEN THÀNH DONG TRANG 6
Trang 5TRƯỜNG ĐẠI HỌC SU PHAM TPHCM - LUAN VĂN TỐT NGHIỆP
Những cung của vòng tròn lớn là khoảng cách ngắn nhất giữa các
điểm trên thiên cầu DU vậy, ta có thể nói đường thẳng trên thiên cầu đi quatâm là một vòng tròn lớn và trên thiên cầu không thể vẽ được những đường
thẳng song song
4> Những đường, điểm cơ bản trên thiên cầu :Một điểm bất kỳ nào trên thiên cầu cũng có thể nhìn thấy từ những
điểm khác nhau trên trái đất theo những đường thẳng song song , do đó ta
gid xử mỘt người quan sát tại một nơi trên trái đất và tại đó được xem như
tâm O của thiên cầu có bán kính R Các nơi khác trên trái đất được xem nhưmột phép tịnh tiến của O theo những đường song song nhau :
Ta có những đường, điểm cơ bản như sau
.a> Thiên đỉnh, thiên để, đường chân trời:
3 Tại một nơi quan sát ta nhìn thẳng trên đỉnh đầu hay là đường
thẳng đứng đi qua đỉnh đầu người quan sát cất thiên cau tại điểm Z gọi là
thiên dinh, điểm dưới chân gọi là đối thiên đỉnh Z hay là thiên để
s Nếu ta coi phương tiếp tuyến của mat đất tại nơi quan sát là một mật phẳng vuông góc với đường thẳng ZZ tại O, gọi là mặt phẳng chân trời BN
nó cất thiên cầu theo đường tròn lớn gọi là đường chân trời Bắc_Nam
Chú ý:
+Đường chân trời trên mặt giấy khác với đường chân trời trên
thực tế.Vì trên mặt đất khôngphải là bằng phẳng mà nó bị lồi, lõm do núi
non , sông, biển và nhà cửa nên mặt phẳng chân trời trên thực tế là rất
phức tạp.
+ Người quan sát đứng trên bể mặt trái đất chỉ nhìn được phần trên của thiên cầu có chứa thiên đỉnh Z , phần dưới của thiên cầu bị mặt đất
che khuất Tại thời điểm lặn , mọc thiên thể được xem như đang ở trên
đường chân trời.
b>Thiên cự ích đạo trời;
_ Do trái đất tự quay quanh trục của nó từ tây sang đông trong
một ngày đêm gọi là sự nhật động nên chúng ta thấy bầu trời hay là tất cả
các thiên thể , mặt trời , mặt trăng hay các hành tỉnh chuyển động biểu kiến
từ đông sang tây theo chiều nhật động Như vậy ta cảm thấy thiên cầu quay quanh trục của nó , nói đúng hơn trục quay của thiên cầu song song với trục
quay của trái dat Truc quay tưỡng tượng đó gọi là thiên cực PP hay là trục
Trang 6TRƯỜNG ĐẠI HỌC SU PHAM TPHCM - LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
+Thién cực bắc là thiên cực nếu như hướng đến đó thì ta thấy
các thiên thể, mat trời, mặt trăng nhật động ngược chiéu kim đồng hồ Khi
quay về phía nam thiên cực thì bầu trời nhật động theo chiều kim đồng hề
-Xích đạo trời là mặt phẳng chứa tâm O có đường thing qua O
và vuông góc với thiên cực PP ta kí hiệu là Q,Q
+Xích đạo trời chia thiên cầu ra thành thiên cầu bắc chứa P,
thiên cầu nam chứa P
+Xích đạo trời cách đường chân trới tại hai điểm đông(D) tây
(T) cách đều hai điểm B,N
Vòng tròn lớn qua hai thiên cực PP hoặc là thiên cực P và
thiên đỉnh Z gọi là kinh tuyến trời Kinh tuyến trời cách đường chân trời tại
hai điểm B,N Phan kinh tuyến có chứa thiên đỉnh Z (BZN) gọi là kinh
tuyến trên, phần chứa thiên để Z ( BZN )
gọi là kinh tuyến dưới ⁄
_ Có thể nói điểm B làhinh chiéu của
thiên cực bắc P lên đường chân trời điểm
nam N là hình chiếu của thiên cực nam P
lên đường chân trời B Ð
-Xích đạo trời là vòng tròn lớn vuông
góc với trục vũ trụ, cắt đường chân trời tại T1
hai điểm Ð,T Do đó bốn điểm Đ,N.T,B
_ Nếu người quan sát đứng tại O nhìn về phương bắc thì tay phải là
hướng đông, tay trái là hướng tây và sau lưng là hướng nam
Lưu ý; mặt phẳng kinh tuyến chia bầu trời ra làm hai nữa bán cầu
đông và bán cấu tây
I>Các đường cơ bản khác trên thiên cầu :
° Đường nữa ngày:
NGUYEN THÀNH DONG TRANG 8
Trang 7TRƯỜNG ĐẠI HỌC SU PHAM TPHCM - LUẬN VAN TỐT NGHIỆP
Đó là đường bắc nam là hình chiếu của kinh tuyến trời lên mặt phẳng
chân trời
° Vòng thẳng đứng :
Các vòng tròn lớn đi qua thiên đỉnh Z , thiên để Z và vuông góc với
dường chân trời
° Vòng giờ:
Các vòng tròn đi qua hai thiên cực P,P và vuông góc với xích đạo
trời Vậy kinh tuyến trời vừa là vòng thắng đứng vừa là vòng giờ
° Vòng nhật động :
- Do trái đất tự quay quanh trục của nó từ ity sang đông với chu ky
` một ngày ( 24 giờ ), nhưng do ảo giác ta thay trái đất đứng yên , còn thiên
cầu thì quay với chu kỳ bằng chu kỳ quay của trái đất Ta gọi là các thiên
thể hay thiên cầu nhật động
+ Khi nhật động các thiên thể vẽ nên những đường tròn nhỏ song
song với xích đạo trời hoặc có thể trùng với chính nó
+ Hướng nhật động của các thiên thể ngược với chiều quay
của trái đất hay là thiên cầu quay từ đông sang tay quay trục vũ trụ
-Trong một ngaỳ đêm các thiên thé nói chung ,mặt trời nói
riêng sé bắc đầu mọc ở đường chân trời , lên cao, qua kinh tuyến trên ,
xuống dẫn về phía tây và lặn xuống đường chân trời , tiếp tục xuống kinh
tuyến dưới cho đến sự mọc tiếp qua ngày hôm sau
-Các điểm Z,Z P,P và các điểm của đường chân trời
B.D.N,T bất động đối với người quan sát nghĩa là z
không quay cùng thiên cầu
II> CACHE TOA ĐÔ; w
1>Hệ toa 46 chân trời:
-Muốn xác định vị trí cụ thể của các thiên thể Oo of
trên thiên cầu người ta đã sữ dung các hệ toa độ cầu
+ Các hệ tọa độ khác nhau phụ thuộc
vào các điểm và vòng chọn khác nhau
+Hệ toa độ đơn giản nhất là hệ tọa độ
chắn trời
Xét hệ toa độ chân trời:
+Vòng tròn cơ bản:
Đường chân trời (B,N)
Kinh tuyến trời (BZN,BZN )
+Điểm cơ bản:
Thiên dỉnh Z
NGUYEN THÀNH DGNG TRANG 9
Trang 8TRƯỜNG ĐẠI HỌC SU PHAM TPHCM - LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
+Vẽ vòng thắng đứng qua thiên thể M cắt đường chân trời tại M
+Độ cao h của thiên thể M là cung MM hay là khoảng cách
góc từ thiên thể đó đến đường chân trời hay góc ở tâm MOM
, h có giá trị từ 0" > 90"
Nhiều khi người ta dùng khoảng cách đỉnh Z thay cho độ
cao h là cung ZM hay góc ZOM
tacó: ` h+z = 907 (1.1)
+ Độ phương A là tọa độ thứ hai củathiên thể ( Mặt trời ) , cho biết
phương hướng của thiên thể tại nơi quan sát Nó bằng góc giữa vòng thằng
đứng qua điểm nam (N) và đường thẳng đứng qua thiên thể M, tức là cung
- Đặc điểm của hệ toa độ chân trời
Do nhật động mà vị trí của thiên thể so với đường chân trời
thay đối theo thời gian M ặt khác từ những điểm khác nhau trên trái đất ta
sé thấy vị trí của cùng một thiên thể khác nhau , hay la độ cao và độ
phương của một thiên thể sẻ khác nhau
+Tọa độ chân trời của mổi thiên thể phụ thuộc vào thời điểm
và vị trí người quan sát Do đó nó là tọa độ
dành cho thực hành quan sát _¬
P @ 2>Hê tọa độ xích đạo: M
-Hệ chân trời là hệ tọa đọ đơn
giản nhất , nó chỉ ứng dụng trong thực hành
quan sát Trên thực tế để giải thích được một 3
số vấn dé liên quan đến sự nhật động của các
thiên thể hay mặt trời, thì dùng tọa đô chân
trời sẻ không giải thích được, do đó ta phải sử o Pp
dụng hệ tọa độ xích dao để giải thích các hiện
tượng nhật động như trên
-Ta xét hệ tọa độ xích đạo l:
NGGYEN THÀNH DONG TRANG 10
Trang 9TRƯỜNG ĐẠI HỌC Sử PHAM TPHCM - LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Góc giờ t= QM hay góc QOM
-Muốn xác định hệ toa độ của thiên thé trong hệ tọa độ này ta làm
như sau
+Từ P về vòng giờ qua M cắt xích đạo trời tại M
+Xich vĩ ð của thiên thể M là cung MM hay góc M OM nó có giá trị
tir 0» *- 90°
Dấu (-) cho thiên thể có bán thiên cầu nam
Dấu(+) cho thiên thể ở bán thiên cầu bắc.
+Góc gid t là góc giữa kinh tuyến trời và vòng giờ qua thiên thể M.
Nó được tinh từ kinh tuyến trên theo chiều nhật động (từ Q hướng sang
phía tây ) , có gia trị từ 0" — 360” hay từ 0" — 24” góc giờ t= cung QM
hay góc ở tâm QOM
-Đặc điểm:
+Do nhật động các hiên thể vẽ lên những vòng tròn nhỏ song
song với xích đạo trời Từ đó xích vĩ của các thiên thể không thay đổi vì
nhật động ( trừ mặt trời , mặt trăng ) nó cũng không phụ thuộc vào nơi quan
sát
+Do nhật động mà góc gid t của mổi thiên thể biến thiên tuần hoàn
từ 0" 360 “với chu kì bằng chu kì nhật động và nó vẫn phụ thuộc vào nơi
quan sat
3 >Hệ tọa độ xích đạo 2:
Trong hệ toa độ này có thêm hệ tọa độ mới đó là xích đạo a được
tính từ điểm xuân phân y theo ngược chiều nhật động
+Điểm xuân phân y là một trong hai giao điểm giữa hoàng
đạo với xích đạo trời
+Hoàng đạo là vòng chuyển đông biểu kiến của mặt trời trên
thiên cầu sé hợp với xích đạo trời một góc € =23'27
ta chứng mình:
€ =23"27
Ta có thiên cầu quay quanh trục vũ trụ / trục trái đất
ma xích đạo trơi vuông góc với trục vũ trụ
NGUYEN THANH DONG TRANG 11
Trang 10TRƯỜNG ĐẠI HOC SU PHAM TPHCM - LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Xích đạo trái đất vuông góc với trục trái đấtVậy xích đạo trời song song với xích đạo trái đất.
Biết rằng trục trái đất không thẳng góc với mặt phẳng chuyển động của nó mà nghiêng một góc 66°33,
Do đó mặt phẳng hoàng đạo (qửi đạo chuyển động của trái đất
-Muốn xác định toạ độ của thiên
thể M trong hệ này như sau:
+Trước hết xác định điểm xuân phân y, đây là điểm tưỡng
tượng không có thật trên bau trời Nó được gọi là giao điểm giữa hoàng đạo
và xích đạo trời sao cho góc giữa hai mặt phẳng này là e = 23°27
+Tọa độ xích vĩ 6 được định nghĩa trong hệ tọa độ xích đạo |
+Xich kinh œ của thiên thể M là góc giữa vòng giờ quay và
vòng giờ qua M , tức bằng cung yM hai góc ở tâm ơ = yO M
Xích kinh œ được tính từ điểm xuân phân 7 theo ngược chiều nhật
động
( hướng tới điểm Q )
Xích kinh có giá trị từ 0 => 360” hoặc từ 0 — 24”
-Đặc điểm:
+Vì điểm xuân phân y gần như nằm yên trong không gian (
thực tế nó chuyển động do hiện tượng tiến động nhưng rất chậm ) nên nó
cũng tham gia nhật động như các thiên thể khác Do đó xích kinh của thiên
thể không bị thay đổi vì nhật động và nó cũng không phụ thuộc nôi quan
sal
+ Tóm lai cả hai toa độ xích vi 5 , xích kinh œ trong hệ xích
đạo 2 đều không thay đổi vì nhật động và không phụ thuộc vào nơi quan
sát.
NGGYEN THÀNH DONG TRANG 12
Trang 11TRƯỜNG ĐẠI HỌC SU PHAM TPHCM - LUAN VAN TOT NGHIỆP
+ Hai hệ tọa độ xích đạo 1 và 2 được dùng để lập bản đồ sao cũng như để thông báo sự di chuyển của thiên thể trên bầu trời chẳng han
như sao chổi , các hành tinh , vệ tinh ,mặt trăng , mặt trời hoặc các trạm
vũ trụ hay trạm quan sát trên mặt đất bằng cách chuyển tọa độ xích đạo
sang tọa độ chân trời
III> Nhat đông của mặt trời:
Ngày nay ai cũng biết trái đất tự quay quanh trục của nónhưng do ảo giác nên chúng ta cảm thấy trái đất đứng yên Mặt trời và cả
bầu trời quay Ban ngày mặt trời mọc đằng đông, lặn đằng tây , nhưng thực
tế mặt trời đứng yên còn trái đất quay quanh trục của nó theo chiều từ lay
sang đông Do vậy nên ở một nơi trên trái đất sẽ thấy mat trời mọc , lên
cao , qua knh tuyến trên, sau đó xuống thấp dần và lan xuống đường chân
trời bóng đêm xuất hiện Tiếp đến là thời điểm mặt trời qua kinh tuyến
dưới và đến khi chúng ta thấy mặt trời mọc trở lại cho ngày hôm sau Thời
gian bắt đầu từ 0" —> 24° chính là một chu kì nhật động
Trước khi đi vào xét sự nhật động của mặt trời chúng tôi xin giới
thiệu về định lý độ cao thiên cực để làm cơ sở cho tính toán
1>Dinh lý độ cao thiên cực :
-Phát biểu :
Độ cao của thiên cực bằng vĩ độ địa lý nơi quan sát
H,=@ (3.1)Hay xích vĩ thiên đỉnh bằng vi đôđịa lý nơi quan sát Zz
-Chứng minh : 0
Ta biết do trái đất quay mà toàn D
bộ thiên cầu nhật động quanh trục vũ trụ song fe) N
song với trục quay trái đất hay là xích đạo trời ` ex
song song với xích đạo trái đất , TẠI
+Từ nơi quan sát O giả sử ở bắc 6
địa cực có vĩ độ @ '
vìOX //0Q
nên gócZOQ =OOX =ọ (2)
Trên quả địa cầu có trục quay p,p
Góc pO X = pOO +OO X =90" từ ( 1) = pOO = 90" @ (3)
theo hệ toa độ chân trời thì trên thiên cầu có
Trang 12TRƯỜNG ĐẠI HỌC Sứ PHAM TPHCM - LUẬN VAN TỐT NGHIỆP
+ Nếu gọi góc QOZ=Š„= @ đây chính là xích vĩ của
thiên đỉnh
- Ý nghĩa của (3.1) ( 3.2) cho phép ta : hoặc là từ nơi quan
sát có vĩ đô @ muốn xác định vị trí của một vật bất kỳ trước tiên phải xác
định vị trí của thiên cực trên thiên cầu theo (3.1) ; hoặc là dựa vào các
thiên thể như mặt trời để xác định vĩ độ @ nếu biết độ cao và xích vĩ của
no,
-Để xét về sự nhật động của mặt trời , chúng tôi xin giới thiệu
về sự mọc ,lan của các thiên thể nói chung, sau đó chúng tôi giới thiệu kỷ
hơn về sự nhật động của mặt trời trên cơ sở nhật động của bầu trời
-Do nhật động các thiên thể vẽ nên vòng tròn nhỏ song song
với xích đạo trời.Tuỳ theo vĩ đô © của nơi quan sát mà xích đạo trời tạo với
đường chân trời một góc
i=90"-@ (3.3) Qui ước : ọ > O nơi quan sát ở bắc dia cầu
p< 0 nơi quan sát ở nam địa cầu
-Từ đó vòng nhật đông của các thiên
thể có thể : cắt đường chân trời tại 2 điểm , thiên
thể có mọc , có lặn ; không cắt đường chân trời F M
thiên thể không bao giờ mọc hoặc không bao giờ
lặn ; thiên thể nần ngay trên đường chân trời,
không có nhật động ( không mọc , không lặn) 8 °
a>Cắt đường chân trời tại hai điểm
Dựa vào hình vẽ ta thấy thiên thể nằm trên
cung B N hay cung BN sẻ cắt đường chân trời tại
hai điểm nên thiên thể có mọc có lặn hay xích vĩ ọ
thiên thể thỏa mãn : N
lỗ |<90-@ (3.4)
+Néu mà ö <0 thiên thể nằm trong cung QN hay ở nam thiên cẩu
Nó mọc ở đông nam, lặn ở tây nam
+Nếu ồ > 0 thiên thé nằm trong cung QB hay cung QB hoặc là ở bắc
thiên cầu Nó mọc ở đồng bắc lặn ở tây bắc
+Nếu ô =0 thiên thể nằm ngay trên xích đạo trời Nó mọc ở đúng
hướng đông , lặn đúng hướng tây
b>Không cắt đường chân trời
-Vòng nhật động của các thiên thể nằm ngoài cung BN hay
là BN thiên thể không bao giờ mọc hoặc không bao giờ lặn
Nó phải thoả mãn điều kiện :
NGUYEN THÀNH DONG TRANG 14
Trang 13TRƯỜNG ĐẠI HOC Sứ PHAM TPHCM - LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
}5 |.>90"-@ (3.5)
Vòng nhật động không cất đường chân trời ,
_ Người quan sát ở bắc địa cầu ọ > 0 nếu thiên thể ở
bắc thiên cẩu và thoả man (3.5) thì thiên thé không bao giờ lặn; nếu
thiên thể ở nam thiên cẩu thì người ở bắc địa cực sẻ không thấy thiên thể
đó hay là nó không bao giờ mọc
c> Thiên thể nằm ngay trên đường chân trời :
18 |=90"-@ (36) thiên thé nằm ngay đường
chân trời nên roe my đồng bay nó không mọc không lạ
Mặt trời là một thiên thể có xích vĩ thay đổi trong năm từ
-23°27 đến 23'27 , do đó điểm lặn mọc va độ dài ngày đêm cũng thay đổi
xét theo từng nơi trên trái đất và biến thiên với chu kỳ một năm
a>Ở dia cực - dia cực bắc = 90°
Thiên cực P trùng với thiên đỉnh Z, xích đạo trời trùng với đường chân trời
+Từ xuân phân 20 tháng 3 đến thu phân 23 tháng 9 mặt trời
nằm ở bắc thiên cẩu nên có xích vĩ dương thod min điểu kiện (3.5)
hay là 5¢ > 90°- =0 do vậy trong suốt 6 tháng từ xuân phan
đến thu phân , ở địa cực bắc mặt trời không bao giờ lặn trong 6 tháng Bắc
cực là ban ngày.
+ Xích vĩ của mặt trời cực đại vào ngày hạ chí 22 tháng 6 nên
đô cao cực đại của mặt trời vào ngày đó là h=ö = 23'27
+ Ngày xuân phân thu phân xích vĩ mặt trời = 0 nên nó nằm
ngay trên đường chân trời có độ cao h= 0 Mặt trời không mọc cũng không lặn
Sáu tháng còn lại từ thu phân đến xuân phân mặt
trời ở nam thiên cầu nên nó có xích vĩ âm
Cho nên ở địa cực bắc trong sáu tháng còn lại là ban
đêm
* Ở địa cực nam g=-90"
- Ở địa cực nam luôn nhìn thấy mat trời ở nam thiên cau trong
6 tháng từ thu phân đến xuân phân, nghĩa là mùa hay là ngày ngược lại so
với ở bắc địa cục Độ cao cực đại cụa mặt trời vào ngày đông chí 22 tháng
I2 h=| 8») |=23°27 Vào hai ngày xuân phan , thu phân độ cao mặt trời
Trang 14TRƯỜNG ĐẠI HỌC SU PHAM TPHCM - LUAN VAN TỐT NGHIỆP
thấy mặt trời hay là ban đêm
px?
BeQ © N0
Pez
Litu ý ; do có sự chênh lệch về ngày trong các mùa nên thực
tế ở nam cực số ngày ngắn đi so với bắc cực.
Tóm lại : Ở các địa cực của trái đất | năm chỉ có một ngày
-một đêm ( 6 tháng là ban ngày và 6 tháng là ban đêm)
b> ở cực khuyên :
*Ở bắc cực khuyên @= 6633,
Ở bắc cực khuyên xích đạo trời hợp với đường chân trới Ì góc
i= 90” - ọ = 23°27
Số ngày đêm tăng dan từ địa cực bắc đến bắc cực khuyên ,
nghĩa là ở địa cực bắc @ = 90” thì chỉ có một ngày đêm trong một năm Khi
vĩ độ giảm dân thi số ngày đêm tăng lên ,đến bắc cực khuyên @ = 6633 thì
số ngày đêm trong năm là 365 ngày
Ngày hạ chí 22 tháng 6 xích vĩ mặt trời 8 = 23°27 nên nó nằm
ngay trên đường chân trời Do thoã mãn điều kiện (3.6)
8 =90"- =23'27 nên mặt trời
không mọc cũng không lặn
Còn những ngày gần đó ( trước và sau ® g
hạ chí ) xích vĩ mặt trời chưa biến đổi bao nhiêu
nên có đêm trắng, hoàng hôn tiếp giáp với bình
minh Mặt trời luôn đi qua kinh tuyến trên ở nam a) N
Trang 15TRƯỜNG ĐẠI HỌC SU PHAM TPHCM - LUAN VĂN TỐT NGHIỆP
Tương tự như ở bắc cực khuyên nhưng vào ngày đông chỉ 22tháng 12 xích vĩ mặt trời thõa mãn điều kiện ( 3.6)
8) =-90"-@ =-23'27, do đó mặt trời nằm ngay trên đường
chân trời nó không mọc , không lặn Mặt trời luôn qua kinh tuyến trên ở
bắc thiên đỉnh
c >Ở chí tuyến :
* Ở bắc chí tuyến o = 23'27
Từ bắc cực khuyên tiến về bắc chí tuyến thì trong năm có 365
ngày rõ rệt Nếu xét vị trí của mặt trời lúc giữa trưa ( qua kinh tuyển trên )
cho những nơi từ địa cực bắc đến bắc chí tuyến thì mặt trời ở phía nam
thiên đỉnh Bắt đầu ở bác chí tuyến thì mới
có ngày mặt trời qua thiên đình Z gọi đó là ZH og
ngày tròn bóng
Ở bắc chí tuyến ngày hạ chí
mật trời có xích vĩ bằng vĩ độ địa lý tại đó d D
nên mặt trời qua kinh tuyến trên ngay tai o N
thiên đỉnh, do đó chỉ có một ngày mặt trời
tròn bóng Đó là ngày hạ chí 22 tháng 6 T Pp
* Ở nam chí tuyến @ = - 23°27
Tương tự như ở bắc chí
tuyến một năm có 365 ngày đêm rỏ rệt ,
mặt trời luôn nằm ở bắc thiên đỉnh Bất đầu ở nam chí tuyến thì mới có
ngày mặt trời tròn bóng
Ngày đông chí xích vĩ mặt trời
8, =-23°27 =@ nên mặt trời qua kinh tuyến trên tại nam thiên đỉnh Vậy
ở nam chí tuyến cũng có một ngày tròn bóng là ngày đông chí 22 tháng 12
những nơi quan sát có vĩ độ théa (3.7) thi g
xích vĩ mặt trời luôn thöa điểu kiện ( 3.4 )
hay là mặt trời có mọc có lặn Một năm
xuân phân hay là năm mặt trời có 365 ngày p
và độ dài ngày dém biến đổi theo mùa B o N
Do xích vi mat trời biến thiên
trong năm nên nó qua kinh tuyến trên lúc ở
nam thiên đỉnh lúc ở bắc thiên đỉnh Mat
NGUYEN THANH DONG saa
Trang 16TRƯỜNG ĐẠI HỌC SU PHAM TPHCM - LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
trời qua kinh tuyến trên ở đúng thiên đỉnh vào hai ngày xích vĩ mặt trời
bằng vĩ độ địa lý nơi quan sát Gọi là có hai ngày tròn bóng
* Chẳng hạn ta tính ngày tròn bóng ở Hà Nội có vĩ độ =21”3
ở TPHCM có ọ = 10°30
-Thật vậy khi mặt trời tròn bóng vào giữa trưa , có nghĩa là
ngày mà xích vĩ mặt trời bằng xích vĩ thiên đỉnh
6 “w= 6 2°
Theo định lý độ cao thiên đỉnh thid, = @ suy ra 6, =9.
Ở nơi quan sát có vĩ độ thöa (3.7) thì sẽ có hai ngày mặt
trời tròn bóng trong năm :
+Khi mặt trời đi từ điểm xuân phân lên điểm hạ chí+Khi mặt trời đi từ hạ chí về thu phân :
-Nếu ta xem mặt trời dịch chuyển trên hoàng đạo gần như theo một quỷ đạo tròn thì chu vi là 360” và có chu kì trong một năm mặt
trời là 365 ,2422 ngày ,suy ra trong một ngày mặt trời dịch chuyển trên
hoàng đạo một cung là 360" / 365,2422 = 0,9856"
Góc giữa hoàng đạo và xích đạo trời là e = 23°27 , chúng cắt
nhau tại hai điểm xuân phân y và thu phân Q
Xích kinh của mặt trời dude tính
từ điểm xuân phân y theo ngược chiều nhật H
động đến vị trí của mặt trời trên xích đạo trời
Ta dùng công thức lượng giác cầu
để tìm xích kinh của mặt trời tương ứng với
ngày nó có ð ; = @.
Ta có tg6,=sinayxtge suy ra sinœpg=tgðg/tge (3.9)
Sử dụng (3.9 ) để tính ngày tròn bóng ở Hà Nội có
g = 21"3 =21,05°
Vay:
sin œ y= (g21,05"/ tg 23,45” = 0,88725 SUY ra dự= 62,51.
Từ ( 3.8) suy ra
œ=62,5/cos 23,45” = 68,1°
NGUYEN THÀNH DUNG TRANG 18
Trang 17TRƯỜNG ĐẠI HỌC Sứ PHAM TPHCM - LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Một ngày mặt trời dịch chuyển trên hoàng đạo, một cung là
0.9856” do đó tương ứng với
a = 68,1"
sẽ là : 68,1/0,9856 gần bằng 68 ngày Vậy ở Hà Nội từ
ngày xuân phân 20 tháng 3 thì 68 ngày sau là ngày 27 tháng 5, ngày mặt
trời tròn bóng .Ngày thứ 2 trong năm mặt trời tròn bóng là ngày 18 tháng
7 ( 68 ngày trước thu phân )
* Tướng tự tính cho TPHCM có @ = 1030 = 10,5°
Sin ay = tgl0,5° /1g23,45" = 0.4273 suy ra @y=25" tương đương với mat trời dịch chuyển trên cung hoàng đạo œ ~ 25°/cos23,45” = 27” tương ứng với số ngày là :
27'/ 0.9856" = 28 ngày
Vậy ở TPHCM có hai ngày tròn bóng trước thu phân 28 ngày
và sau xuân phân 28 ngày Đó là ngày 17 tháng 4 và 28 tháng 8
e>Tai xích đạo ọ =0 :
-Thiên cực PP trùng với đường chân trời BN
-Xich đạo trời QQ trùng với ZZ và QQ LBN vậy độ dài
ngày đêm luôn bằng nhau
-Ngày mặt trời tròn bóng vào ngày xuân phần 20 tháng 3 và
thu phân 23 tháng 9 ngày mà xích vĩ mặt trời bằng 0
4>Nhật động của mặt trời :
Sự chuyển động biểu kiến của mặt trời trong một ngày tụi
một nơi quan sát bất kỳ ( ví dụ TPHCM ) gọi là sự nhật động Do trái đấtquay quanh trục của nó từ tây sang đông và do ảo giác nên ta cảm thấy mặt
trời mọc ở chân trời phía đông vào sáng sớm , lên cao dẫn , qua kinh tuyến trên lúc giữa trưa , xuống thấp dan vào buổi chiéu , rồi lặn xuống đường
chân trời ở phía tây và xuống kinh tuyến dưới lúc nữa đêm
Khi xét đến sự nhật động của mặt trời chúng ta dựa vào hé
toa độ chân trời có tọa độ h, A và hê tọa độ xích đạo 1 có tọa độ õ.L.
Chúng ta biến đổi từ hệ tọa độ này sang hệ toa độ khác bằng các công thức
lượng giác cầu và sự biến thiên tọa độ do nhật động
a>Sự biến thiên tọa độ do nhật động:
Bất kỳ sự nhật động của mặt trời vào một ngày có xích vi bất
kỳ, tại nơi quan sát có vĩ độ (@ ,khi qua kinh
tuyến trên ta đo được cao cực đại h yx của M :
mặt trời trên đường chân trời o ZØ
Giả sử người quan sát ở địa cầu
-bắc @>0 và vị trí của mặt trời khi di qua
kinh tuyến trên tai M Theo định lý về độ Pp E
cao thiên cực thì xác định được độ cao củu fe)
Tư =viễn
Tường tail su Pham
Vet pe» Ast ?
NGUYEN THANH DNG
Trang 18TRƯỜNG ĐẠI HỌC SU PHAM TPHCM - LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
nếu ô < @ mặt trời ở nam thiên đỉnh ,
Nếu mặt trời ở bắc thiên đỉnh thì §,,>0 và Š „> @ từ (3)
suyra @=ô-z (4)
Từ (2) (4) suy ra h=90°+@-ô„ (3.11)
Lúc này chính là ta đang xét vị trí mặt trời qua kinh tuyến trên
tại M'
-Do xích vĩ mặt trời biến thiên với chu kì một năm và ở
VIỆT NAM thuộc bắc địa cực, có vĩ độ lớn nhất ở Hà Giang là 21" 30”,
nhỏ nhất ở mũi Cà Mau có vĩ độ là 8 "30 do đó trong những ngày từ xuân
phân đến hạ chí rồi đến thu phân mặt trời có xích vĩ đương nên nó luôn
nằm ở bắc thiên cầu Nhưng ở những nơi quan sát khác nhau thì ta thấy
mặt trời qua kinh tuyến trên ở những vị trí khác nhau
Khi 5» =@ thì mặt trời qua kinh tuyến trên tại thiên đỉnh Z
gọi là ngày tròn bóng
-Ý nghĩa của các công thức (3.10) , (3.11 ) cho ta xác định
vi d6 nơi quan sát nếu biết được xích vĩ mặt trời vào các ngày đang thực
hành quan sát Ví dụ ngày xuân ,thu phân & =0 , ngày đông chí ,hạ chí
thì 89 =+ 23°27 Còn với việc xác định độ cao h của mặt trời khi qua
kinh tuyến trên được xác định bằng cách tìm bóng cọc và ứng dụng lượng
giác phẳng để tính :
Tgh= (độ đài cây cọc ) /( độ dài của bóng).
b>Các công thức lượng giác cầu :
Để xét sư nhật động của mặt trời trước tiên chúng tôi xin giới
thiệu những công thức lượng giác cẩu ứng dụng rất nhiều trong thực hành
cũng như tính toán Các công thức chỉ được chấp nhận mà không chứng
minh nó một cách tỉ mỉ vì lý do thời gian hạn hẹp và phạm vi để tài chỉ là
một phần nhỏ của thiên van cau
Các ký hiệu đã được giới thiệu từ phần cáchệ tọa độ như xích
vĩ mat trời là 8, „ góc giờ t, độ cao h , độ phương A , khoảng cách đỉnh z ,
xích kinh a» , gid sao s.
NGUYEN THÀNH DONG TRANG 20
Trang 19TRƯỜNG ĐẠI HỌC Sứ PHAM TPHCM - LUAN VĂN TỐT NGHIỆP
+Công thức biến đổi tọa độ chân trời sang tọa độ xích dao :
Sin ỗ =sin@ xcosz -cos@ xsinz xcosA (3.12)
Cos x sint = sinz xsinA (3.13)
Cosổ xcost = cos@ xcosz + sing xX Sinz xX cosA (3.14)
+Công thức xác định độ phương
tgA = : cosd.zint : 3.15)
~ c0SØ.Sin ổ + sin g.cosd.cosi
+Tinh thời điểm lặn mọc và vị trí lận mọc của mặt trời :
Cost =- tgọ x tgồ (3.16)
Qui ước: t>0 tính cho thời điểm lặn
t<0 tính cho thời điểm mọc
CosA = -sin8/ cos @ (3.17)
Ta có nghiệm của (3.17) có giá trị là + A với A>O hay là A
mang dấu + thì ứng với nơi lặn và A<0 hay mang dấu - thì ứng với nơi
mọc
c>Nhat động của mặt trời:
-Mặt trời chiếu sáng ban ngày xuất hiện vào buổi sáng ở phía
đông , sau đó như chúng ta hình dung nó dì chuyển trên bầu trời đến trưa
đạt tới đỉnh điểm ở phía nam và chiều tối lặn ở phía tây , Ta gọi là mặt trời
nhật động , ta xét sự nhật động của nó bằng cách chuyển hệ tọa độ chân
trời sang hê tọa độ xích đạo hoặc ngược lại
+Khi mặt trời mọc nó nằm ngay trên đường chân trời nên độ cao h=0 và độ phương là lớn nhất ,nhưng theo qui ước thì A<0 vì ngược
chiểu nhật động
+ Khi mặt trời lên cao dẫn thì độ cao h của nó trên thiên cầu
biến thiên theo góc gid Ta biết rằng goác giờ của mặt trời biến thiên đều
đặn trong một giờ là 15” do đó độ cao h cũng biến thiên trong từng giờ là
15” Độ phương của mặt trời khi nó lên cao dịch chuyển dẫn vé phía điểm
nam N hay là |A| < |Á m«:Ì
Đến trưa mặt trời qua kinh tuyến trên và độ cao h đạt cực đại
h =h„„„ Lúc mặt trời qua kinh tuyến trên thì góc gid t = 0 do
đó hey, không phụ thuộc vào góc giờ has, # 90”, bau, chỉ phụ thuộc vào vĩ
độ (@ của nơi quan sát và phụ thuộc vào xích vĩ của mặt trời vào ngày đang
quan sát Còn độ phương A bằng 0 hay là lúc qua kinh tuyến trên mặt
trời nằm ở phía chính nam ( có thể là ở phía chính bắc tuỳ vào ngày thực
hành và nơi quan sat).
Sau giữa trưa thì độ cao của mặt trời trên thiên cầu giảm dẫn Độ phương hướng từ điểm nam N về điểm tây hay là A tăng dần và theo
qui ước A>O
NGUYEN THÀNH DNG TRANG 21
Trang 20TRUONG ĐẠI HỌC SU PHAM TPHCM - LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
+Khi mặt trời lặn xuống đường chân trời thì độ cao h=0 , đôphương của mặt trời vào lúc này là lớn nhất và đối xứng với lúc mặt trời
phương của mặt trời vào các thời điểm khác
nhau ta lẫn luge áp dụng các công thức ( D
trời vào ngày mặt trời có xích vĩ bằng 0:
-Vào ngày xuân phân , thu phân mặt trời có xích vĩ bằng 0), vòng nhật động trùng với xích dao trời nên mặt trời nằm ở chính đông ( Ð)
qua kính tuyến trên tại Q, lặn ở chính tây
Tại vị trí mọc của mặt trời , nó nằm ngay trên đường chân trời
do đó độ cao h =0 góc giờ tại thời điểm mọc ,lặn được xác định bởi công
thức (3.16):
cost=-tg@ xtgỗ =-tgọ x 0 =0
Suy ra: t=+90° hay là t= + 6 * như vậy thì chứng tỏ vào
ngày xuân phan, thu phân õ ạ =0 thì tại nơi quan sát có vĩ độ (ọ mặt trời
mọc ở chính đông, lặn ở chính tây và mọc lúc 6 giờ , lặn lúc 18 giờ
Độ phương của mặt trời tại lúc mọc , lặn vào các ngày cos}
u=0 thì
ta CÓ
CosA = - sin 6)/cos@ =sin0 /cos @ =0
Suy ra A =+ 90 như vậy độ phương của mặt trời vào các
ngày này mọc cách điểm nam một góc 90” theo ngược chiểu nhật động:
lan cách điểm nam một góc 90" theo chiều nhật động
-Xétsau khi mặt trời mọc một giờ nghĩa là tại thời điểm mà
gÓc giờ giảm đi 15” vậy độ cao h của nó sau một giờ cũng tăng thêm I5”
Tại lúc mọc t= -90'+15 °=- 75” sử dụng (3.15) xác định
độ phương A của mặt trời tại thời điểm trên với @= 10,5
NGUYEN THÀNH DONG TRANG 22
Trang 21TRƯỜNG ĐẠI HỌC SU PHAM TPHCM - LUAN VAN TỐT NGHIỆP
ip iim cos9:5i(-757 _ = -20,4793
sin 10,5”.cos0.cos 75
suy ra A = + 87,2" chọn A = -87,2” Nghĩa là kể từ lúc mọc
đến thời điểm đang xét ,mặt trời chệch sang hướng nam một góc - 0,8".
Nếu xét thời điểm trước khi lặn một giờ thì t= 75” và A = 87.2
u
-Tai các thời điểm khác nhau sau khi mọc, trước khi lặn thì
độ cao mặt trời cũng có thể tăng dan và độ phương giảm dan
-Tai thời điểm mặt trời qua kinh tuyến trên lúc giữa trưa với
góc gid
t=" thì giờ mặt trời thực tại một địa phương là 12 gid , độ cao h của mặt
trời là cực dai, Độ phương của mặt trời A =0” nghĩa là hình chiếu của nó
xuống đường chân trời ngay tại điểm nam N, độ cao cực đại của mắt trời
không phải là 90” mà còn phụ thuộc vào xích vĩ, vĩ độ nơi quan sát và
được tình như sau :
h= 90” + @ -ôạ như công thức ( 3.10),(3.11) Khi mặt trời qua kinh tuyến duới t= 180" độ cao mặt trời ở vị tri thấp nhất, hình chiếu của nó lên đường chân trời ngay tại điểm bắc B
hay là A = 180°.
Sau khi qua kinh tuyến dưới thi mặt trời lại chuyển động lên
cao dẫn , A tăng dan , t cũng tăng din đến vị trí mà mặt trời mọc tiếp cho
ngày hôm sau
* Xét ngày mặt trời có xích vĩ |S, | = 23”27 nơi quan sát là
TPHCM có vĩ độ @ = 10,5°:
-T ai thời điểm mọc , lặn vào nggày hạ chí thì h=0 và góc
giờ tđược xác định bởi (3.16)
Cost=-tg@ x tg 59 =
= -tg 10,5" x tg 23,45" = -0,088 Z tals
hay t=+ 94,6" do đó tại
TPHCM, vào ngày ha chí mặt trời
mọc lúc 5 giờ 41 phat, lặn lúc 18 giờ
ngày ha chí mặt tdi mọc cách điểm Zz
nam là 113,87" theo ngược chiéu nhật
NGUYEN THÀNH DONG TRANG 23
Trang 22TRƯỜNG ĐẠI HỌC SU PHAM TPHCM - LUAN VĂN TỐT NGHIỆP
động hay nó mọc ở đông bắc và lặn cách điểm nam là 113,87” theo
cùng chiéu nhật động hay nó lặn ở tây bắc
-Khi mặt trời lên cao dan thì độ cao của nó trên thiên cầu
tăng lên và độ phương của nó vào ngày này cũng tăng dan còn góc giờ thì
giảm xuống
-Khi mặt trời qua kinh tuyến trên thì tại TPHCM & > nên
mặt trời ở bắc thiên đỉnh và độ cao cực đại là :
h„„v= 90” +@ -ð¿= 7723 và độ phương tg A =0 (vì
tgA=0).
Suy ra: A=0 hoặc A= 180” do ở bắc thiên đỉnh nên tai
TPHCM lúc mặt trời qua kinh tuyến trên thì hình chiếu của nó xuống đường
chân trời nằm tại điểm bắc B
* Vào ngày đông chí „=-23”27 nên ta có góc giờ ttại
thời điểm mọc , lặn :
Cost=-tg@ xtgồo=-tg 10.5” x tg23” =0,088 suy ra: t= + 85,4” hay t= ‡ 5141136.
Do đó vào ngày đông chí tại TPHCM mặt trời mọc lúc 6
hướng đông nam, lặn cách điểm nam là 66,13” theo cùng chiều nhật động
hay nó lặn ở hướng tây nam ( vì vào ngày đông chí thì xích vĩ của mặt trời nhỏ hơn vĩ độ của TPHCM nên mặt trời ở nam thiên đỉnh )
Khi mặt trời qua kinh tuyến trên thì độ cao cực đại của nó là
h„„„ = 90 “— ø - [Sol = 90"- 10 ,5°~ 23,45°= 563
Độ phương của mặt trời tại thời điểm này A =0 hay là hình
chiếu của nó xuống đuờng chân trời ngay tại điểm nam N Vào những ngày
bất kỳ nào đó khi xét đến sự nhật động của mặt trời chúng ta sử dụng các
công thức (312), (3.13 ) (3.17 ) để xác định thời điểm lặn mọc , phương
hướng của mặt trời nếu như chúng ta xác định được xích vĩ
PHẦN II
CƠ SỞ THỰC NGHIỆM CỦA LUẬN VĂN
IV > Mô tả dụng cụ _ phương pháp tiến hành :
1>mô tả đụng cụ :
NGUYEN THÀNH DGNG TRANG 24
Trang 23TRƯỜNG ĐẠI HỌC SU PHAM TPHCM - LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
-Dụng cụ đo gồm nhiều cọc thẳng bằng tre , nứa, và bằng
thanh sắt hay ống nhựa có độ dài và đường kính tuỳ theo người thực
hành lựa chọn
-Đồng hỗ dùng để đo thời gian hoặc đồng hồ bấm giờ
- Thước dây dùng để đo độ dài của cọc hoặc độ dài của bóng
- Thước đo độ dùng trong việc đo góc chuyển động của bóng
cọc
-Sợi đây dù đài tuỳ ý để xác định phương thẳng đúng của qủa doi , hoặc là để dd cây cọc sao cho trùng với phương thẳng đứng với
dây doi.
- Các sợi dây nhỏ và ngấn dùng để buộc quả doi làm dây doi
hoặc để vẽ vòng tròn trong việc xác định phương hướng
-Quả nặng dùng làm quả dọi ,dùng phấn màu để vẽ -La bàn dùng xác định phương hướng để kiểm tra lại cách xác
định phương hướng bằng bóng cọc
> Ì thực hành :
a> — nguyên tắc đo:
Ta tiến hành đo đạc ở TPHCM do vậy chúng ta chọn một nơi
bằng phẳng có thể mat đất mềm hoặc mặt sân bẻ tông ví dụ như sân
trường Đại Học Sư Phạm TPHCM, sân thượng của một ngôi nhà nào đó
sân vận động quan Gò Vấp hoặc là sân ký túc xá ĐHSP ở quận I I
Tìm vị trí để buộc dây theo phương nằm ngang song song với
mặt đất , sau đó buộc dây có qủa nặng vào dây theo phương ngang để làm đây dọi xác định phương thẳng đứng
Do chiéu cao của các cây cọc sau đó đặt chúng vào dây nằm
ngang sao cho phương của chúng trùng, song song với phương của dây
doi ( nếu nền là đất cứng )
-Dùng la bàn đặt tại tâm của cọc vừa chọn để xác định
phương bắc nam của địa từ , dùng phấn màu đánh dấu hoặc vẽ đường
thẳng qua phương bắc nam đó Tiếp tục chuẩn bị các dụng cụ để tiến hành
đo như: giấy kẻ ô sẵn để ghi lại các giá trị đo được , bút chì , viết , phấn
-Sau khi đã chuẩn bị xong các dung cụ do ta bắt đấu công
việc đo đạc như sau :
NGUYEN THÀNH DONG TRANG 25