Giáo trình hình thành mối quan hệ cơ học giữa trái đất và mặt trời và hiện tượng mọc lặn của thiên thể do nhật động p1 ppsx

Vậy để xác định thị sai chân trời po chỉ cần xác định khoảng cách đỉnh của thiên thể từ 2 điểm khác nhau trên cùng một kinh tuyến. Phép đo này không đến nỗi phức tạp lắm. Từ đó ta có thể xác định được khoảng cách đến thiên thể. Bằng cách này người ta xác định thị sai của Mặt trăng: p o = 57’2”67 + 0”06 Từ đó khoảng cách từ Trái đất đến Mặt trăng là: r = 384.400km. * Thị sai chân trời của Mặt trời nếu xác định phương pháp này sẽ mắc sai số khác lớn, vì Mặt trời ở khá xa Trái đất. Cuối thế kỷ XVII người ta đã xác định gián tiếp thị sai Mặt trời qua thị sai của sao hỏa khi hành tinh này giao hội với Trái đất. Kết hợp với phương pháp vô tuyến định vị năm 1964 Hội Thiên văn Quốc tế xác định giá trị của thị sai chân trời của Mặt trời là: P o = 8”794 Từ đó khoảng cách từ Trái đất đến Mặt trời là một đơn vị thiên văn bằng : A = 1đvtv = 1AU = 149,6.106km - Đối với các thiên thể ở xa thì khoảng cách đến nó được xác định qua thị sai hàng năm và đơn vị thiên văn. Từ hình 42 ta có: sin a π = ∆ π - thị sai hàng năm của thiên thể S. a- khoảng cách từ Trái đất đến Mặt trời. Từ đó ∆ = sin a π -Ngày nay người ta có thể xác định khoảng cách đến thiên thể bằng phương pháp vô tuyến định vị: 2 c t =∆ trong đó c : vận tốc sóng điện từ t : thời gian xung sóng điện từ phát đi từ Trái đất và phản hồi từ thiên thể trở lại Trái đất. -Khoảng cách đến các thiên thể xa xôi, đến các sao có thể xác định bằng cách khác (sẽ xét sau) 3. Các đơn vị đo khoảng cách trong thiên văn. a) Đơn vị thiên văn: (đvtv) là khoảng cách trung bình từ Trái đất đến Mặt trời (còn viết tắt là a) – hay AU (Astronomical Unit) 1đvtv = 149,6.106km b) Năm ánh sáng (nas): là quãng đường ánh sáng đi được trong thời gian một năm : (hay Ly : Light year) 1nas = 9,46.1012km = 63240đvtv c) Pasec (ps) là khoảng cách ứng với thị sai hàng năm bằng giây (1”) : 1ps = 3,086.1013km = 206265đvtv = 3,262nas - Các thiên thể trong hệ Mặt trời có khoảng cách được tính bằng đvtv. - Các vì sao ở xa có khoảng cách được đo bằng ps hay nas: Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Giáo trình hình thành mối quan hệ cơ học giữa trái đất và mặt trời và hiện tượng mọc lặn của thiên thể do nhật động )nas( )giaây( , )ps( )giaây( π = π =∆ 2623 1 Trong đó π là thị sai hàng năm của thiên thể, tính ra giây. d: khoảng cách tới thiên thể tính ra hasec Ví dụ: Sao cận tinh có thị sai hàng năm là π = 0”762 cách ta 1,31ps hay 4,28nas. 4. Xác định kích thước của thiên thể. Muốn xác định kích thước thiên thể ta phải biết bán kính góc của nó. Bán kính góc của thiên thể S có thể đo bằng kính đo góc. Nó bằng gócO’OB, kí hiệu ρ. Đó là góc từ tâm Trái đất nhìn bán kính thiên thể. Hình 45 Từ hình trên ta thấy : ρ= ∆ sin r ; o psin R = ∆ Rút ra : ρ = sin r psin R o Hay o psin sin .Rr ρ = Vì ρ và po nhỏ nên : sin ρ = ρ sinp o = p o o rR p ρ = Ví dụ : Mặt trăng ρ = 15’52”6 Nên r = 15'52''6 6378 57'2'' = 1738km Mặt trời ρ = 16’ (lấy trung bình) nên : r = 6378 798 6016 . " ' × 1 hay d π = r 0’ B 0 R A p o ∆ Traùi ñaá t Thieân theå S ρ Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m = 696.000km Chú ý : - Các đơn vị góc phải cùng nhau, ví dụ cùng ra giây, đơn vị đo chiều dài là km. - Những ngôi sao ở xa phải dùng phương pháp khác. - Bán kính góc Mặt trời, Mặt trăng thay đổi tùy theo vị trí của chúng trên quĩ đạo. Ví dụ : Mặt trời Khi Trái đất ở cận điểm ρ là lớn nhất ρ max = 16’18” (hay 16’,3) ứng với a min = 147.106km; thường vào ngày 1 tháng một. Khi Trái đất ở viễn điểm ρ là nhỏ nhất ρ min = 15’46” (hay 15’,7) ứng với a max = 152.106km, thường vào ngày 1 tháng bảy. Mặt trăng : ρ min = 14’7 a max = 405500km ρ max = 16’8 a min = 363300km Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Chương 4 MỐI QUAN HỆ CƠ HỌC GIỮA TRÁI ĐẤT VÀ BẦU TRỜI A. NHẬT ĐỘNG CỦA BẦU TRỜI. I. HIỆN TƯỢNG MỌC VÀ LẶN CỦA THIÊN THỂ DO NHẬT ĐỘNG. Do nhật động các thiên thể vẽ những vòng tròn nhỏ song song xích đạo trời. Tùy theo vĩ độ φ của nơi quan sát mà xích đạo trời tạo với đường chân trời một góc xác định (90o-φ). Từ đó vòng nhật động của thiên thể có thể : 1) Cắt đường chân trời tại 2 điểm: thiên th ể có mọc, có lặn (mọc ở phía đông, lặn ở phía tây), (vòng 1, 2). Hình 46 2) Không cắt đường chân trời: thiên thể không bao giờ mọc hoặc không bao giờ lặn (vòng 3). 3) Tiếp xúc với đường chân trời: Thiên thể không lặn, không mọc. Ta xét từng trường hợp : 1. Nhìn trên hình ta thấy những thiên thể nằm trong cung Q’B’ sẽ cắt đường chân trời tại hai điểm, hay có nghĩa là xích vĩ của nó thỏa mãn : |δ| < 90o ( |φ| (tức nếu δ dương thì thiên thể nằm trong cung Q’B’, nếu δ âm thì thiên thể nằm trong cung Q’N). Đó chính là điều kiện mọc - lặn của thiên thể. Điều kiệ n này có thể suy ra từ công thức lượng giác cầu (chương III, về vị trí mọc, lặn của thiên thể). () ϕ− δ = ϕ δ −= o sin sin Acos cos sin Acos 90 Vì cos của một góc không thể lớn hơn đơn vị (cos A < 1) nên : |δ| < (90 o − |ϕ|) - Khi δ = 0 thiên thể nằm ngay trên xích đạo trời, nó mọc đúng điểm đông, lặn đúng điểm tây. Khi thiên thể ở bắc thiên cầu (δ > 0) nó mọc ở đông bắc lặn ở tây bắc. Khi thiên thể ở nam thiên cầu (δ < 0) nó mọc ở đông nam, lặn ở tây nam. Chú ý phân biệt : φ > 0 : nơi quan sát ở Bắc địa cầu. φ < 0 : nơi quan sát ở Nam địa cầu. 2) Nếu δ > (90o ( |φ|) : Vòng nhật động không cắt đường chân trời: Thiên thể hoặc không bao giờ mọc, hoặc không bao giờ lặn. Ví dụ: Ở bắc địa cầu (φ > 0) nếu thiên thể ở Bắc thiên cầu và thỏa mãn điều kiện Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m trên (δ > 90o - φ) thì thiên thể không bao giờ lặn (luôn nằm trên đường chân trời). Nếu ở Nam thiên cầu – không bao giờ mọc. Ví dụ: Thành phố Hồ Chí Minh φ = 10o30’. Sao Bắc cực (ở ngay thiên cực Bắc) có xích vĩ δ= 89o. Theo điều kiện trên : δ > 90 o − ϕ 89 o > 90 o − 10 o 30’ = 79 o 30’ Vậy sao bắc cực không bao giờ lặn, kể cả ban ngày. Ta không nhìn thấy chỉ vì Mặt trời quá sáng. 3) Nếu |δ| = 90o - |φ| thì thiên thể tiếp xúc đường chân trời không lặn hoặc không mọc. Chú ý: - Mặt trời là một thiên thể có xích vĩ thay đổi trong năm nên điểm lặn mọc và độ dài ngày đêm cũng thay đổi xét tùy từng nơi trên Trái đất và đều biến thiên với chu kỳ một năm. Ta sẽ xét sau. II. QUAN SÁT BẦU TRỜI TẠI NHỮNG NƠI CÓ ĐỘ VĨ KHÁC NHAU. + Ở địa cực Bắc φ = 90o, P ≡ Z (thiên cực bắc trùng với thiên đỉnh). Xích đạo trời trùng với đường chân trời; các vòng nhật động song song với đường chân trời. - Sao có xích vĩ dương δ> 0 sẽ không bao giờ lặn δ> 90o -90o. - Sao có xích vĩ âm δ< 0 sẽ không bao giờ mọc |δ| > 90o - 90o. Hình 47 - Sao có xích vĩ δ = 0 sẽ tiếp xúc đường chân trời, không mọc, lặn. - Như vậy ở địa cực chỉ quan sát được nửa bầu trời: ở địa cực bắc thấy các sao ở Bắc thiên cầu, ở địa cực nam thấy các sao ở Nam thiên cầu. + Ở xích đạo φ = 0o trục vũ trụ PP’ trùng với đường bắc nam, xích đạo trời vuông góc với đường chân trời. Khi nhật động t ất cả các sao đều cắt đường chân trời (vuông góc). Như vậy tất cả các sao đều có mọc, lặn (thời gian mọc bằng thời gian lặn). Ta có thể quan sát được toàn bộ bầu trời sao. Hình 48 + Ở vĩ độ tùy ý (ví dụ: Hà nội φ = 21o30’) : Sự lặn mọc của các thiên thể phụ thuộc vào xích vĩ của nó (theo điều kiện), trong đó có những sao không bao giờ mọc. Như vậy ở vĩ độ trung gian không thể quan sát được hết bầu trời sao. Hình 49 Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m . V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Chương 4 MỐI QUAN HỆ CƠ HỌC GIỮA TRÁI ĐẤT VÀ BẦU TRỜI A. NHẬT ĐỘNG CỦA BẦU TRỜI. I. HIỆN TƯỢNG MỌC VÀ LẶN CỦA THIÊN THỂ DO NHẬT ĐỘNG. Do nhật động các thiên thể vẽ những vòng. V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Giáo trình hình thành mối quan hệ cơ học giữa trái đất và mặt trời và hiện tượng mọc lặn của thiên thể do nhật động )nas( )giaây( , )ps( )giaây( π = π =∆ 2623 1 . trời. Tùy theo vĩ độ φ của nơi quan sát mà xích đạo trời tạo với đường chân trời một góc xác định (90o-φ). Từ đó vòng nhật động của thiên thể có thể : 1) Cắt đường chân trời tại 2 điểm: thiên