Школьная Энциклопедия
Nav view search
Навигация
Искать
Отчего происходят солнечные и лунные затмения? Можно ли их предсказать?
Подробности Категория: Солнце Опубликовано 04.10.2012 16:24 Просмотров: 12426
Солнечные и лунные затмения – это астрономические явления. Солнечное затмение заключается в том, что Луна полностью или частично закрывает (затмевает) Солнце от наблюдателя на Земле. При лунном затмении Луна входит в конус тени, отбрасываемой Землёй.
Солнечное затмение
Солнечные затмения упоминаются уже в античных источниках.
Солнечное затмение возможно только в новолуние, когда сторона Луны, обращенная к Земле, не освещена, и сама Луна не видна. Затмения возможны только в том случае, если новолуние происходит вблизи одного из двух лунных узлов (точки пересечения видимых орбит Луны и Солнца), не далее чем примерно в 12 градусах от одного из них.
Тень Луны на земной поверхности не превышает в диаметре 270 км, поэтому солнечное затмение наблюдается только в узкой полосе на пути тени. Если наблюдатель находится в полосе тени, он видит полное солнечное затмение, при котором Луна полностью скрывает Солнце, небо темнеет, и на нём могут появиться планеты и яркие звёзды. Вокруг скрытого Луной солнечного диска можно наблюдать солнечную корону, которая при обычном ярком свете Солнца не видна. Для земного наблюдателя полная фаза затмения длится не более нескольких минут. Минимальная скорость движения лунной тени по земной поверхности составляет чуть более 1 км/с.
Наблюдатели, которые находятся вблизи полосы полного затмения, могут видеть частное солнечное затмение. При частном затмении Луна проходит по диску Солнца не точно по центру, скрывая только его часть. При этом небо темнеет гораздо слабее, звёзды не появляются. Частное затмение может наблюдаться на расстоянии порядка двух тысяч километров от зоны полного затмения.
Астрономические характеристики солнечных затмений
Полным называется такое затмение, если оно может наблюдаться как полное хотя бы где-то на поверхности Земли.
Когда наблюдатель находится в тени от Луны, он наблюдает полное солнечное затмение. Когда он находится в области полутени, он может наблюдать частное солнечное затмение. Помимо полных и частных солнечных затмений, бывают кольцеобразные затмения. Кольцеобразное затмение происходит, когда в момент затмения Луна находится на большем удалении от Земли, чем во время полного затмения, и конус тени проходит над земной поверхностью, не достигая её. При кольцеобразном затмении Луна проходит по диску Солнца, но оказывается меньше Солнца в диаметре, поэтому не может скрыть его полностью. 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. Одно и то же затмение может быть видно в разных частях полосы затмения как полное или кольцеобразное. Такое затмение иногда называют полным кольцеобразным (или гибридным).
Солнечные затмения можно предсказать. Учеными давно уже просчитаны затмения на много лет вперед. В год на Земле может происходить от 2 до 5 солнечных затмений, из них не более двух — полные или кольцеобразные. В среднем за сто лет происходит 237 солнечных затмений разного типа. Например, в Москве с XI по XVIII вв. полных солнечных затмений было всего 3. В 1887 г. также было полное затмение. Очень сильное затмение с фазой 0,96 произошло 9 июля 1945 года. Следующее полное солнечное затмение ожидается в Москве 16 октября 2126 года.
Как наблюдать солнечное затмение
Особое внимание при наблюдении солнечного затмения нужно уделить защите глаз от солнечного света. Для этого рекомендуется использовать специальные светофильтры, покрытые тонким слоем металла. Можно применить один-два слоя качественной чёрно-белой фотоплёнки, покрытой серебром. Полное солнечное затмение можно наблюдать через оптические приборы даже без затемняющих экранов, но при малейших признаках окончания затмения нужно немедленно прекратить наблюдение. Даже тоненькая полоска света, многократно усиленная через бинокль, может нанести непоправимый вред сетчатке глаза, а потому специалисты настоятельно рекомендуют использовать затемняющие светофильтры.
Лунное затмение
Лунное затмение наступает, когда Луна входит в конус тени, отбрасываемой Землёй. Это хорошо видно на представленной схеме. Диаметр пятна тени Земли составляет около 2,5 диаметров Луны, поэтому Луна может быть затенена целиком. В каждый момент затмения степень покрытия диска Луны земной тенью выражается фазой затмения Ф. Когда Луна во время затмения полностью входит в тень Земли, затмение называется полным лунным затмением, когда частично — частным затмением. Два необходимых и достаточных условия наступления лунного затмения — полнолуние и близость Земли к лунному узлу (точка пересечения орбиты Луны с эклиптикой).
Наблюдение лунных затмений
Полное
Может наблюдаться на половине территории Земли там, где на момент затмения Луна находится над горизонтом. Вид затемнённой Луны с любой точки наблюдения почти одинаков. Максимальная возможная продолжительность полной фазы лунного затмения составляет 108 минут (например, 16 июля 2000 г.) Но во время даже полного затмения Луна не исчезает полностью, а становится тёмно-красной. Это объясняется тем, что Луна даже в фазе полного затмения продолжает освещаться. Солнечные лучи, проходящие по касательной к земной поверхности, рассеиваются в атмосфере Земли и за счёт этого рассеяния частично достигают Луны. Земная атмосфера наиболее прозрачна для лучей красно-оранжевой части спектра, поэтому именно эти лучи в большей мере достигают поверхности Луны при затмении. А вот если бы в момент затмения Луны (полного или частичного) наблюдатель находился на Луне, то он смог бы увидеть полное солнечное затмение (затмение Солнца Землей).
Частное
Если Луна попадает в полную тень Земли только частично, то наблюдается частное затмение. При нём часть Луны является тёмной, а часть даже в максимальной фазе остаётся в полутени и освещается солнечными лучами.
Полутеневое
Полутень — область пространства, в которой Земля заслоняет Солнце лишь частично. Если Луна проходит область полутени, но не входит в тень, происходит полутеневое затмение. При нём яркость Луны уменьшается, но незначительно: такое уменьшение практически незаметно невооружённым глазом и фиксируется только приборами.
Лунные затмения можно предсказать. Каждый год происходят как минимум два лунных затмения, однако в связи с несовпадением плоскостей лунной и земной орбит, их фазы отличаются. Затмения повторяются в прежнем порядке каждые 6585⅓ дней (или 18 лет 11 дней и
8 часов — это период называется сарос). Зная, где и когда наблюдалось полное лунное затмение, можно точно определить время последующих и предыдущих затмений, хорошо просматриваемых в этой местности. Эта цикличность часто помогает точно датировать события, описываемые в исторических летописях.
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