แผนการเรียนรู้ เรื่อง ระบบพิกัดเเละทรงกลมท้องฟ้า

ระบบพิกดั และทรงกลมท้องฟา้

ระบบพิกดั ทางดาราศาสตร์ ในการวัดระยะห่างของดวงดาวและวตั ถุต่างๆบนทอ้ งฟ้าน้นั เราไมส่ ามารถวดั ระยะห่างออกมาเปน็ หนว่ ยเมตรหรอื กโิ ลเมตร โดยตรงได้ ดังนัน้ การวดั ระยะทางดาราศาสตรจ์ งึ ออกมาเปน็ “ระยะเชงิ มุม” (Angular Distance) รปู ที่ 1 การวัดระยะเชงิ มมุ

การวดั ระยะเชงิ มมุ อยา่ งงา่ ย ตวั อย่างการวดั มมุ 1° ตวั อย่างการวดั มุม 5° ตัวอยา่ งการวดั มมุ 10° ตัวอยา่ งการวดั มุม 15°

ระบบพิกดั บนทรงกลมท้องฟ้า เป็นระบบพิกดั ซึง่ ใชใ้ นการวดั ตาแหน่งของวตั ถุท้องฟา้ โดยมีจุดและเสน้ สมมตบิ นทรงกลม ฟ้าโดยแบ่งออกเป็น 4 ระบบ ดงั น้ี 1. ระบบพกิ ัดขอบฟ้า (Horizontal System) 2. ระบบพิกัดศูนยส์ ูตรฟา้ (Equatorial System) 3. ระบบสุริยะวิถี (Ecliptic System) 4. ระบบกาแลก็ ตคิ (Galactic System) 4

ตวั แปรและค่าพิกัด 1.ทศิ ทง้ั สี่ ประกอบด้วย ทศิ เหนือ (North) ทิศตะวันออก (Earth) ทศิ ใต้ (South) ทศิ ตะวันตก (West) เม่อื หนั หนา้ เข้าหาทิศเหนอื ด้านหลงั เป็นทิศใต้ ซา้ ยมือเปน็ ทิศตะวนั ตก ขวามือเป็นทศิ ตะวนั ออก 2.จุดเหนอื ศีรษะ (Zenith) เปน็ ตาแหนง่ สูงสดุ ของทรงกลมฟ้า ซ่ึงอยูเ่ หนือผู้สงั เกต

ตัวแปรและค่าพิกดั 3.จุดใตเ้ ทา้ (Nadir) เป็นตาแหนง่ ต่าสุดของทรงกลมฟา้ ซ่ึงอยใู่ ต้เท้าของผู้สงั เกต 4.เส้นขอบฟ้า (Horizon) หมายถึง แนวเส้นขอบท้องฟา้ ซงึ่ มองเหน็ จรดพ้ืนราบหรอื เสน้ วงกลม ใหญ่บนทรงกลมฟ้าที่อยู่ห่างจากจดุ เหนอื ศีรษะ ทามุม 90° กับแกนหลกั ของระบบขอบฟ้า 5.เสน้ เมริเดยี น (Meridian) เป็นเส้นสมมติบนทรงกลมฟา้ ในแนวเหนอื -ใต้ ซงึ่ ลากผา่ นจุดเหนือ ศรี ษะ 6

ตัวแปรและค่าพกิ ัด 6.เสน้ ศนู ยส์ ตู รฟา้ (Celestial Equator) เปน็ เสน้ ทแ่ี บง่ ซกี ฟา้ เหนือ และซีกฟา้ ใตโ้ ดยเส้นศนู ยส์ ูตรฟา้ จะต้ังฉากกับขั้วฟ้าเหนอื กบั ขั้วฟา้ ใต้ และทามุมเอยี งกบั เสน้ สรุ ยิ ะวิถี 23.5° 7.ข้วั ฟ้าเหนอื (North Celestial Pole, NCP) เปน็ จดุ ศนู ยก์ ลางของ การหมนุ ของทรงกลมทอ้ งฟ้าทางดา้ นทศิ เหนอื ซึง่ หา่ งจากดาวเหนอื 1° 8.ขว้ั ฟา้ ใต้ (South Celestial Pole, SCP) เป็นจุดศนู ย์กลางของ การหมุนของทรงกลมทอ้ งฟา้ ทางดา้ นทศิ ใต้ 7

. ระบบพิกัดขอบฟ้า Horizontal System การวัดมมุ ในระบบพกิ ัดขอบฟา้ ประกอบด้วย มุมทิศ (Azimuth) และ มมุ เงย (Altitude) โดยถือเอาตวั ของผสู้ งั เกตเป็นศนู ย์กลางของทรงกลมฟ้า - มมุ ทิศ เปน็ มมุ ในแนวราบ ซ่งึ วดั จากทิศเหนอื (0°) ไปตามเส้นขอบฟา้ ในทิศตามเข็มนาฬกิ า ไปยังทศิ ตะวนั ออก (90°) ทศิ ใต้ (180°) ทิศตะวนั ตก (270°) และกลับมาท่ีทศิ เหนอื (360°) อกี ครง้ั หนึง่ ดังนน้ั มุมทศิ จึงมีคา่ ระหว่าง (0° - 360°) - มมุ เงย เปน็ มมุ ในแนวด่งิ ซง่ึ นบั จากเสน้ ขอบฟ้า (0°) สูงข้ึนไปจนถึงจดุ เหนือศีรษะ (90°) ดงั นัน้ มมุ เงยจงึ มคี ่าระหวา่ ง (0° - 90°)

ระบบพิกัดศูนยส์ ูตรฟา้ (Equatorial System) ประกอบไปดว้ ย 1.Right Ascension (RA) : มุมที่วดั จากจดุ วสันตวษิ ุวตั (Vernal Equinox) ขึ้นไปตามเสน้ เสน้ ศนู ยส์ ูตรโลก (Celestial Equator) บอกเปน็ คา่ ชัว่ โมง 0 h – 24 h (1ชม. = 15องศา) 2.Declination (Dec) : มุมทวี่ ดั จากเสน้ ศูนยส์ ูตรฟ้าตามเสน้ วงกลมด่ิง - วัดขึน้ ไปหาข้วั ฟา้ เหนอื เปน็ บวก (ข้วั ฟ้าเหนอื = +90องศา) - วัดลงไปหาขั้วฟา้ ใตเ้ ปน็ ลบ (ขวั้ ฟ้าใต้= - 90องศา) 3.วสันตวษิ ุวตั (Vernal Equinox) (VE) จุดท่ีเกิดจากการตดั กัน ของเสน้ สุริยะวถิ ี (ecliptic) กบั เสน้ ศูนย์สตู รฟา้ (ระนาบท้ังสองเอยี งทามมุ กันประมาณ 23.5 องศา) 9

ระบบพิกัดศนู ยส์ ูตรฟ้า (Equatorial System) 10

ระบบสุรยิ ะวถิ ี (Ecliptic System) สรุ ิยะวถิ ึ (Ecliptic) หมายถงึ เสน้ ทางการ เคลื่อนทีข่ องดวงอาทิตย์บนทอ้ งฟา้ เกดิ จาก การทโ่ี ลกโคจรรอบดวงอาทติ ยเ์ ปน็ รปู วงรี โดย ทีแ่ กนของโลกเอยี ง 23.5°จากแนวตั้งฉากกบั ระนาบวงโคจร ในฤดูรอ้ นโลกหนั ข้วั เหนอื เขา้ หาดวงอาทิตย์ทาให้ซกี โลกเหนอื กลายเปน็ ฤดู รอ้ น และซกี โลกใตก้ ลายเป็นฤดูหนาว หก เดือนตอ่ มาโลกโคจรไปอยอู่ กี ด้านหนงึ่ ของวง โคจร โลกหนั ข้ัวใตเ้ ขา้ หาดวงอาทิตย์ (แกนของโลกเอยี ง 23.5° คงที่ตลอดป)ี ทาให้ ซีกโลกใตก้ ลายเป็นฤดรู อ้ น และซีกโลกเหนือ กลายเปน็ ฤดหู นาว

การข้นึ ตกของดวงอาทติ ย์ Summer Solstice ดวงอาทิตย์อยูท่ างซีกฟา้ เหนอื สงู ที่สดุ คอื +23° 27’ ดวงอาทิตย์จะขน้ึ ทางทิศ ตะวนั ออกเฉยี งเหนือมากทีส่ ุด และตกทางทศิ ตะวนั ตกเฉยี งเหนือมากทสี ุด ทาใหก้ ลางวันยาวนาน กวา่ กลางคนื และเมือ่ ดวงอาทติ ยอ์ ยู่สงู สดุ บนทอ้ งฟา้ ก็ จะอยู่เลยไปทางซกี ฟ้าเหนือ Winter Solstice ดวงอาทติ ยอ์ ยทู่ างซกี ฟ้าใต้มาก ท่สี ุด คือมี Dec -23° 27’ ดวงอาทิตย์จะขึ้นและตก เฉยี งไปทางใตม้ ากท่สี ุด ทาใหก้ ลางวันสน้ั กว่าเวลา กลางคนื

ระบบกาแล็กติค (Galactic System) เปน็ ระบบพกิ ัดทอ้ งฟ้าซง่ึ มศี นู ยก์ ลางอยทู่ ด่ี วงอาทิตยแ์ ละวางแกนตามแนวศนู ยก์ ลางปรากฏของดาราจักรทางชา้ งเผือก โดยที่ \"เสน้ ศูนยส์ ูตร\" อยู่ท่รี ะนาบของดาราจักร และมีคา่ ละตจิ ูด ลองจจิ ดู ในลักษณะใกลเ้ คยี งกับระบบพิกดั ภูมศิ าสตร์

Thank you