Темная сторона Луны никогда не освещается Солнцем
7 октября 1959 года советская автоматическая межпланетная станция «Луна-3» передала на Землю первые в мире снимки невидимой стороны Луны.
Качество изображений было неважным, но ученых радовал сам факт того, что им удалось увидеть обратную сторону Луны. Ведь до этого момента людям казалось, что им никогда не суждено увидеть то, что находится за краем лунного диска.
Как известно, Луна всегда обращена к нам одним своим полушарием, а ее обратная сторона навсегда скрыта от наших глаз. Это связано с равенством периодов обращения Луны вокруг Земли и вокруг собственной оси. А привело к этому равенству близкое расположение Земли и Луны — гравитационное поле нашей планеты сначала замедлило вращение спутника, а потом и вовсе его остановило.
В связи с этим весьма распространен и устойчив миф о том, что невидимая с Земли сторона Луны никогда не освещается Солнцем. Однако на самом деле все далеко не так: абсолютно вся поверхность нашего спутника получает свою порцию солнечного света, и порцию, надо заметить, изрядную. Но обо всем по порядку.
Как и любое космическое тело, наш спутник участвует сразу в нескольких движениях, но лишь два из них играют главную роль. Это вращение Луны вокруг Земли и вращение вокруг собственной оси. И тут есть интересная особенность: лунный год (период обращения вокруг Земли) равен лунным суткам (периоду обращения вокруг оси). Протяженность года и суток на Луне составляет 29,5 земных суток. Таким образом, ночь и день на нашем спутнике длятся почти по 15 суток.
Движение Луны по орбите мы можем наблюдать по изменениям ее фаз. Луна не излучает света — она видна благодаря отраженному солнечному свету, падающему на ее поверхность. С течением времени внешний вид Луны меняется: то ее совсем не видно, то она представляет собой тонкий серп, то месяц, то полный диск. Все зависит от того, как Луна расположена относительно Земли и Солнца.
Важно запомнить простую вещь: любое сферическое тело (а Луна как раз представляет собой шар) всегда освещается Солнцем одинаково. В каком бы положении ни находилась Луна, Солнце освещает почти точно половину ее поверхности, то есть целое полушарие. Понять и проверить это легко: достаточно взять небольшой мячик и поднести его к лампе. В каком бы месте и на каком бы расстоянии от лампы ни располагался мячик, он будет освещен точно наполовину.
То же самое происходит и с Луной. Если мы видим тонкий серп, это значит, что невидимая нам часть Луны освещена почти полностью. Если Луна предстает перед нами в виде месяца, то ее обратная сторона также освещена ровно наполовину. И понятно, что во время полнолуния невидимая часть нашего спутника погружена во тьму, а во время новолуния обратная сторона сияет под солнечными лучами.
Кстати, это легко проверить на простом опыте. Для этого можно взять два мячика: один поставить на стол, чтобы он был неподвижен, — он будет изображать Землю. Второй мячик необходимо двигать вокруг первого, но делать это так, чтобы он одной стороной все время был обращен к Земле—это, как нетрудно догадаться, Луна. На опыте легко убедиться, что лампой-Солнцем будут освещены абсолютно все части изображающего Луну мячика.
Необходимо сказать о том, что каждый отдельно взятый участок лунной поверхности освещается Солнцем в течение почти 15 земных суток и еще столько же времени этот клочок пребывает в кромешной тьме. За день лунная поверхность успевает раскалиться до +115 °С и более, а за ночь — остыть до -170, а местами и до -240 °С! Так что лунная поверхность не только освещается Солнцем, на ней царят по-настоящему экстремальные условия, которые на Земле достижимы только в лабораториях.
Источник
Почему Луна всегда повёрнута к Земле одной стороной?
Это довольно популярный вопрос, на который многие не знают ответа. Некоторые даже видят в этом какие-то происки инопланетян и строят очередные теории заговора. Но ответ прост – Луна всегда повёрнута к Земле одной стороной, потому что находится в приливном захвате.
Как Луна оказалась повёрнутой к Земле одной стороной
Луна на самом деле вращается вокруг своей оси, но полный её оборот занимает столько же времени, сколько и оборот по орбите, поэтому мы всегда видим только одну её сторону. Мало того, это явление наблюдается и у многих других спутников других планет, особенно крупных – Юпитера и Сатурна. Там происходит то же самое, что и у нас с Луной.
Как вы знаете, Луна – довольно массивное и большое тело, имеющее в поперечнике 3474 километра. Она оказывает гравитационное влияние на Землю, вызывая приливы и отливы. При обороте Луны по орбите по водной поверхности Земли движется выпуклость, которая на побережье и вызывает прилив. Она огибает Землю вместе с Луной и всегда находится напротив неё. А с обратной стороны Земли, наоборот, уровень воды немного понижается и там наблюдается отлив.
Конечно, Луна оказывает влияние и на твёрдую поверхность Земли, но мы этого не замечаем. Всё-таки она гораздо твёрже и не так пластична, как вода. К тому же, расстояние большое.
В свою очередь, Земля тоже оказывает своё гравитационное воздействие на Луну, но оно гораздо сильнее, ведь наша планета гораздо больше и массивнее. И именно это за миллиарды лет привело к тому, что Луна практически «остановилась».
Дело в том, что Луна – не точка. Это огромный каменный шар, имеющий в поперечнике 3474 км. А сила гравитации сильно меняется с расстоянием, и эти 3474 довольно существенны. Почему?
Представьте себе, что Луна вращается вокруг своей оси. При этом та половина, которая повёрнута к Земле, притягивается к неё сильнее, чем обратная. Можно даже подсчитать, что она притягивается на 1.7% сильнее. И при повороте Луны возникает некоторый дисбаланс – более близкая к Земле половина оказывается всегда «тяжелее». Поэтому вращение Луны будет постепенно замедляться – это называется приливным трением.
Конечно, Луна – большое и массивное тело, его вращение очень сложно затормозить. Но раньше она находилась гораздо ближе к Земле, и разница между притяжением на близкой и дальней точке была гораздо больше. Поэтому замедление вращения происходило гораздо быстрее. И за миллиарды лет Луна оказалась полностью синхронизирована с вращением планеты – теперь она всегда повернута к Земле одной стороной.
Источник
Итоговая контрольная работа по астрономии(10-11 кл.)
Учитель: Елакова Галина Владимировна.
Место работы: Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа №7» г Канаш Чувашской Республики
Итоговая контрольная работа.
Проверка и оценка знаний – обязательное условие результативности учебного процесса. Тестовый тематический контроль может проводиться письменно или по группам с разным уровнем подготовки. Подобная проверка достаточно объективна, экономна по времени, обеспечивает индивидуальный подход. Кроме того, учащиеся могут использовать тесты для подготовки к зачетам и ВПР. Использование предлагаемой работы не исключает применения и других форм и методов проверки знаний и умений учащихся, как устный опрос, подготовка проектных работ, рефератов, эссе и т.д. Контрольная работа дается на весь урок.
Итоговая проверка проводится по теме, разделу, за полугодие. Основная функция контролирующая. Любая проверка носит обязательно и обучающую функцию, так как помогает повторить, закрепить, привести знания в систему. При проверке контрольного теста выявляют типичные ошибки и затруднения. Достоинства: может охватывать большой объем материала. Недостаток: дают проверку окончательного результата, но не показывают ход решения.
Ориентирующая функция проверки ориентирует учителя на слабые и сильные стороны усвоения материала. Сам процесс проверки помогает учащимся выделить главное в изучаемом, а учителю определить степень усвоения этого главного.
Обучающая функция. Самая главная функция проверки. Проверка помогает уточнить и закрепить знания выполнения проверочных заданий. Способствует формированию знаний до более высокого уровня. Формирует умение самостоятельности и работы с книгами.
Контролирующая. Для контрольных работ и самостоятельных работ она является главной.
Диагностирующая. Устанавливает причины успехов и неудач учащихся. Проводятся специальные диагностирующие работы, которые определяют уровень усвоения знаний (их 4 уровня).
Развивающая функция. Проверка определяет способности у обучающегося распоряжаться объемом своих знаний и умением строить собственный алгоритм решения задач.
Воспитательная функция. Приучает учащихся к отчетности, дисциплинирует их, прививает чувство ответственности, необходимости систематических занятий.
Оценка письменных контрольных работ.
Оценка 5 ставится за работу, выполненную полностью без ошибок и недочетов.
Оценка 4 ставится за работу, выполненную полностью, но при наличии не более одной ошибки и одного недочета, не более трех недочетов.
Оценка 3 ставится за работу, выполненную на 2/3 всей работы правильно или при допущении не более одной грубой ошибки, не более трех негрубых ошибок, одной негрубой ошибки и трех недочетов, при наличии четырех-пяти недочетов.
Оценка 2 ставится за работу, в которой число ошибок и недочетов превысило норму для оценки 3 или правильно выполнено менее 2/3 работы.
1. Горизонтальный параллакс Солнца равен 8,8″. На каком расстоянии от Земли (в астрономических единицах) находился Юпитер, когда его горизонтальный параллакс был 1,5″.
2. Сравните угловые размеры Юпитера, наблюдаемого с Земли в противостоянии, и Венеры, наблюдаемой с Земли в нижнем соединении.
3. Планетарная туманность в созвездии Лиры имеет угловой диаметр 83″ и находится на расстоянии 660 пк. Каковы линейные размеры туманности в астрономических единицах?
Б. ≈ 23,5 · 10 3 а.е.
4. Выразите в угловых минутах и секундах 6,25º.
5. Видимый угловой диаметр шарового звездного скопления М13 в созвездии Геркулеса θ≈23΄, а расстояние до него r ≈ 2500 св. лет. Скопление содержит N = 10 6 звезд. Оцените среднюю концентрацию звезд и расстояние между ними. Сравните с расстоянием до ближайшей к нам звезды (св. лет) 3 .
А. n = 0,4 (св. лет) -3 ; 1,4 св. лет; в 4,5 раза меньше до ближайшей к нам звезды.
Б. n = 20,34 (св. лет) -3 ; 1,6 св. лет; в 4,9 раза меньше до ближайшей к нам звезды.
В. n = 87,9 (св. лет) -3 ; 1,4 св. лет; в 9,5 раза меньше до ближайшей к нам звезды.
6. Что определяет скорость эволюции звезд?
А. Ее размеры, химический состав и скорость движения.
Б. Ее масса, плотность, давление.
В. Ее масса и связанная с ней интенсивность протекания термоядерных реакций.
7. Какой наибольшей высоты достигает Вега(δ =+38°47´ в Москве (φ= 55° 45´)?
8. Сравните причины свечения кометы и планеты. Можно ли заметить различия в спектрах этих тел? Дайте развернутый ответ.
1. Чему равен горизонтальный параллакс Венеры в момент нижнего соединения? горизонтальный параллакс Солнца 8,8″, расстояние от Солнца до Венеры 0,7 а.е.
2. Большая полуось Юпитера 5 а.е. Каков звездный период его обращения вокруг Солнца?
3. Параллакс звезды Процион 0,28″. Расстояние до звезды Бетельгейзе 652 св. года. Какая из этих звезд и во сколько раз находится дальше от нас?
А. Бетельгейзе примерно в 125 раз дальше Проциона.
Б. Бетельгейзе примерно в 56 раз ближе Проциона.
В. Бетельгейзе примерно в 56 раз дальше Проциона.
4. Через какой промежуток времени повторяются моменты максимальной удаленности Венеры от Земли, если ее звездный период равен 225 сут?
5 . Звезда движется в пространстве со скоростью 50 км/с в сторону наблюдателя под углом 30˚ к лучу зрения. Чему равны модули лучевой и тангенциальной составляющих скорости звезды?
6. Как должна была бы вращаться вокруг оси Луна, чтобы одна ее половина всегда освещалась Солнцем?
А. Период вращения вокруг оси должен быть равен периоду обращения вокруг Солнца, т.е. 1 году.
Б. Период вращения вокруг оси должен быть больше периода обращения вокруг Солнца.
В. Период вращения вокруг оси должен быть меньше периода обращения вокруг Солнца.
7. Каково склонение звезды, если ее верхняя кульминация наблюдалась в Киеве(φ = 50°) на высоте 67°?
8. В чем проявляется влияние магнитных полей на движение и температуру солнечной плазмы? Дайте развернутый ответ.
1. Чему равен угловой радиус Марса в противостоянии, если его линейный радиус 3400 км, а горизонтальный параллакс 18″?
2. Звездный период обращения Юпитера вокруг Солнца составляет 12 лет. Каково среднее расстояние Юпитера до Солнца?
3. Какова должна быть продолжительность звездного и синодического периодов обращения планеты в том случае, когда эти периоды равны?
4. Чему равен звездный период Юпитера, если его синодический период равен 400 сут.?
Решение задачи №4: Из уравнения синодического движения выражаем
5 . Вычислите модуль и направление лучевой скорости звезды, если в ее спектре линия, соответствующая длине волны 5,5 · 10 – 4 мм, смещена к фиолетовому концу на расстояние 5,5 · 10 – 8 мм.
А. 30 км/с, звезда удаляется от нас.
Б. 30 км/с, звезда приближается к нам.
В. 10 км/с, звезда приближается к нам.
6. При каких процессах во Вселенной образуются тяжелые элементы?
А. При вспышках новых и сверхновых звезд.
Б. При столкновении планет с метеорами и метеоритами.
В. При очень высокой температуре.
7. Какова высота Проциона (δ = +5°) в верхней кульминации на широте φ =52°)?
8. Вследствие чего в течение года происходит изменение прямого восхождения и склонения Солнца? Дайте развернутый ответ.
1. Определите линейный радиус Марса, если известно, что во время великого противостояния его угловой радиус составляет 12,5″, а горизонтальный параллакс равен 23.4″. (Радиус Земли принять равным 6400 км.)
2. При каких условиях движение небесных тел будет происходить в точности по законам Кеплера?
А. В случае, если существуют лишь два взаимно притягивающихся тела.
Б. В случае, если существуют лишь два взаимно притягивающихся и отталкивающихся тел.
В. В случае, если существуют лишь несколько взаимно притягивающихся и отталкивающихся тел.
3. Через какое время повторяются противостояния малой планеты, если большая полуось ее орбиты равна 2 а.е.?
4. Через какой промежуток времени повторяется противостояния Марса, если звездный период его обращения вокруг Солнца равен 1,9 года?
5. Солнце вращается вокруг центра Галактики на расстоянии 8 кпк со скоростью 220 км/с. Чему равна масса Галактики внутри орбиты Солнца?
А. 91,4 · 10 47 кг
Б. 18,67 · 10 44 кг
6. Какие фундаментальные наблюдательные факты указывают на то, что во Вселенной происходит процесс эволюции?
А. Красное смещение и реликтовое излучение.
Б. Красное смещение.
В. Реликтовое излучение.
7. Где Солнце бывает в один и тот же день в полдень выше: в Киеве (φ 1 = 50°) или в Тбилиси (φ 2 = 42°)? Какова разность высот?
А. В Тбилиси выше, чем в Киеве, на 22°.
Б. В Киеве выше, чем в Тбилиси, на 92°.
В. В Тбилиси выше, чем в Киеве, на 8°.
8. В чем разница между свечением Солнца, планеты и кометы?
Вариант I : 1 — В; 2 — А; 3 — В; 4 — Б; 5 — А; 6 — В; 7 — В.
Вариант III : 1 — Б; 2- А; 3- В; 4 — В; 5 — Б; 6 — А; 7 — В.
Вариант IV : 1- Б; 2 — А; 3 — Б; 4 -В; 5- В; 6 — А; 7 — В.
Задача №2: При расчетах удобно принимать число секунд в радиане равным
(2 · 10 5 )», это число мало отличается от точного значения 206265″ . Так как
Задача №3 : Указанные в условии параметры связаны между собой простым соотношением:
1 пк = 206265 а.е., соответственно:
Задача №4: Градусы дуги: 1º — 60′; минута дуги: 1 — 60″; секунда дуги 1″. Значит: 6º это 360′, 0,25º это 15′, так как 1º = 60′ получаем 375′.
Задача №7: Если известна географическая широта, то можно вычислить высоту светила в верхней кульминации по формуле: h = 90° — φ + δ = 90° — 55°45´ + 38°47´ = 73°02´, т.е. в момент верхней кульминации Вега будет находиться над точкой юга на высоте 73°02´.
Задачи №8: Ядро кометы и пыль, находящаяся в голове и хвосте кометы, отражают солнечный свет. Газы, входящие в состав головы и хвоста, сами светятся за счет энергии, получаемой от Солнца. Планеты отражают солнечный свет. Так что в обоих спектрах будут наблюдаться линии поглощения, характерные для солнечного спектра. К этим линиям в спектре планеты добавляется линии поглощения газов, составляющих атмосферу планеты, а в спектре кометы – линии излучения газов, входящих в состав кометы.
Задача №2: По третьему закону Кеплера Т= √5 3 года = 11,5 года.
Задача №3: Параллакс и расстояние связаны простым соотношением:
Далее находим отношение D 2 к D 1 и получаем, что Бетельгейзе примерно в 56 раз дальше Проциона.
Задача №4: Через промежуток времени, называемый синодическим периодом, повторяются все конфигурации планет, в том числе и данная – верхнее соединение: S = T· T 3 / T – T 3 = 363 · 225 / 140 сут. = 587 сут.
Задача №8: В пятнах вследствие воздействия магнитного поля происходит нарушение конвекции и вледствие этого понижение температуры плазмы. В протуберанцах наблюдается движение плазмы вдоль линий индукции магнитного поля. Сильное сжатие плазмы вызывается магнитным полем в районе вспышек, здесь температура значительно повышается.
Задача №2: Если принять расстояние т Земли от Солнца и период ее обращения за 1, то по третьему закону Кеплера а = 3 √ 12 2 а.е.= 5 а.е .
Задача №4: Из уравнения синодического движения выражаем
Задача №5: Из формулы для вычисления лучевой скорости υ r = Δλ· с/λ 0 определим υ r . Для определения υ r нужно измерить сдвиг спектральной линии, т.е. сравнить положение данной линии в спектре звезды с положением этой линии в спектре неподвижного источника света. Лучевая скорость удаляющегося источника получается со знаком плюс, а приближающегося — со знаком минус.
Задача №7: Если известна географическая широта, то можно вычислить высоту светила в верхней кульминации по формуле: h = 90° — φ + δ = 90° — 52° + 5° = 43°.
Задача №8: Изменение прямого восхождения происходит вследствие годичного обращения Земли, а склонения – вследствие наклона ее оси вращения.
Задача №3: По третьему закону Кеплера Т = √2³ года = 2,8 года. Далее, используя формулу S = T · T з / Т – Тз = 1,56 года.
Задача №4: Через промежуток времени, называемый синодическим периодом, повторяются все конфигурации планет, в том числе и данная – верхнее соединение:
S = 1,9 · 1/ 1,9 – 1 = 2,1 года = 780 суток.
Задача №7: В полдень Солнце в Тбилиси выше, чем в Киеве, на 8°. Разность высот равна разности географических широт этих городов.
Задача №8: Солнце является источником излучения, планета отражает солнечный свет и дает инфракрасное тепловое излучение, а комета не только отражает свет, но и светится за счет флюоресценции, обусловленной воздействием солнечного излучения.
1. Малахова Г.И.: Дидактический материал по астрономии: Пособие для учителя, / Г.И. Малахова, Е.К. Страут, — М.: Просвещение, 1989.- 96 с.
2. Орлов В.Ф.:«300 вопросов по астрономии», издательство «Просвещение», / В.Ф. Орлов — Москва, 1967.
3. Моше Д.: Астрономия: Кн. для учащихся. Пер. с англ. / Под ред. А.А. Гурштейна./ Д. Моше – М.: Просвещение, 1985. – 255 с.
4. Воронцов-Вильяминов Б.А. «Астрономия», / Б.А. Воронцов-Вильяминов, Е.К. Страут; Издательство «Дрофа».
5. Левитан Е.П., «Астрономия»: учеб. для 11 кл., общеобразоват. учреждений/ Е. П. Левитан: М.: «Просвещение»,1994. – 207 с.
6.Чаругин В.М. Астрономия. 10-11 классы: учеб. для общеобразоват. организаций: базовый уровень/ В. М. Чурыгин. – М.: Просвещение, 2018. – 144с: ил. – (Сферы 1-11).
7. Задачи Московской астрономической олимпиады. 1997-2002. Под ред. О.С. Угольникова, В.В. Чичмаря – Москва, МИОО, 2002.
8. Задачи Московской астрономической олимпиады. 2003-2005. Под ред. О.С. Угольникова, В.В. Чичмаря – Москва, МИОО, 2005.
9. А.М. Романов. Занимательные вопросы по астрономии и не только – Москва, МЦНМО, 2005.
10. Всероссийская олимпиада школьников по астрономии. Авт.-сост. А.В. Засов и др. – Москва, Федеральное агентство по образованию, АПК и ППРО, 2005.
11. Всероссийская олимпиада школьников по астрономии: содержание олимпиады и подготовка конкурсантов. Авт.-сост. О. С. Угольников – Москва, Федеральное агентство по образованию, АПК и ППРО, 2006 (в печати).
Источник