Луна это самосветящееся тело не самосветящееся тело она светит отраженным звездным светом

Луна это самосветящееся тело не самосветящееся тело она светит отраженным звездным светом

Луна — ближайшее к Земле небесное тело. Если мы понаблюдаем за Луной в мечение месяца, то заметим, что она постепенно меняет свой вид от полного диска до узкого серпа. Луна — не самосветящееся тело, она светит отраженным светом. В зависимости от положения, которое Луна занимает относительно Земли и Солнца, мы видим то полную луну (полнолуние), то половину видимого диска (первая или последняя четверть), то совсем не видим Луну (новолуние).

Когда Луна находится между Солнцем и Землей на прямой, соединяющей эти два светила, в этом положении к Земле обращена неосвещенная часть лунной поверхности, и мы ее не видим. Эта фаза — новолуние, или «рождение» Луны. Вовремя еоволуния та часть Луны, которая не освещена прямыми солнечными лучами, все же слегка виднеется на темном фоне неба. Это явление назвали пепельным светом Луны. Правильно объяснил причину этого явления Леонардо да Винчи: пепельный свет дают солнечные лучи, отраженные от Земли, которая в это время обращена к Луне большей частью своего освещенного солнцем полушария.

Через неделю после новолуния терминатор-граница освещенной Солнцем и темной части лунного диска — преобретает для земного наблюдателя вид прямой линии. Освещенная часть Луны называется первой четвертью. Через две недели после новолуния Луна вновь находится на линии, соединяющей Солнце и Землю, но не между ними, а по другую сторону Земли. Натупает полнолуние. Две фазы луна — новолуние и полнолуние — носят общее название — сизый. Через 3 недели после новолуния мы вновь наблюдаем освещенным ровно половину диска Луны. Наблюдаемая фаза — последняя четверть.

II. Синодический и звездный периоды обращения Луны

Промежуток времени между последовательными одинаковыми фазами Луны называется синодическим месяцем (от греч. Synodos — соединение). Это период обращения Луны вокруг Земли относительно солнца. Он равен 29,5 суток.

Период обращения Луны вокруг вокруг Земли относительно звезд называется звездным или сидерическим месяцем (от лат. Sidus — звезда). Он составляет 27,3 суток. Таким образом, синодический месяц длиннее сидерического. Это легко понять, зная, сто одинаковые фазы Луны наступают при одинаковых ее положениях относительно Земли и Солнца.

На рис. 2 взаимное расположение Земли Т и Луны L соответствует моменту новолуния. Луна через 27,3 суток, сделав полный оборот, займет прежнее положение относительно звезд. Земля Т за это время вместе с Луной пройдет по своей орбите относительно Солнца дугу ТТ₁, равную почти 27 o , т.к. каждые сутки она смещается примерно на 1 o . Чтобы Луна L₁ заняла прежнее положение относительно Солнца и Земли Т₁ (пришла в новолуние), потребуется еще двое суток. Действительно, Луна проходит за сутки 360 o :27,3 суток=13 o /_суток, чтобы пройти дугу в 27 o , ей необходимо 27 o :12 o /_сут=2 суток. Так получается, что синодический месяц Луны составляет 29,5 земных суток.

Мы видим всегда только одно полушарие Луны. Это иногда воспринимается как отсутствия ее осевого вращения. На самом деле это объясняется равенством периодов вращения Луны вокруг оси и её обращения вокруг Земли.

III. Лунные и Солнечные затмения

С движением Луны вокруг Земли связаны явления, которые долгое время приводили в ужас суеверных людей, — это солнечные затмения. Земля и Луна, будучи непрозрачными телами, отбрасывают тень. Когда при движении вокруг Земли Луна оказывается между Землей и Солнцем, она загораживает Солнце и ее тень падает на поверхность Земли. Этим интересным зрелищем мы обязаны случайному обстоятельству: Луна ровно во столько раз ближе к нам, чем Солнце, во сколько раз лунный поперечник меньше солнечного. По этой причине наблюдаемые угловые размеры дисков Солнца и Луны одинаковы. Оттого-то, во-первых угловые размеры солнечного и лунного дисков одинаковы, во-вторых Луна ближе к нам, чем Солнце, она может полностью Закрыть от нас наше дневное светило и вызвать полное солнечное затмение. В это время лунная тень захватывает небольшую часть земной поверхности, поэтому полное солнечное затмение можно наблюдать на небольшой территории. Понятно, что оно может быть лишь в новолуние. Вследствие вращения Земли вокруг оси и движения Луны вокруг Земли лунная тень перемещается по поверхности Земли м полное солнечное затмение переходит из одного пункта Земли в другой, задерживаясь в каждом из них не более 7,5 мин.

Но может случиться и так, что Земля окажется между Луной и Солнцем и тогда Луна попадает в тень Земли. В этом случае происходит лунное затмение, которое может быть лишь в полнолуние. Лунное затмение хорошо видно по всей территории Земли, обращенной в это время к Луне, и т.к. диаметр тени Земли на расстоянии Луны в 2,5 раза больше лунного диаметра, то лунное затмение может длиться более трех часов.

В своем движении Луна перемещается из одного созвездия в другое. Это созвездие зодиака. Напрашивается вывод, что плоскости орбит Луны и Земли совпадают, ежемесячно: солнечное — в каждое новолуние, а лунные — в каждое полнолуние. Однако этого не поисходит. В чем тут дело?

А дело в том, что плоскость обиты луны не совпадает с плоскостью эклиптики, а наклонена к ней под углом 5 o . Наклон мал, но если учесть, что диск Луны, достаточен, чтобы в полнолунии луна проскользнула под земной тенью, а в новолуние тень Луны прошла мимо Земли над северным или южным полюсом (рис 4).

По этой причине не часто Луна, Земля, Солнце оказываются на одной линии и не часто происходит затмение. Чаще всего бывает в году 4 е затмения: два лунных и два солнечных. Еще до нашей эры было сделано важное открытие: затмения повторяются. Ученые вычислили срок повторяемости. Он равен 6585,3 сут. Это число назвали саросом, что в переводе с египетского означает «повторение».

Солнечное затмение — великолепное зрелище. Когда Луна закрывает солнечный диск, вокруг замившегося солнца вспыхивает жемчуженно-серебристое сияние и Солнце окаймляется ярким оранжево-красным кольцом с отдельными выступами, наполняющими язычки пламени, так называемой солнечной короной. Это светится солнечная атмосфера.

Лунные затмения продолжаются дольше, поэтому есть возможность рассмотреть окраску земной тени. Дело в том, что часть солнечных лучей, преломившись в земной атмосфере, входит внутрь конуса земной тени, поэтому во время полного лунного затмения тень на Луне имеет красно-бурый оттенок.

IV. Луна естественный спутние Земли

Поэтов всегда очаровывала полная Луна. Вспомните знаменитые пушкинские строки:

Сегодня мы знаем о Луне больше, чем о каком-либо другом космическом теле. Это самое близкое небесное тело, расположенное на среднем расстоянии 384 404,371 км от Земли. Альбедо Луны, или часть падающего на нее солнечного света, который она отражает обратно в космос, составляет только 0,07. Большая часть солнечного света, падающего на безатмосферную Луну, поглощается ее поверхностью. Сила притяжения Земли является причиной синхронного вращения Луна. Диаметр Луны 3 476 км. Масса Луны составляет 1 /₈₁ Массы Земли. На Луне нет атмосферы, нет воды и нет магнитного поля. Яркие звезды видны днем, поэтому космонавты могут ориентироваться по звездам днем и ночью. На протяжении лунного дня, длящегося около двух земных недель, поверхность Луны сильно нагревается, а затем охлаждается в ночное время (+130 o C, -170 o C). Резкие колебания температуры, происходящие на Луне, относятся только к ее поверхности. Уже на глубине в несколько десятков сантиметров температура не меняется в течение суток, т.к. у лунного грунтаплохая теплопроводность.

Даже невооруженных глазом на Луне видны обширные темные участки (моря — 30%) и светлые (материки). Характерная особенностьлунного грунта — кольцевые кратеры. На Луне внутренняя часть кратера («круглая равнина») лежит ниже окружающей местности. На Земле углубление кратера находятся на вершине горы.

При составлении Лунных карт многие детали лунного рельефа получали собственные имена. Для хребтов употребляли названия земных горных систем, кратерам присваивали имена астрономов, математиков, физиков. На картах Луны появились океан Бурь, Море Дождей, Моря спокойствия и т.д. На невидимом с Земли полушарии Луны преобладают материки. Средний диаметр крупного моря — моря Москвы — достигает 460 км. Обнаружены мореподобные круглые или овальные образования, занимающие пормежуточное место между лунными морями и крупнейшими кратерами. Много на обратной стороне Луны и кратеров. Самым крупным присвоены имена выдающихся ученых — Ломоносов, Джордано Бруно, Циолковский и др.

Первая карта обратной стороны Луны и первый глобус был составлен в XII веке русскими астрономами. В 1959 станция «Луна-3», совершив облет Луны, сфотографировала его обратную сторону. Фотографирование обратной стороны было завершено к 1965 г. Особенно большое значание для понимания природы Луны имела доставка на Землю образцов лунного грунта. Когда американский астронавт Армстронг 20.07.1965 г. впервые ступил на поверхность Луны, он попал в незнакомый, необитаемый мир. Оказалось, что поверхности морей Луны покрыта базальтами или застывшей лавой. Выяснилось, что материковые породы старше морских.

Микрометеориты — маленькие каменные и металлические частицы, которые врезаются в Луну со скорость до 110 000 км/ч, являются причиной эрозии лунной поверхности. Лунный реголит представляет собой рыхлый покров, состоящий из частиц вещества различного размера, включая и мелкую пыль. Лунные породы относятся к древним — их возраст примерно 4 млрд. лет. По составу близки к земным. Данные приборов позволили исследовать внутреннее строение Луны: кора (толщина около 60 км.), мантия (до 1000 км.), ядро (радиус около 750 км.). Еще и сейчас происходят лунотрясения.

Источник

Луна это самосветящееся тело не самосветящееся тело она светит отраженным звездным светом

§ 12. СИСТЕМА «ЗЕМЛЯ — ЛУНА»

1. Основные движения Земли. Земля — это третья по удаленности от Солнца планета. Она движется со скоростью около 30 км/с вокруг Солнца по эллиптической орбите, мало отличающейся от окружности. Одно из доказательств обращения Земли вокруг Солнца — кажущееся ( парал­лактическое ) смещение ближайших к нам звезд. Впервые такие смещения удалось обнаружить лишь в 30-х гг. XIX в.

Второе основное движение Земли — вращение вокруг оси, наклоненной к плоскости орбиты под углом 66 ˚ 34′.

При движении Земли вокруг Солнца ось ее остается параллельной самой себе. Из курсов природоведения и есте­ствознания вы знаете, что смена времен года на Земле как раз и является следствием указанных трех причин: обраще­ния Земли вокруг Солнца, наклона земной оси к плоскости орбиты и сохранения направления оси в пространстве.

Кроме того, Земля движется в пространстве вместе со всей Солнечной системой и участвует во многих других дви­жениях.

2. Форма Земли. Лишь в грубом приближении к действительности можно считать, что Земля — это шар, радиус которого определяется по формуле (21) методом, описанным в § 11.4. Однако геодезические измерения показали, что длина дуги 1° меридиана около экватора равна 110,6 км , а вблизи полюсов — 111,7 км , следовательно, Земля не шар, ее экваториальный радиус больше полярного .

Объясняется это тем, что Земля вследствие своего вра­щения вокруг оси сжата у полюсов и по форме близка к эллипсоиду вращения. Сжатие эллипсоида может быть вычислено по формуле:

, (24)

где ε — сжатие Земли; a — большая полуось земного эллип­соида; b — его малая полуось. Данные, основанные на на­блюдениях движения искусственных спутников Земли, по­зволили уточнить результаты наземных геодезических изме­рений сжатия Земли.

Поскольку различие в экваториальном ( 6378,140 км ) и полярном ( 6356,755 км ) радиусах Земли небольшое ( 21,385 км ), то при решении многих астрономических задач Землю можно считать шаром со средним радиусом, равным 6371 км .

Зная средний радиус Земли и ее массу (как найти массу Земли, вы знаете из курса физики), легко вы­числить среднюю плотность нашей планеты (5,5 · 10 3 кг/м 3 ).

3. Луна — спутник Земли. Луна — ближайшее к Земле небесное тело. Радиус Луны примерно в 4 раза, а масса в 81 раз меньше соответственно радиуса и массы Земли. По этим физическим характеристикам естественный спутник на­шей планеты нельзя считать маленьким по сравнению с Землей. Строго говоря, по эллиптической орбите вокруг Солнца движется общий центр масс системы «Земля — Луна», находящийся внутри Земли. Систему «Земля — Луна» часто называют «двойной планетой».

Луна — не самосветящееся тело; она светит отраженным солнечным светом. В зависимости от положения, которое Луна занимает по отношению к Земле и Солнцу, мы видим то полную Луну ( полнолуние ), то половину видимого диска ( первая или последняя четверть ), то совсем не видим Луны ( новолуние ).

Рис. 28. Фазы луны.

Наблюдаемая с Земли освещенная часть лунного диска называется фазой Луны. Проследить смену лунных фаз можно по рисунку 28. В новолунии Луна бывает в то время, когда она располагается между Землей и Солнцем; в полно­лунии Луна находится за Землей. После новолуния Луна «растет» от узкого серпа (направленного выпуклостью вправо) до полудиска (первая четверть) и далее до полного диска (полнолуние). После полнолуния Луна «убывает» до полуди­ска (выпуклость направлена влево, наступает последняя чет­верть), затем становится узким серпом и перестает быть ви­димой в новолунии. Полный цикл смен лунных фаз ( сино­дический месяц ) составляет примерно 29,5 сут (29,5 д ).

Угловой диаметр Луны на небесной сфере около 0,5° (≈30′). Но он не остается постоянным, а изменяется из-за эллиптичности орбиты (примерно 33′ в перигее и 29′ в апо­гее). Эксцентриситет лунной орбиты е = 0,05, а большая по­луось эллипса — 384400 км (среднее расстояние Луны от Земли). Полный оборот вокруг Земли Луна совершает за 27,3 сут (27,З д , сидерический месяц ). За это же время Луна делает оборот вокруг своей оси, поэтому к Земле всегда обращено одно и то же полушарие Луны.

Как и все другие небесные тела, Луна участвует в суточ­ном вращении небесной сферы. Но в отличие от планет и Солнца, более удаленных от Земли, Луна быстро перемеща­ется на фоне звездного неба (13° за сутки) с запада на вос­ток, т. е. в направлении, противоположном суточному вра­щению небесной сферы. Этим объясняется явление, которое вы сами можете обнаружить. Каждый вечер, отмечая по ча­сам моменты верхней кульминации Луны, вы убедитесь, что Луна приходит к небесному меридиану с опозданием при­мерно на 50 мин (т. е. кульминирует сегодня на 50 мин позже, чем вчера).

4. Солнечные и лунные затмения. Когда Луна при своем движении вокруг Земли полностью или частично за­слоняет Солнце, происходят солнечные затмения . Во время полного солнечного затмения (рис. 29) Луна закрывает весь диск Солнца (это возможно благодаря тому, что видимые диаметры Луны и Солнца почти одинаковы). Полное солнечное затмение можно наблюдать лишь из тех точек земной поверхности, где проходит полоса полной фазы . Так называется полоса, которую как бы прочерчивает по земной поверхности сходящийся конус лунной тени (см. рис. 29).

Рис. 29. Схема полного затмения Солнца.

По обе стороны полосы полной фазы происходит частное затмение Солнца, во время которого Луна за­слоняет не весь солнечный диск, а лишь часть его. Наблю­дается частное солнечное затмение из тех мест земной поверхности, которые охватывает расходящийся конус лунной полутени (см. рис. 29).

Ширина полосы полной фазы солнечного затмения и его продолжительность зависят от взаимных расстояний Солнца, Земли и Луны. Вследствие изменения расстояний видимый угловой диаметр Луны тоже изменяется. Когда он чуть больше солнечного, полное затмение Солнца может длиться до 7,5 мин, когда равен, то одно мгновение, если же он меньше, то Луна вообще не закрывает Солнце полностью. В последнем случае происходит кольцеобразное затмение: вокруг темного лунного диска видно узкое яркое солнечное кольцо.

Полное солнечное затмение — очень красивое явление. Во время затмения Солнце имеет вид черного диска, окру­женного нежным сиянием ( короной ). Дневной свет на­столько ослабевает, что иногда можно видеть на небе яркие звезды и планеты.

Полное солнечное затмение, которое можно было наблю­дать с территории России (в некоторых ее южных районах) произошло 29 марта 2006 г .

Когда при движении вокруг Земли Луна попадает в ко­нус земной тени, которую отбрасывает освещаемый Солнцем земной шар, происходит полное лунное затме­ние (рис. 30). Если же в тень Земли погружается лишь часть Луны, то происходит частное затмение Луны.

Рис. 30. Схема полного затмения Луны.

Полное лунное затмение может длиться примерно 1,5 — 2 ч (столько времени, сколько требуется Луне, чтобы пере­сечь конус земной тени). Его можно наблюдать со всего ночного полушария Земли, где Луна в момент затмения на­ходится над горизонтом. Поэтому в данной местности пол­ные лунные затмения удается наблюдать значительно чаще солнечных.

Во время полного лунного затмения Луны лунный диск остается видимым, но он приобретает обычно темно-красный оттенок. Это явление объясняется преломлением солнечных лучей в земной атмосфере. Проходя через земную атмос­феру, солнечные лучи рассеиваются и преломляются. При­чем рассеивается в основном коротковолновое излучение (со­ответствующее синему и голубому участкам спектра, чем и обусловлен голубой цвет нашего дневного неба), а преломля­ется длинноволновое (соответствующее красному участку спектра). Преломляясь в земной атмосфере, длинноволновое солнечное излучение попадает в конус земной тени и осве­щает Луну.

Легко сообразить, что солнечное затмение происходит, когда Луна бывает в новолунии, а лунное — когда в полно­лунии. Однако далеко не в каждое новолуние и полнолуние происходят затмения. Дело в том, что плоскость, в которой Луна движется вокруг Земли, наклонена к плоскости эклип­тики под углом примерно 5°. Чаще всего в году бывает только два солнечных и два лунных затмения. В 1982 г . было семь затмений — четыре частных солнечных и три полных лунных (это максимально возможное число затме­ний в год).

Еще древние астрономы заметили, что через определен­ный промежуток времени лунные и солнечные затмения по­вторяются в определенном порядке. Этот промежуток времени был назван сáросом (в переводе с египетского — повторение ). Существование сароса объясняется зако­номерностями, наблюдаемыми в движении Луны. Сарос со­ставляет 6585,32 сут (≈18 лет 11 дней). В течение каждого сароса происходит 70 затмений, из них 42 солнечных и 28 лунных. Однако в данном месте Земли лунные затмения на­блюдаются чаще, чем солнечные, так как лунные затмения видны со всего ночного полушария Земли. Полные солнеч­ные затмения в данной точке земной поверхности видны не чаще одного раза в 200—300 лет.

Зная продолжительность сароса, можно приближенно предсказывать время наступления затмений. В настоящее время разработаны очень точные методы предсказания сол­нечных и лунных затмений. Астрономы неоднократно помо­гали историкам уточнять даты исторических событий, кото­рые, по свидетельству летописей, совпадали с затмениями. В Москве очередное полное солнечное затмение будет на­блюдаться 16 октября 2126 г .

В прошлом необычный вид Луны и Солнца во время затмений приводил людей в ужас. Жрецы, зная о повторяе­мости этих явлений, использовали их для подчинения и устрашения людей, приписывая затмения сверхъестествен­ным силам. Давно уже перестала быть тайной причина за­тмений. Наблюдения затмений позволяют ученым получать важные сведения об атмосферах Земли и Солнца, а также о движении Луны. Во время полных затмений Солнца созда­ются условия, благоприятные для наблюдения отклонения луча света звезды в поле тяготения Солнца. Это позволяет получить одно из важнейших доказательств теории тяготе­ния Эйнштейна (общей теории относительности).

Источник

➤Adblock
detector