Млад или стар месец?

Виждайки непълен диск на Луната в небето, не всеки може точно да определи дали е млад месец или вече е в упадък. Тесният сърп на новородения месец и полумесецът на старата Луна се различават само по това, че са изпъкнали в противоположни посоки. В северното полукълбо младият месец винаги е насочен с изпъкналата си страна надясно, старият - наляво. Как да запомните надеждно и точно кой месец на каква страна е обърнат?

Нека предложа този знак.

По сходството на сърпа или полумесеца с буквите Рили СЪСлесно се определя дали месецът пред нас расте (т.е. млад) или стар .

Французите също имат мнемоничен знак. Те съветват мислено да прикрепите права линия към рогата на полумесеца; Получават се латински букви d или r.Писмо д -инициал в думата “dernier” (последен) - показва последното тримесечие, т.е. стария месец. Писмо R -инициалът в думата “premier” (първи) показва, че Луната е във фаза първа четвърт, обикновено млада. Германците също имат правило, което свързва формата на Луната с определени букви.

Тези правила могат да се използват само в северното полукълбо на Земята. За Австралия или Трансваал значението ще бъде точно обратното. Но дори в северното полукълбо те може да не са приложими - по-специално в южните ширини.

Вече в Крим и Закавказието сърпът и полумесецът се накланят силно на една страна, а още по на юг те лежат напълно плоски. Близо до екватора полумесецът, висящ на хоризонта, изглежда или като гондола, която се люлее на вълните („совалката на луната“ в арабските приказки), или като лека арка. Тук не са подходящи нито руски, нито френски знаци - от легнала арка можете да направите и двете двойки букви по желание: РИ S, pИ д.

За да не се заблуждаваме относно възрастта на Луната в този случай, трябва да се обърнем към астрономически знаци: новолунието се вижда вечер в западната част на небето; стар - сутрин в източната част на небето.

Луна върху знамена

На фиг. 30 пред нас е турското знаме (бивше). Има изображение на полумесец и звезда. Това ни води до следните въпроси:

1. Полумесецът на кой месец е изобразен на знамето – млад или стар?

2. Може ли полумесецът и звездата да се видят в небето, както са показани на знамето?

Ориз. 30. Флаг на Турция (бивш).

1. Спомняйки си току-що посочения знак и като вземем предвид, че знамето принадлежи на държава в северното полукълбо, ние установяваме, че месецът на знамето стар.

Ориз. 31. Защо звездата не се вижда между роговете на месеца

2. Звездата не може да се види вътре в диска на Луната, завършен до кръг (фиг. 31, А).Всички небесни тела са много по-далеч от Луната и следователно трябва да бъдат закрити от нея. Те могат да се видят само отвъд ръба на неосветената част на Луната, както е показано на фиг. 31,6.

Любопитно е, че на съвременното знаме на Турция, което също съдържа изображение на лунен сърп и звезда, звездата е преместена от полумесеца точно както на фиг. 31, b.

Тайните на лунните фази

Луната получава своята светлина от Слънцето и следователно изпъкналата страна на лунните полумесеци трябва, разбира се, да бъде обърната към Слънцето. Художниците често забравят за това. На изложби на живопис не е необичайно да видите пейзаж с полумесец, обърнат към Слънцето с правата си страна; има и лунен сърп, обърнат към Слънцето с рогата си (фиг. 32).

Ориз. 32. Допусната е астрономическа грешка в пейзажа. Който? (Отговор в текст).

Трябва да се отбележи обаче, че правилното начертаване на новата луна не е толкова лесно, колкото изглежда. Дори опитни художници рисуват външните и вътрешните дъги на полумесеца във формата на полукръгове (фиг. 33, б).Междувременно само външната дъга има полукръгла форма, докато вътрешната е полуелипса, тъй като е полукръг (границата на осветената част), видима в перспектива (фиг. 33, А).

Ориз. 33. Как да (а) и как да не (б) изобразяваме полумесец

Не е лесно да се даде правилната позиция на полумесеца в небето. Полумесецът и полумесецът често са позиционирани спрямо слънцето по доста озадачаващ начин. Изглежда, че тъй като Луната е осветена от Слънцето, тогава правата линия, свързваща краищата на месеца, трябва да прави прав ъгъл с лъча, идващ от Слънцето към средата му (фиг. 34).

Ориз. 34. Положение на лунния сърп спрямо Слънцето

С други думи, центърът на Слънцето трябва да е върху перпендикуляр, прекаран през средата на правата линия, свързваща краищата на месеца. Това правило обаче се спазва само за тесен полумесец, разположен близо до Слънцето. На фиг. Фигура 35 показва позицията на месеца в различни фази спрямо лъчите на Слънцето. Впечатлението е сякаш лъчите на Слънцето се огъват, преди да стигнат до Луната.

Ориз. 35. В какво положение спрямо Слънцето виждаме Луната в различни фази.

Отговорът се крие в следното. Лъчът, преминаващ от Слънцето към Луната, всъщност е перпендикулярен на линията, свързваща краищата на месеца, а в космоса представлява права линия. Но нашето око рисува не тази права линия в небето, а нейната проекция върху вдлъбнатия свод на небето, тоест крива линия. Ето защо ни се струва, че Луната е „окачена неправилно“ на небето. Художникът трябва да изучава тези характеристики и да може да ги пренесе върху платното.

Двойна планета

Двойна планета е Земята и Луната. Те имат право на това име, защото нашият спътник се откроява рязко сред спътниците на други планети поради значителните си размери и маса по отношение на централната си планета. В Слънчевата система има спътници, които са абсолютно по-големи и по-тежки, но в сравнение с централната си планета са много по-малки от нашата Луна спрямо Земята. Всъщност диаметърът на нашата Луна е повече от една четвърт от този на Земята, а диаметърът спрямо най-големия спътник на други планети е само една десета от диаметъра на нейната планета (Тритон е спътник на Нептун). Освен това масата на Луната е 1/81 от тази на Земята; Междувременно най-тежкият от спътниците, който съществува в Слънчевата система, III спътник на Юпитер, е по-малко от 10 000 от масата на централната му планета.

Плочата на страница 86 показва каква част от масата на централната планета е масата на големите сателити.Можете да видите от това сравнение, че нашата Луна, по своята маса, съставлява най-големия дял от централната планета.

Третото нещо, което дава право на системата Земя-Луна да претендира за името „двойна планета“ е непосредствената близост на двете небесни тела. Много спътници на други планети обикалят на много по-големи разстояния: някои от спътниците на Юпитер (например деветият, фиг. 36) обикалят 65 пъти по-далеч.

Ориз. 36. Системата Земя-Луна в сравнение със системата Юпитер (размерите на самите небесни тела са показани без мащаб)

Във връзка с това е любопитният факт, че пътят, описан от Луната около Слънцето, се различава много малко от пътя на Земята. Това ще изглежда невероятно, ако си спомните, че Луната се движи около Земята на разстояние от почти 400 000 км. Да не забравяме обаче, че докато Луната прави една обиколка около Земята, самата Земя успява да измине с нея приблизително 13-та част от годишния си път, т.е. 70 000 000 км. Представете си кръговия път на Луната - 2 500 000 км - разтегнат на 30 пъти по-голямо разстояние. Какво ще остане от кръглата му форма? Нищо. Ето защо пътят на Луната близо до Слънцето почти се слива с орбитата на Земята, отклонявайки се от нея само с 13 едва забележими издатини. Може да се докаже с просто изчисление (с което няма да натоварваме изложението тук), че пътят на Луната навсякъде е насочен към нейното Слънце вдлъбнатост . Грубо казано, изглежда като изпъкнал тринадесетстранен триъгълник с меко заоблени ъгли.

На фиг. 37 виждате точно изображение на траекториите на Земята и Луната в продължение на един месец. Пунктираната линия е пътя на Земята, плътната линия е пътя на Луната. Те са толкова близо един до друг, че за да ги изобразим поотделно, трябваше да вземем много голям мащаб на чертежа: диаметърът на земната орбита тук е равен на? Ако взехме 10 см за него, тогава най-голямото разстояние в чертежа между двете пътищата биха били по-малки от дебелината на линиите, които ги изобразяват. Гледайки тази рисунка, вие сте ясно убедени, че Земята и Луната се движат около Слънцето почти по една и съща траектория и че името двойна планета им е присвоено от астрономите съвсем основателно.

Ориз. 37. Месечен път на Луната (плътна линия) и Земята (пунктирана линия) около Слънцето

И така, за наблюдател, поставен на Слънцето, пътят на Луната ще изглежда като леко вълниста линия, почти съвпадаща с орбитата на Земята. Това изобщо не противоречи на факта, че по отношение на Земята Луната се движи по малка елипса.

Причината, разбира се, е, че, гледайки от Земята, ние не забелязваме преносимото движение на Луната заедно със Земята в орбитата на Земята, тъй като ние самите участваме в него.

Защо Луната не пада върху Слънцето?

Въпросът може да изглежда наивен. Защо, за бога, Луната би паднала върху Слънцето? В крайна сметка Земята го привлича по-силно от далечното Слънце и естествено го кара да се върти около себе си.

Читателите, които мислят по този начин, ще бъдат изненадани да научат, че е точно обратното: Луната е по-силно привлечена от Слънцето, не от Земята!

Изчислението показва, че това е така. Нека сравним силите, които привличат Луната: силата на Слънцето и силата на Земята. И двете сили зависят от две обстоятелства: от големината на привличащата маса и от разстоянието на тази маса от Луната. Масата на Слънцето е 330 000 пъти по-голяма от масата на Земята; Слънцето би привличало Луната същия брой пъти по-силно от Земята, ако разстоянието до Луната е еднакво и в двата случая.

Но Слънцето е около 400 пъти по-далеч от Луната, отколкото Земята. Силата на привличане намалява пропорционално на квадрата на разстоянието; следователно привличането на Слънцето трябва да бъде намалено с 400 2, т.е. 160 000 пъти. Това означава, че слънчевата гравитация е по-силна от земната с 330 000/160 000, т.е. повече от два пъти.

И така, Луната се привлича от Слънцето два пъти повече, отколкото от Земята. Защо тогава всъщност Луната не пада върху Слънцето? Защо Земята все още принуждава Луната да се върти около нея, вместо действието на Слънцето да поеме това?

Луната не пада върху Слънцето по същата причина, поради която Земята не пада върху него; Луната се върти около Слънцето заедно със Земята и притегателният ефект на Слънцето се изразходва без следа в постоянното прехвърляне на двете тела от прав пътв извита орбита, т.е праволинейно движениев криволинейна. Просто погледнете фиг. 38 за проверка на казаното.

Някои читатели все още може да имат известни съмнения. Как изобщо излиза това? Земята дърпа Луната към себе си. Слънцето дърпа Луната с по-голяма сила, а Луната, вместо да пада върху Слънцето, обикаля около Земята? Наистина би било странно, ако Слънцето привличаше само Луната. Но тя привлича Луната заедно със Земята, цялата „двойна планета“ и, така да се каже, не пречи на вътрешните отношения на членовете на тази двойка един с друг. Строго погледнато, общият център на тежестта на системата Земя-Луна е привлечен от Слънцето; Този център (наречен барицентър) се върти около Слънцето под въздействието на слънчевата гравитация. Намира се на разстояние 2/3 от радиуса на Земята от центъра на Земята към Луната. Луната и центърът на Земята се въртят около барицентъра, завършвайки едно завъртане всеки месец.

Видими и невидими страни на Луната

Сред ефектите, осигурени от стереоскоп, нищо не е толкова поразително, колкото гледката на Луната. Тук виждате със собствените си очи, че Луната наистина е сферична, докато в реалното небе изглежда плоска, като поднос за чай.

Но колко трудно е да се получи такава стереоскопична снимка на нашия сателит, мнозина дори не подозират. За да го направите, трябва да сте добре запознати с особеностите на капризните движения на нощното светило.

Факт е, че Луната обикаля около Земята по такъв начин, че една и съща страна е обърната към нея през цялото време. Докато се движи около Земята, Луната също се върти около собствената си ос и двете движения се извършват за един и същ период от време.

На фиг. 38 виждате елипса, която трябва ясно да изобразява орбитата на Луната. Чертежът умишлено засилва удължението на лунната елипса; всъщност ексцентрицитетът на лунната орбита е 0,055 или 1/18. Невъзможно е точно да се изобрази лунната орбита в малък чертеж, така че окото да може да я различи от кръг: при голямата полуос, измерваща дори цял метър, малката полуос би била само с 1 мм по-къса от нея; Земята би била отдалечена от центъра само на 5,5 см. За по-лесно разбиране на по-нататъшното обяснение на фигурата е нарисувана по-издължена елипса.

Ориз. 38. Как Луната се движи около Земята по своята орбита (подробности в текста)

И така, представете си, че елипсата на фиг. 38 е пътят на Луната около Земята. Земята е поставена в точка ОТНОСНО -в един от фокусите на елипсата. Законите на Кеплер се прилагат не само за движенията на планетите около Слънцето, но и за движенията на спътниците около централните планети, по-специално за революцията на Луната. Според втория закон на Кеплер Луната изминава това разстояние за четвърт месец. AE,каква е площта OABCDEсе равнява на 1/4 площта на елипсата, т.е MABCD(равни площи OAUИ ЛУДв нашия чертеж се потвърждава от приблизителното равенство на площите MOQИ EQD).И така, след четвърт месец Луната пътува от Апреди д.Въртенето на Луната, както и въртенето на планетите като цяло, за разлика от въртенето им около Слънцето, става равномерно: за 1/4 месец тя се завърта точно на 90°. Следователно, когато Луната е в Д,радиус на Луната, обърнат към Земята в точка а,ще опише дъга от 90° и няма да бъде насочена към точка М,и до някаква друга точка, вляво М,близо до друг фокус Рлунна орбита. Тъй като Луната леко обръща лицето си настрани от земния наблюдател, той ще може да види тясна ивица от невидимата преди това половина от дясната страна. В точката ELupaпоказва на земния наблюдател по-тясна ивица от обикновено невидимата си страна, защото ъгълът OFPпо-малък ъгъл OER.В точката G –в апогея на орбитата - Луната заема същото положение спрямо Земята, както в перигея А.Докато се движи по-нататък, Луната се отклонява от Земята в обратна посока, показвайки на нашата планета друга ивица от нейната невидима страна: тази ивица първо се разширява, след това се стеснява и в точката АЛуната заема предишната си позиция.

Убедени сме, че поради елипсовата форма на лунната траектория нашият спътник не е обърнат към Земята с точно същата половина. Луната неизменно е обърната със същата страна не към Земята, а към друг фокус на своята орбита. За нас тя се люлее около средната позиция като кантар; оттук и астрономическото име на това люлеене: „либрация” - от латинската дума „libra”, което означава „люспи”. Степента на либрация във всяка точка се измерва чрез съответния ъгъл; например в точката либрацията е равна на ъгъла OER.Най-голямата стойност на либрацията е 7°53?, т.е. почти 8°.

Интересно е да се наблюдава как ъгълът на либрация се увеличава и намалява, докато Луната се движи по своята орбита. Ще го поставим двърха на компаса и опишете дъгата, минаваща през фокусите ОТНОСНОИ Р.Ще пресече орбитата на точки Б и Е.Ъгли OVRИ OFPкакто е вписано равен на половината централен ъгъл ODP.От това заключаваме, че когато Луната се движи от Апреди длибрацията расте бързо в началото, в даден момент INдостига половината от максимума, след което продължава бавно да се увеличава; по пътя от дпреди Елибрацията намалява отначало бавно, след това бързо. Във втората половина на елипсата либрацията променя стойността си със същата скорост, но в обратна посока. (Степента на либрация във всяка точка от орбитата е приблизително пропорционална на разстоянието на Луната от голямата ос на елипсата.)

Това колебание на Луната, което току-що разгледахме, се нарича либрация по дължина. Нашият спътник е подложен и на друга либрация - по ширина. Равнината на лунната орбита е наклонена към равнината на екватора на Луната с 6?°. Следователно, ние виждаме Луната от Земята в някои случаи малко от юг, в други от север, гледайки малко в „невидимата“ половина на Луната през нейните полюси. Тази либрация по ширина достига 6?°.

Нека сега обясним как астрономът-фотограф използва описаното леко люлеене на Луната около нейната средна позиция, за да получи нейни стереоскопични снимки. Читателят вероятно се досеща, че за това е необходимо да се изчакат две позиции на Луната, при които в едната тя да бъде завъртяна спрямо другата под достатъчен ъгъл. По точки A и B, B и C, C и D ии т.н. Луната заема толкова различни позиции спрямо Земята, че са възможни стереоскопични снимки. Но тук сме изправени пред нова трудност: в тези позиции разликата в възрастта на Луната, 1?-2 дни, е твърде голяма, така че лентата на лунната повърхност близо до кръга на осветеност в една снимка е вече излиза от сянката. Това е неприемливо за стереоскопични изображения (лентата ще блести като сребро). Възниква трудна задача: да се чакат еднакви фази на Луната, които се различават по величината на либрацията (по дължина), така че кръгът на осветяване да минава над едни и същи части от лунната повърхност. Но това не е достатъчно: и в двете позиции трябва да има равни колебания по ширина.

Нашият читател едва ли ще направи лунни стерео снимки. Методът за получаването им е обяснен тук, разбира се, не с практическа цел, а само за да се вземат предвид характеристиките на лунното движение, които дават възможност на астрономите да видят малка ивица от страната на нашия спътник, обикновено недостъпна за наблюдателят. Благодарение на двете лунни либрации ние виждаме като цяло не половината от цялата лунна повърхност, а 59% от нея. Преди пускането на третия в Съветския съюз космическа ракетакъм Луната 41% от лунната повърхност е била недостъпна за изследване.

Никой не знаеше как е устроена тази част от лунната повърхност. Направени са гениални опити чрез продължаване на задните части на лунните гребени и светлинни ивици, преминаващи от невидимата към видимата част на Луната, да се скицират някои детайли от недостъпната за нас половина. В резултат на изстрелването на автоматичната междупланетна станция "Луна-3" на 4 октомври 1959 г. са получени снимки на обратната страна на Луната. Съветските учени получиха правото да дават имена на новооткритите лунни образувания. Кратерите са кръстени на видни личностинаука и култура - Ломоносов, Циолковски, Жолио-Кюри и др., са дадени имена на две нови морета - Морето на Москва и Морето на мечтите. Обратната страна на Луната е заснета за втори път от съветската сонда Зонд-3, изстреляна на 18 юли 1965 г.

През 1966 г. Луна 9 плавно кацна на Луната и предаде изображение на лунния пейзаж на Земята. През 1969 г. лунното Море на спокойствието изпитва проблеми. Кабината за кацане на американския самолет потъна на сухото дъно на това „море“. космически кораб"Аполо 11". Астронавтите Нийл Армстронг и Едуин Олдрин станаха първите хора, стъпили на Луната. Те инсталираха няколко инструмента, взеха проби от лунната почва и се върнаха на кораба, който ги чакаше в орбита. Аполо 11 е пилотиран от Майкъл Колинс. До края на 1972 г. още пет американски експедиции са посетили Луната.

По същото време в СССР бяха изстреляни автоматични станции към Луната. През 1970 г. Луна 16, слизайки на повърхността на Луната, за първи път взема проби от лунна почва и ги доставя на Земята. През същата година Луна-17 изстреля самоходния Луноход-1 на повърхността на нашия спътник. Този осемколесен робот, който прилича едновременно на костенурка и армейска полева кухня, измина почти 11 километра за 301 дни и предаде на Земята 20 000 изображения, 200 панорами и извърши изследване на почвата в 500 точки.

Малко по-късно Луна 20 върна на Земята проби от почвата от планинския район на Луната, недостъпен за астронавтите. През 1973 г. Луна-21 изпраща Луноход-2 на мисия, която изминава 37 км за 4,5 месеца, изследвайки терена и състава на почвата. И двата колесни робота бяха управлявани от Земята по радиото и систематично предаваха снимки на лунни пейзажи и резултати от анализ на почвата в контролния център. Автоматичната станция Луна-24 (1976 г.) проби лунна почвана дълбочина 2 m и достави на Земята 170 g от своите проби.

Често изразяваната идея за съществуването на атмосфера и вода от обратната страна на Луната е неоснователна и противоречи на законите на физиката: ако няма атмосфера и вода от едната страна на Луната, то не може да ги има и от другата (ще се върнем към този въпрос).

Втора луна и лунна луна

От време на време в пресата се появяват съобщения, че един или друг наблюдател е успял да види втория спътник на Земята, нейната втора Луна.

Въпросът за съществуването на втори спътник на Земята не е нов. Има дълга история зад гърба си. Всеки, който е чел романа на Жул Верн „От пистолет до Луната“, вероятно си спомня, че там вече се споменава втората Луна. Той е толкова малък, а скоростта му е толкова голяма, че жителите на Земята не могат да го наблюдават. Френският астроном Пети, казва Жул Берн, подозирал за съществуването му и определил периода на въртенето му около Земята на 3 часа 20 м. Разстоянието му от повърхността на Земята е 8140 км. Любопитно е, че английското списание “Knowledge” в статия за астрономията на Жул Верн смята споменаването на Пети, както и самия Пети, за просто измислени. Всъщност няма споменаване на този астроном в никоя енциклопедия. И все пак посланието на романиста не е измислено. Директорът на обсерваторията в Тулуза Пети през 50-те години на миналия век наистина защити съществуването на втора Луна - метеорит с орбитален период 3 часа и 20 м, обикалящ обаче не на 8000, а на 5000 км от земната повърхност. повърхност. Това мнение се споделя още тогава от малцина астрономи, а впоследствие е напълно забравено. Теоретично няма нищо ненаучно в предположението за съществуването на втори, много малък спътник на Земята. Но нещо такова небесно тялое трябвало да се наблюдава не само в онези редки моменти, когато преминава (очевидно) през диска на Луната или Слънцето. Дори и да се завърти толкова близо до Земята, че с всяко завъртане трябва да се потопи в широката земна сянка, тогава дори и в този случай ще бъде възможно да го видите на сутрешното и вечерното небе да блести като ярка звезда в лъчите на слънце С бързото си движение и честите завръщания тази звезда би привлякла вниманието на много наблюдатели. В моментите на пълно слънчево затъмнение втората Луна също няма да убегне от погледа на астрономите. С една дума, ако Земята наистина имаше втори спътник, той щеше да се наблюдава доста често. Междувременно нямаше нито едно неоспоримо наблюдение.

Строго погледнато, Земята има, в допълнение към Луната, още два спътника. Не изкуствени, а напълно естествени. И то не мъничко, а със същия размер като самата Луна. Но въпреки че тези „луни“ са открити отдавна (през 1956 г. от полския астроном Кордилевски), много малко хора са успели да ги видят. Работата е там, че тези сателити се състоят изцяло от прах. Тези прашни „Луни“ се движат сред звездите по същия път като истинската Луна и със същата скорост. Едната е на 60 градуса пред Луната, другата е на същото разстояние. И те са разделени от Земята на същото разстояние като Луната. Ръбовете на тези "Луни" са замъглени, което прави наблюдението много трудно.

Наред с проблема за втората Луна беше повдигнат и въпросът дали нашата Луна има свой малък спътник - „луната на Луната“.

Но е много трудно директно да се провери съществуването на такъв лунен спътник. Астрономът Мултън изразява следните съображения относно това:

„Когато Луната свети с пълна светлина, нейната светлина или светлината на Слънцето не позволява да се различи много малко тяло в близост до нея. Само в моменти на лунни затъмнения спътникът на Луната може да бъде осветен от Слънцето, докато съседните области на небето ще бъдат свободни от влиянието на разсеяната светлина на Луната. Така само по време на лунни затъмнения човек може да се надява да открие малко тяло, обикалящо около Луната. Такива изследвания вече са правени, но не са дали реални резултати.

Защо Луната няма атмосфера?

Този въпрос принадлежи към онези, които стават по-ясни, ако първо ги обърнете, така да се каже. Преди да говорим защо Луната не задържа атмосфера около себе си, нека зададем въпроса: защо задържа атмосфера около нашата собствена планета? Нека си припомним, че въздухът, като всеки газ, е хаос от несвързани молекули, които се движат бързо в различни посоки. Средната им скорост при t = 0 °C – около? км в секунда (скорост на куршума). Защо не се разпръснат в открития космос? По същата причина, поради която куршум от пушка не лети в открития космос. След като са изчерпали енергията на движението си за преодоляване на силата на гравитацията, молекулите падат обратно на Земята. Представете си молекула близо до земната повърхност, летяща вертикално нагоре със скорост? км в секунда. Колко високо може да лети? Лесно се изчислява: скорост v, височина на повдигане чи гравитационно ускорение жса свързани със следната формула:

v 2 = 2gh.

Нека заместим вместо v неговата стойност - 500 m/s, вместо g – 10 m/s 2, имаме

h = 12 500 m = 12? км.

Но ако въздушните молекули не могат да летят над 12? км,тогава откъде идват въздушните молекули над тази граница? В края на краищата, кислородът, който съставлява нашата атмосфера, се е образувал близо до земната повърхност (от въглероден диоксид в резултат на дейността на растенията). Каква сила ги е повдигнала и задържа на надморска височина от 500 километра, където със сигурност е установено наличието на следи от въздух? Тук физиката дава същия отговор, който бихме чули от някой статистик, ако го попитаме: „Средната продължителност на човешкия живот е 70 години; Откъде идват 80-годишните хора?“ Работата е там, че изчислението, което направихме, се отнася за средна, а не за реална молекула. Средната молекула има втора скорост от? km, но реалните молекули се движат някои по-бавно, други по-бързо от средното. Вярно е, че процентът на молекулите, чиято скорост забележимо се отклонява от средната, е малък и бързо намалява с увеличаване на величината на това отклонение. От общия брой молекули, съдържащи се в даден обем кислород при 0°, само 20% имат скорост от 400 до 500 m в секунда; приблизително същия брой молекули се движат със скорост 300–400 m/s, 17% – със скорост 200–300 m/s, 9% – със скорост 600–700 m/s, 8% – при скорост 700–800 m/s, 1% – при скорост 1300–1400 m/s. Малка част (по-малко от една милионна част) от молекулите имат скорост от 3500 m/s, като тази скорост е достатъчна, за да могат молекулите да летят дори до 600 km височина.

Наистина ли, 3500 2 = 20ч, където h=12250000/20тоест над 600 км.

Наличието на кислородни частици на височина стотици километри над земната повърхност става ясно: това следва от физични свойствагазове Молекулите на кислорода, азота, водната пара и въглеродния диоксид обаче не притежават скорост, която да им позволи напълно да напуснат земното кълбо. Това изисква скорост от поне 11 км в секунда, а само единични молекули от тези газове имат такава скорост при ниски температури. Ето защо Земята държи толкова здраво атмосферната си обвивка. Изчислено е, че за загубата на половината запас дори от най-лекия от газовете в земната атмосфера - водорода - трябва да минат няколко години, изразени в 25 цифри. Милиони години няма да направят никаква промяна в състава и масата на земната атмосфера.

За да обясним сега защо Луната не може да поддържа подобна атмосфера около себе си, остава да кажем малко.

Гравитационното привличане на Луната е шест пъти по-слабо от това на Земята; Съответно скоростта, необходима за преодоляване на силата на гравитацията там също е по-малка и равна на само 2360 m/s. И тъй като скоростта на молекулите на кислорода и азота при умерени температури може да надвиши тази стойност, ясно е, че Луната ще трябва непрекъснато да губи своята атмосфера, ако трябва да я образува.

Когато най-бързата от молекулите се изпари, други молекули ще придобият критична скорост (това е следствие от закона за разпределение на скоростите между газовите частици) и все повече и повече нови частици от атмосферната обвивка трябва безвъзвратно да избягат в открития космос.

След достатъчен период от време, незначителен в мащаба на Вселената, цялата атмосфера ще напусне повърхността на такова слабо привлекателно небесно тяло.

Може да се докаже математически, че ако средната скорост на молекулите в атмосферата на една планета е дори три пъти по-малка от максималната (т.е. за Луната е 2360: 3 = 790 m/s), тогава такава атмосфера трябва да се разсее наполовина в рамките на няколко седмици. (Атмосферата на небесното тяло може да се запази стабилно само ако средната скорост на неговите молекули е по-малка от една пета от максималната скорост.) Предполага се — или по-скоро мечта — че с течение на времето, когато земното човечество посети и завладее Луната, ще я обгради с изкуствена атмосфера и така ще я направи подходяща за обитаване. След казаното за читателя трябва да стане ясна неосъществимостта на такова начинание.

Липсата на атмосфера на нашия спътник не е случайност, не е прищявка на природата, а естествено следствие от физическите закони.

Също така е ясно, че причините, поради които е невъзможно съществуването на атмосфера на Луната, трябва да определят липсата й като цяло на всички световни тела със слаба гравитация: на астероиди и на повечето планетарни спътници.

Измерения на лунния свят

Това, разбира се, е ясно посочено от цифрови данни: диаметър на Луната (3500 км), повърхност, обем. Но числата, които са незаменими при изчисленията, са безсилни да дадат това визуално представяне на размерите, което въображението ни изисква. Ще бъде полезно да се обърнем към конкретни сравнения за това.

Нека сравним лунния континент (в края на краищата Луната е твърд континент) с континентите на земното кълбо (фиг. 39). Това ще ни каже повече от абстрактното твърдение, че общата повърхност на лунното кълбо е 14 пъти по-малка от земната. По отношение на броя на квадратните километри, повърхността на нашия спътник е само малко по-малка от повърхността на Америка. И тази част от Луната, която е обърната към Земята и е достъпна за нашето наблюдение, е почти точно равна на площта на Южна Америка.

Ориз. 39. Размерът на Луната в сравнение с континента Европа (не бива обаче да се заключава, че повърхността на лунното кълбо е по-малка от повърхността на Европа)

За да се изясни размерът на лунните „морета“ в сравнение със земните, на фиг. 40 на картата на Луната контурите на Черно и Каспийско море са насложени в същия мащаб. Веднага става ясно, че лунните „морета“ не са особено големи, въпреки че заемат забележима част от диска. Sea of ​​​​Clarity, например (170 000 км 2 ), приблизително в 2? пъти по-малко от Каспийско.

Но сред пръстеновидните планини на Луната има истински гиганти, които не съществуват на Земята. Например, кръглата шахта на връх Грималди покрива повърхност, по-голяма от площта на езерото Байкал. Една малка държава, като Белгия или Швейцария, може да се побере изцяло в тази планина.

Ориз. 40. Земните морета в сравнение с лунните. Черно и Каспийско море, пренесени на Луната, биха били там по-големи от всички лунни морета (цифрите показват: 1 – Море на дъждовете, 2 – Море на яснотата, 3 – Море на спокойствието, 4 – Море на изобилието, 5 – Море на нектар)

Лунни пейзажи

Снимките на лунната повърхност се възпроизвеждат в книги толкова често, че появата на характерните черти на лунния релеф - пръстеновидни планини (фиг. 41), "кратери" - вероятно е позната на всеки от нашите читатели. Възможно е други да са наблюдавали лунните планини през малка тръба; За целта е достатъчна тръба с 3 см обектив.

Ориз. 41. Типични пръстеновидни планини на Луната

Но нито снимките, нито наблюденията през телескоп дават представа как би изглеждала лунната повърхност за наблюдател на самата Луна. Стоейки точно до лунните планини, наблюдателят би ги видял от различна гледна точка, отколкото през телескоп. Едно е да гледаш дадена тема голяма надморска височинаи нещо съвсем различно - отстрани отблизо. Нека покажем с няколко примера как се проявява тази разлика. Планината Ератостен изглежда от Земята като пръстеновидна шахта с връх вътре. През телескоп изглежда смел и остър благодарение на ясните, незамъглени сенки. Погледнете обаче профила му (фиг. 42): виждате, че в сравнение с огромния диаметър на кратера - 60 km - височината на шахтата и вътрешния конус е много малка; Нежността на склоновете допълнително прикрива тяхната височина.

Ориз. 42. Профил на Голямата околовръстна планина

Представете си, че сега се скитате в този кратер и не забравяйте, че неговият диаметър е равен на разстоянието от езерото Ладога до Финския залив. Тогава едва ли ще уловите пръстеновидната форма на ствола; освен това изпъкналостта на почвата ще скрие долната й част от вас, тъй като лунният хоризонт е два пъти по-тесен от земния (съответстващ на четири пъти по-малкия диаметър на лунното кълбо). На Земята човек със среден ръст, стоящ на равен терен, вижда около себе си не повече от 5 км. Това следва от формулата за диапазона на хоризонта

Където Д -пробег в км, ч –височина на очите в км, R –радиус на планетата в км.

Като заместим в него данните за Земята и Луната, откриваме, че за човек със среден ръст разстоянието до хоризонта е

на Земята………,4,8 км,

на Луната……….2,5 км.

Каква картина би изглеждала за наблюдател в голям лунен кратер е показано на фиг. 43. (Пейзажът е изобразен за друг голям кратер - Архимед.) Не е ли вярно: огромна равнина с верига от хълмове на хоризонта малко прилича на това, което обикновено си представят, когато се казват думите "лунен кратер"?

Ориз. 43. Каква картина би видял един наблюдател, ако стоеше в центъра на голяма пръстеновидна планина на Луната.

Озовавайки се от другата страна на шахтата, извън кратера, наблюдателят също би видял нещо различно от очакваното. Външният склон на пръстеновидната планина (вж. фиг. 42) се издига толкова леко, че пътникът изобщо няма да го види като планина и най-важното е, че няма да може да бъде убеден, че хълмистият хребет, който вижда, е пръстеновидна планина с кръгъл басейн. За да направите това, ще трябва да прекосите билото му, а дори и тук, както вече обяснихме, нищо забележително не очаква лунния алпинист.

В допълнение към огромните пръстеновидни лунни планини обаче има много малки кратери на Луната, които лесно се виждат, дори да стоят в непосредствена близост. Но височината им е незначителна; наблюдателят едва ли ще бъде поразен от нещо необичайно тук. Но лунните планински вериги, които носят имената на земни планини: Алпи, Кавказ, Апенините и др., се конкурират със земните по височина и достигат 7–8 км. На сравнително малката Луна те изглеждат доста впечатляващо.

Ориз. 44. Половин грахово зърно хвърля дълга сянка при косо осветление

Липсата на атмосфера на Луната и свързаната с нея острота на сенките създават любопитна илюзия, когато се наблюдават през телескоп: най-малките неравности в почвата се увеличават и изглеждат много изпъкнали. Поставете половината грахово зърно с издутината нагоре. Голям ли е? И вижте каква дълга сянка хвърля (фиг. 44). При странично осветление на Луната сянката е 20 пъти по-голяма от височината на тялото, което я хвърля, и това послужи добре на астрономите: благодарение на дългите сенки обекти с височина 30 м могат да се наблюдават през телескоп на Луната , Но същото обстоятелство ни принуждава да преувеличаваме неравностите на лунната повърхност почвата. Планината Пико, например, се очертава толкова ясно през телескоп, че не можете да не си я представите като остра и стръмна скала (фиг. 45). Така са я представяли в миналото. Но, наблюдавайки го от лунната повърхност, ще видите съвсем различна картина - това, което е показано на фиг. 46.

Но други характеристики на лунния релеф, напротив, се подценяват от нас. Чрез телескоп наблюдаваме тънки, едва забележими пукнатини на повърхността на Луната и ни се струва, че те не могат да играят значителна роляв лунен пейзаж.

Ориз. 45. Планината Пико се смяташе за стръмна и остра

Ориз. 46. ​​​​Всъщност планината Пико има много леки склонове.

Ориз. 47. Така наречената „Права стена” на Луната; изглед с телескоп

Но пренесени на повърхността на нашия спътник, щяхме да видим на тези места в краката си дълбока черна бездна, простираща се далеч отвъд хоризонта. Друг пример. На Луната има така наречената „права стена“ - отвесна издатина, пресичаща една от нейните равнини. Виждайки тази стена през телескоп (фиг. 47), ние забравяме, че тя е висока 300 m; застанали в основата на стената, щяхме да бъдем поразени от нейната огромност. На фиг. 48 художникът се опита да изобрази тази отвесна стена, видима отдолу: краят й се губи някъде зад хоризонта: все пак тя се простира на 100 км! По същия начин тънките пукнатини, видими през силен телескоп на лунната повърхност, в действителност трябва да представляват огромни повреди (фиг. 49).

Ориз. 48. Как трябва да изглежда „Правата стена“ на наблюдател, разположен близо до нейната основа

Ориз. 49. Една от лунните „пукнатини“, наблюдавана в непосредствена близост.

Лунно небе

Черен небосвод

Ако един жител на Земята можеше да се озове на Луната, три изключителни обстоятелства биха привлекли вниманието му преди другите.

Странният цвят на дневното небе на Луната веднага ще привлече вниманието ви: вместо обичайния син купол, ще има напълно черно небе, осеяно с яркия блясък на Слънцето! - много звезди, ясно видими, но изобщо не мигат. Причината за това явление е липсата на атмосфера на Луната.

„Синият свод на ясното и чисто небе“, казва Фламарион на характерния си живописен език, „нежната руменина на зората, величественият блясък на вечерния здрач, очарователната красота на пустините, мъгливата далечина на полета и ливади и вие , огледалните води на езерата, от древни времена отразяващи далечните лазурни небеса, съдържащи цялата безкрайност в дълбините си - вашето съществуване и цялата ви красота зависят изключително от онази светлинна обвивка, която се простира над земното кълбо. Без нея нито една от тези картини, нито един от тези пищни цветове нямаше да съществува. Вместо лазурно синьо небе, ще бъдете заобиколени от безкрайно черно пространство; вместо величествени изгреви и залези, дните рязко, без преходи, щяха да отстъпят място на нощите, а нощите на дните. Вместо нежната полусветлина, която цари навсякъде, където ослепителните лъчи на Слънцето не падат директно, ярка светлина ще има само на места, пряко осветени от дневната светлина, а на всички останали ще има гъста сянка.

Земя в небето на луната

Втората атракция на Луната е огромният диск на Земята, висящ в небето. Ще изглежда странно за пътника, че земното кълбо, което е изоставено, когато лети до Луната на дъното , изведнъж се озовах тук нагоре .

Във Вселената няма един връх и дъно за всички светове и не трябва да ви учудва, че ако оставите Земята долу, ще я видите горе, докато сте на Луната.

Дискът на Земята, висящ в лунното небе, е огромен: неговият диаметър е приблизително четири пъти по-голям от диаметъра на познатия лунен диск в земното небе. Това е третият удивителен факт, който очаква лунния пътешественик. Ако през лунните нощи нашите пейзажи са доста добре осветени, тогава нощите на Луната, с лъчите на пълната Земя с диск 14 пъти по-голям от лунния, трябва да са необичайно светли. Яркостта на една звезда зависи не само от нейния диаметър, но и от отразяващата способност на нейната повърхност. В това отношение земната повърхност е шест пъти по-голяма от лунната; следователно светлината на пълна Земя трябва да осветява Луната 90 пъти по-силно, отколкото цял месец осветява Земята. В „земните нощи“ на Луната би било възможно да се чете дребен шрифт. Осветяването на лунната почва от Земята е толкова ярко, че ни позволява от разстояние 400 000 км да различим нощната част на лунното кълбо под формата на неясно трептене вътре в тесен полумесец; тя се нарича "пепелна светлина" на Луната. Представете си 90 пълни луни, изливащи светлината си от небето, и вземете предвид и липсата на атмосфера на нашия спътник, която да поглъща част от светлината, и ще добиете известна представа за очарователната картина на лунните пейзажи, наводнени в средата на нощта със сиянието на пълната Земя.

Може ли лунен наблюдател да различи очертанията на континенти и океани върху земния диск? Често срещано погрешно схващане е, че Земята в небето на Луната представлява нещо подобно на училищен глобус. Ето как го изобразяват художниците, когато трябва да нарисуват земното кълбо в световното пространство: с контурите на континентите, със снежна шапка в полярните региони и други подробности. Всичко това трябва да се припише на сферата на фантазията. На земното кълбо, когато се наблюдава отвън, такива детайли не могат да бъдат разграничени. Да не говорим за облаците, които обикновено покриват половината от земната повърхност, самата наша атмосфера силно разсейва слънчевите лъчи; следователно Земята трябва да изглежда ярка и непрозрачна за окото като Венера. Астрономът от Пулково Г.А., който изучава този въпрос. Тихов написа:

„Гледайки Земята от космоса, бихме видели диск с цвета на много белезникаво небе и едва ли ще различим каквито и да е детайли от самата повърхност. Значителна част от слънчевата светлина, падаща върху Земята, успява да бъде разпръсната в космоса от атмосферата и всички нейни примеси, преди да достигне самата повърхност на Земята. И това, което се отразява от самата повърхност, отново ще има време да отслабне значително поради ново разсейване в атмосферата.

И така, докато Луната ясно ни показва всички детайли на повърхността си, Земята крие лицето си от Луната и всъщност от цялата вселена под блестящо покривало на атмосферата.

Но това не е единствената разлика между лунното нощно светило и земното. На нашето небе месецът изгрява и залязва, описвайки пътя си заедно със звездния купол. В лунното небе Земята не извършва такова движение. Тя не изгрява и не залязва там, не участва в подреденото, изключително бавно шествие на звездите. Той виси почти неподвижно в небето, заемайки определена позиция за всяка точка на Луната, докато звездите бавно се плъзгат зад него. Това е следствие от особеността на лунното движение, която вече разгледахме, а именно, че Луната винаги е обърната към Земята с една и съща част от повърхността си. За лунен наблюдател Земята виси почти неподвижно в небесния свод. Ако Земята стои в зенита на някакъв лунен кратер, тогава тя никога не напуска своето зенитно положение. Ако от някаква точка се вижда на хоризонта, той завинаги остава на хоризонта на това място. Само лунните либрации, които вече обсъдихме, донякъде нарушават тази неподвижност. Звездното небе прави бавното си въртене зад земния диск на 27 1/3 от нашия ден; Слънцето обикаля небето на 29? дни, планетите извършват подобни движения и само една Земя почива почти неподвижно в черното небе.

Но оставайки на едно място, Земята бързо, на всеки 24 часа, се върти около оста си и ако нашата атмосфера беше прозрачна, Земята би могла да служи като най-удобния небесен часовник за бъдещите пътници на междупланетни космически кораби. Освен това Земята има същите фази, каквито показва Луната на нашето небе. Това означава, че нашият свят не винаги блести на лунното небе като пълен диск: понякога се появява под формата на полукръг, понякога под формата на сърп, повече или по-малко тесен, понякога под формата на непълен кръг, в зависимост от това каква част от осветената от Слънцето половина на Земята е обърната към Луната. Като нарисува взаимно споразумениеСлънце, Земя и Луна, можете лесно да видите, че Земята и Луната трябва да показват противоположни фази една на друга.

Когато наблюдаваме новолуние, лунен наблюдател трябва да вижда пълния диск на Земята - „пълна Земя“; напротив, когато имаме пълнолуние, на Луната има „нова земя“ (фиг. 50). Когато видим тесния сърп на новия месец, от Луната можем да се възхищаваме на Земята в нейната гибел, а на пълния диск липсва точно такъв сърп, какъвто Луната ни показва в този момент. Фазите на Земята обаче не са толкова рязко дефинирани като лунните: земната атмосфера размива границата на светлината, създавайки този постепенен преход от ден към нощ и обратно, който наблюдаваме на Земята под формата на здрач.

Ориз. 50. „Нова Земя“ на Луната. Черният диск на Земята е заобиколен от ярка граница на блестящата атмосфера на Земята

Друга разлика между земните фази и лунните фази е следната. На Земята никога не виждаме Луната точно в момента на новолунието. Въпреки че обикновено стои над или под Слънцето (понякога с 5°, т.е. 10 от диаметъра му), така че тесният ръб на лунното кълбо, осветен от Слънцето, да може да бъде видим, той все още е недостъпен за нашето зрение: блясъкът на слънцето отблясва скромния блясък на сребърната нишка на новолунието. Обикновено забелязваме новолунието само на възраст от два дни, когато има време да се отдалечи на достатъчно разстояние от Слънцето, и само в редки случаи (през пролетта) - на възраст от един ден. Това не е така, когато се наблюдава „нова земя“ от Луната: там няма атмосфера, разпръскваща блестящ ореол около дневната светлина. Звездите и планетите не се губят там в лъчите на Слънцето, а ясно се открояват в небето в непосредствена близост до него. Следователно, когато Земята не е точно пред Слънцето (т.е. не по време на затъмнения), а малко над или под него, тя винаги се вижда в черното, обсипано със звезди небе на нашия спътник във формата на тънък сърп с рога, обърнати към слънцето (фиг. 51). Докато се отдалечава от Земята вляво от Слънцето, сърпът сякаш се търкаля надясно.

Ориз. 51. "Млада" Земя в небето на Луната. Белият кръг под земния сърп е Слънцето

Феномен, съответстващ на току-що описания, може да се види чрез наблюдение на Луната през малък телескоп: при пълнолуние дискът на нощната звезда не се вижда от нас под формата на пълен кръг; тъй като центровете на Луната и Слънцето не лежат на една права линия с окото на наблюдателя, на лунния диск липсва тесен полумесец, който се плъзга като тъмна ивица близо до ръба на осветения диск вляво, докато Луната се движи надясно. Но Земята и Луната винаги показват противоположни фази една спрямо друга; следователно в описания момент лунният наблюдател би трябвало да е видял тънък полумесец на „нова земя“.

Ориз. 52. Бавни движения на Земята в близост до лунния хоризонт поради либрация. Прекъснати линии - пътя на центъра на земния диск

Вече забелязахме мимоходом, че либрациите на Луната трябва да повлияят на факта, че Земята не е напълно неподвижна в лунното небе: тя се колебае около средното си положение в посока север-юг с 14°, а на запад-изток с 16°. За тези точки на Луната, където Земята се вижда на самия хоризонт, нашата планета би трябвало понякога да изглежда сякаш залязва и скоро след това отново изгрява, описвайки странни криви (фиг. 52). Този вид изгрев или залез на Земята на едно място на хоризонта, без да обикаля цялото небе, може да продължи много земни дни.

Затъмнения на Луната

Нека допълним очертаната сега картина на лунното небе с описание на онези небесни зрелища, наречени затъмнения. Има два вида затъмнения на Луната: слънчеви и „земни“. Първите не приличат на познатите ни слънчеви затъмнения, но са изключително зрелищни по свой начин. Те се случват на Луната в онези моменти, когато на Земята има лунни затъмнения, тъй като тогава Земята е поставена на линията, свързваща центровете на Слънцето и Луната. В тези моменти нашият спътник се потапя в сянката, хвърлена от земното кълбо. Всеки, на когото се е случвало да види Луната в такива моменти, знае, че тя не е напълно лишена от светлина, не изчезва от окото; обикновено се вижда във вишневочервени лъчи, проникващи вътре в конуса на земната сянка. Ако в този момент се пренесем на повърхността на Луната и погледнем оттам Земята, ясно бихме разбрали причината за червеното осветяване: в небето на Луната земното кълбо, поставено пред яркия, въпреки че много по-малко Слънце, изглежда като черен диск, заобиколен от пурпурна граница на атмосферата си. Именно тази граница осветява Луната, потопена в сянката, с червеникава светлина (фиг. 53).

Ориз. 53. Прогрес на слънчево затъмнение на Луната: Слънцето C постепенно залязва зад земния диск 3, висейки неподвижно в лунното небе.

Слънчевите затъмнения на Луната продължават не няколко минути, както на Земята, а повече от 4 часа – колкото са нашите лунни затъмнения, защото по същество това са нашите лунни затъмнения, само че се наблюдават не от Земята, а от Луната. .

Що се отнася до „земните“ затъмнения, те са толкова незначителни, че едва ли заслужават името затъмнения. Те се случват в онези моменти, когато на Земята се виждат слънчеви затъмнения. На големия диск на Земята лунните наблюдатели биха видели малък движещ се черен кръг - това са щастливи области от земната повърхност, откъдето могат да се любуват на затъмнението на Слънцето.

Трябва да се отбележи, че затъмнения като нашите слънчеви не могат да се наблюдават никъде другаде в планетарната система. Дължим този изключителен спектакъл на едно случайно обстоятелство: Луната, закривайки Слънцето от нас, е точно толкова пъти по-близо до нас от Слънцето, колкото пъти лунният диаметър е по-малък от слънчевия - съвпадение, което не се повтаря на всяка друга планета.

Защо астрономите наблюдават затъмнения?

Благодарение на отбелязаната сега авария, дългият конус на сянката, който нашият спътник постоянно влачи зад себе си, достига точно до земната повърхност (фиг. 54). В интерес на истината средната дължина на конуса на лунната сянка е по-малка от средното разстояние на Луната от Земята и ако имахме работа само със средни стойности, щяхме да стигнем до извода, че общото слънчеви затъмненияПри нас никога не се случва. Те всъщност се случват, защото Луната се движи около Земята по елипса и в някои части на орбитата е с 42 200 км по-близо до повърхността на Земята, отколкото в други: разстоянието на Луната варира от 363 300 до 405 500 км.

Ориз. 54. Краят на конуса на лунната сянка се плъзга по земната повърхност; на покрити от него места се наблюдава слънчево затъмнение

Плъзгайки се по земната повърхност, краят на лунната сянка рисува върху нея „линията на видимост на слънчево затъмнение“. Тази ивица е не по-широка от 300 км, така че броят населени места, награден със зрелището на слънчево затъмнение, всеки път е доста ограничен. Ако към това добавим, че продължителността на пълното слънчево затъмнение се изчислява в минути (не повече от осем), тогава става ясно, че пълното слънчево затъмнение е изключително рядко зрелище. За всяка дадена точка от земното кълбо това се случва веднъж на два или три века.

Затова учените буквално преследват слънчевите затъмнения, екипирайки специални експедиции до тези, понякога много отдалечени за тях, места на земното кълбо, откъдето може да се наблюдава това явление. Слънчевото затъмнение от 1936 г. (19 юни) се виждаше като пълно само отвътре съветски съюз, а за да го наблюдават за две минути, при нас дойдоха 70 чуждестранни учени от десет различни страни. В същото време усилията на четири експедиции бяха пропилени поради облачно време. Обхватът на работата на съветските астрономи за наблюдение на това затъмнение беше изключително голям. На пълното затъмнение са изпратени около 30 съветски експедиции.

През 1941 г., въпреки войната, съветското правителство организира редица експедиции, разположени по цялата ивица на затъмнението от Азовско море до Алмати. А през 1947 г. съветска експедиция отива в Бразилия, за да наблюдава пълното затъмнение на 20 май. Особено голям мащаб в СССР придобиват наблюденията на слънчевите затъмнения на 25 февруари 1952 г., 30 юни 1954 г. и 15 февруари 1961 г. На 30 май 1965 г. съветска експедиция наблюдава затъмнение на малкия остров Мануе в югозападната част на част Тихи океан.

Въпреки че лунните затъмнения се случват един път и половина по-рядко от слънчевите, те се наблюдават много по-често. Този астрономически парадокс се обяснява много просто.

Слънчево затъмнение може да се наблюдава на нашата планета само в ограничена зона, за която Слънцето е скрито от Луната; в рамките на тази тясна ивица то е пълно за някои точки и частично за други (т.е. Слънцето е само частично затъмнено). Моментът на настъпване на слънчевото затъмнение също е различен за различните точки на ивицата, не защото има разлика в изчисляването на времето, а защото лунната сянка се движи по земната повърхност и различни точки са покрити от нея в различни моменти. пъти.

Лунното затъмнение протича по съвсем различен начин. Наблюдава се веднага над цялата половина на земното кълбо, където по това време се вижда Луната, тоест е над хоризонта.

Последователните фази на лунното затъмнение настъпват за всички точки на земната повърхност в един и същи момент; разликата се дължи само на разликата във времето.

Ето защо астрономът няма нужда да „ловува“ за лунни затъмнения: те идват при него сами. Но за да „хванете“ слънчево затъмнение, понякога трябва да пътувате много далеч. Астрономите изпращат експедиции до тропически острови, далеч на запад или изток, само за да наблюдават покриването на слънчевия диск от черния кръг на Луната за няколко минути.

Има ли смисъл да се екипират скъпи експедиции за такива мимолетни наблюдения? Не е ли възможно да се направят същите наблюдения, без да се чака Луната случайно да скрие Слънцето? Защо астрономите изкуствено не създадат слънчево затъмнение, като скрият изображението на Слънцето в телескоп с непрозрачен кръг? Тогава би било възможно, изглежда, да се наблюдават безпроблемно тези околности на Слънцето, от които астрономите толкова се интересуват по време на затъмнения.

Такова изкуствено слънчево затъмнение обаче не може да доведе до това, което се наблюдава, когато Слънцето е скрито от Луната. Факт е, че слънчевите лъчи, преди да стигнат до очите ни, преминават през земната атмосфера и се разпръскват тук от частиците на въздуха. Ето защо небето през деня ни изглежда като светлосин свод, а не черен, осеян със звезди, както би ни изглеждало дори през деня при липса на атмосфера. Покривайки Слънцето с кръг, но оставайки на дъното на въздушния океан, въпреки че предпазваме окото от преките лъчи на дневната светлина, атмосферата над нас все още е наводнена със слънчева светлина и продължава да разпръсква лъчите, засенчвайки звезди. Това не се случва, ако затъмняващият екран е извън атмосферата. Луната е точно такъв екран, разположен сто пъти по-далеч от осезаемата граница на атмосферата. Слънчевите лъчи се забавят от този екран, преди да проникнат в земната атмосфера, и следователно няма разсейване на светлината в сенчестата лента. Вярно, не напълно: малко лъчи проникват в зоната на сенките, разпръснати от околните светли зони и следователно небето в момента на пълно слънчево затъмнение никога не е толкова черно, колкото в полунощ; Виждат се само най-ярките звезди.

Какви задачи си поставят астрономите при наблюдение на пълно слънчево затъмнение? Нека отбележим основните.

Първият е наблюдението на така нареченото „обръщане“ на спектралните линии във външната обвивка на Слънцето. Линиите на слънчевия спектър, които при нормални условия са тъмни на светла ивица от спектъра, стават светли за няколко секунди на тъмен фон след момента на пълно покриване на Слънцето от диска на Луната: спектърът на поглъщане се превръща в емисионен спектър. Това е така нареченият „флаш спектър“. Въпреки че това явление, което предоставя ценен материал за преценка на природата на външната обвивка на Слънцето, може при определени условия да бъде наблюдавано не само по време на затъмнение, то се открива толкова ясно по време на затъмнения, че астрономите се стремят да не пропускат такава възможност .

Ориз. 55. В момента на пълно слънчево затъмнение "слънчевата корона" пламва около черния диск на Луната

Втората задача е изследователската. слънчева корона . Короната е най-забележителното от явленията, наблюдавани в моменти на пълно слънчево затъмнение: около напълно черния кръг на Луната, ограден от огнени издатини (изпъкналости) на външната обвивка на Слънцето, перлен ореол с различни размери и форми блести при различни затъмнения (фиг. 55). Дългите лъчи на това сияние често са няколко пъти по-големи от слънчевия диаметър, а яркостта обикновено е само половината от яркостта на пълната Луна.

По време на затъмнението от 1936 г. слънчевата корона беше изключително ярка, по-ярка от пълната Луна, което рядко се случва. Дългите, донякъде размазани лъчи на короната се простираха над три или повече слънчеви диаметъра; цялата корона се появи под формата на петлъчева звезда, чийто център беше зает от тъмния диск на Луната.

По време на затъмнения астрономите фотографират короната, измерват нейната яркост и изучават нейния спектър. Всичко това помага да се проучи неговата физическа структура.

Ориз. 56. Едно от последствията обща теориятеория на относителността - отклонението на светлинните лъчи под въздействието на гравитационната сила на Слънцето. Според теорията на относителността земен наблюдател в G вижда звезда в точка E по посока на правата линия TDFE, докато в действителност звездата е в точка E и изпраща лъчите си по извития път EBFDT. В отсъствието на Слънцето светлинният лъч от звездата към Земята T би бил насочен по права линия

Третата задача, поставена едва през последните десетилетия, е да се провери едно от следствията на общата теория на относителността. Според теорията на относителността лъчите на звездите, преминавайки покрай Слънцето, се влияят от неговото силно привличане и претърпяват отклонение, което трябва да се разкрие във видимото изместване на звездите в близост до слънчевия диск (фиг. 56). Проверката на това следствие е възможна само по време на пълно слънчево затъмнение.

Измервания по време на затъмненията от 1919, 1922, 1926 и 1936 г. не даде, строго погледнато, решаващи резултати и въпросът за експериментално потвърждение на посоченото следствие от теорията на относителността остава открит и до днес.

Това са основните причини, поради които астрономите напускат своите обсерватории и отиват на отдалечени, понякога много негостоприемни места, за да наблюдават слънчевите затъмнения.

Що се отнася до самата картина на пълно слънчево затъмнение, в нашата художествена литература има отлично описание на този рядък природен феномен (В. Г. Короленко „При затъмнението“; описанието се отнася за затъмнението през август 1887 г.; наблюдението е направено на бреговете на Волга, в град Юриевец .) Ето откъс от историята на Короленко с малки пропуски:

„Слънцето потъва за минута в широко мъгливо място и се появява от облака вече значително повредено...

Сега това се вижда с просто око, подпомогнато от тънката пара, която все още дими във въздуха, омекотявайки ослепителния блясък.

Тишина. Тук-там се чува нервно, тежко дишане...

Мина половин час. Денят грее почти по същия начин, облаците покриват и разкриват слънцето, носещо се отгоре във формата на сърп.

Сред младежите цари безгрижно вълнение и любопитство.

Старци въздишат, старици пъшкат някак истерично, а някои дори крещят и охкат, сякаш от зъбобол.

Денят започва забележимо да бледнее. Лицата на хората придобиват уплашен оттенък, сенките на човешки фигури лежат на земята, бледи и неясни. Слизащият параход се носи като някакъв призрак. Очертанията му станаха по-леки и загубиха дефиницията на цветовете. Количеството светлина очевидно намалява, но тъй като няма кондензирани вечерни сенки, няма игра на светлина, отразена в долните слоеве на атмосферата, този здрач изглежда необичаен и странен. Пейзажът сякаш се размива в нещо; тревата губи своята зеленина, планините сякаш губят тежката си плътност.

Въпреки това, докато тънкият ръб на слънцето във формата на полумесец остава, все още цари впечатлението за много блед ден и ми се стори, че историите за тъмнината по време на затъмнението са преувеличени. „Наистина ли е възможно – помислих си – тази останала нищожна слънчева искра, горяща като последната забравена свещ в необятния свят, да означава толкова много?.. Възможно ли е наистина, когато угасне, внезапно да настъпи нощта падане?"

Но тази искра изчезна. Някак стремглаво, сякаш изскочило с усилие иззад тъмна завеса, то искря с нов златен блясък и угасна. И с това плътен мрак се изля на земята. Улових момента, в който в мрака се появи пълна сянка. Появи се на юг и като огромно одеяло бързо прелетя над планините, покрай реките, през полята, раздуха цялото небесно пространство, обви ни и в миг се затвори на север. Сега стоях долу, на плиткото на брега, и гледах назад към тълпата. В него се възцари гробна тишина... Фигурите на хора се сляха в една тъмна маса...

Но това не беше обикновена нощ. Беше толкова светло, че окото неволно потърси сребристата лунна светлина, пронизваща синия мрак на обикновена нощ. Но никъде нямаше блясък, никакво синьо. Изглеждаше сякаш тънка пепел, неразличима за окото, се разпръсна отгоре на земята или сякаш най-тънката и плътна мрежа висеше във въздуха. И там, някъде отстрани, в горните слоеве, се усеща една осветена въздушна далечина, която прозира в нашия мрак, слива сенките, лишава мрака от неговата форма и плътност. И над цялата объркана природа на прекрасна панорама тичат облаци и между тях се води спираща дъха борба... Кръгло, тъмно, враждебно тяло, подобно на паяк, блесна към яркото слънце и те се втурват заедно в небето - големи височини. Един вид сияние, струящо в променливи нюанси иззад тъмния щит, придава на спектакъла движение и живот, а облаците допълнително засилват илюзията с тревожното си, безшумно движение.“

Лунните затъмнения не представляват за съвременните астрономи изключителния интерес, който се свързва със слънчевите затъмнения. Нашите предци са виждали лунните затъмнения като удобни възможности за потвърждаване на сферичната форма на Земята. Поучително е да си припомним ролята, която изиграха тези доказателства в историята. околосветско плаванеМагелан. Когато след изморително дълго пътуване през безлюдните води на Тихия океан, моряците изпаднаха в отчаяние, решавайки, че безвъзвратно са се отдалечили от твърдата земя във водна шир, която никога няма да свърши, Магелан сам не загуби кураж. „Въпреки че църквата постоянно настояваше въз основа на Свещеното писание, че Земята е обширна равнина, заобиколена от води“, казва спътникът на великия мореплавател, „Магелан черпи твърдост от следното съображение: по време на затъмненията на Луната, сянката хвърлената от Земята е кръгла и каквато е сянката, толкова трябва да има и предмет, който да я хвърля...” В древните книги по астрономия дори намираме рисунки, обясняващи зависимостта на формата на лунната сянка от формата на Земята (фиг. 57).

Ориз. 57. Древна рисунка, обясняваща идеята, че по външния вид на земната сянка върху диска на Луната може да се прецени формата на Земята

Сега вече нямаме нужда от такива доказателства. Но лунните затъмнения позволяват да се прецени структурата на горните слоеве земен атмосфера, базирана на яркостта и цвета на Луната. Както знаете, Луната не изчезва безследно в земната сянка, но продължава да се вижда в слънчевите лъчи, огъвайки се вътре в конуса на сянката. Силата на осветеността на луната в тези моменти и нейните цветови нюанси са от голям интерес за астрономията и, както е установено, са в неочаквана връзка с числото слънчеви петна. В допълнение, феноменът на лунните затъмнения наскоро се използва за измерване на скоростта на охлаждане на лунната почва, когато тя е лишена от слънчева топлина (ще се върнем към това по-късно).

Защо затъмненията се повтарят след 18 години?

Много преди нашата ера вавилонските наблюдатели на небето забелязаха, че поредица от затъмнения - слънчеви и лунни - се повтарят на всеки 18 години и 10 дни. Този период е наречен "Сарос". Използвайки го, древните предсказвали настъпването на затъмненията, но не знаели какво определя такава регулярна периодичност и защо „сарос” има точно тази, а не друга продължителност. Обосновката за периодичността на затъмненията е открита много по-късно, в резултат на внимателно изследване на движението на Луната.

Какво е орбиталното време на Луната? Отговорът на този въпрос може да варира в зависимост от момента, в който революцията на Луната около Земята се счита за завършена. Астрономите разграничават пет вида месеци, от които сега ни интересуват само два:

1. Така нареченият "синодичен" месец, т.е. периодът от време, през който Луната прави пълен оборот в своята орбита, ако наблюдавате това движение от Слънцето. Това е периодът от време, който минава между две еднакви фази на Луната, например от новолуние до новолуние. То е равно на 29,5306 дни.

2. Така нареченият драконов месец, т.е. периодът, след който Луната се връща в същия „възел“ на своята орбита ( възел – пресичане на лунната орбита с равнината на земната орбита). Продължителността на един такъв месец е 27,2122 дни.

Затъмненията, както е лесно да се разбере, се случват само в моменти, когато Луната, във фаза на пълнолуние или новолуние, е в един от своите възли: тогава нейният център е на една права линия с центровете на Земята и Слънцето . Очевидно, ако днес се случи затъмнение, то трябва да се случи отново след такъв период от време, че цяло число синодични и драконови месеци : тогава ще се повторят условията, при които се случват затъмненията.

Как да намерите подобни периоди от време? За да направим това, трябва да решим уравнението

Където хИ y –цели числа. Представяйки го като пропорция

виждаме, че най-малкият точен решенията на това уравнение са:

x = 272 122………. y = 295 306.

Оказва се огромен, десетки хиляди години, период от време, практически безполезен. Древните астрономи бяха доволни от решението близо . Най-удобният начин за намиране на приближения в такива случаи се осигурява от непрекъснати дроби. Нека разширим дробта

до непрекъснато. Работи така. Елиминирайки цялото число, имаме

В последната дроб разделете числителя и знаменателя на числителя:

Числител и знаменател на дроб

разделете на числителя и направете същото в бъдеще. В крайна сметка получаваме

От тази фракция, като вземем първите й връзки и изхвърлим останалите, получаваме следните последователни приближения:

Петата фракция в тази серия вече дава достатъчна точност. Ако се спрете на това, т.е. приемете x = 223, a y = 242, тогава периодът на повторение на затъмненията ще бъде равен на 223 синодични месеца или 242 драконови.

Това възлиза на 6585 1/3 дни, т.е. 18 години 11,3 дни (или 10,3 дни).

Това е произходът на сарос. Знаейки откъде идва, можем да разберем колко точно могат да се предскажат затъмненията с негова помощ. Виждаме, че като се има предвид сарос, равен на 18 години и 10 дни, 0,3 дни се изхвърлят. Това трябва да означава, че затъмненията, планирани за такъв съкратен период, ще се случат на други часовнициден от предишния път (около 8 часа по-късно) и само когато се използва период, равен на тройния точен Сарос, затъмненията ще се повторят в почти същите моменти от деня. Освен това Saros не взема предвид промените в разстоянието на Луната от Земята и Земята от Слънцето, промени, които имат своя собствена периодичност; Тези разстояния определят дали слънчевото затъмнение ще бъде пълно или не. Следователно Saros позволява да се предскаже само, че затъмнението ще настъпи в определен ден, но дали ще бъде пълно, частично или пръстеновидно и дали може да се наблюдава на същите места като предишния път, не може да се каже.

И накрая, случва се също така, че незначително частично затъмнение на Слънцето след 18 години намалява фазата му до нула, тоест изобщо не се наблюдава; и, обратно, понякога стават видими малки частични затъмнения на Слънцето, които преди не са били наблюдавани.

Астрономите не използват сарос в наши дни. Капризните движения на земния спътник са проучени толкова добре, че сега затъмненията се предсказват с точност до секунда. Ако прогнозираното затъмнение не се беше случило, съвременните учени биха били готови да признаят всичко друго, но не и грешката в изчисленията. Това беше уместно отбелязано от Жул Верн, който в романа си „Земята на кожите“ говори за астроном, който тръгнал на полярно пътешествие, за да наблюдава слънчево затъмнение. Противно на прогнозата, това не се случи. Какво заключение направи астрономът от това? Той обяви на околните, че леденото поле, на което се намират, не е континент, а плаващ леден къс, изнесен морско течениеза лентата на затъмнението. Това твърдение скоро беше оправдано. Ето пример за дълбока вяра в силата на науката!

Възможно ли е да?

Очевидци разказват, че по време на лунно затъмнение им се случило да наблюдават диска на Слънцето от едната страна на небето близо до хоризонта, а в същото време от другата страна - потъмнелия диск на Луната.

Подобни явления са наблюдавани през 1936 г. - в деня на частично лунно затъмнение на 4 юли. „4 юли вечерта в 20:00ч. 31 мин. Луната изгря и в 20ч. 46 мин. Слънцето залязваше и в момента, когато Луната изгряваше, настъпи лунно затъмнение, въпреки че Луната и Слънцето се виждаха едновременно над хоризонта. Бях много изненадан от това, защото светлинните лъчи се движат по права линия“, ми пише един от читателите на тази книга.

Картината е наистина мистериозна: въпреки че, противно на вярванията на момичето на Чехов, е невъзможно да се „види линията, свързваща центъра на Слънцето и Луната“ през опушено стъкло, но психическото й рисуване покрай Земята с такова разположение е доста възможно. Може ли да настъпи затъмнение, ако Земята не блокира Луната от Слънцето? Може ли да се вярва на такъв разказ на очевидец?

В действителност обаче в подобно наблюдение няма нищо невероятно. Фактът, че Слънцето и затъмнената Луна се виждат на небето едновременно, се дължи на огъването на светлинните лъчи в земната атмосфера. Благодарение на тази кривина, наречена „атмосферна рефракция“, всяко светило се появява пред нас по-висок истинската му позиция (стр. 48, фиг. 15). Когато видим Слънцето или Луната близо до хоризонта, те са геометрично разположени По-долу хоризонт. Следователно не е невъзможно дискът на Слънцето и затъмнената Луна да се виждат над хоризонта едновременно.

„Обикновено“, казва Фламарион в това отношение, „те посочват затъмненията от 1666, 1668 и 1750 г., когато тази странна характеристика се проявява най-рязко. Няма нужда обаче да се стига толкова далеч. 15 февруари 1877 г. Луната изгря в Париж в 5 часа. 29 мин. Слънцето залезе в 5 часа. 39 минути, а междувременно пълното затъмнение вече е започнало. На 4 декември 1880 г. в Париж се случи пълно лунно затъмнение: на този ден Луната изгря в 4 часа, а Слънцето залезе в 4 часа и 2 минути и това беше почти в средата на затъмнението, което продължи от 3 часа. 3 мин. до 4 часа 33 мин. Ако това не се наблюдава много по-често, това се дължи само на липса на наблюдатели. За да видите Луната в пълно затъмнение преди залез или след изгрев, просто трябва да изберете място на Земята, така че Луната да е на хоризонта близо до средата на затъмнението.“

Какво не всеки знае за затъмненията

1. Колко дълго могат да продължат слънчевите и лунните затъмнения?

2. Колко затъмнения могат да се случат за една година?

3. Има ли години без слънчеви затъмнения? И без лунни?

4. Кога ще бъде следващото пълно слънчево затъмнение, видимо в Русия?

5. По време на затъмнение от коя страна черният диск на Луната се приближава към Слънцето - отдясно или отляво?

6. От кой ръб започва лунното затъмнение - отдясно или отляво?

7. Защо светлинните петна в сянката на листата имат формата на сърпове по време на слънчево затъмнение (фиг. 58)?

8. Каква е разликата между формата на слънчевия сърп по време на затъмнение и формата на нормален полумесец на луната?

9. Защо слънчевото затъмнение се гледа през опушено стъкло?

1. Най-голяма продължителност пълна фаза слънчево затъмнение 7 3/4 m (на екватора; на по-високи географски ширини - по-малко). Все пак фазите на затъмнението могат да отнемат до 3? часа (на екватора).

Продължителност на всички фази лунно затъмнение – до 4 часа; времето на пълно потъмняване на Луната продължава не повече от 1 час 50 минути.

2. Броят на всички затъмнения през годината - както слънчеви, така и лунни - не може да бъде повече от 7 и по-малко от 2. (През 1935 г. е имало 7 затъмнения: 5 слънчеви и 2 лунни.)

Ориз. 58. Светлинните петна в сянката на листата на дърветата по време на частичната фаза на затъмнението имат форма на полумесец

3. Без слънчева Нито една година не минава през затъмнения: най-малко 2 слънчеви затъмнения се случват годишно. Години без лунен Затъмненията се случват доста често, приблизително на всеки 5 години.

4. Най-близкото пълно слънчево затъмнение, видимо в Русия, ще се случи на 1 август 2008 г. Поредицата от пълно затъмнение ще премине през Гренландия, Арктика, Източен Сибир и Китай.

5. В северното полукълбо на Земята дискът на Луната се доближава до Слънцето отдясно наляво. Първият контакт на Луната със Слънцето винаги трябва да се очаква с точно страни. В южното полукълбо – от наляво (фиг. 59).

Ориз. 59. Защо наблюдател в северното полукълбо на Земята вижда диска на Луната да се приближава към Слънцето по време на затъмнение? на дясно, а за наблюдател в южното полукълбо – наляво?

6. В северното полукълбо Луната навлиза в земната сянка със своята наляво край, на юг - точно.

7. Светлинни петна в сянката на листата не са нищо повече от изображения на Слънцето. По време на затъмнение Слънцето има формата на сърп и изображенията му в сянката на листата трябва да имат същия вид (фиг. 58).

8. Лунен сърпът е ограничен отвън с полукръг, отвътре с полуелипса. Слънчева сърпът е ограничен от две дъги на кръг със същия радиус (виж стр. 59, „Гатанки на лунните фази“).

9. Не можете да гледате Слънцето, дори ако е частично скрито от Луната, с незащитени очи. Слънчевите лъчи изгарят най-чувствителната част от ретината на окото, което значително намалява зрителната острота за дълго време, а понякога и за цял живот.

Още в началото на 13в. Новгородският летописец отбелязва: „От същия този знак във Велики Новгород едва ли някой е изгубил човек от поглед.“ Въпреки това е лесно да избегнете изгаряния, ако се запасите със силно опушено стъкло. Трябва да го пушите на свещ толкова гъсто, че дискът на Слънцето да се появи през такова стъкло рязко очертан кръг , без лъчи и ореол; за удобство опушената страна се покрива с друго, чисто стъкло и се облепва по краищата с хартия. Тъй като е невъзможно да се предвиди предварително какви ще бъдат условията на видимост на Слънцето в часовете на затъмнение, полезно е да подготвите няколко стъкла с различна плътност на тъмнината.

Можете също да използвате цветно стъкло, ако сглобите две чаши с различни цветове (за предпочитане „допълващи се“). Обикновените консервирани тъмни чаши не са достатъчни за тази цел.

Какво е времето на Луната?

Строго погледнато, на Луната няма време, ако тази дума се разбира в обичайния смисъл. Какво време може да има, когато няма абсолютно никаква атмосфера, облаци, водни пари, валежи или вятър? Единственото, за което можем да говорим, е температурата на почвата.

Колко гореща е почвата на Луната? Астрономите вече разполагат с инструмент, който дава възможност да се измерва температурата не само на отдалечени тела, но и на отделните им части. Дизайнът на устройството се основава на явлението термоелектричество: в проводник, запоен от два различни метала, електричествокогато едно кръстовище е по-топло от другото; силата на получения ток зависи от температурната разлика и ви позволява да измервате количеството абсорбирана топлина.

Чувствителността на устройството е невероятна. С микроскопични размери (критичната част на устройството е не повече от 0,2 мм и тежи 0,1 мг), той реагира дори на ефекта на нагряване на звезди от 13-та величина, което повишава температурата десет милионни от градуса . Тези звезди не се виждат без телескоп; те светят 600 пъти по-слабо от звездите, разположени на границата на видимост с просто око. Улавянето на такова малко количество топлина е като откриване на топлината на свещ от разстояние няколко километра.

С такова почти чудотворно измерващ инструмент, астрономите го въведоха в отделни области на телескопичния образ на Луната, измериха получената топлина и на тази база оцениха температурата на различни части на Луната (с точност до 10°). Ето резултатите (фиг. 60): в центъра на диска на пълната Луна температурата е над 100°; Водата, излята тук върху лунната почва, би кипнала дори при нормално налягане. „На Луната не би трябвало да готвим обяда си на печка“, пише един астроном, „всеки близък камък би могъл да изпълни ролята му.“ Започвайки от центъра на диска, температурата намалява равномерно във всички посоки, но още 2700 км от централната точка не е по-ниска от 80°. Тогава температурата пада по-бързо и близо до ръба на осветения диск преобладава слана от -50 °. Още по-студено е на тъмната страна на Луната, обърната срещу Слънцето, където студът достига -170°.

Ориз. 60. Температурата на Луната достига +125 ° C в центъра на видимия диск по време на пълнолуние и бързо пада към краищата до -50 ° и по-долу

По-рано беше споменато, че по време на затъмнения, когато лунното кълбо се потопи в земната сянка, почвата на Луната, лишена от слънчева светлина, бързо се охлажда. Беше измерено колко голямо е това охлаждане: в един случай беше установено спадане на температурата по време на затъмнение от +125 до -115 °, т.е. почти 240 ° в рамките на около 1 1/-2 часа. Междувременно на Земята при подобни условия, т.е. по време на слънчево затъмнение, температурата се понижава само с два или дори три градуса. Тази разлика трябва да се дължи на земната атмосфера, която е относително прозрачна за видимите лъчи на Слънцето и блокира невидимите „топлинни“ лъчи на нагрятата почва.

Фактът, че почвата на Луната толкова бързо губи топлината, която е натрупала, показва както ниския топлинен капацитет, така и лошата топлопроводимост на лунната почва, в резултат на което при нагряване има само малък резерв от топлина време за натрупване.

В. Н. Беспалов,
интернат № 4, Воронеж

Светлина. Оптични явления. 9 клас

Урок, обясняващ нов материал с помощта на анимационни рамки

Жалко, астрономия академичен предметнапуска училище. Интегрирането с физиката може да е полезно, но е малко вероятно физиците да отделят много време за изучаване на астрономически явления. И учениците ще загубят много. Съгласен, уча слънчева системав 5-ти клас е малко вероятно да остане в паметта на учениците и в рамките на теорията на относителността, разбира се, никой няма да говори за лятно и майчинско време. И сега от големия екран чуваме: „Ударите на МЕТЕОР са причинили смъртта на динозаврите“, „...лятното часово време е с 2 часа напред от стандартното време“ и т.н. Мнозина започват да вярват, че звездите падат и когато се движите от Астрахан до Москва, можете да видите повече съзвездия. Когато изучавате лещи в училищната програма, няма време да изучавате структурата на телескопите. И учениците ще продължат да мислят, че „телескопите приближават планетите“ вместо „телескопите увеличават зрителния ъгъл“. В механиката няма място за изучаване на движението на метеори и метеорити. И някои започват да вярват, че звездите падат. Но да не говорим за тъжни неща.

Статията е изготвена с подкрепата на онлайн магазин Protector. Ако решите да закупите висококачествени и надеждни автомобилни гуми, тогава най-доброто решение би било да се свържете с онлайн магазина Protector. Като кликнете върху връзката: „Гуми Marshal“, можете да поръчате гуми на конкурентна цена, без да напускате екрана на монитора си. По-подробна информация за цените и действащите в момента промоции можете да намерите на уебсайта tyres-spb.ru.

Предложеният урок може да се преподава при изучаване на праволинейното разпространение на светлината в темата „Оптични явления“. За този урок, който направихDVD-диск, дигитализирани и преозвучени записи на видеокасета на програми от 1991г.г. Разбира се, качеството оставя много да се желае. Би било хубаво нашето Министерство на образованието да пускаше 5-10 минутни филми за уроци, както правеха преди 15-20 години. Сега има дискове „Open Physics“, „Open Astronomy“, но все пак бих искал да има филми. Може би съм нарушил авторските права на нашите аниматори, но показването на фрагменти от карикатури в уроците по физика ви позволява да погледнете видео материала от другата страна - образователна.Имало едно време каналът Русия показа
26 епизод от канадския анимационен сериал "Вълшебният училищен автобус". От педагогическа гледна точка би било полезно в извънкласните дейности, а фрагменти биха могли да се включват в уроците по физика, биология и астрономия. Но къде мога да взема тази карикатура? Имам записи на видеорекордер, пускам някои неща в клас, но сега искам да имам по-качествени записи, защото се появиха мултимедийни проектори в училищата.

В края на урока можете да пуснете двуминутен филм за затъмненията като следствие от праволинейното разпространение на светлината и да решите 2-3 задачи от книгата КАКВО??Малахова Г.И.., Страут Е.К.

След този урок учениците искаха да знаят повече за Луната, затова организирах вечер с въпроси и отговори, на която показах стари записи наDVD- дискове с филми за Луната. Ученици, които са имали опит с участие в училищно НПР, също отговаряха на въпроси.

Цели на урока: разберете какво е светлина; разбираме защо виждаме източници на светлина и тела, които не са източници; защо се променя облика на Луната на небето; научете се да изчислявате дължината на вълната на радиацията, ако нейната честота е известна, начертайте местоположението на Земята, Слънцето и Луната и определете времето на деня (вечер, сутрин) в различни лунни фази, научете ориентация на терена въз основа на фазите на Луната; провеждат наблюдения на Луната в продължение на няколко вечери.

Учител. Животът на Земята е възникнал и съществува благодарение на лъчистата енергия на слънчевата светлина. Огънят на първобитния човек, маслото, горивото на космическата ракета - всичко това е светлинна енергия, веднъж съхранявана от растения и животни. Какво мислите, че ще се случи, ако Слънцето изгасне? Ако слънчевият поток спре, на Земята ще завалят дъждове от течен азот и кислород. Температурата ще доближава абсолютната нула, т.е. до –273 ° C. Седемметрова обвивка от замръзнали атмосферни газове ще покрие земната повърхност. Само понякога в тази ледена пустиня ще намерите локви течен хелий.

Според астрономите Слънцето ще остане в стационарен стадий дълго време. И през цялото това време ще носи топлина и светлина на Земята. Какво можете да научите от слънчевите лъчи? Благодарение на светлинния поток, който възприемаме и познаваме Светът. Лъчите на светлината ни разказват за положението на близки и далечни обекти, тяхната форма и цвят. В хомогенна среда лъчите се разпространяват праволинейно.

Какво е светлина? Светлината е електромагнитно излъчване, възприемано от човешкото око. Дължините на вълните на това лъчение са много къси и са в тесен диапазон - от 0,38 до 0,77 микрона (380–770 nm).Светлината е електромагнитна по природа. ( На екрана или на интерактивната дъска е таблицата „Излъчване и честота“. )

Задачи „Видове радиация“

Какъв вид радиация са те? електромагнитни вълничестота 30 GHz? 600 THz? 100 kHz? 1200 THz?

Изчислете дължините на вълните на тези лъчения.

Източници на светлина

Учител.Да попълним таблицата ( Учениците назовават източниците на светлина и съответните клетки на таблицата „отворени“ )/

Естествени източници	Изкуствени източници
Полярни сияния
	Екрани на включени телевизори
Светещи насекоми

Виждаме източници на радиация, защото радиацията, която те създават, удря очите ни. Но можем да видим и тела, които не са източници на радиация. Защо? Всичко е свързано с отразяването на светлината. Виждаме само осветени тела. На тъмно всички котки са сиви, защото няма светлина, което означава, че не се отразява от обекта. Демокрит беше първият, който разбра, че Луната свети от отразената слънчева светлина. В зависимост от положението на Слънцето, Земята и Луната външният вид на Луната непрекъснато се променя.

Изследване на лунните фази

(Показано е 2,5-минутно видео . Ето текста на диктора .) Сякаш цял живот човек е тичал по лунна пътека. Първият път, когато стъпи на нея, вдигна глава и се запита: „Защо Луната е толкова различна: днес е кръгла, а утре е с форма на полумесец?“ След хиляди години той разбра: Луната свети със светлина, отразена от Слънцето. И се върти около Земята. По време на това пътуване Луната е между Земята и Слънцето, така че тъмната страна на Луната е обърната към нас и ние не я виждаме. Новолуние е.

След около 7 дни започва първата четвърт. Дясната половина на Луната се вижда на южното небе по време на залез. Около полунощ Луната ще залезе под хоризонта на западното небе.

Ще минат още около 7 дни и ще видим пълната Луна. Появява се вечер на източното небе. Сега Земята се намира между Луната и Слънцето. В полунощ пълната Луна ще бъде на максимална височина на юг.

Но полунощ не е 0 ч. Във Воронеж полунощ настъпва в 0:23 през зимата и в 1:23 през лятото. В Москва - съответно в 0:30 и 1:30. В други административни центрове – по различно време. (Вижте „Часови зони на територията на Русия“ във вестник „География-ПС“,
бр.39/2001г. Линията за регионите Томск и Киров подлежи на корекция: сега в Томск е въведено времето на VI часова зона вместо VII, а в Кировска област - III часова зона вместо IV, така че времето на обяд трябва да се намали с 1 час).

След полунощ височината на Луната започва да намалява, а на сутринта на западното небе пълната Луна ще залезе под хоризонта.

Следващата фаза на Луната е последната четвърт. Луната се появява на изток в полунощ и ще се вижда до сутринта. Когато Слънцето изгрее, старият месец сякаш ще се „разтвори“ в южната част на небето...

Така човекът си обясни какво представляват лунните фази. И Луната стана малко по-ясна, сякаш по-близо.

Попълване на таблицата с фазите на луната

(На екрана има празна таблица; когато се обясни, съответните клетки се „отварят“ .)

Учител. Начертайте позициите на Луната, Слънцето и Земята, когато Луната е във фаза на новолуние. ( Учениците правят схематична рисунка. )

Ами ако Луната е във фаза първа четвърт? ( Учениците правят рисунка .)

Виждайки непълен диск на Луната в небето, не всеки може точно да определи дали месецът е млад или в упадък. Тесният сърп на новородения месец и полумесецът на старата Луна се различават само по това, че техните изпъкналости са обърнати в противоположни посоки. В Северното полукълбо младият месец винаги е насочен с изпъкналата си страна надясно, старият - наляво. В средните ширини на южното полукълбо е обратното.

Задачи „Фазите на луната в анимационните филми“

1. Показване на фрагмент от анимационния филм „Почивка в Простоквашино“.

На екрана е чичо Фьодор, котка и куче. „Това вероятно е пистолетът с камера, който дойде при мен“, казва кучето. Всички въздъхват. А над къщата можете да видите тесен полумесец на месеца, изпъкнал вдясно.

? По кое време на деня „пристигна“ фотопушката? Начертайте местоположението на Луната, Земята и Слънцето.

улика Моля, обърнете внимание: месецът е тесен (защо?). Заключаваме: Слънцето е някъде наблизо (къде? в коя посока?), небето не е напълно тъмно (защо?). Виждаме само ярки звезди.

2. Показване на фрагмент от анимационния филм „Приказката за седемте рицари“.

Царевич Елисей се обръща към месеца с молба да намери принцесата. На което месецът отговаря: „Братко мой, // Не съм виждал червената мома. //Стоя на стража //Само на свой ред. //Принцесата, изглежда, //избяга без мен.” „Какъв срам“, въздъхва Елиша. На екрана има тесен полумесец на месеца, изпъкнал вляво.

? На кой месец (млад или стар) говори принц Елисей?

Улика. Месецът е ниско над хоризонта. В каква посока ще се движи?

3. Показване на фрагмент от анимационния филм „Бременските музиканти“.

На екрана Трубадур: „Лъчът на златното слънце на мрака беше скрит от воал. //И изведнъж между нас отново израсна стена.//Нощта ще отмине, ще отмине бурното време, Слънцето ще изгрее.”

? От коя страна на хоризонта се вижда Луната?

Улика. На екрана виждаме пълната Луна ниско над хоризонта. Кога изгрява пълнолунието? Кога залязва над хоризонта?

4. Показване на фрагмент от анимационния филм „Трима от Простоквашино“.

Чичо Фьодор и приятелите му търсят съкровище.

? Кое време е по това време?

Улика. Кой месец виждате? В коя посока трябва да се движи?

5. Показване на фрагмент от анимационния филм „Трима от Простоквашино“.

Пощальонът Печкин чука на вратата. А над къщата можете да видите тесен полумесец на месеца, изпъкнал вдясно.

? В коя посока на хоризонта гледат прозорците?

6. Показване на фрагмент от анимационния филм „Снежен човек-пощальон“.

Лисицата носи писмо. Но пътят е блокиран от вълк. Луната свети.

? В каква посока пада сянката на хоризонта?

Улика. Каква фаза има Луната? Къде можете да я видите?

Задачи за внимателност или Намерете грешката

1. Показване на фрагмент от анимационния филм "Caterok".

? Какво е интересното в този слайд? Къде можете да видите слънцето високо над главата си?

Улика. На слайда виждаме и Слънцето, и Луната. Но на коя страна е обърнат месецът към Слънцето?

2. Слайд шоу от анимационния филм "Нощта преди Коледа".

„Последният ден преди Коледа мина. Настъпи ясна зимна нощ. Месецът величествено изгря на небето, за да огрее добрите хора и целия свят.”

? Каква фаза има месецът, когато "изгрява" над хоризонта? Кога можете да видите такъв изгрев?

Улика. Луната изгрява над хоризонта. А Слънцето? ( В очакване на отговор.) Слънцето също трябва да изгрее... Кой от вас е виждал месеца да изгрява над хоризонта в такава фаза?

3. Покажете слайдове от анимационния филм „Трима от Простоквашино“.

Топка. Ти си виновен, че чичо Фьодор се разболя.

Матроскин. Защо аз?

Топка. Ти му даде студено мляко. И той също се похвали: това е студеното мляко, което дава моята крава!

(На вратата се чука.)

Топка. Кой е там?

Топка. В това време седят в къщи и гледат телевизия.

? По кое време пристигнаха родителите на момчето? Съвпада ли тази фаза на Луната с фразата на Шарик: „В това време те седят вкъщи, гледат телевизия“?

улика На първия слайд виждаме два анимационни героя, на втория - изглед към Луната от прозореца им. Може ли да се каже по кое време на деня кучето и котката подреждат нещата?

4. Показване на фрагмент от анимационния филм "Дванадесет месеца".

Младият месец се топи.// Звездите гаснат една след друга.

? Текстът отговаря ли на фрагмента от карикатурата или на тези слайдове?

Улика. На левия слайд виждаме месеца ниско над хоризонта, на втория слайд тъмното небе става светло. Звездите вече не се виждат. По кое време на деня може да се види такъв месец?

5. Слайдове от анимационния филм "Дванадесет месеца".

Червеното слънце излиза от отворените порти!

? Къде може да се види такъв изгрев?

Улика. На всеки следващ слайд Слънцето става все по-високо и по-високо. Обърнете внимание на траекторията на Слънцето. Така ли изгрява слънцето в средните ширини? ( Това е труден въпрос за деветокласниците. Но ако не могат да отговорят, въпросът може да бъде зададен у дома, а в следващия урок може да се отделят 1-2 минути за отговор. .)

Учител. Днес в клас решавахме задачи, гледахме анимационни филмчета и определяхме фазите на луната. Сега мисля, че лесно можете да определите дали месецът е млад или стар на небето. Ако „видим“ буквата „С“ в небето, това е стар, залязващ месец. И ако получим буквата „P“, когато начертаем права линия през двете „крайни“ точки на месеца, тогава имаме растящ, млад месец. Французите имат свои собствени знаци. Ако видят латинската буква "Р", Какво означава премиер – първи, тогава това показва първата четвърт на Луната, нарастваща. Ако получите писмото " д» – по-късно, последно, последната фаза на луната, а месецът е стар.

В южните ширини на нашето полукълбо можете да забележите, че полумесецът на месеца се накланя силно на една страна и по-близо до екватора лежи така, че изглежда като лодка, която се люлее на вълните, или лека арка. Във всеки случай трябва да се помни, че младият месец се вижда вечер в западната част на небето, а старият - сутрин в източната част на небето.

Нищо не е толкова зашеметяващо, колкото пълното слънчево затъмнение с неговата величествена, бавно разкриваща се красота. В този урок (а по възможност и в следващия) трябва да разгледате и условията за възникване на слънчевите и лунните затъмнения, защото те са следствие от праволинейното разпространение на светлината. За да не се претоварват учениците с видеозаписи, тази част от урока може да се проведе в традиционна форма, като се използва текстът на учебника и задачи от сборника с дидактически материали по астрономия.

Блиц анкета

Какво е светлина? Какви видове електромагнитно излъчване не се възприемат от човешкото око? По какво невидимото електромагнитно лъчение се различава от видимото? Защо Луната се вижда на небето по различен начин в различните дни от месеца: понякога като тесен полумесец, понякога под формата на диск?

Домашна работа

Начертайте местоположението на Земята, Слънцето и месеца, с който е говорил принц Елисей. Начертайте как изглежда Луната през първата четвърт. По кое време на деня се вижда в тази фаза? Вижте втора глава от книгата „Занимателна астрономия“ Я.И.Перелмани да получите отговори на много въпроси относно външния вид на Луната. Кога и къде се виждат младата и старата луна?

Отговори

Видове радиация

1. 30 GHz = 0,030 THz, но 0,03 THz< 0,3 ТГц, значит, это радиоволна. Если скорость света равна произведению длины волны на его частоту, то длину волны найти легко, ведь скорость света известна и равна 300000км/с или 3 10 8 м/с.

Следователно = v/ n = 1 cm.

2. 600 THz принадлежи към честотния диапазон на видимата радиация. = 500 nm.

3. 100 kHz е многократно по-малко от 0,3 THz, а това са радиовълни. = 3 км.

4. Лесно е да се разбере, че 1200 THz е в честотния диапазон на ултравиолетовото лъчение. = 250 nm.

Фази на луната в карикатури

1. Месецът над покрива е изпъкнал вдясно. Нов месец е. Сърпът е тесен, което означава, че се намира близо до Слънцето. Летни почивки. Слънцето залязва на северозапад, което означава, че месецът се вижда на западния хоризонт.

2. Тесен сърп, изпъкнал вляво, е стар месец. Слънцето скоро ще изгрее. Такъв месец се вижда рано сутрин от източната страна на хоризонта.

3. Трудно е да се отговори на този въпрос, като се гледа фрагмент от карикатурата. Пълната луна се вижда вечер на изток. В полунощ се вижда на юг, а сутрин - на запад. Но ако песента съдържа думите „Нощта ще мине - ще дойде утрото...“ (бъдеще време), а Луната не е високо над хоризонта, тогава може би тя се вижда в източна посока. Или на юг, но определено не на запад.

4. След един-два дни Луната ще бъде във фаза първа четвърт. В тази фаза ъгълът между меридианите, където се намират Луната и Слънцето, е приблизително 90°. Това означава, че в момента между Луната и Слънцето има приблизително 60–70°. Полумесецът на стария месец е ниско над хоризонта. Месецът бавно се издига над хоризонта. Слънцето скоро ще изгрее. Ще светне след около 3-4 часа. Трима от Простоквашино търсят съкровище, очевидно някъде след полунощ или рано сутринта.

5. Виждаме тесен полумесец на месеца, обърнат надясно. Това е млад месец, следователно пред нас е западната страна. Това означава, че прозорците "гледат" на изток.

6. Изключително трудно е да се отговори, тъй като... при благоприятно време пълната луна се вижда през цялата нощ: вечер, в полунощ и сутрин. Можем да кажем това: сянката определено не пада на юг. В средните ширини на северното полукълбо Луната се движи отляво надясно и минава над точката на юг. Но ако е вечер, тогава сянката пада на запад. Ако е полунощ, тогава на север, а ако е сутрин, тогава сянката е насочена на изток.

Задачи за внимателност (« Намерете грешки»)

1. Слънцето е високо над главата ви. Това е възможно в тропическата зона. Неосветената част на Луната е обърната към Слънцето. Възможно ли е това? Разбира се, че не.

2. Жителите на средните ширини на северното полукълбо ще кажат: „Това е млад месец и трябва да се приближава към хоризонта на западното небе. Но по някаква причина месецът се издига над хоризонта. Това може да се случи само в анимационните филми, никога в живота!“

Жителите на средните ширини на южното полукълбо ще твърдят: „Това е „старият“ месец и той наистина ще се издигне над хоризонта, но от източната страна и пътят му ще върви отдясно наляво, а не като показано в карикатурата.

3. Моля, обърнете внимание: зад прозореца е стар месец, което означава, че родителите са пристигнали рано сутринта. В същото време звучи фразата: „В това време те седят у дома, гледат телевизия.“ Но те обикновено гледат телевизия вечер. Художниците трябваше да рисуват не сутрешния месец, а вечерния.

4. За жителите на Северното полукълбо това е млад месец. В лъчите на зората вечерният (млад) месец не може да се „стопи“. Жителите на южното полукълбо 12-13 пъти в годината наблюдават как такъв месец се „топи“ в лъчите на утринната зора и след него „червеното слънце излиза от отворените порти“. Но те няма да нарекат това месец за младите хора. Все още е стар за жителите на Австралия и Южна Америка. Може би С. Я. Маршак е наблюдавал такава „картина“ в южното полукълбо и, без да го разбира, го е нарекъл млад?

5. Учениците знаят, че в средните ширини на северното полукълбо Слънцето се издига над хоризонта, като се движи отляво надясно. От уроците по география учениците помнят, че само на екватора Слънцето изгрява под прав ъгъл спрямо хоризонта, следователно анимационните герои се озоваха в тропиците.Но това се случва само 2 пъти в годината: в дните на пролетта и есента равноденствия. Учителят може да каже, че преди Нова година Слънцето ще изгрее перпендикулярно на хоризонта на паралела на 23,5° южна ширина.

Но такава снежна зима, както е показано в карикатурата, не се случва в тропиците! Художниците трябваше да изместят Слънцето надясно, когато то се издигаше над хоризонта.

Литература

Беспалов В.Н.. Часови зони в Русия. – “География-ПС”, No /2001 или http://besp.narod.ru

Громов С.В.. Физика-9. – М.: Образование, 2003.

Левитан Е.Н.. Астрономия: Учебник за 11. клас. – М.: Образование, 1994 (и всички следващи издания).

Малахова Г.И., Страут Е.К. Дидактически материали по астрономия. – М.: Образование, 1989 (и всички следващи издания).

Перелман Я.И.. Занимателна астрономия. – М.: Наука, 1966.

Скворцова Г.Компетентностен подход: правила за поставяне на образователни цели. – Първи септември, бр.4, 5/2008.

Луната се движи около Земята в същата посока, в която Земята се върти около оста си. Отражението на това движение, както знаем, е видимото движение на Луната на фона на звездите спрямо въртенето на небето. Всеки ден Луната се измества на изток спрямо звездите с около 13° и след 27,3 дни се връща при същите звезди, описвайки небесна сферапълен кръг.

Периодът на въртене на Луната около Земята спрямо звездите(в инерционна отправна система) наречена звездна или звездна(от латински sidus - звезда) месец. Това е 27,3 дни.

Видимото движение на Луната е придружено от непрекъсната промяна на нейния външен вид - промяна на фазата. Това се случва, защото Луната заема различни позиции спрямо Слънцето и Земята, които я осветяват. Диаграма, обясняваща променящите се фази на Луната, е показана на фигура 20.

Когато Луната ни изглежда като тесен полумесец, останалата част от нейния диск също леко свети. Това явление се нарича пепелява светлинаи се обяснява с факта, че Земята осветява нощната страна на Луната с отразена слънчева светлина.

Периодът от време между две последователни еднакви фази на Луната се нарича синодичен месец(от гръцки synodos - връзка); Това е периодът на въртене на Луната около Земята спрямо Слънцето. Той е равен (както показват наблюденията) на 29,5 дни.

Така синодичният месец е по-дълъг от звездния. Това е лесно за разбиране, като се знае, че едни и същи фази на Луната се срещат в едни и същи позиции спрямо Земята и Слънцето. На фигура 21 относителната позиция на Земята T и Луната L съответства на момента на новолунието. След 27,3 дни Луната L, след като направи пълна революция, ще заеме предишната си позиция спрямо звездите. През това време Земята T, заедно с Луната, ще премине през своята орбита спрямо Слънцето дъга TT 1, равна на почти 27°, тъй като се измества с около 1° всеки ден. За да заеме Луната L 1 предишната си позиция спрямо Слънцето и Земята T 1 (пристигане на новолуние), ще са необходими още два дни. Наистина, Луната изминава 360° за един ден: 27,3 дни = 13°/ден, за да премине дъга от 27°, трябва да го направи. 27°: 13°/ден=2 дни. Така се оказва, че синодичният месец на Луната е около 29,5 земни дни.

Винаги виждаме само едно полукълбо на Луната. Това понякога се възприема като липса на аксиално въртене. Всъщност това се обяснява с равенството на периодите на въртене на Луната около оста й и нейната революция около Земята.

Проверете това, като обиколите обект около себе си и същевременно o го завъртите около оста му с период, равен на периода на обикаляне.

Въртейки се около оста си, Луната последователно обръща различните си страни към Слънцето. Следователно на Луната има смяна на деня и нощта, а слънчевият ден е равен на синодичния период (неговата революция спрямо Слънцето). Така на Луната продължителността на деня е равна на две земни седмици и нашите две седмици съставляват нощ там.

Лесно е да се разбере, че фазите на Земята и Луната са взаимно противоположни. Когато Луната е почти пълна, Земята се вижда от Луната като тесен полумесец. Фигура 42 показва снимка на небето и лунния хоризонт със Земята, от която се вижда само осветената й част - по-малко от полукръг.

Упражнение 5

1. Полумесецът вечер е изпъкнал вдясно и близо до хоризонта. От коя страна на хоризонта е?

2. Днес в полунощ настъпи горната кулминация на Луната. Кога е следващата горна кулминация на Луната?

3. През какви интервали звездите кулминират на Луната?

2. Лунни и слънчеви затъмнения

Земята и Луната, осветени от Слънцето (фиг. 22), хвърлят сенчести конуси (сближаващи се) и полусенкови конуси (разминаващи се). Когато Луната попадне изцяло или частично в сянката на Земята, пъленили частично лунно затъмнение. От Земята се вижда едновременно отвсякъде, където Луната е над хоризонта. Фазата на пълното лунно затъмнение продължава, докато Луната започне да излиза от сянката на Земята и може да продължи до 1 час и 40 минути. Слънчевите лъчи, пречупени в земната атмосфера, попадат в конуса на земната сянка. В този случай атмосферата силно абсорбира сините и съседните лъчи (виж фиг. 40) и предава главно червените лъчи, които се абсорбират по-слабо, в конуса. Ето защо Луната става червеникава по време на голяма фаза на затъмнение и не изчезва напълно. В старите времена се страхуваха от лунните затъмнения като от ужасна поличба; вярваха, че „месецът кърви“. Лунните затъмнения се случват до три пъти в годината, разделени от почти шестмесечни интервали и, разбира се, само на пълнолуние.

Слънчевото затъмнение се вижда като пълно затъмнение само там, където петно ​​от лунната сянка пада върху Земята.. Диаметърът на петното не надвишава 250 км и следователно в същото време пълно затъмнение на Слънцето се вижда само на малка площ от Земята. Докато Луната се движи през своята орбита, нейната сянка се движи през Земята от запад на изток, проследявайки последователно тясна ивица на пълно затъмнение (фиг. 23).

Там, където полусянката на Луната пада върху Земята, се наблюдава частично слънчево затъмнение.(фиг. 24).

Поради малка промяна в разстоянията на Земята от Луната и Слънцето, видимият ъглов диаметър на Луната понякога е малко по-голям, понякога малко по-малък от слънчевия, понякога равен на него. В първия случай пълното слънчево затъмнение продължава до 7 минути 40 секунди, в третия - само един миг, а във втория случай Луната не закрива напълно Слънцето, наблюдава се пръстеновидно затъмнение. Тогава около тъмния диск на Луната се вижда блестящият ръб на слънчевия диск.

Въз основа на прецизно познаване на законите за движение на Земята и Луната, моментите на затъмненията и къде и как ще бъдат видими те се изчисляват стотици години напред. Съставени са карти, които показват ивицата на пълното затъмнение, линиите (изофази), където затъмнението ще се вижда в същата фаза, и линиите, спрямо които могат да се преброят моментите на началото, края и средата на затъмнението за всяка област .

За Земята може да има от две до пет слънчеви затъмнения годишно, като във втория случай те със сигурност са частични. Средно пълно слънчево затъмнение се наблюдава изключително рядко на едно и също място - само веднъж на 200-300 години.

От особен интерес за науката са пълните слънчеви затъмнения, които по-рано предизвикваха суеверен ужас у невежите хора. Такива затъмнения се смятаха за предзнаменование за война, края на света.

Астрономите предприемат експедиции в зоната на пълно затъмнение, за да изследват външните разредени черупки на Слънцето, невидими директно извън затъмнението, в рамките на секунди, рядко минути от пълната фаза. По време на пълно слънчево затъмнение небето потъмнява, светещ пръстен гори по хоризонта - сиянието на атмосферата, осветено от слънчевите лъчи в областите, където затъмнението е непълно; перлените лъчи на така наречената слънчева корона се простират около черен слънчев диск (виж фиг. 69).

Ако равнината на лунната орбита съвпадаше с равнината на еклиптиката, тогава слънчево затъмнение би имало на всяко новолуние, а лунно затъмнение - на всяко пълнолуние. Но равнината на лунната орбита пресича равнината на еклиптиката под ъгъл 5°9". Следователно Луната обикновено преминава на север или на юг от равнината на еклиптиката и не се случват затъмнения. Само през два периода от годината , разделени от почти половин година, когато при пълнолуние и новолуние Луната е близо до еклиптиката, е възможно затъмнение.

Равнината на лунната орбита се върти в пространството (това е един от видовете смущения в движението на Луната, причинени от привличането на Слънцето) * и прави пълно завъртане за 18 години. Следователно периодите на възможните затъмнения се изместват според датите на годината. Учените от древността са забелязали периодичността на затъмненията, свързани с този 18-годишен период, и следователно са могли приблизително да предскажат появата на затъмнения. Сега грешките при предварителното изчисляване на моментите на затъмнението са по-малко от 1 s.

Информация за предстоящите затъмнения и условията за тяхната видимост се дава в „Училищен астрономически календар”.

Упражнение 6

1. Вчера имаше пълнолуние. Възможно ли е утре да има слънчево затъмнение? седмица по-късно?

2. Вдругиден ще има слънчево затъмнение. Ще има ли лунна нощ днес?

3. Възможно ли е да се наблюдава слънчевото затъмнение на 15 ноември от Северния полюс на Земята? 15 април? Обяснете отговора.

4. Възможно ли е да се видят лунни затъмнения, които се случват през юни и ноември от Северния полюс на Земята? Обяснете отговора.

5. Как да различим фазата на лунното затъмнение от една от обичайните му фази?

6. Каква е продължителността на слънчевите затъмнения на Луната в сравнение с продължителността им на Земята?

Луната е естествен спътник на Земята. Това е най-близкото небесно тяло до Земята, то свети с отразена слънчева светлина. Луната се движи около Земята приблизително по елиптична орбита в същата посока, в която Земята се върти около оста си. Следователно виждаме Луната да се движи сред звездите към въртенето на небето. Посоката на движение на Луната винаги е една и съща – от запад на изток. За наблюдател на Земята Луната се движи с 13,2° на ден.

Луната прави своята обиколка около Земята за 27,3 дни ( звезден месец). И за същото време прави едно завъртане около оста си, така че едно и също полукълбо на Луната винаги е обърнато към Земята.

Движението на Луната около Земята е много сложно и изучаването му е един от най-трудните проблеми на небесната механика. Видимото движение на Луната е съпроводено с непрекъсната промяна на външния й вид - смяна на фазите. Това се случва, защото Луната заема различни позиции спрямо Слънцето и Земята, които я осветяват. Лунна фазанарича частта от лунния диск, видима на слънчева светлина.

Нека разгледаме фазите на луната, като започнем от новолунието. Тази фаза настъпва, когато Луната минава между Слънцето и Земята и се обръща към нас с тъмната си страна. Луната изобщо не се вижда от Земята.

След един или два дни тесен ярък полумесец на „младата“ Луна се появява на западното небе и продължава да расте. Понякога се забелязва на фона на небето (поради слабото сивкаво сияние - т.нар пепелява светлинаЛуна) и останалата част от лунния диск. Феноменът на пепелявата светлина се обяснява с факта, че лунният сърп е осветен директно от Слънцето, а останалата част от лунната повърхност е осветена от разсеяна слънчева светлина, отразена от Земята. След 7 дни ще се види цялата дясна половина на лунния диск - фаза на първата четвърт. В тази фаза Луната изгрява през деня, вечер се вижда на южното небе и залязва през нощта. След това фазата нараства и 14-15 дни след новолунието Луната влиза в опозиция със Слънцето. Нейната фаза става пълна, идва пълнолуние. Слънчевите лъчи осветяват цялото лунно полукълбо, обърнато към Земята. Пълната луна изгрява при залез, залязва при изгрев и се вижда на южното небе посред нощ.

След пълнолуние Луната постепенно се приближава към Слънцето от запад и се огрява от него отляво. След около седмица започва фазата трети, или последно тримесечие. В този случай Луната изгрява около полунощ, при изгрев слънце тя е на южното небе и залязва през деня. С по-нататъшното приближаване на спътника на Земята към Слънцето намаляващите фази на Луната стават сърповидни. Луната се вижда само сутрин, малко преди изгрев, и залязва през светлата част на деня, преди залез. Този път тесният сърп на Луната е обърнат изпъкнало на изток. Тогава новолунието идва отново и Луната престава да се вижда на небето.

От едно новолуние до следващото минават около 29,5 дни. Този период на смяна на лунните фази се нарича синодичен месец. Синодичният (или лунен) месец е по-дълъг от звездния (или звездния) месец, тъй като и Луната, и Земята се движат в посока напред през пространството.

Дори в древни времена астрономията е помагала на хората да се ориентират. Простите техники за определяне на посоката на непознато място все още могат да ви бъдат полезни днес на поход или разходка.
Посока към кардиналните посоки могат да се определят от слънцето, луната и звездитедори по-точно от използването на компас.

Слънчева ориентация

За да определите кардиналните посоки от слънцето, можете да използвате обикновени . Ако насочите стрелката на часовника към слънцето в един часа следобед, то ще ви покаже посоката на юг, тъй като слънцето на обяд е в южната част на небето. (Астрономическият пладне настъпва около 13 часа). За да определите посоката към кардиналните точки в друго време, трябва да насочите часовата стрелка към слънцето и да разделите ъгъла, образуван между тази стрелка и числото „1“ наполовина. Получената линия ще покаже посоката на юг. Преди обяд ще се намира отляво на числото „1“, след обяд - отдясно (фиг. 1).
За да насочите по-точно часовата стрелка към слънцето, поставете пръчка, например молив, перпендикулярно на равнината на часовника в центъра на циферблата. Сега завъртете часовника така, че сянката на пръчката и часовата стрелка да образуват права линия. В това положение часовата стрелка ще бъде насочена директно към слънцето.

Ориентация по луната

През нощта и вечер можете да се ориентирате по луната. За да направите това, трябва да знаете как изглеждат основните фази на луната.
Има четири основни фази на луната.
Новолуние.Луната е между Земята и Слънцето, по това време сянката на Луната е обърната към Земята и ние не я виждаме.
Първа четвърт.Луната се вижда вечер в югозападната част на небето под формата на светъл полукръг, изпъкнало обърнат надясно.

Пълнолуние.Луната е напълно осветена и изглежда като ярък диск.
Последно тримесечие.Луната се вижда сутрин в югоизточната част на небето под формата на светъл полукръг, изпъкнало обърнат наляво (фиг. 2).
Ще намерите информация за настъпването на лунните фази в откъсващи се и настолни календари, чрез Интернет.
За да можете да се ориентирате по Луната, трябва да запомните следното. Полумесецът на „младата“ луна, извит надясно, се вижда вечер на западното небе и залязва малко след залез слънце. През първата четвърт Луната е на юг около 19 часа. Пълнолунието в южна посока настъпва около 1 след полунощ. В 10 часа вечерта е в югоизточната част на небето, а в 4 часа сутринта е в югозападната. Последната четвърт луна е на юг в 7 сутринта. Полумесецът на "старата" луна, наподобяващ буквата "С", се вижда сутрин, малко преди изгрев, на източното небе. Знаейки това, можете лесно да определите точките на хоризонта въз основа на позицията на луната и нейната фаза.

Ориентация по звездите

Луната не винаги се вижда на небето. Но всяка вечер, когато небето не е покрито с облаци, на него се виждат звезди, по които можете също да определите посоката.
Най-лесният начин за навигация е по Полярната звезда, която винаги стои над Северния полюс. Полярната звезда се намира в съзвездието Голяма мечка. Това съзвездие е известно на всички и се вижда през цялата нощ. Полярната звезда е краят на дръжката на „кофата“ на съзвездието Малка мечка.