Interpretace pozorování planet na obloze a hvězdné obloze

Transkript

1 Interpretace pozorování planet na obloze a hvězdné obloze - role vztažné soustavy - modely Sluneční soustavy stejná pozorování je možné vysvětlit různými modely! heliocentrický x geocentrický model

2 Tanec planet pro popis pohybu planet je důležitá zvolená vztažná soustava! na obloze na hvězdné obloze výskyt planet u nás nikdy ne severním směrem vždy poblíž ekliptiky => v tzv. a v zenitu ekliptikálních souhvězdích pohyb planet od východního obzoru přes jih pomalý pohyb vůči hvězdnému k západnímu obzoru pozadí, tvoří smyčky, kličky (v průběhu dne, noci) (v průběhu dnů, týdnů)

3 Smyčky a kličky planet Pohyb planet na hvězdné obloze kličky, smyčky - skládáním pohybů sledované planety a Země siderická oběžná doba = oběžná doba planety vzhledem ke hvězdám synodická oběžná doba časový interval mezi dvěma po sobě jdoucími stejnými fázemi, postavením objekt (planeta, Měsíc...)-Země-Slunce P Z siderická doba oběhu Země P p siderická doba oběhu planety za 1 den urazí 360 /P z, resp. 360 /P p rozdíl za 1 den. 360 /P z 360 /P p postavení se zopakuje za dobu S, kdy rozdíl = PP ZZ 360 PP pp SS = PP ZZ 1 PP PP = 1 SS

4 Smyčka, kterou vykonala planeta Mars mezi hvězdami souhvězdí Raka, v rozmezí od října 2009 do května roku Foto: Tunc Tezel.

5 Aspekty = významné polohy vůči Zemi a Slunci konjunkce = dvě planety (obecně dvě různá tělesa) stejným směrem od Země, mají stejnou rektascenzi α 1 =α 2 opozice = dvě tělesa v opačných směrech, rozdíl rektascenzí α=180 =12 h ; nedosažitelná pro vnitřní planety elongace = obecná úhlová vzdálenost planety od Slunce kvadratura = úhlová vzdálenost planety od Slunce 90

6

7 Měsíc, Venuše, Jupiter

8 Některé z významných konjunkcí v následujících letech Datum a čas Planety Poloha vůči Slunci 7. ledna 2018 Mars 13 jižně od Jupiteru 58.8 západně 27. října 2018 (14 h) Měsíc 0,7 od Aldebaranu 11. listopadu 2018 (17 h) Měsíc 0,6 severně od Saturnu 21. prosince 2018 Merkur 52' severně od Jupiteru 20.1 západně 19. června 2019 Merkur 14' severně od Marsu 24.4 východně

9 Modely Sluneční soustavy geocentrický heliocentrický něco mezi Klaudios Ptolemaios (řecký učenec, asi 90 - asi 168 n.l.) Mikuláš Koperník ( ; ale už např. kolem 280 př.n.l. Aristrachus ze Sámu a jiní!) Tycho Brahe ( )

10

11 Geocentrismus 1 Problémy heliocentrické teorie: Země v pohybu? není nic cítit není vidět paralaxa hvězd geocentrický = egocentrický tj. více přirozený 2

12

13 Keplerovy zákony co bylo dříve? popis pohybu planet nebo zdůvodnění pohybu planet? co určuje pohyby planet (všech těles) Sluneční soustavy? fyzikální zákony pohybu těles v gravitačním poli (zákony mechaniky + gravitační zákon) - 2. polovina 17. století Isaac Newton co popisuje pohyby planet? Keplerovy zákony počátek 17. století Johanes Kepler z pozorování poloh Marsu na hvězdné obloze z konce 16. století (Tycho Brahe)

14 1. Keplerův zákon Dráhy planet jsou elipsy, v jejichž jednom (společném) ohnisku se nachází Slunce. Důsledky: dráha planety leží v rovině, která obsahuje Slunce; poloha oběžné roviny v prostoru (vůči vzdáleným hvězdám) je stálá 2. Keplerův zákon Průvodič planety opíše za stejné doby stejně velké plochy. Důsledky: pohyb planety po elipse je nepravidelný, planeta se pohybuje nejrychleji v perihelu, nejpomaleji v afelu, léto a zima nejsou stejně dlouhé

15 3. Keplerův zákon Poměr druhých mocnin oběžných dob libovolných dvou planet je roven poměru třetích mocnin velkých poloos jejich drah. Nutný předpoklad: hmotnost centrálního tělesa (Slunce) >> hmotnosti planet!!! TT TT22 = aa aa33 22 aa33 TT22 = kkkkkkkkkk. Existuje i přesné vyjádření 3. Keplerova zákona předpoklad o hmotnosti centrálního tělesa už nemusí platit! TT 22 = 44ππ22 aa 33 GG MM + mm v rámci Sluneční soustavy, ale m<<m aa 33 TT 22 = GGMM SSSS. 44ππ 22

16 Kuželosečky Elipsa = množina bodů M, které mají od dvou daných bodů F 1 a F 2 tzv. ohnisek elipsy konstantní součet vzdáleností rovný 2a (a je velká poloosa elipsy) F 1 M + MF 2 = 2a O... střed elipsy, V 1, V 3... hlavní vrcholy, V 2, V 4... vedlejší vrcholy vrcholy elipsy V 1, V 3 = apsidy => spojnice vrcholů přímka apsid Velká osa elipsy = přímka, procházející oběma ohnisky = délka úsečky V 1 V 3 velká poloosa elipsy = polovina V 1 V 3. Vzdálenost OV 1 = OV 3 = a... velká poloosa, OV 2 = OV 4 = b... malá poloosa, OF 1 = OF 2 = e... výstřednost, OF 1 /OV 1 = ε... číselná výstřednost (numerická excentricita) Mezní případ elipsy - kružnice, F 1 = F 2 = O, výstřednost elipsy e = OF 1 = OF 2 = 0

17 Speciální označení některých apsid centrální těleso bod V 1 bod V 3 Slunce perihel afel Země perigeum apogeum hvězda periastron apastron obecně předpona peri předpona ap (apo, apa ), namísto výstřednosti e, definované výše, tzv. číselná výstřednost (numerická excentricita) ε = OF 1 /OV 1.