Видимое положение луны 4

Видимое движение и фазы Луны

Сидерический и синодический месяц — Движение Луны на небесной сфере — Смена лунных фаз

Сидерический и синодический месяцы

Луна является естественным спутником Земли и ближайшим к ней небесным телом. Она обращается вокруг Земли по эллиптической орбите в том же направлении, что и Земля вокруг Солнца. Среднее расстояние Луны от Земли равно 384 400 км. Плоскость орбиты Луны наклонена к плоскости эклиптики на 5°09′.

Наклон орбиты Луны к плоскости эклиптики

Точки пересечения орбиты Луны с эклиптикой называются узлами лунной орбиты. Движение Лупы вокруг Земли для наблюдателя представляется как видимое ее движение по небесной сфере. Видимый путь Луны по небесной сфере называется видимой орбитой Луны.

За сутки Луна перемещается по видимой орбите относительно звезд примерно на 13,2°, а относительно Солнца на 12,2°, так как Солнце за это время тоже перемещается по эклиптике в среднем на 1°. Промежуток времени, в течение которого Луна совершает полный оборот по своей орбите относительно звезд, называется звездным, или сидерическим месяцем. Его продолжительность равна 27,32 средних солнечных суток.

Промежуток времени, в течение которого Луна совершает полный оборот по своей орбите относительно Солнца, называется синодическим месяцем. Он равен 29,53 средних солнечных суток.

Сидерический и синодический месяцы различаются примерно на двое суток за счет движения Земли по своей орбите вокруг Солнца. На рисунке ниже показано, что при нахождении Земли на орбите в точке 1 Луна и Солнце наблюдаются на небесной сфере в одном и том же месте, например на фоне звезды К.

Синодический и сидерический месяцы

Через 27,32 сут, т. е. когда Лупа сделает полный оборот вокруг Земли, она снова будет наблюдаться на фоне той же звезды. Но так как Земля вместе с Луной за это время переместится по своей орбите относительно Солнца примерно на 27° и будет находиться в точке 2, то Луне необходимо еще пройти 27°, чтобы занять прежнее положение относительно Земли и Солнца, на что понадобится около 2 сут. Таким образом, синодический месяц длиннее сидерического на отрезок времени, который нужен Луне, чтобы переместиться на 27°.

Движение Луны на небесной сфере

Период вращения Луны вокруг своей оси равен периоду ее обращения вокруг Земли. Поэтому Луна обращена к Земле всегда одной и той же стороной. Вследствие того, что Луна за одни сутки перемещается по небесной сфере с запада на восток, т. е. в сторону, обратную суточному движению небесной сферы, на 13,2°, ее восход и заход ежесуточно запаздывают примерно на 50 мин.

Это ежедневное запаздывание приводит к тому, что Луна непрерывно меняет свое положение относительно Солнца, но через строго определенный период времени вновь возвращается в исходное положение. В результате движения Луны по видимой орбите происходит непрерывное и быстрое изменение ее экваториальных координат.

В среднем за сутки прямое восхождение Луны изменяется на 13,2°, а склонение — на 4°. Изменение экваториальных координат Луны происходит не только за счет ее быстрого движения по орбите вокруг Земли, но и вследствие необычайной сложности этого движения. На Луну действуют многие силы, имеющие различную величину и период, под влиянием которых все элементы лунной орбиты постоянно изменяются.

Наклон орбиты Луны к эклиптике колеблется в пределах от 4°59′ до 5°19′ за время, несколько меньшее полугода. Изменяются формы и размеры орбиты. Непрерывно с периодом 18,6 года меняется положение орбиты в пространстве, в результате чего происходит перемещение узлов лунной орбиты навстречу движению Луны.
Это приводит к постоянному изменению угла наклона видимой орбиты Луны к небесному экватору от 28°35′ до 18°17′. Поэтому пределы изменения склонения Луны не остаются постоянными. В некоторые периоды оно изменяется в пределах ±28°35′, а в другие — ±18° 17′.

Смена лунных фаз во время движения на небесной сфере

Движение Луны на небесной сфере сопровождается непрерывным изменением ее внешнего вида. Происходит так называемая смена лунных фаз. Фазой Луны называется видимая часть лунной поверхности, освещенная солнечными лучами.

Рассмотрим, вследствие чего происходит изменение лунных фаз. Известно, что Луна светит отраженным солнечным светом- Половина ее поверхности всегда освещена Солнцем. Но вследствие различных взаимных положений Солнца, Луны и Земли освещенная поверхность представляется земному наблюдателю в разных видах. Принято различать четыре фазы Луны: новолуние, первая четверть, полнолуние и последняя четверть.

Положения и фазы
Луны (1 – новолуние, 2 – первая четверть, 3 – полнолуние, 4 – последняя четверть)

Во время новолуния Луна проходит между Солнцем и Землей. В этой фазе Луна обращена к Земле неосвещенной стороной, и поэтому она не видна земному наблюдателю.

В фазе первой четверти Луна находится в таком положении, что наблюдатель видит ее в виде половины освещенного диска.

Во время полнолуния Луна находится в направлении, противоположном направлению на Солнце. Поэтому к Земле обращена вся освещенная сторона Луны и она видна в виде полного диска. После полнолуния видимая с Земли освещенная часть Луны постепенно уменьшается.

Когда Луна достигает фазы последней четверти, она снова видна в виде половины освещенного диска. В Северном полушарии в первой четверти освещена правая половина диска Луны, а в последней — левая.

В промежутке между новолунием и первой четвертью и в промежутке между последней четвертью и новолунием к Земле обращена небольшая часть освещенной Луны, которая наблюдается в виде серпа. В промежутках между первой четвертью и полнолунием, полнолунием и последней четвертью Луна видна в виде ущербленного диска.

Полный цикл смены лунных фаз происходит в течение строго определенного периода времени. Его называют периодом фаз. Он равен синодическому месяцу, т. е. 29,53 сут.

Промежуток времени между основными фазами Луны равен примерно 7 сут. Количество дней, прошедших с момента новолуния, принято называть возрастом Луны. С изменением возраста изменяются и точки восхода и захода Луны.

Читайте также: 7б некрещеная луна табы

Движение Луны вокруг Земли является причиной лунных и солнечных затмений – затмения происходят только тогда, когда Солнце и Луна одновременно располагаются вблизи узлов лунной орбиты. Солнечное затмение происходит, когда Луна находится между Солнцем и Землей, т. е. в период новолуния, а лунное — когда Земля находится между Солнцем и Луной, т. е. в период полнолуния.

Источник

Фазы Луны

Фазы Луны – периодически меняющиеся степени освещенности Луны Солнцем. Выделяют следующие фазы: новолуние, растущая Луна (первая фаза, первая четверть, вторая фаза), полнолуние и убывающая Луна (третья фаза, третья четверть, четвертая фаза).

Луна влияет на жизненную активность человека, его самочувствие. Лунный гороскоп подскажет, когда лучше начинать новые дела, менять место работы, решать денежные вопросы, знакомиться с новыми людьми, работать по дому, стричься, обращать особое внимание на здоровье.

Какая сегодня фаза Луны

Ближайшие фазы Луны

Какие бывают фазы Луны

Новолуние	Состояние, когда Луна не видна
Растущая Луна	Период между новолунием и полнолунием, в течение которого освещенность Луны растет от 0% до 100%, и угловое расстояние Луны от Солнца изменяется от 0° до 180°: первая фаза — период между новолунием и первой четвертью первая четверть — состояние, когда освещена половина Луны; степень освещенности увеличивается вторая фаза — период между первой четвертью и полнолунием
Полнолуние	Состояние, когда Луна освещена полностью
Убывающая Луна	Период между полнолунием и новолунием, в течение которого освещенность Луны убывает от 100% до 0%, и угловое расстояние Луны от Солнца изменяется от 180° до 360°: третья фаза — период между полнолунием и третьей четвертью третья четверть — состояние, когда освещена половина Луны; степень освещенности уменьшается четвертая фаза — период между третьей четвертью и новолунием

На сайте можно узнать, какая фаза Луны сегодня или в другой день года, посмотреть периоды растущей и убывающей Луны, новолуния и полнолуния в каждом месяце, ознакомиться с влиянием фаз на повседневную жизнь человека. Лунный гороскоп на день подскажет, какими делами лучше заняться, а от каких – отказаться. Он поможет грамотно спланировать время.

Источник

Ориентирование по Луне

В ясные ночи выходит на небо ночное светило — Луна.
И по Луне, зная два несложных правила, можно ориентироваться, точно так же, как по Солнцу.
Правило первое — Полная Луна всегда находится прямо противоположно Солнцу, полная Луна всегда отстоит от Солнца 12 часов. Всегда. (см прим. 1)

Если полная Луна видна на востоке в 7 вечера, то Солнце в это время, понятное дело, на западе. Если полная Луна видна высоко-высоко в небе и время один час пополуночи, то Луна находится на юге, где Солнце будет через 12 часов. Если полная Луна видна на западе в 7 утра, то Солнце может быть только на востоке.

Полная Луна не может быть на востоке утром и на западе вечером. Луна на востоке утром или на западе вечером может быть разве что в виде тонкого серпика, за день-другой до Новолуния или день-два спустя.

Но полная Луна видна не всегда, а только один день в месяце (точнее, раз в 27,3 суток). Второе правило позволяет определить направление, в котором в данный момент была бы видна полная Луна.

Прежде, чем я скажу это правило, рассмотрим, как Земля с Луной движутся вокруг Солнца. Взлетим высоко-высоко над северным полюсом и встанем так, чтобы Солнце светило в спину.

Земля с нашей точки наблюдения будет нестись вокруг Солнца против часовой стрелки (справа налево, по прямой стрелке). И при этом вращается против часовой стрелки (по серой стрелке). В этом же направлении вокруг Земли вращается Луна.

Положение 1 — новолуние. Луна не видна и находится между Солнцем и Землей, в этом (и только в этом!) положении возможны солнечные затмения. Луну, конечно же можно было бы увидеть, но ее сторона, обращенная к Земле, освещается только светом, отраженным от Земли. И этот свет слишком слаб, чтобы быть видным на фоне яркого синего дневного неба. (см. прим. 2)

Положение 2. Молодая Луна. Прошло три-четыре дня после новолуния и тонюсенький серпик вырос, достигнув в толщине четверти диаметра Лунного диска.

Положение 3. — первая четверть — видна половина «лунного диска». Название произошло от того, что прошла четверть лунного месяца (но видна половина освещенной Солнцем поверхности Луны.

положение 4 — прибывающая Луна Скоро будет полнолуние.

Положение 5 — Полнолуние. в этом положении (и только в этом!) возможны затмения Луны.

Положение 6 — убывающая Луна

Положение 7 — последняя четверть

Положение 8 — старая Луна.

Теперь и само правило, как найти направление, в котором сейчас была бы видна полная Луна, понять и запомнить несложно.
Посчитайте, какая часть Луны сейчас видна. Чем точнее, тем лучше. Небольшая тренеровка позволит быстро определить доли Луны в 1/8, 1/4, 3/8, 1/2, 5/8, 3/4, 7/8. Такой точности вполне достаточно.

Теперь представьте на небе траекторию движения Луны — например, в виде яркого, «огненного» шнура.
Да, прямая, соединяющая кончики «рожков» неполной Луны, должна быть перпендикулярна к этой траектории.
И теперь переместите неполную Луну по этой траектории в направлении от освещенной части к неосвещенной исходя из расчета — 22,5 градуса за каждую неосвещенную 1/8. Или на 90 градусов за каждую неосвещенную половину. (22,5 = 90 / 4).

То есть если
— Новолуние — Луна не видна — (но она сама находится где-то около Солнца) переместить ее надо на 90 + 90 = 180 градусов.

— Молодая Луна — не видно 7/8 диска — переместить надо на 90 + 45 = 110 градусов .

— Первая четверть — невидна половина Луны — переместить ее надо на 90 градусов против часовой стрелки.

Аналогично считаем и для остальных фаз.

Старая Луна. Все точно так же, перемещаем Луну в сторону неосвещенной части, теперь по часовой стрелке.

Можно не считать каждый раз, а запомнить для каждой фазы Луны нужную величину угла.

Как ориентироваться по Солнцу — тема отдельной статьи, следите за обновлениями, подписывайтесь на канал, если интересно, ставьте лайк.

Да, совсем скоро, через месяц, 10 января 2020 года будет полное лунное затмение. Максимальная фаза произойдет в в 22:21(Мск) и еаблюдать его можно будет на всей европейской части России, в Европе, в западной Азии.

Задам вопрос для самопроверки. За Полярным кругом год делится на полярный день — когда СОлнце не заходит, полярную ночь — когда Солнце не восходит и «переходные периоды». А может ли в Заполярье луна быть невосходящей — не появляться из-под горизонта по несколько дней, и незаходящей — по несколько дней не заходить за горизонт? Пишите ответы в комментариях.

Прим. 1. Орбита Луны наклонена к эклиптике на меняется от 5°17′ до 4°59′, поэтому полная Луна в час пополуночи может быть выше или ниже Солнца в час пополудни на такой угол. При глазомерной съемке, тем более, что угол не влияет на азимут, под которым видна Луна, можно пренебречь.

Прим. 2. В ясную погоду, при прозрачной атмосфере, незадолго до восхода Солнца, когда уже светло и небо синее, но еще не яркое, в новолуние можно увидеть полную Луну — неяркую, освещенную светом, отраженным от Земли.

Источник

4.10. Луна

Луна (фото Виктора Малыщица)

Луна — ближайшее к Земле небесное тело. Её радиус равен 1737 км, среднее расстояние от Земли составляет 384400 км. Масса Луны в 81,3 раза меньше массы Земли. Средняя плотность — 3,3 г/см 3 , т. е. в 1,5 раза меньше средней плотности Земли (5,5 г/см 3 ).

4.10.2. Основные характеристики орбиты

Орбита невозмущённого движения Луны вокруг Земли представляет собой эллипс, e = 0.055 = 1/18, a = 384400 км, в перигее расстояние от Земли меньше среднего на 21000 км. Более точно движение Луны вокруг Земли можно представить как медленно раскручивающуюся спираль, вследствие чего Луна ежегодно отдаляется от Земли на расстояние в 4 см.

Луна — ближайшее к Земле небесное тело

Плоскость лунной орбиты наклонена к плоскости эклиптики в среднем под углом 5°09′. Луна движется вокруг Земли в том же направлении, что и Земля вокруг Солнца. Период обращения Луны вокруг Земли (сидерический или звёздный месяц) равен 27.32 суток. Через такое время Луна занимает прежнее положение на своей орбите по отношению к звёздам. Возмущения в движении Луны очень велики. Периодическим возмущениям подвержены все элементы лунной орбиты. Наклонение орбиты i колеблется в пределах от 4°58′ до 5°20′ за время, несколько меньшее полугода. Каждый элемент лунной орбиты имеет несколько сотен периодических возмущений с различными периодами и амплитудами. Вековым возмущениям подвержены долгота восходящего узла и долгота перигея ω. Лунные узлы перемещаются навстречу движению Луны (к западу), совершая полный оборот по эклиптике за 18 лет 7 месяцев (6793 средних суток). Перигей лунной орбиты движется к востоку, совершая полный оборот почти за 9 лет (3232 средних суток). За каждый оборот Луны вокруг Земли перемещение узлов составляет около 1.5°, и по истечении звёздного месяца Луна никогда не возвращается в точности к прежнему положению. Только через 18 лет 7 месяцев плоскость лунной орбиты опять займёт прежнее положение. Когда восходящий узел лунной орбиты совпадает с точкой весеннего равноденствия, то угол между орбитой Луны и небесным экватором равен 28°36′ (23°27′ + 5°09′). Если в точке весеннего равноденствия находится нисходящий узел, то орбита Луны расположена между небесным экватором и эклиптикой, а угол между орбитой Луны и небесным экватором равен 18°18′ (23°27′ – 5°09′). Таким образом, в первом случае склонение Луны в течение месяца будет изменяться от +28°36′ до –28°36′, а во втором случае от +18°18′ до –18°18′. Изменение пределов склонения Луны оказывает существенное влияние на условия ее видимости.

Your browser does not support the video tag.

Если бы Луна была на расстоянии 400 км

4.10.3. Видимое движение и фазы

Луна в течение звёздного месяца перемещается среди звёзд всегда в одну и ту же сторону — с запада на восток, или прямым движением. Видимый путь Луны на небе — незамыкающаяся кривая, постоянно меняющая свое положение среди звёзд зодиакальных созвездий. Видимое движение Луны сопровождается непрерывным изменением ее внешнего вида. Различные формы видимой освещённой части Луны называются её фазой. Величиной фазы называется освещённая доля диаметра, перпендикулярного линии, соединяющей концы серпа (ВС/АВ). Из-за удаленности Солнца солнечные лучи, падающие на Луну, почти параллельны и всегда освещают ровно половину лунного шара; другая его половина остается темной. Но т. к. к Земле обычно обращены часть светлого полушария и часть тёмного, то Луна чаще всего кажется нам неполным кругом. Линия, отделяющая тёмную часть диска Луны от светлой, называется терминатором и всегда является полуэллипсом. Различают четыре основные фазы Луны, которые постепенно переходят одна в другую в следующей последовательности: • новолуние (1), соединение с Солнцем – Луна не видна на небе, • первая четверть (3), восточная квадратура – Луна видна в первой половине ночи, • полнолуние (5), противостояние с Солнцем – полная Луна видна всю ночь, • последняя четверть (7), западная квадратура – Луна видна во второй половине ночи.

4.10.4. Периоды обращения

К объяснению различия длительностей синодического и сидерического месяцев

Промежуток времени между двумя последовательными одноименными фазами Луны называется синодическим месяцем. Из наблюдений установлено, что синодический месяц в среднем равен 29,53 средних солнечных суток. Таким образом, синодический месяц длиннее сидерического. Объяснение этого следует из рисунка, где 1 – взаимное расположение Луны, Земли и Солнца в момент полнолуния. Через 27,32 суток (через сидерический месяц) Луна, сделав полный оборот по орбите, займет прежнее положение относительно звезд, но т. к. Земля за это время переместится в положение 2, то полнолуния ещё не будет. Оно наступит спустя некоторое время, когда Земля займет положение 3. Кроме сидерического и синодического периодов обращений в движении Луны различают еще три периода: Аномалистический месяц — промежуток времени между двумя последовательными прохождениями Луны через перигей (27,55 средних суток). Драконический месяц — промежуток времени между двумя последовательными прохождениями Луны через один и тот же узел своей орбиты (27,21 средних суток). Тропический месяц — промежуток времени, в течение которого долгота Луны увеличивается на 360°. Вследствие прецессии тропический месяц короче сидерического месяца приблизительно на 7 секунд. Драконический месяц короче сидерического из-за движения узлов лунной орбиты навстречу движению Луны, а аномалистический месяц длиннее сидерического потому, что перигей лунной орбиты движется в ту же сторону, что и сама Луна.

4.10.5. Вращение и либрации

Обратная сторона Луны

Луна обращена к Земле всегда одной и той же стороной, одним и тем же полушарием, т. к. она вращается вокруг своей оси с тем же периодом (и в том же направлении), с каким она обращается вокруг Земли, т. е. «звёздные сутки» на Луне составляют 27,32 земных средних суток. Ось вращения Луны наклонена к плоскости лунной орбиты на угол 83°20′ (изменяется в пределах от 83°10′ до 83° 31′). «Синхронизация» вращений Луны вокруг своей оси и вокруг Земли (спин-орбитальный резонанс) возникла в результате торможения, вызванного приливными силами. Плоскость лунного экватора составляет угол 6°39′ с плоскостью лунной орбиты, и угол 1°30′ с плоскостью эклиптики. При этом плоскость эклиптики лежит между плоскостями лунного экватора и орбиты Луны и все три плоскости пересекаются по одной прямой. Последнее обстоятельство было обнаружено Кассини в 1721 году и называется законом Кассини. В каждый данный момент с Земли видна ровно половина поверхности Луны, но продолжительные наблюдения позволяют изучать почти 60% её поверхности. Это возможно благодаря явлениям, носящим общее название либрации (качаний) Луны.

Либрация по долготе

Оптические, или видимые либрации, при которых Луна в действительности никаких «колебаний» не совершает, бывают трех видов: по долготе, по широте и параллактическая. Либрация по долготе вызывается тем, что Луна вращается вокруг оси равномерно, а её движение по орбите (согласно II закону Кеплера) вблизи перигея быстрее, а вблизи апогея — медленнее. Поэтому за четверть месяца после прохождения перигея П Луна пройдет путь больше четверти всей орбиты, а вокруг оси повернется ровно на 90°. Точка а, которая ранее была в центре лунного диска, теперь будет видна уже левее центра диска. В том же направлении сместится и точка b, которая раньше была видна на правом (западном) краю диска, и, следовательно, станет видимой часть поверхности Луны за западным краем её диска. В апогее А будет видна та же поверхность Луны, что и в перигее, но за четверть месяца после прохождения апогея Луна пройдет меньше четверти всей орбиты, а вокруг оси снова повернется ровно на 90°, и теперь уже будет видна часть поверхности Луны за восточным краем ее диска.

Либрации и фазы Луны

Период либрации по долготе равен аномалистическому месяцу, а наибольшая её возможная величина 7°54′. Либрация по широте возникает от наклона оси вращения Луны к плоскости её орбиты и сохранения направления оси в пространстве при движении Луны. В результате этого с Земли попеременно видна то часть поверхности Луны, расположенная вокруг её южного полюса, то, наоборот, вокруг северного полюса. Период либрации по широте равен драконическому месяцу, а её величина достигает 6°50′. Суточная или параллактическая либрация возникает вследствие сравнительной близости Луны к Земле. Поэтому из разных точек Земли поверхность Луны видна неодинаково. Два наблюдателя, находящиеся в двух противоположных точках земного экватора, в один и тот же момент видят несколько различные области лунной поверхности. Параллактическая либрация составляет около 1°. Физическая либрация, т. е. действительное «покачивание» Луны, происходит от того, что большая полуось лунного эллипсоида периодически отклоняется от направления на Землю, а притяжение Земли стремится вернуть ее в это положение. Величина физической либрации очень мала — около 2″.

4.10.6. Поверхность

Метеорит на Луне

Наиболее крупные детали лунной поверхности — «моря» и большие горные районы — видны даже невооружённым глазом. В телескоп, зрительную трубу или бинокль можно наблюдать своеобразные формы лунного рельефа. Первым наблюдал Луну в телескоп Галилео Галилей. Он и назвал большие тёмные области морями, и это название сохраняется по традиции, хотя известно, что лунные моря не содержат воды. Обширные светлые участки лунной поверхности, называемые материками, занимают около 70% видимого с Земли диска. Это неровные, гористые районы. Остальные 30% поверхности — моря, ровные гладкие области. Одна из наиболее характерных форм лунного рельефа — кратеры. Лунный кратер состоит из кольцевого вала, внутри которого находится равнина (дно), а в центре равнины — центральная горка, высота которой обычно меньше высоты вала. Самые крупные кратеры имеют диаметр до 100 км. Большинство кратеров имеет метеоритное происхождение.

Базз Олдрин на поверхности Луны 20 июля 1969 (фото Нила Армстронга – первого человека на Луне)

Источник

➤