地球概論精品資源共享課程

1、《地球概論》精品資源共享課程,河南教育學(xué)院HENAN INSTITUTE OF EDUCATION,第一章      地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo),第二節(jié) 天球坐標(biāo),103 天球,一、概念 天球：以觀測者為球心，半徑無窮大的假想圓球。,《地球概論》精品資源共享課程,沈振劍 制作,河南教育學(xué)院HENAN INSTITUTE OF EDUCATION,天體視位置:天

2、體看上去的位置。天穹:地球上的觀測者所見到的半球性天空。,,《地球概論》精品資源共享課程,沈振劍 制作,河南教育學(xué)院HENAN INSTITUTE OF EDUCATION,二、天體視運動 1、天球周日運動 ——地球上觀測者所見天體相對于自己的周日轉(zhuǎn)動。 周日視運動方向：向西 周日視運動繞轉(zhuǎn)中心：天極 周日視運動路徑：周日圈     

3、; 周日圈：天體繞天極為視中心旋轉(zhuǎn)的軌跡為一個個相互平行的圓圈，該圈稱周日圈。,《地球概論》精品資源共享課程,沈振劍 制作,河南教育學(xué)院HENAN INSTITUTE OF EDUCATION,2、太陽周年運動 ——因地球公轉(zhuǎn)，地球上觀測者所見太陽相對于星 空的運動。,方向：向東軌道：黃道 周期：恒星年 真運動：地球公轉(zhuǎn),《地球概論》精品資源共享課程,沈振劍 制作,河南教育學(xué)院HENAN I

4、NSTITUTE OF EDUCATION,三、天球上的點和圈 1、基本點和圈五圈：地平圈、天赤道、黃道、子午圈、卯西圈十二點：P、P′、Z、Z′、Q、Q′、K、K′、四正點2、四正點的確定當(dāng)緯度在0°—90°之間時正北方向的確定：P點在地平面上的投影方向；正南方向的確定：P′點在地平面上的投影方向；正東、正西方向的確定： 按地理方位確定——站在球心，面北而立，左西右東；按天體運行方

5、向確定——天體升上地平處（出）為東點，落入地平處 （沒）為西點。,《地球概論》精品資源共享課程,沈振劍 制作,河南教育學(xué)院HENAN INSTITUTE OF EDUCATION,104 天球坐標(biāo),一、球面坐標(biāo)的一般模式 球面坐標(biāo)系都有一個基本大圓，稱為基圈。例如，在地理坐標(biāo)系中，赤道就是它的基圈。

6、 基圈上都有一個原點。原點指基圈同始圈的交點，是度量經(jīng)度坐標(biāo)的起點。 輔圈是通過基圈的兩極，垂直于基圈的所有大圓。在地理坐標(biāo)系中，它們就是經(jīng)線。 通過原點的輔圈，叫做始圈。例如，地理坐標(biāo)系中的始圈，就是本初子午線。 球面上任一天體相對于基圈的方向和角距離，用緯度表示，是天體的縱坐標(biāo)。取值范圍0°— 90°。例如，地理坐標(biāo)系的縱坐標(biāo)叫地理緯度。,《地球概論》精品資源共享

7、課程,沈振劍 制作,河南教育學(xué)院HENAN INSTITUTE OF EDUCATION,球面上任一天體所在的輔圈平面相對于始圈平面的方向和角距離，用經(jīng)度表示，是天體的橫坐標(biāo)。取值范圍0°— ±90°。例如，地理坐標(biāo)系的橫坐標(biāo)叫地理經(jīng)度。 介點（終圈與基圈的交點）度量緯度坐標(biāo)的起點。,《地球概論》精品資源共享課程,沈振劍 制作,河南教育學(xué)院HENAN INSTITUTE OF EDUC

8、ATION,二、地平坐標(biāo)系 地平坐標(biāo)系——用高度h和方位A來表示天體的位置。1、用途：用來表示天體在天空中的方位和高度及 其 周日變化。例如：旭日東升、夕陽西下、明月當(dāng)空等。2、圓圈系統(tǒng)：地平圈、子午圈、卯西圈，三圈相互垂直，將天空分為8塊 。3、基本要素： 基圈是地平圈。 原點通常是南點S，始圈通常是午圈。 地平緯度稱高度（h），是天體相對于地平圈的方向和角

9、距離。取值范圍0°—±90°。 地平經(jīng)度稱方位（A），是天體所在地地平經(jīng)圈相對于午圈的方向和角距離。取值范圍0°—360°。,《地球概論》精品資源共享課程,沈振劍 制作,河南教育學(xué)院HENAN INSTITUTE OF EDUCATION,4、地平坐標(biāo)系坐標(biāo)值的確定： 通過天頂、天底和該天體，作垂直于地平圈的終圈，定出介點； 確定方位A值

10、，從S點沿地平圈度量到介點，西量為正（順時針為正）； 確定地平高度h值，從介點沿終圈度量到該天體，向天頂度量為正。,《地球概論》精品資源共享課程,沈振劍 制作,河南教育學(xué)院HENAN INSTITUTE OF EDUCATION,練 習(xí),（1）a、b兩顆恒星的方位如下面所述，請問需要 在天空的什么方向上才能找到？       a星 A=－20&

11、#176; h=20°        b星 A=100° h=－50°（2）在下面圖中標(biāo)出c、d、e三顆天體的位置。已知三個天體的坐標(biāo)值是：  a天體 A=0° h=－45° b天體 A=180° h=0°

12、  c天體 A=－90°h=0°,《地球概論》精品資源共享課程,沈振劍 制作,河南教育學(xué)院HENAN INSTITUTE OF EDUCATION,三、第一赤道坐標(biāo)系 第一赤道坐標(biāo)系（又稱時角坐標(biāo)系） ——用赤緯δ和時角t來表示天體的位置。 1、用途：用于時間的度量。天球的周日運動本身是均勻的，但在地平坐標(biāo)系中，方位的變化是不均勻的，所以地平坐標(biāo)系不能用于度量時間。人們?yōu)?/p>

13、了使經(jīng)度隨時間而均勻的變化，就設(shè)計了第一赤道坐標(biāo)系，將基圈定為天赤道，天體在該坐標(biāo)系均勻運動，相同的時間轉(zhuǎn)過的角度相同。2、圓圈系統(tǒng)：天赤道、子午圈：3、基本要素： 基圈是天赤道。原點是上點Q；始圈是午圈。 緯度稱赤緯（δ），是天體相對于天赤道的南北方向和角距離。赤緯自天赤道起沿天體所在的赤經(jīng)圈向南北兩個方向度量，取值范圍0°—±90°。 經(jīng)度稱時角（t），

14、是天體所在的赤經(jīng)圈相對于午圈的方向和角距離。時角以上點為起點，沿天赤道向西度量。,《地球概論》精品資源共享課程,沈振劍 制作,河南教育學(xué)院HENAN INSTITUTE OF EDUCATION,4、時角坐標(biāo)系坐標(biāo)值的確定：通過P、P′和該天體，作垂直于天赤道的終圈，定出介點； 確定時角t值，從Q點沿天赤道度量到介點，西量為正（順時針為正）；確定赤緯δ值，從介點沿終圈度量到該天體，向P度量為正。,《地球概論》精品

15、資源共享課程,沈振劍 制作,河南教育學(xué)院HENAN INSTITUTE OF EDUCATION,練 習(xí),（1）當(dāng)ф=30°N時，P點的t、δ為多少？（2）在ф=30°N的時角坐標(biāo)系中，Q點的t、δ是多少？當(dāng)ф=50°，ф= - 50°時，Q點t、δ值是多少？該答案說明了什么結(jié)論？ （3）某恒星時角為18h，δ=0°，問可以在天球的什么方向上見到該星？,《地球概論》精品

16、資源共享課程,沈振劍 制作,河南教育學(xué)院HENAN INSTITUTE OF EDUCATION,四、第二赤道坐標(biāo)系 第二赤道坐標(biāo)系——用赤緯δ和赤徑來表達天體在天球上位置。 1、用途：表示天體在天球上相對不變的位置，用于編制星表。 2、圓圈系統(tǒng)：天赤道、子午圈、黃道、二分圈、二至圈。3、基本要素： 基圈是天赤道； 原點是春分點； 始圈是春分圈； 緯度稱赤緯δ ，經(jīng)度稱赤經(jīng) α ，是

17、天體所在時圈相對于春分圈的方向和角距離。赤經(jīng)以春分點為起點，沿天赤道向東度量，取值范圍0°- 360°。,《地球概論》精品資源共享課程,沈振劍 制作,河南教育學(xué)院HENAN INSTITUTE OF EDUCATION,4、第二赤道坐標(biāo)系坐標(biāo)值的確定： 通過P、P′和該天體，作垂直于天赤道的終圈，定出介點；確定赤緯δ值，從春分點沿天赤道度量到介點，東量為正（逆時針為正）；確定赤經(jīng)α值，從介點沿終圈度量到該天

18、體，向P度量為正。,《地球概論》精品資源共享課程,沈振劍 制作,河南教育學(xué)院HENAN INSTITUTE OF EDUCATION,五、黃道坐標(biāo)系黃道坐標(biāo)系——用黃經(jīng) λ 和黃緯 β來表達天體的位置 1、用途：表示日月行星在星空間的位置和運動。 2、圓圈系統(tǒng)：黃道、黃經(jīng)圈、黃緯圈、無名圈、二至圈。3、基本要素： 基圈是黃道；原點是春分點；始圈是無名圈； 緯度稱黃緯（β），是天體相對于黃道的方向

19、和角距離。黃緯自黃道起沿天體所在的黃經(jīng)圈向南北兩個方向度量，取植范圍0°— ±90°。 經(jīng)度稱黃經(jīng)（λ），是天體所在的黃經(jīng)圈相對于春分點所在的黃經(jīng)圈的方向和角距離。黃經(jīng)以春分點為起點，沿黃道向東度量，取值范圍0°—360°。,《地球概論》精品資源共享課程,沈振劍 制作,河南教育學(xué)院HENAN INSTITUTE OF EDUCATION,4、太陽黃徑： 由

20、春分點沿黃道度量到太陽位置的經(jīng)度坐標(biāo)。 太陽黃徑的特點：（1）太陽黃徑每日增加約1°。（2）分至日時，太陽黃徑值分別為：春分日0°，夏至日90°，秋分日180°，冬至日270°。,《地球概論》精品資源共享課程,沈振劍 制作,河南教育學(xué)院HENAN INSTITUTE OF EDUCATION,六、 各種坐標(biāo)系的比較1、地平坐標(biāo)系和第一赤道坐標(biāo)系比較 異同點： （1）

21、地平坐標(biāo)系與第一赤道坐標(biāo)系：兩種坐標(biāo)系都屬于右旋坐標(biāo)系，它們的經(jīng)度（方位與時角）都是向西度量為正；                        （2）二者都以子午圈為始圈，地平坐標(biāo)系以地平圈為基圈

22、，以南點為原點；第一赤道坐標(biāo)系以天赤道為基圈，以上點為原點。,《地球概論》精品資源共享課程,沈振劍 制作,河南教育學(xué)院HENAN INSTITUTE OF EDUCATION,兩者關(guān)系式：仰極高度（北天極的地平高度）=天頂赤緯=地理緯度值,《地球概論》精品資源共享課程,沈振劍 制作,河南教育學(xué)院HENAN INSTITUTE OF EDUCATION,地平坐標(biāo)系和第一赤道坐標(biāo)系重要點坐標(biāo)值比較,《地球概論》精品資源共享課程,

23、沈振劍 制作,河南教育學(xué)院HENAN INSTITUTE OF EDUCATION,2、第二赤道坐標(biāo)系和黃道坐標(biāo)系比較 異同點：兩種坐標(biāo)系都屬于左旋坐標(biāo)系，它們的經(jīng)度（赤經(jīng)和黃經(jīng)）都是向東度量為正；它們的原點都是春分點。 黃經(jīng)λ、赤經(jīng) α和赤緯δ三者的關(guān)系 （1）黃經(jīng)λ和赤經(jīng)α 僅在分至日時相等，其它時不等。  （2）赤經(jīng)α 是黃經(jīng)λ投影在天赤道上的東西分量，赤緯δ是黃經(jīng)λ相對于天赤道變化

24、的南北分量。,《地球概論》精品資源共享課程,沈振劍 制作,河南教育學(xué)院HENAN INSTITUTE OF EDUCATION,天體的時角和其赤經(jīng)的關(guān)系 中天——天體過子午圈稱中天。過含天頂?shù)陌雮€子午圈，稱上中天。恒星時——以春分點時角的變化來計量時間的計時系統(tǒng)，稱恒星時。天體時角和其赤經(jīng)的關(guān)系：           

25、;           （1）天體赤經(jīng)=當(dāng)時該天體時角=兩坐標(biāo)系的原點距離,《地球概論》精品資源共享課程,沈振劍 制作,河南教育學(xué)院HENAN INSTITUTE OF EDUCATION,（2）恒星時的時刻=上中天恒星的赤經(jīng)=春分點的時角,《地球概論》精品資源共享課程,沈振劍 制作,河南教育學(xué)院HENAN INSTI