Mesiac je najbližšie nebeské teleso k Zemi, je jediné prirodzený satelit. Mesiac sa nachádza vo vzdialenosti asi 380 000 km od Zeme a obieha okolo nej v rovnakom smere, v ktorom sa Zem otáča okolo svojej osi. Za každý deň sa pohybuje v porovnaní s hviezdami asi o 13 °, čo znamená úplnú revolúciu za 27,3 dňa. Toto časové obdobie - obdobie otáčania Mesiaca okolo Zeme v referenčnom rámci spojenom s hviezdami - sa nazýva hviezdny alebo hviezdny (z lat. sidus - hviezda) mesiac.

Mesiac nemá vlastnú žiaru a Slnko osvetľuje iba polovicu lunárnej gule. Preto, ako sa Mesiac pohybuje po obežnej dráhe okolo Zeme, mení sa vzhľad Mesiaca – zmena mesačných fáz. V ktorú dennú dobu je Mesiac nad obzorom, ako vidíme pologuľu Mesiaca privrátenú k Zemi – plne osvetlenú alebo čiastočne osvetlenú – to všetko závisí od polohy Mesiaca na obežnej dráhe.

Ak je umiestnený tak, že je otočený k Zemi svojou tmavou, neosvetlenou stranou (pozícia 1), tak Mesiac nevidíme, ale vieme, že je na oblohe niekde pri Slnku. Táto fáza mesiaca sa nazýva nový mesiac. Mesiac, ktorý sa pohybuje na obežnej dráhe okolo Zeme, sa asi za tri dni dostane do polohy 2. V tomto čase ho možno večer vidieť v blízkosti zapadajúceho Slnka v podobe úzkeho kosáka, vydutého doprava. Zároveň je často viditeľný zvyšok Mesiaca, ktorý žiari oveľa slabšie, takzvané popolavé svetlo. Toto je naša planéta, ktorá odráža slnečné lúče, osvetľuje nočnú stranu svojho satelitu.

Každý deň sa kosáčik Mesiaca zväčšuje do šírky a zväčšuje sa jeho uhlová vzdialenosť od Slnka. Týždeň po novom mesiaci vidíme polovicu osvetlenej pologule Mesiaca – začína fáza nazývaná prvá štvrť. V budúcnosti sa podiel osvetlenej pologule Mesiaca viditeľnej zo Zeme bude naďalej zvyšovať, až kým nepríde Mesiac v splne. V tejto fáze je Mesiac na oblohe na opačnej strane Slnka a je viditeľný nad obzorom celú noc – od jeho západu do východu Slnka. Po splne sa fáza mesiaca začína znižovať. Znížila sa aj jeho uhlová vzdialenosť od Slnka. Najprv sa na pravom okraji lunárneho disku, ktorý má tvar kosáka, objaví malé poškodenie. Postupne sa toto poškodenie zvyšuje (pozícia 6) a týždeň po splne začína fáza poslednej štvrte. V tejto fáze, podobne ako v prvej štvrti, opäť vidíme polovicu osvetlenej pologule Mesiaca, no teraz druhú polovicu, ktorá bola v prvej štvrti neosvetlená. Mesiac vychádza neskoro a je viditeľný v tejto fáze ráno. Následne sa jeho polmesiac, teraz s vypuklinou doľava, čoraz viac zužuje (pozícia 8) a postupne sa približuje k Slnku. Nakoniec sa ukryje v lúčoch vychádzajúceho Slnka – opäť prichádza nový mesiac.

Kompletný cyklus lunárnych fáz je 29,5 dňa. Toto časové obdobie medzi dvoma po sebe nasledujúcimi rovnakými fázami sa nazýva synodický mesiac (z gréckeho synodos – spojenie). Už v staroveku sa pre mnohé národy mesiac spolu s dňom a rokom stal jednou z hlavných kalendárnych jednotiek. Nie je ťažké pochopiť, prečo je synodický mesiac dlhší ako hviezdny mesiac, ak si uvedomíme, že Zem sa pohybuje okolo Slnka. Po 27,3 dňoch Mesiac zaujme svoju bývalú polohu na oblohe vzhľadom na hviezdy a bude v bode L1. Počas tejto doby Zem, ktorá sa pohybuje o 1° za deň, prejde po svojej dráhe oblúkom 27° a skončí v bode T1. Mesiac, aby sa opäť ocitol v novom mesiaci L2, bude musieť na svojej obežnej dráhe prejsť rovnakým oblúkom (27°). Bude to trvať o niečo viac ako dva dni, pretože Mesiac sa posunie o 13 ° za deň. Zo Zeme je viditeľná len jedna strana Mesiaca, to však neznamená, že sa neotáča okolo svojej osi. Urobme experiment s glóbusom Mesiaca a pohybom ho po zemeguli tak, aby jedna strana lunárneho glóbusu vždy smerovala k nemu. To sa dá dosiahnuť iba vtedy, ak ho otočíme vo vzťahu ku všetkým ostatným objektom v triede.

Kompletná revolúcia mesačného glóbusu okolo jeho osi bude dokončená súčasne s dokončením jednej obrátky okolo zemského glóbusu. To dokazuje, že doba rotácie Mesiaca okolo svojej osi sa rovná hviezdnej perióde jeho obehu okolo Zeme – 27,3 dňa. Ak by sa rovina obežnej dráhy, po ktorej sa Mesiac pohybuje okolo Zeme, zhodovala s rovinou obežnej dráhy, po ktorej sa Zem otáča okolo Slnka, potom by každý mesiac v čase novu došlo k zatmeniu Slnka a v moment splnu - zatmenie Mesiaca. To sa nestane, pretože rovina lunárnej dráhy je naklonená k rovine obežnej dráhy Zeme pod uhlom asi 5°. To je dôvod, prečo tieň Mesiaca pri novom mesiaci môže prechádzať nad Zemou a pri splne Mesiac môže prechádzať pod zemský tieň. V tomto čase je poloha dráhy Mesiaca taká, že pretína rovinu dráhy Zeme vo fázach prvej a poslednej štvrte. V akých prípadoch môže dôjsť k zatmeniu Slnka a Mesiaca? Už viete, že smer zemskej osi rotácie vo vesmíre zostáva nezmenený, keď sa naša planéta pohybuje okolo Slnka.

Poloha roviny lunárnej obežnej dráhy sa v priebehu roka prakticky nemení. Zvážte, ako to ovplyvní možnosť zatmenia. Za tri mesiace Zem prejde štvrtinu svojej dráhy okolo Slnka a zaujme pozíciu. Teraz bude rovina lunárnej obežnej dráhy umiestnená tak, aby čiara jej priesečníka s rovinou obežnej dráhy Zeme smerovala k Slnku. Preto Mesiac prekročí rovinu obežnej dráhy Zeme (alebo bude v jej blízkosti) pri novom mesiaci a splne. Inými slovami, Mesiac sa pohybuje po oblohe a prichádza do bodu ekliptiky, kde je v tom momente Slnko, a blokuje ho od nás. V prípade, že je Slnko úplne zakryté Mesiacom, zatmenie sa nazýva úplné. Ak sa stane, že uzavrie len časť Slnka, tak zatmenie bude čiastočné. Keď Mesiac pretína ekliptiku v bode diametrálne opačnom k ​​Slnku, ona sama je úplne alebo čiastočne ukrytá v tieni Zeme.

Zatmenie Mesiaca, podobne ako zatmenie Slnka, môže byť úplné alebo čiastočné. Podmienky priaznivé pre začiatok zatmenia pretrvávajú asi mesiac. Počas tejto doby môže nastať aspoň jedno zatmenie Slnka alebo dve zatmenia Slnka a jedno zatmenie Mesiaca. Ďalšia pozícia lunárnej dráhy potrebná pre nástup zatmení sa opäť zopakuje až asi po pol roku (177 - 178 dní), keď Zem prejde polovicu svojej dráhy okolo Slnka. Počas roka sú na Zemi zvyčajne dve alebo tri zatmenia Slnka a jedno alebo dve zatmenia Mesiaca. Maximálny počet zatmení za rok je sedem. Zatmenie Mesiaca, aj keď je menej časté ako zatmenie Slnka, je viditeľné častejšie. Mesiac, ktorý pri zatmení zapadol do zemského tieňa, je viditeľný na celej zemskej pologuli, kde sa v tom čase nachádza nad obzorom.

Mesiac sa ponorí do zemského tieňa a získa červenkastú farbu rôznych odtieňov. Farba závisí od stavu zemskú atmosféru, ktorý láme lúče Slnka a rozptyľuje ich, no napriek tomu prechádza červenými lúčmi vnútri kužeľa tieňa. Mesiacu trvá niekoľko hodín, kým prekročí zemský tieň. Celková fáza zatmenia trvá približne hodinu a pol. Úplné zatmenie Slnka možno pozorovať iba tam, kde na Zem dopadne malá škvrna mesačného tieňa (priemer nie väčší ako 270 km). Tieň Mesiaca sa pohybuje rýchlosťou asi 1 km/s zemského povrchu zo západu na východ preto v každom bode Zeme trvá úplné zatmenie len niekoľko minút (na rovníku je maximálne trvanie 7 min 40 s). Dráha, po ktorej prechádza mesačný tieň, sa nazýva pás úplného zatmenia Slnka.

V rôznych rokoch prechádza mesačný tieň cez rôzne oblasti zemegule, takže úplné zatmenie Slnka je vidieť menej často ako mesačné. Takže napríklad v okolí Moskvy bolo posledné zatmenie 19. augusta 1887 a najbližšie k nemu dôjde až 16. septembra 2126. Polotieň Mesiaca má priemer oveľa väčší ako tieň – cca. 6000 km. Tam, kde padá polotieň Mesiaca, nastáva čiastočné zatmenie Slnka. Vidieť ich možno každé dva až tri roky. Každých 6585,3 dní (18 rokov 11 dní 8 hodín) sa zatmenia opakujú v rovnakom poradí. Toto je časový úsek, počas ktorého rovina lunárnej obežnej dráhy vykoná úplnú revolúciu vo vesmíre. Znalosť zákonov pohybu Mesiaca a Zeme umožňuje vedcom vypočítať s vysokou mierou presnosti na stovky rokov dopredu okamihy začiatku zatmenia a vedieť, kde na zemeguli budú viditeľné. Informácie o zatmeniach na budúci rok a podmienkach ich viditeľnosti obsahuje Astronomický kalendár a tu na dlhšie obdobie. Vedci, ktorí majú potrebné údaje o nadchádzajúcich zatmeniach, môžu organizovať expedície do pásma úplného zatmenia Slnka. V momente plnej fázy možno pozorovať vonkajšie, najredšie vrstvy slnečnej atmosféry – slnečnú korónu, ktorá za normálnych podmienok nie je viditeľná. V minulosti sa mnohé dôležité informácie o povahe Slnka získavali počas úplných zatmení.

Mladý alebo starý mesiac?

Pri pohľade na neúplný kotúč Mesiaca na oblohe nie každý presne určí, či ide o mladý mesiac alebo či je už na ústupe. Úzky polmesiac novonarodeného mesiaca a polmesiac starého Mesiaca sa líšia len tým, že sú vypuklé v opačných smeroch. Na severnej pologuli je mladý mesiac vždy nasmerovaný svojou konvexnou stranou doprava, starý doľava. Ako si spoľahlivo a presne zapamätať, kde ktorý mesiac vyzerá?

Dovoľte mi navrhnúť také znamenie.

Podľa podobnosti kosáka alebo polmesiaca s písmenami R alebo S je ľahké určiť, či mesiac pred nami rastie (t.j. mláďa) resp starý .

Francúzi majú aj mnemotechnický znak. Radia mentálne pripojiť priamku k rohom polmesiaca; získať latinské písmená d alebo p. List d- iniciála v slove "derniéra" (posledná) - označuje posledný štvrťrok, teda starý mesiac. List R - iniciála v slove "premier" (prvá) - naznačuje, že Mesiac je vo fáze prvej štvrti, vo všeobecnosti - mladý. Aj Nemci majú pravidlo, ktoré spája tvar mesiaca s určitými písmenami.

Tieto pravidlá možno použiť len na severnej pologuli Zeme. Pre Austráliu alebo Transvaal bude význam presne opačný. Ale ani na severnej pologuli nemusia byť použiteľné – konkrétne v južných zemepisných šírkach.

Už na Kryme a v Zakaukazsku sa kosák a polmesiac silno nakláňajú na jednu stranu a južnejšie úplne ležia. V blízkosti rovníka sa zdá, že polmesiac visiaci na obzore je buď gondola kývajúca sa na vlnách ("raktoplán mesiaca" z arabských rozprávok) alebo jasný oblúk. Nie sú tu vhodné ani ruské, ani francúzske znaky - oba páry písmen môžu byť na želanie vyrobené z ležiaceho luku: R a C, r a d.

Aby sme sa v tomto prípade nemýlili vo veku Mesiaca, treba sa obrátiť na astronomické znamenia: mladý mesiac je viditeľný večer na západnej časti oblohy; starý - ráno vo východnej časti oblohy.

mesiac na vlajkách

Na obr. 30 pred nami je vlajka Turecka (bývalá). Je na ňom vyobrazený polmesiac a hviezda. To nás vedie k nasledujúcim otázkam:

1. Ktorý mesiac je na vlajke zobrazený kosák - mladý alebo starý?

2. Dá sa na oblohe pozorovať mesačný polmesiac a hviezda v podobe, v akej sú zobrazené na vlajke?

Ryža. 30. Vlajka Turecka (bývalá).

1. Pamätajúc na práve uvedené znamenie a berúc do úvahy, že vlajka patrí krajine severnej pologule, stanovujeme, že mesiac na vlajke starý.

Ryža. 31. Prečo hviezdu nevidno medzi rohmi mesiaca

2. Hviezdu nemožno vidieť vo vnútri disku Mesiaca, dotvoreného do kruhu (obr. 31, a). Všetko nebeských telies oveľa ďalej ako Mesiac, a preto musí byť ním zakrytý. Možno ich vidieť len za okrajom tmavej časti Mesiaca, ako je znázornené na obr. 31,6.

Je zvláštne, že na modernej vlajke Turecka, ktorá obsahuje aj obraz mesačného polmesiaca a hviezdy, je hviezda odsunutá od polmesiaca presne ako na obr. 31, b.

Hádanky lunárnych fáz

Mesiac dostáva svetlo zo slnka, a preto vypuklá strana mesiačikov musí byť samozrejme otočená smerom k slnku. Umelci na to často zabúdajú. Na umeleckých výstavách nie je nezvyčajné vidieť krajinu s polmesiacom obráteným svojou rovnou stranou k Slnku; je tu aj mesačný kosák, otočený svojimi rohmi k Slnku (obr. 32).

Ryža. 32. V krajine sa stala astronomická chyba. ktoré? (Odpoveď v texte).

Treba však poznamenať, že správne nakresliť mladý mesiac nie je tak jednoduché, ako sa zdá. Dokonca aj skúsení umelci kreslia vonkajšie a vnútorné oblúky polmesiaca vo forme polkruhov (obr. 33, b). Zatiaľ len vonkajší oblúk má polkruhový tvar, zatiaľ čo vnútorný je polelipsa, pretože je to polkruh (okraj osvetlenej časti), viditeľný v perspektíve (obr. 33, a).

Ryža. 33. Ako (a) a ako nie (b) zobraziť polmesiac

Nie je ľahké dať polmesiaci a správnu polohu na oblohe. Polmesiac a polmesiac sú často umiestnené vo vzťahu k Slnku dosť záhadným spôsobom. Zdalo by sa, že keďže Mesiac je osvetlený Slnkom, potom by priamka spájajúca konce mesiaca mala tvoriť pravý uhol s lúčom idúcim od Slnka do jeho stredu (obr. 34).

Ryža. 34. Poloha polmesiaca vzhľadom na Slnko

Inými slovami, stred Slnka musí byť na kolmici vedenej stredom priamky spájajúcej konce mesiaca. Toto pravidlo sa však dodržiava iba pre úzky polmesiac nachádzajúci sa v blízkosti Slnka. Na obr. 35 ukazuje polohu mesiaca v rôznych fázach vzhľadom na lúče Slnka. Vzniká dojem, ako keby sa lúče Slnka pred dosiahnutím Mesiaca ohýbali.

Ryža. 35. V akej polohe voči Slnku vidíme Mesiac v rôznych fázach.

Riešenie spočíva v nasledujúcom. Lúč smerujúci zo Slnka na Mesiac je v skutočnosti kolmý na čiaru spájajúcu konce mesiaca a vo vesmíre je priamka. Ale naše oko kreslí na oblohu nie túto priamku, ale jej projekciu na konkávnu klenbu, teda zakrivenú čiaru. Preto sa nám zdá, že Mesiac na oblohe je „nesprávne zavesený“. Umelec musí študovať tieto vlastnosti a byť schopný ich preniesť na plátno.

dvojitá planéta

Dvojplanéta je Zem s Mesiacom. Na tento názov majú právo, pretože náš satelit výrazne vyčnieva medzi satelitmi iných planét značnou veľkosťou a hmotnosťou v porovnaní s jeho centrálnou planétou. V slnečnej sústave sú absolútne väčšie a ťažšie satelity, no v porovnaní s ich centrálnou planétou sú v pomere k Zemi oveľa menšie ako náš Mesiac. V skutočnosti je priemer nášho Mesiaca viac ako štvrtina priemeru Zeme a priemer v porovnaní s najväčším satelitom iných planét je len 10-tina priemeru jeho planéty (Triton je satelit Neptúna). Ďalej, hmotnosť Mesiaca je 1/81 hmotnosti Zeme; zatiaľ čo najťažší zo satelitov, ktoré existujú v slnečnej sústave, tretí satelit Jupitera, má menej ako 10 000 hmotnosti svojej centrálnej planéty.

Aký zlomok hmotnosti centrálnej planéty je hmotnosť veľkých satelitov, ukazuje platňa na strane 86. Z tohto porovnania môžete vidieť, že náš Mesiac, čo sa týka jeho hmotnosti, tvorí najväčšiu časť jeho centrálnej planéty.

Tretia vec, ktorá dáva systému Zem-Mesiac právo nárokovať si názov „dvojplanéta“, je tesná blízkosť oboch nebeských telies. Mnohé satelity iných planét obiehajú v oveľa väčších vzdialenostiach: niektoré satelity Jupitera (napríklad deviata, obr. 36) obiehajú 65-krát ďalej.

Ryža. 36. Systém Zem-Mesiac v porovnaní so systémom Jupiter (veľkosti samotných nebeských telies sú zobrazené bez mierky)

V súvislosti s tým je kuriózny fakt, že dráha opísaná Mesiacom okolo Slnka sa len veľmi málo líši od dráhy Zeme. Bude sa to zdať neuveriteľné, ak si spomeniete, že Mesiac sa pohybuje okolo Zeme vo vzdialenosti takmer 400 000 km. Nezabúdajme však, že kým Mesiac okolo Zeme urobí jednu otočku, samotná Zem sa s ním stihne prepraviť asi o 13. časť svojej ročnej dráhy, teda o 70 000 000 km. Predstavte si kruhovú dráhu Mesiaca – 2 500 000 km – natiahnutú do vzdialenosti 30-krát väčšej. Čo zostane z jeho kruhového tvaru? nič. Preto dráha Mesiaca pri Slnku takmer splýva s dráhou Zeme, pričom sa od nej odchyľuje len o 13 sotva badateľných výstupkov. Jednoduchým výpočtom (ktorým tu prezentáciu nebudeme zaťažovať) sa dá dokázať, že dráha Mesiaca je v tomto prípade všade natočená k Slnku svojho konkávnosť . Zhruba povedané, vyzerá to ako vypuklý trinásťstranný trojuholník s jemne zaoblenými rohmi.

Na obr. 37 vidíte presné zobrazenie dráh Zeme a Mesiaca v priebehu jedného mesiaca. Bodkovaná čiara je dráha Zeme, plná čiara je dráha Mesiaca. Sú tak blízko seba, že pre ich samostatný obraz bolo potrebné zobrať veľmi veľkú mierku výkresu: priemer zemskej obežnej dráhy je tu rovnaký? Ak za to vezmeme 10 cm, potom najväčšia vzdialenosť na výkrese medzi oboma cestami by bola menšia ako hrúbka čiar, ktoré ich zobrazujú. Pri pohľade na túto kresbu ste jasne presvedčení, že Zem a Mesiac sa pohybujú okolo Slnka takmer po rovnakej dráhe a že názov dvojitej planéty si astronómovia privlastňujú celkom oprávnene.

Ryža. 37. Mesačná dráha Mesiaca (plná čiara) a Zeme (bodkovaná čiara) okolo Slnka

Takže pre pozorovateľa umiestneného na Slnku by sa dráha Mesiaca javila ako mierne zvlnená čiara, ktorá sa takmer zhoduje s obežnou dráhou Zeme. To ani v najmenšom neodporuje skutočnosti, že Mesiac sa vzhľadom na Zem pohybuje po malej elipse.

Dôvodom je samozrejme to, že pri pohľade zo Zeme nevnímame prenosný pohyb Mesiaca spolu so Zemou po obežnej dráhe Zeme, keďže sa na ňom sami podieľame.

Prečo mesiac nepadá na slnko?

Otázka sa môže zdať naivná. Prečo by mesiac padal na slnko? Veď Zem ho priťahuje silnejšie ako vzdialené Slnko a prirodzene ho núti otáčať sa okolo seba.

Čitatelia, ktorí si to myslia, budú prekvapení, keď zistia, že opak je pravdou: Mesiac je silnejšie priťahovaný Slnkom ako Zemou!

Že je to tak, ukazuje výpočet. Porovnajme sily, ktoré priťahujú Mesiac: silu Slnka a silu Zeme. Obe sily závisia od dvoch okolností: od veľkosti priťahujúcej hmoty a od vzdialenosti tejto hmoty od Mesiaca. Hmotnosť Slnka je 330 000-krát väčšia ako hmotnosť Zeme; Slnko by priťahovalo Mesiac silnejšie ako Zem, ak by vzdialenosť od Mesiaca bola v oboch prípadoch rovnaká.

Ale Slnko je asi 400-krát ďalej od Mesiaca ako Zem. Sila príťažlivosti klesá so štvorcom vzdialenosti; preto sa príťažlivosť Slnka musí znížiť faktorom 400 2, teda faktorom 160 000. To znamená, že slnečná príťažlivosť je silnejšia ako zemská o 330 000/160 000, teda viac ako dvakrát.

Takže Mesiac priťahuje Slnko dvakrát viac ako Zem. Prečo sa teda Mesiac v skutočnosti nezrúti na Slnko? Prečo Zem stále núti obiehať okolo nej Mesiac, a nie pôsobenie Slnka?

Mesiac nepadá na Slnko z rovnakého dôvodu, pre ktorý naň nepadá Zem; Mesiac obieha spolu so Zemou okolo Slnka a príťažlivé pôsobenie Slnka sa bez stopy vynakladá na neustále prenášanie oboch týchto telies z priamej dráhy na zakrivenú dráhu, t.j. priamočiary pohyb do krivočiarych. Stačí sa pozrieť na obr. 38 na overenie toho, čo bolo povedané.

Ostatní čitatelia môžu mať určité pochybnosti. Ako to vôbec vyjde? Zem k sebe priťahuje Mesiac. Slnko ťahá Mesiac väčšou silou a Mesiac namiesto toho, aby dopadol na Slnko, krúži okolo Zeme? To by bolo naozaj zvláštne, keby Slnko k sebe priťahovalo iba Mesiac. Priťahuje však Mesiac spolu so Zemou, celú „dvojplanétu“, a takpovediac nezasahuje do vnútorných vzťahov členov tohto páru medzi sebou. Presne povedané, spoločné ťažisko systému Zem-Mesiac priťahuje Slnko; toto centrum (nazývané barycentrum) sa otáča okolo Slnka pod vplyvom slnečnej príťažlivosti. Nachádza sa vo vzdialenosti 2/3 zemského polomeru od stredu zeme smerom k Mesiacu. Mesiac a stred Zeme sa točia okolo barycentra a každý mesiac urobia jednu otáčku.

Viditeľné a neviditeľné strany Mesiaca

Medzi efektmi, ktoré poskytuje stereoskop, nie je nič nápadnejšie ako pohľad na Mesiac. Tu na vlastné oči vidíte, že mesiac je skutočne guľovitý, zatiaľ čo na skutočnej oblohe sa zdá plochý, ako tácka na čaj.

Ale aké ťažké je získať takúto stereoskopickú fotografiu našej družice, mnohí ani netušia. Aby ste to dosiahli, musíte byť dobre oboznámení so zvláštnosťami vrtošivých pohybov nočného svietidla.

Mesiac totiž obchádza Zem tak, že je k nej otočený stále tou istou stranou. Mesiac obieha okolo Zeme a súčasne sa otáča okolo svojej osi a oba pohyby sú dokončené v rovnakom časovom období.

Na obr. 38 vidíte elipsu, ktorá by mala vizuálne znázorňovať obežnú dráhu Mesiaca. Kresba zámerne zvyšuje predĺženie mesačnej elipsy; v skutočnosti je excentricita lunárnej dráhy 0,055 alebo 1/18. Na malom výkrese nie je možné presne znázorniť obežnú dráhu Mesiaca tak, aby ju oko odlíšilo od kruhu: pri hlavnej poloosi aj o celý meter by bola vedľajšia poloos od nej kratšia len o 1 mm; Zem by bola od stredu vzdialená len 5,5 cm. Pre lepšie pochopenie ďalšieho vysvetlenia je na obrázku nakreslená pretiahnutejšia elipsa.

Ryža. 38. Ako sa Mesiac pohybuje okolo Zeme na svojej obežnej dráhe (podrobnosti v texte)

Predstavte si teda, že elipsa na obr. 38 je dráha Mesiaca okolo Zeme. Zem je umiestnená v bode O - v jednom z ohniskov elipsy. Keplerove zákony platia nielen pre pohyby planét okolo Slnka, ale aj pre pohyby satelitov okolo centrálnych planét, najmä pre otáčanie Mesiaca. Podľa druhého Keplerovho zákona Mesiac takto preletí za štvrť mesiaca AE, akej oblasti OABCDE rovná sa 1/4 plochy elipsy, t.j. plochy MABCD(rovnosť oblastí SAE a ŠIALENÝ. v našom výkrese je potvrdená približnou rovnosťou plôch MOQ a EQD). Takže za štvrť mesiaca putuje Mesiac z A predtým E. Rotácia Mesiaca, ako aj rotácia planét vo všeobecnosti, na rozdiel od ich obehu okolo Slnka, prebieha rovnomerne: za 1/4 mesiaca sa otočí presne o 90°. Takže keď je mesiac E, polomer Mesiaca privrátený k Zemi v bode A, bude opisovať oblúk 90° a nebude smerovať do bodu M, a do iného bodu doľava M, blízko iného ohniska R obežnej dráhe Mesiaca. Pretože Mesiac mierne odvracia svoju tvár od pozemského pozorovateľa, bude môcť na pravej strane vidieť úzky pásik svojej predtým neviditeľnej polovice. V bode Elupa ukazuje pozemskému pozorovateľovi už užší pás svojej zvyčajne neviditeľnej strany, pretože uhol OFP menej ako uhol OEP. V bode G- v apogeu obežnej dráhy - Mesiac zaujíma rovnakú polohu voči Zemi ako v perigeu A. Svojím ďalším pohybom sa Mesiac odvracia od Zeme opačným smerom a ukazuje našej planéte ďalší pás svojej neviditeľnej strany: tento pás sa najskôr rozširuje, potom zužuje a v bode A Mesiac je vo svojej pôvodnej polohe.

Videli sme, že vďaka elipsovitému tvaru lunárnej dráhy náš satelit nie je obrátený k Zemi svojou striktne jednou a tou istou polovicou. Mesiac je vždy otočený tou istou stranou nie k Zemi, ale k inému ohnisku svojej obežnej dráhy. Pre nás sa kolíše okolo strednej polohy ako balans; odtiaľ pochádza astronomický názov tohto kývania: „libration“ – z latinského slova „libra“, čo znamená „váhy“. Množstvo librácie v každom bode sa meria zodpovedajúcim uhlom; napríklad v bode je librácia rovná uhlu OEP. Najväčšia librácia je 7°53?, t.j. takmer 8°.

Je zaujímavé sledovať, ako sa uhol librácie zväčšuje a zmenšuje s pohybom Mesiaca na jeho obežnej dráhe. Poďme vložiť D hrot kompasu a opíšte oblúk prechádzajúci ohniskami O a R. Obežnú dráhu bude križovať v bodoch B a F. rohy OVR a OFP ako je napísané rovná polovici centrálny roh ODP. Z toho usudzujeme, že keď sa Mesiac pohybuje od A predtým D librácia spočiatku rýchlo rastie, v bode V dosiahne polovicu maxima, potom sa pomaly zvyšuje; na ceste z D predtým F librácia klesá najskôr pomaly, potom rýchlo. Na druhej polovici elipsy mení librácia svoju hodnotu rovnakou rýchlosťou, ale v opačnom smere. (Množstvo librácie v každom bode na obežnej dráhe je približne úmerné vzdialenosti Mesiaca od hlavnej osi elipsy.)

Toto kolísanie Mesiaca, o ktorom sme teraz uvažovali, sa nazýva librácia v zemepisnej dĺžke. Náš satelit podlieha aj ďalšej librácii – v zemepisnej šírke. Rovina lunárnej dráhy je naklonená k rovine rovníka Mesiaca o 6°. Preto vidíme Mesiac zo Zeme v niektorých prípadoch trochu z juhu, v iných - zo severu, hľadiac trochu do „neviditeľnej“ polovice Mesiaca cez jeho póly. Táto librácia v zemepisnej šírke dosahuje 6°.

Vysvetlime si teraz, ako astronóm-fotograf využíva opísané mierne výkyvy Mesiaca okolo jeho strednej polohy, aby získal jeho stereoskopické snímky. Čitateľ asi tuší, že na to je potrebné sledovať dve také polohy Mesiaca, v ktorých by v jednej bol oproti druhej pootočený o dostatočný uhol. V bodoch A a B, B a C, C a D a atď. Mesiac zaberá polohy tak odlišné od Zeme, že sú možné stereoskopické snímky. Tu však narážame na nový problém: v týchto polohách je rozdiel vo veku Mesiaca, 1?-2 dni, príliš veľký, takže sa už objavuje pás lunárneho povrchu v blízkosti kruhu osvetlenia na jednom obrázku. z tieňa. To je neprijateľné pre stereoskopické obrázky (prúžok sa bude lesknúť ako striebro). Vzniká náročná úloha: sledovať rovnaké fázy mesiaca, ktoré sa líšia množstvom librácie (v zemepisnej dĺžke), aby kruh osvetlenia prechádzal rovnakými detailmi mesačného povrchu. Ale ani to nestačí: v oboch polohách musia byť stále rovnaké librácie v zemepisnej šírke.

Náš čitateľ pravdepodobne nevytvorí lunárne stereofotografie. Spôsob ich získania je tu vysvetlený, samozrejme, nie s praktickým účelom, ale len preto, aby sa zvážili vlastnosti pohybu Mesiaca, ktoré astronómom umožňujú vidieť malý pásik boku našej družice, ktorý je zvyčajne neprístupný. pozorovateľ. Vďaka obom lunárnym libráciám vidíme vo všeobecnosti nie polovicu celého mesačného povrchu, ale 59% z neho. Pred štartom tretej vesmírnej rakety v smere na Mesiac v Sovietskom zväze bolo 41 % mesačného povrchu neprístupných na štúdium.

Ako je usporiadaná táto časť povrchu Mesiaca, nikto nevedel. Uskutočnili sa vtipné pokusy, pokračovaním častí mesačných chrbtov a svetelných pruhov, prechádzajúcimi z neviditeľnej časti Mesiaca do viditeľnej, načrtnúť niektoré detaily časti pre nás hádam neprístupnej. V dôsledku vypustenia automatickej medziplanetárnej stanice Luna-3 4. októbra 1959 boli získané fotografie odvrátenej strany Mesiaca. Sovietski vedci dostali právo dávať mená novoobjaveným lunárnym útvarom. Krátery sú pomenované po prominentných osobnostiach vedy a kultúry - Lomonosov, Ciolkovsky, Joliot-Curie a ďalší, a pomenované podľa dvoch nových morí - Moskovského mora a mora snov. Odvrátenú stranu Mesiaca odfotografovala druhýkrát sovietska stanica Zond-3, vypustená 18. júla 1965.

V roku 1966 Luna 9 jemne pristála na Mesiaci a poslala späť na Zem obraz mesačnej krajiny. V roku 1969 muselo byť narušené mesačné more pokoja. Na suchom dne tohto „more“ pristávacia kabína Američana vesmírna loď"Apollo 11". Astronauti Neil Armstrong a Edwin Aldrin sa stali prvými ľuďmi, ktorí kráčali po Mesiaci. Nainštalovali niekoľko prístrojov, odobrali vzorky mesačnej pôdy a vrátili sa na loď, ktorá ich čakala na obežnej dráhe. Apollo 11 pilotoval Michael Collins. Do konca roku 1972 navštívilo Mesiac ešte päť amerických expedícií.

Zároveň boli v ZSSR vypustené automatické stanice na Mesiac. V roku 1970 Luna 16, ktorá pristála na povrchu Mesiaca, prvýkrát odobrala vzorky mesačnej pôdy a doručila ich na Zem. V tom istom roku Luna-17 vypustila na povrch nášho satelitu samohybný Lunokhod-1. Tento osemkolesový robot, ktorý vyzerá ako korytnačka a zároveň vojenská poľná kuchyňa, precestoval za 301 dní takmer 11 kilometrov a na Zem preniesol 20 000 snímok, 200 panorám a vykonal výskum pôdy na 500 bodoch.

O niečo neskôr priniesla Luna-20 na Zem vzorky pôdy z hornatej oblasti Mesiaca, neprístupnej pre astronautov. V roku 1973 vyslal Luna-21 na kampaň Lunokhod-2, ktorý precestoval 37 km za 4,5 mesiaca, pričom skúmal terén a zloženie pôdy. Obidva kolesové roboty boli riadené zo Zeme rádiom a systematicky prenášali do MCC snímky mesačnej krajiny, výsledky analýzy pôdy. Automatická stanica "Luna-24" (1976) vyvŕtala mesačnú pôdu do hĺbky 2 ma dopravila na Zem 170 g svojich vzoriek.

Často vyslovovaná predstava o existencii atmosféry a vody na odvrátenej strane Mesiaca nie je opodstatnená a odporuje fyzikálnym zákonom: ak nie je atmosféra a voda na jednej strane Mesiaca, nemôžu byť ani na druhej strane. (k tejto problematike sa ešte vrátime).

Druhý mesiac a mesiac mesiaca

V tlači sa z času na čas objavia správy, že tomu či onomu pozorovateľovi sa podarilo vidieť druhý satelit Zeme, jej druhý mesiac.

Otázka existencie druhého satelitu Zeme nie je nová. Má za sebou dlhá história. Každý, kto čítal román Julesa Verna „Z dela na Mesiac“, si zrejme pamätá, že je tam už spomínaný druhý mesiac. Je taká malá a jej rýchlosť je taká veľká, že ju obyvatelia Zeme nedokážu pozorovať. Francúzsky astronóm Petit, hovorí Jules Berne, tušil jeho existenciu a určil periódu jeho obehu okolo Zeme na 3 hodiny 20 m. Jeho vzdialenosť od zemského povrchu je 8140 km. Je zvláštne, že anglický časopis Znanie v článku o astronómii od Julesa Verna považuje odkaz na Petita, ako aj samotného Petita, za jednoducho fiktívne. Tento astronóm sa v skutočnosti nespomína v žiadnej encyklopédii. Posolstvo spisovateľa však nie je fiktívne. V 50. rokoch 20. storočia riaditeľ Toulouse Observatory Petit skutočne obhajoval existenciu druhého mesiaca, meteoritu s obežnou dobou 3 hodiny 20 metrov, ktorý však krúžil nie 8 000, ale 5 000 km od zemského povrchu. Tento názor zdieľalo aj vtedy len málo astronómov, no neskôr sa naň úplne zabudlo. Teoreticky nie je nič nevedecké predpokladať existenciu druhého, veľmi malého satelitu Zeme. No také nebeské teleso by bolo treba pozorovať nielen v tých vzácnych momentoch, keď prechádza (zdanlivo) cez kotúč Mesiaca či Slnka. Aj keď sa otočí tak blízko k Zemi, že sa pri každej otáčke musí ponoriť do širokého zemského tieňa, tak aj v tomto prípade ho bolo možné vidieť na rannej a večernej oblohe žiariť ako jasná hviezda v lúčoch Slnka. Svojím rýchlym pohybom a častými návratmi by táto hviezda upútala pozornosť nejedného pozorovateľa. V momentoch úplného zatmenia Slnka by pohľadom astronómov neunikol ani druhý mesiac. Jedným slovom, ak by Zem skutočne mala druhý satelit, stalo by sa, že je pozorovaný pomerne často. Medzitým neboli žiadne nespochybniteľné pozorovania.

Presne povedané, Zem má okrem Mesiaca ešte dva satelity. Nie umelé, ale úplne prirodzené. A nie maličké, ale rovnakej veľkosti ako samotný mesiac. Ale hoci tieto "Mesiace" boli objavené už dávno (v roku 1956 poľským astronómom Kordylewskim), len veľmi málo ľudí ich dokázalo vidieť. Ide o to, že tieto satelity sú úplne zložené z prachu. Tieto zaprášené "Mesiace" sa pohybujú medzi hviezdami po rovnakej dráhe ako skutočný Mesiac a rovnakou rýchlosťou. Jeden je o 60 stupňov pred Mesiacom, druhý o 60 stupňov pozadu. A od Zeme ich delí rovnaká vzdialenosť ako Mesiac. Okraje týchto "Mesiacov" sú rozmazané, takže je veľmi ťažké ich vidieť.

Spolu s problémom druhého Mesiaca bola nastolená aj otázka, či náš Mesiac má svoj vlastný malý satelit - „mesiac Mesiaca“.

Je však veľmi ťažké priamo zistiť existenciu takéhoto lunárneho satelitu. Astronóm Multon o tom vyjadruje tieto úvahy:

„Keď Mesiac svieti plným svetlom, jeho svetlo alebo svetlo Slnka neumožňuje rozlíšiť veľmi malé teleso v jeho susedstve. Len v momentoch zatmenia Mesiaca by mohol byť satelit Mesiaca osvetlený Slnkom, zatiaľ čo susedné časti oblohy by boli bez vplyvu rozptýleného svetla Mesiaca. Len pri zatmeniach Mesiaca by sa teda dalo dúfať, že objavíme malé teleso obiehajúce okolo Mesiaca. Štúdie tohto druhu už boli vykonané, ale nepriniesli skutočné výsledky.“

Prečo na Mesiaci nie je atmosféra?

Táto otázka patrí k tým, ktoré sú objasnené, ak sú prvé, takpovediac obrátené. Predtým, ako si povieme, prečo Mesiac nemá okolo seba atmosféru, položme si otázku: prečo sa atmosféra okolo našej planéty drží? Pripomeňme, že vzduch, ako každý plyn, je chaos nesúvisiacich molekúl, ktoré sa rýchlo pohybujú rôznymi smermi. Ich priemerná rýchlosť pri t = 0 °C - asi? km za sekundu (rýchlosť guľky z pušky). Prečo sa nerozptýlia do svetového priestoru? Z rovnakého dôvodu, pre ktorý do vesmíru neletí guľka z pušky. Po vyčerpaní energie svojho pohybu na prekonanie gravitácie padajú molekuly späť na Zem. Predstavte si molekulu blízko zemského povrchu, ktorá letí vertikálne nahor rýchlosťou? km za sekundu. Ako vysoko môže letieť? Je ľahké vypočítať: rýchlosť v, výška zdvihu h a gravitačné zrýchlenie g spojené nasledujúcim vzorcom:

v 2 = 2 gh.

Dosaďte namiesto v jeho hodnotu - 500 m/s, namiesto g- 10 m/s 2 máme

h = 12 500 m = 12 km.

Ale ak molekuly vzduchu nemôžu lietať nad 12? km, odkiaľ potom pochádzajú molekuly vzduchu nad touto hranicou? Koniec koncov, kyslík, ktorý je súčasťou našej atmosféry, sa vytvoril blízko zemského povrchu (od r oxid uhličitý v dôsledku činnosti rastlín). Aká sila ich zdvihla a drží vo výške 500 kilometrov alebo viac, kde bola bezpodmienečne preukázaná prítomnosť stôp vzduchu? Fyzika tu dáva rovnakú odpoveď, akú by sme počuli od štatistika, keby sme sa ho spýtali: „Priemerná dĺžka ľudského života je 70 rokov; Odkiaľ pochádzajú ľudia vo veku 80 rokov? Ide o to, že náš výpočet sa vzťahuje na priemernú, nie skutočnú molekulu. Priemerná molekula má druhú rýchlosť ? km, no skutočné molekuly sa pohybujú niektoré pomalšie, iné rýchlejšie ako je priemer. Je pravda, že percento molekúl, ktorých rýchlosť sa výrazne líši od priemeru, je malé a rýchlo klesá so zvyšujúcou sa veľkosťou tejto odchýlky. Z celkového počtu molekúl obsiahnutých v danom objeme kyslíka pri 0° má iba 20 % rýchlosť 400 až 500 metrov za sekundu; približne rovnaký počet molekúl sa pohybuje rýchlosťou 300-400 m/s, 17% - rýchlosťou 200-300 m/s, 9% - rýchlosťou 600-700 m/s, 8% - pri rýchlosť 700-800 m/s, 1% - pri rýchlosti 1300-1400 m/s. Malá časť (menej ako milióntina) molekúl má rýchlosť 3500 m/s a táto rýchlosť je dostatočná na to, aby molekuly vyleteli aj do výšky 600 km.

naozaj, 3500 2 = 20 h, kde h=12250000/20 t.j. cez 600 km.

Prítomnosť častíc kyslíka vo výške stoviek kilometrov nad zemským povrchom je zrejmá: vyplýva to z fyzikálne vlastnosti plynov. Molekuly kyslíka, dusíka, vodnej pary, oxidu uhličitého však nemajú rýchlosť, ktorá by im umožnila úplne opustiť zemeguľu. To si vyžaduje rýchlosť najmenej 11 km za sekundu a iba jednotlivé molekuly týchto plynov majú takúto rýchlosť pri nízkych teplotách. Preto Zem tak pevne drží svoj atmosférický obal. Počíta sa, že na stratu polovice zásob aj najľahšieho z plynov zemskej atmosféry – vodíka – musí uplynúť niekoľko rokov, vyjadrené 25 číslicami. Milióny rokov nezmenia zloženie a hmotnosť zemskej atmosféry.

Aby sme si teraz vysvetlili, prečo si Mesiac okolo seba nedokáže udržať podobnú atmosféru, ostáva ešte niečo málo povedať.

Gravitačná sila na Mesiaci je šesťkrát slabšia ako na Zemi; rýchlosť potrebná na prekonanie gravitačnej sily je tu tiež nižšia a je len 2360 m/s. A keďže rýchlosť molekúl kyslíka a dusíka pri miernej teplote môže prekročiť túto hodnotu, je jasné, že ak by sa Mesiac vytvoril, musel by neustále strácať atmosféru.

Keď najrýchlejšia z molekúl unikne, ostatné molekuly nadobudnú kritickú rýchlosť (je to dôsledok zákona o rozdelení rýchlostí medzi častice plynu) a ďalšie a ďalšie častice atmosférického obalu musia nenávratne uniknúť do svetového priestoru.

Po dostatočnej dobe, zanedbateľnej v meradle vesmíru, celá atmosféra opustí povrch tak slabo príťažlivého nebeské teleso.

Matematicky sa dá dokázať, že ak je priemerná rýchlosť molekúl v atmosfére planéty čo i len trikrát menšia ako limitná (t. j. pre Mesiac je 2360 : 3 = 790 m/s), potom by sa takáto atmosféra mala rozptýliť o polovicu v priebehu niekoľkých týždňov. (Atmosféru nebeského telesa možno udržateľne udržiavať iba vtedy, ak je priemerná rýchlosť jeho molekúl menšia ako jedna pätina maximálnej rýchlosti.) Bola vyjadrená myšlienka – alebo skôr sen – že v čase, keď pozemské ľudstvo navštívi a dobyje Mesiac, obklopí ho umelou atmosférou a urobí ho obývateľným. Po tom, čo bolo povedané, by mala byť čitateľovi jasná nerealizovateľnosť takéhoto podniku.

Absencia atmosféry v našom satelite nie je náhoda, nie rozmar prírody, ale prirodzený dôsledok fyzikálnych zákonov.

Je tiež jasné, že dôvody, pre ktoré je existencia atmosféry na Mesiaci nemožná, by mali určovať jej absenciu vo všeobecnosti na všetkých svetových telesách so slabou gravitačnou silou: na asteroidoch a na väčšine satelitov planét.

Rozmery lunárneho sveta

To, samozrejme, s úplnou istotou naznačujú číselné údaje: veľkosť priemeru Mesiaca (3500 km), povrch, objem. Čísla, ktoré sú pri výpočtoch nevyhnutné, však nedokážu poskytnúť vizuálnu reprezentáciu rozmerov, ktoré si naša predstavivosť vyžaduje. Na to bude užitočné odkázať na konkrétne porovnania.

Porovnajme mesačný kontinent (veď Mesiac je súvislý kontinent) s kontinentmi zemegule (obr. 39). To nám povie viac ako abstraktné tvrdenie, že celkový povrch lunárnej zemegule je 14-krát menší ako zemský povrch. Z hľadiska počtu kilometrov štvorcových je povrch našej družice len o niečo menší ako povrch oboch Amerík. A tá časť Mesiaca, ktorá je obrátená k Zemi a je dostupná pre naše pozorovanie, sa takmer presne rovná oblasti Južnej Ameriky.

Ryža. 39. Rozmery Mesiaca v porovnaní s pevninou Európy (netreba však usudzovať, že povrch lunárnej gule je menší ako povrch Európy)

Na vizualizáciu rozmerov lunárnych „morí“ v porovnaní s rozmermi zeme, na obr. 40 sú obrysy Čierneho a Kaspického mora prekryté na mape Mesiaca v rovnakej mierke. Okamžite je jasné, že mesačné „more“ nie sú nijako zvlášť veľké, hoci zaberajú značnú časť disku. Napríklad Sea of ​​Clarity (170 000 km 2 ), okolo 2? krát menšie ako Kaspické more.

Ale medzi prstencovými horami Mesiaca sú skutoční obri, ktorí nie sú na Zemi. Napríklad kruhový val hory Grimaldi pokrýva plochu väčšiu ako oblasť jazera Bajkal. Do tejto hory by sa úplne zmestil malý štát, napríklad Belgicko alebo Švajčiarsko.

Ryža. 40. Pozemské moria v porovnaní s mesačným. Najviac by tam bolo Čierne a Kaspické more, prenesené na Mesiac mesačné moria(Čísla označujú: 1 - More dažďov, 2 - More Jasnosti, 3 - More pokoja, 4 - More hojnosti, 5 - More of ​​nektár)

Mesačné krajiny

Fotografie mesačného povrchu sú v knihách reprodukované tak často, že vzhľad charakteristických znakov mesačného reliéfu – prstencové hory (obr. 41), „krátery“ – pozná zrejme každý náš čitateľ. Je možné, že iní pozorovali mesačné hory cez malú trubicu; stačí na to tubus s 3 cm šošovkou.

Ryža. 41. Typické prstencové hory Mesiaca

Ale ani fotografie, ani pozorovania teleskopom nedávajú predstavu o tom, ako by mesačný povrch vyzeral pre pozorovateľa na samotnom Mesiaci. Ak by stáli priamo pri mesačných horách, pozorovateľ by ich videl v inej perspektíve ako cez ďalekohľad. Jedna vec je pozerať sa na predmet z veľkej výšky a úplne iná je pozerať sa naň zboku. Ukážme si na niekoľkých príkladoch, ako sa tento rozdiel prejavuje. Mount Eratosthenes sa javí zo Zeme ako prstencový hriadeľ s vrcholom vo vnútri. V ďalekohľade sa objaví reliéfne a ostro vďaka jasným, nerozmazaným tieňom. Pozrite sa však na jeho profil (obr. 42): vidíte, že v porovnaní s obrovským priemerom krátera - 60 km - je výška šachty a vnútorného kužeľa veľmi malá; miernosť svahov ešte viac skrýva ich výšku.

Ryža. 42. Profil hory veľkého prstenca

Predstavte si, že teraz blúdite vnútri tohto krátera a pamätajte, že jeho priemer sa rovná vzdialenosti od jazera Ladoga po Fínsky záliv. Len ťažko potom zachytíte prstencový tvar hriadeľa; navyše vypuklosť pôdy pred vami skryje jej spodnú časť, keďže mesačný horizont je dvakrát užší ako zemský (teda priemer lunárnej gule je štyrikrát menší). Na Zemi človek priemernej výšky, stojaci na rovnej ploche, nevidí okolo seba ďalej ako 5 km. Vyplýva to zo vzorca vzdialenosti horizontu

kde D- vzdialenosť v km, h- výška očí v km, R- polomer planéty v km.

Dosadením údajov za Zem a Mesiac do nich zistíme, že pre človeka priemernej výšky je rozsah horizontu

na Zemi………, 4,8 km,

na Mesiaci……….2,5 km.

Aký obraz by sa ukázal pozorovateľovi vo vnútri veľkého lunárny kráter, ukazuje obr. 43. (Krajina je zobrazená pre ďalší veľký kráter – Archimedes.) Nie je to pravda: rozľahlá pláň s reťazou kopcov na obzore sa len málo podobá tomu, čo si zvyčajne predstavujeme pod slovami „mesačný kráter“?

Ryža. 43. Aký obraz by videl pozorovateľ stojaci v strede veľkého prstencového pohoria na Mesiaci?

Keď sa ocitne na druhej strane šachty, mimo krátera, pozorovateľ by tiež nevidel to, čo očakával. Vonkajší svah prstencovej hory (porov. obr. 42) sa dvíha tak jemne, že sa cestovateľovi vôbec nezdá ako hora, a čo je najdôležitejšie, nebude sa môcť uistiť, že kopcovitý hrebeň, ktorý vidí, je prstencová hora s okrúhlou kotlinou. Aby ste to dosiahli, budete sa musieť dostať cez jeho hrebeň a tu, ako sme už vysvetlili, lunárny horolezec neočakáva nič pozoruhodné.

Okrem obrovských prstencových mesačných hôr je však na Mesiaci množstvo malých kráterov, ktoré sa dajú ľahko zachytiť pohľadom aj keď stoja v tesnej blízkosti. Ale ich výška je zanedbateľná; pozorovateľa tu sotva napadne niečo mimoriadne. Na druhej strane mesačné pohoria, ktoré nesú názov pozemské hory: Alpy, Kaukaz, Apeniny atď., konkurujú pozemským vo výške a dosahujú 7–8 km. Na relatívne malom mesiaci vyzerajú celkom pôsobivo.

Ryža. 44. Polovica hrášku vrhá pri šikmom osvetlení dlhý tieň

Neprítomnosť atmosféry na Mesiaci a výsledná ostrosť tieňov vytvára pri pohľade cez trubicu kurióznu ilúziu: najmenšie nerovnosti v pôde sú zosilnené a zdajú sa byť veľmi výrazné. Položte polovicu hrášku s vydutím nahor. je veľká? A pozri, aký dlhý tieň vrhá (obr. 44). Pri bočnom osvetlení Mesiaca je tieň 20-krát väčší ako výška telesa, ktoré ho vrhá, a to astronómom dobre poslúžilo: vďaka dlhým tieňom možno teleskopom na Mesiaci pozorovať objekty vysoké 30 m. okolnosť nás núti zveličovať nepravidelnosti lunárnej pôdy. Napríklad hora Pico je ďalekohľadom tak ostro zakreslená, že si ju človek mimovoľne predstavuje ako ostrú a strmú skalu (obr. 45). Takto bola zobrazovaná v minulosti. Ale pri pozorovaní z mesačného povrchu by ste videli úplne iný obrázok - ten, ktorý je znázornený na obr. 46.

Ale iné vlastnosti lunárneho reliéfu naopak podceňujeme. Ďalekohľadom pozorujeme tenké, sotva badateľné trhliny na povrchu Mesiaca a zdá sa nám, že v mesačnej krajine nemôžu hrať významnejšiu úlohu.

Ryža. 45. Vrch Pico bol považovaný za strmý a ostrý.

Ryža. 46. ​​Mount Pico má v skutočnosti veľmi mierne svahy.

Ryža. 47. Takzvaný „Priamy múr“ na Mesiaci; pohľad cez ďalekohľad

Ale prenesené na povrch nášho satelitu by sme v týchto miestach pri našich nohách videli hlbokú čiernu priepasť, tiahnucu sa ďaleko za horizont. Ďalší príklad. Na Mesiaci je takzvaný „Priamy múr“ – strmá rímsa, ktorá pretína jednu z jeho plání. Pri pohľade na túto stenu ďalekohľadom (obr. 47) zabudneme, že je vysoká 300 m; byť pri úpätí steny, boli by sme ohromení jej nesmiernosťou. Na obr. 48 umelec sa pokúsil znázorniť túto strmú stenu viditeľnú zdola: jej koniec sa stráca kdesi za horizontom: veď sa tiahne 100 km! Rovnakým spôsobom tenké trhliny, rozpoznané silným ďalekohľadom na mesačnom povrchu, by mali v prírode predstavovať obrovské poklesy (obr. 49).

Ryža. 48. Ako by mal vyzerať „Priamy múr“ pre pozorovateľa, ktorý sa nachádza blízko jeho základne

Ryža. 49. Jedna z lunárnych „trhlín“, pozorovaná v tesnej blízkosti.

mesačná obloha

čierna nebeská klenba

Ak by sa obyvateľ Zeme mohol ocitnúť na Mesiaci, jeho pozornosť by upútali predovšetkým tri mimoriadne okolnosti.

Podivná farba dennej oblohy na Mesiaci by vás okamžite zaujala: namiesto obvyklej modrej kupoly by sa rozprestierala úplne čierna obloha posiata jasnou žiarou Slnka! - veľa hviezd, ktoré jasne vystupujú, ale vôbec neblikajú. Dôvodom tohto javu je absencia atmosféry na Mesiaci.

„Modrá klenba číreho a jasná obloha, - hovorí Flammarion svojim charakteristickým malebným jazykom, - jemný ruměnec úsvitu, majestátna žiara večerného súmraku, očarujúca krása púští, hmlistá vzdialenosť polí a lúk a vy, zrkadlové vody jazier. , od pradávna odrážajúce v sebe ďalekú azúrovú oblohu, ktorá vo svojich hĺbkach pojme celé nekonečno, - vaša existencia a všetka vaša krása závisí len od tej svetelnej škrupiny, ktorá sa rozprestiera po celej zemeguli. Bez nej by neexistoval žiadny z týchto obrazov, žiadna z týchto nádherných farieb. Namiesto azúrovo modrej oblohy by vás obklopil bezhraničný čierny priestor; namiesto majestátnych východov a západov slnka by dni náhle, bez prechodov, nahradili noci a noci - dni. Namiesto jemného polosvetla, ktoré vládne všade tam, kam priamo nedopadajú oslnivé lúče Slnka, by bolo jasné svetlo len na miestach priamo osvetlených denným svetlom a vo všetkom ostatnom by vládol hustý tieň.

Zem na oblohe mesiaca

Druhou atrakciou na Mesiaci je obrovský kotúč Zeme visiaci na oblohe. Cestovateľovi sa bude zdať zvláštne, že zemeguľa, ktorá pri lete na Mesiac zostala na spodku , nečakane som sa tu ocitla hore .

Vo vesmíre nie je nikto hore a dole pre všetky svety a nemali by ste byť prekvapení, že keď necháte Zem dole, uvidíte ju hore, byť na Mesiaci.

Disk Zeme visiaci na lunárnej oblohe je obrovský: jeho priemer je približne štyrikrát väčší ako priemer mesačného disku, ktorý poznáme na pozemskej oblohe. Toto je tretia zarážajúca skutočnosť, ktorá na lunárneho cestovateľa čaká. Ak je za mesačných nocí naša krajina dostatočne osvetlená, potom by noci na Mesiaci s lúčmi Zeme v splne s kotúčom 14-krát väčším ako Mesiac mali byť nezvyčajne jasné. Jas hviezdy závisí nielen od jej priemeru, ale aj od odrazivosti jej povrchu. Z tohto hľadiska je zemský povrch šesťkrát väčší ako povrch Mesiaca; preto svetlo Zeme v splne musí osvetliť Mesiac 90-krát viac ako Mesiac v splne osvetľuje Zem. Počas „pozemských nocí“ na Mesiaci sa dalo čítať drobným písmom. Osvetlenie mesačnej pôdy Zemou je také jasné, že nám umožňuje zo vzdialenosti 400 000 km rozlíšiť nočnú časť lunárnej gule v podobe nevýrazného trblietania vo vnútri úzkeho polmesiaca; nazýva sa to „popolové svetlo“ mesiaca. Predstavte si, že 90 mesiacov v splne vylieva svoje svetlo z oblohy a vezmite do úvahy absenciu atmosféry na našom satelite, ktorá absorbuje časť svetla, a získate predstavu o očarujúcom obraze mesačnej krajiny zaplavenej vodou. uprostred noci so žiarou plnej Zeme.

Dokázal by lunárny pozorovateľ rozlíšiť obrysy kontinentov a oceánov na zemskom disku? Bežnou mylnou predstavou je, že Zem na oblohe Mesiaca je niečo ako školský glóbus. Takto to zobrazujú umelci, keď majú nakresliť zemeguľu vo svetovom priestore: s obrysmi kontinentov, so snehovou čiapočkou v polárnych oblastiach atď. To všetko treba pripísať ríši fantázie. Na zemeguli pri pohľade zvonku nie je možné rozlíšiť takéto detaily. Nehovoriac o oblakoch, ktoré zvyčajne pokrývajú polovicu zemského povrchu, samotná naša atmosféra veľmi rozptyľuje slnečné lúče; preto sa Zem musí javiť pre oči jasná a nepriehľadná ako Venuša. Pulkovský astronóm G.A. Tikhov napísal:

„Pri pohľade na Zem z vesmíru by sme videli disk farby veľmi belavej oblohy a takmer nerozlišovali žiadne detaily samotného povrchu. Významná časť incidentu na Zemi slnečné svetlo má čas rozptýliť sa vo vesmíre atmosférou a všetkými jej nečistotami, kým sa dostane na samotný povrch Zeme. A to, čo sa odráža od samotného povrchu, bude mať opäť čas značne zoslabnúť kvôli novému rozptylu v atmosfére.

Takže zatiaľ čo Mesiac nám jasne ukazuje všetky detaily svojho povrchu, Zem svoju tvár pred Mesiacom a pred celým vesmírom skrýva pod žiarivým závojom atmosféry.

Ale to nie je jediný rozdiel medzi lunárnou nočnou hviezdou a tou pozemskou. Na našej oblohe Mesiac vychádza a zapadá a opisuje svoju cestu spolu s hviezdnou kupolou. Na lunárnej oblohe Zem takýto pohyb nerobí. Nevstáva tam a nezapadá, nezúčastňuje sa harmonického, extrémne pomalého sprievodu hviezd. Visí takmer nehybne na oblohe, zaujíma určitú pozíciu pre každý bod Mesiaca, zatiaľ čo hviezdy sa pomaly posúvajú za ním. Je to dôsledok už uvažovanej zvláštnosti pohybu Mesiaca, ktorá spočíva v tom, že Mesiac je k Zemi obrátený vždy rovnakou časťou svojho povrchu. Pre mesačného pozorovateľa visí Zem na oblohe takmer nehybne. Ak Zem stojí v zenite nejakého lunárneho krátera, potom nikdy neopustí svoju zenitovú polohu. Ak je z akéhokoľvek bodu viditeľný na horizonte, zostane navždy na horizonte toho miesta. Len lunárne librácie, o ktorých sme už hovorili, trochu narúšajú túto nehybnosť. Hviezdna obloha sa pomaly otáča za zemským kotúčom, o 27 1/3 nášho dňa Slnko obieha oblohu o 29? dní robia planéty podobné pohyby a len jedna Zem takmer nehybne spočíva na čiernej oblohe.

Ale keď zostane na jednom mieste, Zem sa rýchlo, za 24 hodín, otáča okolo svojej osi, a ak by bola naša atmosféra priehľadná, Zem by mohla slúžiť ako najvhodnejšia pre budúcich pasažierov medziplanetárnej kozmickej lode. nebeské hodiny. Okrem toho má Zem rovnaké fázy, aké ukazuje Mesiac na našej oblohe. To znamená, že náš svet nie vždy svieti na lunárnej oblohe s plným kotúčom: objavuje sa buď vo forme polkruhu, alebo vo forme kosáka, viac či menej úzkeho, alebo v podobe neúplného kruhu, podľa toho, ktorá časť polovice Zeme osvetlená Slnkom je obrátená k Mesiacu. Po nakreslení relatívnej polohy Slnka, Zeme a Mesiaca môžete ľahko vidieť, že Zem a Mesiac by mali mať navzájom opačné fázy.

Keď pozorujeme nový mesiac, mesačný pozorovateľ by mal vidieť celý disk Zeme – „úplnú zem“; naopak, keď máme spln, na Mesiaci je „nová zem“ (obr. 50). Keď vidíme úzky polmesiac novu, z Mesiaca by sa dala Zem obdivovať so stratou a práve takýto polmesiac chýba do úplného kotúča, ktorý nám Mesiac v tejto chvíli ukazuje. Fázy Zeme však nie sú tak ostro vyznačené ako na Mesiaci: zemská atmosféra rozmazáva hranicu svetla, vytvára ten postupný prechod zo dňa do noci a späť, ktorý na Zemi pozorujeme v podobe súmraku.

Ryža. 50. Nová Zem na Mesiaci. Čierny disk Zeme je obklopený jasným okrajom žiarivej pozemskej atmosféry

Ďalší rozdiel medzi pozemskou a lunárnou fázou je nasledujúci. Na Zemi nikdy nevidíme Mesiac práve v momente novu. Hoci zvyčajne stojí nad alebo pod Slnkom (niekedy o 5 °, tj 10 jeho priemerov), takže je vidieť úzky okraj lunárnej gule osvetlenej Slnkom, stále je pre náš zrak neprístupný: brilancia Slnka upcháva skromnú žiaru striebornej nite nového mesiaca. Nov Mesiaca si zvyčajne všimneme až vo veku dvoch dní, keď sa stihne posunúť na dostatočnú vzdialenosť od Slnka, a len v ojedinelých prípadoch (na jar) - vo veku jedného dňa. Pri pozorovaní „novej Zeme“ z Mesiaca to tak nie je: nie je tam žiadna atmosféra, ktorá okolo denného svetla rozptyľuje žiarivé halo. Hviezdy a planéty sa tam nestratia v lúčoch Slnka, ale zreteľne vystupujú na oblohe v jeho bezprostrednej blízkosti. Preto, keď sa Zem nenachádza priamo pred Slnkom (teda nie v momentoch zatmenia), ale mierne nad ním alebo pod ním, je na čiernej, hviezdami posiatej oblohe nášho satelitu vždy viditeľná v podobe tenký polmesiac s rohmi odvrátenými od Slnka (obr. 51). Keď sa kosák vzďaľuje od Zeme naľavo od Slnka, zdá sa, že sa otáča doprava.

Ryža. 51. „Mladá“ Zem na oblohe Mesiaca. Biely kruh pod zemským polmesiacom - Slnko

Úkaz zodpovedajúci práve opísanému možno pozorovať pozorovaním Mesiaca cez malú trubicu: na Mesiaci v splne nevidíme kotúč nočnej hviezdy vo forme úplného kruhu; keďže stredy Mesiaca a Slnka neležia na jednej línii s okom pozorovateľa, mesačnému kotúču chýba úzky kosáčik, ktorý sa posúva v tmavom páse blízko okraja osvetleného kotúča doľava, keď sa Mesiac pohybuje do právo. Ale Zem a Mesiac vždy vykazujú navzájom opačné fázy; preto v opísanom momente mal mesačný pozorovateľ vidieť tenký polmesiac „novej zeme“.

Ryža. 52. Pomalé pohyby Zeme v blízkosti lunárneho horizontu v dôsledku librácie. Prerušované čiary - dráha stredu zemského disku

Už sme si mimochodom všimli, že librácie Mesiaca sa musia prejaviť v tom, že Zem nie je na mesačnej oblohe úplne nehybná: osciluje okolo priemernej polohy v smere sever-juh o 14° a na západe -východný smer o 16°. Pre tie body Mesiaca, kde je Zem viditeľná na samom obzore, sa preto naša planéta musí niekedy javiť, ako zapadá a čoskoro zase stúpa, opisujúc zvláštne krivky (obr. 52). Takéto zvláštne stúpanie alebo zapadnutie Zeme na jednom mieste na horizonte, bez toho, aby obišlo celú oblohu, môže trvať mnoho pozemských dní.

Zatmenia na Mesiaci

Doplňme teraz načrtnutý obraz lunárnej oblohy o opis tých nebeských okuliarov, ktoré sa nazývajú zatmenia. Na Mesiaci sú dva typy zatmení: slnečné a pozemské. Prvé nie sú ako zatmenia Slnka, ktoré poznáme, ale sú svojim spôsobom mimoriadne veľkolepé. Vyskytujú sa na Mesiaci v tých okamihoch, keď sú na Zemi zatmenia Mesiaca, odvtedy je Zem umiestnená na čiare spájajúcej stredy Slnka a Mesiaca. Náš satelit sa v týchto chvíľach ponorí do tieňa, ktorý vrhá zemeguľa. Kto videl Mesiac v takých chvíľach, vie, že úplne nestráca svetlo, nezmizne z oka; je zvyčajne viditeľný v čerešňovo-červených lúčoch prenikajúcich do kužeľa zemského tieňa. Ak by sme sa v tej chvíli preniesli na povrch Mesiaca a pozreli by sme sa odtiaľ na Zem, jasne by sme pochopili dôvod červeného osvetlenia: na oblohe Mesiaca je zemeguľa umiestnená pred jasnou, aj keď oveľa menšie Slnko, sa javí ako čierny disk obklopený karmínovým okrajom jeho atmosféry. Práve táto hranica osvetľuje Mesiac ponorený do tieňa červenkastým svetlom (obr. 53).

Ryža. 53. Priebeh zatmenia Slnka na Mesiaci: Slnko C postupne zapadá za zemský kotúč 3, ktorý je na mesačnej oblohe nehybný.

Zatmenia Slnka netrvajú na Mesiaci niekoľko minút, ako na Zemi, ale viac ako 4 hodiny, pokiaľ máme zatmenia Mesiaca, pretože v podstate sú to naše zatmenia Mesiaca, len pozorované nie zo Zeme, ale od mesiac.

Čo sa týka „pozemských“ zatmení, sú také skromné, že si sotva zaslúžia názov zatmenia. Vyskytujú sa v tých okamihoch, keď sú na Zemi viditeľné zatmenia Slnka. Na veľkom disku Zeme by potom lunární pozorovatelia videli malý pohybujúci sa čierny kruh – teda šťastné časti zemského povrchu, odkiaľ možno obdivovať zatmenie Slnka.

Treba si uvedomiť, že také zatmenia, ako sú naše zatmenia Slnka, nie je možné vôbec pozorovať na žiadnom inom mieste v planetárnej sústave. Za toto výnimočné divadlo vďačíme náhodnej okolnosti: Mesiac, ktorý nám zakrýva Slnko, je k nám presne toľkokrát bližšie ako Slnko, o koľkokrát je mesačný priemer menší ako slnečný – náhoda, sa neopakuje na žiadnej inej planéte.

Prečo astronómovia pozorujú zatmenie?

Vďaka teraz zaznamenanej nehode siaha dlhý kužeľ tieňa, ktorý náš satelit neustále za sebou ťahá, až k zemskému povrchu (obr. 54). V skutočnosti je priemerná dĺžka mesačného tieňového kužeľa menšia ako priemerná vzdialenosť Mesiaca od Zeme a ak by sme sa zaoberali iba priemernými hodnotami, dospeli by sme k záveru, že nikdy nemáme úplné zatmenie Slnka. . V skutočnosti sa stávajú, pretože Mesiac sa pohybuje okolo Zeme po elipse a v niektorých častiach obežnej dráhy je o 42 200 km bližšie k povrchu Zeme ako v iných: vzdialenosť Mesiaca sa pohybuje od 363 300 do 405 500 km.

Ryža. 54. Koniec kužeľa mesačného tieňa sa kĺže po zemskom povrchu; na miestach ním pokrytých sa pozoruje zatmenie Slnka

Koniec mesačného tieňa, ktorý sa kĺže po zemskom povrchu, na ňom kreslí „pás viditeľnosti zatmenia Slnka“. Tento pás nie je širší ako 300 km, takže počet obývaných miest odmenených podívanou na zatmenie Slnka je zakaždým dosť obmedzený. Ak k tomu pridáme, že trvanie úplného zatmenia Slnka sa počíta v minútach (nie viac ako osem), potom je jasné, že úplné zatmenie Slnka je mimoriadne zriedkavý pohľad. Pre každý daný bod na zemeguli sa to vyskytuje raz za dve alebo tri storočia.

Vedci preto doslova lovia zatmenia Slnka a vybavujú špeciálne expedície na miesta na zemeguli, niekedy pre nich veľmi vzdialené, odkiaľ možno tento jav pozorovať. Zatmenie Slnka v roku 1936 (19. júna) bolo vnímané ako úplné iba vo vnútri Sovietsky zväz, a kvôli jeho dvojminútovému pozorovaniu k nám prišlo 70 zahraničných vedcov z desiatich rôznych krajín. Práce štyroch expedícií zároveň vyšli nazmar pre zamračené počasie. Rozsah práce sovietskych astronómov na pozorovaní tohto zatmenia bol mimoriadne veľký. K úplnému zatmeniu bolo vyslaných asi 30 sovietskych výprav.

V roku 1941, napriek vojne, sovietska vláda zorganizovala niekoľko expedícií pozdĺž úplného zatmenia z Azovského mora do Alma-Aty. A v roku 1947 išla sovietska expedícia do Brazílie pozorovať úplné zatmenie 20. mája. V ZSSR nadobudli obzvlášť veľký rozsah pozorovania zatmení Slnka 25. februára 1952, 30. júna 1954 a 15. februára 1961. 30. mája 1965 pozorovala sovietska expedícia zatmenie na malom ostrove Manuae na juhozápade časť Tichý oceán.

Zatmenie Mesiaca, hoci sa vyskytuje jeden a pol krát menej často ako zatmenie Slnka, sa pozoruje oveľa častejšie. Tento astronomický paradox je vysvetlený veľmi jednoducho.

Zatmenie Slnka možno na našej planéte pozorovať len v obmedzenej zóne, pre ktorú je Slnko zakryté Mesiacom; v tomto úzkom páse je v niektorých bodoch plný a v iných čiastočný (t. j. Slnko je zakryté len čiastočne). Okamih začiatku zatmenia Slnka tiež nie je rovnaký pre rôzne body pásu, nie preto, že by bol rozdiel vo výpočte času, ale preto, že mesačný tieň sa pohybuje po zemskom povrchu a sú ním pokryté rôzne body. v rôznych časoch.

Zatmenie Mesiaca prebieha úplne inak. Pozoruje sa bezprostredne na celej polovici zemegule, kde je v tomto čase Mesiac viditeľný, čiže stojí nad obzorom.

Postupné fázy zatmenia Mesiaca nastávajú pre všetky body na zemskom povrchu v rovnakom okamihu; rozdiel je spôsobený iba rozdielom v účte času.

Preto astronóm nemusí „loviť“ zatmenia Mesiaca: prídu k nemu samé. Ale na to, aby sme „stihli“ zatmenie Slnka, musíme niekedy podniknúť veľmi dlhé cesty. Astronómovia vysielajú expedície na tropické ostrovy, ďaleko na západ alebo na východ, len aby na pár minút pozorovali zakrytie slnečného disku čiernym kruhom Mesiaca.

Má zmysel vybavovať drahé expedície kvôli takýmto letmým pozorovaniam? Nie je možné vykonať rovnaké pozorovania bez toho, aby sme čakali, kým Slnko náhodou nezakryje Mesiac? Prečo astronómovia umelo nevytvoria zatmenie Slnka zatemnením obrazu Slnka v ďalekohľade nepriehľadným kruhom? Zdá sa, že potom bude možné bez problémov pozorovať susedstvá Slnka, ktoré sú pre astronómov počas zatmení také zaujímavé.

Takéto umelé zatmenie Slnka však nemôže poskytnúť to, čo sa pozoruje, keď je Slnko zakryté Mesiacom. Faktom je, že lúče Slnka predtým, ako sa dostanú k našim očiam, prechádzajú zemskou atmosférou a sú sem rozptýlené časticami vzduchu. Preto sa nám obloha cez deň javí ako jasne modrá klenba, a nie čierna, posiata hviezdami, ako by sa nám javila aj cez deň bez atmosféry. Zakryjeme Slnko kruhom, ale zostaneme na dne vzdušného oceánu, hoci chránime oko pred priamymi lúčmi denného svetla, atmosféra nad nami je stále zaplavená slnečným žiarením a naďalej rozptyľuje lúče a zatemňuje hviezdy. Toto sa nestane, ak je tieniaca clona mimo atmosféry. Mesiac je práve taká clona, ​​ktorá sa nachádza stokrát ďalej, než je vnímateľná hranica atmosféry. Lúče Slnka sú touto clonou zastavené skôr, ako preniknú do zemskej atmosféry, a preto sa v tienenom páse nerozptyľuje žiadne svetlo. Pravda, nie úplne: napriek tomu do oblasti tieňa, rozptýlených okolitými svetlými oblasťami, preniká málo lúčov, a preto obloha v čase úplného zatmenia Slnka nikdy nie je taká čierna ako o polnoci; Viditeľné sú len najjasnejšie hviezdy.

Aké úlohy si kladú astronómovia pri pozorovaní úplného zatmenia Slnka? Všimnime si tie hlavné.

Prvým je pozorovanie takzvaného „prevrátenia“ spektrálnych čiar vo vonkajšom obale Slnka. Čiary slnečného spektra, ktoré sú za normálnych podmienok tmavé na páse svetelného spektra, sa na niekoľko sekúnd rozjasnia na tmavom pozadí po tom, čo Slnko úplne zakryje mesačný kotúč: absorpčné spektrum sa zmení na emisné spektrum . Ide o takzvané „spektrum vzplanutia“. Hoci tento jav, ktorý poskytuje vzácny materiál na posúdenie povahy vonkajšieho obalu Slnka, je možné za určitých podmienok pozorovať nielen počas zatmenia, ale počas zatmení sa prejavuje tak zreteľne, že astronómovia sa snažia takúto príležitosť nepremeškať.

Ryža. 55. V čase úplného zatmenia Slnka sa okolo čierneho disku Mesiaca mihne „slnečná koróna“.

Druhou úlohou je výskum slnečná koróna . Koruna je najpozoruhodnejší z javov pozorovaných vo chvíľach úplného zatmenia Slnka: okolo úplne čierneho kruhu Mesiaca, ohraničeného ohnivými výbežkami (výbežkami) vonkajšieho obalu Slnka, sa rozprestiera perlová halo rôznej veľkosti a tvary svieti v rôznych zatmeniach (obr. 55). Dlhé lúče tejto polárnej žiary sú často niekoľkonásobkom priemeru slnka a jas je zvyčajne len polovičný oproti jasu Mesiaca v splne.

Počas zatmenia v roku 1936 bola slnečná koróna mimoriadne jasná, jasnejšia ako Mesiac v splne, čo je zriedkavé. Dlhé, trochu rozmazané lúče koróny siahali tri alebo viac slnečných priemerov; celá koruna bola znázornená ako päťcípa hviezda, ktorej stred zaberal tmavý kotúč mesiaca.

Astronómovia robia snímky koróny počas zatmení, merajú jej jasnosť a skúmajú jej spektrum. To všetko pomáha študovať jeho fyzickú štruktúru.

Ryža. 56. Jeden z dôsledkov všeobecná teória relativita - vychýlenie svetelných lúčov pod vplyvom gravitačnej sily Slnka. Podľa teórie relativity pozemský pozorovateľ v D vidí hviezdu v bode E v smere priamky TDFE, zatiaľ čo v skutočnosti je hviezda v bode E a vysiela svoje lúče po zakrivenej dráhe EBFDT. Pri absencii Slnka by svetelný lúč z hviezdy smeroval k Zemi T v priamke

Treťou úlohou, predloženou len v posledných desaťročiach, je otestovať jeden z dôsledkov všeobecnej teórie relativity. Podľa teórie relativity sú lúče hviezd prechádzajúce okolo Slnka ovplyvnené jeho silnou príťažlivosťou a podliehajú vychýleniu, ktoré by sa malo prejaviť v zdanlivom posune hviezd v blízkosti slnečného disku (obr. 56). Overenie tohto dôsledku je možné len v momentoch úplného zatmenia Slnka.

Merania počas zatmení v rokoch 1919, 1922, 1926 a 1936 nedal, prísne vzaté, rozhodujúce výsledky a otázka experimentálneho potvrdenia naznačeného dôsledku z teórie relativity zostáva dodnes otvorená.

To sú hlavné ciele, pre ktoré astronómovia opúšťajú svoje observatóriá a vydávajú sa na odľahlé, miestami veľmi nehostinné miesta pozorovať zatmenie Slnka.

Pokiaľ ide o samotný obraz úplného zatmenia Slnka, v našom fikcia existuje vynikajúci popis tohto vzácneho prírodného úkazu (VG Korolenko „Pri zatmení“; popis sa týka zatmenia v auguste 1887; pozorovanie sa uskutočnilo na brehu Volhy v meste Jurijevec.) Tu je úryvok z Korolenkovho príbehu s drobnými opomenutiami:

„Slnko na minútu zapadne na širokom zahmlenom mieste a z oblaku sa objaví už značne poškodené...

Teraz je to už viditeľné voľným okom, pomáha mu riedka para, ktorá stále dymí vo vzduchu a zjemňuje oslnivý lesk.

Ticho. Niekde počuť nervózne, ťažké dýchanie...

Prejde pol hodina. Deň svieti skoro rovnako, oblaky zakrývajú a otvárajú slnko, teraz plávajúce na oblohe v podobe kosáka.

Medzi mládežou je bezstarostné prebudenie a zvedavosť.

Starci vzdychajú, starenky akosi hystericky stonajú a niektoré aj kričia a stonajú ako od bolesti zubov.

Deň začína citeľne ubúdať. Tváre ľudí naberajú vystrašený tón, na zemi ležia tiene ľudských postáv, bledé, nevýrazné. Parník idúci dole pláva nejakým duchom. Jeho obrysy sa zosvetlili, stratili istotu farieb. Množstvo svetla sa zrejme zmenšuje, no keďže tu nie sú zhustené tiene večera, nedochádza k žiadnej hre svetla odrážajúcej sa v nižších vrstvách atmosféry, tieto súmraky pôsobia nezvyčajne a zvláštne. Zdá sa, že krajina sa v niečom rozmazáva; tráva stráca zeleň, zdá sa, že hory strácajú ťažkú ​​hustotu.

Kým však zostáva tenký polmesiačikovitý okraj slnka, stále vládne dojem veľmi bledého dňa a zdalo sa mi, že príbehy o tme počas zatmenia sú prehnané. "Naozaj," pomyslel som si, "táto stále bezvýznamná iskra slnka, horiaca ako posledná zabudnutá sviečka v obrovskom svete, znamená tak veľa? .. Naozaj, keď zhasne, mala by zrazu prísť noc?"

Ale tá iskra je preč. Akosi náhlivo, akoby s námahou uniklo spoza tmavej okenice, zablikalo ďalším zlatým sprejom a zhaslo. A v tom istom čase padla na zem hustá tma. Zachytil som moment, keď sa cez súmrak prehnal úplný tieň. Objavil sa na juhu a ako obrovská prikrývka rýchlo preletel ponad hory, popri riekach, cez polia, rozdúchal celý nebeský priestor, zbalil nás a v okamihu sa zatvoril na severe. Teraz som stál dole na brehu a obzeral som sa späť na dav. Vládlo v ňom smrteľné ticho... Postavy ľudí splývali do jednej temnej masy...

Ale toto nebola obyčajná noc. Bolo to také jasné, že oko mimovoľne hľadalo strieborné mesačné svetlo, ktoré preniklo cez modrú tmu obyčajnej noci. Ale nikde nebolo žiadne vyžarovanie, nebolo tam žiadne modré. Zdalo sa, že tenučký, okom nerozoznateľný popol rozsypaný nad zemou, alebo akoby vo vzduchu visela tá najtenšia a najhrubšia sieť. A tam niekde po stranách, v horných vrstvách, cítiť osvetlenú vzdušnú vzdialenosť, ktorá prezerá do našej tmy, spája tiene, zbavuje tmu jej formy a hustoty. A nad celou zahanbenou prírodou sa v nádhernej panoráme preháňajú oblaky a medzi nimi sa odohráva vzrušujúci boj... Okrúhle, tmavé, nepriateľské telo, ako pavúk, uviazlo v jasnom slnku a rútia sa spolu v transcendentálnych výšinách. Nejaké vyžarovanie, nalievajúce sa do premenlivých odtieňov spoza tmavého štítu, dáva predstaveniu pohyb a život a oblaky ešte viac umocňujú ilúziu svojim znepokojivým tichým chodom.

Zatmenie Mesiaca nie je pre moderných astronómov mimoriadne zaujímavé, čo sa spája so zatmením Slnka. Naši predkovia považovali zatmenie Mesiaca za príležitosť na overenie guľového tvaru Zeme. Je poučné pripomenúť si úlohu, ktorú tento dôkaz zohral v histórii Magellanovho oboplávania sveta. Keď námorníci po únavnej dlhej ceste púštnymi vodami Tichého oceánu upadli do zúfalstva a rozhodli sa, že sa nenávratne stiahli z pevnej zeme do vodnej rozlohy, ktorá nikdy neskončí, len Magellan nestrácal odvahu. „Hoci cirkev na základe Písma neustále tvrdila, že Zem je rozľahlá rovina obklopená vodou,“ hovorí spoločník veľkého moreplavca, „Magellan čerpal pevnosť z nasledujúcej úvahy: počas zatmení Mesiaca vrhal tieň Zem je guľatá a aký tieň, taký by mal byť predmet, ktorý ju vrhá...“. V starých knihách o astronómii dokonca nájdeme kresby vysvetľujúce závislosť tvaru mesačného tieňa od tvaru Zeme (obr. 57).

Ryža. 57. Stará kresba vysvetľujúca myšlienku, že tvar Zeme možno posudzovať podľa vzhľadu zemského tieňa na mesačnom disku

Teraz už takéto dôkazy nepotrebujeme. Ale zatmenie Mesiaca umožňuje posúdiť štruktúru horných vrstiev pozemský atmosféru jasom a farbou Mesiaca. Ako viete, Mesiac nezmizne bez stopy v zemskom tieni, ale je naďalej viditeľný v slnečných lúčoch a ohýba sa vo vnútri tieňového kužeľa. Sila osvetlenia Mesiaca v týchto chvíľach a jeho farebné odtiene sú veľmi zaujímavé pre astronómiu a zistilo sa, že sú v neočakávanom vzťahu s počtom slnečných škvŕn. Okrem toho v V poslednej dobe využiť javy zatmenia Mesiaca na meranie rýchlosti ochladzovania mesačnej pôdy, keď je zbavená slnečného tepla (k tomu sa ešte vrátime).

Prečo sa zatmenia opakujú po 18 rokoch?

Dávno pred naším letopočtom si babylonskí pozorovatelia oblohy všimli, že séria zatmení – Slnka aj Mesiaca – sa opakuje každých 18 rokov a 10 dní. Toto obdobie sa nazývalo „Saros“. Starovekí ľudia pomocou neho predpovedali začiatok zatmenia, ale nevedeli, čo spôsobilo takú správnu periodicitu a prečo mal „saros“ presne toto a nie iné trvanie. Zdôvodnenie periodicity zatmení bolo nájdené oveľa neskôr, ako výsledok dôkladného štúdia pohybu Mesiaca.

Aký čas trvá, kým Mesiac obehne svoju obežnú dráhu? Odpoveď na túto otázku sa môže líšiť v závislosti od toho, v ktorom momente sa revolúcia Mesiaca okolo Zeme považuje za ukončenú. Astronómovia rozlišujú päť druhov mesiacov, z ktorých nás teraz zaujímajú len dva:

1. Takzvaný „synodický“ mesiac, teda časový úsek, počas ktorého Mesiac urobí na svojej dráhe úplnú revolúciu, ak tento pohyb sledujete od Slnka. Toto je časový úsek medzi dvoma rovnakými fázami mesiaca, napríklad od novu po nov. To sa rovná 29,5306 dňom.

2. Takzvaný drakonický mesiac, teda interval, po ktorom sa Mesiac vráti do rovnakého „uzla“ svojej obežnej dráhy ( uzol - priesečník obežnej dráhy Mesiaca s rovinou obežnej dráhy Zeme). Trvanie takéhoto mesiaca je 27,2122 dňa.

Zatmenie, ako je ľahko pochopiteľné, nastáva iba v momentoch, keď je Mesiac vo fáze splnu alebo novu v jednom z jeho uzlov: vtedy je jeho stred na jednej priamke so stredmi Zeme a slnko. Je zrejmé, že ak k zatmeniu došlo dnes, potom by malo prísť znova po takom časovom období, ktoré sa skončí celočíselný počet synodických a drakonických mesiacov : potom sa podmienky, za ktorých sú zatmenia, budú opakovať.

Ako nájsť takéto intervaly? Aby sme to dosiahli, musíme vyriešiť rovnicu

kde X a y - celé čísla. Prezentujte to ako pomer

vidíme, že najmenší presné riešenia tejto rovnice sú:

x = 272 122 ………. y = 295 306.

Ukazuje sa obrovské, desiatky tisícročí, časové obdobie, ktoré je prakticky zbytočné. Starovekí astronómovia boli s rozhodnutím spokojní približné . Najvhodnejším prostriedkom na nájdenie aproximácií v takýchto prípadoch je pokračovacie zlomky. Rozšírte zlomok

do nepretržitého. Robí sa to takto. Odstránenie celého čísla, máme

V poslednom zlomku delíme čitateľa a menovateľa čitateľom:

Čitateľ a menovateľ zlomku

vydeľte čitateľom a urobte tak v budúcnosti. Nakoniec dostaneme

Z tohto zlomku, keď vezmeme jeho prvé odkazy a zvyšok zahodíme, získame nasledujúce postupné aproximácie:

Piaty zlomok v tejto sérii už dáva dostatočnú presnosť. Ak sa pri tom zastavíte, t.j. prijmite x = 223, a y = 242, potom sa obdobie opakovania zatmení bude rovnať 223 synodickým mesiacom, čiže 242 drakoniánom.

To je 6585 1/3 dňa, t.j. 18 rokov 11,3 dňa (alebo 10,3 dňa).

Toto je pôvod saros. Keď vieme, odkiaľ pochádza, môžeme si tiež uvedomiť, ako presne sa dá použiť na predpovedanie zatmení. Vidíme, že ak vezmeme do úvahy saros rovný 18 rokom 10 dňom, 0,3 dňa sa zahodí. To by malo mať vplyv na skutočnosť, že zatmenia poskytnuté na takéto skrátené obdobie nastanú v iné hodinky dní ako predchádzajúci čas (asi o 8 hodín neskôr) a iba pri použití periódy rovnajúcej sa trojitému presnému sarosu sa zatmenia budú opakovať takmer v rovnakých okamihoch dňa. Okrem toho saros neberie do úvahy zmeny vzdialenosti Mesiaca od Zeme a Zeme od Slnka, zmeny, ktoré majú svoju periodicitu; od týchto vzdialeností závisí, či zatmenie Slnka bude úplné alebo nie. Preto saros umožňuje predpovedať len to, že zatmenie by malo nastať v určitý deň, ale či bude úplné, čiastočné alebo prstencové a či ho bude možné pozorovať na rovnakých miestach ako predchádzajúci čas, sa nedá. tvrdil.

Napokon sa stáva aj to, že bezvýznamné čiastočné zatmenie Slnka po 18 rokoch zníži jeho fázu na nulu, t.j. nie je vôbec pozorované; a naopak, niekedy sa stanú viditeľné malé čiastočné zatmenia Slnka, ktoré sa predtým nepozorovali.

Dnes astronómovia nepoužívajú saros. Rozmarné pohyby zemského satelitu boli tak dobre preštudované, že zatmenia sú teraz predpovedané na najbližšiu sekundu. Ak by sa predpovedané zatmenie nestalo, moderní vedci by boli pripravení priznať čokoľvek, len nie chybné výpočty. Výstižne to poznamenáva Jules Verne, ktorý v románe „Krajina kožušín“ rozpráva o astronómovi, ktorý sa vydal na polárnu cestu, aby pozoroval zatmenie Slnka. Na rozdiel od predpovedí sa tak nestalo. Aký záver z toho astronóm vyvodil? Okoliu oznámil, že ľadové pole, na ktorom sa nachádzali, nie je pevnina, ale plávajúca ľadová kryha, ktorú morský prúd unáša za pásmo zatmenia. Toto tvrdenie bolo čoskoro opodstatnené. Tu je príklad hlbokej viery v silu vedy!

Je možné?

Očití svedkovia hovoria, že počas zatmenia Mesiaca náhodou pozorovali disk Slnka na jednej strane oblohy blízko horizontu a zároveň na druhej strane - zatemnený disk Mesiaca.

Podobné javy boli pozorované aj v roku 1936, v deň čiastočného zatmenia Mesiaca 4. júla. 4. júla večer o 20. hodine. 31 min. Vyšiel mesiac a o 20 hod. 46 min. Slnko zapadalo a v okamihu východu Mesiaca nastalo zatmenie Mesiaca, hoci Mesiac a Slnko boli súčasne viditeľné nad obzorom. Bol som z toho veľmi prekvapený, pretože lúče svetla sa šíria v skutočnosti priamočiaro, “napísal mi jeden z čitateľov tejto knihy.

Obraz je skutočne tajomný: hoci na rozdiel od presvedčenia Čechovčanky nie je možné cez zašpinené sklo „vidieť čiaru spájajúcu stred Slnka a Mesiaca“, ale je celkom možné ju v duchu pretiahnuť cez Zem s takýmto usporiadaním. Môže dôjsť k zatmeniu, ak Zem nechráni Mesiac pred Slnkom? Dá sa veriť takémuto očitému svedectvu?

V skutočnosti však na takomto pozorovaní nie je nič neuveriteľné. To, že Slnko a zatemnený Mesiac vidno na oblohe súčasne, je spôsobené zakrivením svetelných lúčov v zemskej atmosfére. Vďaka tomuto zakriveniu, nazývanému "atmosférický lom", sa nám zdá každé svietidlo vyššie jeho skutočné postavenie(str. 48, obr. 15). Keď vidíme Slnko alebo Mesiac blízko horizontu, sú geometricky nižšie horizont. Nie je teda nič nemožné na tom, že disk Slnka a zakrytý Mesiac sú viditeľné nad obzorom súčasne.

„Zvyčajne,“ hovorí Flammarion pri tejto príležitosti, „ukazujú na zatmenia v rokoch 1666, 1668 a 1750, kedy sa táto zvláštna črta prejavila najostrejšie. Netreba však zachádzať až tak ďaleko. 15. február 1877 Mesiac vyšiel v Paríži o 5. hodine. 29 min. Slnko zapadalo o 5. hodine. 39 min. a medzitým sa už začalo úplné zatmenie. 4. decembra 1880 bolo v Paríži úplné zatmenie Mesiaca: v tento deň Mesiac vyšiel o 4:00 a Slnko zapadlo o 4:00 o 2 minútach, a to bolo takmer uprostred zatmenia. v trvaní od 3. hodiny. 3 min. do 4. hodiny. 33 min. Ak sa to nepozoruje oveľa častejšie, tak len pre nedostatok pozorovateľov. Ak chcete vidieť Mesiac v úplnom zatmení pred západom alebo po východe Slnka, stačí si vybrať miesto na Zemi tak, aby bol Mesiac na obzore blízko stredu zatmenia.

Čo nie každý vie o Eclipse

1. Ako dlho môže trvať zatmenie Slnka a Mesiaca?

2. Koľko zatmení môže nastať za jeden rok?

3. Existujú roky bez zatmenia Slnka? A bez mesiačikov?

4. Kedy bude v Rusku viditeľné ďalšie úplné zatmenie Slnka?

5. Z ktorej strany sa počas zatmenia čierny kotúč Mesiaca približuje k Slnku - sprava alebo zľava?

6. Na ktorej hrane začína zatmenie Mesiaca - vpravo alebo vľavo?

7. Prečo majú svetelné škvrny v tieni listov pri zatmení Slnka tvar polmesiaca (obr. 58)?

8. Aký je rozdiel medzi tvarom polmesiaca Slnka počas zatmenia a tvarom obyčajného polmesiaca?

9. Prečo sa na zatmenie Slnka pozerá cez dymové sklo?

1. Najdlhšie trvanie plná fáza zatmenie Slnka 7 3/4 m (na rovníku; vo vyšších zemepisných šírkach - menej). Napriek tomu môžu fázy zatmenia zachytiť až 3? hodiny (na rovníku).

Trvanie všetkých fáz zatmenie Mesiaca - až 4 hodiny; čas úplného zatemnenia Mesiaca netrvá dlhšie ako 1 hodinu 50 m.

2. Počet všetkých zatmení počas roka - Slnka aj Mesiaca - nemôže byť väčší ako 7 a menší ako 2. (V roku 1935 bolo 7 zatmení: 5 Slnko a 2 Lunárne.)

Ryža. 58. Svetelné škvrny v tieni listov stromu počas čiastočnej fázy zatmenia majú tvar polmesiaca.

3. Bez solárne Zatmenie neprejde ani jeden rok: každý rok sú aspoň 2 zatmenia Slnka. Roky bez lunárny Zatmenia sa vyskytujú pomerne často, približne každých 5 rokov.

4. Ďalšie úplné zatmenie Slnka viditeľné v Rusku nastane 1. augusta 2008. Pás úplného zatmenia bude prechádzať cez Grónsko, Arktídu, Východná Sibír, Čína.

5. Na severnej pologuli Zeme sa kotúč Mesiaca pohybuje smerom k Slnku sprava doľava. Prvý kontakt Mesiaca so Slnkom treba vždy očakávať s správny strany. Na južnej pologuli s vľavo (obr. 59).

Ryža. 59. Prečo sa pre pozorovateľa na severnej pologuli Zeme približuje kotúč Mesiaca počas zatmenia k Slnku? napravo a pre pozorovateľa na južnej pologuli - vľavo?

6. Na severnej pologuli vstupuje Mesiac so svojím do zemského tieňa ľavicový okraj, na juhu - správny.

7. Svetelné škvrny v tieni lístia nie sú nič iné ako obrazy Slnka. Počas zatmenia vyzerá Slnko ako polmesiac a jeho obrazy v tieni listov by mali vyzerať rovnako (obr. 58).

8. Lunárny polmesiac je zvonka ohraničený polkruhom, zvnútra polelipsou. Solárne polmesiac je ohraničený dvoma oblúkmi kruhu s rovnakým polomerom (pozri str. 59, „Záhady fáz mesiaca“).

9. Slnko, aj keď je čiastočne zakryté Mesiacom, sa nedá pozerať nechránenými očami. Slnečné lúče spália najcitlivejšiu časť sietnice, výrazne znižujú ostrosť zraku na dlhú dobu, niekedy aj na celý život.

Dokonca aj na začiatku XIII storočia. novgorodský kronikár poznamenal: „Z tohto znamenia vo Veľkom Novgorode sotva niekto z toho, kto stratil zrak.“ Predísť popáleniu je však jednoduché, ak sa zásobíte husto zadymeným sklom. Musí sa fajčiť na sviečke tak husto, aby sa cez takéto sklo objavil kotúč Slnka. ostro ohraničený kruh , bez lúčov a halo; pre pohodlie je údená strana pokrytá ďalším čistým sklom a po okrajoch prelepená papierom. Keďže nie je možné vopred predpovedať, aké budú podmienky na viditeľnosť Slnka počas hodín zatmenia, je užitočné pripraviť si niekoľko skiel s rôznou opacitou.

Môžete použiť aj farebné poháre, ak si poskladáte dva poháre rôznych farieb (najlepšie „doplnkové“). Obyčajné konzervované slnečné okuliare na tento účel nestačia.

Aké je počasie na Mesiaci?

Presne povedané, na Mesiaci nie je počasie, ak sa toto slovo chápe v obvyklom zmysle. Aké môže byť počasie, kde nie je absolútne žiadna atmosféra, mraky, vodná para, zrážky, vietor? Jediná vec, o ktorej sa dá diskutovať, je teplota pôdy.

Aká horúca je teda pôda Mesiaca? Astronómovia majú dnes k dispozícii prístroj, ktorý umožňuje merať teplotu nielen vzdialených svietidiel, ale aj ich jednotlivých sekcií. Konštrukcia zariadenia je založená na fenoméne termoelektriky: vo vodiči spájkovanom z dvoch odlišných kovov prechádza cez elektriny keď je jedna križovatka teplejšia ako druhá; sila výsledného prúdu závisí od teplotného rozdielu a umožňuje merať množstvo absorbovaného tepla.

Citlivosť prístroja je úžasná. S mikroskopickými rozmermi (kritická časť zariadenia nie je väčšia ako 0,2 mm a váži 0,1 mg) reaguje aj na zahrievací efekt hviezd 13. magnitúdy, ktorý zvyšuje teplotu desať milióntin stupňa . Tieto hviezdy nie sú viditeľné bez ďalekohľadu; svietia 600-krát slabšie ako hviezdy, ktoré sú na hranici viditeľnosti voľným okom. Zachytiť také nepatrné množstvo tepla je ako zistiť teplo sviečky zo vzdialenosti niekoľkých kilometrov.

S takýmto takmer zázračným meracím zariadením ho astronómovia zaviedli do určitých častí teleskopického obrazu Mesiaca, zmerali teplo, ktoré prijal, a na základe toho odhadli teplotu. rôzne časti Mesiac (s presnosťou na 10°). Tu sú výsledky (obr. 60): v strede kotúča mesiaca v splne je teplota nad 100°; voda naliata tu na lunárnu pôdu by vrela aj pri normálnom tlaku. „Na Mesiaci by sme nemuseli variť večeru na sporáku,“ píše jeden astronóm, „svoju úlohu by mohla splniť akákoľvek blízka skala.“ Od stredu disku klesá teplota rovnomerne vo všetkých smeroch, no ani 2700 km od centrálneho bodu nie je nižšia ako 80°. Potom teplota klesá rýchlejšie a pri okraji osvetleného disku prevláda námraza pri -50°. Ešte chladnejšie je na odvrátenej strane Mesiaca od Slnka, kde mráz dosahuje -170 °.

Ryža. 60. Teplota na Mesiaci dosahuje +125°C v strede viditeľného disku na Mesiaci v splne a rýchlo klesá k okrajom na -50° a nižšie

Už skôr bolo spomenuté, že počas zatmení, keď sa mesačná guľa ponorí do zemského tieňa, sa pôda Mesiaca, zbavená slnečného svetla, rýchlo ochladí. Meralo sa, aké veľké bolo toto ochladenie: v jednom prípade bol zistený pokles teploty pri zatmení z +125 na -115°, t.j. takmer o 240° počas nejakých 1/-2 hodín. Medzitým na Zemi za podobných podmienok, teda pri zatmení Slnka, dochádza k poklesu teploty len o dva, teda o veľa - o tri stupne. Tento rozdiel treba pripísať zemskej atmosfére, ktorá je pomerne priehľadná pre viditeľné lúče Slnka a blokuje neviditeľné „tepelné“ lúče zohriatej pôdy.

To, že pôda Mesiaca tak rýchlo stráca naakumulované teplo, svedčí o nízkej tepelnej kapacite aj zlej tepelnej vodivosti mesačnej pôdy, v dôsledku čoho sa pri jej zahriatí môže akumulovať len malé množstvo tepla.

V. N. Bespalov,
internátna škola č. 4, Voronež

Svetlo. Optické javy. 9. ročníka

Lekcia vysvetľujúca nový materiál pomocou rámov z kreslených filmov

Prepáčte, astronómia predmet odchádza zo školy. Integrácia s fyzikou môže byť užitočná, ale je nepravdepodobné, že fyzici strávia veľa času štúdiom astronomických javov. A študenti prídu o veľa. Súhlasíte, že štúdium slnečnej sústavy v 5. ročníku pravdepodobne nezostane v pamäti študentov a v rámci teórie relativity, samozrejme, nikto nebude hovoriť o lete a materskom čase. A teraz počujeme z veľkej obrazovky: „Nárazy METEOR spôsobili smrť dinosaurov“, „... letný čas je o 2 hodiny pred štandardným časom“ atď. Mnohí začínajú veriť, že hviezdy padajú, a keď sa presúvate z Astrachanu do Moskvy, môžete vidieť viac súhvezdí. Pri štúdiu šošoviek v školských osnovách nebude čas na štúdium štruktúry ďalekohľadov. A študenti si budú aj naďalej myslieť, že „teleskopy približujú planéty“ namiesto „teleskopy zväčšujú uhol pohľadu“. V mechanike nie je miesto pre štúdium pohybu meteorov a meteoritov. A niektorí začínajú veriť, že hviezdy padajú. Nehovorme však o smutných veciach.

Článok bol pripravený s podporou internetového obchodu Protector. Ak sa rozhodnete pre nákup kvalitných a spoľahlivých pneumatík pre auto, najlepším riešením by bolo kontaktovať internetový obchod Protector. Kliknutím na odkaz: „Pneumatiky Marshal“ si môžete objednať pneumatiky za výhodnú cenu bez toho, aby ste opustili obrazovku monitora. Podrobnejšie informácie o cenách a aktuálnych akciách nájdete na stránke pneumatiky-spb.ru.

Navrhovaná lekcia sa môže uskutočniť pri štúdiu priamočiareho šírenia svetla v téme "Optické javy". Pre túto lekciu som urobilDVD- disk, po digitalizácii a prehratí záznamov na videokazetovom programe 1991g) Samozrejme, kvalita ponecháva veľa požiadaviek. Bolo by fajn, keby naše ministerstvo školstva vyrábalo 5-10-minútové filmy na hodiny, ako to bolo pred 15-20 rokmi. Teraz existujú disky „Otvorená fyzika“, „Otvorená astronómia“, ale stále by som chcel mať filmy. Možno som porušil autorské práva našich karikaturistov, ale ukážka kreslených fragmentov na hodinách fyziky vám umožňuje pozrieť sa na video materiál z druhej strany - vzdelávacej.Raz na kanáli boli zobrazené „Rusko“.
26 epizód kanadského animovaného seriálu The Magic School Bus. Z hľadiska pedagogiky by sa to hodilo v mimoškolských aktivitách a fragmenty by sa dali zaradiť na hodiny fyziky, biológie, astronómie. Ale kde môžem získať túto karikatúru? Mám nahrávky z videorekordéra, na hodine si niečo zapnem, ale teraz chcem mať kvalitnejšie nahrávky, lebo na školách sa objavili multimediálne projektory.

Na konci hodiny si môžete premietnuť dvojminútový film o zatmení ako výsledku priamočiareho šírenia svetla a vyriešiť 2-3 úlohy z knihy ČO??Malakhova G.I.., Strauta E.K.

Po tejto hodine sa študenti chceli dozvedieť viac o Mesiaci, a tak som zorganizoval večer otázok a odpovedí, kde som ukázal starýDVD-disky filmy o Mesiaci. Na otázky odpovedali aj študenti, ktorí mali skúsenosti s účasťou na školských NPC.

Ciele lekcie: zistiť, čo je svetlo; pochopiť, prečo vidíme zdroje svetla a telá, ktoré nie sú zdrojmi; prečo sa mení vzhľad mesiaca na oblohe; naučiť sa vypočítať vlnovú dĺžku žiarenia, ak je známa jeho frekvencia, nakresliť polohu Zeme, Slnka a Mesiaca a určiť dennú dobu (večer, ráno) v rôznych fázach mesiaca, naučiť orientáciu v teréne podľa fázy mesiaca; vykonávať pozorovania Mesiaca počas niekoľkých večerov.

učiteľ. Život na Zemi vznikol a existuje vďaka žiarivej energii slnečného svetla. Oheň primitívneho človeka, ropa, palivo vesmírnej rakety – to všetko je svetelná energia, ktorú kedysi skladovali rastliny a živočíchy. Čo si myslíte, že sa stane, ak Slnko zhasne? Zastavte slnečný prúd a na Zem budú padať dažde tekutého dusíka a kyslíka. Teplota sa bude blížiť k absolútnej nule, t.j. do -273 ° C. Zemský povrch pokryje sedemmetrová škrupina zamrznutých atmosférických plynov. Len občas sa v tejto ľadovej púšti stretneme s kalužami tekutého hélia.

Podľa astronómov Slnko zostane dlho v stacionárnom štádiu. A celý ten čas prinesie na Zem teplo a svetlo. Čo sa dá naučiť zo slnečných lúčov? Vďaka svetelnému toku vnímame a poznávame svet. Lúče svetla nám hovoria o polohe blízkych a vzdialených predmetov, o ich tvare a farbe. V homogénnom prostredí sa lúče šíria priamočiaro.

čo je svetlo? Svetlo je elektromagnetické žiarenie vnímané ľudským okom. Vlnové dĺžky tohto žiarenia sú veľmi malé a ležia v úzkom rozmedzí - od 0,38 do 0,77 mikrónov (380-770 nm).Svetlo má elektromagnetickú povahu. ( Na obrazovke alebo na interaktívnej tabuli tabuľka „Žiarenie a frekvencia“. )

Úlohy "Druhy žiarenia"

Aký druh žiarenia je elektromagnetické vlny 30 GHz? 600 THz? 100 kHz? 1200 THz?

Vypočítajte vlnové dĺžky týchto žiarení.

Zdroje svetla

učiteľ. Vyplňte tabuľku ( študenti pomenujú svetelné zdroje a príslušné bunky tabuľky „otvoria“ )/

prírodné zdroje	umelé zdroje
polárne žiary
	TV obrazovky
žiariaci hmyz

Zdroje žiarenia vidíme, pretože žiarenie, ktoré vytvárajú, zasiahne naše oči. Ale môžeme vidieť aj telesá, ktoré nie sú zdrojom žiarenia. prečo? Všetko je to o odrážaní svetla. Vidíme len osvetlené telá. V tme sú všetky mačky sivé, pretože tam nie je svetlo, čo znamená, že sa neodráža od objektu. Demokritos bol prvý, kto si uvedomil, že Mesiac svieti odrazom slnečného svetla. V závislosti od polohy Slnka, Zeme a Mesiaca sa vzhľad Mesiaca neustále mení.

Štúdium lunárnych fáz

(Zobrazí sa 2,5-minútové video . Tu je text rozprávania .) Zdá sa, že človek celý život beží po lunárnej ceste. Prvýkrát naň vstúpil, keď zdvihol hlavu a spýtal sa sám seba: „Prečo je Mesiac taký odlišný: dnes je okrúhly a zajtra má tvar polmesiaca? Po tisíckach rokov si uvedomil: Mesiac žiari svetlom odrazeným od Slnka. A točí sa okolo zeme. Počas tejto cesty je Mesiac medzi Zemou a Slnkom, takže temná strana Mesiaca je otočená k nám a my ju nevidíme. Toto je nový mesiac.

Asi po 7 dňoch začína prvý štvrťrok. Pri západe slnka je na južnej strane oblohy viditeľná pravá polovica Mesiaca. Okolo polnoci Mesiac zapadne pod obzor na západnej časti oblohy.

Bude to trvať ešte asi 7 dní a uvidíme spln. Objavuje sa večer na východnej strane oblohy. Teraz sa Zem nachádza medzi Mesiacom a Slnkom. O polnoci bude spln na najvyššom bode na juhu.

Polnoc však nie je 0:00. Vo Voroneži prichádza polnoc v zime o 0:23 a v lete o 1:23. V Moskve - o 0:30 a 1:30. V iných administratívnych centrách - v inom čase. (Pozri „Časové pásma v Rusku“ v novinách „Geografia-PS“,
číslo 39/2001. Linka pre regióny Tomsk a Kirov podlieha oprave: teraz v Tomsku je zadaný čas VI časovej zóny namiesto VII a v Kirovskej oblasti - III časové pásmo namiesto IV, takže čas poludnia treba skrátiť o 1 hodinu).

Po polnoci sa výška Mesiaca začína zmenšovať a ráno na západnej strane oblohy spln zapadne pod horizont.

Ďalšia fáza mesiaca je posledná štvrť. Mesiac sa objaví na východe o polnoci a bude viditeľný až do rána. Keď vyjde Slnko, starý mesiac sa akoby „rozpustí“ na južnej strane oblohy ...

Muž si teda vysvetlil, čo sú to mesačné fázy. A mesiac sa trochu vyjasnil, akoby sa priblížil.

Vyplnenie tabuľky „Fázy Mesiaca“.

(Na obrazovke je prázdna tabuľka, pri vysvetľovaní sa príslušné bunky „otvoria“ .)

učiteľ. Nakreslite polohu Mesiaca, Slnka a Zeme, keď je Mesiac vo fáze novu. ( Žiaci dokončia schému. )

Čo ak je Mesiac vo fáze prvej štvrtiny? ( Žiaci urobia kresbu .)

Pri pohľade na neúplný kotúč Mesiaca na oblohe nie každý presne určí, či ide o mladý mesiac alebo v strate. Úzky polmesiac novonarodeného mesiaca a polmesiac starého Mesiaca sa líšia iba tým, že ich vypukliny smerujú opačnými smermi. Na severnej pologuli je mladý mesiac vždy nasmerovaný svojou konvexnou stranou doprava, starý doľava. V stredných zemepisných šírkach južnej pologule je opak pravdou.

Úlohy „Fázy Mesiaca v animovaných filmoch“

1. Zobrazuje sa fragment z karikatúry „Dovolenka v Prostokvashine“.

Na obrazovke je strýko Fjodor, mačka a pes. "Toto je pravdepodobne fotopištoľ, ktorá sa ku mne dostala," hovorí pes. Všetci si povzdychnú. A nad domom vidieť úzky kosák mesiaca s vypuklou vpravo.

? V ktorú dennú dobu „priletela“ fotopuška? Nakreslite polohu Mesiaca, Zeme a Slnka.

Nápoveda . Poznámka: mesiac je úzky (prečo?). Usudzujeme: slnko je niekde blízko (kde? ktorým smerom?), obloha nie je celkom tmavá (prečo?). Vidíme len jasné hviezdy.

2. Zobrazuje fragment z karikatúry „Príbeh siedmich bogatyrov“.

Tsarevich Elizeus sa obracia na mesiac s prosbou, aby našiel princeznú. Na čo mesiac odpovedá: „Brat môj,// nevidel som červenú pannu. // Stojím na stráži // Len vo svojom rade. // Bezo mňa, princezná, zrejme, // prebehla. „Aké trápne,“ povzdychne si Elisha. Na obrazovke je úzky polmesiac mesiaca, vydutý doľava.

? S ktorým mesiacom (mladý alebo starý) sa princ Elizeus rozpráva?

Nápoveda. Mesiac je nízko nad obzorom. Ktorým smerom sa bude pohybovať?

3. Zobrazuje fragment z karikatúry „Hudobníci z mesta Brémy“.

Na obrazovke Trubadúra: „Závoj skryl lúč Slnka zlatej temnoty. //A zrazu medzi nami opäť vyrástol múr.//Pominie noc, pominie čas dažďa, vyjde Slnko.

? Na ktorej strane horizontu je Mesiac viditeľný?

Nápoveda. Na obrazovke vidíme spln nevysoko nad obzorom. Kedy vychádza mesiac v splne? Kedy ide za horizont?

4. Zobrazuje fragment z karikatúry „Tri z Prostokvashina“.

Strýko Fjodor a jeho priatelia hľadajú poklad.

? Aká je denná doba o tomto čase?

Nápoveda. Aký mesiac vidíš? Akým smerom by sa mal pohnúť?

5. Zobrazuje fragment z karikatúry „Tri z Prostokvashina“.

Poštár Pechkin klope na dvere. A nad domom vidieť úzky kosák mesiaca s vypuklou vpravo.

? Ktorým smerom sú okná otočené k horizontu?

6. Zobrazuje fragment z karikatúry „Snehuliak-mailer“.

Líška nesie list. Ale vlk zatarasí cestu. Mesiac svieti.

? Ktorým smerom padá tieň?

Nápoveda. Akú fázu má mesiac? Kde ju môžeš vidieť?

úlohy všímavosti, alebo Nájdite chybu

1. Zobrazuje sa fragment z karikatúry „Katerok“.

? Prečo je táto snímka zaujímavá? Kde môžete vidieť slnko vysoko nad hlavou?

Nápoveda. Na snímke vidíme Slnko aj Mesiac. Ale ktorá strana mesiaca je obrátená k slnku?

2. Prezentácia z karikatúry „Noc pred Vianocami“.

„Posledný deň pred Vianocami je za nami. Prišla jasná zimná noc. Mesiac majestátne stúpal k oblohe, aby svietil milí ľudia a po celom svete."

? Akú fázu má mesiac, ktorý „vystúpil“ nad horizont? Kedy môžete vidieť taký východ slnka?

Nápoveda. Mesiac vychádza nad obzor. A Slnko? ( Čakanie na odpoveď.) Veď aj slnko musí vychádzať ... Kto z vás videl mesiac vychádzať nad obzor v takejto fáze?

3. Prezentácia z karikatúry „Tri z Prostokvashina“.

Lopta. Je to tvoja chyba, že strýko Fyodor ochorel.

Matroskin. Prečo ja?

Lopta. Dal si mu studené mlieko. A ešte sa pochválil: Takto studené mlieko dáva moja krava!

(Zaklopať na dvere.)

Lopta. Kto je tam?

Lopta. V takomto počasí sedia doma, pozerajú televíziu.

? V ktorú dennú hodinu prišli chlapcovi rodičia? Súhlasí táto fáza mesiaca so Sharikovou frázou: „V takomto počasí sedia doma, pozerajú televíziu“?

Nápoveda . Na prvej snímke vidíme dve kreslené postavičky, na druhej pohľad na Mesiac z ich okna. Dá sa povedať, v ktorú dennú dobu si pes a mačka veci riešia?

4. Zobrazuje sa fragment z karikatúry „Dvanásť mesiacov“.

Mladý mesiac sa topí.// Hviezdy zhasínajú za sebou.

? Zodpovedá fragment karikatúry alebo tieto snímky textu?

Nápoveda. Na ľavej snímke vidíme mesiac nízko nad obzorom, na druhej sa tmavá obloha stáva svetlou. Hviezdy už nie sú viditeľné. V akej dennej dobe je možné vidieť taký mesiac?

5. Snímky z karikatúry „Dvanásť mesiacov“.

Z otvorených brán vychádza červené slnko!

? Kde je možné vidieť taký východ slnka?

Nápoveda. Na každej ďalšej snímke je Slnko vyššie a vyššie. Venujte pozornosť dráhe Slnka. Vychádza Slnko v stredných zemepisných šírkach? ( To je ťažká otázka pre deviatakov. Ak však nevedia odpovedať, otázku možno položiť doma a na nasledujúcej lekcii si na odpoveď venujte 1–2 minúty .)

učiteľ. Dnes sme na hodine riešili úlohy, pozerali animované filmy a určovali fázy mesiaca. Teraz, myslím, môžete ľahko určiť, či je na oblohe nový alebo starý mesiac. Ak na oblohe „vidíme“ písmeno „C“, toto je starý, ubúdajúci mesiac. A ak dostanete písmeno "P", keď nakreslíme priamku cez dva "extrémne" body mesiaca, potom máme rastúci, mladý mesiac. Francúzi majú svoje vlastné znaky. Ak uvidia latinské písmeno "R", Čo znamená premiér – najprv, potom to znamená, že prvá štvrť mesiaca rastie. Ak písmeno " d» – derniéra, posledný, posledná fáza mesiaca a mesiac je starý.

V južných zemepisných šírkach našej pologule si možno všimnúť, že polmesiac sa silno nakláňa na jednu stranu a bližšie k rovníku leží tak, že pôsobí ako čln hojdajúci sa na vlnách alebo ako jasný oblúk. V každom prípade by sa malo pamätať na to, že mladý mesiac je viditeľný večer na západnej strane oblohy, starý - ráno na východnej časti oblohy.

Nič nie je ohromujúcejšie vo svojej majestátnej, pomaly sa rozvíjajúcej kráse ako úplné zatmenie Slnka. V tejto lekcii (a ak je to možné, tak aj v ďalšej) by ste mali zvážiť aj podmienky začiatku zatmenia Slnka a Mesiaca, pretože sú výsledkom priamočiareho šírenia svetla. Aby nedošlo k preťaženiu študentov videami, táto časť hodiny môže prebiehať tradičnou formou s využitím textu učebnice a úloh zo zbierky didaktického materiálu o astronómii.

Blesková anketa

čo je svetlo? Aké druhy elektromagnetického žiarenia ľudské oko nevníma? Aký je rozdiel medzi neviditeľným elektromagnetickým žiarením a viditeľným žiarením? Prečo je Mesiac videný na oblohe v rôznych dňoch v mesiaci inak: niekedy ako úzky polmesiac, inokedy ako kotúč?

Domáca úloha

Nakreslite polohu Zeme, Slnka a Mesiaca, s ktorými hovoril princ Elizeus. Nakreslite, ako vyzerá mesiac v prvej štvrti. V akú dennú dobu je to v tejto fáze viditeľné? Pozrite si druhú kapitolu knihy „Zábavná astronómia“ Ja.I. Perelman a získajte odpovede na mnohé otázky týkajúce sa vzhľadu mesiaca. Kedy a kde je viditeľný nový mesiac a starý mesiac?

Odpovede

Druhy žiarenia

1. 30 GHz = 0,030 THz, ale 0,03 THz< 0,3 ТГц, значит, это радиоволна. Если скорость света равна произведению длины волны на его частоту, то длину волны найти легко, ведь скорость света известна и равна 300000км/с или 3 10 8 м/с.

Preto = v/ n = 1 cm.

2. 600 THz patrí do frekvenčného rozsahu viditeľného žiarenia. = 500 nm.

3. 100 kHz je mnohonásobne menšia ako 0,3 THz a to sú rádiové vlny. = 3 km.

4. Je ľahké pochopiť, že 1200 THz je vo frekvenčnom rozsahu ultrafialového žiarenia. = 250 nm.

Fázy mesiaca v karikatúrach

1. Mesiac nad strechou sa vydúva doprava. Toto je nový mesiac. Polmesiac je úzky, čo znamená, že sa nachádza blízko Slnka. Letné prázdniny. Slnko zapadá na severozápade, čo znamená, že mesiac je viditeľný v západnej časti horizontu.

2. Úzky kosák s vydutím vľavo je starý mesiac. Čoskoro vyjde slnko. Takýto mesiac je viditeľný v skorých ranných hodinách na východnej strane horizontu.

3. Je ťažké odpovedať na túto otázku pri pohľade na fragment karikatúry. Spln mesiaca je viditeľný večer na východe. O polnoci to možno vidieť na juhu a ráno - na západe. Ak však pieseň obsahuje slová „Noc prejde - príde ráno ...“ (budúci čas) a Mesiac nie je vysoko nad obzorom, možno je viditeľný na východnej strane. Alebo na juhu, ale určite nie na západe.

4. Za jeden alebo dva dni bude Mesiac vo fáze prvej štvrtiny. V tejto fáze je uhol medzi poludníkmi, kde sa nachádza Mesiac a Slnko, približne 90°. To znamená, že v súčasnosti je medzi Mesiacom a Slnkom približne 60–70 °. Polmesiac starého mesiaca nie je vysoko nad obzorom. Mesiac pomaly stúpa nad obzor. Čoskoro vyjde slnko. Asi za 3-4 hodiny bude svetlo. Traja z Prostokvašina hľadajú poklad, zrejme niekde po polnoci alebo skoro ráno.

5. Vidíme úzky kosák mesiaca, otočený doprava. Toto je mladý mesiac, preto je pred nami západná strana. A to znamená, že okná "pohľadujú" na východ.

6. Je mimoriadne ťažké odpovedať, pretože. za priaznivého počasia je spln viditeľný celú noc: večer, o polnoci a ráno. Môžete povedať toto: tieň rozhodne nepadá na juh. V stredných zemepisných šírkach severnej pologule sa Mesiac pohybuje zľava doprava a prechádza cez južný bod. Ale ak je večer, tieň padá na západ. Ak je polnoc, tak na sever a ak je ráno, tak tieň smeruje na východ.

Úlohy pre všímavosť (« Nájdite chyby»)

1. Slnko je vysoko nad hlavou. To je možné v tropickom pásme. Neosvetlená časť Mesiaca je obrátená k Slnku. Mohlo by to byť? Samozrejme, že nie.

2. Stredné zemepisné šírky na severnej pologuli povedia: „Je to mladý mesiac a mal by sa blížiť k obzoru na západnej strane oblohy. Ale z nejakého dôvodu Mesiac vychádza nad obzor. Môže to byť len v karikatúrach, nikdy nie v skutočnom živote!“

Obyvatelia stredných zemepisných šírok južnej pologule budú argumentovať: „Toto je „starý“ mesiac a skutočne vystúpi nad horizont, ale na východnej strane a jeho cesta pôjde sprava doľava, a nie ako zobrazené v karikatúre."

3. Upozornenie: za oknom je starý mesiac, čo znamená, že rodičia prišli skoro ráno. Zároveň znie veta: „V takomto počasí sedia doma a pozerajú televíziu.“ Ale TV sa väčšinou pozerá po večeroch. Umelci mali kresliť nie ranný mesiac, ale ten večerný.

4. Pre obyvateľov severnej pologule je to mladý mesiac. V lúčoch úsvitu sa večerný (mladý) mesiac nemôže „roztopiť“. Obyvatelia južnej pologule 12 až 13-krát do roka sledujú, ako sa taký mesiac „topí“ v lúčoch ranného úsvitu a po ňom „červené slnko vychádza z otvorených brán“. Ale taký mesiac mladým nenazvú. Pre obyvateľov Austrálie a Južnej Ameriky je stále starý. Možno S.Ya. Marshak pozoroval takýto „obrázok“ na južnej pologuli a bez pochopenia ho nazval mladým?

5. Žiaci vedia, že v stredných zemepisných šírkach severnej pologule vychádza Slnko nad obzor a pohybuje sa zľava doprava. Z hodín geografie si školáci pamätajú, že Slnko vychádza v pravom uhle k horizontu iba na rovníku, takže kreslené postavičky skončili v trópoch. Stáva sa to však iba 2-krát do roka: v dňoch jari a jesene rovnodennosti. Učiteľ môže povedať, že pred Novým rokom vyjde Slnko kolmo na horizont na rovnobežke 23,5° južnej šírky.

Ale taká zasnežená zima, ako je znázornená v karikatúre, sa nevyskytuje v trópoch! Umelci museli posunúť Slnko doprava, keď vychádzalo nad horizont.

Literatúra

Bespalov V.N.. Časové pásma v Rusku. - "Geography-PS", č. /2001 alebo http://besp.narod.ru

Gromov S.V.. Fyzika-9. – M.: Osveta, 2003.

Levitan E.N. Astronómia: Učebnica pre 11. ročník. - M .: Vzdelávanie, 1994 (a všetky nasledujúce vydania).

Malakhova G.I., Strout E.K. Didaktický materiál o astronómii. - M .: Vzdelávanie, 1989 (a všetky nasledujúce vydania).

Perelman Ya.I. Zábavná astronómia. – M.: Nauka, 1966.

Škvorcovová G. Kompetenčný prístup: pravidlá stanovovania cieľov učenia. - Prvý september, č.4, 5/2008.

Mesiac sa pohybuje okolo Zeme v rovnakom smere ako sa Zem otáča okolo svojej osi. Odrazom tohto pohybu, ako vieme, je zdanlivý pohyb Mesiaca na pozadí hviezd smerom k rotácii oblohy. Každý deň sa Mesiac pohybuje na východ vzhľadom k hviezdam asi o 13 ° a po 27,3 dňoch sa vráti k tým istým hviezdam, keď opísal celý kruh na nebeskej sfére.

Obdobie otáčania Mesiaca okolo Zeme vzhľadom na hviezdy(v inerciálna sústava referencia) nazývané hviezdne alebo hviezdne(z lat. sidus - hviezda) mesiac. Je to 27,3 dňa.

Zdanlivý pohyb mesiaca je sprevádzaný neustálou zmenou jeho vzhľadu - fázová zmena. Stáva sa to preto, že Mesiac zaujíma rôzne polohy vzhľadom na Slnko a Zem, ktorá ho osvetľuje. Diagram vysvetľujúci zmenu fáz mesiaca je znázornený na obrázku 20.

Keď je Mesiac pre nás viditeľný ako úzky kosáčik, zvyšok jeho kotúča tiež mierne žiari. Tento jav sa nazýva popolavý svetlo a vysvetľuje sa tým, že Zem osvetľuje nočnú stranu Mesiaca odrazeným slnečným žiarením.

Časový interval medzi dvoma po sebe nasledujúcimi identickými fázami mesiaca sa nazýva synodický mesiac.(z gr. synodos – spojenie); je obdobie otáčania Mesiaca okolo Zeme vzhľadom na Slnko. Je to (ako ukazujú pozorovania) 29,5 dňa.

Synodický mesiac je teda dlhší ako hviezdny mesiac. Je to ľahké pochopiť, pretože vieme, že rovnaké fázy Mesiaca sa vyskytujú v rovnakých polohách vzhľadom na Zem a Slnko. Na obrázku 21 vzájomná poloha Zeme T a Mesiaca L zodpovedá okamihu novu. Mesiac L po 27,3 dňoch, po vykonaní úplnej otáčky, zaujme svoju predchádzajúcu polohu vzhľadom na hviezdy. Počas tejto doby Zem T spolu s Mesiacom prejde pozdĺž svojej obežnej dráhy vzhľadom na Slnko oblúk TT 1 rovný takmer 27 °, pretože sa každý deň posunie asi o 1 °. Aby Mesiac L 1 zaujal svoju bývalú polohu voči Slnku a Zemi T 1 (prišiel k novu), bude to trvať ešte dva dni. Mesiac skutočne prechádza 360 ° za deň: 27,3 dňa = 13 ° / deň, aby prešiel oblúkom 27 °, potrebuje. 27°: 13°/deň = 2 dni. Ukazuje sa teda, že synodický mesiac Mesiaca je približne 29,5 pozemského dňa.

Vždy vidíme len jednu pologuľu Mesiaca. Toto je niekedy vnímané ako absencia jeho axiálnej rotácie. V skutočnosti je to kvôli rovnosti periód rotácie Mesiaca okolo svojej osi a jeho rotácie okolo Zeme.

Overte si to kruhovaním objektu okolo seba a zároveň jeho otáčaním okolo osi s periódou rovnajúcou sa perióde kruhu.

Mesiac sa otáča okolo svojej osi a striedavo sa otáča rôznymi stranami smerom k Slnku. Preto na Mesiaci dochádza k zmene dňa a noci a slnečný deň sa rovná synodickému obdobiu (jeho revolúcia voči Slnku). Na Mesiaci sa teda dĺžka dňa rovná dvom pozemským týždňom a naše dva týždne tam tvoria noc.

Je ľahké pochopiť, že fázy Zeme a Mesiaca sú navzájom opačné. Keď je Mesiac takmer v splne, Zem je z Mesiaca viditeľná ako úzky kosáčik. Na obrázku 42 je fotografia oblohy a mesačného horizontu so Zemou, na ktorej je viditeľná len jej osvetlená časť – menej ako polkruh.

Cvičenie 5

1. Polmesiac Mesiaca je večer vydutý vpravo a blízko horizontu. Na ktorej strane horizontu je?

2. Dnes došlo k hornému vyvrcholeniu Mesiaca o polnoci. Kedy je ďalší horný vrchol Mesiaca?

3. V akých časových intervaloch hviezdy kulminujú na Mesiaci?

2. Zatmenie Mesiaca a Slnka

Zem a Mesiac, osvetlené Slnkom (obr. 22), vrhajú kužele tieňa (konvergentné) a kužele penumbry (divergentné). Keď Mesiac úplne alebo čiastočne padne do tieňa Zeme, kompletný alebo čiastočné zatmenie Mesiaca. Zo Zeme je vidieť súčasne zo všetkých miest, kde je Mesiac nad obzorom. Fáza úplného zatmenia Mesiaca pokračuje, kým Mesiac nezačne vychádzať zo zemského tieňa, a môže trvať až 1 hodinu 40 minút. Slnečné lúče, lámané v zemskej atmosfére, dopadajú do kužeľa zemského tieňa. V tomto prípade atmosféra silne absorbuje modré a susedné lúče (pozri obr. 40) a do kužeľa prepúšťa najmä červené, ktoré sú absorbované slabšie. Preto sa Mesiac počas veľkej fázy zatmenia sfarbí dočervena a úplne nezmizne. Za starých čias sa zatmenie Mesiaca obávalo ako strašné znamenie, verilo sa, že „mesiac krváca“. Zatmenia Mesiaca sa vyskytujú až trikrát do roka, oddelené takmer polročnými intervalmi, a, samozrejme, len pri splne.

Zatmenie Slnka možno vnímať ako úplné zatmenie len vtedy, keď na Zem dopadne škvrna mesačného tieňa.. Priemer škvrny nepresahuje 250 km, a preto je úplné zatmenie Slnka súčasne viditeľné len na malej časti Zeme. Keď sa Mesiac pohybuje po svojej obežnej dráhe, jeho tieň sa pohybuje po Zemi zo západu na východ a postupne vytvára úzky pás úplného zatmenia (obr. 23).

Tam, kde na Zem dopadá penumbra Mesiaca, dochádza k čiastočnému zatmeniu Slnka.(obr. 24).

V dôsledku malej zmeny vo vzdialenostiach Zeme od Mesiaca a Slnka je zdanlivý uhlový priemer Mesiaca buď o niečo väčší, alebo o niečo menší ako ten slnečný, alebo sa mu rovná. V prvom prípade úplné zatmenie Slnka trvá až 7 minút 40 s, v treťom - iba jeden okamih a v druhom prípade Mesiac úplne nezakrýva Slnko, pozoruje sa prstencové zatmenie. Potom je okolo tmavého disku Mesiaca viditeľný žiariaci okraj slnečného disku.

Na základe presnej znalosti pohybových zákonov Zeme a Mesiaca sa počítajú momenty zatmení a kde a ako budú viditeľné na stovky rokov dopredu. Boli zostavené mapy znázorňujúce pásmo úplného zatmenia, čiary (izofázy), kde bude zatmenie viditeľné v rovnakej fáze, a čiary, voči ktorým je možné pre každú lokalitu spočítať momenty začiatku, konca a stredu zatmenia. .

Ročné zatmenia Slnka na Zemi môžu byť dve až päť, v druhom prípade určite súkromné. V priemere na tom istom mieste je úplné zatmenie Slnka pozorované veľmi zriedkavo - iba raz za 200-300 rokov.

Pre vedu sú mimoriadne zaujímavé úplné zatmenia Slnka, ktoré predtým v nevedomých ľuďoch inšpirovali poverčivé hrôzy. Takéto zatmenia boli považované za znamenie vojny, konca sveta.

Astronómovia podnikajú expedície do pásma úplného zatmenia, aby študovali vonkajšie riedke škrupiny Slnka, neviditeľné priamo mimo zatmenia, počas niekoľkých sekúnd, zriedkavo minút úplnej fázy. Pri úplnom zatmení Slnka obloha stmavne, pozdĺž obzoru horí žeravý prstenec - žiara atmosféry osvetlená lúčmi Slnka v oblastiach, kde je zatmenie neúplné, okolo sa rozprestierajú perlové lúče takzvanej slnečnej koróny. čierny slnečný kotúč (pozri obr. 69).

Ak by sa rovina obežnej dráhy Mesiaca zhodovala s rovinou ekliptiky, potom by pri každom novom mesiaci došlo k zatmeniu Slnka a pri každom splne by k zatmeniu Mesiaca. Rovina lunárnej obežnej dráhy však pretína rovinu ekliptiky pod uhlom 5° 9". Preto Mesiac zvyčajne prechádza na sever alebo na juh od roviny ekliptiky a k zatmeniam nedochádza. Iba počas dvoch ročných období, s odstupom takmer pol roka, keď je Mesiac počas splnu a novu blízko ekliptiky, je možné zatmenie.

Rovina lunárnej obežnej dráhy rotuje vo vesmíre (toto je jeden z typov porúch v pohybe Mesiaca spôsobených príťažlivosťou Slnka) * a urobí úplný obrat za 18 rokov. Preto sa obdobia možných zatmení posúvajú podľa dátumov v roku. Vedci staroveku si všimli periodicitu zatmení spojenú s týmto 18-ročným obdobím, a preto mohli približne predpovedať začiatok zatmení. Teraz sú chyby v predpovedi momentov zatmenia menšie ako 1 s.

Informácie o nadchádzajúcich zatmeniach a podmienkach ich viditeľnosti sú uvedené v „Školskom astronomickom kalendári“.

Cvičenie 6

1. Včera bol spln mesiaca. Mohlo by zajtra nastať zatmenie Slnka? o týždeň?

2. Pozajtra bude zatmenie Slnka. Bude dnes mesačná noc?

3. Je možné pozorovať zatmenie Slnka 15. novembra zo severného pólu Zeme? 15. apríla? Vysvetlite odpoveď.

4. Je možné vidieť zatmenie Mesiaca v júni a novembri zo severného pólu Zeme? Vysvetlite odpoveď.

5. Ako rozlíšiť fázu zatmenia Mesiaca od jednej z jeho obvyklých fáz?

6. Aké je trvanie zatmení Slnka na Mesiaci v porovnaní s ich trvaním na Zemi?