Oul

Видимий рух планет

Геоцентрична система світу Птолемея

У давнину було відомо п'ять схожих на зорі, але більш яскравих світил. Стародавні греки називали їх планетами. Неозброєним оком можна побачити: Меркурій, Венеру, Марс, Юпітер, Сатурн.

Планети завжди розташовується на небі недалеко від екліптики, але, на відміну від Сонця й Місяця, через певні тимчасові інтервали часу змінюють напрямок свого руху. Вони переміщуються між зорями в основному із заходу на схід - прямий рух. Однак кожна планета в певний час сповільнює свій рух, зупиняється і починає рухатися зі сходу на захід - зворотний рух. Потім планета знову зупиняється і відновлює прямий рух. Тому видима траєкторія кожної планети на небосхилі це складна лінія із зигзагами й петлями.Траєкторія до того ж змінюється від циклу до циклу, протягом якого планета повертається приблизно на те саме місце серед зір.

У ІІ ст. н. е. Клавдій Птолимей розробив геоцентричну систему світу, що дала змогу обчислювати положення планет відносно зір набагато років уперед і передбачати настання сонячних і місячних затемнень.

Він побудував теорію руху Сонця, Місяця, планет і припустив, що всі світила рухаються навколо нерухомої Землі, що є центром світу і має кулясту форму.

У міру накопичення спостережень про рухи планет теорія Птолемея дедалі більше ускладнювалась, що незабаром зробило її неправдоподібною.

Геліоцентрична система світу Коперника

У 7 ст. польський вчений Миколай Коперник, відкинувши поняття про нерухомість Землі, поставив її в число звичайних планет. Він указав, що наша планета посідає третє місце від Сонця і обертається навколо своєї осі. Геліоцентрична система Коперника дуже просто пояснювала петлеподібний рух планет. Однаковими цифрами позначено положення планети, Землі й точок траєкторії планети на небосхилі в ті самі моменти часу.

геліоцентрична система світу

Ця система вперше дала змогу розрахувати пропорції Сонячної системи, користуючись радіусом земної орбіти як астрономічною одиницею довжини.

Простота та реальність системи будови світу, яку виклав Коперник в 1543 р., швидко знайшла собі прихильників. Теорія Коперника змусила звільнити науку від застарілих поглядів, що гальмувало її розвиток.

Великий італійський учений Галілео Галілей підтвердив цю теорію своїми відкриттями, зробленими за допомогою телескопа. Йоганн Кеплер розвинув теорію, відкрив закони руху планет і довів на основі фактів, що планети рухаються по еліпсах і нерівномірно. Ісаак Ньютон відкрив закон всесвітнього тяжіння, що дав змогу виразити теорію руху планет у формулах і відмовитися назавжди від громіздких геометричних побудов.

Конфігурації планет

Під конфігураціями планет розуміють характерні розміщення планет, Сонця і Землі. Конфігурації різняться для нижніх планет, які знаходяться ближче до Сонця від землі, і верхніх планет. Для нижніх планет виділяють сполучення та елонгації. У нижньому сполученні планета найближче до Землі у верхньому найдальше. Кут між напрямками із землі на Сонце й на нижню планету залишається гострим. Через еліптичність орбіт планет найбільші елонгації не мають сталого значення. У Меркурія вони в межах від 18 до 28°, а у Венери від 45 до 48°. Обидві планети дуже близько біля Сонця і тому вночі їх не видно.

Розрізняють східну й західну елонгації. У східній планету видно у вечері після заходу Сонця, а в західній зранку перед його сходом.

Для верхніх планет, якщо Земля перебуває між планетою й Сонцем, то таку конфігурацію називають протистоянням. Ця конфігурація найбільш сприятлива для спостережень планети. Якщо кут між напрямками із Землі на верхню планету і на Сонце становить 90°, то планета перебуває у квадратурі. Розрізняють східну й західну квадратури. У західній планета сходить біля опівночі, а в східній біля опівночі заходить.

Сидеричні та синодичні періоди обертання планет.

Інтервал часу, протягом якого планета робить повний оберт навколо Сонця по орбіті щодо зір, називають зоряним (сидеричним ) періодом обертання планети.

Однойменні конфігурації планет наступають у різних точках їхніх орбіт.

Інтервал часу між двома послідовними однойменними конфігураціями називають синодичним періодом обертання планет.

Синодичний період – це період між двома послідовними протистояннями.

Теорія Коперника дає змогу встановити взаємозв’язок синодичного й сидеричного періодів.

Т – сидеричний період обертання планети, а Т0 – сидеричний період обертання Землі, S – синодичний період обертання планети. Середнє значення дуги, що проходить планета за добу, називають середнім рухом n, що дорівнює n = 360° / T, а середній рух Землі n0 = 360° / T0. У нижніх планет Т < Т0 і n > n0.

Однойменні протистояння таких планет настають через синодичний період обертання S, за який Земля проходить дугу L0 = n0S = 360° / T0 *S, а планета, забігаючи вперед, робить один оберт навколо Сонця й доганяє Землю, проходить шлях L = 360° + L0, дорівнює : L = nS = = 360° / T0 *S.

Віднімаючи перше рівняння від другого, одержимо рівняння синодичного руху для нижніх планет : 1/S = 1/T – 1/T0. І для верхніх 1/S = 1/T0 – 1/T , тому що Т > Т0 і n < n0.