Млад или стар месец?

Виждайки непълния диск на Луната в небето, не всеки ще определи точно 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, а старият - наляво. Как да запомните надеждно и точно кой месец къде изглежда?

Позволете ми да предложа такава поличба.

По сходството на сърпа или полумесеца с букви Рили ОТлесно е да се определи 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; вземете латински букви d или p.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, като цяло - 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 - а именно в южните ширини.

Вече в Крим и Закавказието сърпът и полумесецът се накланят силно на една страна и дори по-на юг те лягат напълно. Близо до екватора полумесецът на луната, висящ на хоризонта, изглежда или като гондола, която се люлее на вълните („совалката на луната“ от арабските приказки), или като ярка арка. Тук не са подходящи нито руски, нито френски знаци - и двете двойки букви могат да бъдат направени от легнал лък, ако желаете: Ри C, rи д.

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

луна върху знамена

На фиг. 30 пред нас е флагът на Турция (бивш). Има изображение на полумесец и звезда. Това ни води до следните въпроси:

1. Сърпът на кой месец е изобразен на знамето - млад или стар?

2. Могат ли лунният сърп и звезда да се наблюдават на небето във вида, в който са показани на знамето?

Ориз. 30. Флаг на Турция (бивш).

1. Спомняйки си току-що споменатия знак и като вземем предвид, че знамето принадлежи на страната на северното полукълбо, 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 тъмната част на Луната, както е показано на фиг. 31,6.

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

Гатанки за лунните фази

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

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

Все пак трябва да се отбележи, че правилното рисуване на млад месец не е толкова лесно, колкото изглежда. Дори опитни художници рисуват външните и вътрешните дъги на полумесеца под 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 полумесец и правилната позиция в небето. Полумесецът и полумесецът често се поставят 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, преминаващ от Слънцето към средата му (фиг. 34).

Ориз. 34. Положението на полумесеца 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. 35 показва позицията на месеца в различни фази спрямо лъчите на Слънцето. Получава се впечатлението, сякаш лъчите на Слънцето се огъват, преди да стигнат до Луната.

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

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

двойна планета

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

Каква част от масата на централната планета е масата на големите спътници е показано на табелата на страница 86. Можете да видите от това сравнение, че нашата Луна, по отношение на масата, е най-голямата част от нейната централна планета.

Третото нещо, което дава право на системата Земя-Луна да претендира за името на "двойна планета" е непосредствената близост на двете небесни тела. Много спътници на други планети кръжат на много по-големи разстояния: някои спътници на Юпитер (например деветият, фиг. 36) кръжат 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 се пренесе с нея около 13-та част от годишния си път, т.е. 70 000 000 км. Представете си кръгова траектория на Луната - 2 500 000 км - опъната 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 чрез просто изчисление (с което няма да натоварваме изложението тук), че пътят на Луната в този случай е навсякъде обърнат към Слънцето на нейния вдлъбнатост . Грубо казано, изглежда като изпъкнал тринадесетстранен триъгълник с меко заоблени ъгли.

На фиг. 37 виждате точно изображение на пътищата 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 тяхното отделно изображение беше необходимо да се вземе много голям мащаб на чертежа: диаметърът на земната орбита тук е равен? Ако вземем 10 см за него, тогава най-голямото разстояние в чертежа между двата пътя ще бъде по-малко 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 на двойна планета им е присвоено от астрономите съвсем основателно.

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

Така че за наблюдател, поставен на Слънцето, пътят на Луната ще изглежда като леко вълнообразна линия, почти съвпадаща с орбитата на Земята. Това ни най-малко не противоречи на факта, че Луната се движи по малка елипса спрямо Земята.

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

Защо луната не пада върху слънцето?

Въпросът може да изглежда наивен. Защо луната пада 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 така, ще бъдат изненадани да научат, че е точно обратното: Луната е по-силно привлечена от Слънцето, отколкото от Земята!

Че това е така, показва изчислението. 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 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 с квадрата на разстоянието; следователно привличането на Слънцето трябва да бъде намалено с коефициент 400 2, т.е. с коефициент 160 000. Това означава, че слънчевото привличане е по-силно от земното с 330 000/160 000, тоест повече от два пъти.

И така, Луната е привлечена от Слънцето два пъти повече от Земята. Защо тогава всъщност Луната не се срутва върху Слънцето? Защо Земята все още кара Луната да се върти около нея, а не действието на Слънцето да поеме?

Луната не пада върху Слънцето по същата причина, поради която Земята не пада върху него; Луната се върти около слънцето заедно със земята и притегателното действие на слънцето се изразходва без следа в постоянното прехвърляне на двете тела от директен пътв извита орбита, т.е праволинейно движениев криволинейна. Достатъчно е да погледнете фиг. 38, за да сте сигурни.

Други читатели може да имат известни съмнения. Как излиза все пак? Земята дърпа луната към себе си. Слънцето дърпа луната с по-голяма сила, а луната, вместо да пада върху слънцето, обикаля около земята? Това наистина би било странно, ако Слънцето привличаше към себе си 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 влияние на слънчевото привличане. Намира се на разстояние 2/3 от земния радиус от центъра на Земята към Луната. Луната и центърът на Земята се въртят около барицентъра, като правят едно завъртане всеки месец.

Видимата и невидимата страна на луната

Сред ефектите, предоставени от стереоскоп, нищо не е по-впечатляващо от 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 спътник, мнозина дори не подозират. За направата му човек трябва да е добре запознат с особеностите на капризните движения на нощното светило.

Факт е, че Луната заобикаля Земята по такъв начин, че е обърната към нея през цялото време с една и съща страна. Обикаляйки около Земята, Луната се върти едновременно около оста си, като и двете движения се извършват за един и същи период от време.

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

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

Представете си, че елипсата на фиг. 38 е пътят на Луната около Земята. Земята е поставена в точка О-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 този път за четвърт месец AE,каква област OABCDEсе равнява на 1/4 от площта на елипсата, т.е MABCD(равенство на площите ОАЕи ЛУД.в нашия чертеж се потвърждава от приблизителното равенство на площите MOQи EQD).И така, след четвърт месец луната пътува от НОпреди д.Въртенето на Луната, както и въртенето на планетите като цяло, за разлика от циркулацията им около Слънцето, се извършва равномерно: за 1/4 от месеца тя се върти точно на 90 °. Така че, когато луната е вътре Д,радиусът на луната, обърната към земята в точка НО,ще описва дъга от 90° и няма да е 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 от дясната страна тясна ивица от невидимата преди това половина. В точката Елупапоказва на земния наблюдател една вече по-тясна ивица от обикновено невидимата си страна, защото ъгълът OFPпо-малко от ъгъл OEP.В точката G-в апогея на орбитата - Луната заема същото положение спрямо Земята, както в перигея НО.С по-нататъшното си движение 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 НОЛуната е в първоначалната си позиция.

Видяхме, че поради елипсовата форма на лунната траектория нашият спътник не е обърнат към Земята със своята строго една и съща половина. Луната неизменно е обърната със същата страна не към Земята, а към друг фокус на своята орбита. За нас тя се люлее около средното положение като баланс; оттук и астрономическото име на това мърдане: "либрация" - от латинската дума "libra", което означава "везни". Степента на либрация във всяка точка се измерва чрез съответния ъгъл; например в точката либрацията е равна на ъгъла OEP.Най-голямата либрация е 7°53?, т.е. почти 8°.

Интересно е да се проследи как ъгълът на либрация нараства и намалява с движението на Луната по нейната орбита. Да сложим дточката на компас и опишете дъга, минаваща през фокусите Ои Р.Ще пресече орбитата на точки Б и Е.ъгли OVRи OFPкакто е вписано равен на половинатацентрален ъгъл ODP.От това заключаваме, че когато Луната се движи от НОпреди длибрацията нараства бързо в началото, в точката ATдостига 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 сега разгледахме, се нарича либрация по дължина. Нашият спътник е подложен и на друга либрация - по ширина. Равнината на лунната орбита е наклонена спрямо равнината на екватора на Луната с 6°. Затова виждаме Луната от Земята в някои случаи малко от юг, в други – от север, като гледаме малко в „невидимата“ половина на Луната през нейните полюси. Тази либрация по географска ширина достига 6°.

Нека сега обясним как астрономът-фотограф използва описаните леки колебания на Луната около нейното средно положение, за да получи нейни стереоскопични снимки. Читателят вероятно се досеща, че за това е необходимо да се изчакат две такива позиции на Луната, при които в едната тя да бъде завъртяна спрямо другата на достатъчен ъгъл. По точки A и B, B и C, C и D ии т.н. Луната заема позиции, толкова различни от Земята, че са възможни стереоскопични изображения. Но тук се сблъскваме с 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 вече се очертава от сянката. Това е неприемливо за стереоскопични изображения (лентата ще блести като сребро). Възниква трудна задача: да се наблюдават едни и същи фази на луната, които се различават по количеството на либрация (по дължина), така че кръгът на осветяване да минава през едни и същи детайли на лунната повърхност. Но дори това не е достатъчно: и в двете позиции все още трябва да има еднакви колебания в географската ширина.

Нашият читател едва ли ще направи лунни стереофотографии. 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 позволяват на астрономите да видят малка ивица от страната на нашия спътник, която обикновено е недостъпна за наблюдателят. Благодарение на двете лунни либрации ние виждаме като цяло не половината от цялата лунна повърхност, а 59% от нея. Преди пускането в Съветския съюз на третия космическа ракетакъм Луната 41% от лунната повърхност е била недостъпна за изследване.

Никой не знаеше как е устроена тази част от повърхността на Луната. Правени са остроумни опити, чрез продължаване назад на частите от лунните гребени и светлите ивици, преминаващи от невидимата към видимата част на Луната, да се скицират някои догадки на детайлите на 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 новооткрити лунни образувания. Кратерите са наименувани видни личностинаука и култура – ​​Ломоносов, Циолковски, Жолио-Кюри и др., получиха имена на две нови морета – Море на Москва и Море на мечтите. Обратната страна на Луната е заснета за втори път от съветската станция Зонд-3, изстреляна на 18 юли 1965 г.

През 1966 г. Луна 9 кацна меко на Луната и изпрати обратно на Земята изображение на лунния пейзаж. През 1969 г. лунното море на спокойствието трябваше да бъде разтревожено. На сухото дъно на това "море" е кабината за кацане на американеца 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 посещават Луната.

По същото време в СССР бяха изстреляни автоматични станции към Луната. През 1970 г. Луна 16, след като кацна на повърхността на Луната, за първи път взе проби от лунна почва и ги достави 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 на 500 точки.

Малко по-късно Луна-20 донесе на Земята проби от почвата от планинския район на Луната, недостъпен за астронавтите. През 1973 г. Луна-21 изпраща Луноход-2 на поход, който 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 на MCC снимки на лунни пейзажи, резултатите от анализа на почвата. Пробита автоматична станция "Луна-24" (1976 г.). 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 не е оправдана 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).

Втората луна и луната на луната

От време на време в пресата се появяват съобщения, че този или онзи 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 оръдието 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 земната повърхност е 8140 км. Любопитно е, че английското списание Znanie в статия за астрономията на Жул Верн смята споменаването на Пети, както и самия Пети, за просто измислени. Този астроном всъщност не се споменава в нито една енциклопедия. И все пак посланието на писателя не е измислено. През 50-те години на миналия век директорът на обсерваторията в Тулуза Пети наистина защити съществуването на втора луна, метеорит с орбитален период от 3 часа 20 метра, обикалящ обаче не на 8000, а на 5000 км от земната повърхност. Това мнение се споделяше още тогава само от няколко астрономи, но по-късно беше напълно забравено. Теоретично няма нищо ненаучно в предположението за съществуването на втори, много малък спътник на Земята. Но подобни небесно тялое трябвало да се наблюдава не само в онези редки моменти, когато преминава (привидно) през диска на Луната или Слънцето. Дори и да се завърти толкова близо до Земята, че трябва да се потопи в широката земна сянка при всяко завъртане, тогава дори и в този случай може да се види на сутрешното и вечерното небе да блести като ярка звезда в лъчите на Слънцето. С бързото си движение и чести завръщания тази звезда би привлякла вниманието на много наблюдатели. В моментите на пълно слънчево затъмнение втората луна също не би убегнала от погледа на астрономите. С една дума, ако Земята наистина имаше втори спътник, той щеше да се наблюдава доста често. Междувременно нямаше безспорни наблюдения.

Строго погледнато, Земята има, в допълнение към Луната, още два спътника. Не изкуствени, а напълно естествени. И не мъничка, 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 са изцяло съставени от прах. Тези прашни "Луни" се движат сред звездите по същата линия като истинската Луна и със същата скорост. Единият е на 60 градуса пред Луната, другият е на 60 градуса назад. И те са разделени от Земята на същото разстояние като Луната. Ръбовете на тези "Луни" са замъглени, което прави видимостта много трудна.

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 установи 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 части 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. Проучвания от този вид вече са провеждани, но не са дали реални резултати.

Защо няма атмосфера на Луната?

Този въпрос принадлежи към онези, които се изясняват, ако първо, така да се каже, се обърнат. Преди да говорим за това защо Луната не задържа атмосфера около себе си, нека зададем въпроса: защо атмосферата се задържа около нашата планета? Спомнете си, 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 куршум). Защо не се разпръснат в световното пространство? По същата причина, поради която куршум от пушка не лети в космоса. След като са изчерпали енергията на движението си за преодоляване 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 ускорението на гравитацията жсвързани 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 м = 12 км.

Но какво ще стане, ако въздушните молекули не могат да летят над 12? км,тогава откъде идват въздушните молекули над тази граница? В крайна сметка кислородът, който е част от нашата атмосфера, се е образувал близо до земната повърхност (от въглероден диоксид в резултат на дейността на растенията). Каква сила ги е вдигнала и задържа на надморска височина от 500 километра, където безусловно 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? Работата е там, че нашето изчисление се отнася за средна, а не за реална молекула. Средната молекула има втора скорост ? 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 метра 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) 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, въглеродния диоксид обаче нямат скорости, които да им позволят 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 своята атмосферна обвивка. Изчислено е, че за загубата на половината от запасите дори на най-лекия от газовете на 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.

Привличането на гравитацията на Луната е шест пъти по-слабо, отколкото на Земята; съответно скоростта, необходима за преодоляване на силата на гравитацията там също е по-малка и е само 2360 m/s. И тъй като скоростта на молекулите на кислорода и азота при умерена температура 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 избяга, други молекули ще придобият критична скорост (това е следствие от закона за разпределение на скоростите между газовите частици) и все повече и повече частици от атмосферната обвивка трябва безвъзвратно да избягат в световното пространство.

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

Може да се докаже математически, че ако средната скорост на молекулите в атмосферата на планетата е дори три пъти по-малка от граничната (т.е. тя е 2360: 3 = 790 m/s за Луната), тогава такава атмосфера трябва да се разсее с наполовина в рамките на няколко седмици. (Атмосферата на небесното тяло може да се поддържа само ако средната скорост на неговите молекули е по-малка от една пета от максималната скорост.) Беше изразена идеята - или по-скоро мечтата - че във времето, когато земното човечество посети и завладее Луната, ще я обгради с изкуствена атмосфера и ще я направи обитаема. След казаното за читателя трябва да стане ясна неосъществимостта на такова начинание.

Липсата на атмосфера в 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 обуславят липсата й като цяло на всички световни тела със слаба сила на гравитация: на астероиди и на повечето спътници на планетите.

Измерения на лунния свят

Това, разбира се, се посочва с пълна сигурност от числени данни: големината на диаметъра на Луната (3500 км), повърхността, обема. Но числата, незаменими в изчисленията, са безсилни да дадат това визуално представяне на измеренията, което изисква нашето въображение. Ще бъде полезно да се обърнете към конкретни сравнения за това.

Нека сравним лунния континент (все пак Луната е непрекъснат 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 двете Америки. 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. Размери на Луната в сравнение с континенталната част на Европа (не трябва обаче да се заключава, че повърхността на лунната топка е по-малка от повърхността на Европа)

За да се визуализират размерите на лунните "морета" в сравнение със земните, на фиг. 40 контурите на Черно и Каспийско море са наложени върху картата на Луната 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 ), относно 2? пъти по-малко от Каспийско море.

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

Ориз. 40. Сухоземни морета в сравнение с лунните. Черно и Каспийско море, прехвърлени на Луната, биха били там повече от всички лунни морета (цифрите показват: 1 - Морето на дъждовете, 2 - Морето на яснотата, 3 - Морето на спокойствието, 4 - Морето на изобилието, 5 - Морето на нектара)

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 това е достатъчна тръба с 3 см обектив.

Ориз. 41. Типични пръстеновидни планини на Луната

Но нито снимките, нито наблюденията на телескопа дават представа как би изглеждала лунната повърхност за наблюдател на самата Луна. Стоейки точно до лунните планини, наблюдателят би ги видял в различна перспектива, отколкото през телескоп. Едно е да гледаш предмет голяма надморска височинаи съвсем различно - отстрани близо. Нека покажем с няколко примера как се проявява тази разлика. Планината Ератостен изглежда от Земята като пръстеновидна шахта с връх вътре. В телескоп изглежда релефно и рязко благодарение на ясни, неразмазани 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 още повече прикрива тяхната височина.

Ориз. 42. Профил на голямата пръстеновидна 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 трудно можете да уловите пръстеновидната форма на вала; освен това изпъкналостта на почвата ще скрие долната й част от вас, тъй като лунният хоризонт е два пъти по-тесен от земния (съответно диаметърът на лунната топка е четири пъти по-малък). На Земята човек със среден ръст, стоящ на равна площ, вижда около себе си не повече от 5 км. Това следва от формулата за разстоянието на хоризонта

където Д-разстояние в км, ч-височина на очите в км, Р-радиус на планетата в км.

Замествайки в него данните за Земята и Луната, откриваме, че за човек със среден ръст обхватът на хоризонта

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 се представя с думите "лунен кратер"?

Ориз. 43. Каква картина би видял наблюдател, стоящ в центъра на голяма пръстеновидна планина на Луната?

Озовавайки се от другата страна на шахтата, извън кратера, наблюдателят също би видял не това, което очаква. Външният склон на пръстеновидната планина (вж. фиг. 42) се издига толкова леко, че не изглежда на пътника като планина и най-важното е, че той няма да може да се увери, че хълмистият хребет, който вижда, е пръстен планина с кръгла котловина. За да направите това, ще трябва да прескочите билото му и тук, както вече обяснихме, лунният алпинист не го очаква нищо забележително.

В допълнение към огромните пръстеновидни лунни планини обаче има много малки кратери на Луната, които са лесни за заснемане с поглед, дори да стоите в непосредствена близост. Но височината им е незначителна; наблюдателят едва ли ще бъде поразен от нещо изключително тук. От друга страна, лунните планински вериги, които носят името на земните планини: Алпи, Кавказ, Апенините и др., съперничат на земните по височина и достигат 7–8 км. На сравнително малка луна те изглеждат доста впечатляващи.

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

Липсата на атмосфера на Луната и произтичащата от това рязкост на сенките създават любопитна илюзия, когато се гледа през комин: най-малките неравности в почвата се засилват и изглеждат много изпъкнали. Поставете половината грах с издутината нагоре. голяма 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 е послужило добре на астрономите: благодарение на дългите сенки с телескоп на Луната могат да се наблюдават обекти с височина 30 м. Но същото обстоятелството ни кара да преувеличаваме нередностите на лунната почва. Планината Пико, например, е толкова ясно очертана през телескоп, че човек неволно си я представя 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; поглед през телескоп

Но прехвърлени 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, която прорязва една от нейните равнини. Виждайки тази стена през телескоп (фиг. 47), ние забравяме, че тя е висока 300 m; бидейки в основата на стената, щяхме да бъдем поразени от нейната необятност. 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, забелязани в силен телескоп на лунната повърхност, в природата трябва да представляват огромни спадове (фиг. 49).

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

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

лунно небе

черна твърд

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

Странният цвят на дневното небе на Луната веднага ще привлече вниманието ви: вместо обичайния син купол ще се разпростре напълно черно небе, осеяно с яркото сияние на Слънцето! - много звезди, които се открояват ясно, но изобщо не блещукат. Причината за това явление е липсата на атмосфера на Луната.

„Синята арка на ясно и ясно небе“, казва Фламарион на характерния си живописен език, „нежната руменина на зорите, величественият блясък на вечерния здрач, очарователната красота на пустините, мъгливата далечина на полета и ливади, и вие , огледалните води на езера, отразяващи далечни лазурни небеса от древни времена, съдържащи цяла безкрайност в дълбините си - твоето съществуване и цялата ти красота зависят единствено от онази светла черупка, която се простира над земното кълбо. Без нея нито една от тези картини, нито един от тези великолепни цветове нямаше да съществува. Вместо лазурно синьо небе, ще бъдете заобиколени от безкрайно черно пространство; вместо величествени изгреви и залези, дните рязко, без преходи, ще бъдат заменени от нощи, а нощите - дни. Вместо лек полумрак, царящ навсякъде, където ослепителните лъчи на Слънцето не падат директно, ярка светлина ще има само на места, пряко осветени от дневна светлина, а във всички останали ще царува гъста сянка.

Земя в небето на луната

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

Няма никой горе и долу във Вселената за всички светове и не трябва да се изненадвате, че напускайки Земята долу, ще я видите горе, на Луната.

Дискът на Земята, висящ в лунното небе, е огромен: диаметърът му е приблизително четири пъти по-голям от диаметъра на лунния диск, познат ни в земното небе. Това е третият стряскащ факт, който очаква лунния пътешественик. Ако в лунни нощи нашите пейзажи са достатъчно добре осветени, тогава нощите на Луната, с лъчите на пълната Земя с диск 14 пъти по-голям от Луната, трябва да бъдат необичайно ярки. 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 повече, отколкото пълната луна осветява Земята. В "Земните нощи" на Луната можеше да се прочете дребен шрифт. Осветяването на лунната почва от Земята е толкова ярко, че ни позволява от разстояние 400 000 км да различим нощната част на лунната топка под формата на неясен блясък в тесен полумесец; тя се нарича "пепелна светлина" на луната. Представете си 90 пълни луни, които изливат светлината си от небето и вземете предвид липсата на атмосфера на нашия спътник, която да поглъща част от светлината, и ще получите известна представа за очарователната картина на лунни 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 е нещо като 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 области и т.н. в детайли. Всичко това трябва да се припише на сферата на фантазията. На земното кълбо, когато се наблюдава отвън, е невъзможно да се различат такива детайли. 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. Пулковският астроном Г.А. Тихов написа:

„Гледайки Земята от космоса, ще видим диск с цвета на много белезникаво небе и едва ли ще различаваме детайли от самата повърхност. Значителна част от слънчевата светлина, падаща върху Земята, има време да се разпръсне в пространството от атмосферата и всички нейни примеси, преди да достигне повърхността на самата Земя. И това, което се отразява от самата повърхност, отново ще има време да отслабне значително поради ново разсейване в атмосферата.

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

Но това не е единствената разлика между лунната нощна звезда и земната. В нашето небе луната изгрява и залязва, описвайки пътя си заедно със звездния купол. В лунното небе Земята не извършва такова движение. Тя не изгрява там и не залязва, не участва в хармоничното, 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, която се състои в това, че Луната винаги е обърната към Земята с една и съща част от повърхността си. За лунен наблюдател Земята виси почти неподвижно в небето. Ако Земята стои в зенита на някакъв лунен кратер, тогава тя никога не напуска своето зенитно положение. Ако от която и да е точка се вижда на хоризонта, той остава завинаги на хоризонта на това място. Само лунните либрации, за които вече говорихме, донякъде нарушават тази неподвижност. Звездното небе прави своето бавно въртене зад земния диск, на 27 1/3 от нашите дни, 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, за 24 часа, се върти около оста си и ако нашата атмосфера беше прозрачна, Земята можеше 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 в лунното небе с пълен диск: той се появява или под формата на полукръг, или под формата на сърп, повече или по-малко тесен, или под формата на непълен кръг, в зависимост от това коя част от осветената от Слънцето половина на Земята е обърната към Луната. като е нарисувал взаимно споразумениеСлънце, Земя и Луна, можете лесно да видите, че Земята и Луната трябва да показват противоположни фази една на друга.

Когато наблюдаваме новолунието, лунният 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 новата луна, от Луната човек може да се любува на Земята на загуба и точно такъв полумесец липсва до пълния диск, който Луната ни показва в този момент. Фазите на Земята обаче не са така рязко очертани като лунните: земната атмосфера размива границата на светлината, създава онзи постепенен преход от деня към нощта 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 лъчистата земна атмосфера

Друга разлика между земните и лунните фази е следната. На Земята никога не виждаме Луната точно в момента на новолунието. Въпреки че обикновено стои едновременно над или под Слънцето (понякога с 5°, т.е. 10 от диаметъра му), така че да може да се види тесният ръб на лунната топка, осветена от Слънцето, тя все още е недостъпна за нашето виждане: блясъкът на Слънцето запушва скромния блясък на сребърната нишка на новолунието. Обикновено забелязваме новолуние едва на два дни, когато то успее да се отдалечи на достатъчно разстояние от Слънцето и само в редки случаи (през пролетта) – на един ден. Това не е така при наблюдението на „новата земя“ от Луната: там няма атмосфера, разпръскваща сияен ореол около дневната светлина. Звездите и планетите не се губят там в лъчите на Слънцето, а се открояват ясно в небето в непосредствена близост до него. Следователно, когато Земята не е точно пред Слънцето (т.е. не в моментите на затъмнения), а малко над или под него, тя винаги се вижда в черното, обсипано със звезди небе на нашия спътник под формата на тънък сърп с рогца, обърнати от Слънцето (фиг. 51). Докато се отдалечава от Земята вляво от Слънцето, сърпът сякаш се търкаля надясно.

Ориз. 51. "Млада" Земя в небето на Луната. Бял кръг под земния полумесец - Слънцето

Феномен, съответстващ на току-що описания, може да се види чрез наблюдение на Луната през малка тръба: 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 и съща линия с окото на наблюдателя, на лунния диск липсва тесен полумесец, който се плъзга в тъмна ивица близо до ръба на осветения диск вляво като Луната се движи надясно. Но Земята и Луната винаги показват противоположни фази една спрямо друга; следователно в описания момент лунният наблюдател трябва да е видял тънък полумесец на „новата земя“.

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

Вече забелязахме между другото, че либрациите на Луната трябва да се отразяват във факта, че Земята не е напълно неподвижна в лунното небе: тя осцилира около средното положение в посока север-юг с 14 °, а на запад -източна посока с 16°. За онези точки на Луната, където Земята се вижда на самия хоризонт, нашата планета трябва да изглежда понякога залязваща и скоро след това да изгрява отново, описвайки странни криви (фиг. 52). Такова своеобразно изгряване или залязване на Земята на едно място на хоризонта, без да заобикаля 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, които се наричат ​​затъмнения. Има два вида затъмнения на Луната: слънчеви и земни. Първите не са като 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. Нашият спътник се потапя в тези моменти в сянката, хвърлена от земното кълбо. Всеки, който е виждал Луната в такива моменти, знае, че тя не е напълно лишена от светлина, не изчезва от окото; обикновено се вижда в вишневочервените лъчи, проникващи в конуса на земната сянка. Ако в този момент се пренесем на повърхността на Луната и погледнем оттам към Земята, ясно бихме разбрали причината за червеното осветление: в небето на Луната земното кълбо, поставено пред яркия, макар и много по-малко Слънце, изглежда като черен диск, заобиколен от пурпурна граница на атмосферата си. Именно тази граница осветява Луната, потопена в сянка, с червеникава светлина (фиг. 53).

Ориз. 53. Ход на слънчево затъмнение на Луната: Слънце С плавно залязва зад земния диск 3, който е неподвижен на лунното небе.

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

Колкото до "земните" затъмнения, те са толкова оскъдни, 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 - тоест щастливи части от земната повърхност, откъдето човек може да се любува на затъмнението на Слънцето.

Трябва да се отбележи, че такива затъмнения като нашите слънчеви затъмнения изобщо не могат да се наблюдават на никое друго място в планетарната система. Това изключително зрелище дължим на едно случайно обстоятелство: Луната, която закрива Слънцето от нас, е точно толкова пъти по-близо до нас от Слънцето, с колко пъти лунният диаметър е по-малък от слънчевия - съвпадение, което е не се повтаря на друга планета.

Защо астрономите наблюдават затъмнения?

Благодарение на отбелязаната сега авария, дългият конус от сянка, който нашият спътник постоянно влачи зад себе си, достига чак 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 никога няма да имаме пълни слънчеви затъмнения . 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 места, покрити с него, се наблюдава слънчево затъмнение

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

Ето защо учените буквално преследват слънчевите затъмнения, оборудвайки специални експедиции до тези места на земното кълбо, понякога много отдалечени за тях, откъдето може да се наблюдава това явление. Слънчевото затъмнение от 1936 г. (19 юни) се виждаше като пълно само отвътре съветски съюз, а за едно двуминутно наблюдение у нас дойдоха 70 чуждестранни учени от десет различни страни. В същото време работата на четири експедиции беше пропиляна 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 покрай пълното затъмнение от Азовско море до Алма-Ата. 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.

Лунните затъмнения, въпреки че се случват един път и половина по-рядко от слънчевите, 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 тази тясна ивица тя е пълна за някои точки и частична за други (т.е. Слънцето е затъмнено само частично). Моментът на началото на слънчевото затъмнение също не е еднакъв за различните точки на лентата, не защото има разлика в изчисляването на времето, а защото лунната сянка се движи по земната повърхност и различни точки са покрити от нея по различно време.

Лунното затъмнение протича по съвсем различен начин. Наблюдава се веднага на цялата половина на земното кълбо, където по това време Луната се вижда, тоест стои 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 в отчитането на времето.

Ето защо на астронома не му се налага да „ловува“ лунни затъмнения: те идват при него сами. Но за да се „хване“ слънчево затъмнение, понякога се налага да се правят много дълги пътувания. Астрономите изпращат експедиции до тропически острови, далеч на запад или изток, само за да наблюдават за няколко минути покриването на слънчевия диск от черния кръг на Луната.

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

Подобно изкуствено слънчево затъмнение обаче не може да даде 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 яркосин свод, а не черен, осеян със звезди, както би ни изглеждало дори през деня при липса на атмосфера. Покривайки Слънцето в 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 звездите . Това не се случва, ако екраниращият екран е извън атмосферата. Луната е точно такъв екран, разположен сто пъти по-далеч от осезаемата граница на атмосферата. Слънчевите лъчи се спират от този екран, преди да проникнат в земната атмосфера, и следователно светлината не се разпръсква в засенчената лента. Вярно, не напълно: въпреки това малко лъчи проникват в областта на сянката, разпръснати от околните светлинни области, и следователно небето по време 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 да отбележим основните.

Първият е наблюдението на така нареченото "обръщане" на спектралните линии във външната обвивка на Слънцето. Линиите на слънчевия спектър при нормални условия са тъмни на лента със светлинен спектър, стават ярки за няколко секунди на тъмен фон след момента, в който Слънцето е напълно покрито от диска на Луната: абсорбционният спектър се превръща в емисионен спектър . Това е така нареченият "спектър на пламъка". Въпреки че това явление, което предоставя ценен материал за преценка на природата на външната обвивка на Слънцето, може да бъде наблюдавано при определени условия и не само по време на затъмнение, то се разкрива по време на затъмнения толкова ясно, че астрономите се стремят да не пропуснат такава възможност.

Ориз. 55. По време на пълно слънчево затъмнение "слънчева корона" мига 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 проекции (изпъкналости) на външната обвивка на Слънцето, перлен ореол с различни размери и форми блести в различни затъмнения (фиг. 55). Дългите лъчи на това сияние често са няколко пъти по-големи от диаметъра на слънцето, а яркостта обикновено е само половината от яркостта на пълната луна.

По време на затъмнението през 1936 г. слънчевата корона беше изключително ярка, по-ярка от пълната луна, което е рядкост. Дългите, донякъде замъглени лъчи на короната се простираха на три или повече слънчеви диаметъра; цялата корона беше представена като петлъчева звезда, чийто център беше зает от тъмния диск на луната.

Астрономите правят снимки на короната по време на затъмнения, 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 D вижда звездата 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 в моменти 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 цели, заради 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 „На 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 петно ​​и се появява от облака вече значително повредено ...

Сега вече се вижда с невъоръжено око, подпомагано от тънка пара, която все още дими във въздуха, омекотявайки ослепителния блясък.

Тишина. Някъде се чува нервно, тежко дишане...

Мина половин час. Денят блести почти по същия начин, облаците покриват и отварят слънцето, което вече се носи в небето под формата на сърп.

Сред младежите цари небрежно оживление и любопитство.

Старците въздишат, стариците пъшкат някак истерично, а някои дори крещят и пъшкат, като от зъбобол.

Денят започва забележимо да избледнява. Лицата на хората придобиват уплашен тон, сенките на човешки фигури лежат на земята, бледи, неясни. Слизащият параход се носи от някакъв призрак. Очертанията му станаха по-леки, загубиха сигурността на цветовете. Количеството светлина очевидно намалява, но тъй като няма кондензирани вечерни сенки, няма игра на светлина, отразена в долните слоеве на атмосферата, тези здрачи ​​изглеждат необичайни и странни. Пейзажът сякаш се размива в нещо; тревата губи зеленината си, 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 тъмнина по време на затъмнение са преувеличени. „Наистина“, помислих си, „тази все още незначителна слънчева искра, горяща като последната забравена свещ в огромен свят, означава толкова много? .. Наистина, когато угасне, трябва внезапно да настъпи нощ?“

Но тази искра я няма. То някак стремглаво, сякаш се измъкна с усилие иззад тъмна кепенка, блесна с още една златиста пръска и угасна. И в същото време гъст мрак падна върху земята. Улових момента, в който цяла сянка се появи в здрача. 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 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 ярко, че окото неволно потърси сребристата лунна светлина, която пронизваше синия мрак на обикновена нощ. Но никъде нямаше сияние, нямаше синева. Изглеждаше онази тънка, неразличима за окото пепел, разпръсната отгоре на земята, или сякаш най-тънката и най-дебела мрежа висеше във въздуха. А там, някъде отстрани, в горните слоеве, се усеща осветената въздушна далечина, която прозира в нашата тъмнина, слива сенките, лишава тъмнината от нейната форма и плътност. И над цялата объркана природа облаци се движат в прекрасна панорама и сред тях има вълнуваща борба ... Кръгло, тъмно, враждебно тяло, като паяк, се е забило в яркото слънце и те се втурват заедно в трансцеденталните висини. Някакво сияние, изливащо се в променливи нюанси иззад тъмен щит, придава движение и живот на спектакъла, а облаците допълнително подсилват илюзията с обезпокоителното си безшумно движение.

Лунните затъмнения не са от изключителния интерес за съвременните астрономи, който се свързва със слънчевите затъмнения. Нашите предци са виждали лунните затъмнения като възможност да проверят сферичната форма на Земята. Поучително е да си припомним ролята на това доказателство в историята. околосветско плаванеМагелан. Когато след изморително дълго пътуване през пустинните води на Тихия океан, моряците изпаднаха в отчаяние, решавайки, че са се оттеглили безвъзвратно от твърдата земя във водна шир, която никога няма да свърши, Магелан сам не загуби кураж. „Въпреки че църквата постоянно твърди въз основа на Светото писание, че Земята е огромна равнина, заобиколена от вода“, казва спътникът на великия мореплавател, „Магелан черпи твърдост от следното съображение: по време на затъмненията на Луната сянката хвърляше Земята е кръгла и каква сянка, такъв трябва да бъде и обектът, който я хвърля ... ". В стари книги по астрономия дори намираме рисунки, обясняващи зависимостта на формата на лунната сянка от формата на Земята (фиг. 57).

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

Вече нямаме нужда от подобни доказателства. Но лунните затъмнения позволяват да се прецени структурата на горните слоеве земен атмосфера от яркостта и цвета на луната. Както знаете, Луната не изчезва безследно в земната сянка, а 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 - както слънчеви, така и лунни - се повтарят на всеки 18 години и 10 дни. Този период е наречен "Сарос". Използвайки го, древните са предсказали началото на затъмненията, но не са знаели какво е причинило такава правилна периодичност и защо „саросът” има точно тази, а не друга продължителност. Обосновката за периодичността на затъмненията е намерена много по-късно, в резултат на задълбочено изследване на движението на Луната.

Какво е времето, необходимо на луната да обиколи своята орбита? Отговорът на този въпрос може да бъде различен в зависимост от това в кой момент революцията на Луната около Земята се счита за завършена. Астрономите разграничават пет вида месеци, от които сега се интересуваме само от два:

1. Така нареченият "синодичен" месец, тоест периодът от време, през който Луната прави пълна революция в своята орбита, ако следвате това движение от Слънцето. Това е периодът от време 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. интервалът, след който Луната се връща в същия "възел" на своята орбита ( възел - пресечната точка на лунната орбита с равнината на земната орбита). Продължителността на такъв месец е 27,2122 дни.

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

Как да намерим такива интервали? 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 хилядолетия, период от време, практически безполезен. Древните астрономи били доволни от решението приблизителен . Най-удобният начин за намиране на приближения в такива случаи се дава чрез непрекъснати дроби. Разширете фракцията

в непрекъснато. Прави се така. Елиминирайки цялото число, имаме

В последната дроб разделяме числителя и знаменателя на числителя:

Числител и знаменател на дроб

разделете на числителя и го направете 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 него, т.е x = 223, и y = 242, тогава периодът на повторение на затъмненията ще бъде равен на 223 синодични месеца или 242 драконови.

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

Това е произходът на сарос. Знаейки откъде идва, можем също така да сме наясно колко точно може да се използва за предсказване на затъмнения. Виждаме, че като се има предвид сарос, равен на 18 години и 10 дни, 0,3 дни се изхвърлят. Това трябва да повлияе на факта, че затъмненията, предвидени за такъв съкратен период, ще се случат през други часовницидни от предишния път (около 8 часа по-късно) и само при използване на период, равен на тройния точен сарос, затъмненията ще се повторят в почти същите моменти от деня. Освен това saros не отчита промените в разстоянието на Луната от Земята и Земята от Слънцето, промени, които имат своя собствена периодичност; от тези разстояния зависи дали слънчевото затъмнение ще бъде пълно или не. Следователно saros позволява да се предскаже само, че затъмнението трябва да се случи на определен ден, но дали ще бъде пълно, частично или пръстеновидно и дали ще бъде възможно да се наблюдава на същите места като предишния път, не може да се определи твърди.

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

Днес астрономите не използват сарос. 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, но не и грешните изчисления. Това е уместно отбелязано от Жул Верн, който в романа "Земята на кожите" разказва за астроном, който тръгнал на полярно пътешествие, за да наблюдава слънчево затъмнение. Противно на прогнозите, 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 морско течениеза затъмнението. Това твърдение скоро се оправда. Ето пример за дълбока вяра в силата на науката!

Възможно ли е да?

Очевидци разказват, че по време на лунно затъмнение 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 и през 1936 г., в деня на частично лунно затъмнение на 4 юли. 4 юли вечерта в 20ч. 31 мин. Луната изгря и в 20ч. 46 мин. слънцето залязваше и в момента на изгрева на луната имаше лунно затъмнение, въпреки че луната и слънцето се виждаха едновременно над хоризонта. Бях много изненадан от това, защото лъчите на светлината всъщност се разпространяват по права линия “, ми писа 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 саждиво стъкло, но е напълно възможно мислено да се начертае покрай нея. Земя с такова разположение. Може ли да настъпи затъмнение, ако Земята не предпазва Луната от Слънцето? Може ли да се вярва на подобни показания на очевидци?

В действителност обаче в подобно наблюдение няма нищо невероятно. Фактът, че Слънцето и затъмнената Луна се виждат на небето едновременно, се дължи на кривината на светлинните лъчи в земната атмосфера. Благодарение на тази кривина, наречена "атмосферна рефракция", всяко светило ни изглежда по-горе истинската му позиция (стр. 48, фиг. 15). Когато видим Слънцето или Луната близо до хоризонта, те са геометрично По-долу хоризонт. Следователно няма нищо невъзможно във факта, че дискът на Слънцето и скритата Луна са видими над хоризонта едновременно.

„Обикновено“, казва Фламарион по този повод, „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 залязваше в 5 часа. 39 мин., а междувременно пълното затъмнение вече е започнало. На 4 декември 1880 г. в Париж имаше пълно лунно затъмнение: на този ден Луната изгря в 4 часа, а Слънцето залезе в 4 часа 2 минути и това беше почти в средата на затъмнението, която продължи от 3ч. 3 мин. до 4 часа. 33 мин. Ако това не се наблюдава много по-често, то само поради липсата 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 колко дълго лунните затъмнения?

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

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

4. Кога ще може да се види следващото пълно слънчево затъмнение в Русия?

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

6. От кой ръб започва затъмнението на Луната - отдясно или отляво?

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

8. Каква е разликата между формата на слънчевия сърп по време на затъмнение и формата на обикновения лунен сърп?

9. Защо слънчевото затъмнение се гледа през опушено стъкло?

1. Най-голяма продължителност пълна фаза слънчево затъмнение 7 3/4 m (на екватора; в по-високи географски ширини - по-малко). И все пак фазите на затъмнението могат да уловят 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 m.

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. Петна от светлина в сянката на листата на дърво по време на частичната фаза на затъмнението са с форма на полумесец.

3. Без слънчева Затъмненията не преминават една година: всяка година има поне 2 слънчеви затъмнения. Години без лунен Затъмненията се случват доста често, приблизително на всеки 5 години.

4. Следващото пълно слънчево затъмнение, видимо в Русия, ще се състои на 1 август 2008 г. Ивицата на пълното затъмнение ще премине през Гренландия, Арктика, Източен Сибир и Китай.

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

Ориз. 59. Защо за наблюдател в северното полукълбо на Земята дискът на Луната по време на затъмнение се доближава до Слънцето на дясно, а за наблюдател в южното полукълбо - наляво?

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

7. Светлинни петна в сянката на листата не са нищо друго освен изображения на Слънцето. По време на затъмнение Слънцето изглежда като полумесец и неговите изображения в сянката на листата трябва да имат същия вид (фиг. 58).

8. Лунен сърпът е ограничен отвън с полукръг, отвътре с полуелипса. Слънчева полумесецът е ограничен от две дъги на окръжност със същия радиус (вижте стр. 59, „Мистериите на фазите на луната“).

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

Още в началото на XIII век. Новгородският летописец отбелязва: "От този знак във Велики Новгород едва ли някой от лицето е загубил да види." Избягването на изгаряния обаче е лесно, ако се запасите с плътно опушено стъкло. Трябва да се пуши на свещ толкова гъсто, че дискът на Слънцето да се показва през такова стъкло. рязко очертан кръг , без лъчи и ореол; за удобство опушената страна се покрива с друго, чисто стъкло и се залепва с хартия около краищата. Тъй като е невъзможно да се предвиди предварително какви ще бъдат условията за видимост на Слънцето в часовете на затъмнението, е полезно да се приготвят няколко стъкла с различна непрозрачност.

Можете да използвате и цветни чаши, ако сглобите две чаши с различни цветове (за предпочитане "допълнителни"). Обикновените консервирани слънчеви очила са недостатъчни за тази цел.

Какво е времето на Луната?

Строго погледнато, на Луната няма време, ако тази дума се разбира в обичайния смисъл. Какво може да бъде времето, когато няма абсолютно никаква атмосфера, облаци, водни пари, валежи, вятър? Единственото, което може да се обсъжда, 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 далечни светила, но и на отделни техни участъци. Дизайнът на устройството се основава на явлението термоелектричество: в проводник, споен от два различни метала, преминава през 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 mm и тежи 0,1 mg), 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, които са на границата на видимост с просто око. Улавянето на такова незначително количество топлина е като откриване на топлината на свещ от разстояние няколко километра.

С такова почти чудотворно измервателен уред, астрономите го въведоха в отделни участъци от телескопичното изображение 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 пълнолунието температурата е над 100°; водата, излята тук върху лунната почва, би кипнала дори при нормално налягане. „На Луната не би трябвало да готвим вечерята си на печката“, пише един астроном, „всеки близък камък би могъл да изпълни ролята му.“ Започвайки от центъра на диска, температурата намалява равномерно във всички посоки, но дори на 2700 км от централната точка не е по-ниска от 80°. Тогава температурата спада по-бързо и близо до ръба на осветения диск преобладава слана при -50°. Още по-студено е на тъмната страна на Луната, обърната от Слънцето, където студът достига -170 °.

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

По-рано беше споменато, че по време на затъмнения, когато лунната сфера се потопи в земната сянка, почвата на луната, лишена от слънчева светлина, бързо се охлажда. Измерено е колко голямо е това охлаждане: в един случай е установено спадане на температурата по време на затъмнение от +125 до -115 °, т.е. почти 240 ° за около 1 1 /-2 часа. Междувременно на Земята при подобни условия, т.е. по време на слънчево затъмнение, има понижение на температурата само с два, много - с 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, когато се нагрява, има само малък запас от топлина време за натрупване.

В. Н. Беспалов,
интернат № 4, Воронеж

Светлина. Оптични явления. 9 клас

Урок, обясняващ нов материал с помощта на кадри от анимационни филми

Съжалявам, астрономия предметнапуска училище. Интегрирането с физиката може да е полезно, но е малко вероятно физиците да отделят много време за изучаване на астрономически явления. И студентите ще загубят много. Съгласете се, учете 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 лятно часово време. И сега чуваме от големия екран: „Ударите на МЕТЕОР са причинили смъртта на динозаврите“, „... лятното време е с 2 часа по-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 да има 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 метеорите и метеоритите. 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 линка: „Гуми Marshal“, можете да поръчате гуми на изгодна цена, без да напускате екрана на монитора си. Можете да намерите по-подробна информация за цените и промоциите, валидни в момента, на сайта tyres-spb.ru.

Предложеният урок може да се проведе при изучаване на праволинейното разпространение на светлината в темата "Оптични явления". За този урок направихDVD-диск, дигитализирал и преозвучил записите на видеокасета програма 1991г.г. Разбира се, качеството оставя много да се желае. Би било хубаво нашето Министерство на образованието да пуска 5-10-минутни филми за уроците, както беше преди 15-20 години. Сега има дискове „Отворена физика“, „Отворена астрономия“, но все пак бих искал да има филми. Може би съм нарушил авторските права на нашите карикатуристи, но демонстрацията на фрагменти от карикатура в часовете по физика ви позволява да погледнете видео материала от другата страна - образователната.Веднъж по канала "Русия" бяха показани
26 епизод от канадския анимационен сериал The Magic School Bus. От педагогическа гледна точка би било полезно в извънкласните дейности, а фрагменти биха могли да се включат в часовете по физика, биология и астрономия. Но къде мога да взема тази карикатура? Имам записи на VCR, включвам нещо в часовете, но сега искам да имам по-качествени записи, защото се появиха мултимедийни проектори в училищата.

В края на урока можете да покажете двуминутен филм за затъмненията в резултат на праволинейно разпространение на светлината и да решите 2-3 задачи от книгата КАКВО??Малахова Г.И., Страута Е.К.

След този урок учениците искаха да научат повече за Луната, затова организирах вечер с въпроси и отговори, на която показах старитеDVD- дискове с филми за луната. На въпроси отговаряха и ученици с опит от участие в училищни НДК.

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 как 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 според фази на луната; правете 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? Спрете слънчевия поток и на Земята ще паднат 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 от време на време в тази ледена пустиня ще срещнете локви от 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 може да се научи от слънчевите лъчи? Благодарение на светлинния поток ние възприемаме и познаваме Светът. Светлинните лъчи ни разказват за положението на близки и далечни предмети, за 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 малки и са в тесен диапазон - от 0,38 до 0,77 микрона (380-770 nm).Светлината има електромагнитна природа. ( На екрана или на интерактивната дъска таблицата "Излъчване и честота". )

Задачи "Видове радиация"

Какъв тип радиация са електромагнитни вълни 30 GHz? 600 THz? 100 kHz? 1200 THz?

Изчислете дължините на вълните на тези лъчения.

Източници на светлина

Учител.Попълни таблицата ( учениците назовават източници на светлина, а съответните клетки от таблицата „отворени“ )/

естествени източници	изкуствени източници
полярни сияния
	телевизионни екрани
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 тя не се отразява от обекта. Демокрит беше първият, който осъзна, че луната свети от отразената слънчева светлина. В зависимост от местоположението 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 разказа .) Човек цял живот сякаш тича по лунната пътека. Първият път, когато стъпи върху нея, когато 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. Това е новолуние.

След около 7 дни започва първата четвърт. Дясната половина на Луната се вижда в южната част на небето по време на залез. Около полунощ луната ще залезе под хоризонта в западната част на небето.

Ще отнеме още около 7 дни и ще видим пълната луна. Появява се вечер в източната част на небето. Сега Земята се намира между Луната и Слънцето. В полунощ пълнолунието ще бъде в най-високата си точка на юг.

Но полунощ не е 0:00 ч. Във Воронеж полунощ идва 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 "Часовите зони в Русия" във вестник "География-ПС",
бр.39/2001г. Линията за Томска и Кировска област подлежи на корекция: сега в Томск се въвежда 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 в западната част на небето 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 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 таблица "Фази на Луната".

(На екрана има празна таблица, при обяснение се „отварят“ съответните клетки .)

Учител. Начертайте позициите на Луната, Слънцето и Земята, когато Луната е във фаза на новолуние. ( Учениците попълват диаграма. )

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

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

Задачи "Фази на луната в анимационни филми"

1. Показване на фрагмент от анимационния филм "Ваканция в Простоквашино".

На екрана са чичо Фьодор, котка и куче. „Това вероятно е фотопушката, която дойде при мен“, казва кучето. Всички въздъхват. А над къщата можете да видите тесен сърп на месеца с изпъкналост 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 съвсем тъмно (защо?). Виждаме само ярки звезди.

2. Показване на фрагмент от анимационния филм "Приказката за седемте богатиря".

Царевич Елисей се обръща към луната с молба да намери принцесата. На което месецът отговаря: „Братко мой,// Не съм видял червената мома. // Стоя на пост // Само на моята опашка. // Без мен, принцесата, очевидно, // Протича. „Колко неудобно“, въздъхва Елиша. На екрана има тесен полумесец на месеца, изпъкнал вляво.

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

Улика. Луната е ниско на хоризонта. В каква посока ще се движи?

3. Показване на фрагмент от анимационния филм "Бременските музиканти".

На екрана на Трубадур: „Воал скри лъча на Слънцето на златен мрак. //И между нас изведнъж отново израсна стена.//Нощта ще отмине, ще отмине дъждовното време, Слънцето ще изгрее.

? От коя страна на хоризонта се вижда Луната?

Улика. На екрана виждаме пълната луна не високо над хоризонта. Кога изгрява пълнолунието? Кога тя отива отвъд 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 каква 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 сърп на месеца с изпъкналост вдясно.

? В каква посока гледат прозорците към хоризонта?

6. Показване на фрагмент от анимационния филм "Snowman-mailer".

Лисицата носи писмо. Но вълкът блокира пътя. Луната свети.

? В каква посока пада сянката?

Улика. Каква фаза е луната? Къде можете да я видите?

задачи за внимателност, или Намерете грешката

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

? Защо този слайд е интересен? Къде можете да видите слънцето високо над главата си?

Улика. На слайда виждаме и Слънцето, и Луната. Но коя страна на луната е обърната към слънцето?

2. Слайдшоу от анимационния филм "Нощта преди Коледа".

„Последният ден преди Коледа свърши. Дойде ясната зимна нощ. Луната се издигна величествено на небето, за да огрее добрите хора и целия свят.

? Каква фаза има един месец, който "изгря" над хоризонта? Кога можете да видите такъв изгрев?

Улика. Луната изгрява над хоризонта. А Слънцето? ( В очакване на отговора.) В крайна сметка слънцето също трябва да изгрее ... Кой от вас е видял месец да изгрява над хоризонта в такава фаза?

3. Слайдшоу 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: ето колко студено мляко дава моята крава!

(Почукай на вратата.)

Топка. Кой е там?

Топка. В такова време те седят вкъщи, гледат телевизия.

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

улика На първия слайд виждаме два анимационни героя, на втория - гледката на 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.

? Карикатурният фрагмент или тези слайдове отговарят ли на текста?

Улика. На левия слайд виждаме месец ниско над хоризонта, на втория 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".

От отворените порти червеното слънце излиза!

? Къде може да се види такъв изгрев?

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

Учител. Днес на урока решавахме задачи, гледахме анимационни филми и определяхме фазите на луната. Сега, мисля, можете лесно да определите дали нов месец или стар е на небето. Ако „видим“ буквата „С“ в небето, това е стар, залязващ месец. И ако получите 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 – първият, тогава това показва първата четвърт на луната, нарастваща. Ако 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, а 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, старият - сутрин в източната част на небето.

Нищо не е по-зашеметяващо в своята величествена, бавно разгръщаща се красота от пълното слънчево затъмнение. В този урок (а ако е възможно и в следващия) трябва да разгледате и условията за възникване на слънчевите и лунните затъмнения, тъй като те са резултат от праволинейно разпространение на светлината. За да не се претоварват учениците с видеоклипове, 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? Каква е разликата между невидимото електромагнитно лъчение и видимото лъчение? Защо Луната се вижда различно на небето в различните дни от месеца: понякога като тесен полумесец, понякога като диск?

Домашна работа

Начертайте местоположението на Земята, Слънцето и Луната, на които е говорил принц Елисей. Начертайте как изглежда луната в първата четвърт. По кое време на деня се вижда в тази фаза? Вижте втора глава на книгата "Занимателна астрономия" Я.И.Перелмани да получите отговори на много въпроси относно появата на луната. Кога и къде се вижда новата 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. Луната над покрива се издува надясно. Това е нов месец. Полумесецът е тесен, което означава, че е разположен близо до Слънцето. Летни почивки. Слънцето залязва на северозапад, което означава, че месецът се вижда в западната част на хоризонта.

2. Тесен сърп с издутина вляво е старият месец. Слънцето скоро ще изгрее. Такъв месец се вижда рано сутрин в източната част на хоризонта.

3. Трудно е да се отговори на този въпрос, като се разгледа 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 отмине - утрото ще дойде ...“ (бъдещо време), а Луната не е високо над хоризонта, тогава може би се вижда от източната страна. 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 са Луната и Слънцето, е приблизително 90°. Това означава, че в момента между Луната и Слънцето има приблизително 60–70 °. Полумесецът на старата луна не е високо над хоризонта. Луната бавно се издига над хоризонта. Слънцето скоро ще изгрее. След около 3-4 часа ще светне. Трима от Простоквашино търсят съкровище, очевидно някъде след полунощ или рано-рано сутринта.

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

6. Изключително трудно е да се отговори, т.к. при благоприятно време пълната луна се вижда през цялата нощ: вечер, в полунощ и сутрин. Можете да кажете това: сянката определено не пада на юг. В средните ширини на северното полукълбо Луната се движи отляво надясно и минава над южната точка. 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 внимание (« Намерете грешките»)

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

2. Средните ширини в северното полукълбо ще кажат: „Млад месец е и трябва да се приближава към хоризонта в западната част на небето. Но по някаква причина луната се издига над хоризонта. Това може да бъде само в анимационни филми, никога в реалния живот!“

Жителите на средните географски ширини на южното полукълбо ще твърдят: „Това е „стар“ 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 старият месец, което означава, че родителите са пристигнали рано сутринта. В същото време звучи фразата: „В такова време те седят у дома, гледат телевизия.“ Но телевизия обикновено се гледа 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 този месец се „топи“ в лъчите на утринната зора, а след него „червеното слънце излиза от отворените порти“. Но те няма да нарекат такъв месец млад. Все още е стара за жителите на Австралия и Южна Америка. Може би С. Я. Маршак е наблюдавал такава „картина“ в южното полукълбо и, без да разбира, го е нарекъл млад?

5. Учениците знаят, че в средните ширини на северното полукълбо Слънцето изгрява над хоризонта, движейки се 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 преместят Слънцето надясно, докато то се издигаше над хоризонта.

Литература

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

Громов С.В.. Физика-9. – М.: Просвещение, 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.Подход, базиран на компетентност: правила за поставяне на учебни 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 движи на изток спрямо звездите с около 13 ° и след 27,3 дни се връща към същите звезди, описвайки на небесна сферапълен кръг.

Периодът на въртене на Луната около Земята спрямо звездите(във инерционна системасправка) наречени звездни или звездни(от лат. 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, която я осветява. Диаграма, обясняваща промяната във фазите на луната, е показана на фигура 20.

Когато Луната е видима за нас 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 чрез отразена слънчева светлина.

Интервалът от време между две последователни еднакви фази на луната се нарича синодичен месец.(от гръцки synodos - връзка); е периодът на въртене на луната около земята спрямо слънцето. Той е (както показват наблюденията) 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. Луната L след 27,3 дни, след като направи пълна революция, ще заеме предишната си позиция спрямо звездите. През това време Земята T, заедно с Луната, ще премине по своята орбита спрямо Слънцето дъга TT 1, равна на почти 27 °, тъй като всеки ден се измества с около 1 °. За да може Луната L 1 да заеме предишната си позиция спрямо Слънцето и Земята T 1 (дойде на новолуние), ще са необходими още два дни. Наистина, Луната преминава 360 ° за един ден: 27,3 дни = 13 ° / ден, за да премине дъга от 27 °, тя се нуждае. 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. Понякога това се възприема като липса на аксиално въртене. Всъщност това се дължи на равенството на периодите на въртене на Луната около оста й и нейната революция около Земята.

Проверете това, като обиколите обект около вас и същевременно o го завъртите около ос с период, равен на периода на кръга.

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 един ден е равна на две земни седмици, а нашите две седмици съставляват една 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, на която се вижда само нейната осветена 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 горната кулминация на луната настъпи в полунощ. Кога е следващата горна кулминация на луната?

3. През какви интервали от време звездите кулминират на Луната?

2. Лунни и слънчеви затъмнения

Земята и Луната, осветени от Слънцето (фиг. 22), хвърлят конуси на сянка (сближаващи се) и конуси на полусянка (разминаващи се). Когато Луната попадне в сянката на Земята, изцяло или частично, пъленили частично лунно затъмнение. От Земята може да се види едновременно отвсякъде, където Луната е над хоризонта. Фазата на пълно 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 поглъща сините и съседните лъчи (виж фиг. 40) и пропуска в конуса предимно червените, които се поглъщат по-слабо. Ето защо Луната по време на голяма фаза на затъмнението става червеникава, а не изчезва напълно. В старите времена лунното затъмнение се страхуваше като ужасна поличба, вярваше се, че „месецът кърви“. Лунните затъмнения се случват до три пъти в годината, разделени с интервали от почти половин година и, разбира се, само на пълнолуние.

Слънчевото затъмнение може да се види само като пълно затъмнение, когато петно ​​от лунната сянка падне върху Земята.. Диаметърът на петното не надвишава 250 км и следователно пълно слънчево затъмнение може да се види едновременно само на малка част от Земята. Когато Луната се движи по своята орбита, нейната сянка се движи по Земята от запад на изток, рисувайки последователно тясна ивица на пълно затъмнение (фиг. 23).

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

Поради малка промяна в разстоянията на Земята от Луната и Слънцето, видимият ъглов диаметър на Луната е или малко по-голям, или малко по-малък от слънчевия, или 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 изобщо не закрива напълно Слънцето, наблюдава се пръстеновидно затъмнение. Тогава около тъмния диск на Луната се вижда блестящ ръб на слънчевия диск.

Въз основа на точното познаване на законите на движение на Земята и Луната се изчисляват моментите на затъмненията и къде и как ще бъдат видими стотици години напред. Съставени са карти, които показват лентата на пълно затъмнение, линии (изофази), където затъмнението ще бъде видимо в същата фаза, и линии, спрямо които за всяко място могат да се преброят моментите на началото, края и средата на затъмнението затъмнение.

Слънчевите затъмнения годишно за Земята могат да бъдат от две до пет, в последния случай със сигурност частни. Средно на едно и също място пълно слънчево затъмнение се наблюдава изключително рядко - само веднъж на 200-300 години.

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

Астрономите предприемат експедиции до зоната на пълното затъмнение, за да изследват външните разредени черупки на Слънцето, невидими директно извън затъмнението, за 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 черния слънчев диск (виж фиг. 69).

Ако равнината на лунната орбита съвпадаше с равнината на еклиптиката, тогава на всяко новолуние щеше да има слънчево затъмнение, а на всяко пълнолуние - лунно затъмнение. Но равнината на лунната орбита пресича равнината на еклиптиката под ъгъл от 5 ° 9 ". Следователно Луната обикновено преминава на север или на юг от равнината на еклиптиката и затъмненията не се случват. Само през два периода от годината, разделени от почти половин година, когато Луната е близо до еклиптиката по време на пълнолуние и новолуние 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 пълен завой 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 началото на затъмненията. Сега грешките в прогнозирането на моментите на затъмнението са по-малко от 1 s.

Информация за предстоящите затъмнения и условията за тяхната видимост са дадени 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. Тази вечер ще има ли лунна нощ?

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 през юни и ноември от Северния полюс на Земята? Обяснете отговора.

5. Как да различим фазата на затъмнението на Луната от една от обичайните й 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 от отразена слънчева светлина. Луната се движи около Земята по приблизително 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 луната винаги е една и съща - от запад на изток. За наблюдател от Земята Луната се движи с 13,2° на ден.

Луната прави пълен оборот по своята орбита 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 една от най-трудните задачи 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, която я осветява. лунна фазаЧастта от лунния диск, която се вижда на слънчева светлина, се нарича.

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

След един-два дни в западната част на небето се появява и продължава да расте тесен ярък полумесец на „младата“ Луна. Понякога се забелязва на фона на небето (поради матово сивкаво сияние - т.нар пепелява светлинаЛуна) и останалата част от лунния диск. Феноменът на пепелната 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 вече ще се вижда цялата дясна половина на лунния диск - фаза на първата четвърт. В тази фаза Луната изгрява през деня, вечер се вижда в южната част на небето и залязва през нощта. По-нататък фазата се увеличава 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 посред нощ се вижда в южната част на небето.

След пълнолуние луната постепенно се приближава към слънцето от запад и се огрява от него отляво. Около седмица по-късно идва фазата трети, или последно тримесечие. В този случай Луната изгрява около полунощ, при изгрев слънце тя е в южната част на небето и залязва следобед. 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 деня, преди залез. Тесният сърп на Луната този път е изпъкнал на изток. Тогава новолунието идва отново и луната престава да се вижда на небето.

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

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

Слънчева ориентация

За да определите кардиналните точки от слънцето, можете да използвате обичайното . 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 13:00 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 той ще бъде разположен вляво от числото "1", следобед - вдясно (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 сочи точно към слънцето.

ориентация на 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 можем да я видим.
Първа четвърт.Луната се вижда вечер в югозападната част на небето под формата на светъл полукръг, изпъкнал вдясно.

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, изпъкнал наляво (фиг. 2).
Ще намерите информация за настъпването на лунните фази в откъсващи се и настолни календари, като използвате Интернет.
За да можете да се ориентирате по Луната, трябва да запомните следното. Полумесецът на "младата" луна, извит надясно, се вижда вечер в западната част на небето и залязва малко след залез слънце. В първата четвърт Луната е на юг около 19 часа. Пълнолунието в южна посока се наблюдава около 1 часа сутринта. В 22 ч. е в югоизточната част на небето, а в 4 ч. сутринта – в югозападната. Луната в последната си четвърт е на юг в 7 часа сутринта. Полумесецът на "старата" луна, наподобяващ буквата "C", се вижда сутрин, малко преди изгрев, в източната част на небето. Знаейки това, можете лесно да определите точките на хоризонта по 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 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 "черпака" на съзвездието Малка мечка.