Затмение солнца это оптическое явление

Почему происходят солнечные затмения, как часто они бывают и как за ними наблюдать

В природе существует множество явлений, многие из которых до сих пор не могут объяснить ученые. Одним из них является солнечное затмение, во время которого на несколько минут наступает тьма, вызывающая беспокойство у людей и животных.

Что это такое и почему происходит это явление

Солнечное затмение представляет собой природное явление, во время которого Солнце закрывается Луной. В этот момент на улице становится темно, как ночью, и на небе можно заметить ярко горящие звезды. Внезапно наступившая темнота приводит в замешательство всех представителей фауны, поэтому птицы прекращают издавать звуки, а животные начинают проявлять сильное беспокойство. Что касается людей, то многие по сей день боятся солнечного затмения, так как считают его предвестником плохих событий. Но это природное явление длится всего несколько минут.

Ученые на протяжении тысячелетий занимаются изучением солнечного затмения. Им удалось выяснить следующие нюансы об этом природном явлении:

1. Земля, как и другие планеты, не стоит на месте, а вращается вокруг Солнца . Луна движется по определенной траектории вокруг земного шара, из-за чего ее тень периодически падает на светило, частично или полностью заслоняя его.
2. Тень Луны, имеет вид резко сходящегося к нижней части конуса . На Земле она отображается в виде небольшого пятна, диаметр которого может варьироваться от 150 до 270 км. По этой причине затмение одновременно можно созерцать только лишь на территориях, находящихся в этот момент на пути лунной тени.
3. Полное затмение происходит в тот момент, когда Луна полностью закрывает своим телом Солнце . Его люди могут наблюдать в том случае, если будут находиться в полосе тени.
4. Во время солнечного затмения на потемневшем небе могут проступать звезды , температура воздуха снижается на несколько градусов, на некоторых растениях начинает сворачиваться листва, закрываются цветки, обеспокоенные животные стараются скрыться в укрытиях, наступает полная тишина.
5. При частичном затмении Луна закрывает только часть Солнца, небо темнеет не сильно, отсутствуют звезды. Его можно наблюдать только на большом расстоянии от зоны полного затмения (примерно 2 000 км).

Принципиальная схема затмения

Как часто происходит затмение

Это природное явление случается только в новолуние. В этот период на небе не просматривается тело Луны по той причине, что светило становится в один ряд с земным шаром. Лучи Солнца способны осветить только не смотрящую на Землю часть Луны. Несмотря на то, что новолуние случается каждый месяц, солнечное затмение происходит довольно редко.

Астрономы объясняют этот факт следующим образом: плоскости вращение Луны вокруг земного шара и Земли вокруг Солнца не совпадают. В период новолуния лунное тело проходит ниже либо выше светила. Пути Солнца и Луны, видимые человеческому глазу, пересекаются на небе в двух точках, противоположных друг другу. Им ученые дали определение – узлы орбиты. В момент, когда вблизи такой точки случается новолуние и возникает солнечное затмение. Как правило, это природное явление возникает два раза в году.

Пятно лунной тени способно закрыть большую часть крупного населенного пункта. Именно поэтому, в одном месте люди могут созерцать полное затмение каждые 200 – 300 лет.

Когда будет следующее затмение?

В 2020 году, по мнению ученых, должно произойти несколько солнечных затмений. Первое случилось 21 июня, но продолжительность пиковой кольцеобразной фазы не превысила 38 секунд. Это природное явление могли созерцать жители таких территорий:

• южная часть Европы;
• азиатские страны;
• южно-азиатские государства;
• южные широты РФ.

Второе солнечное затмение должно состояться 14 декабря 2020 года. Ученые предполагают, что оно будет полным. Ожидается, что Солнце будет перекрыто лунным диском в течение 2 минут 10 секунд. Созерцать его смогут жители таких государств:

Где можно будет увидеть затмение 14 декабря 2020 года

15 января 2010 года случилось длительное солнечное затмение, его продолжительность составила более 11 минут. Оно считается самым длительным за всю современную историю наблюдения за этим явлением.

Как наблюдать затмение

Солнечное затмение вызывает интерес у огромного количества людей, но они должны помнить, что наблюдать за ним можно только через очки, которые имеют специальные линзы, или при помощи других приспособлений. Благодаря защитному слою стекла предотвратят серьезное повреждение глаз и не допустят снижения остроты зрения.

Категорически запрещено смотреть на Солнце через оптические приборы, не оснащенные защитным светофильтром. Допущенная оплошность приведет к моментальной утрате зрения.

Ученые дают следующие рекомендации людям, желающим созерцать затмение:

1. Самым доступным оптическим прибором является маска сварщика, которая оснащена черным стеклом. Оно будет обеспечивать глазам надежную защиту от ультрафиолетового и инфракрасного излучений.
2. Специальные пленки торговых марок Seymour Solar, Baader Astrosolar . Их функция заключается в ослаблении до 99,9% яркости солнечного света. Эти пленки задействуют для изготовления очков для наблюдения за затмением. Также их можно клеить на линзы фотоаппаратов, биноклей или телескопов, но крайне важно проследить за тем, насколько крепко прилегает пленка к стеклянной поверхности. Если при просмотре затмения она отклеится, то существует риск потери зрения.
3. Проекция солнечных контуров на экран или белый лист бумаги , на котором будут четко видны даже солнечные пятна и другие элементы, присутствующие на диске Солнца. Для этого задействуют бинокли, телескопы, подзорные трубы или другие оптические приборы. Этот способ наблюдения за затмением считается самым безопасным.

Телескоп наводится на Солнце, а человек в этот момент смотрит на листок бумаги, на котором в течение нескольких секунд появится проекция. Расстояние следует скорректировать таким образом, чтобы падающая от закрепленного на телескопе бумажного листка тень была минимальной. Далее оптический прибор фокусируется, благодаря чему солнечный диск обретает подходящие для просмотра размеры. Чтобы четко просмотреть, что находится на солнечном диске, нужно убрать приходящий напрямую от него на экран паразитный свет. Для этого устанавливают картонку прямоугольной формы, в которой делают отверстие для прохождения из окуляра лучей. Ее фиксируют между спроецированным на экране изображением и окуляром.

Как наблюдать затмение с телескопом и экраном

Какие меры предосторожности нужно принять

Чтобы предотвратить неприятные последствия, люди должны честь несколько нюансов при организации просмотра солнечного затмения:

1. При задействовании экрана для проекции нельзя подставлять под световой пучок части тела, так как случатся ожоги.
2. Запрещено оставлять без присмотра наведенный на Солнце телескоп из-за высокого риска возгорания.
3. При задействовании телескопов с линзами большого диаметра нужна диафрагментация (корректирование размера), чтобы предотвратить из-за мощного потока лучей Солнца перегрев окуляра либо зеркала (диагонального). Благодаря изменению размера объектива при помощи специальных фильтров, объектив будет собирать меньшее количество солнечного света, не станет сильно перегреваться.
4. Задействуемые светофильтры можно снимать только после наступления полного затмения, когда для зрения отсутствует опасность.

Фотопленка, задействованная в качестве светофильтра, должна иметь слой серебра, так как без этого напыления глазам не будет обеспечена защита. Опасность для зрения несут такие приспособления: цветные стеклышки, рентгеновские снимки, очки, даже с темными стеклами, пленки (негативные) с изображениями, дискеты (как новые, так и б/у), поляризационные и нейтральные фильтры. Они пропускают большое количество инфракрасного излучения, приводящего к термическому ожогу глазной сетчатки.

Интересные факты

В древние времена затмение Солнца приводило к панике не только среди животных, но и людей. Необъяснимое природное явление порождало массу слухов, большая часть которых была связана с дурными предзнаменованиями или гневом богов. Существует документальное подтверждение того, что из-за солнечного затмения останавливались битвы. Некоторых людей природное явление подтолкнуло к совершению открытий, которые впоследствии в корне изменили ход истории.

Первое известное ученым затмение произошло 22.10.2134 г. до нашей эры, в Китае. Во дворце императора началась паника, из-за которой произошли беспорядки. В результате находящихся при дворе двух, не уведомивших заранее об этом событии, астрономов казнили. В середине 19 века несколько астрономов провели грандиозную работу, связанную с определением обстоятельств, произошедших ранее затмений. Им удалось выяснить, что с 2193 г. по 1914 г. до нашей эры на территории Китая случилось лишь одно затмение, когда светило находилось в созвездии Скорпиона. Вычислив точную дату природного явления (22.10.2137 г.) они определили, что правивший в то время император Чунг-Канг на трон взошел в 2141 г. до нашей эры. Именно с этого периода и берет отсчет древнекитайская историческая хронология.

Источник

Солнечное затмение – что это, как происходит, когда будет, виды, фото и видео

Солнечное затмение – довольно интересное явление, которое не откажется наблюдать ни один человек, который хотя бы немного интересуется космосом. Событие, в течение которого звезда полностью скрывается в тени, случается нечасто, поэтому важно заранее подготовиться к этому, чтобы не упустить момент. Астрономы прекрасно понимают, что солнечные затмения закономерны и обладают определенными свойствами. Сейчас уже известно немало интересных фактов о них.

Что такое солнечное затмение

Для начала следует разобраться, что называют солнечным затмением. Это явление, во время которого тень от Луны падает на Землю, тем самым полностью убирая солнечный свет с поверхности. В этот момент спутник располагается между звездой и планетой.

Схема и виды солнечного затмения

Во время солнечного затмения с Земли можно наблюдать, как Луна полностью закрывает собой Солнце. И нужно понимать, что это явление стало возможным лишь благодаря удачному стечению обстоятельств. Дело в том, что диаметр спутника в 400 раз меньше, чем у звезды, но он и находится в 400 раз ближе к Земле, чем светило. Из-за этого разность в размерах компенсируется, и во время затмения Луне по силам заслонить собой Солнце. Если же размер одного из тел был бы другим, или же оно располагалось на ином расстоянии, это явление выглядело совершенно иначе.

Солнечное затмение происходит в новолуние. В этот период спутник не виден с Земли, поскольку на ту сторону, которой он обращен к планете, не падает свет от звезды. И когда Луна начинает постепенно заслонять светило, кажется, что последнее постепенно закрывается темным пятном.

Солнечное затмение над облаками

Оказавшись между Солнцем и Землей, Луна отбрасывает на последнюю тень, причем из-за расстояния она является не точкой, а пятном. Поскольку спутник вращается по орбите, затмение длится не более 2-х часов, причем из них Солнце полностью закрыто не более семи минут. Во время процесса тень движется по планете со скоростью 1 км/с.

Солнечное затмение происходит не чаще двух раз в год, причем наблюдать его нужно каждый раз из нового места на Земле. Например, в 1986-ом году оно было видно из Атлантического океана и длилось примерно секунду. А за 30 лет до этого его свидетелями стали жители Филиппинских островов – тогда затмение шло чуть больше семи минут.

Фазы солнечного затмения

Ученые полагают, что со временем солнечное затмение станет незаметным для жителей Земли. Это связано с тем, что Луна постепенно отдаляется от планеты. По подсчетам, примерно через 600 млн лет спутник отлетит на достаточное расстояние, чтобы не отбрасывать на поверхность планеты тень.

При наблюдении солнечного затмения важно пользоваться специальными защитными приборами. Несмотря на то, что Солнце теряет свою яркость, когда Луна закрывает его, на глаза все равно оказывается серьезное воздействие. И если человек во время наблюдения не пользуется хотя бы защитными очками, он может повредить сетчатку глаза.

Фазы солнечного затмения

Как происходит солнечное затмение

Разглядеть солнечное затмение могут люди, которые попали в область падения лунной тени. Если посмотреть в этот момент на Солнце, можно заметить, как оно постепенно затягивается спутником. Но чтобы гарантированно наблюдать данный эффект, нужно, чтобы вокруг была ясная погода, без большой облачности.

В начале светило постепенно превращается из круга в серп. Причем если наблюдение происходит на территории южного полушария, Луна закрывает звезду слева направо, а в северном – наоборот. Через некоторое время Солнце оказывается полностью закрытым, и лишь его корона видна из-за пределов спутника.

После того, как Луна полностью закрыла Солнце, на поверхности Земли становится довольно темно. В ясную погоду даже можно разглядеть звезды, которые обычно скрыты от глаз днем. Спустя некоторое время звезда начинает открываться с другой стороны, и по мере движения Луны она превращается из серпа обратно в круг.

Чтобы наблюдать затмение, не обязательно находиться точно под лунной тенью. Спутник также отбрасывает полутень, диаметр которой равен примерно 7 000 км. Однако люди, находящиеся в данной области, смогут увидеть явление лишь под углом, из-за чего на протяжении всего процесса Солнце не будет полностью скрыто за Луной.

Виды солнечных затмений

Астрономы выделяют три типа солнечных затмений. Они отличаются траекторией, по которой движется спутник, отношением его габаритов и Солнца и прочих параметров.

Частное

Данное затмение случается, когда траектория движения Луны не пролегает через центр Солнца. В этом случае спутник не полностью закрывает светило, оставляя видимой некоторую область.

Полное

При полном затмении траектория движения Луны проходит через центр Солнца. Причем габариты спутника при наблюдении с Земли должны быть больше, чем у светила. В этом случае звезда будет закрыта полностью. Такой тип затмения является одним из самых редких, и чтобы увидеть его, нужно находиться точно в лунной тени, внутри диаметра в 250 км.

Кольцеобразное

Такое затмение случается в том случае, если траектория Луны проходит через центр Солнца, но в момент наблюдения ее габариты меньше, чем у звезды. Тогда в тот момент, когда спутник оказывается в центре светила, по краям можно разглядеть яркую окружность. Кольцеобразное затмение считается самым редким видом, поскольку оно составляет лишь 5% от общего количества.

Гибридное

Гибридное затмение случается в тот момент, когда полное переходит в стадию кольцевого, и 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.

Вне зависимости от типа затмения, когда Земля, Луна и Солнце выстраиваются в одну линию, на планете усиливается гравитация, из-за чего метеозависимые люди начинают ощущать головные боли, мигрени и повышенное давление. Животные также негативно реагируют на явление и начинают вести себя агрессивно.

Явления во время солнечного затмения

Во время солнечного затмения на территории Земли начинают происходить определенные явления. Когда планета оказывается на одной линии со звездой и спутником, ее гравитация серьезно возрастает.

Как уже говорилось выше, из-за этого чувствительные к изменению давления люди начинают испытывать проблемы со здоровьем. То же касается и животных, которые могут вести себя неспокойно. Птицы перестают щебетать, очевидно, также ощущая изменение гравитации.

Как наблюдать солнечные затмения

Поскольку во время затмения требуется смотреть в сторону Солнца, неподготовленный человек при наблюдении рискует повредить глаза. Чтобы избежать этого, следует следить за явлением с помощью специального оборудования. Уже давно существует несколько безопасных способов наблюдения за солнечным затмением.

Даже когда Луна оказывается полностью на территории Солнца, светило испускает на Землю большое количество лучей. Для сравнения, обычная яркость спутника составляет лишь 1% от этого параметра у звезды при кольцевом затмении. Именно поэтому важно в первую очередь подумать о безопасности глаз, особенно если при наблюдении будет использоваться увеличительный прибор.

Некоторые могут ошибочно подумать, что для наблюдения за данным явлением можно надеть обычные солнечные очки, и будут неправы. Стекла аксессуара действительно помогают смотреть за происходящим на улице в ясный день, но они не являются светофильтрами. Из-за этого очки не в состоянии защитить сетчатку глаза должным образом.

В современном мире существует несколько способов, позволяющих наблюдать солнечное затмение без вреда для глаз.

Метод точечной проекции

Во время данного способа необходимо воспользоваться импровизированной камерой-обскура. Нужно взять две плотные картонки, и на одной из них проделать отверстие. После этого ее нужно надеть на телескоп или другой предмет, который будет использоваться для наблюдения. Целая картонка устанавливается таким образом, чтобы лучи света, проходящие сквозь телескоп, падали перпендикулярно на ее поверхность.

После того, как конструкция готова, прибор для наблюдения направляется точно на Солнце. Когда лучи света пройдут через все линзы, на картонке появится яркий круг, являющийся перевернутой проекцией звезды. И пока Луна будет закрывать собой светило, человек сможет наблюдать данный процесс, не вредя своим глазам.

Светофильтры

Защитить глаза при наблюдении солнечного затмения способны специальные светофильтры, изготовленные из черного и алюминированного полиэфира. Как правило, они встраиваются в специальные очки.

При наблюдении за Солнцем полиэфир поглощает большинство лучей, позволяя рассмотреть звезду и увидеть ее контуры. Благодаря этому светофильтры прекрасно подходят для просмотра затмения, но важно выбирать модель с плотностью материала не ниже 5, иначе яркости звезды все равно будет достаточно, чтобы повредить глаз.

Не стоит забывать и о технике безопасности. Даже если в руках у человека оказалась нужная модель светофильтра, не следует смотреть на Солнце слишком долго.

Наблюдение с помощью телескопа и бинокля

Солнечное затмение можно наблюдать с помощью телескопа или бинокля. Смотреть через увеличительные линзы на звезду нельзя, т.к. можно повредить глаза. Однако уже давно выпускаются специальные светофильтры, позволяющие поглядеть на это явление без какого-либо вреда.

Также установка определенных моделей помогает получить картинку в разных цветах. Например, можно наблюдать за Солнцем в желтых, синих и других тонах. Каждый фильтр хорош в индивидуальных ситуациях. Например, на полное затмение лучше смотреть при оранжевых оттенках, а на кольцевое при голубых.

Открытия, которые сделали благодаря солнечному затмению

Для ученых затмение – это не только красивое явление, но и возможность лучше изучить Солнце и расширить свои представления об устройстве космоса. В течение этого события астрономы могут спокойно собирать данные о короне звезды, чего невозможно сделать в обычных условиях. И периодически это помогает узнать нечто новое.

Первое важное открытие, сделанное благодаря солнечному затмению, случилось в 1868-ом году. Его автором является астроном Пьер Жансен, который смог без каких-либо проблем изучить хромосферу Солнца, пока оно было скрыто за Луной. Благодаря этому удалось открыть новый химический элемент – гелий.

Иллюстрация Кометы Затмения

Во время затмения в 1882-ом году на территории Египта, ученые смогли рассмотреть комету, пролетающую вблизи от Солнца. Поскольку ее удалось заметить исключительно благодаря этому явлению, она получила название “Комета Затмения”.

Календарь солнечных затмений за период 2020-2025

Поскольку астрономы способны рассчитывать движение объектов солнечной системы в будущем, они могут составить график затмений на долгие годы вперед. Уже известно время, место и длительность данного явления вплоть до конца XXI века.

Когда и где будут солнечные затмения в 2020 году

В 2020-ом году запланировано два солнечных затмения. Чтобы пронаблюдать их в полной мере, требуется находиться в определенной точке земного шара, куда и упадет лунная тень.

Первое затмение случилось 21 июня, и наиболее заметным оно было на территории Африки и Азии. Жители стран СНГ могли наблюдать его лишь частично. Оно началось в 6:45 по московскому времени и завершилось в 12:34. Максимальное затмение было в 9:40.

Второе в этом году явление случится 14 декабря. Наиболее благоприятными для наблюдения являются территории Южной Америки. Предположительно, затмение начнется в 16:33 и закончится в 21:53.

Солнечные затмения в 2021 году

В 2021-ом году первое солнечное затмение случится 10 июня и станет кольцеобразным по своему типу. Оно хорошо будет заметно для жителей России. В 11:26 случится его пик, который продлится примерно 3 мин 51 с, после чего Луна начнет открывать звезду с другой стороны.

Второе затмение придется на 4-е декабря и станет полным. Оно будет заметно для жителей Австралии и Африки. Луна полностью закроет собой Солнце примерно на 1 мин 55 с.

Солнечные затмения в 2022 году

В данном году впервые Солнце скроется за Луной 30-го апреля, примерно в 20:42. По своему типу затмение будет частным, и светило закроется спутником лишь на 65%. Лучше всего наблюдать за процессом с территории Южной Америки.

Следующее затмение случится 25 октября, примерно в 11:01. Оно также будет частным по своему типу, однако на этот раз звезда будет закрыта от глаз на 86%. Наблюдать его смогут жители Сибири, Европы, Африки и Азии.

В обоих случаях астрономы пока не могут точно назвать длительность затмения, поэтому Солнце может прятаться за луной как минуту, так и все семь.

Солнечные затмения в 2023 году

В 2023-ем году первое затмение случится 20-го апреля, причем оно будет гибридным по своему типу. Благодаря этому жители Земли смогут увидеть, как Луна меняет свое положение относительно звезды. Правда наблюдать за зрелищем долго не получится: по оценкам, пик затмения будет длиться лишь 1 мин 16 с, и начнется в 4:17. Заметнее всего явление будет на территории Индонезии и Австралии.

Следующее затмение будет кольцеобразным и состоится 14 октября в 18:00. Лучше всего его наблюдать на западе США, в Колумбии и Бразилии. На протяжении 5 мин 17 с люди смогут видеть, как Луна закрывает собой 95% Солнца.

Солнечные затмения в 2024 году

Первое солнечное затмение станет полным по своему типу, и при наблюдении с Земли спутник будет составлять 105% от габаритов Солнца. Последнее полностью скроется от глаз на 4 мин 28 с. Увидеть это можно с территории Мексики, США и Восточной Канады в 18:18 по московскому времени.

Второе затмение случится 2-го октября и продлится довольно долго: 7 мин 25 с. Оно станет кольцеобразным по типу, и Солнце закроется на 93%. Посмотреть на него можно будет с Аргентины и с юга Чили, время пика планируется на 18:46.

Солнечные затмения в 2025 году

Первое затмение пройдет 29 марта в 10:48. Оно станет частным, и звезда скроется за спутником на 94%. Лучшие места для наблюдения процесса располагаются на территории Европы, севере России и западе Африки.

Второе затмение пройдет 21 сентября, в 19:43. Оно также станет частным, но на этот раз Солнце будет закрыто только на 85%. Посмотреть за явлением можно с территории Новой Зеландии и Антарктиды.

Солнечные затмения на других планетах

Поскольку большинство планет солнечной системы обладает спутниками, можно предположить, что на них также можно наблюдать затмения. Однако при детальном рассмотрении вопроса становится понятно, что это явление хорошо видно только с Земли.

Меркурий и Венера в принципе не имеют спутников, поэтому наблюдать за затмением с их поверхности невозможно. На гигантах также увидеть это явление нельзя. Сатурн, Юпитер, Уран и Нептун имеют немало спутников, однако поскольку они состоят из газа, у них отсутствует твердая поверхность, из-за чего падение тени не представляется возможным.

Изображение солнечного затмения на Марсе с участием обоих спутников: Деймоса и Фобоса

Некие подобия затмений можно наблюдать на Марсе и Плутоне. Оба спутника красной планеты слишком малы, чтобы полностью заслонить собой Солнце, из-за чего это лишь с натяжкой можно назвать кольцевым затмением. Что касается Плутона, то он и его спутник – Харон, всегда повернуты друг к другу одной стороной. Поэтому, наблюдать явление можно лишь с одного полушария планеты.

Получается, лишь на Земле присутствуют подходящие условия для того, чтобы регулярно наблюдать солнечные затмения с разных уголков планеты.

Интересное видео о солнечном затмении

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник