Астрономия 10 класс "Движение и фазы Луны. Затмения Солнца и Луны"

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

«Лицей № 7» г. Бердск

Движение и фазы Луны. Затмения Солнца и Луны.

Астрономия 10 класс

Учитель физики

И.В.Торопчина

Лицей №7

г. Бердск

Луна

Луна — единственный естественный спутник Земли. Это второй по яркости объект на земном небосводе после Солнца. Является первым внеземным объектом естественного происхождения, на котором побывал человек. Среднее расстояние между центрами Земли и Луны — 384 467 км .

Радиус Луны 1737 км, что составляет 0,27 радиуса Земли.

Площадь поверхности Луны – 38 млн.кв.км.

Движение Луны

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.

Видимое движение Луны

• Луна делает один оборот вокруг Земли за 27,3 сут. и с таким же периодом вращается вокруг своей оси, поэтому с Земли видно только одно ее полушарие.

Видимое движение Луны

• Видимое перемещение Луны происходит неравномерно, потому что Луна движется в пространстве по эллиптической орбите, в одном из фокусов которой находится центр Земли.

• Луна, подобно Земле, представляет собой темный непрозрачный шар, светящийся отраженным солнечным светом. Солнце всегда освещает примерно половину этого шара, другая половина остается темной.

Фазы Луны

• 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.

Различают четыре лунные фазы: полнолуние, первая и последняя четверть, когда мы видим половину диска Луны, и новолуние, когда мы не видим Луну.

Фазы Луны

1 — новолуние: Луна не видна. 2 — молодая Луна: первое появление Луны на небе после новолуния в виде узкого серпа. 3 — четверть: освещена половина Луны. 4 — прибывающая Луна.

5 — полнолуние: освещена вся Луна целиком. 6 — убывающая Луна. 7 — последняя четверть Луны: освещена половина Луны. 8 — стареющая Луна.

Луну можно

увидеть и днем

Вечерняя видимость Луны

После новолуния при наблюдении из Северного полушария Земли выпуклость серпа обращена вправо, в сторону зашедшего Солнца. 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.

Утренняя видимость

Луны

• В фазе последней четверти видна половина освещённого полушария Луны, но теперь уже другая, которая в первой четверти была неосвещённой. Луна восходит поздно и видна в этой фазе по утрам.
• В последующем её серп, обращённый теперь выпуклостью влево (если смотреть из Северного полушария Земли), становится всё более и более узким, постепенно сближаясь с Солнцем. В конце концов он скрывается в лучах восходящего Солнца — снова наступает новолуние.

Синодический месяц

• 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.

Соотношение сидерического и синодического месяцев

• Через 27,3 суток Луна займет на небе прежнее положение относительно звезд и будет находиться в точке L 1 . За это время Земля, на 1° в сутки, пройдёт по орбите дугу в 27° и окажется в точке Т 1 . Луне, для того чтобы снова оказаться в новолунии L 2 , придётся пройти по орбите такую же дугу (27°). На это потребуется немногим более двух суток, поскольку за сутки Луна смещается на 13°.

Взаимное расположение Земли Т и Луны L соответствует новолунию

Период вращения Луны вокруг своей оси равен сидерическому периоду её обращения вокруг Земли — 27,3 суток.

Различие между синодическим и сидерическим месяцами

Затмения Солнца и Луны

Солнечные и лунные затмения

• Периодически Луна частично или полностью заслоняет Солнце — такое явление называется солнечным затмением , оно может произойти во время новолуний.
• Когда Луна попадает в тень Земли, наступает лунное затмение , которое может наступить во время полнолуний.

Еще древние вавилоняне заметили, что все затмения повторяются примерно через 18 лет и 11 дней. Этот период у древних вавилонян назывался циклом Сароса (в переводе с египетского сарос — повторение), им пользовались для предсказаний затмений.

Солнечные и лунные затмения

• Если бы плоскость орбиты, по которой Луна движется вокруг Земли, совпадала с плоскостью орбиты, по которой Земля обращается вокруг Солнца, то ежемесячно в момент новолуния происходило бы солнечное затмение , а в момент полнолуния — лунное . Этого не случается потому, что плоскость лунной орбиты наклонена к плоскости орбиты Земли под углом около 5°.

Солнечные затмения

• Тень Луны в новолуние может пройти выше Земли, а в полнолуние сама Луна может пройти ниже земной тени. В это время положение орбиты Луны таково, что она пересекает плоскость орбиты Земли вблизи фаз первой и последней четверти.

Солнечные затмения

За три месяца Земля пройдет четверть своего пути вокруг Солнца.

Плоскость лунной орбиты будет расположена так, что линия ее

пересечения с плоскостью земной орбиты направлена на Солнце. Поэтому

Луна будет пересекать плоскость орбиты Земли (или находиться близ неё)

в новолуние и полнолуние. Двигаясь по небу, Луна приходит в ту точку

эклиптики, где в этот момент находится Солнце, и загораживает его от

нас.

Солнечные затмения

• Если Солнце целиком закрыто Луной, затмение называется полным .
• Если Луна закроет лишь часть Солнца, то затмение будет частным .
• Из-за небольшого изменения расстояний до Солнца и Луны может сложиться ситуация, что центры их видимых дисков на небе совпадают, но видимые размеры Луны окажутся чуть меньше, и она не закроет Солнце целиком, оставив от него яркое тонкое кольцо. Такое затмение называется кольцеобразным.

Солнечное затмение

Астрономическая классификация затмений

• Полное;
• Частное;
• Кольцеобразное

Солнечное затмение

• 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

В каждой точке Земли частные затмения Солнца бывают видны примерно раз в три года.

Лунные затмения

Лунное затмение  — затмение, которое наступает, когда Луна входит в конус тени, отбрасываемой Землёй.

Лунные затмения

• Луна, попавшая при затмении в земную тень, видна на всём полушарии Земли, где она в это время находится над горизонтом. Погружаясь в земную тень, Луна приобретает красноватую окраску различных оттенков. Цвет зависит от состояния земной атмосферы, которая, преломляя лучи Солнца и рассеивая их, всё же пропускает красные лучи внутрь конуса тени.
• Полная фаза затмения длится около полутора часов.

Лунное затмение

Классификация затмений:

• Полутеневое
• Частное
• Полное

Лунные затмения

• Лунные затмения можно увидеть на значительно большей части Земли, чем солнечные. Их также можно просматривать без специального оборудования для защиты глаз. В течение года бывает два-три лунные затмения.

Солнечные и лунные затмения

• Условия, благоприятные для наступления затмений, сохраняются примерно на протяжении месяца. За это время произойдёт либо одно солнечное затмение, либо одно солнечное и одно лунное, либо два солнечных и одно лунное затмение. Следующее необходимое для наступления затмений расположение лунной орбиты повторится снова лишь спустя примерно полгода (177—178 суток), когда Земля пройдёт половину своего пути вокруг Солнца. В течение года на Земле обычно происходит два-три солнечных затмения и одно -два лунных. Максимальное число затмений за год — семь.

• Наступивший 2021 год необычен тем, что земляне смогут наблюдать четыре затмения, два лунных и два солнечных.
• Первое солнечное затмение произойдет 10 июня , оно будет кольцеобразным. Небо при кольцеобразном затмении остаётся светлым. В Новосибирской области сможем наблюдать только выщербленный край Солнца, а на севере Канады, в Гренландии солнечный диск скроется на 92%.
• Второе солнечное затмение будет полным и случится 4 декабря. Целых две минуты продлится полная фаза солнечного затмения, полоса наблюдения полной фазы пройдёт по акватории Тихого и Атлантического океанов, в Антарктиде. В России, к сожалению, не будут наблюдаться даже частные фазы затмения.
• Два лунных затмения этого года особенны тем, что первое, которое произойдет 26 мая , будет полным и совпадет с суперлунием. Луна максимально сблизится с Землёй, и будет казаться с поверхности Земли на 11% больше и на 30% ярче обычного. Лунное затмение придется на дневное время для большей части территории России, и наблюдать его можно будет только на Дальнем Востоке.
• 19 ноября 2021 года произойдет второе лунное затмение, его увидят жители Северной Америки, Индонезии, на Камчатке и Чукотке.

Спасибо за внимание!

Спасибо за внимание!