Конфигурации планет фазы луны

10. Конфигурации и условия видимости планет

1. Конфигурации планет

Конфигурациями планет называют некоторые характерные взаимные расположения планет, Земли и Солнца.

Прежде всего заметим, что условия видимости планет с Земли резко различаются для планет внутренних (Венера и Меркурий), орбиты которых лежат внутри земной орбиты, и для планет внешних (все остальные).

Внутренняя планета может оказаться между Землей и Солнцем или за Солнцем. В таких положениях планета невидима, так как теряется в лучах Солнца. Эти положения называются соединениями планеты с Солнцем. В нижнем соединении планета ближе всего к Земле, а в верхнем соединении она от нас дальше всего (рис. 28).

Рис. 28. Конфигурации планет

Легко видеть, что угол между направлениями с Земли на Солнце и на внутреннюю планету никогда не превышает определенной величины, оставаясь острым. Этот предельный угол называется наибольшим удалением планеты от Солнца. Наибольшее удаление Меркурия доходит до 28°, Венеры — до 48°. Поэтому внутренние планеты всегда видны вблизи Солнца либо утром в восточной стороне неба, либо вечером в западной стороне неба. Из-за близости Меркурия к Солнцу увидеть эту планету невооруженным глазом удается редко.

Венера отходит от Солнца на небе на больший угол, и она бывает ярче всех звезд и планет. После захода Солнца она дольше остается на небе в лучах зари и даже на ее фоне видна .отчетливо. Также хорошо она бывает видна и в лучах утренней зари. Легко понять, что в южной стороне неба и среди ночи ни Меркурия, ни Венеры увидеть нельзя.

Если, проходя между Землей и Солнцем, Меркурий или Венера проецируются на солнечный диск, то они тогда видны на нем как маленькие черные кружочки. Подобные прохождения по диску Солнца во время нижнего соединения Меркурия и особенно Венеры бывают сравнительно редко, не чаще чем через 7-8 лет.

Освещенное Солнцем полушарие внутренней планеты при разных положениях ее относительно Земли нам видно по-разному (рис. 29). Поэтому для земных наблюдателей внутренние планеты меняют свои фазы, как Луна. В нижнем соединении с Солнцем планеты повернуты к нам своей неосвещенной стороной и невидимы. Немного в стороне от этого положения они имеют вид серпа. С увеличением углового расстояния планеты от Солнца угловой диаметр планеты убывает, а ширина серпа делается все большей. Когда угол при планете между направлениями на Солнце и на Землю составляет 90°, мы видим ровно половину освещенного полушария планеты. Полностью такая планета обращена к нам своим дневным полушарием во время верхнего соединения. Но тогда она теряется в солнечных лучах и невидима.

Рис. 29. Расположение орбит Меркурия и Венеры относительно горизонта для наблюдателя, когда Солнце заходит (указаны фазы и видимый диаметр планет в разных положениях относительно Солнца при одном и том положении наблюдателя)

Внешние планеты могут находиться по отношению к Земле за Солнцем (в соединении с ним), как Меркурий и Венера, и тогда они тоже теряются в солнечных лучах. Но они могут находиться и на продолжении прямой линии Солнце — Земля, так что Земля при этом оказывается между планетой и Солнцем. Такая конфигурация называется противостоянием. Она наиболее удобна для наблюдений планеты, так как в это время планета, во-первых, ближе всего к Земле, во-вторых, повернута к ней своим освещенным полушарием и, в-третьих, находясь на небе в противоположном Солнцу месте, планета бывает в верхней кульминации около полуночи и, следовательно, долго видна и до и после полуночи.

Моменты конфигураций планет, условия их видимости в данном году приводятся в «Школьном астрономическом календаре».

2. Синодические периоды обращения планет и их связь с сидерическими периодами

Мы наблюдаем планеты с Земли, которая сама обращается вокруг Солнца. Это движение Земли необходимо учитывать, чтобы узнать периоды обращения планет в невращающейся инерциальной системе отсчета, или, как часто говорят, по отношению к звездам.

Период обращения планет вокруг Солнца по отношению к звездам называется звездным или сидерическим периодом.

Чем ближе планета к Солнцу, тем больше ее линейная и угловая скорости и короче звездный период обращения вокруг Солнца.

Убедитесь в этом, изучив приложение V.

Однако из непосредственных наблюдений определяют не сидерический период обращения планеты, а промежуток времени, протекающий между ее двумя последовательными одноименными конфигурациями, например между двумя последовательными соединениями (противостояниями). Этот период называется синодическим периодом обращения. Определив из наблюдений синодические периоды 5, путем вычислений находят звездные периоды обращения планет Т.

Рассмотрим, как же связаны синодический и звездный периоды обращения планет на примере Марса.

Скорость движения планет тем больше, чем они ближе к Солнцу. Поэтому после противостояния Марса Земля станет его обгонять. С каждым днем она будет отходить от него все дальше. Когда она обгонит его на полный оборот, то снова произойдет противостояние.

Синодический период внешней планеты — это промежуток времени, по истечении которого Земля обгоняет планету на 360° при их движении вокруг Солнца.

Угловая скорость Земли (угол, описываемый ею за сутки) составляет угловая скорость Марса — где Т— число суток в году, Т — звездный период обращения планеты, выраженный в сутках. Следовательно, за сутки Земля обгоняет планету на Если S — синодический период планеты в сутках, то через S суток Земля, обгонит планету на 360°, т. е.

Для внутренних планет, обращающихся быстрее, чем Земля, Т>Т (планета будет обгонять Землю), надо писать:

Для Венеры синодический период составляет 584 сут, для Марса 780 сут.

Проверьте это, используя данные приложения V.

Упражнение 7

1. Звездный период обращения Юпитера равен 12 годам. Через какой промежуток времени повторяются его противостояния?

2. Синодический период обращения воображаемой планеты составляет 3 года. Каков звездный период ее обращения около Солнца?

3. Какова должна быть продолжительность звездного и синодического периодов обращения планеты в случае их равенства?

Источник

Конфигурации планет фазы луны

§ 11. К онфигурация планет. С инодический период

1. Конфигурация планет и условия их видимости

У словия видимости планет Подробные сведения о положении планет и условиях их видимости даются в «Школьном астрономическом календаре» на каждый учебный год. Эту информацию можно найти и в Интернете. меняются по-разному: если Меркурий и Венеру можно видеть только утром или вечером, то остальные — Марс, Юпитер и Сатурн — бывают видны также и ночью. По временам одна или несколько планет могут быть вовсе не видны, поскольку они располагаются на небе поблизости от Солнца. В этом случае говорят, что планета находится в соединении с Солнцем. Если же планета располагается на небе вблизи точки, диаметрально противоположной Солнцу, то она находится в противостоянии . В этом случае планета появляется над горизонтом в то время, когда Солнце заходит, а заходит она одновременно с восходом Солнца. Следовательно, всю ночь планета находится над горизонтом.

Соединение и противостояние, а также другие характерные расположения планеты относительно Солнца называются конфигурациями . Внутренние планеты (Меркурий и Венера), которые всегда находятся внутри земной орбиты, и внешние, которые движутся вне её (все остальные планеты), меняют свои конфигурации по-разному. Названия различных конфигураций внутренних и внешних планет, которые характеризуют расположение планеты относительно Солнца на небе, приведены в таблице и на рисунке 3.4.

Рис. 3.4. Конфигурации внутренней и внешней планеты

Источник

§8.1. Конфигурации планет

Конфигурациями планет называют некоторые характерные взаимные расположения планет Земли и Солнца.

Внутренняя планета может оказаться между Землей и Солнцем или за Солнцем. В таких положениях планета невидима, так как теряется в лучах Солнца. Эти положения называются соединениями планеты с Солнцем. В нижнем соединении планета ближе всего к Земле, а в верхнем соединении она от нас дальше всего (рис. 26).

Рис. 26. Конфигурации планет.

Легко видеть, что угол между направлениями с Земли на Солнце и на внутреннюю планету никогда не превышает определенной величины, оставаясь острым. Этот предельный угол называется наибольшим удалением планеты от Солнца. Наибольшее удаление Меркурия доходит до 28°, Венеры — до 48°. Поэтому внутренние планеты всегда видны вблизи Солнца либо утром в восточной стороне неба, либо вечером в западной стороне неба Из-за близости Меркурия к Солнцу увидеть Меркурий невооруженным глазом удается редко (рис. 26 и 27).

Венера отходит от Солнца на небе на больший угол, и она бывает ярче всех звезд и планет. После захода Солнца она дольше остается на небе в лучах зари и даже на ее фоне видна отчетливо Также хорошо она бывает видна и в лучах утренней зари. Легко понять, что в южной стороне неба и среди ночи ни Меркурия, ни Венеру увидеть нельзя.

Рис. 27. Расположение орбит Меркурия и Венеры относительно горизонта для наблюдателя, когда Солнце заходит (указаны фазы и видимый диаметр планет в разных положениях относительно Солнца при одном и том же положении наблюдателя).

Освещенное Солнцем полушарие внутренней планеты при разных положениях ее относительно Земли нам видно по-разному. Поэтому для земных наблюдателей внутренние планеты меняют свои фазы, как Луна. В нижнем соединении с Солнцем планеты повернуты к нам своей неосвещенной стороной и невидимы Немного в стороне от этого положения они имеют вид серпа. С увеличением углового расстояния планеты от Солнца угловой диаметр планеты убывает, а ширина серпа делается все большей. Когда угол при планете между направлениями на Солнце и на Землю составляет 90°, мы видим ровно половину освещенного полушария планеты. Полностью такая планета обращена к нам Своим дневным полушарием в эпоху верхнего соединения. Но тогда она теряется в солнечных лучах и невидима.

Внешние планеты могут находиться по отношению к Земле за Солнцем (в соединении с ним), как Меркурий и Венера, и тогда они тоже теряются в солнечных лучах Но они могут находиться и на продолжении прямой линии Солнце — Земля, так что Земля при этом оказывается между планетой и Солнцем. Такая конфигурация называется противостоянием. Она наиболее удобна для наблюдений планеты, так как в это время планета, во-первых, ближе всего к Земле, во-вторых, повернута к ней своим освещенным полушарием и, в-третьих, находясь на небе в противоположном Солнцу месте, планета бывает в верхней кульминации около полуночи и, следовательно, долго видна и до и после полуночи.

Источник

Конфигурации планет фазы луны

Если мы понаблюдаем за Луной в течение месяца, то заметим, что она постепенно изменяет свой вид от полного диска до узкого серпа и затем, через 2—3 сут, когда она невидима, в обратной последовательности — от серпа до полного диска. При этом форма, или фазы, Луны меняется от месяца к месяцу строго периодически. Так же изменяют свой внешний вид планеты Меркурий и Венера, но только в течение более длительного периода времени. Смена фаз происходит из-за периодического изменения условий освещения названных небесных тел по отношению к наблюдателю. Освещение зависит от взаимного положения Солнца, Земли и каждого из рассматриваемых тел.

Когда Луна находится между Солнцем и Землей на прямой, соединяющей эти два светила, в этом положении к Земле обращена неосвещенная часть лунной поверхности, и мы ее не видим.

Эта фаза — новолуние. Через 1—2 сут после новолуния Луна отходит в сторону от прямой, соединяющей центры Солнца и Земли, и нам с Земли виден узкий лунный серп, обращенный выпуклостью к Солнцу.

Во время новолуния та часть Луны, которая не освещена прямыми солнечными лучами, все же слегка виднеется на темном фоне неба. Это свечение назвали пепельным светом Луны. Первым правильно объяснил причину этого явления Леонардо да Винчи: пепельный свет возникает благодаря солнечным лучам, отраженным от Земли, которая в это время обращена к Луне большей частью своего освещенного Солнцем полушария.

Через неделю после новолуния терминатор — граница освещенной Солнцем и темной части лунного диска — приобретает для земного наблюдателя вид прямой линии. Освещенная часть Луны составляет ровно половину видимого диска; эта фаза Луны называется первой четвертью. Поскольку в тех точках Луны, которые находятся на терминаторе, в дальнейшем наступает лунный день, то терминатор в этот период времени называют утренним.

Через две недели после новолуния Луна вновь находится на линии, соединяющей Солнце и Землю, однако на этот раз не между ними, а по другую сторону Земли. Наступает полнолуние, когда мы видим освещенным полный диск Луны. Две фазы Луны — новолуние и полнолуние — носят общее название сизигий. Во время сизигий могут происходить затмения Солнца и Луны, а также некоторые другие явления. Так, например, именно в период сизигий достигают наибольшей величины морские приливы (см. Приливы и отливы).

После полнолуния освещенная часть Луны начинает убывать, и с Земли виден вечерний терминатор, т. е. граница той области Луны, где наступает ночь. Через три недели после новолуния мы вновь наблюдаем освещенным ровно половину диска Луны. Наблюдаемая фаза — последняя четверть. Видимый серп Луны день ото дня становится уже, и, пройдя полный цикл изменений, Луна к моменту новолуния совсем скрывается из виду. Полный период смены фаз — синодический месяц — составляет 29,53 сут.

От новолуния до полнолуния Луну называют молодой или растущей, после полнолуния — старой. Можно очень просто отличить серп растущей Луны от идущего на убыль серпа старой Луны. Если (в Северном полушарии Земли) вид серпа напоминает собой букву С, то Луна — старая. Если же, пририсовав мысленно палочку, можно превратить лунный серп в букву Р, то это растущая Луна.

Планеты Меркурий и Венера также наблюдаются в различных фазах, что хорошо видно в телескоп. Люди с исключительно острым зрением могут наблюдать фазы Венеры даже невооруженным глазом. В телескоп хорошо видно, как изменяется вид серпа Венеры. После изобретения телескопа наблюдение именно этого явления послужило доказательством того, что все планеты имеют шарообразную форму и видны благодаря отраженному солнечному свету.

Источник