Урок презентация астрономия движение луны и затмения. Астрономия

Видимое движение Луны на фоне звезд есть следствие действительного движения Луны

вокруг Земли. Луна в течение звездного месяца перемещается среди звезд всегда в

одну и ту же сторону - с запада на восток, или прямым движением. Видимый путь

Луны на небе - незамыкающаяся кривая, постоянно меняющая свое положение среди

звезд зодиакальных созвездий.

Видимое движение Луны сопровождается непрерывным изменением ее внешнего вида,

характеризуемого фазой Луны. В некоторые дни Луна совсем не видна на небе. В

другие дни она имеет вид узкого серпа, полукруга и полного круга. Лунные фазы

объясняются тем, что Луна подобно Земле является темным, непрозрачным

шарообразным телом и при движении вокруг Земли занимает различные положения

относительно Солнца (55).

Из-за удаленности Солнца солнечные лучи, падающие на Луну, почти параллельны и

всегда освещают ровно половину лунного шара; другая его половина остается

темной. Но так как к Земле обычно обращены часть светлого полушария и часть

темного, то Луна чаще всего кажется нам неполным кругом. Линия, отделяющая

темную часть диска Луны от светлой, называется терминатором и всегда является

полуэллипсом. Угол f между направлениями от Солнца к Луне и от Луны к Земле

называется фазовым углом.

Различают четыре основные фазы Луны, которые постепенно переходят одна в другую

в следующей последовательности: новолуние, первая четверть, полнолуние,

последняя четверть.

Во время новолуния Луна проходит между Солнцем и Землей (т.е. находится в

соединении с Солнцем), фазовый угол Во время новолуния Луна проходит между

Солнцем и Землей (т.е. находится в соединении с Солнцем), фазовый угол f = 180ё,

к Земле обращена темная сторона Луны и она не видна на небе. Дня через два после

новолуния Луна видна в виде узкого серпа на западе, в лучах вечерней зари,

вскоре после захода Солнца, Лунный серп, обращенный выпуклостью к Солнцу, ото

дня ко дню постепенно расширяется и приблизительно через 7 суток после новолуния

принимает форму полукруга. Наступает фаза, называемая первой четвертью. В это

время Луна находится в восточной квадратуре, т.е. на 90ё к востоку от Солнца,

фазовый угол f = 90ё, и к Земле обращена половина освещенного и половина

неосвещенного полушария Луны. При этой фазе Луна видна в первой половине ночи, а

затем заходит за горизонт.

С каждым днем с Земли видна все большая часть освещенного полушария Луны и

приблизительно через 7 суток после первой четверти наступает полнолуние, когда

Луна имеет вид полного круга. Во время полнолуния Луна находится в

противостоянии с Солнцем, f = 0ё, и к Земле обращено все освещенное полушарие

Луны. Полная Луна видна на небе в направлении, противоположном направлению на

Солнце (ее эклиптическая долгота отличается от эклиптической долготы Солнца на

180ё). Поэтому полная Луна видна на небе всю ночь; восходит она приблизительно

во время захода Солнца, а заходит - около момента его восхода.

После полнолуния Луна начинает "убывать", с западной стороны ее диска появляется

"ущерб", который постепенно растет, так как с каждым днем с Земли видна все

меньшая часть освещенного полушария Луны. Приблизительно через 7 дней после

полнолуния Луна снова видна в виде полукруга. Наступает последняя четверть. В

это время Луна находится в западной квадратуре, f = 90ё, и к Земле снова

обращена половина освещенного и половина неосвещенного полушария Луны. Но теперь

Луна отстоит уже на 90ё к западу от Солнца и видна во второй половине ночи,

вплоть до восхода Солнца.

Постепенно ущерб лунного диска увеличивается, Луна снова принимает вид узкого

серпа и видна на востоке, в лучах утренней зари, незадолго перед восходом

Солнца. Через 2-3 дня лунный серп исчезает, и Луна снова не видна на небе, так

как приблизительно через 7 суток после последней четверти опять наступает

новолуние. Соединение Луны с Солнцем во время новолуния и противостояние во

время полнолуния называются сизигиями.

За исключением времени лунного затмения, одна половина Луны всегда освещена Солнцем, в то время как на другой - ночь. Некоторые люди думают, что это ближняя и дальняя стороны Луны, но это не так. Ближняя и дальняя - это стороны Луны, которые обращены к Земле и от нее соответственно, и это всегда одни и те же стороны (т. е. Луна всегда обращена к Земле одной и той же стороной). А половинки Луны, на которых день или ночь - это полусферы, обращенные к Солнцу и от него соответственно. И они все время меняются по мере движения Луны вокруг Солнца (рис. 5.4).

Рис. 5.4. Фазы Луны. Наблюдать Луну лучше всего не в полнолуние

Новолуние - это начало месячного лунного цикла, или лунного месяца. В это время ближняя к Земле сторона Луны повернута от Солнца, поэтому она темная и не видна. Первая фаза - молодой лунный серп , или растущая Луна - видна через 24 часа после новолуния (в наиболее благоприятных случаях). Это означает, что освещенная область Луны увеличивается. Во время этой фазы Луна постепенно отходит от положения на одной линии с Землей и Солнцем (в новолуние), одновременно обращаясь вокруг Земли. Одна половина Луны, обращенная к Солнцу, всегда освещена, но в фазе роста большая часть освещенной области повернута от Земли и не видна нам.

Двигаясь по орбите, Луна достигает точки, в которой линия "Земля-Луна" образует прямой угол с линией "Земля-Солнце". В этой фазе, которая называется первой четвертью , мы видим ровно половину лунного диска.

Как же может половина равняться четверти? Видите ли, то, что в обычной жизни невозможно, у астрономов - нормальное явление. Дело в том, что в этой фазе освещена половина ближней стороны Луны, т. е. обращенной к Земле. Но освещенная часть Луны, которую мы видим, - это только половина освещенной полусферы, обращенной к Солнцу, а половина половины - это четверть. Поспорьте с друзьями, что четверть может равняться половине, и вы выиграете!

Когда освещенная часть Луны, которую мы видим, уже больше половины, но пока еще меньше полной Луны, ее называют прибывающей .

Люди часто спрашивают, почему солнечное затмение не происходит каждый месяц в новолуние. Причина в том, что Земля, Луна и Солнце в новолуние обычно не выстраиваются точно на одной линии. А вот когда выстраиваются, тогда и случается солнечное затмение. А когда Земля, Луна и Солнце точно выстраиваются на одной линии в полнолуние, происходит затмение Луны.

Когда Луна оказывается в самой дальней точке своей орбиты противоположно Солнцу, то лунное полушарие, обращенное к Земле, полностью освещено. Это фаза полнолуния . По мере дальнейшего движения Луны по орбите освещенная область уменьшается, и эта фаза называется убывающей Луной , или ущербом (Луна меньше полной, но больше половины). Вскоре от Луны остается половина - эта фаза называется последняя четверть . Затем, по мере приближения к моменту, когда она снова окажется на одной линии с Землей и Солнцем, наступает фаза стареющего лунного серпа . Затем наступает новолуние, и цикл фаз начинается сначала.

Самое удивительное, что у Земли есть такие же фазы, как и у Луны! Но, чтобы увидеть их, нужно смотреть на Землю с Луны. Когда люди на Земле видят полнолуние, для наблюдателей на Луне наступит фаза "новой Земли", а когда для землян настанет новолуние, "луняне" будут наслаждаться зрелищем полной Земли.

Луна - естественный спутник Земли. Это ближайшее к Земле небесное тело, она светит отраженным солнечным светом. Луна движется вокруг Земли приблизительно по эллиптической орбите в ту же сторону, в какую Земля вращается вокруг своей оси. Поэтому мы видим Луну перемещающейся среди звезд навстречу вращению неба. Направление движения Луны всегда одно и то же - с запада на восток. Для наблюдателя с Земли за сутки Луна перемещается на 13,2°.

Полный оборот по орбите вокруг Земли Луна совершает за 27,3 суток (сидерический месяц ). И за такое же время она делает один оборот вокруг своей оси, поэтому к Земле всегда обращено одно и тоже полушарие Луны.

Движение Луны вокруг Земли очень сложное, и его изучение составляет одну из труднейших задач небесной механики. Видимое движение Луны сопровождается непрерывным изменением ее вида - сменой фаз. Происходит это оттого, что Луна занимает различные положения относительно освещающего ее Солнца и Земли. Лунной фазой называется часть лунного диска, видимая в солнечном освещении.

Рассмотрим фазы Луны, начиная с новолуния. Эта фаза наступает, когда Луна проходит между Солнцем и Землей и обращена к нам своей темной стороной. Луна совсем не видна с Земли.

Спустя один-два дня в западной части неба появляется и продолжает расти узкий яркий серп «молодой» Луны. Иногда на фоне неба заметна (благодаря тусклому сероватому свечению - так называемому пепельному свету Луны) и остальная часть лунного диска. Явление пепельного света объясняется тем, что лунный серп освещается непосредственно Солнцем, а остальная лунная поверхность - рассеянным солнечным светом, отраженным Землей. Спустя 7 суток уже будет видна вся правая половина лунного диска - наступает фаза первой четверти . В этой фазе Луна восходит днем, к вечеру видна в южной области неба и заходит ночью. Далее фаза увеличивается, и через 14-15 суток после новолуния Луна приходит в противостояние с Солнцем. Ее фаза становится полной, наступает полнолуние . Солнечные лучи освещают все лунное полушарие, обращенное к Земле. Полная Луна восходит при заходе Солнца, заходит при его восходе, а в середине ночи видна в южной стороне неба.

После полнолуния Луна постепенно приближается к Солнцу с запада и освещается им слева. Примерно через неделю наступает фаза третьей , или последней четверти . При этом Луна восходит около полуночи, к восходу Солнца оказывается в южной стороне неба и заходит днем. При дальнейшем сближении спутника Земли с Солнцем убывающие фазы Луны становятся серповидными. Луна видна только под утро, незадолго до восхода Солнца, а заходит в светлое время суток, перед заходом Солнца. Узкий серп Луны на этот раз выпуклостью обращен к востоку. Затем снова наступает новолуние, и Луна перестает быть видимой на небе.

От одного новолуния до следующего проходит около 29,5 суток. Этот период смены лунных фаз называют синодическим месяцем . Синодический (или лунный месяц) продолжительнее сидерического (или звездного) месяца, так как и Луна, и Земля движутся в пространстве в прямом направлении.