Затмения Солнца и Луны
Полное затмение Солнца можно наблюдать лишь там, где на Землю падает небольшое по размерам (диаметром не более 270 км) пятно лунной тени. Тень Луны со скоростью около 1 км/с движется по поверхности Земли примерно с запада на восток, поэтому в каждом пункте Земли полное затмение продолжается лишь несколько минут (вблизи экватора максимальная продолжительность составляет 7 мин 31 с). Путь, который проходит тень Луны, называется полосой полного солнечного затмения (рис. 2.17). В разные годы лунная тень пробегает по различным районам земного шара, поэтому полные солнечные затмения видны реже лунных. Так, например, в окрестностях Москвы в последний раз полное затмение было 19 августа 1887 г., а в следующий раз произойдёт только 16 октября 2126 г. Область видимости частных фаз солнечного затмения (её называют полутенью Луны) значительно больше тени, ее диаметр около 6000 км. В каждой точке Земли частные затмения Солнца бывают видны примерно раз в три года. Полутень есть и у Земли. При попадании в неё Луны происходят полутеневые лунные затмения, которые, как правило, с трудом заметны глазом и не столь интересны, как теневые.
Ещё в Древней Греции обратили внимание, что через каждые 6585,3 суток (18 лет 10 (11) суток 8 часов) после солнечного или лунного затмения происходит другое, очень похожее по своим характеристикам, но отличающееся областью видимости на Земле. Данный период был назван саросом. Он близок к периоду поворота оси лунной орбиты в пространстве (18,6 лет). Знание закономерностей движения Луны и Земли позволяет ученым с высокой степенью точности на сотни и тысячи лет вперёд вычислять моменты наступления затмений и знать, где на земном шаре они будут видны. Сведения о затмениях на ближаишии год и условия их видимости содержатся, в частности, в «Школьном астрономическом календаре».
Располагая необходимыми данными о предстоящих затмениях, учёные получают возможность организовать экспедиции в полосу полного солнечного затмения. В момент полной фазы можно наблюдать внешние, наиболее разреженные слои атмосферы Солнца — солнечную корону, которая в обычных условиях с поверхности Земли не видна. В прошлом многие важные сведения о природе Солнца были получены именно во время полных затмений.
1. Почему затмения Луны и Солнца не происходят каждый месяц? 2. Каков минимальный промежуток времени между солнечным и лунным затмениями? 3. Можно ли с обратной стороны Луны видеть полное солнечное затмение? 4. Какое явление будут наблюдать находящиеся на Луне космонавты, когда с Земли видно лунное затмение?
1. Можно ли с Северного полюса Земли наблюдать солнечное затмение 15 октября; 15 апреля? Ответ поясните. 2. Можно ли с Северного полюса Земли видеть лунные затмения, происходящие в июне; в ноябре? Ответ поясните. 3. Укажите три признака, по которым можно отличить фазу затмения Луны от её обычных фаз.
1. 15 октября видеть нельзя, так как в это время полярная ночь; 15 апреля — можно.
2. В июне видеть нельзя, в ноябре — можно.
3. 1) Форма границы между светлой и тёмной частями Луны. 2) Красноватый цвет земной тени во время затмения. 3) Скорость происходящих изменений вида Луны.
Источник
Затмения Солнца и Луны
Урок 9. Астрономия 11 класс ФГОС
Конспект урока «Затмения Солнца и Луны»
В своём движении Луна очень часто заслоняет (или, как говорят астрономы, покрывает) звёзды зодиакальных созвездий. А иногда происходит покрытие Луной планет и Солнца.
Покрытие Солнца Луной называется солнечным затмением. Происходит оно потому, что угловые размеры дисков Солнца и Луны для наблюдателя с Земли кажутся одинаковыми. Объясняется это тем, что диаметр Луны примерно в 400 раз меньше диаметра Солнца. Но в тоже время она в четыреста 400 раз ближе к Земле. Это приводит к тому, что Луна может полностью покрыть яркую поверхность Солнца, оставив при этом видимой лишь его атмосферу.
Итак, что же происходит при затмениях? Все мы прекрасно знаем, что Земля вращается вокруг Солнца, а Луна — вокруг Земли. Это значит, что в определённые моменты, Солнце, Луна и Земля могут выстроиться на одной прямой. Если Луна окажется между Землёй и Солнцем, то она на время закрывает Солнце, отбрасывая тень на Землю. Но маленькая Луна не может полностью затенить Землю. Поэтому только жители той местности, куда у падёт тень от Луны, окажутся свидетелями полного солнечного затмения. В тех же областях, куда свет будет попадать частично, то есть это области полутени, жители будут видеть ту часть Солнца, от которой в данную область попадает свет — это частное солнечное затмение.
Из-за того, что лунная орбита является эллиптической, может случиться и так, что Луна будет находиться на значительном удалении от Земли. В этом случае диск Луны окажется слишком маленьким, чтобы полностью закрыть собой Солнце. В этом случае наблюдатель в точке А сможет увидеть кольцеобразное солнечное затмение. А наблюдатели В и С, как и в прошлый раз, будут наблюдать частное солнечное затмение.
Как правило, тень от Луны на поверхности нашей планеты не превышает в диаметре 270 километров. Поэтому солнечное затмение может наблюдаться лишь в узкой полосе на пути тени.
Путь лунной тени по земной поверхности называется полосой полного солнечного затмения.
Ежегодно на нашей планете можно наблюдать от 2 до 5 солнечных затмений. Однако в одном и том же месте Земли полное солнечное затмение, как правило, наблюдается очень редко — примерно раз в 200—300 лет.
Так, например, в окрестностях Москвы последний раз полное солнечное затмение наблюдалось 19 августа 1887 года. В следующий раз это произойдёт лишь 16 сентября 2126 года.
Но бывают и исключения. Например, в районе города Бийска (Алтайский край), в период с 1981 года по 2008 наблюдалось целых три полных солнечных затмения: 31 июля 1981 года, 29 марта 2006 года и 1 августа 2008 года.
Продолжительность затмения обычно не превышает 7 мин 31 с. А самое длительное кольцеобразное солнечное затмение произошло 15 января 2010 года в тропической Африке и Юго-Восточной Азии. Длилось оно более 11 минут.
Из-за малой длительности солнечных затмений астрономы тщательно готовятся их к наблюдениям, чтобы в течение этого малого промежутка времени успеть изучить внешние разреженные оболочки Солнца, что в обычных условиях крайне затруднено. Так, например, во время полного солнечного затмения в Индии 18 августа 1868 года французский учёный Пьер Жансен впервые исследовал хромосферу Солнца и получил спектр нового химического элемента, который назвали в честь Солнца — гелием.
А 17 мая 1882 года во время солнечного затмения наблюдателями из Египта была замечена комета, пролетающая вблизи Солнца. Она получила название Кометы затмения.
Иногда, в моменты полнолуний, когда земная тень направлена в сторону, противоположную Солнцу, может случиться и так, что Луна полностью или частично попадёт в тень Земли — происходит Лунное затмение.
При частичном погружении Луны в земную тень лунное затмение называется частным теневым, а при полном погружении — полным теневым затмением.
При полном лунном затмении мы, чаще всего, можем наблюдать Луну бурого или красно-тёмного цвета. Объясняется это тем, что солнечный свет, преломляясь в атмосфере Земли, освещает Луну преимущественно красными лучами, которые в меньшей степени подвержены рассеиванию и ослаблению земной атмосферы.
Вокруг конуса тени Земли, как и в случае с Луной, имеется полутень. Если Луна, при своём движении, будет проходить эту область, то на Земле можно будет наблюдать полутеневое затмение. Его особенность в том, что яркость освещения лунного диска меняется совсем незначительно. Поэтому невооружённый человеческий глаз его практически не замечает. Лишь когда Луна в полутеневом затмении проходит вблизи конуса полной тени, при ясном небе можно заметить незначительное потемнение с одного края лунного диска.
Как правило, ежегодно на нашей планете можно наблюдать 1—2 лунных затмения. Однако бывают годы, когда лунные затмения не наблюдаются вовсе. А максимальное число лунных затмений за год — 4. Например, это произойдёт в 2020 и 2038 годах.
Лунные затмения видны со всего ночного полушария Земли, где в это время Луна находится над горизонтом. Поэтому в каждой данной местности они наблюдаются чаще солнечных затмений, хотя происходят в среднем в полтора раза реже. Максимальная продолжительность лунного затмения достигает 1 ч 47 мин.
Ещё в VI веке до нашей эры вавилонскими астрономами было замечено, что примерно каждые 18 лет 11 суток и 8 часов (то есть каждые 223 синодических месяца) все затмения Луны и Солнца приблизительно повторяются в прежнем порядке. Этот период между затмениями назвали саросом.
Во время сароса в среднем происходит 70—71 затмение. Из них примерно 42—43 — солнечных (14 полных, 13—14 кольцеобразных и 15 частных) и 28 лунных.
Однако возникает вопрос: почему солнечные и лунные затмения происходят не каждый месяц? Ведь, казалось бы, затмения должны происходит при каждом обороте Луны во время её новолуния и полнолуния. Но такого не происходит. Вспомните, что видимая орбита Луны на небесной сфере — это большой круг, который наклонён к плоскости эклиптики всего на 05 о 09’. Но этого хватает для того, чтобы во время новолуния или полнолуния Луна оказалась далеко от плоскости эклиптики. А это приводит к тому, что во время новолуния тень от Луны пройдёт выше Земли. А во время полнолуния сама Луна может пройти ниже земной тени.
Поэтому затмения смогут наступить лишь тогда, когда Луна находится вблизи точек пересечения лунной орбиты с эклиптикой (вблизи узлов).
— Интересно, а можно ли наблюдать солнечные затмения, находясь на Луне?
Конечно можно. Происходит это тогда, когда Солнце Земля и Луна выстраиваются на одной прямой, и при этом наша планета располагается между Луной и Солнцем. Проще говоря, солнечные затмения на Луне происходят так же часто, как на Земле лунные.
При этом продолжительность полной фазы солнечного затмения, видимого с Луны, при центральном затмении может достигать почти трёх часов. Полное солнечное затмение на Луне можно наблюдать на всей её дневной стороне, в отличие от Земли.
Источник
Солнечные затмения бывают разные! Знаете ли вы их виды?
Уникальное явление солнечного затмения люди наблюдали с древних времён и нередко приписывали ему мистические качества: ночь средь бела дня означала лишь неспокойные времена, бедствия, голод, болезни и несчастья. Сейчас люди наблюдают солнечные затмения со всех уголков мира, где они видны, они завораживают и восхищают, и мы знаем, что в них нет ничего сверхъестественного точно так же, как и в тот момент, когда Солнце скрывается за облаками.
Что же такое солнечное затмение?
Солнечное затмение – это астрономическое явление, при котором Луна закрывает (затмевает) полностью или частично Солнце от наблюдателя на Земле. В этот момент спутник располагается между Солнцем и Землёй.
Наблюдать затмения мы можем лишь благодаря особенному расположению Солнца, Луны и Земли друг относительно друга. Дело в том, что диаметр нашей верной спутницы в 400 раз меньше, чем у Солнца, и Луна, в свою очередь, находится в 400 раз ближе к Земле, чем звезда. Из-за этого различие в размерах Солнца и Луны мы не наблюдаем: с Земли нам кажется, что диск Солнца и Луны одинаковый, поэтому с учётом расстояний Луна может на короткое время «спрятать» за собой от нас Солнце. На самом же деле диаметр Солнца составляет 1,392 млн км., а диаметр Луны – всего 3 474 км. Если бы Солнце, Земля и Луна располагались на других расстояниях, то вид был бы уже совсем другой.
Как происходят солнечные затмения?
В зависимости от положения Луны меняется степень её освещённости Солнцем – так мы видим фазы Луны. Затмения видны только в новолуние – это фаза Луны, во время которой Луна находится между Землёй и Солнцем почти на одной линии. Если они находятся точно на одной прямой, то происходит солнечное затмение.
Все тела в космосе постоянно движутся. Нет такого объекта, который находился бы в состоянии абсолютного покоя. Из-за движения тел по орбитам, затмение длится не более 2-х часов, причем из них Солнце полностью закрыто примерно 7 минут. Во время процесса тень, отбрасываемая Луной, движется по Земле со скоростью 1 км/с.
Видеть солнечные затмения могут далеко не все земляне: например, там, где у кого-то день, в другом уголке планеты может быть ночь, соответственно, затмением смогут любоваться только на дневной стороне.
Кроме этого, повезёт лишь тем наблюдателям, кто оказался в области падения лунной тени. Однако следует помнить, что Луна отбрасывает полутень, диаметр которой достигает около 7 000 км. Но если наблюдатель оказался в области полутени, то он сможет увидеть лишь частичное солнечное затмение.
Виды солнечных затмений
В год на Земле может происходить от 2 до 5 солнечных затмений, из которых не более двух — полные или кольцеобразные. В зависимости от траектории движения небесных тел и их соотношения выделяются следующие виды солнечных затмений:
Частичное
Это самый распространённый вид солнечных затмений, они составляют свыше 70 % от общего количества. Оно получается, когда траектория движения Луны не пролегает через центр Солнца. В этом случае она не полностью закрывает Солнце, оставляя видимой некоторую область.
Полное
Тот, кто окажется непосредственно в тени, можно сказать, счастливый наблюдатель! За эти 7 минут температура в области тени опустится примерно на 5 градусов, а на небе будут видны даже звёзды. Сначала наступят сумерки, и наблюдатель увидит, как яркий диск Солнца будет скрывать Луна, которая покажется абсолютно чёрной. Затем останется лишь тонкий серп, а после и вовсе станет темно! С Земли будет казаться, что на небе словно бы чёрное Солнце: только окружность короны будет слегка подсвечивать окружающую область неба. Солнечная корона при обычном ярком свете Солнца не видна. Поскольку температура короны гораздо выше чем у фотосферы, она имеет блёкло-голубоватый цвет, неожиданный для тех, кто видит её первый раз, и сильно отличается от ожидаемого золотистого цвета Солнца. При наблюдении затмения неподвижным наземным наблюдателем полная фаза длится не более нескольких минут. Если за солнечным затмением будут наблюдать космонавты, находящиеся на орбите, то они увидят бегущую по поверхности Земли тень от Луны.
Когда тела продолжат путь по своим орбитам, вначале покажется снова тонкий яркий солнечный полумесяц, который будет всё расти и расти, и день опять займёт своё законное место.
К сожалению, полное солнечное затмение – явление очень редкое. Например, в Москве одно полное солнечное затмение произошло 19 августа 1887 года. Очень сильное затмение с фазой 0,96 произошло 9 июля 1945 года. Следующее полное солнечное затмение ожидается в Москве лишь 16 октября 2126 года. При полном затмении траектория движения Луны проходит через центр Солнца, и её диаметр получается больше, чем у Солнца.
Кольцеобразное
Такое солнечное затмение – ещё более редкое, чем полное. Оно происходит тогда, когда траектория движения Луны проходит через центр Солнца, но в момент наблюдения ее диаметр меньше, чем у звезды. Тогда в тот момент, когда Луна будет находиться в центре светила, по краям можно разглядеть яркую окружность. Кольцеобразное затмение считается самым редким видом, поскольку оно составляет лишь 5% от общего количества. В максимальной фазе затмения Солнце закрывается Луной, но вокруг Луны видно яркое кольцо незакрытой части солнечного диска. Небо при кольцеобразном затмении остаётся светлым, звёзды не появляются, наблюдать корону Солнца невозможно.
Полные и кольцеобразные затмения возникают, так как орбита Луны не представляет собой идеальную окружность.
Гибридные
Гибридное затмение происходит в тот момент, когда полное переходит в стадию кольцевого, или наоборот. Такое возможно в том случае, если в момент процесса Луна, двигаясь по орбите, удаляется или приближается к Земле. На данный момент последнее гибридное затмение зафиксировано в 2013-ом году.
Как себя чувствуют земляне? Какие явления происходят в этот момент?
Когда Земля находится на одной линии с Луной и Солнцем, её гравитация возрастает, из-за чего чувствительные люди ощущают слабость, подавленное состояние, головные боли, перепады давления и общее недомогание. Животные проявляют беспокойство, птицы замолкают или укладываются спать. Из-за этого древние люди и считали, что во время затмений силы зла и нечисть выходят на свободу. Вид, действительно, мистический. Так, из-за турбулентности и других состояний атмосферы могли возникать теневые волны: бегущие тени казались людям демонами и призраками. Будоражили воображение и ещё два занятных оптических эффекта:
Чётки Бейли — это последовательность ярких пятен вдоль лунного лимба, возникающих, когда солнечный диск почти полностью скрыт лунным, но всё же проглядывается между лунными горами или углублениями в центрах лунных кратеров, оказавшихся на тот момент на краю лунного диска. Выглядят как точки ослепительно-рубиново-красного цвета. Хорошо видны только в бинокль или телескоп.
Бриллиантовое кольцо — эффект, который наблюдается за мгновение до начала полной фазы солнечного затмения либо через мгновение после её окончания. Когда последние лучи солнечного света проходят через долины края лунного диска, на небе как будто вспыхивает кольцо со сверкающим бриллиантом. Явление продолжается около двух секунд.
Как наблюдать солнечное затмение
Если когда-нибудь вам посчастливится стать свидетелем этого уникального явления, то необходимо помнить, что наблюдения Солнца без специальных средств защиты могут серьёзно навредить здоровью ваших глаз. При наблюдении в телескоп или бинокль ОБЯЗАТЕЛЬНО использование светофильтров, которые продаются в специальных магазинах оптической техники. Можно смотреть сквозь плотно тонированные стёкла (солнцезащитные обычные очки – защита так себе), а также если у вас есть рентгеновский снимок ваших внутренностей, то сквозь эту «фотографию» можно наблюдать за Солнышком.
А вам доводилось ли наблюдать солнечные затмения?
Источник