Конфігурація планет. Синодичний період

Подивившись цей відеоурок, ви дізнаєтеся, що розуміють під конфігураціями планет та які умови видимості планет. Також ми дамо визначення синодичного та сидеричного періодів звернення планети і з'ясуємо, чим вони відрізняються один від одного.

На даний момент ви не можете подивитися чи роздати відеоурок учням

Щоб отримати доступ до цього та інших відеоуроків комплекту, потрібно додати його до особистого кабінету.

Отримайте неймовірні можливості

Конспект уроку "Конфігурація планет. Синодичний період"

Всі ви добре знаєте, що в нашій Сонячній системі, крім Землі, прийнято виділяти ще 7 великих планет: Меркурій, Венеру, Марс, Юпітер, Сатурн, Уран та Нептун.

Всі вони, як і наша планета, обертаються навколо центрального тіла нашої системи Сонця. Усі планети Сонячної системи прийнято розділяти на нижні та верхні.

Нижніми називаються планети, орбіти яких розташовані ближче до Сонця, ніж орбіта Землі (це Меркурій та Венера).

Отже, якщо орбіта планети перебуватиме за орбітою Землі, вона називатиметься верхній (це Марс, Юпітер, Сатурн, Уран та Нептун).

Звичайно ж через різну віддаленість від Сонця, а також різну орбітальну швидкість, умови видимості всіх планет із Землі змінюються по-різному. Тому прийнято виділяти деякі характерні взаємні розташування планет, Землі та Сонця, які називаються конфігураціями.

Зрозуміло, що умови видимості планети у тій чи іншій конфігурації залежить від її розташування стосовно Сонцю, яке освітлює планету, і Землі, з якою ми цю планету спостерігаємо.

У зв'язку з цим, наприклад, для нижніх планет виділяють верхні і нижні з'єднання, а також елонгації.

З'єднанням називається розташування небесних тіл, у якому має місце збіг їх довгот (зазвичай планет чи планети і Сонця), з погляду земного спостерігача.

У нижньому з'єднанні планета знаходиться найближче до Землі. А у верхньому – найбільш віддалена від неї.

При з'єднаннях, зазвичай, планети не видно, оскільки вони ховаються або Сонцем, чи його променях.

Елонгацією називається таке становище планети, у якому для земного спостерігача її кутова відстань від Сонця максимально.

Через те, що орбіти планет є круговими, найбільші елонгації немає постійного значення. Так у Венери вони коливаються в межах від 45 градусів до 48 градусів. А у Меркурія всього від 18 градусів до 28°. Так як Меркурій та Венера не відходять далеко від Сонця, то вночі вони не видно.

При цьому тривалість їх ранкової або вечірньої видимості не перевищує чотирьох годин для Венери і півтори години для Меркурія. Іноді Меркурій і зовсім не видно, тому що його час сходу та заходу посідає світлий час доби.

Також прийнято розрізняти східну та західну елонгацію. У східній елонгації планету можна спостерігати на небі ввечері після заходу Сонця, а в західній - вранці перед сходом Сонця.

Щодо верхніх планет, то для них конфігурація дещо інша. Так, наприклад, якщо планета знаходиться поблизу точки, діаметрально протилежної Сонцю, то така конфігурація називається протистоянням.

Це найбільш сприятливий час для спостереження планети, тому що вона розташована найближче до Землі і повернута до неї своєю освітленою стороною. При цьому її верхня кульмінація часто відбувається близько опівночі.

У верхньому з'єднанні планета найбільш віддалена від Землі і спостерігати її в цей час неможливо, тому що вона губиться в променях нашої зірки.

Зовнішня планета може знаходитися на будь-якій кутовій відстані від Сонця (в межах 0-180 о). Але якщо кут між напрямками із Землі на верхню планету і на Сонці становить 90°, то кажуть, що планета знаходиться в квадратурі.

Як і у випадку з елонгацією, прийнято розрізняти західну і східну квадратури.

У західній квадратурі схід планети відбувається десь опівночі. Відповідно до східної квадратури близько півночі планета заходить.

Звичайно ж, через звернення всіх планет навколо Сонця, їх конфігурації періодично повторюються. А проміжок часу між двома послідовними однойменними конфігураціями планети (наприклад, верхніми сполуками) називається її синодичним періодом. Простіше кажучи, це проміжок часу, після якого планета (або інше тіло Сонячної системи) для спостерігача із Землі повертається в колишнє положення щодо Сонця.

Синодичні періоди планет були розраховані ще в давнину, коли вважалося, що всі тіла звертаються навколо Землі. Однак ми вже знаємо, що Земля не є нерухомим тілом, а разом з рештою планет рухається навколо Сонця. Так от, проміжок часу, протягом якого планета здійснює один повний оберт навколо Сонця по орбіті щодо зірок, називається зоряним або сидеричним періодом обігу планети.

Часто, для простоти, сидеричний період називають роком. Наприклад, Земний рік, Меркуріанський рік, Юпітеріанський рік і таке інше.

Сидеричний період поводження планети навколо Сонця з Землі, що рухається, визначити неможливо, так як до його закінчення Земля встигає зміститися в нову точку простору, і проекція планети на фон нерухомих зірок також виявляється зміщеною. Вийде, що планета може не дійти або перейти ту точку серед зірок, звідки помічено початок її руху. Але між синодичним (тобто видимим) та сидеричним (тобто істинним) періодами планет існує взаємозв'язок. Встановимо її.

Рівняння синодичного руху верхніх планет можна отримати аналогічними міркуваннями. Єдина відмінність полягає в тому, що їх сидеричний період звернення більше сидеричного періоду Землі. Тому для верхніх планет вже Земля, забігаючи вперед, робить один оберт навколо Сонця і наздоганяє планету.

Отримані два рівняння дають середні значення синодичних періодів обігу планет. Не важко побачити, що, знаючи синодичний період планети, можна визначити її зоряний період звернення навколо Сонця.

Наприклад, давайте визначимо зоряний період Меркурія, якщо відомо, що його нижні сполуки повторюються через 116 діб.