Введение………………………………………………………………….. 3

1 Солнечные и лунные затмения………………………………………... 5

2 Условия для затмения Солнца………………………………………… 7

3 Лунные затмения……………………………………………………… 11

Заключение……………………………………………………………… 12

Список литературы……………………………………………………... 13

ВВЕДЕНИЕ

Солнечные и лунные затмения - интереснейшее явление природы, знакомое человеку с древнейших времен. Они бывают сравнительно часто, но видны не из всех местностей земной поверхности и поэтому многим кажутся редкими.

Солнечное затмение происходит, когда наш естественный спутник - Луна - в своем движении проходит на фоне диска Солнца. Это всегда происходит в момент новолуния. Луна расположена ближе к Земле, чем Солнце, почти в 400 раз, и в тоже время ее диаметр меньше диаметра Солнца также приблизительно в 400 раз. Поэтому видимые размеры Земли и Солнца почти одинаковые, и Луна может закрыть собою Солнце. Но не каждое новолуние происходит солнечное затмение. Из-за наклона орбиты Луны к земной орбите Луна обычно немного "промахивается" и проходит выше или ниже Солнца в момент новолуния. Однако не менее 2-х раз в году (но не более пяти) тень Луны падает на Землю и происходит солнечное затмение.

Лунная тень и полутень падают на Землю в виде овальных пятен, которые со скоростью 1 км. в сек. пробегают по земной поверхности с запада на восток. В районах, оказавшихся в лунной тени видно полное солнечное затмение, то есть Солнце полностью закрыто Луной. В местностях, покрытых полутенью происходит частное солнечное затмение, то есть Луна закрывает лишь часть солнечного диска. За границей полутени затмения вообще не происходит.

Наибольшая продолжительность полной фазы затмения не превышает 7 мин. 31 сек. Но чаще всего это две - три минуты.

Солнечное затмение начинается с правого края Солнца. Когда Луна полностью закроет Солнце наступает полумрак, как в темные сумерки, и на потемневшем небе появляются самые яркие звезды и планеты, а вокруг Солнца видно красивое лучистое сияние жемчужного цвета - солнечная корона, представляющая собой внешние слои солнечной атмосферы, не видимые вне затмения из-за их небольшой яркости в сравнении с яркостью дневного неба. Вид короны из года в год меняется в зависимости от солнечной активности. Над всем горизонтом вспыхивает розовое заревое кольцо - это в местность, покрытую лунной тенью проникает солнечный свет из соседних зон, где полного затмения не происходит, а наблюдается только частное.

1 СОЛНЕЧНЫЕ И ЛУННЫЕ ЗАТМЕНИЯ

Солнце, Луна и Земля в стадии новолуния и полнолуния редко лежат на одной линии, т.к. лунная орбита лежит не точно в плоскости эклиптики, а под наклоном к ней в 5 градусов.

Солнечные затмения. Солнце, Луна и Земля лежат на одной линии в стадии новолуния. Луна загораживает от нас Солнце.

Лунные затмения. Солнце, Луна и Земля лежат на одной линии в стадии полнолуния. Земля загораживает Луну от Солнца. Луна при этом становится кирпично-красной.

Каждый год в среднем происходит по 4 солнечных и лунных затмения. Они всегда сопровождают друг друга. Скажем, если новолуние совпадает с солнечным затмением, то лунное затмение наступает через две недели, в фазе полнолуния.

Астрономически солнечные затмения происходят, когда Луна при своем движении вокруг Солнца полностью или частично заслоняет Солнце. Видимые диаметры Солнца и Луны почти одинаковы, поэтому Луна заслоняет Солнце полностью. Но видно это с Земли в полосе полной фазы. По обе стороны полосы полной фазы наблюдается частное солнечное затмение.

Ширина полосы полной фазы солнечного затмения и его продолжительность зависят от взаимных расстояний Солнца, Земли и Луны. Вследствии изменения расстояний видимый угловой диаметр Луны тоже меняется. Когда он чуть больше солнечного, полное затмение может длиться до 7,5 мин, когда равен, то одно мгновение, если же он меньше, то Луна вообще не закрывает Солнца полностью. В последнем случае происходит кольцеобразное затмение: вокруг темного лунного диска видно узкое яркое солнечное кольцо.

Во время полного солнечного затмения Солнце имеет вид черного диска, окруженного сиянием (короной). Дневной свет настолько ослабевает, что иногда можно видеть на небе звезды.

Полное лунное затмение происходит, когда Луна попадает в конус земной тени.

Полное лунное затмение может длиться 1,5-2 часа. Его можно наблюдать со всего ночного полушария Земли, где Луна в момент затмения находилась над горизонтом. Поэтому в данной местности полные лунные затмения удается наблюдать значительно чаще солнечных.

Во время полного лунного затмения Луны лунный диск остается видимым, но приобретает темно-красный оттенок.

Солнечное затмение происходит в новолуние, а лунное - в полнолуние. Чаще всего в году бывает два лунных и два солнечных затмения. Максимально возможное число затмений - семь. Через определенный промежуток времени лунные и солнечные затмения повторяются в том же порядке. Этот промежуток был назван саросом, что в переводе с египетского означает - повторение. Сарос составляет примерно 18 лет, 11 дней. В течении каждого сароса происходит 70 затмений, из них 42 солнечных и 28 лунных. Полные солнечные затмения с определенной местности наблюдаются реже, чем лунные, один раз в 200-300 лет.

2 УСЛОВИЯ ДЛЯ ЗАТМЕНИЯ СОЛНЦА

Во время солнечного затмения между нами и Солнцем проходит Луна и скрывает его от нас. Рассмотрим подробнее условия, при которых может наступить затмение Солнца.

Наша планета Земля, вращаясь в течение суток вокруг своей оси, одновременно движется вокруг Солнца и за год делает полный оборот. У Земли есть спутник - Луна. Луна движется вокруг Земли, и полный оборот совершает за 29 1/2 суток.

Взаимное расположение этих трех небесных тел все время меняется. При своем движении вокруг Земли Луна в определенные периоды времени оказывается между Землей и Солнцем. Но Луна - темный, непрозрачный твердый шар. Оказавшись между Землей и Солнцем, она, словно громадная заслонка, закрывает собой Солнце. В это время та сторона Луны, которая обращена к Земле, оказывается темной, неосвещенной. Следовательно, солнечное затмение может произойти только во время новолуния. В полнолуние Луна проходит от Земли в стороне, противоположной Солнцу, и может попасть в тень, отбрасываемую земным шаром. Тогда мы будем наблюдать лунное затмение.

Среднее расстояние от Земли до Солнца составляет 149,5 млн. км,а среднее расстояние от Земли до Луны - 384 тыс. км.

Чем ближе предмет, тем большим он нам кажется. Луна по сравнению с Солнцем ближе к нам почти: в 400 раз, и в то же время ее диаметр меньше диаметра Солнца также приблизительно в 400 раз. Поэтому видимые размеры Луны и Солнца почти одинаковы. Луна, таким образом, может закрыть от нас Солнце.

Однако расстояния Солнца и Луны от Земли не остаются постоянными, а слегка изменяются. Происходит это потому, что путь Земли вокруг Солнца и путь Луны вокруг Земли - не окружности, а эллипсы. С изменением расстояний между этими телами изменяются и их видимые размеры.

Если в момент солнечного затмения Луна находится в наименьшем удалении от Земли, то лунный диск будет несколько больше солнечного. Луна целиком закроет собой Солнце, и затмение будет полным. Если же во время затмения Луна находится в наибольшем удалении от Земли, то она будет иметь несколько меньшие видимые размеры и закрыть Солнце целиком не сможет. Останется незакрытым светлый ободок Солнца, который во время затмения будет виден как яркое тоненькое кольцо вокруг черного диска Луны. Такое затмение называют кольцеобразным.

Казалось бы, солнечные затмения должны случаться ежемесячно, каждое новолуние. Однако этого не происходит. Если бы Земля и Луна двигались видной плоскости, то в каждое новолуние Луна действительно оказывалась бы точно на прямой линии, соединяющей Землю и Солнце, и происходило бы затмение. На самом деле Земля движется вокруг Солнца в одной плоскости, а Луна вокруг Земли - в другой. Эти плоскости не совпадают. Поэтому часто во время новолуний Луна приходит либо выше Солнца, либо ниже.

Видимый путь Луны на небе не совпадает с тем путем, по которому движется Солнце. Эти пути пересекаются в двух противоположных точках, которые называются узлами лунной о р б и т ы. Вблизи этих точек пути Солнца и Луны близко подходят друг к другу. И только в том случае, когда новолуние происходит вблизи узла, оно сопровождается затмением.

Затмение будет полным или кольцеобразным, если в новолуние Солнце и Луна будут находиться почти в узле. Если же Солнце в момент новолуния окажется па некотором расстоянии от узла, то центры лунного н солнечного дисков не совпадут и Луна закроет Солнце лишь частично. Такое затмение называется частным.

Луна перемещается среди звезд с запада на восток. Поэтому закрытие Солнца Луной начинается с его западного, т. е. правого, края. Степень закрытия называется у астрономов фазой затмения.

Ежегодно бывает не менее двух солнечных затмений. Так было, например, в 1952 г.: 25 февраля - полное (наблюдалось в Африке, Иране, СССР) и 20 августа - кольцеобразное (наблюдалось в Южной Америке). А вот в 1935г. было пять солнечных затмений. Это наибольшее число затмении, которое может быть в течение одного года.

Вокруг пятна лунной тени располагается область полутени, здесь затмение бывает частным. Поперечник области полутени составляет около 6-7 тыс. км. Для наблюдателя, который будет находиться вблизи края этой области, лишь незначительная доля солнечного диска покроется Луной. Такое затмение может вообще пройти незамеченным.

Можно ли точно предсказать наступление затмения? Ученые еще в древности установили, что через 6585 дней и 8 часов, что составляет 18 лет 11 дней 8 часов, затмения повторяются. Происходит это потому, что именно через такой промежуток времени расположение в пространстве Луны, Земли и Солнца повторяется. Этот промежуток был назван саросом, что значит повторение.

В течение одного сароса в среднем бывает 43 солнечных затмения, из них 15 частных, 15 кольцеобразных и 13 полных. Прибавляя к к датам затмений, наблюдавшихся в течение одного сароса, 18 лет 11 дней и 8 часов, мы сможем предсказать наступление затмений и в будущем. Например, 25 февраля 1952 г. произошло солнечное затмение. Оно повторится 7 марта 1970 г., затем 18 марта 1988 г. и т. д.

Однако в саросе содержится не целое число дней, а 6585 дней и 8 часов. За эти 8 часов Земля повернется на треть оборота и будет обращена к Солнцу уже другой частью своей поверхности. Поэтому следующее затмение будет наблюдаться в другим районе Земли. Так, полоса затмений 1952 г. прошла через Центральную Африку, Аравию, Иран, СССР. Затмение же 1970 г. будет наблюдаться как полное только жителями Мексики и Флориды.

В одном и том же месте Земли полное солнечное затмение наблюдается один раз в 250 - 300 лет.

Точным вычислением можно восстановить время и условия видимости какого-нибудь затмения, наблюдавшегося в той или другой местности в древние времена. Если затмение это сопоставлено в летописи с каким-нибудь историческим событием, то мы можем точно определить дату этого события. Древнегреческий историк Геродот указывал, что во время битвы между лидийцами и мидянами произошло (неполное) солнечное затмение. Оно так поразило сражавшихся, что положило конец войне. Историки колебались относительно времени этого события, они относили его ко времени между 626 и 583 гг. до н. э.; астрономическое же вычисление точно показывает, что затмение, а следовательно, и битва происходили 28 мая 585 г. до н. э. Установление точной даты этой битвы пролило свет и на хронологию некоторых других исторических событий. Так астрономы оказали большую помощь историкам.

Астрономы вычислили условия видимости солнечных затмений на много лет вперед.

Последнее затмение, доступное для наблюдений в европейской части СССР, было 15 февраля 1961 г. Следующее затмение будет наблюдаться здесь только в 2126 г. До этого, правда, будет 4 полных солнечных затмения, но полоса видимости их пройдет в пределах СССР лишь через трудоступные районы Сибири и Арктики.

3 ЛУННЫЕ ЗАТМЕНИЯ

К числу «необыкновенных» небесных явлений относятся также лунные затмения. Происходят они так. Полный светлый круг Луны начинает темнеть у своего левого края, на лунном диске появляется круглая бурая тень, она продвигается все дальше и дальше и примерно через час покрывает всю Луну. Луна меркнет и становится красно-бурого цвета.

Диаметр Земли больше диаметра Луны почти в 4 раза, а тень от Земли даже на расстоянии Луны от Земли более чем в 2 1/2 раза превосходит размеры Луны. Поэтому Луна может целиком погрузиться в земную тень. Полное лунное затмение гораздо продолжительнее солнечного: оно может длиться 1 час 40 минут.

По той же причине, по которой солнечные затмения бывают не каждое новолуние, лунные затмения происходят не каждое полнолуние. Наибольшее число лунных затмений в году - 3, но бывают годы совсем без затмений; таким был, например, 1951 год.

Лунные затмения повторяются через тот же промежуток времени, что и солнечные. В течение этого промежутка, в 18 лет 11 дней 8 часов (сарос), бывает 28 лунных затмений, из них 15 частных и 13 полных. Как видите, число лунных затмений в саросе значительно меньше солнечных, и все же лунные затмения можно наблюдать чаще солнечных. Это объясняется тем, что Луна, погружаясь в тень Земли, перестает быть видимой на всей не освещенной Солнцем половине Земли. Значит, каждое лунное затмение видно на значительно большей территории, чем любое солнечное.

Затмившаяся Луна не исчезает совершенно, как Солнце во время солнечного затмения, а бывает слабо видимой. Происходит это потому, что часть солнечных лучей приходит сквозь земную атмосферу, преломляется в ней, входит внутрь земной тени и попадает на Луну. Так как красные лучи спектра менее всего рассеиваются и ослабляются в атмосфере. Луна во время затмения приобретает медно-красный или бурый оттенок.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Трудно представить себе, что солнечные затмения происходят так часто: ведь каждому из нас наблюдать затмения приходится чрезвычайно редко. Объясняется это тем, что во время солнечного затмения тень от Луны падает не на всю Землю. Упавшая тень имеет форму почти круглого пятна, поперечник которого может достигать самое большее 270 км. Это пятно покроет лишь ничтожно малую долю земной поверхности. В данный момент только на этой части Земли и будет видно полное солнечное затмение.

Луна движется по своей орбите со скоростью около 1 км/сек, т. е. быстрее ружейной пули. Следовательно, ее тень с большой скоростью движется по земной поверхности и не может надолго закрыть какое-то одно место на земном шаре. Поэтому полное солнечное затмение никогда не может продолжаться более 8 минут.

В нынешнем столетии наибольшая продолжительность затмении была в 1955 г. и будет в 1973 г. (не более 7 минут).

Таким образом, лунная тень, двигаясь по Земле, описывает узкую, но длинную полосу, па которой последовательно наблюдается полное солнечное затмение. Протяженность полосы полного солнечного затмения достигает нескольких тысяч километров. И все же площадь, покрываемая тенью, оказывается незначительной по сравнению со всей поверхностью Земли. Кроме того, в полосе полного затмения часто оказываются океаны, пустыни и малонаселенные районы Земли.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Карпенков С.Х. Концепция современного естествознания: Учебник для вузов/М.: Академический проспект, 2001.

2. Мур П. Астрономия с Патриком Муром. Пер. с англ. К. Савельева/М.: ФАИР-ПРЕСС, 2001.

3. Эйнштейн А. Эволюция физики/М.: Устойчивый мир, 2001.

Реферат >> Промышленность, производство

солнечных и лунных затмений . Луна вращается вокруг оси, наклоненной к плоскости... играет важную роль при предвычислении солнечных и лунных затмений . Аномалистический месяц – это период обращения...

Лунные и солнечные затмения

Курсовая работа >> Астрономия

Почти полным солнечным затмениям , а не лунным ? Всё дело в том, что каждое полное солнечное затмение происходит... всего лишь 0,0014 сек за столетие. Солнечные и лунные затмения принадлежат к таким же естественным явлениям...

Характеристика планет Луна

Реферат >> Астрономия

Суток, с этим месяцем связана периодичность солнечных и лунных затмений . Луна вращается вокруг оси, наклоненной к плоскости... во время полнолуний. В отличие от солнечных

2018 год богат на затмения, вместо четырех, как в предыдущие годы, нас ожидают пять: три частных солнечных затмения и два полных лунных. С точки зрения астрологии, затмения являются точками концентрации планетных энергий и проводниками перемен. Считается, что они закладывают программу развития на последующие месяцы и даже годы.

В этой статье вы найдете список солнечных и лунных затмений в 2018 году с указанием точных дат и времени, а также описанием их влияния.

Лунное затмение 31 января 2018

Полное затмение Луны 31 января 2018 происходит на 11 градусах Льва. Полное лунное затмение носит название "кровавая Луна", потому что спутник Земли приобретает багрово-красный цвет. Оно начинается в 10:51 UTC (по Гринвичу) или 13:51 по московскому времени (МСК), заканчивается в 16:08 UTC или 19:08 МСК. Его можно увидеть на большей части Северной Америки, в Северной Европе, России, Азии и Австралии. В Москве это небесное явление также можно наблюдать, если позволяет погода, но лишь заключительные фазы.

Луна на 11 градусах Льва противостоит Солнцу и Венере в Водолее. Это первое затмение 2018 года, оно призывает нас оценить планы на предстоящий год, взять в свои руки управление судьбой и не оставлять ничего на волю случая. Скорее всего, его влияние отразится на сфере отношений, поскольку заметно проявлено воздействие Венеры - планеты любви и гармонии. Ось затмения формирует квадрат (негативный аспект) с Юпитером в Скорпионе , что намекает на взаимосвязь любви и денег. Личные отношения и связи в бизнесе получат новое развитие. Возможно, появятся планы, которые не будут реализованы в это время, но позже воплотятся в действительность.

Солнечное затмение 15 февраля 2018

Затмение Солнца 15 февраля 2018 состоится в 20:51 UTC или 23:51 по московскому времени на 27° Водолея. Это небесное событие можно наблюдать на юге Южной Америки, в Антарктиде, в южной части Тихого и Атлантического океанов. На территории России оно не будет видимо.

Точка затмения формирует соединение с Меркурием, что говорит о зарождении новых планов. Присутствует напряженный аспект с Юпитером, однако его энергия сбалансирована гармоничным аспектом Урана в Овне , который является диспозитором затмения. Февральское затмение в Водолее вселяет оптимизм. Впечатляющие идеи могут привести к прорыву, а финансовые обстоятельства изменятся к лучшему.

Солнечное затмение 13 июля 2018

Оно происходит в 03:01 UTC или 06:01 по московскому времени на 20° Рака. Это небесное явление доступно для наблюдения на юге Австралии, в южной части Тихого и Индийского океанов.

Аспекты планет довольно противоречивые, присутствуют как позитивные взаимосвязи, так и негативные. Оппозиция Солнца и Луны в Раке с Плутоном в Козероге создает драматизм, однако трины точки затмения к Юпитеру в Скорпионе и Нептуну в Рыбах разряжают напряженность. Первоначально может воцариться смятение, но долгосрочным эффектом станут перестройка и трансформация, и результаты окажутся положительными.

Лунное затмение 27 июля 2018

Полное лунное затмение состоится 27 июля 2018 в 20:21 UTC или 23:21 по московскому времени на 4° Водолея. Оно доступно для наблюдения на большей части Европы, Азии, на юге Северной Америки, в Австралии, Антарктиде, Африке, Южной Америке. В России его также можно наблюдать.

Полная Луна в Водолее в соединении с Марсом противостоит Солнцу во Льве, одновременно формируется негативный аспект с Ураном. Это напряженная планетная конфигурация, обладающая мощной энергией. Добавляет беспорядка и то, что Меркурий и Марс в это время ретроградные, т.е. движутся в обратном направлении. Под влиянием июльского затмения Луны возможны серьезные потрясения, как на личном уровне, так и на социальном. Не исключены разрывы отношений, финансовые неурядицы. Избегайте импульсивных действий, чтобы не разбудить какие-либо дремлющие проблемы, иначе они перерастут в затяжные конфликты. Где возможно, идите на компромисс, чтобы сохранить мир.

Солнечное затмение 11 августа 2018

Это небесное событие происходит 11 августа 2018 в 09:46 UTC или 12:46 по московскому времени на 18° Льва. Оно видимо в Северной Европе, Северо-Восточной Азии, на севере Северной Америки и в Антарктиде. На территории России, в том числе, в Москве, его также можно увидеть. Однако солнечное затмение частичное, и тень Луны закроет лишь небольшую часть Солнца.

Солнце и Луна в соединении с ретроградным Меркурием - это говорит о том, что напомнят о себе какие-то прошлые обстоятельства. Заряд творческой энергии, который несет огненный Лев, поможет преодолеть неуверенность и шагнуть вперед. Тем не менее, следует действовать обдуманно, так как квадрат Солнца и Луны во Льве с Юпитером в Скорпионе может выразиться в чрезмерном оптимизме и неосмотрительности. Рекомендуется быть осторожнее, возможны проблемы с поездками или транспортом.

Затмения 2018 года являются частью длительного цикла, который начался в 2016 году. Они принесут важные перемены, которые определят то, как будет разворачиваться наша жизнь в последующие месяцы и годы.

Методика проведения 6 урока
"Солнечные и лунные затмения"

Цель урока: формирование понятий о космических и небесных явлениях, связанных с обращением Луны вокруг Земли и видимым движением других космических тел.

Задачи обучения:

Общеобразовательные:

1) систематизация понятий о небесных явлениях: затмениях, прохождениях и покрытиях, наблюдающихся в результате взаимного перемещения и расположения небесных светил относительно земного наблюдателя и о космических явлениях – причинах вышеперечисленных небесных явлений;

2) подробное рассмотрение причин и характеристик соответствующих космических и небесных явлений:
- космического явления обращения Луны вокруг Земли и его следствиях - небесных явлениях: солнечных (полных, частных, кольцеобразных) и лунных (теневых и полутеневых) затмениях и о покрытиях звезд и планет Луной;
- космического явления обращения планет Солнечной системы вокруг Солнца и его следствиях – небесных явлениях прохождения Венеры и Меркурия по диску Солнца;
- космического явления обращения спутников планет вокруг планет-гигантов и его следствий - небесных явлений в системах планет-гигантов, аналогичных небесным явлениям в системах Земля-Луна и планеты - Солнце;
- изменения блеска затменно-переменных звезд.

Воспитательные: формирование научного мировоззрения в ходе знакомства с историей человеческого познания и объяснения повседневно наблюдаемых небесных явлений; борьба с религиозными предрассудками; эстетическое воспитание в ходе демонстрации цветных диапозитивов и фотографий, иллюстрирующих материал урока.

Развивающие: формирование умений: формирование умений выполнять упражнения на применение основных формул сферической астрономии при решении соответствующих расчетных задач и применять подвижную карту звездного неба, звездные атласы, справочники, Астрономический календарь для определения положения и условий видимости небесных светил и протекания небесных явлений.

Ученики должны знать :

Причины и основные характеристики небесных явлений, порожденных обращением Луны вокруг Земли и планет вокруг Солнца (солнечных и лунных затмений; покрытий звезд и планет Луной; прохождений Венеры и Меркурия по диску Солнца; явлений в системах планет-гигантов; изменения блеска затменно-переменных звезд) и общие сведения об их периодичности;
- основы классификации космических и небесных явлений и соответствующие геометрические схемы;
- о применении знаний, приобретаемых в результате исследования вышеперечисленных небесных явлений.
- понятия сферической астрономии: фаза затмения; конус тени (тень); конус полутени (полутень); орбита Луны; узел лунной орбиты; драконические год и месяц; сарос; период повторения сароса.
- астрономические величины: угол наклона плоскости лунной орбиты к эклиптике.

Ученики должны уметь :

Использовать обобщенный план для изучения космических и небесных явлений;
- использовать Астрономические календари, справочники и подвижную карту звездного неба для определения условий протекания вышеперечисленных небесных явлений.

Наглядные пособия и демонстрации:

Фрагменты слайд-фильма "Необыкновенные небесные явления" (о затмениях).
Кинофильмы и кинофрагменты: "Полное солнечное затмение" ("Почему и как происходят затмения Солнца"); "Двойные звезды"; "Переменные звезды".
Фрагмент диафильма: "Видимое движение небесных светил".
Таблицы : "Луна" и "Солнечные и лунные затмения"
Приборы и инструменты : подвижные карты звездного неба (у каждого ученика); Астрономический календарь на данный год; теллурий; глобус; прибор для демонстрации причин солнечных и лунных затмений.

Задание на дом:

1) Изучить материала учебников:
- Б.А. Воронцов-Вельяминова : § 6(2); упражнение 6.
- Е.П. Левитана : § 12 (3, 4); вопросы-задания 1, 2, 7-9.
- А.В. Засова, Э.В. Кононовича : § 5; вопросы.

2) Выполнить задания из сборника задач Воронцова-Вельяминова Б.А. : 115, 144.

1. Выполнить задания из сборника олимпиадных задач В.Г. Сурдина : 3.41.

План урока

Этапы урока		Методы изложения	Время, мин
	Проверка знаний и актуализация	Фронтальный опрос, беседа
	Формирование понятий об основах классификации космических и небесных явлений	Лекция, беседа
	Формирование понятий о небесных явлениях: солнечных и лунных затмениях; покрытиях звезд и планет Луной; прохождениях Венеры и Меркурия по диску Солнца; явлениях в системах планет-гигантов; изменениях блеска затменно-переменных звезд	Лекция	15-17
	Решение задач	Работа у доски, самостоятельное решение задач в тетради	12-15
	Обобщение пройденного материала, подведение итогов урока, домашнее задание

Методика изложения материала

В начале урока следует провести проверку знаний, приобретенных на прошлом и предыдущих уроках, актуализируя предназначенный к изучению материал вопросами и заданиями в ходе фронтального опроса. Часть учеников работает у доски, а часть выполняет письменные задания, решая задачи, связанные с применением подвижной карты звездного неба (аналогичные основным задачам упражнений 1-4). Дополнительными вопросами являются:

1. Какие небесные явления происходят в результате: вращения Земли вокруг своей оси; обращения Луны вокруг Земли; обращения Земли вокруг Солнца. Ответы учеников строятся на основе обобщенного плана для изучения космических и небесных явлений.

2. Что такое время? Какие единицы и способы измерения времени вы знаете?

3. Какова связь продолжительности отдельных космических и небесных явлений с единицами и способами измерения, счета и хранения времени и календарями?

4. Какие инструменты и способы измерения времени вы знаете? Дайте описание основных типов часов, кратко охарактеризуйте их принцип действия.

5. Какие типы календарей вы знаете? Сообщите их главные характеристики. Какой календарь мы используем в повседневной жизни? Насколько он точен? Каковы его положительные и отрицательные стороны?

6. Какие системы летоисчисления вам знакомы? Сообщите их главные характеристики. Какой системой летоисчисления мы пользуемся?

7. Как ориентироваться на местности по Солнцу? По Луне? По Полярной звезде?

8. Как определить географические координаты местности из астрономических наблюдений?

1. Сборник задач Г.П. Субботина , задания NN 76-78.
2. Сборник задач Е.П. Разбитной , задания NN 5-8 (I-III).
3. Страут Е.К. : проверочная работа N 3 темы "Практические основы астрономии" (варианты 1-5, преобразованные учителем в программированные задания).

Первый этап урока посвящен продолжению формирования системы понятий о космических и небесных явлениях. Напомнив (обсудив с учениками) определения понятий "космические явления", "небесные явления" и связь между ними, знакомим школьников с простейшими геометрическими интерпретациями ряда небесных явлений.

На втором этапе урока излагается обширный материал о солнечных и лунных затмениях, покрытиях звезд и планет Луной, прохождениях Венеры и Меркурия по диску Солнца, изменению блеска затменно-переменных звезд и других небесных явлениях. Важную роль в формировании данных понятий играет элемент наглядности: все они должны быть проиллюстрированы с помощью геометрических схем и сопровождаться демонстрациями рисунков, фотографий, диапозитивов и т.д. Помимо теллурия, объяснить особенности движение компонентов системы "Земля – Луна" и причины затмений поможет самодельный прибор Н.Д. Гамаюнова .

Затмения, прохождения и покрытия небесных светил

В ходе затмений, покрытий и прохождений одно небесное тело частично или полностью перекрывает световой поток, исходящий от поверхности другого небесного тела вдоль прямой, проходящей через центры этих светил.

1) Если А - Земля, В - Луна, С - Солнце, то на Земле наблюдается солнечное затмение (рис. 38).

Солнечные затмения происходят в новолуние, когда тень Луны падает на Землю; лунные затмения происходят в полнолуние, когда Луна входит в тень Земли. Угловые размеры Солнца и Луны почти совпадают (31њ 31¢ £ d ¤ £ 32њ 36¢ ; 29њ 20¢ £ d ¦ £ 33њ 32¢ ), и при расположении центров Земли, Луны и Солнца на одной линии затмения Солнца будут полными (d ¤ £ d m ) или кольцеобразными (d ¤ > d m ).

Рис. 38. Схема полного солнечного затмения

Лунная тень перемещается по поверхности Земли со скоростью 500-1000 м/с с запада на восток, образуя полосу затмения шириной от 40 до 200 км и длиной несколько тысяч километров, по обе стороны от которой в широкой зоне лунной полутени наблюдается частное солнечное затмение, в котором диск Луны закрывает от наблюдателя лишь часть солнечного диска.

Максимальная продолжительность полного солнечного затмения не превышает 7 минут 31 секунды.

2) Если А - Луна, В - Земля, С - Солнце, то на Земле наблюдается лунное затмение (рис. 39).

Рис. 39. Схема полного лунного затмения

Диаметр земной тени на расстоянии лунной орбиты втрое превышает диаметр Луны и полные лунные затмения продолжаются до 1 часа 40 минут, наблюдаясь практически на всей территории ночного полушария Земли. Когда Луна скрывается в тени Земли близ ее края, лунное затмение будет частным; когда Луна скрывается в полутени Земли, затмение будет полутеневым (невидимым невооруженным глазом).

Если бы Луна вращалась вокруг Земли в плоскости эклиптики, то солнечные затмения происходили бы каждое новолуние, а лунные в каждое полнолуние - 29,53 суток. Но плоскость лунной орбиты имеет наклон: i = 5њ 09¢ к плоскости эклиптики и затмения могут происходить лишь тогда, когда Луна пересекает плоскость эклиптики вблизи своего полнолуния или новолуния (проходит один из узлов своей орбиты) (рис. 40).

Промежуток времени в 27,2122... сут., за который Луна возвращается к тому же узлу своей орбиты, называется драконическим месяцем .

Он короче сидерического периода Луны и поэтому каждые 27,2122 суток Луна пересекает эклиптику в 1,5њ западнее предыдущей: узлы лунной орбиты непрерывно перемещаются по эклиптике навстречу Солнцу (рис. 41).

Рис. 41. Схема наступления солнечных затмений

Промежуток времени, за который центр диска Солнца проходит через один и тот же узел лунной орбиты, называется драконическим годом . T d = 346,62 cуток.

Солнечные затмения периодически повторяются, их наступление зависит от трех периодов: сидерического лунного месяца, драконического месяца и драконического года.

Сарос - промежуток времени, включающий целое число сидерических месяцев, драконических месяцев и драконических лет, равный 18 годам 11,3 суткам (10,3 сут.). Все затмения периодически повторяются через сарос, но поскольку он не содержит целого числа суток, каждое затмение повторяется при несколько иных условиях: путь лунной тени по земной поверхности смещается на 120њ .

Располагая данными об обстоятельствах предшествовавших затмений и саросе, можно путем относительно несложных вычислений предсказывать солнечные и лунные затмения на любой промежуток времени.

В результате расчетов было установлено, что ежегодно может произойти не менее 2 и не более 5 солнечных и не более 3 лунных затмений. На протяжении сароса происходит 41-43 солнечных и 26-29 лунных затмений.

Наблюдения солнечных затмений представляют большой интерес для науки: часто для наблюдений полных затмений снаряжаются экспедиции ученых разных стран мира. Важнейшими задачами наблюдений являются: уточнение теорий движения Земли и Луны, всестороннее изучение атмосферы Солнца, структуры и физических характеристик солнечной короны.

Наблюдения лунных затмений позволяют уточнить характеристики движения Луны и Земли, исследовать некоторые свойства земной атмосферы.

В первой половине ХХI века на территории России будут наблюдаться лишь три полных и кольцеобразных солнечных затмения:

Таблица 7

В первом десятилетии ХХI века на территории России будут наблюдаться следующие полные лунные затмения:

Таблица 8

Дата	Районы видимости в РФ
9. 11. 2003 г.	Европейская часть, северо-запад Сибири
4. 05. 2004 г.	Европейская часть, запад, центр и юг Сибири
28. 10. 2004 г.	Европейская часть России
3. 03. 2007 г.	Европейская часть, запад и центр Сибири
28. 08. 2007 г.	Дальний Восток
21. 02. 2008 г.	Европейская часть России
21. 12. 2010 г.	Север Европейской части, север и восток Сибири

Затмения происходят в системах тесных двойных звезд, при условии:

3) Если А - земля, В и С - звезды, образующие двойную систему и вращающиеся вокруг общего центра тяжести в плоскости, параллельной к лучу зрения земного наблюдателя. Вследствие точечных угловых размеров светил затмения в системах звезд наблюдаются в виде периодических изменений блеска системы: звезда на небе периодически то становится ярче, то слегка "гаснет" (рис. 42).

Рис. 42. График изменения блеска затменно-переменной звезды b Персея
(если звезда А ярче звезды В, то наблюдается вторичный, слабый минимум блеска;
если звезда В ярче А, наблюдается основной минимум блеска. При А>В (по размерам)
наблюдается кольцеобразное затмение, при A £ В наблюдается полное затмение
в системе звезд А и В)

Типичный представитель этого класса переменных , изменяющих свой блеск звезд -Алголь, b Персея, с периодом изменения блеска от 3,5 m до 2,3 m за 68 часов 49 минут. В переводе с арабского Алголь - "дьявол" или "глаз дьявола": арабские астрономы открыли (но не смогли объяснить) ее переменность около 2000 лет назад.

В настоящее время известно более 4000 затменно-переменных звезд .

Наблюдения затменно-переменных звезд позволяют определить размеры, массу, характеристики орбит звезд и получить ряд сведений об их физической природе.

Покрытия небесных светил наблюдаются при условии, когда видимые угловые размеры одного светила значительно превосходят угловые размеры другого светила:

4) Если А - Земля, В - Луна, С - звезда или планета, то на Земле наблюдается покрытие Луной этой звезды или планеты: светило скрывается за восточным краем Луны, чтобы спустя некоторое время вынырнуть из-за ее западного края (рис. 43). Наблюдения покрытий Луной звезд и планет помогают уточнить теорию движения Земли и Луны, в последнее время эти наблюдения стали привлекаться для прямых измерений размеров звезд.

Покрытия происходят также в системах планет-гигантов:

5) Если А - Земля, В - планета-гигант, С - звезда.

Эти явления происходят довольно редко и позволяют уточнить характеристики орбит планет. В 1976 году при наблюдении покрытия Ураном звезды были открыты кольца планеты.

Прохождениями одного небесного светила по диску другого называются явления, при которых одно светило проецируется на диск другого, имеющего большие угловые размеры:

6) Если А - Земля, В - Меркурий или Венера, С - Солнце, то на Земле наблюдается прохождение Меркурия или Венеры по диску Солнца. Крохотный кружочек - диск планеты проползает по солнечному диску от восточного к западному его краю (рис. 44).

Прохождения происходят и в системах планет-гигантов и в системах затменно-переменных (двойных звезд).

Наблюдения прохождений позволяют уточнить характеристики движения космических тел. При наблюдениях прохождения Венеры по диску Солнца в 1761 году М. В. Ломоносов открыл атмосферу Венеры.

Прохождения Меркурия по диску Солнца происходят раз в 10,3; 13 и 7 лет, прохождения Венеры наблюдаются гораздо реже - раз в 121,5; 105,2 и 7 лет (циклами).

Ученики самостоятельно дополняют табл. 6 сведениями об изученных на уроке космических и небесных явлениях. На это отводится до 5 минут, затем учитель проверяет и корректирует работу школьников.

Космические явления	Небесные явления, возникающие вследствие данных космических явлений
Вращение Луны вокруг Земли	Отображения истинного обращения Луны вокруг Земли: 1) видимое движение Луны по небесной сфере; 2) смена фаз Луны; 3) солнечные и лунные затмения; 4) покрытия звезд и планет Луной
Обращение планет Солнечной системы вокруг Солнца	1. Покрытия звезд дисками планет (планетных тел). 2. Явления в системе Солнце – внутренняя планета: - прохождение Меркурия и Венеры по диску Солнца. 3. Явления в системах планет и их спутников: - изменение положения спутника относительно диска планеты; - прохождения спутников по диску планет; - затмения спутников диском планет
Вращение компонент двойных звезд вокруг центра систем	Изменение блеска системы вследствие затмения (или покрытия) одной из звезд вторым компонентом системы

Изученный материал закрепляется в ходе решения задач. Желательно для повторения и обобщения пройденного материала предлагать ученикам комплексные задачи, условия и способы решения которых требуют применения всех или значительной части знаний, приобретенных при изучении раздела "Основы астрометрии":

Упражнение 5:

1. Задачи, предложенные Н.Е. Шатовской :

Какая из последовательностей лунных фаз соответствует действительности? Рис.45

Рис. 45

2. Какой из рисунков может быть иллюстрацией к отрывку из стихотворения В.Я. Брюсова: Рис.46

Рис. 46

"… Снова ночи обнаженные
Заглядятся в воды сонные,
Чтоб зардеться на заре.
Тучка легкая привесится
К золотому рогу месяца,
Будет таять в серебре…"

2. Может ли произойти покрытие Луной звезды Альтаир, a Орла?

3. Нарисуйте, как выглядело звездное небо в окрестностях Солнца в момент полного солнечного затмения 31 июля 1981 года, если экваториальные координаты планет: Меркурия: a = 7 h 53 m ; d = + 21њ 42¢ ; Венеры: a = 10 h 39 m ; d = + 9њ 55¢ ; Марса: a = 6 h 37 m ; d = +23њ 27¢ .

4. В какое время нужно выходить на улицу для наблюдений полного лунного затмения 9 января 2001 года, если начало частных фаз теневого затмения 18 h 42 m , а начало полного теневого затмения 19 h 50 m по Всемирному времени. Можно ли что-то заметить невооруженным взглядом в 20 h 50 m по московскому времени?

5. Какую картину будет видеть космонавт на Луне, когда на Земле наблюдается лунное затмение? Солнечное затмение?

6. Изготовление модели теллурия.

Наглядное пособие - прибор теллурий позволяет демонстрировать причины ряда небесных явлений, связанных с вращением Земли вокруг оси, обращением Луны вокруг Земли и обращением Земли вокруг Солнца:

1. Смену дня и ночи.
2. Зависимость освещенности северного и южного полушарий Земли от угла наклона земной оси к плоскости эклиптики.
3. Смену времен года.
4. Солнечные и лунные затмения.

Эти прибор выпускается для школьных кабинетов физики и географии, используется на уроках природоведения и "Ознакомления с окружающим миром". К сожалению, в настоящее время он есть уже не в каждой школе, а покупка нового прибора часто затруднительна. Однако вы можете сделать для своих и школьных нужд самодельный теллурий. Для этого вам потребуется: карманный фонарик, работающий на круглых батарейках, немного тонкой и прочной проволоки, разноцветный пластилин, акварельные краски и бумага.

Снимите с фонарика футляр со стеклом и отражателем, а лампочку покрасьте желтой краской - она будет изображать Солнце. Разрежьте проволоку на две части длиной в 10-15 см и 2-3 см, согните её так, как показано на рис. 47. Из пластилина слепите шарики размерами 2 см и 5 мм - модели Земли и Луны. Соберите установку так, как показано на рис. 47. "Луна" и "Земля" должны свободно вращаться вокруг своей оси и вокруг Солнца. Расчерченную на 12 ровных частей - "месяцев в году" полоску бумаги наклейте вокруг корпуса фонарика. Напишите на ней названия месяцев.

Рис. 47. Модель теллурия

<< Предыдущая

В древности солнечные и лунные затмения вызывали у людей суеверный ужас. Считалось, что затмения предвещают войны, голод, разорение, массовые болезни. Покрытие Солнца Луной называется солнечным затмением. Это очень красивое и редкое явление. Солнечное затмение наступает, если в момент новолуния Луна пересекает плоскость эклиптики.

Солнечное затмение.

Кольцеобразное солнечное затмение. 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).

На Луне тоже бывают солнечные затмения. На Земле в это время происходят лунные затмения. 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. 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.

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) Р = 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.

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.

Красноватый цвет диска во время полного лунного затмения обусловлен рассеиванием солнечных лучей а атмосфере Земли.

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.

Луна движется вокруг Земли в ту же сторону, в какую Земля вращается вокруг своей оси. Отображением этого движения, как мы знаем, является видимое перемещение Луны на фоне звезд навстречу вращению неба. Каждые сутки Луна смещается к востоку относительно звезд примерно на 13°, а через 27,3 сут возвращается к тем же звездам, описав на небесной сфере полный круг.

Период обращения Луны вокруг Земли относительно звезд (в инерциальной системе отсчета) называется звездным или сидерическим (от лат. sidus - звезда) месяцем . Он составляет 27,3 сут.

Видимое движение Луны сопровождается непрерывным изменением ее вида - сменой фаз . Происходит это оттого, что Луна занимает различные положения относительно освещающего ее Солнца и Земли. Схема, поясняющая смену фаз Луны, показана на рисунке 20.

Когда Луна видна нам как узкий серп, остальная часть ее диска тоже слегка светится. Это явление называется пепельным светом и объясняется тем, что Земля освещает ночную сторону Луны отраженным солнечным светом.

Промежуток времени между двумя последовательными одинаковыми фазами Луны называется синодическим месяцем (от греч. synodos - соединение); это период обращения Луны вокруг Земли относительно Солнца. Он равен (как показывают наблюдения) 29,5 сут.

Таким образом, синодический месяц длиннее сидерического. Это легко понять, зная, что одинаковые фазы Луны наступают при одинаковых ее положениях относительно Земли и Солнца. На рисунке 21 взаимное расположение Земли Т и Луны L соответствует моменту новолуния. Луна L через 27,3 сут, сделав полный оборот, займет прежнее положение относительно звезд. Земля Т за это время вместе с Луной пройдет по своей орбите относительно Солнца дугу ТТ 1 , равную почти 27°, так как каждые сутки она смещается примерно на 1°. Чтобы Луна L 1 заняла прежнее положение относительно Солнца и Земли Т 1 (пришла в новолуние), потребуется еще двое суток. Действительно, Луна проходит за сутки 360°:27,3 сут = 13°/сут, чтобы пройти дугу в 27°, ей необходимо. 27°: 13°/сут=2 сут. Так и получается, что синодический месяц Луны составляет около 29,5 земных суток.

Мы видим всегда только одно полушарие Луны. Это иногда воспринимается как отсутствие ее осевого вращения. На самом деле это объясняется равенством периодов вращения Луны вокруг оси и ее обращения вокруг Земли.

Проверьте это, обводя вокруг себя предмет и одновременно o поворачивая его вокруг оси с периодом, равным периоду обвода.

Вращаясь вокруг оси, Луна попеременно обращает к Солнцу разные свои стороны. Следовательно, на Луне происходит смена дня и ночи, и солнечные сутки равны синодическому периоду (ее обороту относительно Солнца). Таким образом, на Луне продолжительность дня равна двум земным неделям и две наши недели составляют там ночь.

Легко понять что фазы Земли и Луны взаимно противоположны. Когда Луна почти полная, Земля с Луны видна как узкий серп. На рисунке 42 представлена фотография неба и лунного горизонта с Землей, у которой видна лишь ее освещенная часть - меньше полукруга.

Упражнение 5

1. Серп Луны вечером обращен выпуклостью вправо и близок к горизонту. В какой стороне горизонта он находится?

2. Сегодня верхняя кульминация Луны произошла в полночь. Когда наступит следующая верхняя кульминация Луны?

3. Через какие промежутки времени звезды кульминируют на Луне?

2. Лунные и солнечные затмения

Земля и Луна, освещенные Солнцем (рис. 22), отбрасывают конусы тени (сходящиеся) и конусы полутени (расходящиеся). Когда Луна попадает в тень Земли полностью или частично, происходит полное или частное затмение Луны . С Земли оно видно одновременно отовсюду, где Луна над горизонтом. Фаза полного затмения Луны продолжается, пока Луна не начнет выходить из земной тени, и может длиться до 1 ч 40 мин. Солнечные лучи, преломляясь в атмосфере Земли, попадают в конус земной тени. При этом атмосфера сильно поглощает голубые и соседние с ними лучи (см. рис. 40), а пропускает внутрь конуса преимущественно красные, которые поглощаются слабее. Вот почему Луна при большой фазе затмения окрашивается в красноватый цвет, а не пропадает совсем. В старину затмения Луны боялись как страшного предзнаменования, считали, что "месяц обливается кровью". Лунные затмения бывают до трех раз в году, разделенные почти полугодовыми промежутками, и, конечно, лишь в полнолуние.

Солнечное затмение как полное видно только там, где на Землю падает пятно лунной тени . Диаметр пятна не превышает 250 км, и поэтому одновременно полное затмение Солнца видно лишь на малом участке Земли. Когда Луна перемещается по своей орбите, ее тень движется по Земле с запада на восток, вычерчивая последовательно узкую полосу полного затмения (рис. 23).

Там, где на Землю падает полутень Луны, наблюдается частное затмение Солнца (рис. 24).

Вследствие небольшого изменения расстояний Земли от Луны и Солнца видимый угловой диаметр Луны бывает то немного больше, то немного меньше солнечного, то равен ему. В первом случае полное затмение Солнца длится до 7 мин 40 с, в третьем - только одно мгновение, а во втором случае Луна вообще не закрывает Солнца целиком, наблюдается кольцеобразное затмение . Тогда вокруг темного диска Луны виден сияющий ободок солнечного диска.

На основе точного знания законов движения Земли и Луны вычислены на сотни лет вперед моменты затмений и то, где и как они будут видны. Составлены карты, на которых показаны полоса полного затмения, линии (изофазы), где затмение будет видно в одинаковой фазе, и линии, относительно которых для каждой местности можно отсчитать моменты начала, конца и середины затмения.

Солнечных затмений в году для Земли может быть от двух до пяти, в последнем случае непременно частных. В среднем в одном и том же месте полное солнечное затмение бывает видно чрезвычайно редко - лишь однажды в течение 200-300 лет.

Особый интерес для науки представляют полные затмения Солнца, наводившие ранее суеверный ужас на невежественных людей. Такие затмения считали предзнаменованием войны, конца света.

Астрономы предпринимают экспедиции в полосу полного затмения, чтобы в течение секунд, редко минут полной фазы изучать внешние разреженные оболочки Солнца, невидимые непосредственно вне затмения. Во время полного солнечного затмения небо темнеет, вдоль горизонта горит заревое кольцо - свечение атмосферы, освещенной лучами Солнца в местностях, где затмение неполное, вокруг черного солнечного диска простираются жемчужные лучи так называемой солнечной короны (см. рис. 69).

Если бы плоскость лунной орбиты совпадала с плоскостью, эклиптики, то в каждое новолуние происходило бы солнечное, а в каждое полнолуние - лунное затмение. Но плоскость лунной орбиты пересекает плоскость эклиптики под углом 5°9". Поэтому Луна обычно проходит севернее или южнее плоскости эклиптики, и затмений не происходит. Лишь в течение двух периодов в году, разделенных почти полугодом, когда в полнолунии и новолунии Луна находится вблизи эклиптики, возможно наступление затмения.

Плоскость лунной орбиты вращается в пространстве (это один из видов возмущений в движении Луны, производимых притяжением Солнца) * и за 18 лет делает полный поворот. Поэтому периоды возможных затмений смещаются по датам года. Ученые древности подметили периодичность в затмениях, связанную с этим 18-летним периодом, и могли поэтому приближенно предсказывать наступление затмений. Сейчас ошибки предвычисления моментов затмения составляют менее 1 с.

Сведения о предстоящих затмениях и об условиях их видимости даются в "Школьном астрономическом календаре".

Упражнение 6

1. Вчера было полнолуние. Может ли быть затмение Солнца завтра? через неделю?

2. Послезавтра будет солнечное затмение. Будет ли сегодня лунная ночь?

3. Можно ли с Северного полюса Земли наблюдать солнечное затмение 15 ноября? 15 апреля? Ответ пояснить.

4. Можно ли с Северного полюса Земли видеть лунные затмения, происходящие в июне и ноябре? Ответ пояснить.

5. Как отличить фазу затмения Луны от одной из ее обычных фаз?

6. Какова продолжительность солнечных затмений на Луне по сравнению с продолжительностью их на Земле?