天球与天球坐标系ppt课件.ppt
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1、普通天文学,第二章 天球与天球坐标系,宇宙是一本永远在我们面前打开着的大书,它是用数学语 言写成的书,其中有三角形、圆及其他几何图形。只有学会它的语言,我们才能读懂它,否则只能在黑暗的迷宫中瞎逛。 -伽利略,普通天文学,球面三角基础知识,一、球面上的圆 (大圆、小圆) 定理:任何平面和球面的交线都是正圆。 定义: 通过球心的平面与球面的交线,是直径最大的圆,叫做大圆。 不通过球心的平面与球面的交线,叫小圆。二、球面上两点的距离三、圆的极 大圆的极点 = 通过球心与大圆所在平面相垂的直线与球面的两个交点。四、球面角五、圆弧与角的度量 1(弧度)=360/2(度)=206265(角秒),普通天文学
2、,球面角=两个大圆在球面上构成的角度(ASB) =以两大圆交点(S)为极点的大圆上,与两大圆的两交点(A,B)在球心所张的角度(AOB)。=该两交点(A,B)间的大圆弧AB,A,B,O,S,普通天文学,在晴朗的夜晚,仰望天空,眼前像有一个半球形的夜幕天穹,上面点缀着无数闪烁发亮的明星,感觉自己仿佛是处在这个天穹的中心,这就是人们对“天球”的印象。,.1 天 球,天文学家为了研究天体的位置和天体的运动引入了“天球”的概念和天球坐标。,普通天文学,天球是一个假想的球,它是以观测者(或地心、日心)为中心,以无穷远为半径的球,所有天体都投影在这个球面上。,天球,普通天文学,天球特点:,1、与直观感觉相
3、符的科学抽象,半径可任意选取2、天体在天球上的位置只反映天体视方向的投影3、天球上任意两天体的距离用其角距(对天球球心的张角)表示4、地面上两平行方向指向天球同一点5、任意点为球心,普通天文学,south celestial poleSCP 南天极,north celestial poleNCP 北天极,天球的轴是地球自转轴的延伸,叫天轴,天轴与天球有两个交点,叫作天极,北天极:地球北极延伸的点南天极:地球南极延伸的点。,2.2 天球上的基本点圈,1、天极与天赤道,普通天文学,south celestial pole,north celestial pole,我们能想象天球有一个“天赤道”,天
4、赤道是地球赤道的扩展,普通天文学,我们也能在天球上画出假想的经度线(longitude),south celestial pole,north celestial pole,和纬度线 (latitude),相应的天球坐标是:,经度 赤经right ascension (RA),纬度 赤纬declination (dec),普通天文学,平行天赤道的天球上的小圆圈叫纬圈,普通天文学,垂直赤道并且过两个天极的大圆圈叫经圈或时圈。,普通天文学,2、天顶、天底和真地平天顶:Z 过天球中心做一直线与观测点的铅垂线平行,交天球于两点,位于观测者头顶的一点称天顶。天底:Z 与天顶相对的另一交点为天底。真地平:
5、过天球中心做一与铅垂线垂直的平面,与天球相交的大圆为真地平。,普通天文学,N,S,W,E,地平线,北极星Polaris, 位于北天极,注意星图上东,西的位置,天顶,普通天文学,N,S,W,horizon,从地平北点,通过天顶,到地平的南点,这条假想的线称为:,天顶,“天子午线”,天子午圈:过天极和天顶的大圆。,E,普通天文学,卯酉圈:过天顶和东西点所做的大圆弧。,N,S,W,horizon,天顶,E,普通天文学,3. 黄道与黄极,黄道:过天球中心做一与地球公转轨道平面平行的平面为黄道面,与天球相交的大圆为黄道。 黄极:黄道所对应的两个极点。,黄赤交角:黄道与赤道的交角 23.5,普通天文学,二
6、分点: 黄道与天赤道的两个交点。 春分点(升交点); 秋分点(降交点),二至点: 黄道上与二分点相距90的另两个点:夏至点(天赤道以北);冬至点(天赤道以南),春分点,秋分点,冬至点,夏至点,北天极,黄道,普通天文学,2.3 天球坐标系,一、地平坐标系 基本点:天顶 天底 基本圈:真地平 原点:南点 北点 地平高度 h: 由真地平沿过天体的地平经圈向天顶、天底量度 (00 900) (天顶距 Z): Z900h 方位角 A: 由南点或北点沿真地平顺时针度量到过天体的地平经圈 (00 3600),普通天文学,天体的方位与高度,天体地平高度h,天体方位角A,普通天文学,地平坐标是一个简单的坐标系,
7、但它依赖于观测者所在的地面位置,位置不同,地平线也不一样,天顶也不一样,天体的地平坐标就会改变,地平坐标具有强烈的“地方性”。,我们可以使用天球的概念,来建立另一种天球坐标系,这种坐标系不依赖于观测者所在的地面位置。,普通天文学,二、时角坐标系(第一赤道坐标系)基本点:天极 基本圈:天赤道原点:子午圈与天赤道南边的交点。赤纬 :由天赤道沿过天体的赤经圈向两极方向度量 (00 -900)时角 t:由原点沿天赤道顺时针量至天体所在赤经圈 (0h 24h),普通天文学,赤纬 用度, 分, 秒来测量,位于天赤道的上下两面,上为正,下为负。例如,靠近北天极的恒星,其赤纬接近 +90, 而靠近南天极的恒星
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