Задания на 26 октября.. 2. Проверочная работа.. Тема: Система Земля-Луна.

1. Движение вокруг Солнца по эллиптической (е=0. 0167) со скоростью 29, 8км/с ( ≈ 30км/с ). Обнаружено Дж. Брадлеем в 1728г - аберрация света, т. е звезды описывают эллипсы в течение года с полуосью примерно 20, 5".
2. Вращение вокруг оси. Смена времени суток. Ось все время // сама себе и наклонена к плоскости под углом 66°34' - как следствие смена времен года.
3. Движение в пространстве совместно с СС в направлении звезды υ Бернулеса со скоростью 20 км/с.
4. Движение в пространстве совместно с СС вокруг центра Галактики со скоростью 250 км/с в направлении созвездия Лебедя.

  Луна - спутник Земли.

Единственный естественный спутник Земли – Луна, удаленный в среднем от Земли на 384400км (±21000 км). Из-за большого размера (четверть Земли) систему Земля-Луна называют двойной планетой и центр масс находится на расстоянии 4671км от центра Земли (именно он движутся вокруг Солнца по эллиптической орбите).

Фазы Луны

Видимое движение Луны на фоне звезд отражает действительное движение Луны вокруг Земли, которое сопровождается изменением внешнего вида нашего спутника. Видимый край диска Луны называется лимбом. Линия, разделяющая освещенную и неосвещенную Солнцем части диска Луны, называется терминатором. Отношение площади освещенной части видимого диска Луны ко всей его площади называется фазой Луны.

Различают четыре основных фазы Луны: новолуние, первая четверть, полнолуние и последняя четверть. В новолуние Φ = 0, в первую четверть Φ = 0, 5, в полнолуние фаза равна Φ = 1, 0, а в последнюю четверть снова Φ = 0, 5.

2

Рисунок 1. 3. 2. 2. Пепельный свет Луны

В новолуние Луна проходит между Солнцем и Землей, к Земле обращена темная, не освещенная Солнцем сторона Луны. Правда, иногда в это время диск Луны светится особым, пепельным светом. Слабое свечение ночной части лунного диска вызвано солнечным светом, отраженным Землей к Луне. Через два дня после новолуния на вечернем небе, на западе, вскоре после захода Солнца, появляется тоненький серпик молодой луны.

Через семь суток после новолуния растущая Луна видна в форме полукруга на западе или юго-западе, вскоре после захода Солнца. Луна находится на 90° к востоку от Солнца и видна по вечерам и в первой половине ночи.

Через 14 суток после новолуния наступает полнолуние. Луна при этом находится в противостоянии с Солнцем, и к Земле обращено все освещенное полушарие Луны. В полнолуние Луна видна всю ночь, восходит Луна во время захода Солнца, заходит – во время восхода Солнца.

Через неделю после полнолуния стареющая Луна предстает перед нами в фазе своей последней четверти, в виде полукруга. В это время к Земле обращена половина освещенного и половина неосвещенного полушария Луны. Луна видна на востоке, перед восходом Солнца, во второй половине ночи.

z: \CorvDoc\ср -2\C: \Program Files\Physicon\Open Astronomy 2. 6\design\images\buttonModel_h.gif

Модель 1. 7. Фазы Луны

Полная Луна повторяет по небу суточный путь Солнца, проходимый им за полгода до этого, поэтому летом полная Луна не удаляется далеко от горизонта, а зимой, напротив, поднимается высоко.

3

Рисунок 1. 3. 2. 3. Земля обращается вокруг Солнца, поэтому от одного новолуния к следующему Луна оборачивается вокруг Земли не на 360°, а несколько больше. Соответственно, синодический месяц на 2, 2 дня больше сидерического

 Солнечные затмения

В древности солнечные и лунные затмения вызывали у людей суеверный ужас. Считалось, что затмения предвещают войны, голод, разорение, массовые болезни.

1

Рисунок 1. 3. 4. 1. Солнечное затмение 1994 года в Боливии

Покрытие Солнца Луной называется солнечным затмением. Это очень красивое и редкое явление. Солнечное затмение наступает, если в момент новолуния Луна пересекает плоскость эклиптики.

z: \CorvDoc\ср -2\C: \Program Files\Physicon\Open Astronomy 2. 6\design\images\buttonModel_h.gif

Если диск Солнца полностью закрывается диском Луны, то затмение называют полным. В перигее Луна бывает ближе к Земле на 21 000 км от среднего расстояния, в апогее – дальше на 21 000 км. От этого изменяется угловые размеры Луны. Если угловой диаметр диска Луны (около 0, 5°) оказывается немного меньше углового диаметра диска Солнца (около 0, 5°), то в момент максимальной фазы затмения от Солнца остается видимым яркое узкое кольцо. Такое затмение называется кольцеобразным. И, наконец, Солнце может не полностью скрываться за диском Луны из-за несовпадения их центров на небе. Такое затмение называется частным. Наблюдать такое красивое образование, как солнечная корона, можно лишь во время полных затмений. Такие наблюдения даже в наше время многое могут дать науке, поэтому наблюдать в ту страну, где будет солнечное затмение, приезжают астрономы из многих стран.

Солнечное затмение начинается с восходом Солнца в западных районах земной поверхности и заканчивается в восточных районах при заходе Солнца. Обычно полное солнечное затмение длится несколько минут (наибольшая продолжительность полного солнечного затмения 7 мин 29 сек будет 16 июля 2186 года).

3

Рисунок 1. 3. 4. 3. На Луне тоже бывают солнечные затмения. На Земле в это время происходят лунные затмения. 1969 год

Луна движется с запада на восток, поэтому солнечное затмение начинается с западного края солнечного диска. Степень покрытия Солнца Луной называется фазой солнечного затмения.

Полные солнечные затмения можно видеть только в тех областях Земли, по которым проходит полоса тени Луны. Диаметр тени не превышает 270 км, поэтому полное затмение Солнца видно лишь на малом участке земной поверхности.

4

Рисунок 1. 3. 4. 4. Полное солнечное затмение 7 марта 1970 года. На поверхности Земли хорошо заметна лунная тень

Хотя солнечные затмения происходят чаще лунных, в каждом отдельном месте Земли солнечные затмения наблюдаются гораздо реже лунных.

5

Рисунок 1. 3. 4. 5. Полное солнечное затмение 11 августа 1999 года

Причины солнечных затмений

Плоскость лунной орбиты в пересечении с небом образует большой круг – лунный путь. Плоскость земной орбиты пересекается с небесной сферой по эклиптике. Плоскость лунной орбиты наклонена к плоскости эклиптики под углом 5°09´. Период обращения Луны вокруг Земли (звездный, или сидерический период) P = 27, 32166 земных суток или 27 сут 7 час 43 мин.

Плоскость эклиптики и лунный путь пересекаются друг с другом по прямой линии, называемой линией узлов. Точки пересечения линии узлов с эклиптикой называются восходящим и нисходящим узлами лунной орбиты. Лунные узлы непрерывно перемещаются навстречу движению самой Луны, то есть к западу, совершая полный оборот за 18, 6 года. Ежегодно долгота восходящего узла уменьшается примерно на 20°.

Так как плоскость лунной орбиты наклонена к плоскости эклиптики под углом в 5°09´, Луна во время новолуния или полнолуния может находиться далеко от плоскости эклиптики, и диск Луны пройдет выше или ниже диска Солнца

. При этом затмения не происходит. Чтобы произошло солнечное или лунное затмение, необходимо, чтобы Луна во время новолуния или полнолуния находилась вблизи восходящего или нисходящего узла своей орбиты, т. е. недалеко от эклиптики.

В астрономии сохранились многие знаки, введенные в глубокой древности. Символ восходящего узла означает голову дракона Раху, набрасывающегося на Солнце и вызывающего, по индийским легендам, его затмение.

z: \CorvDoc\ср -2\C: \Program Files\Physicon\Open Astronomy 2. 6\design\images\Bwd_h.gif

 Лунные затмения

Во время полного лунного затмения Луна полностью уходит в тень Земли. Полная фаза лунного затмения продолжается гораздо дольше, нежели полная фаза солнечного затмения. Форма края земной тени при лунных затмениях послужила древнегреческому философу и ученому Аристотелю одним из веских доказательств шарообразности Земли. Философы Древней Греции подсчитали, что Земля примерно втрое больше Луны, просто исходя из продолжительности затмений (точная величина этого коэффициента 3, 66).

Луна в момент полного лунного затмения в действительности лишается солнечного света, поэтому полное лунное затмение видно из любой точки полушария Земли. Затмение начинается и заканчивается одновременно для всех географических точек. Однако местное время этого явления будет разное. Так как Луна движется с запада на восток, то первым входит в земную тень левый край Луны.

Затмение может быть полным или частным в зависимости от того, входит Луна в земную тень полностью или проходит вблизи ее края. Чем ближе к лунному узлу происходит лунное затмение, тем больше его фаза. Наконец, когда диск Луны накрывает не тень, а полутень, случаются полутеневые затмения. Невооруженным глазом заметить их трудно.

Во время затмения Луна прячется в тень Земли и, казалось бы, каждый раз должна исчезать из виду, т. к. Земля непрозрачна. Однако земная атмосфера рассеивает солнечные лучи, которые попадают на затмевающуюся поверхность Луны «в обход» Земли. Красноватый цвет диска обусловлен тем, что сквозь атмосферу лучше всего проходят красные и оранжевые лучи.

Каждое лунное затмение различно по распределению яркости и цвета в земной тени. Цвет затмившейся Луны часто оценивается по специальной шкале, предложенной французским астрономом Андре Данжоном:

• 0 баллов – затмение очень темное, в середине затмения Луна почти или совсем не видна.
• 1 балл – затмение темное, серое, детали поверхности Луны совершенно не видны.
• 2 балла – затмение темно-красное или рыжеватое, около центра тени наблюдается более темная часть.
• 3 балла – затмение красно-кирпичного цвета, тень окружена сероватой или желтоватой каймой.
• 4 балла – затмение медно-красного цвета, очень яркое, внешняя зона светлая, голубоватая.

Если бы плоскость орбиты Луны совпадала бы с плоскостью эклиптики, то лунные затмения повторялись бы каждый месяц. Но угол между этими плоскостями составляет 5° и Луна дважды в месяц лишь пересекает эклиптику в двух точках, называемых узлами лунной орбиты. Об этих узлах знали еще древние астрономы, называя их Головой и Хвостом Дракона (Раху и Кету). Для того, чтобы произошло лунное затмение, Луна в полнолуние должна находится вблизи узла своей орбиты.

За год обычно происходит 1–2 лунных затмения. В некоторые годы их может не быть вовсе, а иногда происходит и третье. В редчайших случаях бывает и четвертое затмение, но лишь частное полутеневое.

Предсказание затмений

Промежуток времени, через который Луна возвращается к своему узлу, называется драконическим месяцем, который равен 27, 21 суток. Через такое время Луна пересекает эклиптику в точке, смещенной по отношению к предыдущему пересечению на 1, 5° к западу. Фазы Луны повторяются в среднем через 29, 53 суток (синодический месяц). Промежуток времени в 346, 62 суток, за который центр диска Солнца проходит через один и тот же узел лунной орбиты, называется драконическим годом.

Период повторяемости затмений – сарос – будет равен промежутку времени, по истечении которого начала этих трех периодов будут совпадать. Сарос на древнеегипетском означает «повторение». Задолго до нашей эры, еще в древности, установили, что сарос продолжается 18 лет 11 суток 7 часов. Сарос включает в себя: 242 драконических месяца или 223 синодических месяца или 19 драконических лет. В течение каждого сароса происходит 70 до 85 затмений; из них обычно бывает около 43 солнечных и 28 лунных. На протяжении года может произойти самое большое семь затмений – либо пять солнечных и два лунных, либо четыре солнечных и три лунных. Минимальное число затмений в году – два солнечных затмения. Солнечные затмения происходят чаще лунных, но наблюдаются в одной и той же местности они редко, так как эти затмения видны только в узкой полосе тени Луны. В какой-нибудь определенной точке поверхности полное солнечное затмение наблюдается в среднем 1 раз в 200–300 лет.

2. Проверочная работа включает в себя два теста.

Для выполнения теста необходимо прочитать каждое задание, выбрать один или несколько правильных ответов и записать в форму.

Форма для записи отчета.

ФИО                                            Группа