Как сделать модель небесной сферы

Добавил пользователь Cypher
Обновлено: 04.10.2024

Один малоизвестный шедевр искусства Возрождения находится во Флоренции, в музее Галилея. Это армиллярная сфера , сделанная в 1588 — 1593 гг. Антонио Сантуччи, придворным астрономом великих герцогов Тосканских.

Первоначально она находилась в математическом кабинете великого герцога Фердинанда I. Сфера огромна: 3,7 м в высоту 2 м в диаметре. Состоит из ошеломляющего множества деталей, украшена резьбой, позолотой и неплохой живописью. В центре её находится земной глобус, на редкость точный для той эпохи. Все остальные армиллярные сферы по сравнению с ней — карлики, за исключением разве что сферы Эскориала, которую тоже сделал Сантуччи, но и она уступает флорентийской по размеру, да и отделана не так богато.

Армиллярные сферы — это астрономические инструменты, но сфера Медичи вряд ли предназначалась для наблюдений за небом. Это игрушка образованного принца-клирика (Фердинанд I, младший из братьев, поначалу был кардиналом и некоторое время оставался им, даже когда взошёл на престол). Его армиллярная сфера, увенчанная крестом, создана скорее как манифестация сложности и красоты Божественного мира.

Армиллярная сфера — один из основных инструментов, которыми пользовались астрономы до изобретения телескопа. Её обручи соответствуют кругам, которые описывают на небе основные светила. Вращая обручи, можно моделировать положение звёзд на небе в конкретный день года, причём можно вычислить конфигурацию светил, наблюдаемых с разных точек земного шара. Соответственно, армиллярная сфера может использоваться как астролябия — расположив на ней светила в том порядке, какой мы видим на небе, мы сумеем, приблизительно, вычислить координаты точки, в которой находимся.

Армиллярная сфера — также модель космоса, каким он виделся астрономам до Коперника, то есть с Землёй в центре и небесными телами, вращающимися вокруг неё по круглыми орбитам. Она демонстрирует главное — то, что светила равномерно движутся вокруг Земли одними и теми же путями в неподвижной сетке небесных координат.

Космос, в представлении европейских учёных XVI в., кругл, твёрд, имеет чёткие границы в пространстве, и в нём происходит постоянное движение, упорядоченное и сложное. Сила гравитации распределяется по нему равномерно, нигде не усиливаясь и не слабея, и отовсюду стремится к центру. Там, в центре, находится неподвижная Земля. Вокруг неё вращаются светила, которые не падают на Землю, потому что прикреплены к твёрдым прозрачным сферам. Сферы вложены одна в другую, и у них общий центр — Земля. Космос, таким образом, своим устройством напоминает луковицу. О количестве небесных сфер астрономы спорили, но считалось доказанным, что их как минимум восемь: на семи из них находятся Луна, Солнце и пять планет, известных в то время: а на восьмой, внешней — звёзды. Небесные тела прикреплены к своим местам намертво, и их кажущееся движение по небу — на самом деле обусловлено вращением целой сферы, заслоняющей весь небосвод. Сферы эти вращаются с разной скоростью, и, по мнению античных учёных, звучат.

Звуки, которые они издают при движении, гармонически сочетаются друг с другом. Это мнение сохраняло силу и в Средние века, и в эпоху Возрождения, когда труды античных астрономов были вновь прочитаны и переизданы.

Космос считался не просто механизмом, а музыкальным инструментом. Мысль, которую часто повторяли учёные античности и Средних веков говорила о том, что человек представляет собой микрокосм, устроенный подобно большому космосу — эти сочинения наполнили новым и своеобразным смыслом.

Мир оказался пронизан плотной сетью магических соответствий и связей, благодаря которым, архитектура мира была многократно отзеркалена в структуре человеческого тела и души.

Не следует думать, что магические науки в ту пору были тайным знанием избранных. К ним обращались часто, и в особенности к той науке, что отвечала за связь космической архитектуры с судьбой конкретного человека — астрологии. Редкие счастливцы владели искусством составления гороскопов, но азы астрологии были известны многим.

Гелиоцентрическая модель отменяла Птолемееву систему. Но уже давно этот великолепный образ мира - машины, мира - музыкального инструмента незаметно подтачивало сомнение. Поэтому - то армиллярные сферы Сантуччи так детальны, так роскошны. Потрясая зрителя обилием своих осей, ободов, делений и знаков, они как бы говорят: разве может такая сложная, такая безупречная математика быть выдумкой? И есть большая уверенность – Мир существует как единое целое благодаря всеохватывающим колебаниям всего и вся.

Положение тела на небе можно определять по одной из систем координат. Самые важные из них - горизонтальная, или альт-азимутальная (положение объекта относительно горизонта наблюдателя), экваториальная (положение объекта относительно небесного экватора и точки весеннего равноденствия, т.е. точки пересечения небесного экватора и эклиптики) и эклиптическая (положение объекта относительно эклиптики и Солнца, или точки весеннего равноденствия).

Считают, что первый прибор для демонстрации устройства небесной сферы создал греческий астроном Эратосфен Киренский (276-194 гг. до н. э.), а армиллярную сферу разработал Архимед Сиракузский (287-212 гг. до н. э.). Демонстрационные сферы служили наглядным пособием для изучения устройства небесной сферы. Обычно они имели более красочное оформление и дополнительные кольца, параллельные тропикам, а также Северным и Южным полярным кругам Земли. Часто в центре располагалась небольшая модель нашей планеты. Сферы приводились в движение с помощью часового механизма или гидравлики. С упадком Римской империи демонстрационные сферы исчезли из виду на несколько столетий, чтобы появиться в Европе уже в X веке.

Что можно продемонстрировать при помощи армиллярной сферы?

— Движение небесной сферы в любой точке Земли.

— Места восхода и захода зодиакальных созвездий и их суточное движение.

— Восход, заход и суточное движение Солнца и Луны и его изменение в течение года, а также особенности этого движения на различных широтах.

— Перемещения Солнца, Луны и планет по зодиаку.

— Движение узлов лунной орбиты и объяснение периодичности затмений.

— Экваториальную, эклиптическую и горизонтальную системы координат.

Как устроена армиллярная сфера?

Армиллярная сфера ориентирована на геоцентрическую позицию наблюдения ( земного наблюдателя ). Надо только представить себя находящимся в самом центре. Тогда горизонтально лежащее кольцо с нанесёнными на нем точками С, В, Ю, З ( север, восток, юг, запад) представляет плоскость горизонта . Вертикальное кольцо, пересекающее плоскость горизонта в точках юга и севера, — меридиан . На нем имеются две особые точки — Северный и Южный полюсы мира , — сквозь них проходит ось мира — ось вращения небесной сферы .

Даже если вы не собираетесь сделать армилярную сферу своими руками, прочитайте, как это можно сделать, чтобы понять – как оная устроена.

Как сделать армиллярную сферу

Если вы хотите сделать армиллярную сферу, то для этого вам в первую очередь нужна хорошего качества фанера. Размер модели можно изменить по желанию, в соответствующем масштабе пересчитав все цифры. Сферу, уменьшенную более чем в 2 раза, лучше делать не из фанеры, а вырезать ножницами из толстого картона. Но при этом надо сделать ширину пазов в толщину материала. Для изготовления армиллярной сферы размером 52х520 х560 мм вам понадобятся: лист фанеры толщиной 6 – 10 мм и размером 160 х160 см, весьма желателен электролобзик, метровая линейка (советую металлическую, так как деревянные часто бывают неровными), карандаш, дрель, тонкий (1 – 3 мм) гвоздь и метров пять проволоки диаметром 0,3 – 0,7 мм.

Самая сложная часть работы — это разметка. Здесь очень важно не ошибиться. Нужно размечать остро отточенным карандашом, учитывая толщину пропила. Всю разметку выполняйте в карандаше! Причём стоит только слегка намечать все линии, так как с фанеры трудно стирать. Так как модель составлена из колец разного диаметра, вы можете сэкономить фанеру, используя всего четыре заготовки. На первой заготовке — одна из опор; на второй — вторая опора и кольцо эклиптики; на третьей — кольцо небесного меридиана и одно из двух колец небесной сферы; на четвертой — кольцо горизонта, кольцо небесного экватора, второе кольцо небесной сферы и кольцо лунной орбиты.

1. Разметка заготовок.

Нужно идеально ровно разметить ваш лист фанеры на чет ыре квадрата — размер основания сферы (опоры) плюс две толщины пропила (для стандартного лобзика —1 мм). Геометрически найти середины этих квадратов (провести диагонали). Далее выпилить их, помня о толщине пропила. Теперь работать стало намного удобнее, и можно приступить к основной разметке. Самая большая сложность здесь в вычерчивании окружностей — для этого нам и понадобится гвоздь с проволокой. Большинство наших окружностей концентрично, это упрощает ситуацию - мы сверлим в центре двух листов отверстия в диаметр гвоздя, вставляем туда гвоздь, надеваем на него петлю из проволоки — и у нас готов циркуль для построения окружностей большого радиуса. Далее проводим окружности, устанавливая нужный радиус закручиванием проволоки.

2. Небесный меридиан .

А у меня нет большого транспортира! И что? От средней школы в головушке кое-что осталось. Длина окружности = 2pr. Радиус 314 мм. Полная окружность – 360 градусов. Сколько в мм. Градусов? Разметку нанесите с обеих сторон кольца. Однако обратную сторону удобно сделать, после того как кольцо будет выпилено, простым переносом..делений с передней на заднюю сторону.

3. Небесный экватор .

Внешний радиус — 290 мм, внутренний — 262 мм. На него, также при помощи транспортира, нанесите часовую разметку (24 деления) по часовой стрелке.

Это кольцо также после выпиливания разметите с обеих сторон. Надо только следить за тем, чтобы на кольце небесного экватора с лицевой стороны деления шли по часовой стрелке, а с другой — против.

4. Небесная сфера .

Внешний радиус — 244 мм, внутренний — 214 мм. Оба кольца небесной сферы разметьте одинаково (от точки 0° вверх и вниз: ± 23,5° и ± 66,5°). Единственное отличие — это расположение выступов для крепления эклиптики.

Эту разметку также нужно повторить и на обороте.

Внешний радиус — 380 мм, внутренний — 304 мм. Кольцо горизонта разделите всего на 8 частей, в соответствии со сторонами горизонта. Оно не требует разметки на обороте.

6. Эклиптика: знаки зодиака.

Внешний радиус — 210 мм, внутренний — 182 мм. Самое сложное дело — это разметка кольца эклиптики. Сперва разделите его точками на 12 равных частей (по 30°) — это будут границы знаков зодиака.

Затем, выбрав любую точку за начало отсчёта, пометьте её знаком точки весеннего равноденствия (g). Противоположную ей точку — знаком точки осеннего равноденствия (j). Две другие точки, отстоящие от первых, представляют собой точки летнего (на четверть круга против часовой стрелки от точки g) и зимнего солнцестояния (четверть круга по часовой стрелке от точки g). Именно в этих точках делаются затем углубления с внешней стороны для крепления эклиптики внутри колец небесной сферы.

7. Эклиптика: зодиакальные созвездия.

Затем прочертите границы зодиакальных созвездий. Для этого от точки g против часовой стрелки нанесите деления в соответствии с таблицей .

Затем от начала месяца нанесите ещё несколько делений по 5° (5 дней) каждое. При этом, желательно немного смещать (на 1°) последнее деление от конца месяца в направлении по часовой стрелке (если в месяце 31 день) и против — в феврале.

Однако возможно и приемлемое для модели упрощение, состоящее в том, что весь круг дат делится на 12 равных частей — месяцев. При этом нужно просто правильно указать начало одного из месяцев. Для этого достаточно отметить начало апреля — это 11° против часовой стрелки от точки весеннего равноденствия.

Всю разметку эклиптики перенесите после выпиливания и на обратную сторону, где даты и созвездия будут следовать друг за другом в обратном порядке (по часовой стрелке).

9. Орбита Луны

Внешний радиус — 180 мм, внутренний — 150 мм. На орбите Луны отметьте положение вырезов для её крепления внутри эклиптики. Рядом с двумя противоположными вырезами можете наметить восходящий („) и нисходящий (a) узлы лунной орбиты.

Выпиливание колец и опор

Размечать удобнее все полностью, даже то, что не придётся выпиливать, иначе потом это делать будет очень трудно.

Когда все размечено, и вы убедились, что нет ошибок и все пазы имеют ширину точно в размер толщины вашей фанеры, можно приступать к выпиливанию.

Пилить советую на максимальной скорости, но без раскачки (если таковая имеется на вашем лобзике), пильное полотно выбирайте с наиболее мелким зубцом, есть специальные тонкие режущие инструменты для фигурного выпиливания, или же можно выбрать инструмент для пилки по железу. Ведите лобзик не очень быстро и не забывайте про полукруглые выступы на деталях. Выпиливать лучше всего электро лобзиком. Если его нет, то годится и обыкновенный лобзик. Чтобы не перепиливать круги, сперва высверлите отверстия под пилку лобзика так, чтобы они касались своим краем линии выпила.

Когда все будет выпилено, снимите у всех деталей фаску (пройдитесь напильником по краям спила), а потом уберите неровности полукруглым напильником или аккуратно зачистите края шкуркой, обёрнутой вокруг круглого деревянного бруска, следя за тем, чтобы не откалывался верхний слой фанеры. Затем перенесите разметку эклиптики, экватора, меридиана и колец небесной сферы и на обратную сторону.

В точках С и Ю небесного меридиана и обоих колец небесной сферы высверлите сквозные отверстия параллельно слоям фанеры для того, чтобы вставить оси, вокруг которых будет вращаться небесная сфера. Диаметр отверстий должен быть не более 1,5 – 2 мм.

Сборка армиллярной сферы

2. Далее крест-накрест вставьте друг в друга кольца небесной сферы (совмещаются точки С и С , Ю и Ю обеих сфер). При этом внутреннее кольцо вы должны будете слегка сжать, чтобы оно могло войти внутрь. Это надо делать аккуратно, чтобы кольцо не треснуло.

При этом проследите за тем, чтобы кольцо эклиптики было обращено правильной стороной к точке С небесной сферы (Северному полюсу мира): при взгляде с него зодиакальные созвездия и даты должны располагаться на эклиптике против часовой стрелки.

Завершающим аккордом является сборка основания (тоже крестом) так, чтобы стороны горизонта правильно располагались друг относительно друга (восток направо от севера, если смотреть сверху). (Ширина опор основания — 760 мм, радиус окружности — 314 мм.) Закрепите на нем горизонт, совмещая его точки Ю , С , З , В с соответствующими точками на основании.

1. Сперва следует установить на армиллярной сфере широту своего города. Для этого надо повернуть меридианное кольцо так, чтобы высота Северного полюса над точкой севера горизонта равнялась географической широте вашего города. При этом на меридианном кольце нанесены градусы, но они показывают не широту места, а склонение небесного светила — одну из экваториальных координат. Тогда следует действовать так. Например, широта Москвы — около 56°. Следовательно, угол наклона экватора над горизонтом составит: 90° – 56° = 34°.

Мы устанавливаем меридианный круг так, чтобы экватор поднимался над точкой юга горизонта на 34°, тогда Северный полюс мира будет возвышаться над точкой севера ровно на 56°.

2. Теперь, если вращать небесную сферу вместе с закреплённой на ней эклиптикой с востока через юг на запад (по часовой стрелке, если смотреть со стороны Северного полюса мира), можно наблюдать, как на восточной стороне горизонта одно за другим восходят зодиакальные созвездия: Овен, Телец, Близнецы, Рак, Лев, Дева, Весы, Скорпион, Стрелец, Козерог, Водолей, Рыбы. В том же порядке они заходят на западной стороне горизонта. При этом можно отметить, что точно на востоке восходят всего два созвездия — Дева и Рыбы, они все время движутся в плоскости небесного экватора. Одна часть зодиакальных созвездий — а в особенности зимние созвездия: Скорпион, Стрелец, Козерог — восходит примерно на юго-востоке, проходит совсем низко над горизонтом (немногим более 11°) и заходит на юго-западе.

Другая группа созвездий, наоборот, описывает высокую дугу над горизонтом, к ним относятся прежде всего летние созвездия — Телец, Близнецы, Рак.

Как продемонстрировать движение Солнца и Луны в течение суток?

Положение Солнца среди звёзд указано на круге эклиптики. Стоит закрепить указатель Солнца в этом месте и затем начать вращать в нужную сторону небесную сферу, как мы увидим его перемещение относительно горизонта. Кроме того, нанесённые на экваториальный круг часовые деления покажут истинное солнечное время тогда, когда Солнце находится вблизи данного часового деления.

Это даёт нам приблизительное время суток , в которое будет наблюдаться данное расположение Солнца и зодиакальных созвездий относительно горизонта в этот день года.

Луна будет размещаться на своей орбите относительно Солнца следующим образом:

первая четверть — на 90° влево от Солнца;

полнолуние — точно напротив (180°) Солнца;

последняя четверть — на 90° справа от Солнца;

новолуние — рядом (0°) с Солнцем.

В последнем случае Луна будет находиться между Солнцем и наблюдателем (он находится в центре сферы). В такие дни возможно солнечное затмение, но при условии, что Луна не будет находиться выше или ниже Солнца — ведь их орбиты не совпадают. Наклон лунной орбиты к эклиптике — 5°. Угловые размеры Луны и Солнца — 0,5°. Поэтому Луна сможет закрыть собой Солнце только тогда, когда она находиться в новолуние вблизи узла лунной орбиты.

--> FISHKINET

12 апреля, в день Космонавтики, во всех школах и детских садах проводятся выставки поделок, где дети демонстрируют свои способности и понимание российской культуры. Сегодня мы познакомимся с серией увлекательных способов создания поделки в виде планеты, научимся привлекать свою фантазию и творчество.

Какие материалы мы приготовим для работы

Итак, для начала работы нам понадобится:

Как всегда, подготовленное рабочее место.
Несколько круглых шаров различных размеров.
Кисти и краски.
Иллюстрированная бумага и старые газеты.
Клей.
Мука и вода для создания клейстера.
Основы для аппликаций (картон, листы тонкой фанеры, пенопластовые основы).
Нитки и проволока для изготовления подвески наших изделий.

Создаем Луну по технологии папье-маше

Исконно французская методика создания великолепных копий предметов, которая быстро нашла своё место в системе российского рукоделия и образования.

Надувной шарик.
Старые газеты.
Готовый клейстер или мука и вода для его создания.
Листы цветной бумаги серого цвета.
Кисти и краски.

Пошаговая инструкция для работы:

Готовим клейстер: смешиваем муку и воду.
Рвём газеты на маленькие кусочки: нам понадобится много материала.
Опускаем каждый кусочек газеты в клейстер, и далее послойно обклеиваем шарик-основу.
Оставляем наше изделие на просушку. Естественная сушка займет больше времени, поэтому можно использовать духовой шкаф (применяйте низкие температуры).
Красим нашу Луну в серый цвет. Не стремитесь сделать поверхность планеты ровной, неровности и шероховатости создадут хороший визуальный эффект.
Тонкой иголкой прокалываем внутреннюю основу, и через сделанное отверстие извлекаем остатки шарика.
Осталось расположить кратеры. Разрежем серую цветную бумагу на небольшие квадраты. Теперь сворачиваем каждый квадрат, формируя воронку. Острия воронки промазываем клеем и аккуратно приклеиваем их к поверхности Луны.
Ещё раз отправляем поделку на просушку.
Если хотите изготовить подвесную модель, сделайте из проволоки небольшую петлю и введите её в верхней части планеты. Через петлю можно протянуть нитку и подвесить поделку.

Земля и Сатурн в технологии папье-маше

Как вы догадались, Луна – не единственная модель, которую можно изготовить с помощью папье-маше. Материалы для работы те же, что и в первом случае. Посмотрим, что же изменилось в пошаговой схеме:

Готовим две основы из шариков, покрытых кусочками газеты. Отправляем на просушку.
Прокалываем шарики и извлекаем остатки резины.
Модель Сатурна покрываем желтой краской, местами делаем мазки оранжевым цветом (так наша планета смотрится намного реалистичнее).
Готовим пояс астероидов: обмеряем сантиметровой лентой окружность поделки. По центру картонного листа при помощи циркуля рисуем круг нужного диаметра. Второй круг формируем на 5 см дальше.
Вырезаем наш пояс астероидов и одеваем на поделку.
Для второй планеты нам понадобится глобус или его развернутая модель (скачайте из интернета). Далее действуйте так, как позволяет вам ваша фантазия и художественные способности.

Поделки Земля и Сатурн готовы. Вы можете подвесить их дома, у кровати своего малыша, а можете, с одинаковым успехом, представить модели на школьной выставке.

Этот метод идеально подходит тем, кто планирует создавать поделки с малышом для детского сада. Сам процесс лепки развивает мелкую моторику пальцев, а фантазия расширяет внутренний мир ребенка.

Для работы нам понадобится:

Пластилин.
Доска для работы с материалом.
Основа для аппликации (использовать можно любую основу, но лучше всего взять обычную пластиковую тарелку).
Краски и кисточка.

Пошаговая схема-инструкция для работы:

Солнечная система в технике валяния

Валяние шерсти – это новый для мастеров, но уже набирающий популярность, способ создания оригинальных поделок.

Для работы нам понадобится:

Шерсть.
Пенопласт.
Иглы для валяния.
Старые капроновые колготки.
Жидкое мыло и вода.
Бумажные полотенца.
Проволоку и плоскогубцы.

Сегодня мы с вами создаем Марс. Пошаговая инструкция для мастера:

Из пенопласта вырезаем небольшой шарик.
Приготовьте шерсть красного цвета, добавьте вкрапления материала белого цвета.
Красными нитями оборачиваем наш шарик-основу. Теперь нужно намочить заготовку горячей водой.
На заготовку капнем 3-5 мл жидкого мыла, и начнем добавлять шерсть к будущей планете.
Следом аккуратно покатаем шарик между ладоней.
Теперь опускаем заготовку в холодную воду.
При необходимости повторяем процедуры несколько раз (ориентируемся на рыхлость материала).
Убираем лишнюю влагу при помощи полотенца.
Наш Марс готов!

Планеты-подушки, как детали интерьера

В том случае, когда вы хотите сделать поделку не для школьной выставки, а просто для себя, стоит вооружиться нитками с иголками. Мягкие и удобные подушки украсят ваш диван, а также послужат уютной деталью интерьера в вашем доме.

Для работы нам понадобится:

Шаблоны планет.
Любая ткань, с которой вы предпочитаете работать.
Нитки с иголками.
Ткань-наполнитель.

В магазинах тканей сегодня можно встретить широкий ассортимент красочных полотен: от темно-синих однотонных до насыщенных звездами просторов. Выбирайте ту ткань, которая вам по душе.

Мы посмотрели только малую часть способов создания самодельных планетарных систем. В чем е преимущества этих методик? Создание красочных моделей поможет вашему ребенку проявить любознательность и мышление в процессе работы. Выбирайте удобный для вас способ и приступайте к изготовлению новых планет!

Как сделать из пряжи?

Приготовьте толстые шерстяные нитки разных цветов:

для изготовления Меркурия – серые и коричневые;
для Венеры – жёлтые и белые;
для Земли – светло-голубые и зелёные;
для Марса – красные и оранжевые;
для Юпитера – оранжевые и белые;
для Сатурна – светло-жёлтые;
для Урана – светло-голубые;
для Нептуна – синие;
для Плутона – коричневые;
для Солнца – ярко-жёлтые или оранжевые.

Помимо ниток, вам потребуются:

лист ватмана;
краски (гуашь, акварель, акрил – не принципиально) чёрного, синего и белого цветов;
надувные шарики;
плёнка пищевая;
масло подсолнечное;
клей ПВА (желательно предназначенный для мебели);
вода;
крахмал;
ножницы.

надуйте шарики, следя, чтобы они получились разных размеров – точно, как наши небесные тела;
обмотайте каждый из них пищевой плёнкой;
2 ст. л. крахмала перемешайте с 30 мл воды, после чего влейте смесь в ПВА;
в полученную клейкую субстанцию опустите пряжу и оставьте там на полчаса, чтобы она хорошенько пропиталась;
смажьте маслом каждый шар, обмотанный плёнкой;
теперь начинайте обматывать шарики нитками соответствующего цвета – сначала сделайте круг, потом зафиксируйте нить, завязав узел, и далее продолжайте обмотку в хаотичном порядке;
готовые инсталляции развесьте на свежем воздухе, к примеру, на балконе или веранде, оставив их сушиться на 7-8 часов;
по достижении полного высыхания снимите шары, найдите в каждом из них завязанный узлом кончик, аккуратно распустите узелок, чтобы воздух вышел;
вытащите наружу сдутый шарик вместе с плёнкой.

Изготовление подвижной модели

Инструменты и материалы:

пенопластовые шары следующего диаметра – 127, 102, 76, 64, 51, 38 (2 шт.), 32 (2 шт.) мм;
лист пенопласта 127х127 мм с толщиной 13 мм (пригодится для создания колец Сатурна);
краски разных цветов (можете руководствоваться истинными расцветками планет, а можете сделать их поярче, как на картинке – на ваше усмотрение);
клей;
палка или ветка дерева длиной около 80 см – на неё мы будем крепить наши небесные тела;
прозрачная леска;
чашка;
маркер;
ложка чайная;
банка стеклянная;
ножницы;
канцелярский нож;
кисть;
вода;
шпажки, апельсиновые палочки.

Алгоритм работы пошагово:

Другие идеи

Малышей дошкольного возраста можно порадовать, создав космическую модель из пластилина.

Вам потребуется пластилиновая масса следующих оттенков:

оранжевая – для Солнца;
коричневая и оранжевая – для Меркурия;
аналогичная гамма понадобится и для Венеры, но оранжевый цвет будет превалировать;
зелёная и голубая – для Земли;
чёрная и красная – для Марса;
коричневая (светлая и тёмная) – для Юпитера;
бежевая – для Сатурна;
серая и синяя – для Урана;
синяя – для Нептуна;
серая – для Плутона.

Помимо пластилина, приготовьте следующие материалы:

зубочистки;
стек;
доску из пластика, клеёнку, силиконовый коврик.

Этапы работ:

Создание макета из ткани

Для того чтобы получить развивающую игрушку для малыша, можно своими руками сшить модель Солнечной системы из лоскутков ткани.

Вам потребуются:

обруч для художественной гимнастики;
отрез ткани чёрного цвета;
разнообразные лоскутки;
шнурок либо тонкая тесёмка серебристого оттенка;
набивка (например, холлофайбер, синтепон);
ножницы;
принадлежности для шитья;
липучка для одежды.

Алгоритм действий.

Дополнительно вы можете украсить вашу карту неба серебристыми звёздочками, кометой или даже летающей тарелкой, всё так же сшитыми из кусочков ткани.

Можно сразу понять назначение древнейшего астрономического приспособления, если обратить внимание на его современных потомков:

подвижную карту звездного неба, знакомую каждому со школы,
приспособления для преобразования прямого восхождения, склонения звезд,
инструменты, способные измерять величину вертикальных углов.

Астролябия и ее назначение

Издревле людям стали требоваться устройства, помогающие ориентироваться в пространстве. Они были необходимы мореплавателям, путешественникам, священнослужителям, торговцам, чтобы возвращаться домой из дальних странствий, астрономам для изучения небесных светил, координат объектов.

Древние астрономы назвали астролябией прибор для измерения широты и долготы точки нахождения объектов, небесных светил. Он давал возможность определить высоту расположения звезд, Солнца над поверхностью планеты Земля, а также, благодаря полученным данным, рассчитать местоположение. В путешествиях такое изделие служило единственным ориентиром для определения координат, времени суток. Говоря кратко, астролябия стала одним из старейших средств измерения, придуманных людьми еще в античные времена.

В разные века она использовалась как:

часы,
дальномер,
навигатор,
счётная машина,
справочник координат,
атлас тригонометрических функций.

Видео обзор астролябии

Ей посвящались трактаты на разных языках мира, слагались стихи, рисовались картины. Такой астрономический инструмент был ценным подарком для царей, королей, султанов, аристократов.

История происхождения

Удивительно, что началом конструирования приспособления были времена геоцентрического видения картины, когда считалось, что все небесные объекты вращаются вокруг Земли. Но это не помешало ученым сконструировать для измерений модель такого точного прибора.

Родом из античности

Развитие астрономии вместе с другими науками тесно связано с историей Древней Греции. Считается, что почти за два века до начала нашей эры здесь пользовались прообразом изделия, созданного Гиппархом. Во втором веке схожий угломерный инструмент описан Клавдием Птолемеем. Им же изготовлено устройство, способное определять местонахождение звезд на небе.

Кто придумал

Обычно астролябии изготавливали из дерева, сплава меди с цинком. Неизвестно, кем изобретена астролябия из металла. Достоверно лишь то, что первый такой прибор существовал уже в IV веке. Сделан он, вероятнее всего, последним управителем знаменитой Александрийской библиотеки Теоном Александрийским.

Усовершенствование

Арабы быстро оценили все достоинства конструкции, расширили область применения астролябии. Ее стали использовать для математических вычислений, предсказаний астрологов. Западноевропейцы стали пользоваться прибором с XII века. Но пик его популярности пришелся на эпоху Возрождения, когда астрономические знания считались базой образования, а умение пользоваться астрономическим инструментом – престижным.

Художественное оформление превратило прибор в предмет коллекционирования при королевских дворах. Модели украшались инкрустацией из драгоценных камней, декорировались золотом и серебром. Указатели изготавливались как листья, причудливые завитки.

Стереографическая проекция – разворот сферы на плоскости

В основу работы астрономического устройства положена стереографическая проекция. Любой круглый объект небесной сферы при планисферном проецировании остается круглым на плоскости, причем величина углов сохраняется. Этот принцип изображения сферы на плоской поверхности – изобретение древнегреческого математика Аполлония Пергского.

Как устроена астролябия

С помощью прибора фиксируется разница показаний между горизонтом и направлением на небесный объект. С учетом местного времени, специальных таблиц определяется широта расположения точки. Древние изделия подвешивали вертикально с помощью кольца. Через алидаду, снабженную диоптрами, велось наблюдение за звездами, чья высота отсчитывалась по шкале. Позже прибор превратился стал геодезическим приспособлением для измерения величины углов горизонтальной плоскости, съемки планов местности.

Из каких деталей состоит

Астролябия Теона Александрийского, как все последующие модели, включала:

На что похожа Астолябия

Где применялась

Функции прибора настолько разнообразны, что его вполне можно считать компьютером звездочетов. Еще в Х столетии ас-Суфи в трактате 386 глав описал почти 1000 вариантов области применения астролябии.

Возможно, арабский ученый несколько преувеличил возможности изделий, но с их помощью:

велся пересчет координат,
через визир определялся вектор направления,
уточнялось время,
строились гороскопы,
измерялись глубины или высоты земных предметов,
вычислялись тригонометрические функции.

Другие виды астролябий

Конструкции астрономических изделий изготавливались соответственно целям измерений.

сферическими,
челночнообразными,
наблюдательными,
линейными,
морскими.

Мастера изготавливали также универсальные конструкции.

Как пользоваться

В формулировке определения, что такое астролябия, нет описания, как правильно проводятся измерения, потому что процесс не требует специальной сноровки.

Где можно увидеть и приобрести старинный инструмент

Увидеть уникальные изделия можно в музеях, частных коллекциях, обсерваториях. История каждого из них удивительна. Сохранилась деревянная модель, изготовленная незадолго до свержения сефевидского правителя Солтана Хусейна I. Эрмитаж хранит такие уникальные устройства, как трофейная астролябия, привезенная после русско-турецкой войны XVIII — XIX века. Надписи на ней сделаны персидской и арабской вязью, числовые значения написаны не цифрами, а прописью.

Такой же инструмент — экспонат Лондонского музея, а модель XVI века — собственность Германии. Ее автор Иоганн Преториус украсил изделие гравюрами, деталями завораживающей красоты. Сегодня разные модели можно купить онлайн, через лавки сувениров, музеи, у ремесленников, на виртуальных аукционах.

Как сделать астролябию своими руками

Самостоятельно точное средство измерений сделать нелегко, потому что необходимы математические знания, навыки черчения и расчетов. Ведь достоверность результата зависит от точности заданных параметров.

Простейшую модель астролябии своими руками можно сделать из картона. Для изготовления надо запастись:

уметь: владеть моделью небесной сферы, определять на ней видимое положение светил, изображать на чертеже точку с известными горизонтальными и экваториальными координатами, строить проекции небесной сферы для мест земной поверхности

точки, горизонтальная и экваториальная система координат, теорему о высоте полюса мира, условия видимости светил на различных географических широтах

Обеспеченность занятия

- методические указания по выполнению практического занятия

- тетрадь для практических работ, циркуль, линейка, цветные карандаши, транспортир.

Порядок проведения занятия:

для выполнения практической работы учебная группа распределяется по одному варианту

У древних народов звёздное небо ассоциировалось с куполом или со сферой. При взгляде на небо создаётся впечатление, что Солнце, звёзды, Луна и другие небесные тела расположены на внутренней поверхности гигантской небесной сферы, вращающейся в направлении с востока на запад. Поэтому для описания положений небесных тел на небе было введено понятие небесной сферы.

Небесной сферой называется воображаемая сфера произвольного радиуса с центром в точке наблюдения (точка О), на которую проецируются небесные объекты. Графическая модель небесной сферы для наблюдателя, находящегося в северном полушарии Земли, рисунок1

Для определения основных элементов небесной сферы в астрономии используют понятия большого и малого кругов. Большим кругом называют окружность, которая получается пересечением небесной сферы плоскостью, проходящей через её центр. Если плоскость не проходит через центр, то получается малый круг.

Большой круг небесной сферы, плоскость которого перпендикулярна оси мира, называется небесным экватором, рисунок 1.

Небесным меридианом называется большой круг небесной сферы, проходящий через зенит Z, надир Z и полюсы мира P и P, рисунок 1.

Прямая линия, которая совпадает в данной точку с направлением действия силы тяжести, называется отвесной линией. Направление отвесной линии можно определить с помощью отвеса – грузика на тонкой нити. Отвесная линия пересекает небесную сферу в двух точках: (над головой наблюдателя) Z называется зенитом, нижняя Z - надиром, рисунок 1.

Большой круг небесной сферы, плоскость которого перпендикулярна отвесной линии, называется математическим горизонтом. Математический горизонт пересекается с небесным меридианом в точках севера N (находится ближе к северному полюсу мира) и юга S, а с небесным экватором – в точках востока E и запада W, рисунок 1.

Выберем на небесной сфере астрономический объект – светило. В течение суток светило описывает на небесной сфере малый круг, который называется суточной параллелью, рисунок 1.

Для изучения видимого расположения и движения небесных объектов используют различные системы небесных координат (горизонтальную и экваториальную).

Зная широту места наблюдения  и склонение  небесного объекта, можно определить его высоту над горизонтом в момент кульминаций. Для наблюдателя в северном полушарии Земли (  0) объект, у которого склонение   , кульминирует к югу от зенита. Его высота в верхней кульминации

Если   , объект кульминирует к северу от зенита, ено высота

В нижней кульминации h_в = -90 +  + 

Для решения задач практической астрономии удобно использовать проекции небесной сферы на плоскость небесного меридиана, рисунок 2. Теорема о высоте полюса мира над горизонтом гласит, что высота видимого полюса мира над горизонтом равна модулю широты места наблюдения: h_р = . Следовательно, вид небесной сферы зависит от положения наблюдателя, а точнее, от географической широты места наблюдения.

Вопросы для закрепления теоретического материала к практическому занятию:

Что такое небесная сфера?

Что такое ось мира?

Что такое небесный экватор?

Что такое большой круг, малый круг небесной сферы?

Что такое небесный меридиан?

Что такое отвесная линия?

Что такое зенит?

Что такое надир?

Что такое математический горизонт?

Что такое суточная параллель?

Что такое светило?

Какие вы знаете системы координат для изучения видимого расположения и движения небесных объектов?

Что такое кульминация небесного объекта?

Как определить высоту небесного объекта над горизонтом в момент кульминаций?

Что гласит теорема о высоте видимого полюса мира над горизонтом?

Что нужно использовать для определения склонения звёзд и чему равна высота светила, находящегося в зените?

Как определить широты мест наблюдения звёзд, находящиеся в зените?

Как вывести формулу для определения интервала склонения звёзд с известной широтой?

Содержание выполнения практической работы

Задачи практической работы:

Представьте, что вы находитесь в таком месте земной поверхности. Где в зените наблюдаются звёзды: Бетельгейзе, Вега, Спика, Канопус. Антарес. Сириус, Альферац, Рукбах.

Используя Интернет или подвижную карту звёздного неба, определите склонение  для каждой их звёзд. Результаты занесите в таблицу.

Определите широты  места наблюдения, где в зените наблюдаются указанные звёзды. Результаты занесите в таблицу.

Читайте также: