csi llagászat

CsiCsillagászatllagászat

Fizika tanár szakosFizika tanár szakos hallgatóknakhallgatóknak22008/2009008/2009. I.félév. I.félév

2. előadás (2002. előadás (20077. . oktokt. . 0707.).)

Csillagászat 2.Csillagászat 2. 22

Csillagászati műszerek

Távcsövek: lencsés,

Nagyítás = Objektív fókusz Belépő pupilla Okulár fókusz Kilépő pupilla

=

Hátrány: színi hiba


Csillagászati műszerek 2.

Távcsövek: tükrös

Hátrány: kis látómező nehezebb betekintés

Newton - távcső



Távcsövek felbontása: /D (:felbontás, :hullámhossz D: objektív átméröje)

Lencsés távcsöveknél a lencse elnyelése miatt 1 méternél nagyobb már nem jó

Tükrös távcsöveknél fontos a tükör jó felfüggesztése, ne változtassa alakját.Jelenlegi legnagyobb tükrök 8 - 10 m átmérőjűek, terveznek 80-100 métereseket.

Yerkes1 m-eslencséstávcső(leg-nagyobb)

Mt. Palomar 5 m-es tükrös távcső

10 cm-es átmérőjű távcső elméleti felbontása 1 ívmásodperc



Keck távcső Hawaiin

10 m átmérő, mozaiktükör, altazimutKettő egymás mellett, interferometria



A földi légkör csak a fény és bizonyosrádiófrekvenciák részére átlátszó.

Repülőgépek (IR), műholdak (X, gamma)

Rádiótávcsövek

Csillagászat 2.Csillagászat 2. 77A Tejút képe különböző elektromágneses hullámhosszakon, rádiótól gammasugarakig



Szabad szemmelFényképezőlemez (film)FotoelektronsokszorozóCCD kamera

Megfigyelések:

Színképek:


Tájékozódás az égenTájékozódás az égen

• Az éggömb:– Tetszőleges (akár egység-)

sugarú gömb, középpontjában a megfigyelővel

Forgása:az égi sarok körül


CsillagkCsillagképeképek


CsillagkCsillagképek 2.épek 2.

Az égbolt 88 területre van felosztva, a hagyományok és későbbi adalékok alapján


Koordinátarendszerek:

Általában szférikus (két szög megadása, pl. földrajzi koordináták)

Szélesség jellegű koordináta:

Egy kitüntetett irányra merőleges síktól mért szög,

-90 foktól +90 fokig változik, körei kiskörök.

Hosszúság jellegű koordináta:

Az előzőre merőleges, köreit a tengelyre illesztett síkok határozzák meg, ezért főkörök.

Szükséges egy tetszőlegesen megválasztott kezdősík megadása.

-180 fok és +180 fok, vagy 0 és 360 közt változik.


Földrajzi koordináták:

A Föld forgási ellipszoid:

Egyenlítői sugara 6 378 140 m, sarki sugara 6 356 755 m, lapultsága 1/298,257

A csillagászati szélesség az ellipszoid érintősíkjára bocsátott merőleges szöge azegyenlítő síkjával, ez maximum 11,5 ívperccel tér el a geocentrikus szélességtől.

Szélesség könnyen meghatározható, az égi sarok magasságából.

A hosszúsági körök a meridiánok.

A hosszúság megadásához szükséges a nulla meridián rögzítése.Ez jelenleg Greenwich.

(Az Osztrák-Magyar Monarchia térképein Ferro szigete, a Kanári szigeteklegnyugatibb tagja, ezért Európa közepén nem volt előjelváltás a hosszúságban)


Csillagászati koordináták:

Horizontális koordinátarendszer: magasság és azimutmagasság = h: a horizonttól mérik fokban,szélesség jellegű, +-90 fok között.Egyes estekben a zenittávolság (z) ishasználatos, z=90-h, tehát 0 – 180 közt.

azimut = A: a horizont mentén mérik,a csillagászok a déli, a földmérők az északiiránytól. Hosszúság jellegű.

A horizontális rendszer előnye:könnyen meghatározható, természetes.

A horizontális rendszer hátrányai:helyfüggő, a koordináták az idővelbonyolultan változnak


Első ekvatoriális rendszer:deklináció és óraszög deklináció = : az egyenlítőtől mérik fokban,szélesség jellegű, +-90 fok között.

óraszög = t: az egyenlítő mentén mérikóra, perc, másodpercben (1h = 15 fok),a meridiántól. Nyugatra pozitív, keletre negatív.Hosszúság jellegű.

Előnyei:A deklináció állandó, az óraszög az idővel egyenletesen változik.Könnyen (?) átalakítható a horizontálisrendszerbe.

Hátránya:Az óraszög időben változó, így térképek nemkészíthetők.


Átszámítás a horizontális és ekvatoriális rendszer közt

PZS szférikus háromszögből:

Adott h, A (és ) esetén:

sin t cos sin A cos hcos t cos cos A cos h sin sin h cos sin cos A cos h cos sin h sin

Adott , t (és ) esetén:sin A cos h sin t cos cos A cos h cos t cossin sin cos sin h cos t cos cos sin sin

A két ismeretlenhez azért kell 3 egyenlet, mert a kéthosszúság jellegű koordináta, t ill. A mind a négy negyedbe eshet, a jobboldalak előjelei alapján lehet eldönteni, hogy pontosan melyikbe.


Második ekvatoriális rendszer:deklináció és rektaszcenzió

deklináció = az egyenlítőtől mérik fokban,szélesség jellegű, +-90 fok között.Azonos az első ekvatoriális rendszerrel.

rektaszcenzió = RA vagy a tavaszponttólKelet felé az egyenlítőn 0 – 24 óráig mérik(ellentétes irányban az óraszöggel). Hosszúságjellegű.

Ebben a rendszerben az „állócsillagok” koordinátáimár (első közelítésben) állandók, így térkép készítésére alkalmas.


Az ekliptika:

A Nap égi útja az év folyamán

A Nap nyugatról keletre egy év alatt jár teljesen körbe. Ez az út a Föld Nap körüli keringésének tükörképe.

A két kör hajlásszöge kb. 23,5 fok Két metszéspontjuk a tavaszpont és az őszpont, ahol a Nap a tavaszi, ill. az őszi napéjegyenlőségkor található (márc. 21., ill. szept. 23.).

Az egyenlítőtől legtávolabb a Nap a nyári, ill. a téli napforduló idején van (jún. 21., ill. dec. 21.).


Az éggömb nevezetes pontjai és körei:

Zenit (függőlegesen a fejünk felett)

Nadír (függőlegesen alattunk)

Horizon (ZN-re merőleges)

Pólusok (északi, déli)

Egyenlítő (PP’-re merőleges)

Meridián ( P Z P’ N )

É, D pont (meridián-horizon metszéspontok)

K, Ny pont (ÉD-re merőleges)

Delelés (kulmináció): az égitest áthaladása a meridiánon (alsó, felső)


Az égbolt forgása és a földrajzi szélesség

északi sarok közepes szélesség egyenlítő


Az első és a második ekvatoriális rendszer összefüggése:

Csillagidő: s = a tavaszpont óraszöge

Egy adott csillagra, adott időpontban:

T = s –

Mindig az a csillag delel, amelynek rektaszcenziója megegyezik a pillanatnyi csillagidővel)


Időszámítás és naptár

Alapegységek: év, nap, (hónap). A Föld keringési és forgási periódusa,valamint a Hold keringési periódusa.

Év: a Nap (Föld) visszatér ugyanoda, kb. 365 nap után. ugyanahhoz az állócsillaghoz: sziderikus év = 365,256360 nap tavaszponttól tavaszpontig: tropikus év = 365,242198 napFöld napközelpontba visszaér: anomalisztikus év = 365,259641 nap a holdpálya csomóvonalához: drakonikus év = 346,620031 nap

A naptár alapja az évszakokat meghatározó tropikus év, 365,2422 nap.

Hosszú távon ezek az értékek kismértékben változnak.


Hónap: a Hold visszatér valamely viszonyítási ponthoz

Újholdhoz: szinódikus hónap = 29,530589 nap Tavaszponthoz: tropikus hónap = 27,321582 nap Csillagokhoz: sziderikus hónap = 27,321662 napFöldközelponthoz: anomalisztikus hónap = 27,554550 nap Csomóvonalhoz: drakonikus hónap = 27,212221 nap

A naptár szempontjából a holdfázisokhoz kötődő szinódikus hónap a fontos.

A naptárprobléma: 1 év = 365,2422 nap


Az inerciaidő: a fizika szigorúan egyenletesen folyó ideje.

A különböző időrendszerek, amelyek próbálják közelíteni az inerciaidőt.

Periódus – fázis

Csillagidő:Periódus: csillagnap – a tavaszpont két egymásutáni delelése közti időFázis: csillagidő – a tavaszpont óraszögeA gyakorlatban nem praktikus, a tavaszpont hol éjszaka, hol nappal delel.

Valódi szoláris idő:A napkorong középpontjának óraszöge + 12 óra (hogy délben deleljen)Valódi nap – a Nap két egymásutáni delelése közt. Egyenetlen és helyhez kötött.Az egyenetlenség forrásai: a Nap egyenetlenül mozog a Föld ellipszispályája miatt, ráadásul az ekliptikán, amely szöget zár be az egyenlítővel.


A Fiktív Egyenlítői Középnap:

A Fiktív Ekliptikai Középnap: pontosan egy év alatt, de egyenletes szögsebességgeljárja körbe az ekliptikát, a valódi Nappal a földközelpontban találkozik.

A Fiktív Egyenlitői Középnap: pontosan egy év alatt egyenletes szögsebességgeljárja körbe az egyenlítőt, a Fiktív Ekliptikai Középnappal a tavaszpontban találkozik.

Ez már egyenletesen folyó idő, de minden földi meridiánon más és más.

A világidő (UT):A Fiktív Egyenlítői Kőzépnapnak a greenwichi meridiánon mért óraszöge + 12 óra.

A közép szoláris idő (helyi középidő):Adott hosszúságon az UT + földrajzi hosszúság órában (kelet felé pozitív). Helyfüggő.


Az időegyenlet:

A valódi szoláris idő és a helyi középidő különbsége.Egy egyéves és egy féléves periódusú hullám szuperpozíciója.Szélső értékei, a valódi Nap delelése középidő szerint:

Febr. 15. – 12:15 Máj. 17. – 11:56 Júli. 22. – 12:06 Nov. 1. – 11:44

A napóra tehát csak negyedóra pontosságal mutatja az időt.

UTC:Koordinált világidő, a Föld forgásához igazítva, szökőmásodpercekkel.

Efemeris idő, atomidő, dinamikus idő (ET, TA, TDT)Az égitestek, ill. az atomi jelenségek felhasználásával megvalósított időskálák,amelyek a lehető legjobban megközelítik az egyenletesen folyó fizikai időt.Jelenleg a T, azaz az UTC és a TDT különbsége 1 perc körüli.


Időegyenlet: A valódi szoláris idő és a helyi középidő különbsége.


A valódi szoláris idő: a Nap valódi mozgásából.


Zónaidő:

A közlekedés követelményei miatt vezeték be a zónaidőt. A Földet a meridiánokmentén 24, 15 fok széles zónára osztották, egy zónán belül a középső meridiánhelyi középidejét használják. A 0 zóna a greenwichi meridián 7,5 fokos kétoldalikörnyezetében van. Elvileg a zónán belül a helyi idő és a zónaidő különbségenem nagyobb félóránál, de államhatárok miatt a zónákat kiigazították néhányhelyen.

A dátumválasztó vonal:A Csendes Óceánon, a 180 fokos hosszúság körzetében húzták meg,Áthaladva rajta keletről nyugatra egy napot ki kell hagyni (pl. jún. 5. után jún. 7.),nyugatról keletre egy napot duplán kell venni (pl. jún. 5. után jún. 5.).Ezáltal elkerülhető Phileas Fogg tévedése (Verne: 80 nap alatt a Föld körül).

Órajeladók:Rövidhullámon v. VLF (nagyon hosszú) hullámon működő rádióadók, amelyekatomórával vezérelve kódolva tartalmazzák az időpontot is, önszinkronizálók.Ezekkel vezérelt órák sokfajta kivitelben kaphatók.


Középidő és csillagidő összefüggése:

365,2422 középnap egyenlő 366,2422 csillagnappal

A csillagászatban 1925-ig délben volt a dátumváltás!(ez a julián dátumban máig fennmaradt)


Naptár

Szoláris (pl. európai), lunáris (pl. mohamedán) és luniszoláris (pl. zsidó)

A tiszta lunáris mohamedán naptár 12 29 v. 30 napos hónapból áll, a napok napnyugtakor kezdődnek, a hónapok a holdsarló első megpillantásakor.Ez a naptár rövidebb évvel számol, mint az európai, de Arábiában nincsjelentősége az évszakoknak.

A luniszoláris zsidó naptár mind a Naphoz, mind a Holdhoz rögzítve van, aholdfázisok mindig a hónap ugyanazon napjára esnek. Ennek ára viszont egynagyon bonyolult naptár, hatféle évből álló bonyolult ciklussal, amelyben nemcsakszökőnap, de csökkentett nap is van, és mindehhez szökőhónap is járulhat.

Az európai naptár a rómaiból fejlődött ki, és alapvetően szoláris naptár, a hónapokés a Hold fázisai közt nincs összefüggés.


Az európai naptár története 1.

Alapja a római naptár, amely eredetileg 10 29-30 napos hónapot tartalmazott.Ezek nevei martius (Mars istenről), aprilis (Vénusz etruszk Apru, v.ö. Aphroditénevéről), maius, iunius (az idősek, maiores és a fiatalok, iuniores alapján), majdquintilis, sextilis, september, october, november és december a számnevekből.Ehhez a hagyomány szerint Numa Pompilius király csatolta a ianuariust ésfebruariust, de az év hossza így is csak 355 napos lett. Az évkezdet i.e. 190-benkerült januárra. Az évszakok eltolódása miatt időnként febr. 23. és 24. közéegy szökőhónapot, a mercedoniust iktatták be. Ez a papok feladata volt, denem csinálták rendesen, így Julius Caesar idején már 3 hónap volt a csúszás.

Caesar megreformálta a naptárat (julián naptár). Először az a.u.c. 708 (i.e. 46)évet 445 naposra növelte pótnapokkal (annus confusionis), majd Szoszigenészegyiptomi csillagász javaslatára bevezette a 365 napos évet, minden negyedikévben szökőnappal, amelyet a mercedonius hagyománya szerint febr. 24.-retett. Az év kezdete januárban volt, a páratlan hónapok 31, a párosak 30 naposakvoltak, kivéve februariust, amely 29, szökőévben 30 napos volt.


Az európai naptár története 2.

A papok a szökőévszabályt félreértették, ezért 36 éven át 3 évente iktatták bea szökőnapokat, és a quintilis hónapot Caesarról júliusnak nevezték el. Augustuscsászár helyrerakta a szökőévszabályt, de születési hónapját, a sextilist magárólaugustusnak nevezte el, és februariusból elvett egy napot, hogy ez is 31 naposlegyen, ne rövidebb júliusnál, a maradékban pedig átrendezte a 30 és 31 naposhónapokat. Így alakult ki a mai naptárrendszerünk. A julián naptárban minden4-gyel osztható év szökőév.

A julián naptár éve 365,25 napos, hosszabb a tropikus évnél, és ez a 11 perc azévszázadok során több nappá növelte a különbséget a valódi napéjegyenlőségés a niceai zsinat által 325-ben fixált márc. 21. közt, ez a húsvét napjánakmeghatározása szempontjából fontos. XIII. Gergely pápa ezért 1582 februárjábankiadott bullájában elrendelte, hogy 1.) 1582. okt. 4-e, csütörtök után okt. 15-ét,pénteket írjanak, és 2.) ezután a 100-zal osztható évek közül csak a 400-zaloszthatók legyenek szökőévek. Így mind a fázist, mind a periódust kjavította.Ezt a naptárt használjuk jelenleg.


A julián dátum

Különösen változócsillag-megfigyeléseknél fontos, hogy legyen egy olyan időskála,amelyben könnyű periódust keresni, megfigyelési időpontok különbségét számolni.Erre szolgál a julián dátum (JD), amely az i.e. 4713. év január 1. 12 óra UT-től elteltnapok száma. Bevezetése J. Scaliger érdeme, 1582-ben. Ő mint kronológiaisegédeszközt akarta használni, a változócsillagászatban a XIX. sz.-ban terjedt el.

2000. jan. 1. 0 óra = JD 2 451 545,5

A húsvét

A katolikus egyház egyik legfontosabb ünnepe, Krisztus feltámadásának tiszteletére.Magyarországon a húsvéthétfő a pünkösdhétfővel együtt munkaszüneti nap.Húsvétvasárnap az egyházi szabály szerint a tavaszi napéjegyenlőséget követőelső holdtölte után következő vasárnap. Pünkösdhétfő (a Szentlélek eljövetelénekünnepe) húsvétvasárnap után 50 napra (7 hét után) következik.

Az elkövetkező néhány év húsvétvasárnapjai:08 m23, 09 á12, 10 á04, 11 á24, 12 á08, 13 m31, 14 á20, 15 á05, 16 m27, 17 á16.

csi llagászat

Documents