"Астрономия (базовый уровень)", Чаругин В.М.
Луна обращается вокруг Земли и светит отражённым солнечным светом. Из-за изменения взаимного положения Солнца, Земли и Луны меняется видимая освещённая часть лунного диска — фаза. Полный цикл фаз длится около 29,5 суток. Затмения возникают, когда три небесных тела выстраиваются почти на одной линии, но происходят не каждый месяц: орбита Луны наклонена к плоскости земной орбиты.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Фаза Луны — видимая с Земли часть освещённой Солнцем половины лунного диска. Сама освещённая половина почти всегда сохраняется, но наблюдатель видит её под разными углами. Это понятие помогает описывать внешний вид Луны в разные дни.
Синодический месяц — промежуток времени между двумя одинаковыми фазами Луны, например между новолуниями. Его продолжительность составляет примерно 29,5 суток. Этот период используют, чтобы описывать полный цикл смены фаз.
Солнечное затмение — явление, при котором Луна заслоняет Солнце для наблюдателя на Земле. Луна оказывается на направлении от Земли к Солнцу и закрывает весь или часть его диска. Определение сразу указывает, какое тело является заслоняющим, а какое — закрытым.
Лунное затмение — явление, при котором Луна попадает в тень Земли. Солнце, Земля и Луна выстраиваются так, что Земля преграждает солнечный свет. Термин нужен, чтобы отличать это явление от солнечного затмения, при котором закрытым оказывается Солнце.
Луна движется вокруг Земли, а Солнце освещает обращённую к нему половину её поверхности. Поэтому видимая с Земли часть освещённого полушария зависит от положения Луны на орбите. Когда Луна перемещается, меняется угол, под которым мы наблюдаем границу света и тени, хотя сама тень Земли здесь не участвует.
Смена фаз определяется взаимным расположением трёх тел. После новолуния постепенно появляется узкий серп, затем наступает первая четверть, когда видна примерно половина диска, а после неё — растущая Луна. В полнолуние освещённая сторона полностью обращена к Земле; затем Луна убывает через последнюю четверть и снова приходит к новолунию. На весь порядок фаз требуется около 29,5 суток.
Солнечное затмение возможно в новолуние, потому что в этот момент Луна проходит между Солнцем и Землёй. Её непрозрачное тело перехватывает солнечные лучи, и тень падает не на всю планету, а только на небольшую область земной поверхности. Поэтому в одном месте затмение может быть полным или частичным, а в других местах его не видно вовсе.
Лунное затмение возможно в полнолуние, когда Земля находится между Солнцем и Луной. Земля закрывает для Луны прямой солнечный свет, и её тень распространяется в космос за земным диском. Если Луна проходит через эту тень, затемнение можно наблюдать со всей ночной стороны Земли, где Луна находится над горизонтом.
Новолуние и полнолуние повторяются каждый месяц, но затмения при этом возникают не всегда. Плоскость орбиты Луны наклонена к плоскости орбиты Земли, поэтому обычно Луна проходит немного выше или ниже прямой, соединяющей Солнце и Землю. Затмение происходит, когда Луна оказывается вблизи узла — точки пересечения двух орбитальных плоскостей.
Таблица позволяет быстро сопоставить фазу Луны и положение небесных тел. Сначала определите, где находится Луна относительно Солнца и Земли, а затем проверьте, что именно закрыто или попало в тень. Последняя строка напоминает: одной подходящей фазы недостаточно, нужно ещё прохождение вблизи узла орбиты.
| Свойство | Солнечное затмение | Лунное затмение |
|---|---|---|
| Фаза Луны | Новолуние | Полнолуние |
| Расположение Солнца, Земли и Луны | Солнце — Луна — Земля | Солнце — Земля — Луна |
| Какое небесное тело закрыто или попадает в тень | Луна заслоняет Солнце; её тень падает на Землю | Луна попадает в тень Земли |
| Где наблюдается явление | С ограниченной области Земли, куда падает лунная тень | С большей части ночной стороны Земли, где видна Луна |
| Условие, связанное с узлами лунной орбиты | Новолуние вблизи узла | Полнолуние вблизи узла |
Луна прошла от новолуния до следующего новолуния. Нужно определить, какой промежуток времени соответствует такому повторению фазы. Это не просто один оборот Луны относительно звёзд, а полный цикл её видимого положения относительно Солнца.
Ответ: примерно 29,5 суток.
Нужно определить, возможно ли солнечное затмение в полнолуние. Для этого сравним условие солнечного затмения с расположением тел при данной фазе. Солнечное затмение требует, чтобы Луна находилась между Солнцем и Землёй.
Ответ: солнечное затмение в полнолуние невозможно; оно бывает при новолунии.
Во время новолуния затмения не произошло. Требуется объяснить, почему подходящая фаза сама по себе не гарантирует затмение. Нужно учесть наклон орбиты Луны и положение узлов.
Ответ: затмения не было из-за удалённости Луны от узла; для него нужны новолуние и прохождение Луны вблизи узла орбиты.
Ошибка: считать, что фазы возникают из-за тени Земли на Луне. Так думают, потому что при убывании Луны видимая освещённая часть действительно уменьшается. Проверка проста: фазы повторяются ежемесячно, а земная тень попадает на Луну только во время редких лунных затмений.
Ошибка: путать условия солнечного и лунного затмений. Причина путаницы — оба явления связаны с выстраиванием трёх тел в ряд. Проверьте порядок: при солнечном затмении между Солнцем и Землёй находится Луна, а при лунном — Земля.
Ошибка: полагать, что затмение происходит при каждом новолунии или полнолунии. Фаза показывает только положение Луны относительно Солнца, но не её точное положение по высоте над плоскостью земной орбиты. Нужно дополнительно проверить, находится ли Луна вблизи узла.
Ошибка: считать, что солнечное затмение видно со всей Земли. Лунная тень имеет ограниченные размеры и перемещается по поверхности планеты. Если наблюдатель находится вне области тени, он не увидит закрытия Солнца, даже если затмение происходит в другой стране.
До изучения движения Луны нужно знать, что она обращается вокруг Земли и светит отражённым солнечным светом. Также важно различать освещённую половину небесного тела и её видимую с Земли часть. Это различие объясняет фазы без привлечения земной тени.
Знание взаимного расположения Солнца, Земли и Луны пригодится при изучении календарей, потому что лунные циклы связаны с отсчётом времени. Те же представления помогают понять приливы и отливы, а позднее — задачи небесной механики. В каждом случае важно учитывать движение тел и направление действующих сил или световых лучей.
Почему Луна меняет фазы?
Луна всегда освещена Солнцем примерно наполовину, но с Земли мы видим разные части этой освещённой половины. Это происходит потому, что Луна движется вокруг Земли и меняется её положение относительно Солнца и наблюдателя.
Чем синодический месяц отличается от периода обращения Луны вокруг Земли?
Синодический месяц — это промежуток между одинаковыми фазами, например между двумя новолуниями, и он длится около 29,5 суток. Период обращения Луны относительно звёзд немного короче — примерно 27,3 суток, потому что за это время Земля успевает переместиться по своей орбите.
Почему солнечное затмение бывает только в новолуние?
При новолунии Луна находится между Солнцем и Землёй, поэтому её тень может упасть на земную поверхность. В других фазах Луна не занимает нужного положения между наблюдателем и Солнцем.
Почему лунное затмение бывает только в полнолуние?
При полнолунии Земля расположена между Солнцем и Луной. Поэтому Луна может попасть в тень Земли, если все три тела достаточно точно выстроены в одну линию.
Почему затмения не происходят каждый месяц?
Плоскость лунной орбиты наклонена к плоскости земной орбиты, поэтому чаще всего Луна проходит выше или ниже нужной линии. Затмение возможно, когда новолуние или полнолуние происходит вблизи узла — точки пересечения двух орбитальных плоскостей.
6. Движение Луны и затмения
