Движение и фазы Луны
Полный цикл смены лунных фаз составляет 29,5 суток. Этот промежуток времени между двумя последовательными одинаковыми фазами называется синодическим месяцем (от греч. synodos — соединение). Ещё в глубокой древности у многих народов месяц, наряду с сутками и годом, стал одной из основных календарных единиц.
Понять, почему синодический месяц длиннее сидерического, нетрудно, если вспомнить, что Земля движется вокруг Солнца. На рисунке 2.15 взаимное расположение Земли Т и Луны L соответствует новолунию. Через 27,3 суток Луна займет на небе прежнее положение относительно звезд и будет находиться в точке L1. За это время Земля, на 1° в сутки, пройдёт по орбите дугу в 27° и окажется в точке Т1. Луне, для того чтобы снова оказаться в новолунии L2, придётся пройти по орбите такую же дугу (27°). На это потребуется немногим более двух суток, поскольку за сутки Луна смещается на 13°.
С Земли видна лишь одна сторона Луны, однако это не означает, что она не вращается вокруг своей оси. Проведём опыт с глобусом Луны, перемещая его вокруг глобуса Земли так, чтобы к нему всегда была обращена одна сторона лунного глобуса. Этого можно достичь лишь в том случае, если мы будем его поворачивать по отношению ко всем другим предметам, находящимся в классе. Полный оборот глобуса Луны вокруг оси завершится одновременно с тем, как завершится один оборот вокруг глобуса Земли. Это доказывает, что период вращения Луны вокруг своей оси равен сидерическому периоду её обращения вокруг Земли — 27,3 суток.
1. В каких пределах изменяется угловое расстояние Луны от Солнца? 2. Как по фазе Луны определить её примерное угловое расстояние от Солнца? 3. На какую примерно величину меняется прямое восхождение Луны за неделю? 4. Какие наблюдения необходимо провести, чтобы заметить движение Луны вокруг Земли? 5. Какие наблюдения доказывают, что на Луне происходит смена дня и ночи? 6. Почему пепельный свет Луны слабее, чем свечение остальной части Луны, видимой вскоре после новолуния?
1. Нарисуйте вид Луны между первой четвертью и полнолунием. В какое время суток она видна в такой фазе? 2. Луна видна вечером как серп, который обращён выпуклостью вправо и расположен невысоко над горизонтом. В какой стороне горизонта находится Луна? 3. Утром перед восходом Солнца виден серп Луны. Увеличится или уменьшится его ширина на следующие сутки? 4. Сегодня была видна полная Луна. В какое время суток она будет видна через неделю? Нарисуйте, как она будет выглядеть в это время. 5*. Сколько времени для наблюдателя, находящегося на Л уне, проходит от одной кульминации звезды до следующей?
1. Вечером. 2. В западной. 3. Уменьшится. 4. Утром. 5. 27,3 сут.
Источник
§ 7. Видимое движение Солнца и Луны. Затмения
1. Каковы особенности суточного движения Солнца на различных широтах?
В средних широтах Солнце восходит всегда в восточной стороне неба, постепенно поднимается над горизонтом, в полдень достигает наивысшего положения на небе, затем начинает опускаться к горизонту и заходит в западной части неба. В Северном полушарии это движение происходит слева направо, а в Южном — справа налево. Наблюдатель в Северном полушарии Земли при этом будет видеть Солнце на юге, а находящийся в Южном полушарии — на севере. Дневной путь Солнца на небе симметричен относительно направления север — юг.
2. Может ли Солнце наблюдаться в зените в Беларуси? Почему?
Солнце наблюдается в зените в поясе, ограниченном следующим интервалом географической широты: $-23°27′ \le φ \le 23°27′.$ Беларусь расположена севернее, поэтому Солнце в зените в нашей стране наблюдаться не может.
3. Почему Луна обращена к Земле всегда одной и той же своей стороной?
Полный оборот по орбите вокруг Земли Луна совершает за 27.3 сут. (сидерический месяц). И за такое же время она делает один оборот вокруг своей оси, поэтому к Земле всегда обращено одно и то же полушарие Луны.
4. В чём состоит отличие сидерического и синодического месяцев? Чем обусловлена их различная продолжительность?
Синодический месяц — это промежуток времени между двумя последовательными одноимёнными фазами Луны (например, новолуниями), и он длится 29.5 сут.
Сидерический месяц — это период обращения Луны по орбите вокруг Земли относительно звёзд, и он длится 27.3 сут.
Различная продолжительность этих месяцев связана с тем, что Земля не покоится на одном месте, а движется по своей орбите. Поэтому для того, чтобы повторилась предыдущая конфигурация и завершился синодический месяц, Луне приходится пройти большее расстояние по своей орбите, чем для завершения сидерического месяца.
5. Что понимают под лунной фазой? Опишите фазы Луны.
Лунной фазой называется видимая в солнечном освещении часть лунного диска.
Рассмотрим фазы Луны, начиная с новолуния. Эта фаза наступает, когда Луна проходит между Солнцем и Землёй и обращена к нам своей тёмной стороной. Луна совсем не видна с Земли. Спустя один-два дня в западной части неба появляется и продолжает расти узкий яркий серп «молодой» Луны. Спусят 7 суток уже будет видна вся правая половина лунного диска — наступает фаза первой четверти. Далее фаза увеличивается, и через 14-15 суток после новолуния Луна приходит в противостояние с Солнцем. Её фаза становится полной, наступает полнолуние. Солнечные лучи освещают всё лунное полушарие, обращённое к Земли. После полнолуния Луна постепенно приближается к Солнцу с запада и освещается им слева. Примерно через неделю наступает фаза последней четверти. Затем снова наступает новолуние..
Источник
§ 7. Движение и фазы Луны
Луна — ближайшее к Земле небесное тело, её единственный естественный спутник. Находясь на расстоянии около 380 тыс. км от Земли, Луна обращается вокруг неё в том же направлении, в котором Земля вращается вокруг своей оси. За каждые сутки она перемещается относительно звёзд примерно на 13°, совершая полный оборот за 27,3 суток. Этот промежуток времени — период обращения Луны вокруг Земли в системе отсчёта, связанной со звёздами, — называется звёздным или сидерическим (от лат. sidus — звезда) месяцем.
Собственного свечения Луна не имеет, а Солнце освещает только половину лунного шара. Поэтому по мере её движения по орбите вокруг Земли происходит изменение вида Луны — смена лунных фаз. В какое время суток Луна бывает над горизонтом, каким мы видим обращённое к Земле полушарие Луны — полностью освещённым или освещённым частично, — всё это зависит от положения Луны на орбите (рис. 2.12).
Если она расположена так, что обращена к Земле своей тёмной, неосвещённой стороной (положение 1), то мы не можем видеть Луну, но знаем, что она находится на небе где-то рядом с Солнцем. Эта фаза Луны называется новолунием. Двигаясь по орбите вокруг Земли, Луна примерно через трое суток придёт в положение 2. В это время её можно будет видеть по вечерам неподалёку от заходящего Солнца в виде узкого серпа. При наблюдении из Северного полушария Земли выпуклость серпа обращена вправо, в сторону зашедшего Солнца (рис. 2.13). При этом нередко бывает видна и остальная часть Луны, которая светится значительно слабее, так называемым пепельным светом. Это наша планета, отражая солнечные лучи, освещает ночную сторону своего спутника.
День ото дня серп Луны увеличивается по ширине, и его угловое расстояние от Солнца возрастает. Через неделю после новолуния мы видим половину освещенного полушария Луны — наступает фаза, называемая первой четвертью (см. рис. 2.12, положение 3).
В дальнейшем доля освещённого полушария Луны, видимая с Земли, продолжает увеличиваться до тех пор, пока не наступит полнолуние (положение 5). В этой фазе Луна находится на небе в стороне, противоположной Солнцу, и видна над горизонтом всю ночь — от его захода до восхода. После полнолуния фаза Луны начинает уменьшаться. Сокращается и её угловое расстояние от Солнца. Сначала на правом крае лунного диска появляется небольшой ущерб, который имеет форму серпа. Постепенно этот ущерб растёт (положение 6), а через неделю после полнолуния наступает фаза последней четверти (положение 7). В этой фазе, как и в первой четверти, мы снова видим половину освещённого полушария Луны, но теперь уже другую, которая в первой четверти была неосвещённой. Луна восходит поздно и видна в этой фазе по утрам (рис. 2.14). В последующем её серп, обращённый теперь выпуклостью влево (если смотреть из Северного полушария Земли), становится всё более и более узким (см. рис. 2.12, положение 8), постепенно сближаясь с Солнцем. В конце концов он скрывается в лучах восходящего Солнца — снова наступает новолуние.
Источник
Движение и фазы Луны
Полный цикл смены лунных фаз составляет 29,5 суток. Этот промежуток времени между двумя последовательными одинаковыми фазами называется синодическим месяцем (от греч. synodos — соединение). Ещё в глубокой древности у многих народов месяц, наряду с сутками и годом, стал одной из основных календарных единиц.
Понять, почему синодический месяц длиннее сидерического, нетрудно, если вспомнить, что Земля движется вокруг Солнца. На рисунке 2.15 взаимное расположение Земли Т и Луны L соответствует новолунию. Через 27,3 суток Луна займет на небе прежнее положение относительно звезд и будет находиться в точке L1. За это время Земля, на 1° в сутки, пройдёт по орбите дугу в 27° и окажется в точке Т1. Луне, для того чтобы снова оказаться в новолунии L2, придётся пройти по орбите такую же дугу (27°). На это потребуется немногим более двух суток, поскольку за сутки Луна смещается на 13°.
С Земли видна лишь одна сторона Луны, однако это не означает, что она не вращается вокруг своей оси. Проведём опыт с глобусом Луны, перемещая его вокруг глобуса Земли так, чтобы к нему всегда была обращена одна сторона лунного глобуса. Этого можно достичь лишь в том случае, если мы будем его поворачивать по отношению ко всем другим предметам, находящимся в классе. Полный оборот глобуса Луны вокруг оси завершится одновременно с тем, как завершится один оборот вокруг глобуса Земли. Это доказывает, что период вращения Луны вокруг своей оси равен сидерическому периоду её обращения вокруг Земли — 27,3 суток.
1. В каких пределах изменяется угловое расстояние Луны от Солнца? 2. Как по фазе Луны определить её примерное угловое расстояние от Солнца? 3. На какую примерно величину меняется прямое восхождение Луны за неделю? 4. Какие наблюдения необходимо провести, чтобы заметить движение Луны вокруг Земли? 5. Какие наблюдения доказывают, что на Луне происходит смена дня и ночи? 6. Почему пепельный свет Луны слабее, чем свечение остальной части Луны, видимой вскоре после новолуния?
1. Нарисуйте вид Луны между первой четвертью и полнолунием. В какое время суток она видна в такой фазе? 2. Луна видна вечером как серп, который обращён выпуклостью вправо и расположен невысоко над горизонтом. В какой стороне горизонта находится Луна? 3. Утром перед восходом Солнца виден серп Луны. Увеличится или уменьшится его ширина на следующие сутки? 4. Сегодня была видна полная Луна. В какое время суток она будет видна через неделю? Нарисуйте, как она будет выглядеть в это время. 5*. Сколько времени для наблюдателя, находящегося на Л уне, проходит от одной кульминации звезды до следующей?
1. Вечером. 2. В западной. 3. Уменьшится. 4. Утром. 5. 27,3 сут.
Источник
Луна видна вечером как серп который обращен выпуклостью вправо расположен невысоко над горизонтом
Прежде всего, выделяется Луна как самое яркое ночное светило. С каждым днем заметно меняется ее внешний вид, время появления над горизонтом, расположение относительно звезд. В виде серпа, обращенного своей выпуклостью вправо (молодой месяц), Луна видна только вечером и в первой половине ночи в западной части небосвода. Полностью освещенный лунный диск доступен наблюдению всю ночь. Узкий серп, обращенный выпуклостью влево (старый месяц), виден во второй половине ночи и под утро в восточной части неба.
Участвуя вместе с другими светилами в суточном вращении небосвода с востока на запад, Луна, двигаясь в то же время вокруг Земли по своей орбите, довольно быстро перемещается на фоне звезд в противоположном направлении (с запада на восток), проходя свой видимый диаметр примерно за час. Это приводит к тому, что каждый следующий день Луна восходит примерно на час позже, и почти за месяц моменты восхода, кульминации и захода Луны совершают круг по всем частям суток.
Луна чаще всего сбивает с толку наблюдателя, когда находится у самого горизонта, где может быть сильно деформирована (особенно когда она имеет вид тонкого серпа) и где ее цвет из привычного белого становится оранжевым или даже красным. Необычен вид Луны и во время лунных затмений, которые бывают только в полнолуние и могут продолжаться в течение нескольких часов. При полном затмении Луна приобретает непривычный для себя цвет: от темно-бурого до ярко-красного, при этом она может находиться высоко над горизонтом. Во время неполного затмения часть лунного диска может быть красной, а часть — белой.
Если есть сильные атмосферные аномалии, то можно наблюдать редчайшее явление — удвоение или утроение лунного серпа. В эти моменты на небе видны две, три, а иногда и более расположенных рядом лун.
Чтобы проверить, «ответственна» ли Луна за увиденное странное явление, следует определить условия ее видимости в данный день. Время восхода и захода Луны, а также ее фазу всегда легко узнать из отрывного календаря или в «Астрономическом календаре», выпускаемом на каждый календарный год.
Довольно часто Луна бывает видна и днем, но на фоне светлого неба заметна плохо и обычно особого внимания не привлекает.
Яркие звезды и планеты
На ночном небе особенно выделяются такие яркие планеты, как Венера и Юпитер, в меньшей степени — Сатурн и Марс (в определенные периоды). Наиболее приметные звезды для средних широт Северного полушария: Сириус из созвездия Большого Пса, Вега из созвездия Лиры, Капелла из созвездия Возничего, Арктур из созвездия Волопаса, Ригель из созвездия Ориона, Про-цион из созвездия Малого Пса, Альтаир из созвездия Орла, Бетельгейзе из созвездия Ориона и другие. На небе планеты и звезды мало отличаются друг от друга: и те, и другие кажутся светящимися точками, но указанные планеты выглядят ярче всех звезд и светят не мигая.
Земля совершает один оборот вокруг своей оси за 24 часа. Вследствие этого вращения происходит суточное движение небесного свода, видимый восход на востоке и заход на западе всех светил. Поскольку Солнце своим собственным движением по небу перемещается, как и Луна, с запада на восток, но более чем в десять раз медленнее, картина ночного неба каждые сутки немного смещается, однако ровно через год она возвращается в прежнее положение. Поэтому каждый последующий вечер все звезды восходят на четыре минуты раньше по сравнению с предыдущим.
Суточное движение светил довольно медленное. Чтобы его заметить, нужно наблюдать за небом десятки минут. Однако иногда могут возникать иллюзии, связанные с их движением. Причиной одной из таких иллюзий могут стать быстро перемещающиеся на фоне ярких светил тонкие облака. Разная прозрачность облаков также создает у наблюдателя впечатление, что яркий объект или приближается к нему, или от него удаляется.
Другую довольно частую причину иллюзий движения проиллюстрируем следующим случаем, происшедшим с двумя автомобилистами [1] .
«Под утро мы ехали на машине в южном направлении по прямой, как стрела, автостраде. Вдруг сквозь деревья слева по ходу движения мы увидели невысоко над горизонтом яркий объект, который стал следовать за нами поодаль параллельным курсом с той же скоростью. Проехав километр, мы остановились. Остановился и объект. Мы возобновили свое движение — объект тоже. В течение двух часов наблюдения объект мало-помалу увеличивал свою высоту над горизонтом. В ружейный оптический прицел он выглядел линзовидным, но из-за большой яркости никаких деталей на нем рассмотреть не удалось. Когда окончательно рассвело, объект исчез».
Каждому хорошо знакома картина, открывающаяся перед смотрящим из окна движущегося поезда: мимо проносятся посаженные вдоль полотна деревья, чуть медленнее проплывают расположенные невдалеке дома, а высокая труба на горизонте долго «движется» вместе с поездом.
В приведенном случае мы встретились с аналогичной ситуацией: очевидцам, ехавшим на машине, подумалось, что их преследует НЛО, подстраивая свою скорость под скорость автомобиля. На самом же деле в подобных случаях, как правило, речь идет о наблюдении какого-то яркого светила, а его движение — как в примере с трубой и поездом — кажущееся. В таких ситуациях «НЛО» всегда перемещается синхронно с автомобилем. При остановке машины он также останавливается, но стоит наблюдателю тронуться с места — возобновляет движение.
В нашем случае, как показала экспертиза, наблюдалась Венера в период ее наибольшей яркости. Об этом говорит и то, что «светящийся объект» находился на восточной стороне горизонта, и то, что он постепенно увеличивал свою высоту над горизонтом, и то, что он был похож на маленькую ущербленную Луну при наблюдении в оптический прибор. Венера, как самое яркое небесное светило после Солнца и Луны, чаще других становится причиной подобных ошибок. Но, в отличие от перечисленных выше ярких планет и звезд, которые можно наблюдать в любое время ночи в разных частях небосвода, она бывает видна не очень высоко над горизонтом или на востоке утром, перед восходом Солнца (как в приведенном примере), или на западе вечером, после захода Солнца.
При расследовании таких наблюдений всегда нужно посмотреть в астрономических календарях условия видимости ярких планет и звезд. Кстати, эти условия меняются очень
Источник