Време на въртене на луната около земята. Лунна орбита

Можем да кажем, че на пръв поглед Луната просто се движи около планетата Земя с определена скорост и по определена орбита.

В действителност това е много сложно, трудно за описване научна точкана зрението, процесът на движение на космическо тяло, протичащ под въздействието на множество различни фактори. Такава, например, като формата на Земята, ако си спомняме от училищна програма, тя е леко сплескана, а освен това е много силно повлияна от факта, че например Слънцето я привлича 2,2 пъти по-силно от родната ни планета.

Моментни снимки космически корабПоследователност на движение на Луната при дълбок удар

В същото време, правейки точни изчисления на движението, също е необходимо да се вземе предвид, че чрез приливно взаимодействие Земята прехвърля ъгловия импулс на въртене към Луната, като по този начин създава сила, която я кара да се отдалечава от себе си. В същото време гравитационното взаимодействие на тези космически тела не е постоянно и с увеличаване на разстоянието намалява, което води до намаляване на скоростта на отдалечаване на Луната. Въртенето на Луната около Земята спрямо звездите се нарича звезден месеци е равно на 27,32166 дни.

Защо тя свети?

Чудили ли сте се защо понякога виждаме само част от луната? Или защо свети? Нека да го разберем! Сателитът отразява само 7% от слънчевата светлина, която пада върху него. Това се случва, защото само в периода на бурна активност на Слънцето отделни секцииповърхностите му са способни да абсорбират и акумулират слънчева енергия, а след това слабо го излъчват.

Пепелна светлина - отразена светлина от Земята

Сама по себе си тя не може да свети, а може само да отразява светлината на Слънцето. Следователно виждаме само тази част от него, която преди това е била осветена от Слънцето. Този спътник се движи по определена орбита около нашата планета и ъгълът между него, Слънцето и Земята непрекъснато се променя, в резултат на което виждаме различните фази на луната.

Инфографика за фазите на луната

Времето между новолунията е 28,5 дни. Фактът, че един месец е по-дълъг от друг, може да се обясни с движението на Земята около Слънцето, тоест когато спътникът прави пълен оборотоколо Земята, самата планета в този момент се движи 1/13 от своята орбита. А за да бъде Луната отново между Слънцето и Земята, са ѝ необходими още около два дни време.

Въпреки факта, че той постоянно се върти около оста си, той винаги гледа към Земята от една и съща страна, което означава, че въртенето, което прави около собствена оси около самата планета синхронно. Този синхрон е причинен от приливите и отливите.

задна страна

задна страна

Нашият спътник се върти равномерно около собствената си ос и около Земята според определен закон, чиято същност е следната: това движение е неравномерно - близо до перигея е по-бързо, но близо до апогея малко по-бавно.

Понякога е възможно да се погледне обратна странаЛуната, ако сте на изток или, например, на запад. Това явление се нарича оптична либрация по дължина; има и оптична либрация по ширина. Това се случва поради наклона на лунната ос спрямо Земята и това може да се наблюдава на юг и север.

Твърди се, че Луната е спътник на Земята. Значението на това е, че Луната придружава Земята в нея в постоянно движениеоколо слънцето, то го придружава. Докато Земята се движи около Слънцето, Луната се движи около нашата планета.

Движението на Луната около Земята може да се представи най-общо по следния начин: понякога тя е от същата страна, където се вижда Слънцето, и по това време се движи, така да се каже, към Земята, бързайки по пътя си около Слънцето : понякога преминава от другата страна и се движи в същата посока, в която се втурва и нашата земя. Като цяло Луната придружава нашата Земя. Това действително движение на Луната около Земята може лесно да бъде забелязано за кратко време от всеки търпелив и внимателен наблюдател.

Правилно движениеЛуната около земята изобщо не е във факта, че тя изгрява и залязва или заедно с всичко звездно небедвижейки се от изток на запад, отляво надясно. Това видимо движение на Луната се дължи на ежедневното въртене на самата Земя, тоест по същата причина, поради която Слънцето изгрява и залязва.

Що се отнася до правилното движение на Луната около Земята, то засяга нещо друго: Луната като че ли изостава от звездите в тяхното видимо ежедневно движение.

Наистина, забележете всички звезди в видима непосредствена близост до Луната през тази вечер на вашите наблюдения. Запомнете по-точно позицията на Луната спрямо тези звезди. След това погледнете луната след няколко часа или на следващата вечер. Ще се убедите, че Луната е изостанала от звездите, които сте забелязали. Ще забележите, че звездите, които са били отдясно на Луната, сега са по-далеч от Луната, а Луната е станала по-близо до звездите отляво и колкото по-близо е, толкова повече време е минало.

Това ясно показва, че, очевидно движейки се от изток на запад за нас, поради въртенето на Земята, Луната в същото време бавно, но стабилно се движи около Земята от запад на изток, завършвайки пълна революция около Земята за около месец.

Това разстояние е лесно да си представите, като го сравните с видимия диаметър на Луната. Оказва се, че за един час Луната изминава в небето разстояние, приблизително равно на нейния диаметър, а за един ден - дъгова пътека, равна на тринадесет градуса.

орбитата на Луната е начертана с пунктирана линия, онази затворена, почти кръгла пътека, по която на разстояние около четиристотин хиляди километра Луната се движи около Земята. Не е трудно да се определи дължината на този огромен път, ако знаем радиуса на лунната орбита. Изчислението води до следния резултат: орбитата на Луната е приблизително два и половина милиона километра.

Няма нищо по-лесно да получим веднага и информацията, която ни интересува за скоростта на Луната около Земята. Но за това * трябва да знаем по-точно периода, през който Луната ще измине целия този огромен път. Закръглявайки, можем да приравним този период на месец, тоест приблизително да го считаме за равен на седемстотин часа. Като разделим дължината на орбитата на 700, можем да намерим, че Луната изминава около 3600 км за час, тоест около един километър в секунда.

Това Средната скоростДвижението на Луната показва, че Луната не се движи толкова бавно около Земята, както може да изглежда от наблюденията на преместването й сред звездите. Напротив, Луната бързо се движи по своята орбита. Но тъй като виждаме Луната на разстояние от няколкостотин хиляди километра, почти не забелязваме това нейно бързо движение. По същия начин, куриерски влак, наблюдаван от разстояние, изглежда едва се движи, докато препуска покрай близки обекти с изключителна скорост.

За още точни изчисленияскоростта на луната, читателите могат да използват следните данни.

Дължината на лунната орбита е 2 414 000 км. Периодът на въртене на Луната около Земята е 27 дни и 7 часа. 43 мин. 12 сек.

Дали някой от читателите се сети, че има правописна грешка в последния ред Малко преди това (стр. 13) казахме, че цикълът лунни фазипреминава за 29,53 или 29% от деня, а сега показваме, че пълната революция на Луната около Земята се извършва за 27 g/s от деня. Ако дадените данни са верни, тогава каква е разликата? Ще говорим за това малко по-нататък.

Луната е спътник на нашата планета, привличащ погледите на учени и просто любопитни хора от незапомнени времена. AT древен святкакто астролози, така и астрономи й посветиха впечатляващи трактати. Поетите не останаха по-назад от тях. Днес малко се е променило в този смисъл: орбитата на Луната, характеристиките на нейната повърхност и вътрешността се изучават внимателно от астрономите. Съставителите на хороскопи също не откъсват очи от нея. Влиянието на сателита върху Земята се изучава и от двамата. Астрономите изучават как взаимодействието на две космически тела влияе върху движението и другите процеси на всяко от тях. По време на изучаването на Луната знанията в тази област се увеличиха значително.

Произход

Според учените Земята и Луната са се образували приблизително по едно и също време. И двете тела са на 4,5 милиарда години. Има няколко теории за произхода на сателита. Всеки от тях обяснява определени характеристики на Луната, но оставя няколко неразрешени въпроса. Теорията за гигантския сблъсък днес се счита за най-близката до истината.

Според хипотезата планетата, близка по размери до Марс, се е сблъскала с младата Земя. Ударът е бил тангенциален и е причинил изхвърлянето в Космоса на по-голямата част от материята на това космическо тяло, както и известно количество земен „материал“. От това вещество се формира нов обект. Първоначално радиусът на орбитата на Луната е бил шестдесет хиляди километра.

Хипотезата за гигантски сблъсък обяснява добре много характеристики на структурата и химичен съставспътник, повечето от характеристиките на системата Луна-Земя. Въпреки това, ако вземем теорията за основа, някои факти все още остават неразбираеми. По този начин дефицитът на желязо в спътника може да се обясни само с факта, че до момента на сблъсъка е настъпила диференциация на вътрешните слоеве и на двете тела. Към днешна дата няма данни подобно нещо да се е случило. И все пак, въпреки подобни контрааргументи, хипотезата за гигантски сблъсък се счита за основна в целия свят.

Настроики

Луната, както повечето други луни, няма атмосфера. Открити са само следи от кислород, хелий, неон и аргон. Следователно повърхностната температура в осветените и тъмните зони е много различна. От слънчевата страна може да се повиши до +120 ºС, а от тъмната страна може да падне до -160 ºС.

Средното разстояние между Земята и Луната е 384 000 км. Формата на спътника е почти идеална сфера. Разликата между екваториалния и полярния радиус е малка. Те са съответно 1738.14 и 1735.97 км.

Пълният оборот на Луната около Земята отнема малко повече от 27 дни. Движението на спътника по небето за наблюдателя се характеризира с промяна на фазите. Времето от едно пълнолуние до друго е малко по-дълго от посочения период и е приблизително 29,5 дни. Разликата възниква, защото Земята и спътникът също се движат около Слънцето. Луната, за да бъде в първоначалната си позиция, трябва да преодолее малко повече от един кръг.

Система Земя-Луна

Луната е спътник, малко по-различен от други подобни обекти. Основната му характеристика в този смисъл е неговата маса. Оценява се на 7,35 * 10 22 кг, което е приблизително 1/81 от същия параметър на Земята. И ако самата маса не е нещо необичайно в космоса, то нейната връзка с характеристиките на планетата е нетипична. Като правило съотношението на масата в системите спътник-планета е малко по-малко. Само Плутон и Харон могат да се похвалят с подобно съотношение. Тези двама космически телапреди известно време започна да се характеризира като система от две планети. Изглежда, че това обозначение е валидно и в случая на Земята и Луната.

Орбита на Луната

Сателитът прави едно завъртане около планетата спрямо звездите за звезден месец, който продължава 27 дни, 7 часа и 42,2 минути. Орбитата на Луната е с елипсовидна форма. AT различни периодиспътникът ту е по-близо до планетата, ту по-далеч от нея. Разстоянието между Земята и Луната се променя от 363 104 на 405 696 километра.

С траекторията на спътника има още едно доказателство в полза на предположението, че Земята със спътника трябва да се разглежда като система, състояща се от две планети. Орбитата на Луната не се намира близо до екваториалната равнина на Земята (както е характерно за повечето спътници), а практически в равнината на въртене на планетата около Слънцето. Ъгълът между еклиптиката и траекторията на спътника е малко повече от 5º.

Орбитата на Луната около Земята се влияе от много фактори. В тази връзка определянето на точната траектория на спътника не е лесна задача.

Малко история

Теорията, обясняваща как се движи луната, е създадена през 1747 г. Авторът на първите изчисления, които доближиха учените до разбирането на характеристиките на орбитата на сателита, беше френски математикКлеро. Тогава, през далечния осемнадесети век, революцията на Луната около Земята често се изтъква като аргумент срещу теорията на Нютон. Изчисленията, направени с помощта, бяха силно в противоречие с видимо движениесателит. Clairaut реши този проблем.

Такива известни учени като д'Аламбер и Лаплас, Ойлер, Хил, Пуизо и други бяха ангажирани с изследването на въпроса. Съвременна теорияРеволюцията на Луната всъщност започва с работата на Браун (1923). Изследванията на британския математик и астроном помогнаха да се премахнат несъответствията между изчисленията и наблюденията.

Не е лесна задача

Движението на Луната се състои от два основни процеса: въртене около оста си и циркулация около нашата планета. Не би било толкова трудно да се изведе теория, обясняваща движението на сателита, ако неговата орбита не беше повлияна от различни фактори. Това е привличането на Слънцето и характеристиките на формата на Земята и други планети. Такива влияния нарушават орбитата и прогнозирането на точното положение на Луната в определен период се превръща в трудна задача. За да разберем какво става тук, нека се спрем на някои параметри на орбитата на спътника.

Възходящ и низходящ възел, линия на апсидите

Както вече споменахме, орбитата на Луната е наклонена към еклиптиката. Траекториите на две тела се пресичат в точки, наречени възходящи и низходящи възли. Те са разположени от противоположните страни на орбитата спрямо центъра на системата, тоест Земята. Въображаема линия, която свързва тези две точки, се нарича линия от възли.

Сателитът е най-близо до нашата планета в точката на перигея. Максимално разстояниеразделя две космически тела, когато Луната е в апогея си. Линията, свързваща тези две точки, се нарича линия на апсидите.

Смущения в орбитата

В резултат на влиянието на голям брой фактори върху движението на спътника, всъщност то е сбор от няколко движения. Нека разгледаме най-забележимите от възникващите смущения.

Първият е регресия на възловата линия. Правата линия, свързваща двете точки на пресичане на равнината на лунната орбита и еклиптиката, не е фиксирана на едно място. Той се движи много бавно в посока, обратна (затова се нарича регресия) на движението на спътника. С други думи, равнината на орбитата на Луната се върти в пространството. За едно пълно завъртане са необходими 18,6 години.

Линията на апсидите също се размества. Движението на правата, свързваща апоцентъра и периапсиса, се изразява във въртене на орбиталната равнина в същата посока, в която се движи Луната. Това се случва много по-бързо, отколкото в случай на линия от възли. Една пълна революция отнема 8,9 години.

Освен това, лунна орбитаизпитва колебания с определена амплитуда. С течение на времето ъгълът между неговата равнина и еклиптиката се променя. Диапазонът на стойностите е от 4°59" до 5°17". Точно както в случая с линията на възлите, периодът на такива колебания е 18,6 години.

Накрая орбитата на Луната променя формата си. Разтяга се малко, след което отново се връща към първоначалната си конфигурация. В този случай ексцентричността на орбитата (степента на отклонение на формата й от кръг) се променя от 0,04 до 0,07. Промените и връщането към първоначалната позиция отнемат 8,9 години.

Не толкова просто

По същество четирите фактора, които трябва да се вземат предвид при изчисленията, не са толкова много. Те обаче не изчерпват всички смущения на орбитата на сателита. Всъщност всеки параметър от движението на Луната постоянно се влияе от голям брой фактори. Всичко това усложнява задачата за прогнозиране на точното местоположение на сателита. И като се вземат предвид всички тези параметри е често най-важната задача. Например изчисляването на траекторията на Луната и нейната точност влияе върху успеха на мисията на изпратения до нея космически кораб.

Влиянието на луната върху земята

Сателитът на нашата планета е сравнително малък, но въздействието му е ясно видимо. Може би всеки знае, че Луната е тази, която формира приливите и отливите на Земята. Тук веднага трябва да направим резервация: Слънцето също предизвиква подобен ефект, но поради много по-голямото разстояние приливният ефект на звездата е слабо забележим. Освен това промяната на нивото на водата в моретата и океаните е свързана и с особеностите на въртенето на самата Земя.

Гравитационното влияние на Слънцето върху нашата планета е около двеста пъти по-голямо от това на Луната. Приливните сили обаче зависят преди всичко от нехомогенността на полето. Разстоянието между Земята и Слънцето ги изглажда, така че въздействието на близката до нас Луна е по-мощно (два пъти по-значително, отколкото при звездата).

От страната на планетата се образува приливна вълна, която този моментс лице към нощната светлина. На обратната странаима и прилив. Ако Земята беше неподвижна, тогава вълната щеше да се движи от запад на изток, намирайки се точно под Луната. Пълният му оборот ще бъде завършен за 27 дни, т.е. за звезден месец. Периодът около оста обаче е малко по-малък от 24 ч. В резултат на това вълната се движи по повърхността на планетата от изток на запад и извършва едно завъртане за 24 часа и 48 минути. Тъй като вълната постоянно се среща с континентите, тя се движи напред по посока на движението на Земята и изпреварва спътника на планетата в движението си.

Изтриване на орбитата на Луната

Приливна вълна кара огромна маса вода да се движи. Това пряко влияе върху движението на сателита. Внушителна част от масата на планетата се измества от линията, свързваща двете тела, и привлича Луната към себе си. В резултат на това спътникът изпитва влиянието на момент на сила, който ускорява движението му.

В същото време континентите, които се натъкват на приливната вълна (те се движат по-бързо от вълната, тъй като Земята се върти с по-висока скорост от Луната), изпитват сила, която ги забавя. Това води до постепенно забавяне на въртенето на нашата планета.

В резултат на приливното взаимодействие на две тела, както и действието и ъгловия импулс, спътникът се премества на по-висока орбита. Това намалява скоростта на луната. В орбита започва да се движи по-бавно. Нещо подобно се случва и със Земята. Забавя се, което води до постепенно нарастванепродължителност на деня.

Луната се отдалечава от Земята с около 38 mm на година. Изследванията на палеонтолози и геолози потвърждават изчисленията на астрономите. Процесът на постепенно забавяне на Земята и премахването на Луната започна преди около 4,5 милиарда години, тоест от момента, в който се образуваха двете тела. Данните на изследователите свидетелстват в полза на предположението, че по-рано лунният месец е бил по-кратък и Земята се е въртяла с по-висока скорост.

Приливна вълна възниква не само във водите на океаните. Подобни процеси протичат в мантията и в земната кора. Те обаче са по-малко забележими, тъй като тези слоеве не са толкова ковки.

Премахването на Луната и забавянето на Земята няма да се случи вечно. В крайна сметка периодът на въртене на планетата ще бъде равен на периода на въртене на спътника. Луната ще "се рее" над една област от повърхността. Земята и спътникът винаги ще бъдат обърнати от една и съща страна един към друг. Тук е уместно да припомним, че част от този процес вече е завършен. Именно приливното взаимодействие е довело до факта, че една и съща страна на Луната винаги се вижда в небето. В космоса има пример за система, която е в такова равновесие. Те вече се наричат ​​Плутон и Харон.

Луната и земята са в постоянно взаимодействие. Невъзможно е да се каже кое от телата има по-голямо влияние върху другото. В същото време и двете са изложени на слънце. Съществена роля играят и други, по-далечни, космически тела. Отчитането на всички тези фактори прави доста трудно точното изграждане и описание на модел на движение на сателит в орбита около нашата планета. въпреки това голяма суманатрупаните знания, както и непрекъснатото подобряване на оборудването, позволяват повече или по-малко точно да се предвиди позицията на сателит по всяко време и да се предвиди бъдещето, което очаква всеки обект поотделно и системата Земя-Луна като цяло.

Луна- единственото небесно тяло, което се върти около Земята, с изключение на изкуствени спътнициЗеми, създадени от човека последните години.

Луната непрекъснато се движи по звездното небе и по отношение на някоя звезда за един ден се измества към дневното въртене на небето с приблизително 13 ° и след 27,1/3 дни се връща към същите звезди, описвайки според небесна сферапълен кръг. Следователно периодът от време, през който Луната прави пълен оборот около Земята спрямо звездите, се нарича звезден (или звезден) месец; това е 27,1/3 дни. Луната се движи около Земята по елиптична орбита, така че разстоянието от Земята до Луната се променя с почти 50 хиляди км. Средното разстояние от Земята до Луната се приема за 384 386 км (закръглено - 400 000 км). Това е десет пъти дължината на екватора на Земята.

Луна сам по себе си не излъчва светлина, следователно на небето се вижда само неговата повърхност, осветена от Слънцето - дневната страна. Нощ, тъмно, не се вижда. Движейки се по небето от запад на изток, Луната се движи на фона на звездите с около половин градус за 1 час, тоест с количество, близко до нейния видим размер, и с 13º за един ден. За един месец Луната в небето настига и изпреварва Слънцето, докато лунните фази се сменят: Новолуние , първа четвърт , пълнолуние и последно тримесечие .

AT НоволуниеДори не можете да видите луната с телескоп. Разположена е в същата посока като Слънцето (само над или под него) и е обърната към Земята от нощното полукълбо. Два дни по-късно, когато Луната се отдалечи от Слънцето, няколко минути преди залязването му може да се види тесен полумесец в западната част на небето на фона на вечерната зора. Първата поява на лунния сърп след новолунието гърците наричат ​​"неомения" (" Новолуние“), от този момент започва лунният месец.

7 дни 10 часа след новолуние фаза т.нар първа четвърт. През това време Луната се отдалечи от Слънцето на 90º. От Земята се вижда само дясната половина на лунния диск, осветена от Слънцето. След залеза Луна е в южната част на небето и залязва около полунощ. Продължава да се движи от Слънцето наляво. Луна вечерта се оказва, че вече е на източната страна на небето. Тя идва след полунощ, всеки ден по-късно и по-късно.

Кога Луна се оказва настрана противоположно на слънцето(на ъглово разстояние 180 от него), идва пълнолуние. От новолунието са минали 14 дни 18 часа След това Луна започва да се приближава към Слънцето отдясно.

Има намаляване на осветеността на дясната страна на лунния диск. Ъгловото разстояние между него и Слънцето намалява от 180 на 90º. Отново се вижда само половината от лунния диск, но вече лявата му част. След новолуние са минали 22 дни 3 часа. последно тримесечие. Луната изгрява около полунощ и свети през втората половина на нощта, обръщайки се в южната част на небето при изгрев слънце.

Ширината на полумесеца продължава да намалява, както и самият той Луна постепенно се приближава към Слънцето от дясната (западната) страна. Появявайки се на източното небе, всеки ден по-късно полумесецът става много тесен, но рогата му са обърнати надясно и приличат на буквата „С“.

Те казват, Луна стар. В нощната част на диска се вижда пепелява светлина. Ъгловото разстояние между Луната и Слънцето намалява до 0º. накрая Луна настига Слънцето и отново става невидим. Идва следващото новолуние. Лунният месец приключи. Изминали са 29 дни 12 часа 44 минути 2,8 секунди или почти 29,53 дни. Този период се нарича синодичен месец (от гръцки sy „nodos-връзка, сближаване).

Синодичният период се свързва с положението на небесното тяло спрямо Слънцето, видимо на небето. Лунен синодичен месец е период от време между последователни фази със същото име Луна.

Вашият път в небето спрямо звездите Луна изпълнява за 27 дни 7 часа 43 минути 11,5 секунди (закръглено - 27,32 дни). Този период се нарича звезден (от лат. sideris-звезда), или звезден месец .

№7 Затъмнение на Луната и Слънцето, техният анализ.

Слънчевите и лунните затъмнения са най-интересното явление на природата, познато на човека от древни времена. Те са относително често срещани, но не се виждат от всички области. земната повърхности затова изглежда рядко за мнозина.

Слънчево затъмнение настъпва, когато нашите естествен спътник- Луната - в своето движение преминава на фона на диска на Слънцето. Това винаги се случва по време на новолуние. Луната се намира по-близо до Земята от Слънцето, почти 400 пъти, като в същото време диаметърът й също е по-малък от диаметъра на Слънцето около 400 пъти. Следователно видимите размери на Земята и Слънцето са почти еднакви и Луната може да покрие Слънцето със себе си. Но не всяко новолуние има слънчево затъмнение. Поради наклона на орбитата на Луната към земна орбитаЛуната обикновено "излиза" малко и минава над или под Слънцето по време на новолуние. Но поне 2 пъти в годината (но не повече от пет) сянката на Луната пада върху Земята и настъпва слънчево затъмнение.

Лунната сянка и полусянката падат на Земята под формата на овални петна, които със скорост 1 км. в сек. преминават по земната повърхност от запад на изток. В областите, които са в лунната сянка, се вижда пълно слънчево затъмнение, тоест Слънцето е напълно покрито от Луната. В зони, покрити с полусянка, настъпва частично слънчево затъмнение, тоест Луната покрива само част от слънчевия диск. Извън полусянката затъмнение изобщо не се случва.

Най-голяма продължителностобщата фаза на затъмнението не надвишава 7 минути. 31 сек. Но най-често са две-три минути.

Слънчевото затъмнение започва от дясната страна на Слънцето. Когато Луната напълно покрие Слънцето, настъпва здрач, както при тъмен здрач, и най-тъмното небе изглежда най-много ярки звездии планети, а около Слънцето можете да видите красиво сияещо сияние от перлен цвят - слънчева корона, представляващи външните слоеве слънчева атмосфера, не се виждат извън затъмнението поради ниската им яркост в сравнение с яркостта на дневното небе. Появата на короната се променя от година на година в зависимост от слънчева активност. Розов светещ пръстен мига над целия хоризонт - той прониква в зоната, покрита с лунна сянка слънчева светлинаот съседни райони, където пълно затъмнениене възниква, а се наблюдава само особеното.
СЛЪНЧЕВИ И ЛУННИ ЗАТЪМНЕНИЯ

Слънцето, Луната и Земята в етапите на новолуние и пълнолуние рядко лежат на една права линия, т.к. лунната орбита не лежи точно в равнината на еклиптиката, а под наклон към нея от 5 градуса.

слънчеви затъмнения Новолуние. Луната закрива слънцето от нас.

Лунни затъмнения. Слънцето, Луната и Земята лежат на една и съща линия в сцената пълнолуние. Земята блокира Луната от Слънцето. Луната става керемиденочервена.

Всяка година има средно по 4 слънчеви и лунни затъмнения. Те винаги се придружават един друг. Например, ако новолунието съвпадне със слънчево затъмнение, тогава лунното затъмнение настъпва след две седмици, във фазата на пълнолуние.

Астрономически слънчеви затъмнениявъзниква, когато Луната при движението си около Слънцето напълно или частично закрива Слънцето. Видимите диаметри на Слънцето и Луната са почти еднакви, така че Луната напълно закрива Слънцето. Но можете да го видите от Земята в пълната фазова лента. Частично слънчево затъмнение се наблюдава от двете страни на пълната фазова лента.

Широчината на честотната лента на пълната фаза на слънчевото затъмнение и неговата продължителност зависят от взаимни разстоянияСлънце, Земя и Луна. В резултат на промяната на разстоянията се променя и видимият ъглов диаметър на Луната. Когато е малко по-голямо от Слънцето, пълното затъмнение може да продължи до 7,5 минути, когато е равно, след това един момент, ако е по-малко, тогава Луната изобщо не покрива напълно Слънцето. AT последен случайнастъпва пръстеновидно затъмнение: около тъмния лунен диск се вижда тесен ярък слънчев пръстен.

По време на пълно слънчево затъмнение Слънцето изглежда като черен диск, заобиколен от сияние (корона). Дневната светлина е толкова отслабена, че понякога можете да видите звезди в небето.

Пълно лунно затъмнение настъпва, когато Луната навлезе в конуса на земната сянка.

Пълното лунно затъмнение може да продължи 1,5-2 часа. Може да се наблюдава от цялото нощно полукълбо на Земята, където Луната е била над хоризонта по време на затъмнението. Следователно в тази област пълните лунни затъмнения могат да се наблюдават много по-често от слънчевите.

По време на пълно лунно затъмнение на Луната лунният диск остава видим, но придобива тъмночервен оттенък.

Слънчевото затъмнение се случва на новолуние, а лунното - на пълнолуние. Най-често има две лунни и две слънчеви затъмнения годишно. Максималният възможен брой затъмнения е седем. След определен период от време лунните и слънчевите затъмнения се повтарят в същия ред. Тази празнина се наричаше сарос, което на египетски означава повторение. Сарос е приблизително на 18 години и 11 дни. По време на всеки сарос има 70 затъмнения, от които 42 са слънчеви и 28 са лунни. Пълните слънчеви затъмнения от определен район се наблюдават по-рядко от лунните, веднъж на 200-300 години.

УСЛОВИЯ ЗА СЛЪНЧЕВО ЗАТЪМНЕНИЕ

По време на слънчево затъмнение Луната минава между нас и Слънцето и го скрива от нас. Нека разгледаме по-подробно условията, при които може да настъпи слънчево затъмнение.

Нашата планета Земя, въртяща се през деня около оста си, едновременно с това се движи около Слънцето и прави пълен оборот за една година. Земята има спътник - Луната. Луната се върти около Земята и извършва революция за 29 1/2 дни.

Взаимна договореносттези три небесни телапроменя през цялото време. Докато се движи около Земята, Луната определени периодивремето е между Земята и Слънцето. Но Луната е тъмна, непрозрачна плътна топка. Уловен между Земята и Слънцето, той като огромна клапа затваря Слънцето. По това време страната на Луната, обърната към Земята, се оказва тъмна, неосветена. Следователно слънчево затъмнение може да се случи само по време на новолуние. При пълнолуние Луната преминава от Земята от другата страна на Слънцето и може да попадне в сянката, хвърлена от земното кълбо. Тогава ще наблюдаваме лунно затъмнение.

Средното разстояние от Земята до Слънцето е 149,5 милиона километра, а средното разстояние от Земята до Луната е 384 хиляди километра.

Колкото по-близо е един обект, толкова по-голям ни изглежда. Луната е почти по-близо до нас от Слънцето: 400 пъти, като в същото време диаметърът й е по-малък от диаметъра на Слънцето около 400 пъти. Следователно видимите размери на Луната и Слънцето са почти еднакви. Следователно Луната може да блокира слънцето от нас.

Разстоянията на Слънцето и Луната от Земята обаче не остават постоянни, а леко варират. Това се случва, защото пътят на Земята около Слънцето и пътят на Луната около Земята не са кръгове, а елипси. С промяна на разстоянията между тези тела се променят и техните видими размери.

Ако в момента на слънчевото затъмнение Луната е на най-малко разстояние от Земята, тогава лунният диск ще бъде малко по-голям от слънчевия. Луната ще закрие напълно слънцето и затъмнението ще бъде пълно. Ако по време на затъмнението Луната е на най-голямо разстояние от Земята, тогава тя ще има малко по-малък видим размер и няма да може да покрие цялото Слънце. Яркият ръб на Слънцето ще остане непокрит, който по време на затъмнението ще се вижда като ярък тънък пръстен около черния диск на Луната. Такова затъмнение се нарича пръстеновидно затъмнение.

Изглежда, че слънчевите затъмнения трябва да се случват всеки месец, на всяко новолуние. Това обаче не се случва. Ако Земята и Луната се движеха в изпъкнала равнина, тогава при всяко новолуние Луната наистина щеше да бъде точно на права линия, свързваща Земята и Слънцето, и щеше да настъпи затъмнение. Всъщност Земята се движи около Слънцето в една равнина, а Луната около Земята – в друга. Тези самолети не съвпадат. Затова често по време на новолуние Луната идва или над Слънцето, или под него.

Видимият път на Луната в небето не съвпада с пътя, по който се движи Слънцето. Тези пътища се пресичат в две противоположни точки, които се наричат ​​възли на лунната орбита и ty. В близост до тези точки пътищата на Слънцето и Луната се доближават един до друг. И само в случай, че новолунието се случи близо до възела, то е придружено от затъмнение.

Затъмнението ще бъде пълно или пръстеновидно, ако Слънцето и Луната са почти в един възел на новолунието. Ако Слънцето по време на новолунието е на известно разстояние от възела, тогава центровете на лунния и слънчевия диск няма да съвпаднат и Луната ще покрие Слънцето само частично. Такова затъмнение се нарича частично.

Луната се движи между звездите от запад на изток. Следователно затварянето на Слънцето от Луната започва от неговия западен, т.е. десен ръб. Степента на затваряне се нарича от астрономите фаза на затъмнението.

Около мястото на лунната сянка е зоната на полусянка, тук затъмнението е частично. Диаметърът на полусянката е около 6-7 хиляди км. За наблюдател, който ще се намира близо до ръба на този регион, само незначителна част от слънчевия диск ще бъде покрита от Луната. Такова затъмнение може да остане незабелязано изобщо.

Възможно ли е точно да се предвиди началото на затъмнението? Учените в древността са установили, че след 6585 дни и 8 часа, което е 18 години 11 дни 8 часа, затъмненията се повтарят. Това се случва, защото точно през такъв период от време се повтаря местоположението в пространството на Луната, Земята и Слънцето. Този интервал се наричаше сарос, което означава повторение.

По време на един сарос има средно 43 слънчеви затъмнения, от които 15 са частични, 15 са пръстеновидни и 13 са пълни. Като добавим 18 години, 11 дни и 8 часа към датите на затъмненията, наблюдавани по време на един сарос, ще можем да предвидим началото на затъмненията в бъдеще.

На едно и също място на Земята пълно слънчево затъмнение се случва веднъж на 250 - 300 години.

Астрономите са изчислили условията за видимост на слънчевите затъмнения за много години напред.

ЛУННИ ЗАТЪМНЕНИЯ

Лунните затъмнения също са сред "необикновените" небесни явления. Те се случват така. Пълният светлинен кръг на Луната започва да потъмнява в левия си край, върху лунния диск се появява кръгла кафява сянка, тя се придвижва все повече и повече и покрива цялата Луна за около час. Луната избледнява и става червено-кафява.

Диаметърът на Земята е почти 4 пъти по-голям от диаметъра на Луната, а сянката от Земята, дори на разстоянието на Луната от Земята, е повече от 2 1/2 пъти по-голяма от размера на Луната. Следователно Луната може да бъде напълно потопена в земната сянка. Пълното лунно затъмнение е много по-дълго от слънчевото: може да продължи 1 час и 40 минути.

По същата причина, поради която слънчевите затъмнения не се случват при всяко новолуние, лунните затъмнения не се случват при всяко пълнолуние. Най-голямо числолунни затъмнения за една година - 3, но има години без затъмнения изобщо; такава беше например 1951 г.

Лунните затъмнения се повтарят в същия интервал от време като слънчевите затъмнения. През този период на 18 години 11 дни 8 часа (сарос) има 28 лунни затъмнения, от които 15 частични и 13 пълни. Както можете да видите, броят на лунните затъмнения в сарос е много по-малък от слънчевите и въпреки това лунните затъмнения могат да се наблюдават по-често от слънчевите. Това се обяснява с факта, че Луната, потъвайки в сянката на Земята, престава да се вижда на цялата половина на Земята, която не е осветена от Слънцето. Това означава, че всяко лунно затъмнение се вижда значително по-голяма територияотколкото всяка слънчева.

Затъмнената Луна не изчезва напълно, както Слънцето по време на слънчево затъмнение, но се вижда слабо. Това се случва, защото част слънчеви лъчиидва през земна атмосфера, се пречупва в него, влиза в земната сянка и се удря в луната. Тъй като червените лъчи от спектъра са най-малко разпръснати и отслабени в атмосферата. Луната по време на затъмнение придобива медно-червен или кафяв оттенък.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Трудно е да си представим, че слънчевите затъмнения се случват толкова често: в крайна сметка всеки от нас трябва да наблюдава затъмнения изключително рядко. Това се обяснява с факта, че по време на слънчево затъмнение сянката от Луната не пада върху цялата Земя. Падналата сянка има формата на почти кръгло петно, чийто диаметър може да достигне най-много 270 км. Това петно ​​ще покрие само незначителна част от земната повърхност. В момента само тази част от Земята ще види пълно слънчево затъмнение.

Луната се движи по своята орбита със скорост от около 1 km/s, т.е. по-бързо от куршум. Следователно сянката му се движи с голяма скорост по земната повърхност и не може да покрие нито едно място на земното кълбо за дълго време. Следователно пълното слънчево затъмнение никога не може да продължи повече от 8 минути.

Така лунната сянка, движеща се по Земята, описва тясна, но дълга ивица, върху която последователно се наблюдава пълно слънчево затъмнение. Дължината на лентата на пълно слънчево затъмнение достига няколко хиляди километра. И все пак площта, покрита от сянката, е незначителна в сравнение с цялата повърхност на Земята. Освен това океаните, пустините и слабонаселените райони на Земята често се появяват в лентата на пълното затъмнение.

Поредицата от затъмнения се повтаря почти точно в същия ред за период от време, наречен сарос (сарос е египетска дума, означаваща „повтаряне“). Сарос, известен в древността, е на 18 години и 11,3 дни. Наистина, затъмненията ще се повтарят в същия ред (след всяко първоначално затъмнение) след толкова време, колкото е необходимо, за да се случи същата фаза на Луната на същото разстояние на Луната от възела на нейната орбита, както в първоначалната затъмнение.

По време на всеки сарос се случват 70 затъмнения, от които 41 са слънчеви и 29 са лунни. По този начин слънчевите затъмнения се случват по-често от лунните, но в дадена точка на земната повърхност лунните затъмнения могат да се наблюдават по-често, тъй като те са видими над цялото полукълбо на Земята, докато слънчевите затъмнения се виждат само в относително тясна лента. Особено рядко е да се видят пълни слънчеви затъмнения, въпреки че има около 10 от тях по време на всеки сарос.

№8 Земята като топка, елипсоид на въртене, 3-осен елипсоид, геоид.

Предположенията за сферичността на земята се появяват през 6 век пр. н. е., а от 4 век пр. н. е. са изразени някои от известните ни доказателства, че Земята е сферична (Питагор, Ератостен). Древните учени доказаха сферичността на Земята въз основа на следните явления:
- кръгов изглед на хоризонта в открити пространства, равнини, морета и др.;
- кръговата сянка на Земята върху повърхността на Луната по време на лунни затъмнения;
- промяна във височината на звездите при движение от север (N) на юг (S) и обратно, поради изпъкналостта на обедната линия и т.н. посочи, че Земята има не само сферична форма, но има и крайни размери; Архимед (287 - 212 пр. н. е.) твърди, че повърхността на водата в спокойно състояние е сферична повърхност. Те също въведоха концепцията за сфероида на Земята като геометрична фигура, близка по форма до топка.
Съвременната теория за изучаване на фигурата на Земята води началото си от Нютон (1643 - 1727), който открива закона земно притеглянеи го прилага за изследване на фигурата на Земята.
До края на 80-те години на XVII век бяха известни законите на движението на планетите около Слънцето, много точни размери Глобусът, дефиниран от Пикар от степенни измервания(1670 г.), фактът, че ускорението на гравитацията на повърхността на Земята намалява от север (N) на юг (S), законите на механиката на Галилей и изследванията на Хюйгенс върху движението на телата по криволинейна траектория. Обобщението на тези явления и факти доведе учените до разумен възглед за сфероидността на Земята, т.е. нейната деформация по посока на полюсите (сплесканост).
Известната работа на Нютон, Принципите на математиката натурфилософия„(1867) излага нова доктрина за фигурата на Земята. Нютон стигна до извода, че фигурата на Земята трябва да бъде под формата на елипсоид на въртене с леко полярно свиване (този факт беше обоснован от него с намаляване на дължината на второто махало с намаляване на географската ширина и намаляване на гравитацията от полюса към екватора поради факта, че „Земята е малко по-висока на екватора).
Въз основа на хипотезата, че Земята се състои от хомогенна маса с плътност, Нютон теоретично определя полярната компресия на Земята (α) в първото приближение да бъде приблизително 1: 230. Всъщност Земята е нехомогенна: кората има плътност от 2,6 g / cm3, докато средна плътностЗемята е 5,52 g/cm3. Неравномерното разпределение на масите на Земята произвежда обширни нежни издутини и вдлъбнатини, които се комбинират, за да образуват хълмове, вдлъбнатини, вдлъбнатини и други форми. Имайте предвид, че отделни възвишения над Земята достигат височини над 8000 метра над повърхността на океана. Известно е, че повърхността на Световния океан (МО) заема 71%, сушата - 29%; средната дълбочина на МО (Световния океан) е 3800 м, и средна височиназемя - 875 м. Общата площ на земната повърхност е 510 х 106 km2. От посочените данни следва повечето отЗемята е покрита с вода, което дава основание да се приеме за равна повърхност (LE) и в крайна сметка за обща фигура на Земята. Фигурата на Земята може да бъде представена, като си представим повърхност, във всяка точка от която силата на гравитацията е насочена по нормалата към нея (по отвес).
Сложната фигура на Земята, ограничена от равна повърхност, която е началото на отчета за височина, обикновено се нарича геоид. В противен случай повърхността на геоида, т.к еквипотенциална повърхност, се фиксира от повърхността на океаните и моретата, които са в спокойно състояние. Под континентите повърхността на геоида се определя като повърхността, перпендикулярна на силови линии(Фигура 3-1).
P.S. Името на фигурата на Земята - геоидът - е предложено от немския физик И.Б. Листиг (1808 - 1882). При картографиране на земната повърхност, въз основа на дългогодишни изследвания на учени, сложна геоидна фигура, без компромис с точността, се заменя с математически по-проста - елипсоид на революцията. Елипсоид на революцията – геометрично тяло, образувана в резултат на въртенето на елипсата около малката ос.
Елипсоидът на въртене се доближава до тялото на геоида (на места отклонението не надвишава 150 метра). Размерите на земния елипсоид са определени от много учени по света.
Основни изследванияфигури на Земята, изработени от руски учени Ф.Н. Красовски и А.А. Изотов, даде възможност да се развие идеята за триаксиален наземен елипсоид, като се вземат предвид големите вълни на геоида; в резултат на това бяха получени основните му параметри.
През последните години (края на 20-те и началото на XXI c.c.) параметрите на фигурата на Земята и външния гравитационен потенциал се определят с помощта на космически обекти и с помощта на астрономо-геодезически и гравиметрични изследователски методи толкова надеждно, че сега говорим сиотносно оценката на техните измервания във времето.
Триосният земен елипсоид, който характеризира фигурата на Земята, е разделен на общ земен елипсоид (планетарен), подходящ за решаване на глобални проблеми на картографията и геодезията, и референтен елипсоид, който се използва в определени региони, страни по света и техните части. Елипсоидът на въртене (сфероид) е повърхност на въртене триизмерно пространствообразувани чрез завъртане на елипса около една от главните й оси. Елипсоидът на въртене е геометрично тяло, образувано в резултат на въртенето на елипса около малка ос.

Геоид- фигурата на Земята, ограничена от нивото на повърхността на потенциала на гравитацията, съвпадаща в океаните със средното ниво на океана и разширена под континентите (континенти и острови), така че тази повърхност е навсякъде перпендикулярна на посоката на гравитацията. Повърхността на геоида е по-гладка от физическата повърхност на Земята.

Формата на геоида няма точен математически израз и за изграждането на картографски проекции се избира правилната геометрична фигура, която малко се различава от геоида. Най-доброто приближение на геоида е фигурата, получена от въртенето на елипса около къса ос (елипсоид)

Терминът "геоид" е предложен през 1873 г. от немския математик Йохан Бенедикт Листинг, за да се отнася до геометрична фигура, по-точно от елипсоид на въртене, отразяващ уникалната форма на планетата Земя.

Изключително сложна фигура- геоид. Съществува само на теория, но на практика не може да се усети или види. Можем да мислим за геоида като за повърхност, сила земно притегляневъв всяка точка от които е насочена строго вертикално. Ако нашата планета беше правилна топка, напълнена равномерно с някакво вещество, тогава отвесът във всяка точка от нея щеше да гледа към центъра на топката. Но ситуацията се усложнява от факта, че плътността на нашата планета е разнородна. На места има тежки скали, в други кухини, планини и падини са разпръснати по цялата повърхност, равнините и моретата също са неравномерно разпределени. Всичко това променя гравитационния потенциал във всяка конкретна точка. Фактът, че формата на земното кълбо е геоид, е виновен и за ефирния вятър, който духа планетата ни от север.

Невъзможно е да се подмине този въпрос. Навсякъде в литературата пише, че времето за едно завъртане на Луната около Земята е точно равно на времето за едно завъртане на Луната около оста си. Това е така и не е така. Така че, тъй като Луната, винаги обърната към Земята от една и съща страна, след като направи едно завъртане около Земята, прави това. един оборот около собствената си ос. Това се проверява лесно. Да кажем, че обикаляте кръгла маса, през цялото време се обърна с лице към него. Направил си кръг 360°, т.е. направи едно завъртане около оста си.

Но, обикаляйки масата, след четвърт кръг няма да се обърнете настрани към масата, след още една четвърт кръг няма да обърнете гръб към масата и т.н. Така че Луната, след като направи 1 оборот около Земята, винаги е обърната към Земята от една и съща страна, в резултат на което прави 1 оборот около оста си.

от Фиг.4лесно е да се види, че ако Луната, след като направи 1 оборот около Земята, направи и един оборот около оста си, тогава земляните биха видели това полукълбо на Луната, което сега не се вижда. Тогава би се оказало, че Луната, след като направи 1 оборот около Земята, ще направи два оборота около оста си. Известно е, че всички спътници, за които е било възможно да се установи въртене около ос, като Луната, винаги са обърнати към своята планета от една и съща страна.

Ако такава абстракция не е убедила някого, нека направим просто изчисление. Твърди се, че (цитат): „Луната се върти около оста си със същата скорост, с който се движи по своята орбита около Земята. Това обяснява факта, че Луната винаги е обърната към Земята от едната страна. "(A.F. Pugach, K.I. Churyumov," Небе без чудеса ", Киев, 1987 г., стр. около Земята със скорост 1,02 км в секунда, ако Луната се върти около оста си със същата скорост, след това разделяйки дължината на екватора на Луната на скоростта от 1,02 км в секунда, намираме времето за 1 оборот на Луната около оста си в секунди. Дължината на екватора на Луната е 10920,166 км. Разделяме дължината на екватора на скоростта 1,02 км в секунда. - получаваме: 10706 сек. В часове това би било = 2,97 часа. Това не е ли абсурдно? Нека изчислим колко оборота около оста си трябва да направи Луната в този случай, докато се завърти веднъж около Земята? Например от новолуние до новолуние? Забележка. В споменатата книга на страница 74 се казва: ...от новолуние до пълнолуние. Това е печатна грешка.
Дължината на орбитата на Луната = 2415,254 x 10 км на трета степен. Разделете дължината на орбитата на Луната на дължината на екватора на Луната и получаваме 221,17 оборота! Извод: Луната не се върти около оста си със скорост 1,02 км в секунда, но след като направи 1 завъртане около Земята, индиректно прави 1 завъртане около оста си.

От това можем да заключим, че всички тези спътници, подобно на Луната, не се въртят директно около оста си, но след като направят 1 оборот около своята планета, косвено правят 1 оборот около оста си. От двете планети, които нямат спътници, Меркурий и Венера, според тях отдавна съществува предположението, че след като са направили пълен оборот около Слънцето, те правят 1 оборот около оста си, т.е. като луната около земята. Меркурий и Венера се появяват тук не като други планети със спътници, а просто като спътници на Слънцето. Но всички планети, които имат сателити, се въртят около осите си. Тези факти могат да помогнат на астрофизиците да решат проблема с три или повече тела. Мисля, че като отхвърлим погрешната концепция за гравитацията и се ръководим от електромагнитното взаимодействие в реалния свят, този проблем ще бъде решен.