Меню

Длина конуса тени который отбрасывается землей освещаемой солнцем

1267. Приведите примеры известных вам источников света.
Солнце, звезды, люминесцентные лампы, свеча, эл. лампа, электро-лучевая трубка старых телевизоров, свечение насекомых и рыб, светящиеся краски.

1268. Приведите примеры, когда наблюдается не только тень, но и полутень
Полутень от небесного тела, можно наблюдать, например, при частичном затмении Солнца, когда точка наблюдения попадает в полутень, образованную Луной в потоке солнечного света.
Предмет в комнате с несколькими источниками света.

1269. Вследствие какого явления образуется тень?
Тень образуется потому, что лучи движутся прямолинейно, не загибаясь за предметы.

1270. Приведите примеры, доказывающие прямолинейное распространение света.

1271. Если лампа висит прямо над столом, одинаковые ли тени получатся от карандаша, лежащего на столе, и от стоящего вертикально?
Не одинаковые. От вертикального стоящего карандаша тень будет в виде точки. От горизонтально лежащего тень в виде линии.

1272. Во время операции тень от рук хирурга не должна закрывать место операции. Как для этого нужно расположить лампы?
Источники света необходимо расположить по периметру помещения с разных сторон. Любая тень от рук должна освещаться другой лампой.

1273. При солнечном освещении вертикальная палка высотой 1,5 м отбрасывает тень длиной 2 м, а заводская труба отбрасывает тень в 50 м. Определите высоту заводской трубы.

1274. При солнечном освещении тень от предмета равна высоте предмета. Под каким углом к горизонту находится Солнце?

1275. Приходилось ли вам наблюдать солнечным днем на дорожке под деревом, покрытым густой листвой, округлые светлые пятна? Из-за чего они образуются и что собой представляют?
Это области полутени и света. Образуются за счет прохождения света сквозь листву и отражения света от листьев и веток.

1276. Отношение диаметров Луны и Солнца приблизительно 1: 400. Во время новолуния расстояние между центрами Луны и Солнца равно приблизительно 150 000 000 км. Какова длина конуса тени, отбрасываемого Луной в новолуние?

1277. Радиус Солнца равен 110 земным радиусам. Радиус Земли 6370 км. Расстояние от центра Земли до центра Солнца составляет около 23 900 земных радиусов. Какова длина конуса тени, который обрасывает земной шар при освещении Солнцем?

1278. Через небольшое отверстие в экране проходят лучи от фонаря, находящегося на расстоянии 40 м. На противоположной стене, отстоящей от экрана на расстоянии 7,5 м, получается изображение фонаря. Величина изображения 0,75 м. Определите величину фонаря.

1279. Расстояние от камеры-обскуры до предмета, на который направлено ее отверстие, составляет 3 м. Расстояние от отверстия камеры до ее задней стенки 15 см. Во сколько раз меньше получается изображение, чем сам предмет?

Источник

Длина конуса тени который отбрасывается землей освещаемой солнцем

Покрытия Солнца Луной называются солнечными затмениями. Солнечное затмение имеет различный вид для разных точек земной поверхности. Диск Солнца будет целиком закрыт только для наблюдателя, находящегося внутри конуса лунной тени, максимальный диаметр которой на поверхности Земли не превосходит 270 км. В этой сравнительно узкой области земной поверхности, куда падает тень от Луны, будет видно полное солнечное затмение (рис. 59). В областях земной поверхности, куда падает полутень от Луны, внутри так называемого конуса лунной полутени будет видно частное солнечное затмение — диск Луны закроет только часть солнечного диска. Чем ближе наблюдатель к оси тени, тем большая часть диска Солнца закрыта, тем больше фаза затмения. Вне конуса полутени виден весь диск Солнца, и никакого затмения не наблюдается. Так как расстояние Луны от Земли изменяется от 405 500 км до 363 300 км, а длина конуса полной тени от Луны в среднем равна 374 000 км, то вершина конуса лунной тени иногда не доходит до поверхности Земли. В этом случае для наблюдателя вблизи оси конуса лунной тени солнечное затмение будет кольцеобразным — края солнечного диска останутся незакрытыми и будут образовывать вокруг темного диска Луны тонкое блестящее кольцо. В разных точках Земли солнечное затмение наступает в разное время. Вследствие движения Луны вокруг Земли и вращения Земли вокруг своей оси тень от Луны перемещается по земной поверхности приблизительно с запада на восток, образуя полосу тени длиной в несколько тысяч километров и шириной в среднем около 200 км (максимальная ширина 270 км). Так как Луна движется с запада на восток, то солнечное затмение начинается с западного края солнечного диска. Сначала на нем появляется ущерб, имеющий форму дуги круга радиуса, равного радиусу диска Солнца. Затем ущерб постепенно растет, и Солнце принимает форму все более и более узкого серпа. Когда исчезнет последняя точка солнечного диска, наступает фаза полного затмения, которая длится всего несколько минут — не более семи, а чаще всего две-три минуты. Затем темный диск Луны постепенно сходит с солнечного диска, и затмение кончается. Общая продолжительность всех фаз солнечного затмения может длиться свыше двух часов. Совершенно очевидно, что затмения Солнца могут происходить только во время новолуния.

Читайте также:  Что такое зенит солнца определение

§ 81. Лунные затмения

Земля, освещаемая Солнцем, отбрасывает от себя тень (и полутень) в сторону, противоположную Солнцу (рис. 60). Так как диаметр Солнца больше диаметра Земли, то ее тень подобно лунной тени имеет форму постепенно суживающегося конуса. Конус земной тени длиннее конуса лунной, а его диаметр на расстоянии Луны превышает диаметр Луны больше, чем в 2,5 раза. При движении вокруг Земли Луна может попасть в конус земной тени, и тогда произойдет лунное затмение. Поскольку во время затмения Луна в действительности лишается солнечного света, то лунное затмение видно на всем ночном полушарии Земли и для всех точек этого полушария начинается в один и тот же физический момент и заканчивается также одновременно. Но эти моменты по местному времени каждой точки Земли, конечно, различны и зависят от географической долготы места. Так как Луна движется с запада на восток, то первым входит в земную тень левый край Луны. На нем появляется ущерб, который постепенно увеличивается, и видимый диск Луны принимает форму серпа, отличающегося от серпа лунных фаз тем, что линия, отделяющая светлую часть диска Луны от затемненной, представляет собой дугу окружности с радиусом, приблизительно в 2,5 раза большим радиуса лунного диска, тогда как при лунных фазах терминатор имеет вид полуэллипса.

Если Луна полностью войдет в земную тень, то произойдет полное затмение Луны, если в тени окажется только часть Луны, то затмение будет частным. Так как диаметр земной тени на расстоянии Луны от Земли может превышать диаметр Луны до 2,8 раза, то полное лунное затмение может продолжаться почти до двух часов. Полному или частному лунному затмению предшествует (и завершает их) полутеневое лунное затмение, когда Луна проходит сквозь земную полутень. Полутеневое затмение может быть и без последующего наступления теневого затмения. Совершенно очевидно, что затмения Луны могут происходить только во время полнолуний.

§ 82. Условия наступления солнечных и лунных затмений

Если бы плоскость лунной орбиты совпадала с плоскостью эклиптики, то солнечные и лунные затмения происходили бы каждый синодический месяц. Но плоскость лунной орбиты наклонена к плоскости эклиптики под углом в 5° 09′, поэтому Луна во время новолуния или полнолуния может находиться далеко от плоскости эклиптики, и тогда ее диск пройдет выше или ниже диска Солнца или конуса тени Земли, и никакого затмения не случится. Чтобы произошло солнечное или лунное затмение, необходимо, чтобы Луна во время новолуния или полнолуния находилась вблизи узла своей орбиты, т.е. недалеко от эклиптики.

Пусть на рис. 61 С, Т и L обозначают центры Солнца, Земли и Луны и находятся в одной плоскости, перпендикулярной к плоскости эклиптики. Тогда Ð LTC = b есть геоцентрическая эклиптическая широта Луны, и если этот угол будет меньше изображенного на рисунке, то произойдет, хотя и непродолжительное, частное затмение Солнца для точки О на Земле. Угол b равен сумме трех углов, а именно: b = Ð LTL’ + Ð L’TC’ + Ð C’TC. Но угол LTL’ = r( есть угловой радиус Луны; L’TC’ = r¤ — угловой радиус Солнца; угол L’TC’ = Ð TL’O — Ð TC’O, где Ð TL’O = р( есть горизонтальный параллакс Луны, a ÐTC’O = p¤ — горизонтальный параллакс Солнца. Следовательно, b = r( + r¤ + p( — p¤. Если для величин в правой части принять их средние значения r( = 15′,5, r¤ = 16′,3, p( = 57′,0, p¤ » 8″,8, то b = 88′,7. Следовательно, для наступления хотя бы непродолжительного частного затмения Солнца необходимо, чтобы геоцентрическая эклиптическая широта Луны была меньше 88′,7. Угловое расстояние центра Луны от узла, т.е. долгота Луны относительно узла Dl может быть вычислена из сферического прямоугольного треугольника

Источник

Источники света. Распространение света

Решебник к сборнику задач по физике для 7- 9 классов, Перышкин А.В.

1276. Приведите примеры известных вам источников света.
Солнце, звезды, люминесцентные лампы, свеча, эл. лампа, электро-лучевая трубка старых телевизоров, свечение насекомых и рыб, светящиеся краски.

1277. Приведите примеры, когда наблюдается не только тень, но и полутень
Полутень от небесного тела, можно наблюдать, например, при частичном затмении Солнца, когда точка наблюдения попадает в полутень, образованную Луной в потоке солнечного света.
Предмет в комнате с несколькими источниками света.

1278. Вследствие какого явления образуется тень?
Тень образуется потому, что лучи движутся прямолинейно, не загибаясь за предметы.

1279. Приведите примеры, доказывающие прямолинейное распространение света.

1280. Если лампа висит прямо над столом, одинаковые ли тени получатся от карандаша, лежащего на столе, и от стоящего вертикально?
Не одинаковые. От вертикального стоящего карандаша тень будет в виде точки. От горизонтально лежащего тень в виде линии.

1281. Во время операции тень от рук хирурга не должна закрывать место операции. Как для этого нужно расположить лампы?
Источники света необходимо расположить по периметру помещения с разных сторон. Любая тень от рук должна освещаться другой лампой.

Читайте также:  Как получить частицу солнца

1282. При солнечном освещении вертикальная палка высотой 1,5 м отбрасывает тень длиной 2 м, а заводская труба отбрасывает тень в 50 м. Определите высоту заводской трубы.

1283. При солнечном освещении тень от предмета равна высоте предмета. Под каким углом к горизонту находится Солнце?

1284. Приходилось ли вам наблюдать солнечным днем на дорожке под деревом, покрытым густой листвой, округлые светлые пятна? Из-за чего они образуются и что собой представляют?
Это области полутени и света. Образуются за счет прохождения света сквозь листву и отражения света от листьев и веток.

1285. Отношение диаметров Луны и Солнца приблизительно 1: 400. Во время новолуния расстояние между центрами Луны и Солнца равно приблизительно 150 000 000 км. Какова длина конуса тени, отбрасываемого Луной в новолуние?

1286. Радиус Солнца равен 110 земным радиусам. Радиус Земли 6370 км. Расстояние от центра Земли до центра Солнца составляет около 23 900 земных радиусов. Какова длина конуса тени, который обрасывает земной шар при освещении Солнцем?

1287. Через небольшое отверстие в экране проходят лучи от фонаря, находящегося на расстоянии 40 м. На противоположной стене, отстоящей от экрана на расстоянии 7,5 м, получается изображение фонаря. Величина изображения 0,75 м. Определите величину фонаря.

1288. Расстояние от камеры-обскуры до предмета, на который направлено ее отверстие, составляет 3 м. Расстояние от отверстия камеры до ее задней стенки 15 см. Во сколько раз меньше получается изображение, чем сам предмет?

Источник

4.11. Солнечные и лунные затмения

Схема солнечного затмения

При движении вокруг Земли Луна проходит перед более далекими светилами и своим диском может их заслонить. Это явление носит название покрытий светил Луной. Определение точных моментов начала и конца покрытий имеет большое значение для изучения движения Луны и формы ее диска.

Солнечное затмение («бриллиантовое кольцо»)

Покрытия Солнца Луной называются солнечными затмениями. Солнечное затмение имеет различный вид для разных точек земной поверхности. Диск Солнца будет целиком закрыт только для наблюдателя, находящегося внутри конуса лунной тени, максимальный диаметр которой на поверхности Земли не превосходит 270 км. В этой сравнительно узкой области земной поверхности, куда падает тень от Луны, будет видно полное солнечное затмение. В областях земной поверхности, куда падает полутень от Луны, внутри т. н. конуса лунной полутени будет видно частное (или частичное) солнечное затмение — диск Луны закроет только часть солнечного диска. Вне конуса полутени виден весь диск Солнца, и никакого затмения не наблюдается.

Схема кольцеобразного солнечного затмения

Кольцеобразное солнечное затмение

Т. к. расстояние Луны от Земли изменяется от 405500 км до 363300 км, а длина конуса полной тени от Луны в среднем равна 374000 км, то вершина конуса лунной тени иногда не доходит до поверхности Земли. В этом случае для наблюдателя вблизи оси конуса лунной тени солнечное затмение будет кольцеобразным — края солнечного диска останутся незакрытыми и будут образовывать вокруг темного диска Луны тонкое блестящее кольцо.

Тень от Луны на поверхности Земли во время полного солнечного затмения 11 августа 1999

Если в начале и конце полосы максимальной фазы затмение является кольцеобразным, а в середине полосы – полным, такое затмение называется гибридным (или смешанным). Механизм возникновения гибридного затмения: пусть в центре полосы максимальной фазы происходит полное затмение с фазой 1.000; вследствие увеличения расстояния от Луны до точки наблюдателя из-за кривизны Земли видимый размер лунного диска уменьшается, что приводит к уменьшению фазы и ширины полосы.

Частное солнечное затмение

В разных точках Земли солнечное затмение наступает в разное время. Вследствие движения Луны вокруг Земли и вращения Земли вокруг своей оси тень от Луны перемещается по земной поверхности приблизительно с запада на восток, образуя полосу тени длиной в несколько тысяч километров и шириной в среднем около 200 км (максимальная ширина равна 270 км). Общая продолжительность всех фаз полного солнечного затмения может длиться более двух часов.

Your browser does not support the video tag.

Прохождение тени от Луны по поверхности Земли во время полного солнечного затмения

4.11.2. Лунные затмения

Схема лунного затмения

Частное лунное затмение

Земля, освещаемая Солнцем, отбрасывает от себя тень (и полутень) в сторону, противоположную Солнцу. Конус земной тени длиннее конуса лунной, а его диаметр на расстоянии Луны превышает диаметр Луны больше, чем в 2,5 раза. При движении вокруг Земли Луна может попасть в конус земной тени, и тогда произойдет лунное затмение. Поскольку во время затмения Луна в действительности лишается солнечного света, то лунное затмение видно на всем ночном полушарии Земли и для всех точек этого полушария начинается в один и тот же физический момент и заканчивается также одновременно. Полное лунное затмение может продолжаться почти два часа.

Полное лунное затмение 3 марта 2007

Во время полной фазы затмения Луны она продолжает быть видимой благодаря буро-красному свечению. Солнечное излучение, проходя по касательной к земной атмосфере, рассеивается и освещает Луну. Земная атмосфера в видимом диапазоне наиболее прозрачна для излучения красной части спектра, именно поэтому Луна в момент полного затмения выглядит багровой.

4.11.3. Условия наступления затмений

Если бы плоскость лунной орбиты совпадала с плоскостью эклиптики, то солнечные и лунные затмения происходили бы каждый синодический месяц. Но плоскость лунной орбиты наклонена к плоскости эклиптики под углом в 5°09′, поэтому Луна во время новолуния или полнолуния может находиться далеко от плоскости эклиптики, и тогда ее диск пройдет выше или ниже диска Солнца или конуса тени Земли, и никакого затмения не случится. Чтобы произошло солнечное или лунное затмение, необходимо, чтобы Луна во время новолуния или полнолуния находилась вблизи узла своей орбиты, т. е. недалеко от эклиптики.

К условию наступления затмений. C, T и L – центры Солнца, Земли и Луны, находящиеся в настоящий момент в плоскости, перпендикулярной плоскости эклиптики

Если угол LTC = β (геоцентрическая эклиптическая широта Луны) будет меньше изображённого на рисунке, то произойдёт (хотя бы частное) затмение Солнца для пункта О: β = LTL’ + L’TC’ + C’TC, причём LTL’ = ρMoon – угловой радиус Луны, C’TC = ρSun – угловой радиус Солнца, L’TC’ = 180° – TL’C’ – TC’O = 180° – (180° – TL’O) – TC’O = TL’O – TC’O, где TL’O = pMoon – горизонтальный параллакс Луны, TC’O = pSun – горизонтальный параллакс Солнца. Таким образом, β = ρMoon + pMoon – pSun + ρSun = 15,5′ + 57,0′ – 8,8″ + 16,3′ = 88,7′. Угловое расстояние центра Луны от узла (долгота Луны относительно узла) Δl находится из сферического треугольника: Δl = arcsin(tgβ/tgi) = 16,5°.

К условию наступления затмений. Сферический треугольник

Очевидно, что затмение Солнца возможно и по другую сторону лунного узла, на таком же расстоянии от него. Дугу эклиптики в 33° Солнце, перемещаясь со средней скоростью 59′ в сутки, проходит за 34 дня. Но за 34 дня обязательно будет одно новолуние, а может быть и два, так как продолжительность синодического месяца 29,5 суток. Следовательно, каждый год обязательно бывает 2 солнечных затмения (около двух узлов лунной орбиты), но может быть 4 и даже 5 затмений. Пять солнечных затмений в году случается тогда, когда первое происходит вскоре после 1-го января. Тогда второе наступает в следующее новолуние, третье и четвертое произойдут несколько раньше, чем через полгода, а пятое — через 354 дня после первого (через 354 дня пройдет 12 синодических месяцев). Аналогичные рассуждения относительно затмений Луны приводят к следующему результату: на протяжении года может не произойти ни одного лунного затмения, а самое большее их число может быть 3. Три лунных затмения в году случаются тогда, когда первое из них происходит вскоре после 1-го января, второе — в конце июня, а третье — в конце декабря, через 12 синодических месяцев (через 354 дня) после первого.

4.11.4. Сарос

Затмение Солнца Сатурном. Слева от Сатурна сквозь кольца видна Земля

Последовательность затмений повторяется почти точно в прежнем порядке через промежуток времени, который называется саросом. Сарос, известный еще в древности, составляет 18 лет и 11,3 суток: затмения будут повторяться в прежнем порядке (после какого-либо начального затмения) спустя столько времени, сколько необходимо, чтобы та же фаза Луны случилась на том же расстоянии Луны от узла ее орбиты, как и при начальном затмении. Фазы Луны повторяются в среднем через 29,53 суток (синодический месяц); возвращение Луны к одному и тому же узлу своей орбиты происходит через 27,21 суток (драконический месяц), а промежуток времени между двумя последовательными прохождениями центра Солнца через один и тот же узел лунной орбиты (драконический год) равен 346,62 суток. Следовательно, период повторяемости затмений (сарос) будет равен промежутку времени, по истечении которого начала этих трех периодов будут снова совпадать. Оказывается, что 242 драконических месяца почти в точности равны 223 синодическим месяцам, а также 19 драконическим годам, а именно: 242 драконических месяца = 6585,36 суток; 223 синодических месяца = 6585,32 суток = 18 лет 11 дней 7 часов 42 мин; 19 драконических лет = 6585,78 суток. Поскольку 223 синодических месяца на 0,04 суток короче, чем 242 драконических месяца, то через 6585 дней новолуние (или полнолуние) будет происходить на несколько ином расстоянии от узла лунной орбиты, чем 18 лет назад. Поэтому условия затмений не будут повторяться в точности. Кроме того, так как в саросе содержится целое число суток и еще примерно 1/3 суток, то области видимости затмений за 18 лет перемещаются по земной поверхности к западу примерно на 120°.

Схема полного солнечного затмение в Минске 21 августа 1914

Карта полных солнечных затмений в 2001 — 2020 годах

Источник

Космос, солнце и луна © 2023
Внимание! Информация, опубликованная на сайте, носит исключительно ознакомительный характер и не является рекомендацией к применению.

➤Adblock
detector