Matomas mėnulio judėjimas ir fazės. Orientacija pagal saulę, mėnulį ir žvaigždes Pusmėnulis yra išgaubtas į dešinę ir arti horizonto

V. N. Bespalovas,
4 internatinė mokykla, Voronežas

Šviesa. Optiniai reiškiniai. 9 klasė

Pamoka, paaiškinanti naują medžiagą naudojant animacinių filmų rėmelius

Gaila, kad astronomija kaip akademinis dalykas palieka mokyklas. Integracija su fizika gali būti naudinga, tačiau mažai tikėtina, kad fizikai praleis daug laiko tyrinėdami astronominius reiškinius. O moksleiviai daug ką praras. Sutikite, Saulės sistemos studijos 5 klasėje vargu ar išliks mokinių atmintyje, o reliatyvumo teorijos rėmuose, žinoma, niekas nekalbės apie vasarą ir motinystės laiką. O dabar iš didžiojo ekrano girdime: „METEOR streikai sukėlė dinozaurų mirtį“, „...vasaros laikas 2 valandomis lenkia standartinį laiką“ ir kt. Daugelis pradeda tikėti, kad žvaigždės krenta, o judant iš Astrachanės į Maskvą galite pamatyti daugiau žvaigždynų. Studijuojant lęšius mokyklos programoje nėra laiko tyrinėti teleskopų sandaros. Ir mokiniai ir toliau manys, kad „teleskopai priartina planetas“, o ne „teleskopai padidina matymo kampą“. Mechanikoje nėra vietos tyrinėti meteorų ir meteoritų judėjimą. Ir kai kurie pradeda tikėti, kad žvaigždės krenta. Bet nekalbėkime apie liūdnus dalykus.

Straipsnis parengtas su „Protektor“ internetinės parduotuvės parama. Jei nuspręsite įsigyti kokybiškas ir patikimas automobilių padangas, geriausia išeitis – kreiptis į Protector internetinę parduotuvę. Paspaudę nuorodą: „Marshal padangos“ galite užsisakyti padangas konkurencinga kaina neišeidami iš monitoriaus ekrano. Išsamesnę informaciją apie kainas ir šiuo metu galiojančias akcijas rasite svetainėje padangos-spb.ru.

Siūloma pamoka gali būti mokoma studijuojant tiesinį šviesos sklidimą temoje „Optiniai reiškiniai“. Šiai pamokai aš padariauDVD- 1991 m. laidų diskai, suskaitmeninti ir perbalsinti įrašai vaizdo kasetėjed) Žinoma, kokybė palieka daug norimų rezultatų. Būtų gerai, kad mūsų Švietimo ministerija pamokoms rengtų 5-10 minučių filmus, kaip prieš 15-20 metų. Dabar yra diskai „Atvira fizika“, „Atvira astronomija“, bet vis tiek norėčiau turėti filmų. Gal ir pažeidžiau mūsų animatorių autorines teises, bet fizikos pamokose rodant animacinių filmukų fragmentus galima pažvelgti į video medžiagą iš kitos pusės – mokomoji.Kažkada rodė kanalas „Rossija“.
26 Kanados animacinio serialo „Stebuklingasis mokyklos autobusas“ serijos. Pedagoginiu požiūriu tai būtų naudinga popamokinėje veikloje, o fragmentai galėtų būti įtraukti į fizikos, biologijos, astronomijos pamokas. Bet kur aš galiu gauti šį animacinį filmą? Turiu VCR įrašų, kai ką groju pamokose, bet dabar noriu kokybiškesnių įrašų, nes mokyklose atsirado multimedijos projektoriai.

Pamokos pabaigoje galite parodyti dviejų minučių filmuką apie užtemimus kaip tiesiojo šviesos sklidimo pasekmę ir išspręsti 2-3 uždavinius iš knygos KAS??Malakhova G.I.., Strout E.K.

Po šios pamokos mokiniai norėjo daugiau sužinoti apie Mėnulį, todėl surengiau klausimų ir atsakymų vakarą, kuriame rodžiau senus įrašusDVD-diskų filmai apie Mėnulį. Į klausimus atsakinėjo ir mokiniai, kurie turėjo patirties dalyvaujant mokykliniame NPD.

Pamokos tikslai: sužinokite, kas yra šviesa; suprasti, kodėl matome šviesos šaltinius ir kūnus, kurie nėra šaltiniai; kodėl keičiasi Mėnulio išvaizda danguje; išmokti apskaičiuoti spinduliuotės bangos ilgį, jei žinomas jos dažnis, nubrėžti Žemės, Saulės ir Mėnulio vietą bei nustatyti paros laiką (vakaro, ryto) skirtingomis Mėnulio fazėmis, išmokyti orientuotis reljefoje pagal Mėnulio fazes; keletą vakarų atlikti Mėnulio stebėjimus.

Mokytojas. Gyvybė Žemėje atsirado ir egzistuoja dėl saulės spindulių energijos. Pirmykščio žmogaus ugnis, nafta, kosminės raketos kuras – visa tai šviesos energija, kurią kadaise sukaupė augalai ir gyvūnai. Kaip manote, kas nutiks, jei saulė užges? Jei saulės srautas sustos, Žemę iškris skysto azoto ir deguonies lietus. Temperatūra priartės prie absoliutaus nulio, t.y. iki –273 ° C. Žemės paviršių dengs septynių metrų užšalusių atmosferos dujų apvalkalas. Tik kartais šioje ledinėje dykumoje rasite skysto helio balų.

Pasak astronomų, Saulė ilgą laiką išliks nejudančioje padėtyje. Ir visą šį laiką jis atneš į Žemę šilumą ir šviesą. Ko galima pasimokyti iš saulės spindulių? Šviesos srauto dėka mes suvokiame ir suprantame mus supantį pasaulį. Šviesos spinduliai pasakoja apie artimų ir tolimų objektų padėtį, jų formą ir spalvą. Vienalytėje terpėje spinduliai sklinda tiesia linija.

Kas yra šviesa? Šviesa yra elektromagnetinė spinduliuotė, kurią suvokia žmogaus akis. Šios spinduliuotės bangos ilgiai yra labai trumpi ir yra siaurame diapazone – nuo ​​0,38 iki 0,77 mikrono (380–770 nm).Šviesa yra elektromagnetinio pobūdžio. ( Ekrane arba interaktyvioje lentoje yra lentelė „Radiacija ir dažnis“. )

Užduotys „Spinduliavimo rūšys“

Kokio tipo spinduliuotė yra 30 GHz dažnio elektromagnetinės bangos? 600 THz? 100 kHz? 1200 THz?

Apskaičiuokite šių spindulių bangos ilgius.

Šviesos šaltiniai

Mokytojas. Užpildykime lentelę ( Studentai pavadina šviesos šaltinius ir atitinkamas lentelės langelius „atidaro“ )/

Natūralūs šaltiniai	Dirbtiniai šaltiniai
Auroras
	Įjungtų televizorių ekranai
Švytintys vabzdžiai

Mes matome spinduliuotės šaltinius, nes jų sukuriama spinduliuotė patenka į akis. Tačiau galime pamatyti ir kūnus, kurie nėra spinduliuotės šaltiniai. Kodėl? Viskas priklauso nuo šviesos atspindžio. Matome tik apšviestus kūnus. Tamsoje visos katės yra pilkos, nes nėra šviesos, vadinasi, ji neatsispindi nuo objekto. Demokritas pirmasis suprato, kad Mėnulis šviečia nuo atsispindėjusių saulės spindulių. Priklausomai nuo Saulės, Žemės ir Mėnulio padėties, Mėnulio išvaizda nuolat kinta.

Mėnulio fazių tyrimas

(Rodomas 2,5 minutės vaizdo įrašas . Štai pranešėjos tekstas .) Tarsi žmogus visą gyvenimą bėgo mėnulio taku. Pirmą kartą užlipęs ant jo koją, jis pakėlė galvą ir paklausė savęs: „Kodėl Mėnulis toks skirtingas: šiandien jis apvalus, o rytoj pusmėnulio formos? Po tūkstančių metų jis suprato: Mėnulis šviečia nuo Saulės atsispindėjusia šviesa. Ir sukasi aplink Žemę. Šios kelionės metu Mėnulis yra tarp Žemės ir Saulės, todėl tamsioji Mėnulio pusė yra atsukta į mus, o mes jos nematome. Tai jaunatis.

Po maždaug 7 dienų prasideda pirmasis ketvirtis. Dešinė Mėnulio pusė matoma pietiniame danguje saulėlydžio metu. Apie vidurnaktį vakarų danguje Mėnulis nusileis žemiau horizonto.

Praeis dar apie 7 dienas ir pamatysime pilnatį. Jis pasirodo vakare rytiniame danguje. Dabar Žemė yra tarp Mėnulio ir Saulės. Vidurnaktį pilnatis bus didžiausiame pietuose.

Tačiau vidurnaktis nėra 0. Voroneže vidurnaktis būna 0:23 žiemą ir 1:23 vasarą. Maskvoje - atitinkamai 0:30 ir 1:30. Kituose administraciniuose centruose – skirtingu laiku. (Žr. „Laiko juostos Rusijos teritorijoje“ laikraštyje „Geography-PS“,
Nr.39/2001. Tomsko ir Kirovo sritims skirta eilutė koreguojama: dabar Tomske vietoj VII įvestas VI laiko juostos laikas, o Kirovo srityje - III, o ne IV laiko juosta, todėl vidurdienio laikas turi būti nustatytas. sutrumpinti 1 valanda).

Po vidurnakčio Mėnulio aukštis pradeda mažėti, o ryte vakariniame danguje Mėnulio pilnatis nusileis žemiau horizonto.

Kita Mėnulio fazė yra paskutinis ketvirtis. Mėnulis pasirodo rytuose vidurnaktį ir bus matomas iki ryto. Saulei patekėjus, senasis mėnuo tarsi „ištirps“ pietinėje dangaus pusėje...

Taip vyras paaiškino sau, kas yra mėnulio fazės. Ir Mėnulis tapo šiek tiek aiškesnis, tarsi arčiau.

Mėnulio fazių lentelės pildymas

(Ekrane yra tuščia lentelė; kai paaiškinama, atitinkami langeliai „atidaromi“ .)

Mokytojas. Nubrėžkite Mėnulio, Saulės ir Žemės padėtis, kai Mėnulis yra jaunaties fazėje. ( Mokiniai piešia scheminį piešinį. )

Ką daryti, jei Mėnulis yra pirmojo ketvirčio fazėje? ( Mokiniai piešia piešinį .)

Matydami danguje nepilną Mėnulio diską, ne visi gali tiksliai nustatyti, ar mėnuo jaunas, ar mažėja. Siauras ką tik gimusio mėnesio ir senojo Mėnulio pusmėnulis skiriasi tik tuo, kad jų išgaubimai yra priešingomis kryptimis. Šiaurės pusrutulyje jaunasis mėnuo visada nukreiptas išgaubta puse į dešinę, senasis - į kairę. Vidurinėse pietinio pusrutulio platumose yra atvirkščiai.

Problemos „Mėnulio fazės animaciniuose filmuose“

1. Rodomas fragmentas iš animacinio filmo „Atostogos Prostokvašino mieste“.

Ekrane – dėdė Fiodoras, katė ir šuo. „Tai tikriausiai yra fotoaparatas, kuris atkeliavo pas mane“, - sako šuo. Visi atsidūsta. O virš namo matosi į dešinę išgaubtas siauras mėnesio pusmėnulis.

? Kokiu paros metu „atvyko“ fotopistoletas? Nubrėžkite Mėnulio, Žemės ir Saulės vietą.

Užuomina . Atkreipkite dėmesį: mėnuo siauras (kodėl?). Darome išvadą: Saulė kažkur šalia (kur? kuria kryptimi?), dangus ne visai tamsus (kodėl?). Matome tik ryškias žvaigždes.

2. Rodomas fragmentas iš animacinio filmo „Septynių riterių pasaka“.

Tsarevičius Eliziejus kreipiasi į mėnesį su prašymu surasti princesę. Į ką mėnuo atsako: „Mano broli, // Raudonosios mergelės nemačiau. //Aš stoviu sargyboje //Tik savo ruožtu. //Princesė, matyt, //pabėgo be manęs. „Kokia gėda“, – atsidūsta Eliziejus. Ekrane yra siauras mėnesio pusmėnulis, išgaubtas į kairę.

? Su kuriuo mėnesiu (jaunu ar senu) kalba princas Elisha?

Užuomina. Mėnuo yra žemai virš horizonto. Kuria kryptimi jis judės?

3. Rodomas animacinio filmo „Brėmeno muzikantai“ fragmentas.

Ekrane Trubadūras: „Auksinės tamsos saulės spindulį slėpė šydas. //Ir staiga tarp mūsų vėl išaugo siena.//Praeis naktis, praeis audringas laikas, pakils Saulė.

? Kurioje horizonto pusėje matomas Mėnulis?

Užuomina. Ekrane matome pilnatį žemai virš horizonto. Kada pakyla pilnatis? Kada jis pasirodo už horizonto?

4. Rodomas fragmentas iš animacinio filmo „Trys iš Prostokvašino“.

Dėdė Fiodoras ir jo draugai ieško lobio.

? Koks paros metas šiuo metu?

Užuomina. Kokį mėnesį matai? Kuria kryptimi jis turėtų judėti?

5. Rodomas fragmentas iš animacinio filmo „Trys iš Prostokvašino“.

Į duris pasibeldžia paštininkas Pečkinas. O virš namo matosi į dešinę išgaubtas siauras mėnesio pusmėnulis.

? Į kurią horizonto pusę nukreipti langai?

6. Rodomas fragmentas iš animacinio filmo „Sniego senis paštininkas“.

Lapė neša laišką. Tačiau kelią užtveria vilkas. Mėnulis šviečia.

? Į kurią pusę krenta šešėlis horizonte?

Užuomina. Kokią fazę turi mėnulis? Kur tu gali ją pamatyti?

Mindfulness užduotys arba Raskite klaidą

1. Rodomas fragmentas iš animacinio filmo „Caterok“.

? Kuo ši skaidrė įdomi? Kur gali pamatyti saulę aukštai virš galvos?

Užuomina. Skaidrėje matome ir Saulę, ir Mėnulį. Bet į kurią pusę mėnuo nukreiptas į Saulę?

2. Skaidrių demonstracija iš animacinio filmo „Naktis prieš Kalėdas“.

„Praėjo paskutinė diena prieš Kalėdas. Atėjo giedri žiemos naktis. Mėnuo didingai pakilo į dangų, kad nušviestų gerus žmones ir visą pasaulį.

? Kokią fazę turi mėnuo, kai jis „pakyla“ virš horizonto? Kada galima pamatyti tokį saulėtekį?

Užuomina. Mėnulis pakyla virš horizonto. O Saulė? ( Laukiama atsakymo.) Saulė irgi turėtų pakilti... Kas iš jūsų matė tokį mėnesį kylantį virš horizonto?

3. Rodyti animacinio filmo „Trys iš Prostokvašino“ skaidres.

Kamuolys. Tu kaltas, kad dėdė Fiodoras susirgo.

Matroskinas. Kodėl aš?

Kamuolys. Tu davei jam šalto pieno. Ir dar pasigyrė: štai šaltą pieną duoda mano karvė!

(Pasigirsta beldimas į duris.)

Kamuolys. Kas ten?

Kamuolys. Tokiu oru jie sėdi namuose ir žiūri televizorių.

? Kokiu paros metu atvyko berniuko tėvai? Ar ši Mėnulio fazė sutinka su Šariko fraze: „Tokiu oru jie sėdi namuose, žiūri televizorių“?

Užuomina . Pirmoje skaidrėje matome du animacinių filmų personažus, antroje – Mėnulio vaizdą pro jų langą. Ar galima pasakyti, kuriuo paros metu šuo ir katė sutvarko reikalus?

4. Rodomas fragmentas iš animacinio filmo „Dvylika mėnesių“.

Jaunas mėnuo tirpsta.// Žvaigždės užgęsta iš eilės.

? Ar tekstas atitinka animacinio filmo fragmentą ar šias skaidres?

Užuomina. Kairėje skaidrėje matome mėnesį žemai virš horizonto, antroje skaidrėje tamsus dangus tampa šviesus. Žvaigždžių nebesimato. Kokiu paros metu galima pamatyti tokį mėnesį?

5. Skaidrės iš animacinio filmo „Dvylika mėnesių“.

Raudona saulė išeina pro atvirus vartus!

? Kur galima stebėti tokį saulėtekį?

Užuomina. Kiekvienoje paskesnėje skaidrėje Saulė kyla vis aukščiau. Atkreipkite dėmesį į Saulės trajektoriją. Ar taip Saulė teka vidutinėse platumose? ( Tai sunkus klausimas devintokams. Bet jei negali atsakyti, klausimą galima pateikti namuose, o kitoje pamokoje atsakymui skirti 1-2 minutes. .)

Mokytojas. Šiandien klasėje sprendėme uždavinius, žiūrėjome animacinius filmus ir nustatėme mėnulio fazes. Dabar manau, kad jūs galite lengvai nustatyti, ar mėnuo yra jaunas, ar senas danguje. Jei danguje „matome“ raidę „C“, tai senas, blėstantis mėnuo. Ir jei mes gauname raidę „P“, kai brėžiame tiesią liniją per du „kraštutinius“ mėnesio taškus, tada turime augantį, jauną mėnesį. Prancūzai turi savo ženklus. Jei jie mato lotynišką raidę "R", Ką reiškia premjeras – Pirmas, tada tai rodo pirmąjį Mėnulio ketvirtį, augantį. Jei gausite laišką " d» – dernier, paskutinis, paskutinė mėnulio fazė, o mėnuo senas.

Pietinėse mūsų pusrutulio platumose galima pastebėti, kad mėnesio pusmėnulis stipriai pasviręs į vieną pusę, o arčiau pusiaujo guli taip, kad atrodo kaip ant bangų siūbuojanti valtis, ar lengva arka. Bet kuriuo atveju reikia atsiminti, kad jaunas mėnuo matomas vakare vakarinėje dangaus dalyje, senasis – ryte – rytinėje dangaus dalyje.

Niekas nėra taip stulbinantis kaip visiškas saulės užtemimas su savo didingu, lėtai besiskleidžiančiu grožiu. Šioje pamokoje (ir, jei įmanoma, kitoje) taip pat turėtumėte atsižvelgti į saulės ir Mėnulio užtemimų atsiradimo sąlygas, nes jie yra tiesinio šviesos sklidimo pasekmė. Kad mokiniai nebūtų perkrauti vaizdo įrašais, šią pamokos dalį galima dėstyti tradicine forma, naudojant vadovėlio tekstą ir užduotis iš astronomijos didaktinės medžiagos rinkinio.

Blitz apklausa

Kas yra šviesa? Kokių tipų elektromagnetinės spinduliuotės žmogaus akis nesuvokia? Kuo nematoma elektromagnetinė spinduliuotė skiriasi nuo matomos spinduliuotės? Kodėl skirtingomis mėnesio dienomis Mėnulis danguje matomas skirtingai: kartais kaip siauras pusmėnulis, kartais – disko pavidalu?

Namų darbai

Nupieškite Žemės, Saulės ir mėnesio, su kuriuo kalbėjosi princas Eliziejus, vietą. Nupieškite, kaip atrodo Mėnulis pirmąjį ketvirtį. Kokiu paros metu jis matomas šiame etape? Pažiūrėkite į antrąjį knygos „Pramoginė astronomija“ skyrių. Taip.I.Perelmanas ir gauti atsakymus į daugelį klausimų, susijusių su Mėnulio išvaizda. Kada ir kur matomi jauni ir seni mėnuliai?

Atsakymai

Radiacijos rūšys

1. 30 GHz = 0,030 THz, bet 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.

Todėl = v/ n = 1 cm.

2. 600 THz priklauso matomos spinduliuotės dažnių diapazonui. = 500 nm.

3. 100 kHz yra daug kartų mažesnis nei 0,3 THz, ir tai yra radijo bangos. = 3 km.

4. Nesunku suprasti, kad 1200 THz yra ultravioletinės spinduliuotės dažnių diapazone. = 250 nm.

Mėnulio fazės animaciniuose filmuose

1. Mėnuo virš stogo yra išgaubtas į dešinę. Tai naujas mėnuo. Pjautuvas yra siauras, o tai reiškia, kad jis yra arti Saulės. Vasaros atostogos. Saulė leidžiasi šiaurės vakaruose, o tai reiškia, kad mėnuo matomas vakarų horizonte.

2. Siauras pjautuvas, išgaubtas į kairę, yra senas mėnuo. Netrukus pakils saulė. Toks mėnuo matomas ankstyvą rytą rytinėje horizonto pusėje.

3. Į šį klausimą sunku atsakyti žiūrint animacinio filmo fragmentą. Mėnulio pilnatis matoma vakare rytuose. Vidurnaktį jį galima pamatyti pietuose, o ryte – vakaruose. Bet jei dainoje yra žodžiai „Praeis naktis – ateis rytas...“ (ateities laikas), o Mėnulis neaukštai virš horizonto, tai galbūt jis matomas rytų kryptimi. Arba pietuose, bet tikrai ne vakaruose.

4. Po vienos ar dviejų dienų Mėnulis bus pirmojo ketvirčio fazėje. Šioje fazėje kampas tarp dienovidinių, kuriuose yra Mėnulis ir Saulė, yra maždaug 90°. Tai reiškia, kad šiuo metu tarp Mėnulio ir Saulės yra maždaug 60–70°. Senojo mėnesio pusmėnulis yra žemai virš horizonto. Mėnuo pamažu kyla virš horizonto. Netrukus pakils saulė. Šviesu bus maždaug po 3-4 valandų. Trys iš Prostokvašino ieško lobių, matyt, kažkada po vidurnakčio ar anksti ryte.

5. Matome siaurą mėnesio pusmėnulį, nukreiptą į dešinę. Tai jaunas mėnuo, todėl priešais mus yra vakarų pusė. Tai reiškia, kad langai „žiūri“ į rytus.

6. Labai sunku atsakyti, nes... palankiu oru Mėnulio pilnatis matoma visą naktį: vakare, vidurnaktį ir ryte. Galime pasakyti taip: šešėlis tikrai nekrenta į pietus. Vidutinėse šiaurinio pusrutulio platumose Mėnulis juda iš kairės į dešinę ir eina per pietinį tašką. Bet jei vakaras, tada šešėlis krenta į vakarus. Jei vidurnaktis, tai į šiaurę, o jei rytas, tai šešėlis nukreiptas į rytus.

Mindfulness užduotys (« Rasti klaidų»)

1. Saulė aukštai virš galvos. Tai įmanoma atogrąžų zonoje. Neapšviesta Mėnulio dalis atsukta į Saulę. Ar tai gali būti įmanoma? Žinoma ne.

2. Šiaurės pusrutulio vidutinių platumų gyventojai sakys: „Tai jaunas mėnuo ir turėtų artėti prie horizonto vakariniame danguje. Tačiau kažkodėl mėnuo pakyla virš horizonto. Taip gali nutikti tik animaciniuose filmuose, niekada gyvenime!

Pietų pusrutulio vidutinių platumų gyventojai ginčysis: „Tai yra „senas“ mėnuo, ir jis tikrai pakils virš horizonto, bet rytinėje pusėje, ir jo kelias eis iš dešinės į kairę, o ne kaip. parodyta animaciniame filme“.

3. Atkreipkite dėmesį: už lango senas mėnuo, vadinasi, tėvai atvyko anksti ryte. Tuo pačiu metu skamba frazė: „Tokiu oru jie sėdi namuose, žiūri televizorių“. Tačiau dažniausiai jie televizorių žiūri vakarais. Menininkai turėjo tapyti ne rytinį mėnesį, o vakarinį.

4. Šiaurės pusrutulio gyventojams tai jaunas mėnuo. Aušros spinduliuose vakarinis (jaunas) mėnuo negali „tirpti“. Pietų pusrutulio gyventojai 12–13 kartų per metus stebi, kaip toks mėnuo „tirpsta“ ryto aušros spinduliuose, o po jo „iš atvirų vartų išlenda raudona saulė“. Tačiau jie nepavadins to mėnesiu jaunimui. Jis vis dar senas Australijos ir Pietų Amerikos gyventojams. Gal S.Ya.Marshak pastebėjo tokį „vaizdą“ Pietų pusrutulyje ir, nesuprasdamas, pavadino jį jaunu?

5. Mokiniai žino, kad Šiaurės pusrutulio vidurinėse platumose Saulė pakyla virš horizonto, judėdama iš kairės į dešinę. Iš geografijos pamokų moksleiviai prisimena, kad tik ties pusiauju Saulė teka stačiu kampu į horizontą, todėl animacinių filmų personažai atsidūrė tropikuose.Tačiau tai nutinka tik 2 kartus per metus: pavasario ir rudens dienomis. lygiadieniai. Mokytojas gali pasakyti, kad prieš Naujuosius metus Saulė pakils statmenai horizontui 23,5° pietų platumos lygiagretėje.

Tačiau tokios snieguotos žiemos, kaip parodyta animaciniame filme, tropikuose nebūna! Menininkai turėjo nukreipti Saulę į dešinę, kai ji pakilo virš horizonto.

Literatūra

Bespalovas V.N.. Laiko juostos Rusijoje. – „Geografija-PS“, Nr. /2001 arba http://besp.narod.ru

Gromovas S.V.. Fizika-9. – M.: Švietimas, 2003.

Levitanas E.N.. Astronomija: vadovėlis 11 klasei. – M.: Švietimas, 1994 (ir visi vėlesni leidimai).

Malakhova G.I., Strout E.K. Didaktinė medžiaga apie astronomiją. – M.: Švietimas, 1989 (ir visi vėlesni leidimai).

Perelmanas Ya.I.. Linksma astronomija. – M.: Nauka, 1966 m.

Skvorcova G. Kompetencijomis pagrįstas požiūris: ugdymo tikslų nustatymo taisyklės. – Rugsėjo pirmoji, Nr.4, 2008/05.

Mėnulis yra arčiausiai Žemės esantis dangaus kūnas, vienintelis natūralus jos palydovas. Mėnulis, būdamas maždaug 380 tūkstančių km atstumu nuo Žemės, sukasi aplink ją ta pačia kryptimi, kuria Žemė sukasi aplink savo ašį. Kiekvieną dieną jis pasislenka žvaigždžių atžvilgiu maždaug 13°, o visą apsisukimą padaro per 27,3 dienos. Šis laikotarpis – Mėnulio apsisukimo aplink Žemę laikotarpis atskaitos sistemoje, susijusioje su žvaigždėmis – vadinamas sideriniu arba sideriniu mėnesiu (iš lot. sidus – žvaigždė) mėnesiu.

Mėnulis neturi savo švytėjimo, o Saulė apšviečia tik pusę mėnulio rutulio. Todėl jam judant orbita aplink Žemę, keičiasi Mėnulio išvaizda – keičiasi Mėnulio fazės. Kokiu paros metu Mėnulis yra virš horizonto, kaip matome į Žemę atsuktą Mėnulio pusrutulį – visiškai apšviestą ar iš dalies apšviestą – visa tai priklauso nuo Mėnulio padėties orbitoje.

Jei jis pastatytas taip, kad jo tamsi, neapšviesta pusė būtų atsukta į Žemę (1 padėtis), tai Mėnulio nematome, bet žinome, kad jis yra kažkur danguje šalia Saulės. Ši mėnulio fazė vadinama jaunatis. Judėdamas orbita aplink Žemę, maždaug po trijų dienų Mėnulis pasieks 2 padėtį. Šiuo metu vakarais jį galima pamatyti šalia besileidžiančios Saulės siauro pusmėnulio pavidalu, išgaubtai į dešinę. Tuo pačiu metu dažnai matoma likusi Mėnulio dalis, kuri šviečia daug silpniau, vadinamoji peleninė šviesa. Būtent mūsų planeta, atspindinti saulės spindulius, apšviečia naktinę savo palydovo pusę.

Kiekvieną dieną pusmėnulio plotis didėja, o jo kampinis atstumas nuo Saulės didėja. Praėjus savaitei po jaunaties, matome pusę apšviesto Mėnulio pusrutulio – prasideda fazė, vadinama pirmuoju ketvirčiu. Vėliau iš Žemės matoma apšviesto Mėnulio pusrutulio dalis toliau didėja iki pilnaties. Šioje fazėje Mėnulis yra danguje priešinga Saulei kryptimi ir yra matomas virš horizonto visą naktį – nuo ​​saulėlydžio iki saulėtekio. Po pilnaties mėnulio fazė pradeda mažėti. Mažėja ir jo kampinis atstumas nuo Saulės. Pirma, dešiniajame Mėnulio disko krašte, kuris turi pjautuvo formą, atsiranda nedidelis pažeidimas. Palaipsniui ši žala didėja (6 padėtis), o praėjus savaitei po pilnaties prasideda paskutinė ketvirčio fazė. Šioje fazėje, kaip ir pirmąjį ketvirtį, vėl matome pusę apšviesto Mėnulio pusrutulio, o dabar kitą, kuris pirmajame ketvirtyje buvo neapšviestas. Mėnulis teka vėlai ir yra matomas šioje fazėje ryte. Vėliau jo pusmėnulis, dabar išgaubtai į kairę, tampa vis siauresnis (8 padėtis), palaipsniui artėdamas prie Saulės. Galų gale jis dingsta tekančios Saulės spinduliuose – vėl ateina jaunatis.

Visas mėnulio fazių kaitos ciklas yra 29,5 dienos. Šis laikotarpis tarp dviejų iš eilės identiškų fazių vadinamas sinodiniu mėnesiu (iš graikų sinodos – ryšys). Net senovėje daugeliui tautų mėnuo kartu su diena ir metais tapo vienu pagrindinių kalendorinių vienetų. Nesunku suprasti, kodėl sinodinis mėnuo yra ilgesnis už siderinį mėnesį, jei prisiminsime, kad Žemė sukasi aplink Saulę. Po 27,3 dienos Mėnulis užims savo ankstesnę padėtį danguje žvaigždžių atžvilgiu ir bus taške L1. Per tą laiką Žemė, judėdama 1° per dieną, savo orbitoje pralenks 27° lanką ir atsidurs taške T1. Mėnulis, norėdamas vėl būti L2 jaunatyje, savo orbitoje turės pereiti tą patį lanką (27°). Tai užtruks šiek tiek daugiau nei dvi dienas, nes per dieną Mėnulis pasislenka 13°. Iš Žemės matoma tik viena Mėnulio pusė, tačiau tai nereiškia, kad jis nesisuka aplink savo ašį. Atlikime eksperimentą su Mėnulio gaubliu, judindami jį aplink Žemės rutulį taip, kad viena Mėnulio gaublio pusė visada būtų atsukta į jį. Tai galima pasiekti tik tada, kai jį pasuksime visų kitų klasėje esančių objektų atžvilgiu.

Visas Mėnulio rutulio apsisukimas aplink savo ašį bus baigtas kartu su vienu apsisukimu aplink Žemės rutulį. Tai įrodo, kad Mėnulio sukimosi aplink savo ašį periodas yra lygus sideriniam jo apsisukimo aplink Žemę periodui – 27,3 paros. Jei orbitos plokštuma, kuria Mėnulis juda aplink Žemę, sutaptų su orbitos plokštuma, pagal kurią Žemė sukasi aplink Saulę, tai Saulės užtemimas įvyktų kiekvieną mėnesį jaunaties akimirką, o Mėnulio užtemimas pilnatis. Taip neatsitinka, nes Mėnulio orbitos plokštuma pasvirusi į Žemės orbitos plokštumą maždaug 5° kampu. Štai kodėl jaunaties metu Mėnulio šešėlis gali praeiti virš Žemės, o per pilnatį pats Mėnulis gali praeiti žemiau Žemės šešėlio. Šiuo metu Mėnulio orbitos padėtis yra tokia, kad pirmosios ir paskutinės ketvirčio fazėse ji kerta Žemės orbitos plokštumą. Kokiais atvejais gali įvykti Saulės ir Mėnulio užtemimai? Jau žinote, kad Žemės sukimosi ašies kryptis erdvėje nesikeičia, kai mūsų planeta juda aplink Saulę.

Mėnulio orbitos plokštumos padėtis beveik nesikeičia ištisus metus. Pasvarstykime, kaip tai paveiks užtemimų galimybę. Per tris mėnesius Žemė apvažiuos ketvirtadalį kelio aplink Saulę ir užims savo poziciją. Dabar Mėnulio orbitos plokštuma bus išdėstyta taip, kad jos susikirtimo su Žemės orbitos plokštuma linija būtų nukreipta į Saulę. Todėl Mėnulis per jaunatį ir pilnatį kirs Žemės orbitos plokštumą (arba bus šalia jos). Kitaip tariant, judėdamas dangumi, Mėnulis ateina į tą ekliptikos tašką, kuriame tuo metu yra Saulė, ir užblokuoja jį nuo mūsų. Jei Saulę visiškai dengia Mėnulis, užtemimas vadinamas visišku. Jei atsitiks taip, kad jis dengia tik dalį Saulės, tai užtemimas bus dalinis. Kai Mėnulis kerta ekliptiką taške, kuris yra diametraliai priešingas Saulei, jis pats visiškai arba iš dalies yra paslėptas Žemės šešėlyje.

Mėnulio užtemimai, kaip ir saulės užtemimai, gali būti visiški arba daliniai. Palankios sąlygos užtemimams prasidėti išlieka apie mėnesį. Per šį laiką gali įvykti bent vienas Saulės užtemimas arba du Saulės ir vienas Mėnulio užtemimas. Kita Mėnulio orbitos vieta, būtina užtemimams prasidėti, vėl pasikartos tik po maždaug šešių mėnesių (177 - 178 dienų), kai Žemė aplenks pusę savo kelio aplink Saulę. Per metus Žemėje dažniausiai įvyksta du ar trys Saulės užtemimai ir vienas ar du Mėnulio užtemimai. Didžiausias užtemimų skaičius per metus yra septyni. Mėnulio užtemimai, nors ir vyksta rečiau nei Saulės užtemimai, matomi dažniau. Mėnulis, kuris užtemimo metu patenka į Žemės šešėlį, matomas visame Žemės pusrutulyje, kur tuo metu yra virš horizonto.

Pasinerdamas į žemės šešėlį, Mėnulis įgauna įvairių atspalvių rausvą spalvą. Spalva priklauso nuo žemės atmosferos būklės, kuri, laužydama Saulės spindulius ir juos skleisdama, vis tiek perduoda raudonus spindulius šešėlio kūgio viduje. Mėnuliui pereiti per Žemės šešėlį reikia kelių valandų. Bendra užtemimo fazė trunka apie pusantros valandos. Visiškas Saulės užtemimas gali būti stebimas tik ten, kur ant Žemės patenka nedidelė (ne daugiau kaip 270 km skersmens) Mėnulio šešėlio dėmė. Mėnulio šešėlis Žemės paviršiumi iš vakarų į rytus juda maždaug 1 km/s greičiu, todėl kiekviename Žemės taške visiškas užtemimas trunka vos kelias minutes (ties pusiaujo maksimali trukmė – 7 minutės 40 s) . Kelias, kuriuo keliauja Mėnulio šešėlis, vadinamas visiško Saulės užtemimo ruožu.

Skirtingais metais Mėnulio šešėlis bėga per skirtingus Žemės rutulio regionus, todėl visiški Saulės užtemimai matomi rečiau nei Mėnulio. Taigi, pavyzdžiui, Maskvos apylinkėse paskutinį kartą užtemimas įvyko 1887 m. rugpjūčio 19 d., o kitą kartą jis įvyks tik 2126 m. rugsėjo 16 d. Mėnulio pusės skersmuo yra žymiai didesnis už šešėlį. - apie 6000 km. Ten, kur nukrenta Mėnulio pusė, įvyksta dalinis Saulės užtemimas. Juos galima pamatyti kas dvejus trejus metus. Kas 6585,3 dienas (18 metų 11 dienų 8 valandas) užtemimai kartojasi ta pačia tvarka. Tai laikotarpis, per kurį Mėnulio orbitos plokštuma atlieka visišką apsisukimą erdvėje. Žinios apie Mėnulio ir Žemės judėjimo modelius leidžia mokslininkams labai tiksliai apskaičiuoti užtemimų momentus prieš šimtus metų ir žinoti, kurioje Žemės rutulio vietoje jie bus matomi. Informacija apie ateinančių metų užtemimus ir jų matomumo sąlygas yra Astronomijos kalendoriuje, o čia – ilgesniam laikui. Turėdami reikiamus duomenis apie artėjančius užtemimus, mokslininkai turi galimybę organizuoti ekspedicijas visiško Saulės užtemimo metu. Pilnos fazės momentu galima stebėti išorinius, labiausiai išretėjusius Saulės atmosferos sluoksnius – Saulės vainiką, kurio normaliomis sąlygomis nesimato. Anksčiau daug svarbios informacijos apie Saulės prigimtį buvo gauta per visišką užtemimą.

Vidutinėse platumose Saulė visada kyla rytinėje dangaus dalyje, palaipsniui kyla virš horizonto, aukščiausią vietą danguje pasiekia vidurdienį, tada pradeda leistis horizonto link ir leidžiasi vakarinėje dangaus dalyje. Šiauriniame pusrutulyje šis judėjimas vyksta iš kairės į dešinę, o pietiniame – iš dešinės į kairę. Stebėtojas šiauriniame Žemės pusrutulyje matys Saulę pietuose, o stebėtojas pietiniame pusrutulyje – Saulę šiaurėje. Kasdienis Saulės kelias danguje yra simetriškas šiaurės-pietų krypties atžvilgiu.

2. Ar Baltarusijoje galima stebėti Saulę jos zenite? Kodėl?

Saulė stebima zenite juostoje, kurią riboja toks geografinės platumos intervalas: $-23°27" \le φ \le 23°27".$ Baltarusija yra toliau į šiaurę, todėl Saulės stebėti negalima zenitas mūsų šalyje.

3. Kodėl Mėnulis visada atsuktas į Žemę ta pačia puse?

Mėnulis visą aplink Žemę apskrieja per 27,3 dienos. (siderinis mėnuo). Ir tuo pačiu metu jis daro vieną apsisukimą aplink savo ašį, todėl tas pats Mėnulio pusrutulis visada yra atsuktas į Žemę.

4. Kuo skiriasi sideriniai ir sinodiniai mėnesiai? Kas lemia skirtingą jų trukmę?

Sinodinis mėnuo yra laikotarpis tarp dviejų iš eilės to paties pavadinimo fazių (pavyzdžiui, jaunaties) ir trunka 29,5 dienos.

Siderinis mėnuo – Mėnulio skriejimo aplink Žemę laikotarpis žvaigždžių atžvilgiu ir trunka 27,3 dienos.

Skirtingos šių mėnesių trukmės yra dėl to, kad Žemė ilsisi ne vienoje vietoje, o juda savo orbita. Todėl, kad ankstesnė konfigūracija pasikartotų ir sinodinis mėnuo baigtųsi, Mėnulis savo orbita turi nukeliauti didesnį atstumą nei užbaigti siderinį mėnesį.

5. Ką reiškia mėnulio fazė? Apibūdinkite mėnulio fazes.

Mėnulio fazė yra Mėnulio disko dalis, matoma saulės šviesoje.

Pažvelkime į mėnulio fazes, pradėdami nuo jaunatis. Ši fazė įvyksta, kai Mėnulis praeina tarp Saulės ir Žemės ir atsigręžia į mus savo tamsiąja puse. Mėnulio iš Žemės visiškai nesimato. Po vienos ar dviejų dienų vakarų danguje pasirodo siauras ryškus pusmėnulis ir toliau auga. „jaunas“ mėnulis. Po 7 dienų bus matoma visa dešinė Mėnulio disko pusė pirmojo ketvirčio etapas. Tada fazė didėja ir praėjus 14-15 dienų po jaunaties Mėnulis atsiduria opozicijoje su Saule. Jo fazė tampa baigta, ateina pilnatis. Saulės spinduliai apšviečia visą Mėnulio pusrutulį, atsuktą į Žemę. Po pilnaties Mėnulis palaipsniui artėja prie Saulės iš vakarų ir yra jos apšviestas iš kairės. Maždaug po savaitės ateina paskutinio ketvirčio fazė. Tada vėl ateina jaunatis...

6. Mėnulio pusmėnulis yra išgaubtas į dešinę ir arti horizonto. Kurioje horizonto pusėje jis yra?

Mėnulis stebimas vakarinėje horizonto dalyje.

7. Kodėl įvyksta saulės ir mėnulio užtemimai?

Judėdami savo orbitomis, Žemė ir Mėnulis retkarčiais susilygina su Saule. Jei Mėnulis yra arti Žemės orbitos plokštumos, įvyksta užtemimas. Kai Mėnulis patenka tarp Žemės ir Saulės, įvyksta saulės užtemimas, o kai Žemė patenka tarp Saulės ir Mėnulio, įvyksta Mėnulio užtemimas.

8. Apibūdinkite visišką, dalinį ir žiedinį saulės užtemimą.

Praeidamas tarp Saulės ir Žemės mažasis Mėnulis negali visiškai uždengti Žemės. Saulės diskas bus visiškai uždarytas tik stebėtojams, esantiems Mėnulio šešėlio kūgio viduje, kurio didžiausias skersmuo Žemės paviršiuje neviršija 270 km. Tik iš čia, iš šios gana siauros žemės paviršiaus vietos, kur krenta Mėnulio šešėlis, bus galima pamatyti visiškas saulės užtemimas. Toje pačioje vietoje, kur nukrenta Mėnulio pusė, vadinamojo Mėnulio pusės kūgio viduje, jis bus matomas dalinis saulės užtemimas. Jei užtemimo metu Mėnulis, judantis savo elipsine orbita, yra dideliu atstumu nuo Žemės, tada matomas Mėnulio diskas bus per mažas, kad visiškai uždengtų Saulę. Tada aplink tamsųjį Mėnulio diską bus stebimas šviečiantis Saulės disko kraštas. tai - žiedinis užtemimas.

Net senovėje astronomija padėdavo žmonėms rasti savo kelią. Paprasti metodai, kaip nustatyti kryptį nepažįstamoje vietoje, gali būti jums naudingi ir šiandien žygiuojant ar pasivaikščiojant.
Kryptis į kardinalias kryptis galima nustatyti pagal saulę, mėnulį ir žvaigždesnet tiksliau nei naudojant kompasą.

Orientacija į saulę

Norėdami nustatyti pagrindines kryptis pagal saulę, galite naudoti įprastą . Jei laikrodžio rodyklę nukreipsite į saulę pirmą valandą po pietų, ji parodys kryptį į pietus, nes saulė vidurdienį yra pietinėje dangaus dalyje. (Astronominis vidurdienis būna apie 13 val.). Norint nustatyti kryptį į pagrindinius taškus kitu metu, reikia nukreipti valandos rodyklę į saulę ir padalyti kampą, susidariusį tarp šios rodyklės ir skaičiaus „1“ per pusę. Gauta linija parodys kryptį į pietus. Prieš vidurdienį jis bus kairėje nuo skaičiaus „1“, po vidurdienio – dešinėje (1 pav.).
Norėdami tiksliau nukreipti valandinę rodyklę į saulę, ciferblato centre statmenai laikrodžio plokštumai įdėkite pagaliuką, pavyzdžiui, pieštuką. Dabar pasukite laikrodį taip, kad lazdos šešėlis ir valandos rodyklė sudarytų tiesią liniją. Šioje padėtyje valandos rodyklė bus nukreipta tiesiai į saulę.

Orientacija pagal mėnulį

Naktį ir vakarą galite naršyti pagal mėnulį. Norėdami tai padaryti, turite žinoti, kaip atrodo pagrindinės mėnulio fazės.
Yra keturios pagrindinės mėnulio fazės.
Jaunatis.Mėnulis yra tarp Žemės ir Saulės, šiuo metu šešėlinė Mėnulio pusė atsukta į Žemę, o mes jos nematome.
Pirmasis ketvirtis.Mėnulis vakare matomas pietvakarinėje dangaus pusėje šviesaus puslankio pavidalu, išgaubtai į dešinę.

Pilnatis.Mėnulis yra visiškai apšviestas ir atrodo kaip ryškus diskas.
Paskutinis ketvirtis.Mėnulis matomas ryte pietrytinėje dangaus pusėje šviesaus puslankio pavidalu, išgaubtai į kairę (2 pav.).
Informacijos apie Mėnulio fazių pradžią rasite nuplėšiamuose ir stalo kalendoriuose internete.
Kad galėtumėte naršyti pagal mėnulį, turite atsiminti šiuos dalykus. „Jauno“ mėnulio pusmėnulis, išlenktas į dešinę, matomas vakare vakarų danguje ir leidžiasi netrukus po saulėlydžio. Pirmąjį ketvirtį mėnulis yra pietuose apie 19 val. Mėnulio pilnatis pietų kryptimi būna apie 1 val. 10 valandą vakaro – pietrytinėje dangaus pusėje, o 4 valandą ryto – pietvakariuose. Paskutinis mėnulio ketvirtis yra pietuose 7 val. „Senojo“ mėnulio pusmėnulis, panašus į raidę „C“, matomas ryte, prieš pat saulėtekį, rytiniame danguje. Žinodami tai, galite nesunkiai nustatyti horizonto taškus pagal mėnulio padėtį ir jo fazę.

Orientacija pagal žvaigždes

Mėnulis ne visada matomas danguje. Tačiau kiekvieną naktį, kai dangaus nedengia debesys, jame matomos žvaigždės, pagal kurias galima nustatyti ir kryptį.
Lengviausias būdas naršyti yra Šiaurės žvaigždė, kuri visada stovi virš Šiaurės ašigalio. Šiaurinė žvaigždė randama Ursa Major žvaigždyne. Šis žvaigždynas yra žinomas visiems ir matomas visą naktį. Šiaurinė žvaigždė yra Mažosios Ursa žvaigždyno „kibiro“ rankenos galas.

Jaunas ar senas mėnuo?

Matydami danguje nepilną Mėnulio diską, ne visi gali tiksliai nustatyti, ar tai jaunas mėnuo, ar jis jau mažėja. Siauras ką tik gimusio mėnesio ir senojo Mėnulio pusmėnulis skiriasi tik tuo, kad yra išgaubti priešingomis kryptimis. Šiauriniame pusrutulyje jaunasis mėnuo visada nukreiptas išgaubta puse į dešinę, senasis – į kairę. Kaip patikimai ir tiksliai atsiminti, kuris mėnuo į kurią pusę eina?

Leiskite man pasiūlyti šį ženklą.

Pagal pjautuvo ar pusmėnulio panašumą su raidėmis R arba SU nesunku nustatyti, ar mėnuo prieš mus auga (t.y. jaunas) ar senas .

Prancūzai taip pat turi mnemoninį ženklą. Jie pataria mintyse pritvirtinti tiesią liniją prie pusmėnulio ragų; Gaunamos lotyniškos raidės d arba r. Laiškas d – inicialas žodyje „dernier“ (paskutinis) - nurodo paskutinį ketvirtį, t.y. seną mėnesį. Laiškas R -žodyje „premier“ (pirmasis) esantis inicialas rodo, kad Mėnulis yra pirmojo ketvirčio fazėje, paprastai jaunas. Vokiečiai taip pat turi taisyklę, kuri Mėnulio formą sieja su tam tikromis raidėmis.

Šios taisyklės gali būti taikomos tik šiauriniame Žemės pusrutulyje. Australijai ar Transvaliui reikšmė bus visiškai priešinga. Tačiau net šiauriniame pusrutulyje jie gali būti nepritaikomi – konkrečiai pietinėse platumose.

Jau Kryme ir Užkaukazėje pjautuvas ir pusmėnulis stipriai pasvirę į vieną pusę, o dar toliau į pietus guli visiškai lygūs. Netoli pusiaujo horizonte kabantis pusmėnulis atrodo arba kaip ant bangų siūbuojanti gondola (arabų pasakose „mėnulio šaulys“), arba kaip lengva arka. Čia netinka nei rusiški, nei prancūziški ženklai - iš gulinčios arkos galite savo nuožiūra padaryti abi raidžių poras: R Ir S, p Ir d.

Kad šiuo atveju nesuklystume dėl Mėnulio amžiaus, reikia atsigręžti į astronominius ženklus: jaunatis vakare matoma vakarinėje dangaus dalyje; senas – ryte rytinėje dangaus dalyje.

Mėnulis ant vėliavų

Fig. 30 priešais mus yra Turkijos vėliava (buvusi). Jame yra pusmėnulio ir žvaigždės atvaizdas. Tai mus veda į šiuos klausimus:

1. Kurio mėnesio pusmėnulis pavaizduotas vėliavoje – jaunas ar senas?

2. Ar galima danguje matyti pusmėnulį ir žvaigždę, kaip jie pavaizduoti vėliavoje?

Ryžiai. 30. Turkijos vėliava (buvusi).

1. Atsimindami ką tik nurodytą ženklą ir atsižvelgdami į tai, kad vėliava priklauso valstybei šiauriniame pusrutulyje, nustatome, kad mėnuo ant vėliavos senas.

Ryžiai. 31. Kodėl žvaigždės nematyti tarp mėnesio ragų

2. Žvaigždė negali būti matoma Mėnulio disko viduje, užbaigta iki apskritimo (31 pav., A). Visi dangaus kūnai yra daug toliau už Mėnulį ir todėl turi būti jo uždengti. Jie gali būti matomi tik už neapšviestos Mėnulio dalies krašto, kaip parodyta Fig. 31,6.

Įdomu, kad šiuolaikinėje Turkijos vėliavoje, kurioje taip pat yra Mėnulio pusmėnulio ir žvaigždės atvaizdas, žvaigždė nutolusi nuo pusmėnulio tiksliai taip, kaip parodyta Fig. 31, b.

Mėnulio fazių paslaptys

Mėnulis šviesą gauna iš Saulės, todėl Mėnulio pusmėnulių išgaubtoji pusė, be abejo, turi būti atsukta į Saulę. Menininkai dažnai apie tai pamiršta. Tapybos parodose neretai galima pamatyti peizažą, kurio tiesia puse į Saulę atsuktas pusmėnulis; taip pat yra Mėnulio pusmėnulis, savo ragais atsuktas į Saulę (32 pav.).

Ryžiai. 32. Kraštovaizdyje padaryta astronominė klaida. Kuris? (Atsakymas tekste).

Tačiau reikia pažymėti, kad teisingai nupiešti jaunatį nėra taip paprasta, kaip atrodo. Net patyrę menininkai išorinius ir vidinius pusmėnulio lankus piešia puslankiu pavidalu (33 pav. b). Tuo tarpu tik išorinis lankas yra pusapvalės formos, o vidinis – pusiau elipsė, nes tai puslankis (šviečiamos dalies kraštinė), matomas perspektyvoje (33 pav.). A).

Ryžiai. 33. Kaip (a) ir kaip (b) nevaizduoti pusmėnulį

Mėnulio pusmėnuliui nustatyti teisingą padėtį danguje nėra lengva. Pusmėnulio ir pusmėnulio padėtis saulės atžvilgiu dažnai yra gana mįslinga. Atrodytų, kadangi Mėnulis yra apšviestas Saulės, tai tiesė, jungianti mėnesio galus, turėtų sudaryti stačią kampą su spinduliu, ateinančiu iš Saulės į jo vidurį (34 pav.).

Ryžiai. 34. Mėnulio pusmėnulio padėtis Saulės atžvilgiu

Kitaip tariant, Saulės centras turi būti ant statmens, nubrėžto per mėnesio galus jungiančios tiesės vidurį. Tačiau šios taisyklės laikomasi tik siauram pusmėnuliui, esančiam šalia Saulės. Fig. 35 paveiksle pavaizduota mėnesio padėtis skirtingomis fazėmis Saulės spindulių atžvilgiu. Toks įspūdis, tarsi Saulės spinduliai būtų sulinkę prieš pasiekdami Mėnulį.

Ryžiai. 35. Kokioje padėtyje Saulės atžvilgiu matome Mėnulį skirtingomis fazėmis.

Atsakymas slypi toliau. Spindulys, einantis iš Saulės į Mėnulį, iš tikrųjų yra statmenas linijai, jungiančiai mėnesio galus, o erdvėje jis reiškia tiesią liniją. Tačiau mūsų akis brėžia ne šią tiesią liniją danguje, o jos projekciją į įgaubtą dangaus skliautą, tai yra lenktą liniją. Štai kodėl mums atrodo, kad Mėnulis „neteisingai pakabintas“ danguje. Menininkas turi ištirti šias savybes ir mokėti jas perkelti į drobę.

Dviguba planeta

Dviguba planeta yra Žemė ir Mėnulis. Jie turi teisę į šį pavadinimą, nes mūsų palydovas ryškiai išsiskiria iš kitų planetų palydovų dėl savo didelio dydžio ir masės centrinės planetos atžvilgiu. Saulės sistemoje yra absoliučiai didesni ir sunkesni palydovai, tačiau, palyginti su savo centrine planeta, jie yra daug mažesni už mūsų Mėnulį Žemės atžvilgiu. Tiesą sakant, mūsų Mėnulio skersmuo yra daugiau nei ketvirtadalis Žemės, o skersmuo, palyginti su didžiausiu kitų planetų palydovu, yra tik 10 jo planetos skersmens (Tritonas yra Neptūno palydovas). Be to, Mėnulio masė yra 1/81 Žemės masės; Tuo tarpu sunkiausias iš Saulės sistemoje egzistuojančių palydovų, III Jupiterio palydovas, yra mažesnis nei 10 000 jo centrinės planetos masės.

Lentelėje 86 puslapyje parodyta, kokią centrinės planetos masės dalį sudaro didelių palydovų masė. Iš šio palyginimo matote, kad mūsų Mėnulis pagal savo masę sudaro didžiausią centrinės planetos dalį.

Trečias dalykas, suteikiantis Žemės ir Mėnulio sistemai teisę pretenduoti į „dvigubos planetos“ pavadinimą, yra abiejų dangaus kūnų artumas. Daugelis kitų planetų palydovų skrieja gerokai didesniais atstumais: kai kurie Jupiterio palydovai (pavyzdžiui, devintasis, 36 pav.) skrieja 65 kartus toliau.

Ryžiai. 36. Žemės-Mėnulio sistema, palyginti su Jupiterio sistema (pačių dangaus kūnų matmenys rodomi be mastelio)

Su tuo susijęs ir įdomus faktas, kad Mėnulio aprašytas kelias aplink Saulę labai mažai skiriasi nuo Žemės kelio. Tai atrodys neįtikėtina, jei prisiminsite, kad Mėnulis aplink Žemę juda beveik 400 000 km atstumu. Tačiau nepamirškime, kad nors Mėnulis vieną kartą apsisuka aplink Žemę, pati Žemė kartu su juo sugeba nuvažiuoti maždaug 13-ąją savo metinio kelio dalį, t. y. 70 000 000 km. Įsivaizduokite, kad Mėnulio žiedinis kelias – 2 500 000 km – nusidriekęs 30 kartų didesniu atstumu. Kas išliks iš jo apskritimo formos? Nieko. Štai kodėl Mėnulio kelias prie Saulės beveik susilieja su Žemės orbita, nukrypdamas nuo jos tik 13 vos pastebimų iškilimų. Paprastu skaičiavimu (ko čia neapkrausime ekspozicijos) galima įrodyti, kad Mėnulio kelias visur nukreiptas į savo Saulę įdubimas . Grubiai tariant, jis atrodo kaip išgaubtas trylikos kraštų trikampis su švelniai užapvalintais kampais.

Fig. 37 matote tikslų Žemės ir Mėnulio kelių per vieną mėnesį vaizdą. Taškinė linija yra Žemės kelias, ištisinė linija yra Mėnulio kelias. Jie yra taip arti vienas kito, kad norint juos pavaizduoti atskirai, reikėjo paimti labai didelę brėžinio mastelį: žemės orbitos skersmuo čia lygus?Jei paimtume 10 cm, tai didžiausias atstumas brėžinyje tarp abiejų takai būtų mažesni už juos vaizduojančių linijų storį. Žvelgdami į šį piešinį aiškiai įsitikinate, kad Žemė ir Mėnulis aplink Saulę juda beveik tuo pačiu keliu ir dvigubos planetos pavadinimą astronomai jiems suteikė visiškai teisingai.

Ryžiai. 37. Mėnulio (ištisinė linija) ir Žemės (punktyrinė linija) kelias aplink Saulę mėnesiui

Taigi stebėtojui, esančiam ant Saulės, Mėnulio kelias atrodytų šiek tiek banguota linija, beveik sutampanti su Žemės orbita. Tai visiškai neprieštarauja faktui, kad Žemės atžvilgiu Mėnulis juda maža elipse.

Priežastis, žinoma, yra ta, kad, žvelgdami iš Žemės, nepastebime nešiojamo Mėnulio judėjimo kartu su Žeme Žemės orbitoje, nes patys jame dalyvaujame.

Kodėl Mėnulis nenukrenta ant Saulės?

Klausimas gali pasirodyti naivus. Kodėl po velnių Mėnulis nukrenta ant Saulės? Juk Žemė ją traukia stipriau nei tolimoji Saulė ir, natūralu, verčia suktis aplink save.

Taip mąstantys skaitytojai nustebs sužinoję, kad yra priešingai: Mėnulį stipriau traukia Saulė, o ne Žemė!

Skaičiavimas rodo, kad taip yra. Palyginkime jėgas, kurios traukia Mėnulį: Saulės jėgą ir Žemės jėgą. Abi jėgos priklauso nuo dviejų aplinkybių: nuo patrauklios masės dydžio ir nuo šios masės atstumo nuo Mėnulio. Saulės masė yra 330 000 kartų didesnė už Žemės masę; Saulė pritrauktų Mėnulį tiek pat kartų stipriau nei Žemė, jei abiem atvejais atstumas iki Mėnulio būtų vienodas.

Tačiau Saulė yra maždaug 400 kartų toliau nuo Mėnulio nei Žemė. Traukos jėga mažėja proporcingai atstumo kvadratui; todėl Saulės trauka turi būti sumažinta 400 2, t.y., 160 000 kartų. Tai reiškia, kad saulės gravitacija yra 330 000/160 000 stipresnė už Žemės gravitaciją, ty daugiau nei du kartus.

Taigi, Mėnulį Saulė traukia dvigubai labiau nei Žemė. Kodėl tada iš tikrųjų Mėnulis nenukrenta ant Saulės? Kodėl Žemė vis dar verčia Mėnulį suktis aplink save, o ne Saulės veiksmas?

Mėnulis nekrenta į Saulę dėl tos pačios priežasties, kaip ir Žemė; Mėnulis sukasi aplink Saulę kartu su Žeme, o patrauklus Saulės poveikis išnaudojamas be pėdsakų, kad abu šie kūnai nuolat perkeltų iš tiesaus kelio į lenktą orbitą, tai yra, tiesinį judėjimą paverstų kreiviniu. . Tiesiog pažiūrėkite į pav. 38 patikrinti, kas buvo pasakyta.

Kai kuriems skaitytojams vis dar gali kilti tam tikrų abejonių. Kaip vis dėlto tai išeina? Žemė traukia Mėnulį link savęs. Saulė traukia Mėnulį su didesne jėga, o Mėnulis, užuot kritęs ant Saulės, sukasi aplink Žemę? Iš tiesų būtų keista, jei Saulė trauktų tik Mėnulį. Tačiau jis traukia Mėnulį kartu su Žeme, visa „dviguba planeta“ ir, taip sakant, netrukdo šios poros narių vidiniams santykiams tarpusavyje. Griežtai kalbant, bendrą Žemės ir Mėnulio sistemos svorio centrą traukia Saulė; Šis centras (vadinamas baricentru) sukasi aplink Saulę, veikiamas saulės gravitacijos. Jis yra 2/3 Žemės spindulio atstumu nuo Žemės centro link Mėnulio. Mėnulis ir Žemės centras sukasi aplink baricentrą, kiekvieną mėnesį atlikdami vieną apsisukimą.

Matomos ir nematomos Mėnulio pusės

Tarp stereoskopo teikiamų efektų nėra nieko tokio įspūdingo kaip Mėnulio vaizdas. Čia savo akimis matote, kad Mėnulis tikrai yra sferinis, o realiame danguje jis atrodo plokščias, kaip arbatos padėklas.

Tačiau daugelis net neįtaria, kaip sunku gauti tokią stereoskopinę mūsų palydovo nuotrauką. Norėdami tai padaryti, turite gerai susipažinti su kaprizingų naktinio šviesuolio judesių ypatumais.

Faktas yra tas, kad Mėnulis apkeliauja Žemę taip, kad į jį visą laiką būtų atsukta ta pati pusė. Aplink Žemę bėgdamas Mėnulis taip pat sukasi aplink savo ašį ir abu judesiai baigiasi per tą patį laikotarpį.

Fig. 38 matote elipsę, kuri turėtų aiškiai pavaizduoti Mėnulio orbitą. Piešinys sąmoningai padidina mėnulio elipsės pailgėjimą; iš tikrųjų Mėnulio orbitos ekscentriškumas yra 0,055 arba 1/18. Neįmanoma tiksliai atvaizduoti Mėnulio orbitos mažame piešinyje, kad akis galėtų ją atskirti nuo apskritimo: pusiau didžiajai ašiai matuojant net visą metrą, pusiau mažoji ašis už ją būtų tik 1 mm trumpesnė; Žemė nuo centro būtų nutolusi tik 5,5 cm Kad būtų lengviau suprasti tolesnį paaiškinimą, paveiksle nupiešta pailgesnė elipsė.

Ryžiai. 38. Kaip Mėnulis sukasi aplink Žemę savo orbita (išsamiau tekste)

Taigi įsivaizduokite, kad elipsė Fig. 38 yra Mėnulio kelias aplink Žemę. Žemė yra pastatyta taške APIE – viename iš elipsės židinių. Keplerio dėsniai taikomi ne tik planetų judėjimui aplink Saulę, bet ir palydovų judėjimui aplink centrines planetas, ypač Mėnulio apsisukimui. Pagal antrąjį Keplerio dėsnį, Mėnulis šį atstumą nukeliauja per ketvirtį mėnesio. AE, koks plotas OABCDE lygus 1/4 elipsės ploto, ty ploto MABCD(lygios zonos OAU Ir PIKTAS mūsų brėžinyje patvirtina apytikslė plotų lygybė MOQ Ir EQD). Taigi, per ketvirtį mėnesio Mėnulis nukeliauja iš A prieš E. Mėnulio sukimasis, kaip ir apskritai planetų sukimasis, priešingai nei jų apsisukimas aplink Saulę, vyksta tolygiai: per 1/4 mėnesio jis pasisuka lygiai 90°. Todėl, kai Mėnulis yra E, Mėnulio spindulys, atsuktas į Žemę taške A, aprašys 90° lanką ir nebus nukreiptas į tašką M, ir į kitą tašką, į kairę M,šalia kito židinio R mėnulio orbita. Kadangi Mėnulis šiek tiek atsuka savo veidą nuo žemiškojo stebėtojo, jis dešinėje pusėje galės pamatyti siaurą savo anksčiau nematomos pusės juostelę. Taške ELupa rodo žemiškajam stebėtojui siauresnę paprastai nematomos jo pusės juostelę, nes kampas OFP mažesnis kampas OER. Taške G – orbitos apogėjuje - Mėnulis Žemės atžvilgiu užima tą pačią padėtį kaip ir perigėjuje A. Judėdamas toliau, Mėnulis nusisuka nuo Žemės priešinga kryptimi, parodydamas mūsų planetai dar vieną nematomos savo pusės juostą: ši juosta iš pradžių plečiasi, paskui susiaurėja ir taške. A Mėnulis užima ankstesnę padėtį.

Esame įsitikinę, kad dėl elipsės Mėnulio kelio formos mūsų palydovas nėra nukreiptas į Žemę lygiai ta pačia puse. Mėnulis visada yra nukreiptas į tą pačią pusę ne į Žemę, o į kitą savo orbitos židinį. Mums jis siūbuoja aplink vidurinę padėtį kaip svarstyklės; iš čia ir kilo astronominis šio sūpavimo pavadinimas: „libration“ – iš lotyniško žodžio „libra“, reiškiančio „svarstyklės“. Libracijos kiekis kiekviename taške matuojamas atitinkamu kampu; pavyzdžiui, taške yra libracija yra lygi kampui OER. Didžiausia libracijos vertė yra 7°53?, t.y. beveik 8°.

Įdomu stebėti, kaip Mėnuliui judant savo orbita, didėja ir mažėja libracijos kampas. Mes jį įdėsime D kompaso galiuką ir apibūdinkite per židinį einantį lanką APIE Ir R. Jis kirs orbitą taškuose B ir F. Kampai OVR Ir OFP kaip įrašyta lygi pusei centrinio kampo ODP. Iš to darome išvadą, kad kai Mėnulis pajuda iš A prieš D Libracija iš pradžių greitai auga, tam tikru momentu IN pasiekia pusę maksimumo, tada toliau lėtai didėja; pakeliui iš D prieš F Libracija iš pradžių mažėja lėtai, vėliau greitai. Antroje elipsės pusėje libracija keičia savo vertę tuo pačiu greičiu, bet priešinga kryptimi. (Libracijos kiekis kiekviename orbitos taške yra maždaug proporcingas Mėnulio atstumui nuo pagrindinės elipsės ašies.)

Tas Mėnulio svyravimas, kurį ką tik išnagrinėjome, vadinamas ilgumos librationu. Mūsų palydovui taip pat taikomas kitas libavimas – platumoje. Mėnulio orbitos plokštuma pasvirusi į Mėnulio pusiaujo plokštumą 6?°. Todėl Mėnulį matome iš Žemės kai kuriais atvejais šiek tiek iš pietų, kitais iš šiaurės, šiek tiek žvelgdami į „nematomą“ Mėnulio pusę per jo ašigalius. Ši libracija platumoje siekia 6?°.

Dabar paaiškinkime, kaip astronomas-fotografas naudoja aprašytą nedidelį Mėnulio siūbavimą aplink vidurinę padėtį, kad gautų stereoskopines jo nuotraukas. Skaitytojas tikriausiai spėja, kad tam reikia palaukti dviejų Mėnulio padėčių, kuriose vienoje jis pasisuktų kitos atžvilgiu pakankamu kampu. Taškuose A ir B, B ir C, C ir D ir ir tt Mėnulis Žemės atžvilgiu užima tokias skirtingas pozicijas, kad galima daryti stereoskopines nuotraukas. Tačiau čia susiduriame su nauju sunkumu: šiose padėtyse Mėnulio amžiaus skirtumas, 1–2 dienos, yra per didelis, todėl Mėnulio paviršiaus juosta šalia apšvietimo apskritimo vienoje nuotraukoje yra jau išlindęs iš šešėlio. Tai nepriimtina stereoskopiniams vaizdams (juostelė spindės kaip sidabras). Iškyla nelengva užduotis: laukti identiškų Mėnulio fazių, kurios skiriasi libracijos dydžiu (ilguma), kad apšvietimo ratas eitų per tas pačias Mėnulio paviršiaus dalis. Tačiau to nepakanka: abiejose pozicijose taip pat turi būti vienodos platumos libracijos.

Mūsų skaitytojas vargu ar darys Mėnulio stereofotografijas. Čia paaiškinamas jų gavimo būdas, žinoma, ne praktiniais tikslais, o tik siekiant atsižvelgti į Mėnulio judėjimo ypatybes, kurios suteikia astronomams galimybę pamatyti nedidelę mūsų palydovo šono juostelę, kuri paprastai nepasiekiama. stebėtojas. Abiejų Mėnulio libracijų dėka mes matome ne pusę viso Mėnulio paviršiaus, o 59% jo. Prieš trečiosios kosminės raketos paleidimą link Mėnulio Sovietų Sąjungoje 41% Mėnulio paviršiaus buvo nepasiekiami tyrinėti.

Niekas nežinojo, kaip ši Mėnulio paviršiaus dalis buvo struktūrizuota. Buvo atlikti išradingai, tęsiant Mėnulio keterų dalis ir šviesias juosteles, pereinančias iš nematomos Mėnulio dalies į matomą, nubrėžti kai kurias mums neprieinamas pusės detales. 1959 m. spalio 4 d. paleidus automatinę tarpplanetinę stotį „Luna-3“, buvo gautos tolimos Mėnulio pusės nuotraukos. Sovietų mokslininkai gavo teisę pavadinti naujai atrastas Mėnulio formacijas. Krateriai pavadinti iškilių mokslo ir kultūros veikėjų – Lomonosovo, Ciolkovskio, Joliot-Curie ir kitų – vardais, o dvi naujos jūros – Maskvos jūra ir Svajonių jūra. Tolimąją Mėnulio pusę antrą kartą nufotografavo sovietų zondas Zond-3, paleistas 1965 metų liepos 18 dieną.

1966 m. Luna 9 švelniai nusileido Mėnulyje ir perdavė į Žemę Mėnulio kraštovaizdžio vaizdą. 1969 m. Mėnulio Ramybės jūra patyrė problemų. Amerikietiško erdvėlaivio Apollo 11 nusileidimo kabina nuskendo į sausą šios „jūros“ dugną. Astronautai Neilas Armstrongas ir Edwinas Aldrinas tapo pirmaisiais žmonėmis, įkėlusiais koją į Mėnulį. Jie sumontavo keletą instrumentų, paėmė mėnulio grunto mėginius ir grįžo į orbitoje jų laukusį laivą. „Apollo 11“ pilotavo Michaelas Collinsas. Iki 1972 m. pabaigos Mėnulyje apsilankė dar penkios amerikiečių ekspedicijos.

Tuo pačiu metu SSRS į Mėnulį buvo paleistos automatinės stotys. 1970 m. Mėnulio paviršiumi nusileidusi Luna 16 pirmą kartą paėmė Mėnulio dirvožemio mėginius ir pristatė juos į Žemę. Tais pačiais metais Luna-17 į mūsų palydovo paviršių paleido savaeigį Lunokhod-1. Šis aštuonratis robotas, panašus ir į vėžlį, ir į kariuomenės lauko virtuvę, per 301 dieną įveikė beveik 11 kilometrų ir į Žemę perdavė 20 000 vaizdų, 200 panoramų ir atliko dirvožemio tyrimus 500 taškų.

Kiek vėliau „Luna 20“ į Žemę atgabeno dirvožemio mėginius iš kalnuoto Mėnulio regiono, neprieinamo astronautams. 1973 m. Luna-21 išsiuntė Lunokhod-2 į misiją, kuri per 4,5 mėnesio įveikė 37 km, tyrinėdama reljefą ir dirvožemio sudėtį. Abu ratuoti robotai buvo valdomi iš Žemės radijo ryšiu ir sistemingai perdavė Mėnulio kraštovaizdžių nuotraukas ir dirvožemio analizės rezultatus į valdymo centrą. Automatinė stotis Luna-24 (1976 m.) išgręžė Mėnulio gruntą iki 2 m gylio ir į Žemę pristatė 170 g jo mėginių.

Dažnai išsakyta mintis apie atmosferos ir vandens egzistavimą tolimojoje Mėnulio pusėje yra nepagrįsta ir prieštarauja fizikos dėsniams: jei vienoje Mėnulio pusėje nėra atmosferos ir vandens, tai ir kitoje jų negali būti. (prie šio klausimo grįšime).

Antrasis Mėnulis ir Mėnulio mėnulis

Kartkartėmis spaudoje pasirodo pranešimų, kad vienam ar kitam stebėtojui pavyko pamatyti antrąjį Žemės palydovą, antrąjį jos Mėnulį.

Antrojo Žemės palydovo egzistavimo klausimas nėra naujas. Už tai slypi ilga istorija. Kas skaitė Žiulio Verno romaną „Nuo ginklo iki mėnulio“, tikriausiai prisimena, kad ten jau minimas antrasis Mėnulis. Jis toks mažas ir jo greitis toks didelis, kad Žemės gyventojai negali jo stebėti. Prancūzų astronomas Petit, sako Jules'as Bernas, įtarė jo egzistavimą ir nustatė, kad jos apsisukimo aplink Žemę laikotarpis yra 3 valandos 20 m. Jo atstumas nuo Žemės paviršiaus yra 8140 km. Įdomu tai, kad anglų žurnalas „Knowledge“ Žiulio Verno straipsnyje apie astronomiją nuorodas į Petit, kaip ir patį Petit, laiko tiesiog išgalvota. Apie šį astronomą tikrai neužsimenama jokioje enciklopedijoje. Ir vis dėlto romanisto žinutė nėra fiktyvi. Tulūzos observatorijos direktorius Petit praėjusio amžiaus šeštajame dešimtmetyje tikrai gynė antrojo Mėnulio egzistavimą - meteoritą, kurio orbitos periodas yra 3 valandos 20 m, skriejančio ne 8000, o 5000 km nuo žemės paviršiaus. paviršius. Šiai nuomonei net tada pritarė tik keli astronomai, o vėliau ji buvo visiškai pamiršta. Teoriškai nėra nieko nemoksliško darant prielaidą, kad egzistuoja antras, labai mažas Žemės palydovas. Bet tokį dangaus kūną reikėtų stebėti ne tik tais retais momentais, kai jis praskrieja (matyt) per Mėnulio ar Saulės diską. Net jei jis pasisuks taip arti Žemės, kad su kiekvienu apsisukimu turi pasinerti į platų žemės šešėlį, tai net ir tokiu atveju būtų galima pamatyti jį ryto ir vakaro danguje šviečiantį kaip ryškią žvaigždę žemės spinduliuose. Saulė. Sparčiu judėjimu ir dažnu sugrįžimu ši žvaigždė patrauktų daugelio stebėtojų dėmesį. Visiško Saulės užtemimo momentais antrasis Mėnulis taip pat nepabėgtų nuo astronomų žvilgsnių. Žodžiu, jei Žemė tikrai turėtų antrą palydovą, jis būtų stebimas gana dažnai. Tuo tarpu neginčijamų pastebėjimų nebuvo nei vieno.

Griežtai kalbant, Žemė, be Mėnulio, turi dar du palydovus. Ne dirbtinis, o visiškai natūralus. Ir ne mažytis, o tokio pat dydžio kaip pats Mėnulis. Tačiau nors šie „Mėnuliai“ buvo atrasti seniai (1956 m. lenkų astronomas Kordylewskis), juos pamatyti pavyko labai nedaugeliui. Reikalas tas, kad šiuos palydovus sudaro tik dulkės. Šie dulkėtieji „Mėnuliai“ juda tarp žvaigždžių tuo pačiu keliu, kaip ir tikrasis Mėnulis, ir tuo pačiu greičiu. Vienas yra 60 laipsnių į priekį nuo Mėnulio, kitas tiek pat atsilieka. Ir juos nuo Žemės skiria toks pat atstumas kaip ir Mėnulis. Šių „Mėnulių“ kraštai yra neryškūs, todėl stebėti labai sunku.

Kartu su antrojo Mėnulio problema taip pat buvo iškeltas klausimas, ar mūsų Mėnulis turi savo mažą palydovą - „Mėnulio mėnulį“.

Tačiau labai sunku tiesiogiai patikrinti tokio mėnulio palydovo egzistavimą. Astronomas Multonas šiuo klausimu išreiškia tokius svarstymus:

„Kai Mėnulis šviečia visa šviesa, jo šviesa ar Saulės šviesa neleidžia atskirti labai mažo kūno šalia jo. Tik Mėnulio užtemimų momentais Mėnulio palydovą galėtų apšviesti Saulė, o kaimyninės dangaus sritys būtų laisvos nuo išsklaidytos Mėnulio šviesos įtakos. Taigi, tik per Mėnulio užtemimus buvo galima tikėtis atrasti nedidelį kūną, skriejantį aplink Mėnulį. Tokio pobūdžio tyrimai jau buvo atlikti, tačiau realių rezultatų nedavė.

Kodėl Mėnulis neturi atmosferos?

Šis klausimas priklauso tiems, kurie tampa aiškesni, jei pirmiausia juos, taip sakant, apverčiate. Prieš kalbėdami apie tai, kodėl Mėnulis neišlaiko aplink save atmosferos, užduokime klausimą: kodėl jis išlaiko atmosferą aplink mūsų planetą? Prisiminkime, kad oras, kaip ir bet kurios dujos, yra nesusijusių molekulių, greitai judančių įvairiomis kryptimis, chaosas. Jų vidutinis greitis esant t = 0 °C – apie? km per sekundę (pistoleto kulkos greitis). Kodėl jie neišsisklaido į kosmosą? Dėl tos pačios priežasties, dėl kurios šautuvo kulka neskrenda į kosmosą. Išnaudojusios judėjimo energiją, kad įveiktų gravitacijos jėgą, molekulės nukrenta atgal į Žemę. Įsivaizduokite molekulę, esančią šalia žemės paviršiaus, greitai skriejančią vertikaliai aukštyn? km per sekundę. Kaip aukštai ji gali skristi? Lengva apskaičiuoti: greitis v, kėlimo aukštis h ir gravitacijos pagreitis g yra susiję pagal šią formulę:

v 2 = 2 gh.

Vietoj v pakeiskime jo reikšmę - 500 m/s, vietoj g – 10 m/s 2, turime

h = 12 500 m = 12 km.

Bet jei oro molekulės negali skristi aukščiau 12? km, tada iš kur atsiranda oro molekulės virš šios ribos? Juk deguonis, sudarantis mūsų atmosferą, susidarė šalia žemės paviršiaus (iš anglies dioksido, susidariusio dėl augalų veiklos). Kokia jėga juos pakėlė ir laiko 500 kilometrų ar didesniame aukštyje, kur tikrai buvo nustatytas oro pėdsakų? Fizika čia pateikia tą patį atsakymą, kurį išgirstume iš statistiko, jei jo paklaustume: „Vidutinė žmogaus gyvenimo trukmė yra 70 metų; Iš kur atsiranda 80-mečiai? Reikalas tas, kad mūsų atliktas skaičiavimas susijęs su vidurkiu, o ne su realia molekule. Vidutinė molekulė turi antrą greitį? km, tačiau tikros molekulės vienos juda lėčiau, kitos greičiau nei vidutiniškai. Tiesa, procentas molekulių, kurių greitis pastebimai nukrypsta nuo vidurkio, yra mažas ir greitai mažėja didėjant šio nuokrypio dydžiui. Tik 20 % molekulių, esančių tam tikrame deguonies tūryje, esant 0° temperatūrai, greitis yra 400–500 m per sekundę; maždaug tiek pat molekulių juda 300–400 m/s greičiu, 17 % – 200–300 m/s, 9 % – 600–700 m/s greičiu, 8 % – 700–800 m/s greičiu, 1% – 1300–1400 m/s greičiu. Nedidelė dalis (mažiau nei milijonoji dalis) molekulių turi 3500 m/s greitį, o tokio greičio pakanka, kad molekulės nuskristų net į 600 km aukštį.

tikrai, 3500 2 = 20 val, kur h=12250000/20 y., virš 600 km.

Deguonies dalelių buvimas šimtų kilometrų aukštyje virš žemės paviršiaus tampa aiškus: tai išplaukia iš fizinių dujų savybių. Tačiau deguonies, azoto, vandens garų ir anglies dioksido molekulės neturi tokio greičio, kuris leistų joms visiškai palikti Žemės rutulį. Tam reikalingas ne mažesnis kaip 11 km per sekundę greitis, o tokį greitį žemoje temperatūroje turi tik pavienės šių dujų molekulės. Štai kodėl Žemė taip tvirtai laiko savo atmosferos apvalkalą. Apskaičiuota, kad norint prarasti pusę net lengviausių žemės atmosferoje esančių dujų – vandenilio – atsargų, turi praeiti nemažai metų, išreikštų 25 skaitmenimis. Milijonai metų nepakeis žemės atmosferos sudėties ir masės.

Norint dabar paaiškinti, kodėl Mėnulis negali išlaikyti aplink save panašios atmosferos, belieka šiek tiek pasakyti.

Gravitacinė trauka Mėnulyje yra šešis kartus silpnesnė nei Žemėje; Atitinkamai, greitis, reikalingas gravitacijos jėgai įveikti, ten taip pat yra mažesnis ir lygus tik 2360 m/s. O kadangi deguonies ir azoto molekulių greitis esant vidutinei temperatūrai gali viršyti šią vertę, akivaizdu, kad Mėnulis turėtų nuolat prarasti atmosferą, jei ją suformuotų.

Kai greičiausia iš molekulių išgaruos, kitos molekulės įgaus kritinį greitį (tai yra greičių pasiskirstymo tarp dujų dalelių dėsnio pasekmė), ir vis daugiau naujų atmosferos apvalkalo dalelių turi negrįžtamai ištrūkti į kosmosą.

Po pakankamai laiko, nereikšmingo Visatos mastu, visa atmosfera paliks tokio silpnai patrauklaus dangaus kūno paviršių.

Galima matematiškai įrodyti, kad jei vidutinis molekulių greitis planetos atmosferoje yra net tris kartus mažesnis už didžiausią (t.y. Mėnuliui jis yra 2360: 3 = 790 m/s), tai tokia atmosfera turėtų išsisklaidyti. per kelias savaites perpus. (Dangaus kūno atmosfera gali būti stabiliai išsaugota tik tuo atveju, jei vidutinis jo molekulių greitis yra mažesnis nei penktadalis maksimalaus greičio.) Buvo pasiūlyta, tiksliau, svajonė, kad laikui bėgant, kai žemiškoji žmonija aplankys ir užkariauja Mėnulį, jis apsups jį dirbtine atmosfera ir tokiu būdu padarys jį tinkamu gyventi. Po to, kas pasakyta, skaitytojui turėtų būti aiškus tokios įmonės neįgyvendinamumas.

Atmosferos nebuvimas mūsų palydove nėra atsitiktinumas, ne gamtos užgaida, o natūrali fizinių dėsnių pasekmė.

Taip pat aišku, kad priežastys, kodėl atmosferos egzistavimas Mėnulyje yra neįmanomas, turėtų nulemti jos nebuvimą visuose pasaulio kūnuose, kurių gravitacija silpna: asteroiduose ir daugumoje planetų palydovų.

Mėnulio pasaulio matmenys

Tai, žinoma, aiškiai rodo skaitiniai duomenys: Mėnulio skersmuo (3500 km), paviršius, tūris. Tačiau skaičiai, kurie yra būtini atliekant skaičiavimus, yra bejėgiai vizualiai parodyti dydžius, kurių reikalauja mūsų vaizduotė. Tam bus naudinga kreiptis į konkrečius palyginimus.

Palyginkime Mėnulio žemyną (juk Mėnulis yra vientisas žemynas) su Žemės rutulio žemynais (39 pav.). Tai mums pasakys daugiau nei abstraktus teiginys, kad bendras Mėnulio Žemės rutulio paviršius yra 14 kartų mažesnis už Žemės paviršių. Pagal kvadratinių kilometrų skaičių mūsų palydovo paviršius yra tik šiek tiek mažesnis nei Amerikos paviršius. Ir ta Mėnulio dalis, kuri yra nukreipta į Žemę ir yra prieinama mūsų stebėjimui, yra beveik lygi Pietų Amerikos plotui.

Ryžiai. 39. Mėnulio dydis lyginant su Europos žemynu (tačiau nereikėtų daryti išvados, kad Mėnulio Žemės rutulio paviršius yra mažesnis už Europos paviršių)

Norėdami išsiaiškinti Mėnulio „jūrų“ dydį, palyginti su sausumos, pav. 40 Mėnulio žemėlapyje Juodosios ir Kaspijos jūrų kontūrai yra išdėstyti tuo pačiu masteliu. Iš karto aišku, kad mėnulio „jūros“ nėra ypač didelės, nors ir užima pastebimą disko dalį. Pavyzdžiui, Aiškumo jūra (170 000 km 2 ), maždaug į 2? kartų mažiau nei Kaspijos.

Tačiau tarp žiedinių Mėnulio kalnų yra tikrų milžinų, kurių Žemėje nėra. Pavyzdžiui, apvali Grimaldi kalno šachta apima didesnį paviršių nei Baikalo ežero plotas. Maža valstybė, tokia kaip Belgija ar Šveicarija, galėtų visiškai tilpti šio kalno viduje.

Ryžiai. 40. Žemės jūros lyginant su mėnulio. Juodoji ir Kaspijos jūros, perkeltos į Mėnulį, ten būtų didesnės nei visos Mėnulio jūros (skaičiai rodo: 1 – Lietaus jūra, 2 – Skaidrumo jūra, 3 – Ramybės jūra, 4 – gausybės jūra, 5 – nektaro jūra)

Mėnulio peizažai

Mėnulio paviršiaus nuotraukos atkuriamos knygose taip dažnai, kad Mėnulio reljefui būdingų bruožų – žiedinių kalnų (41 pav.), „kraterių“ – išvaizda tikriausiai yra pažįstama kiekvienam mūsų skaitytojui. Gali būti, kad kiti stebėjo mėnulio kalnus per mažą vamzdelį; Tam pakanka vamzdelio su 3 cm objektyvu.

Ryžiai. 41. Tipiški Mėnulio žiediniai kalnai

Tačiau nei nuotraukos, nei stebėjimai per teleskopą nesuteikia jokio supratimo, kaip Mėnulio paviršius atrodytų stebėtojui pačiame Mėnulyje. Stovėdamas tiesiai šalia Mėnulio kalnų, stebėtojas juos matytų iš kitos perspektyvos nei per teleskopą. Vienas dalykas yra žiūrėti į objektą iš didelio aukščio, o visai kas kita žiūrėti į jį iš šono iš arti. Keliais pavyzdžiais parodysime, kaip šis skirtumas pasireiškia. Eratosteno kalnas iš Žemės atrodo kaip žiedinis velenas su smaile viduje. Per teleskopą jis atrodo drąsus ir ryškus dėl aiškių, neryškių šešėlių. Tačiau pažvelkite į jo profilį (42 pav.): matote, kad lyginant su didžiuliu kraterio skersmeniu - 60 km - veleno ir vidinio kūgio aukštis yra labai mažas; Šlaitų švelnumas dar labiau slepia jų aukštį.

Ryžiai. 42. Didžiojo žiedo kalno profilis

Įsivaizduokite, kad dabar klaidžiojate šio kraterio viduje ir atminkite, kad jo skersmuo yra lygus atstumui nuo Ladogos ežero iki Suomijos įlankos. Tada vargu ar pagausite žiedo formos koto formą; be to, dirvožemio išgaubimas paslėps apatinę jo dalį nuo jūsų, nes mėnulio horizontas yra dvigubai siauresnis nei žemės (atitinka keturis kartus mažesnį mėnulio rutulio skersmenį). Žemėje vidutinio ūgio žmogus, stovėdamas ant lygios žemės, aplink save mato ne toliau kaip 5 km. Tai išplaukia iš horizonto diapazono formulės

Kur D – diapazonas km, h – akių aukštis km, R – planetos spindulys km.

Pakeitę duomenis apie Žemę ir Mėnulį, sužinome, kad vidutinio ūgio žmogui horizonto atstumas yra

Žemėje………, 4,8 km,

Mėnulyje……….2,5 km.

Koks vaizdas atrodytų stebėtojui dideliame Mėnulio krateryje, parodytas Fig. 43. (Kraštovaizdis vaizduojamas kitam dideliam krateriui – Archimedui.) Ar ne tiesa: didžiulė lyguma su kalvų grandine horizonte menkai panaši į tai, kas paprastai įsivaizduojama, kai ištariami žodžiai „mėnulio krateris“?

Ryžiai. 43. Kokį vaizdą pamatytų stebėtojas, jei jis stovėtų Mėnulyje didelio žiedinio kalno centre.

Atsidūręs kitoje šachtos pusėje, už kraterio, stebėtojas taip pat pamatytų kažką kitokio, nei tikėjosi. Išorinis žiedinio kalno šlaitas (plg. 42 pav.) kyla taip švelniai, kad keliautojas jo visai nematys kaip kalno, o svarbiausia – negalės įsitikinti, kad kalvota ketera, kurią mato, yra žiedinis kalnas su apvaliu baseinu. Norėdami tai padaryti, turėsite kirsti jo keterą, ir net čia, kaip jau paaiškinome, Mėnulio alpinisto nelaukia nieko nuostabaus.

Be didžiulių žiedinių Mėnulio kalnų, Mėnulyje yra daug mažų kraterių, kuriuos lengva pamatyti, net ir jie stovi arti. Tačiau jų ūgis nereikšmingas; vargu ar stebėtojas čia užklups kažkas neįprasto. Tačiau Mėnulio kalnų grandinės, turinčios antžeminių kalnų pavadinimus: Alpės, Kaukazas, Apeninai ir kt., konkuruoja su sausumos aukščiu ir siekia 7–8 km. Palyginti mažame Mėnulyje jie atrodo gana įspūdingai.

Ryžiai. 44. Pusė žirnio meta ilgą šešėlį įstrižoje šviesoje

Atmosferos nebuvimas Mėnulyje ir su tuo susijęs šešėlių ryškumas sukuria keistą iliuziją stebint pro teleskopą: menkiausi dirvožemio nelygumai išryškėja ir atrodo labai ryškūs. Pusę žirnio dėkite iškilumu į viršų. Ar jis didelis? Ir pažiūrėkite, kokį ilgą šešėlį meta (44 pav.). Mėnulyje esant šoniniam apšvietimui, šešėlis yra 20 kartų didesnis už jį metančio kūno aukštį, ir tai labai pasitarnavo astronomams: dėl ilgų šešėlių per teleskopą Mėnulyje galima stebėti 30 m aukščio objektus. Tačiau ta pati aplinkybė verčia perdėti Mėnulio paviršiaus nelygumus.dirvožemis. Pavyzdžiui, Piko kalnas per teleskopą taip ryškiai nubrėžtas, kad neįsivaizduojate jo kaip aštrios ir stačios uolos (45 pav.). Taip ji buvo vaizduojama seniau. Tačiau, stebint jį nuo Mėnulio paviršiaus, pamatytumėte visiškai kitokį vaizdą – tai, kas parodyta Fig. 46.

Tačiau kitos Mėnulio reljefo ypatybės, atvirkščiai, mūsų neįvertinamos. Per teleskopą Mėnulio paviršiuje stebime plonus, vos pastebimus plyšius, ir mums atrodo, kad jie Mėnulio kraštovaizdyje reikšmingo vaidmens atlikti negali.

Ryžiai. 45. Piko kalnas anksčiau buvo laikomas stačiu ir aštriu

Ryžiai. 46. ​​Tiesą sakant, Piko kalnas turi labai švelnius šlaitus.

Ryžiai. 47. Vadinamoji „Tiesi siena“ Mėnulyje; teleskopo vaizdas

Tačiau nugabenti į mūsų palydovo paviršių, šiose vietose po savo kojomis pamatytume gilią juodą bedugnę, besitęsiančią toli už horizonto. Kitas pavyzdys. Mėnulyje yra vadinamoji „Tiesi siena“ – per vieną iš jo lygumų kertanti briauna. Matydami šią sieną pro teleskopą (47 pav.), pamirštame, kad ji yra 300 m aukščio; stovėdami prie sienos pagrindo būtume priblokšti jos milžiniškumo. Fig. 48 menininkas bandė pavaizduoti šią permatomą sieną, matomą iš apačios: jos galas pasiklydęs kažkur už horizonto: juk ji tęsiasi 100 km! Lygiai taip pat ploni įtrūkimai, matomi pro stiprų teleskopą Mėnulio paviršiuje, iš tikrųjų turėtų reikšti didžiulius gedimus (49 pav.).

Ryžiai. 48. Kokia turėtų atrodyti „Tiesi siena“ stebėtojui, esančiam netoli jos pagrindo

Ryžiai. 49. Vienas iš Mėnulio „įtrūkimų“, pastebėtų arti.

Mėnulio apšviestas dangus

Juodas skliautas

Jei Žemės gyventojas galėtų atsidurti Mėnulyje, prieš kitus jo dėmesį patrauktų trys nepaprastos aplinkybės.

Keista dienos dangaus spalva Mėnulyje iškart patrauktų akį: vietoje įprasto mėlyno kupolo būtų visiškai juodas dangus, nusėtas ryškiu Saulės spindesiu! - daug žvaigždžių, aiškiai matomų, bet visiškai nemirksėjusių. Šio reiškinio priežastis yra atmosferos nebuvimas Mėnulyje.

„Mėlynas giedraus ir tyro dangaus skliautas, – sako Flammarion jam būdinga vaizdinga kalba, – švelnus aušros skaisčiai, didingas vakaro prieblandos švytėjimas, kerintis dykumų grožis, ūkanotas laukų ir pievų atstumas ir tu. , veidrodiniai ežerų vandenys, nuo seniausių laikų atspindintys tolimą žydrą dangų, savo gelmėse talpinantys visą begalybę – jūsų egzistavimas ir visas jūsų grožis priklauso tik nuo to šviesaus apvalkalo, kuris nusidriekia per visą Žemės rutulį. Be jos nebūtų nė vieno iš šių paveikslų, nė vienos iš šių sodrių spalvų. Vietoj žydro mėlyno dangaus jus suptų begalinė juoda erdvė; vietoj didingų saulėtekių ir saulėlydžių dienos staigiai, be perėjimų užleistų vietą naktims, o naktys – dienoms. Vietoj švelnios pusšviesos, vyraujančios visur, kur akinantys saulės spinduliai tiesiogiai nekrenta, ryški šviesa būtų tik tose vietose, kurias tiesiogiai apšviečia dienos šviesa, o visose kitose būtų storas šešėlis.

Žemė mėnulio danguje

Antroji atrakcija Mėnulyje yra didžiulis Žemės diskas, kabantis danguje. Keliautojui atrodys keista, kad skrendant į Mėnulį likęs gaublys apačioje , staiga atsidūriau čia aukštyn .

Visatoje nėra vieno viršaus ir apačios visiems pasauliams, ir neturėtų stebinti, kad jei paliktumėte Žemę žemiau, pamatytumėte ją aukščiau būdami Mėnulyje.

Mėnulio danguje kabantis Žemės diskas yra didžiulis: jo skersmuo yra maždaug keturis kartus didesnis nei pažįstamo Mėnulio disko skersmuo žemės danguje. Tai trečias nuostabus faktas, kuris laukia Mėnulio keliautojo. Jei Mėnulio naktimis mūsų peizažai yra gana gerai apšviesti, tai naktys Mėnulyje, kai pilnos Žemės spinduliai su 14 kartų didesniu nei mėnulio disku, turėtų būti neįprastai lengvi. Žvaigždės ryškumas priklauso ne tik nuo jos skersmens, bet ir nuo jos paviršiaus atspindžio. Šiuo atžvilgiu žemės paviršius yra šešis kartus didesnis nei mėnulio; todėl pilnos Žemės šviesa turėtų apšviesti Mėnulį 90 kartų galingiau nei visas mėnuo apšviečia Žemę. „Žemiškomis naktimis“ Mėnulyje būtų galima skaityti smulkiu šriftu. Mėnulio dirvožemio apšvietimas Žemėje yra toks ryškus, kad leidžia mums iš 400 000 km atstumo atskirti naktinę Mėnulio Žemės rutulio dalį kaip neaiškią mirgėjimą siauro pusmėnulio viduje; ji vadinama Mėnulio „pelenų šviesa“. Įsivaizduokite 90 pilnačių, liejančių savo šviesą iš dangaus, taip pat atsižvelkite į tai, kad mūsų palydove nėra atmosferos, kuri sugeria dalį šviesos, ir susidarysite šiek tiek supratimo apie kerintį Mėnulio kraštovaizdžio vaizdą, užtvindytą. vidury nakties su pilnos Žemės spindesiu.

Ar Mėnulio stebėtojas galėtų įžvelgti žemynų ir vandenynų kontūrus Žemės diske? Paplitusi klaidinga nuomonė, kad Žemė Mėnulio danguje yra kažkas panašaus į mokyklinį gaublį. Taip menininkai vaizduoja, kai tenka piešti gaublį pasaulio erdvėje: su žemynų kontūrais, su sniego kepure poliariniuose regionuose ir kitomis detalėmis. Visa tai turi būti priskirta fantazijos sferai. Žemės rutulyje, stebint iš išorės, tokių detalių negalima išskirti. Jau nekalbant apie debesis, kurie dažniausiai dengia pusę žemės paviršiaus, pati mūsų atmosfera stipriai išsklaido saulės spindulius; todėl Žemė akiai turėtų pasirodyti tokia pat šviesi ir nepermatoma kaip Venera. Pulkovo astronomas G.A., kuris tyrė šį klausimą. Tikhovas rašė:

„Žvelgdami į Žemę iš kosmoso, pamatytume labai balkšvo dangaus spalvos diską ir beveik nepastebėtume paties paviršiaus detalių. Nemažą dalį į Žemę krintančios saulės šviesos atmosfera ir visos jos priemaišos spėja išsklaidyti erdvėje, kol ji pasiekia pačios Žemės paviršių. Ir tai, ką atspindi pats paviršius, vėl turės laiko labai susilpnėti dėl naujos sklaidos atmosferoje.

Taigi, nors Mėnulis mums aiškiai parodo visas savo paviršiaus detales, Žemė slepia savo veidą nuo Mėnulio ir, tiesą sakant, nuo visos visatos, po spindinčia atmosferos antklode.

Tačiau tai nėra vienintelis skirtumas tarp mėnulio nakties šviesulio ir žemiškojo. Mūsų danguje mėnuo kyla ir leidžiasi, aprašydamas savo kelią kartu su žvaigždės kupolu. Mėnulio danguje Žemė tokio judėjimo nedaro. Ji ten nekyla ir nesileidžia, nedalyvauja tvarkingoje, itin lėtoje žvaigždžių eisenoje. Jis beveik nejudėdamas kabo danguje, kiekvienam Mėnulio taškui užimdamas tam tikrą padėtį, o už jo lėtai slysta žvaigždės. Tai yra Mėnulio judėjimo ypatybės, kurią jau svarstėme, pasekmė, ty Mėnulis visada atsuktas į Žemę ta pačia paviršiaus dalimi. Mėnulio stebėtojui Žemė beveik nejudėdama kabo dangaus skliaute. Jei Žemė stovi kokio nors Mėnulio kraterio zenite, tai ji niekada nepalieka savo zenito padėties. Jei iš kurio nors taško jis matomas horizonte, jis amžinai lieka tos vietos horizonte. Tik Mėnulio libracijos, apie kurias jau kalbėjome, šiek tiek trikdo šį nejudrumą. Žvaigždėtas dangus lėtai sukasi už žemės disko, 27 1/3 mūsų dienos; Saulė dangų apkelia 29 val.? dienų planetos atlieka panašius judesius, ir tik viena Žemė ilsisi beveik nejudėdama juodame danguje.

Tačiau, likdama vienoje vietoje, Žemė greitai, kas 24 valandas, sukasi aplink savo ašį, o jei mūsų atmosfera būtų skaidri, Žemė galėtų tarnauti kaip patogiausias dangaus laikrodis būsimiems tarpplanetinių erdvėlaivių keleiviams. Be to, Žemė turi tokias pat fazes, kokias mūsų danguje rodo Mėnulis. Tai reiškia, kad mūsų pasaulis ne visada šviečia mėnulio danguje kaip pilnas diskas: kartais jis atrodo puslankiu, kartais pjautuvo, daugiau ar mažiau siauro, kartais nepilno apskritimo, priklausomai nuo to, kokia Saulės apšviestos Žemės pusės dalis yra atsukta į Mėnulį. Nubraižydami santykines Saulės, Žemės ir Mėnulio padėtis, nesunkiai pamatysite, kad Žemė ir Mėnulis turėtų rodyti vienas kitam priešingas fazes.

Kai stebime jaunatį, mėnulio stebėtojas turėtų matyti visą Žemės diską - „pilną Žemę“; priešingai, kai turime pilnatį, mėnulyje yra „nauja žemė“ (50 pav.). Kai matome siaurą naujo mėnesio pusmėnulį, iš Mėnulio galėjome grožėtis jos nykstančia Žeme, o pilname diske trūksta būtent tokio pusmėnulio, kokį mums tą akimirką rodo Mėnulis. Tačiau Žemės fazės nėra taip ryškiai apibrėžtos kaip mėnulio: Žemės atmosfera ištrina šviesos ribą, sukurdama tą laipsnišką perėjimą iš dienos į naktį ir atgal, kurį Žemėje stebime prieblandos pavidalu.

Ryžiai. 50. „Nauja žemė“ Mėnulyje. Juodąjį Žemės diską juosia šviesi spindinčios Žemės atmosferos riba

Kitas skirtumas tarp žemės fazių ir mėnulio fazių yra toks. Žemėje mes niekada nematome Mėnulio pačią jaunaties akimirką. Nors paprastai jis stovi virš arba žemiau Saulės (kartais 5°, t. y. 10 jos skersmenų), kad būtų matomas siauras Saulės apšviestas mėnulio rutulio kraštelis, mūsų regėjimui jis vis tiek nepasiekiamas: Saulė išmuša kuklų jaunaties sidabrinės gijos spindesį. Jauną Mėnulį dažniausiai pastebime tik būdami dviejų parų, kai jis turi laiko nutolti pakankamu atstumu nuo Saulės, ir tik retais atvejais (pavasarį) – sulaukę vienos paros. Stebint „naująją žemę“ iš Mėnulio taip nėra: ten nėra atmosferos, aplink dienos šviesą išsklaidanti spindinčią aureolę. Žvaigždės ir planetos ten nepasiklysta saulės spinduliuose, bet aiškiai išsiskiria danguje, esančiame šalia jos. Todėl, kai Žemė yra ne tiesiai prieš Saulę (t. y. ne užtemimų metu), o šiek tiek aukščiau ar žemiau jos, ji visada matoma juodame, žvaigždžių nusėtame mūsų palydovo danguje plono pjautuvo pavidalo. su ragais, nukreiptais nuo Saulės (51 pav.). Kai jis tolsta nuo Žemės į kairę nuo Saulės, atrodo, kad pjautuvas rieda į dešinę.

Ryžiai. 51. „Jauna“ Žemė Mėnulio danguje. Baltas apskritimas po žemės pjautuvu yra Saulė

Reiškinys, atitinkantis ką tik aprašytąjį, gali būti matomas stebint Mėnulį pro nedidelį teleskopą: pilnaties metu naktinės žvaigždės disko mes nematome pilno apskritimo pavidalu; kadangi Mėnulio ir Saulės centrai nėra vienoje tiesioje linijoje su stebėtojo akimi, Mėnulio diske trūksta siauro pusmėnulio, kuris Mėnuliui judant slenka kaip tamsi juostelė šalia apšviesto disko krašto į kairę. į dešinę. Tačiau Žemė ir Mėnulis visada rodo vienas kitam priešingas fazes; todėl aprašytu momentu Mėnulio stebėtojas turėjo pamatyti ploną „naujosios žemės“ pusmėnulį.

Ryžiai. 52. Lėti Žemės judėjimai šalia Mėnulio horizonto dėl libracijos. Brūkšninės linijos – žemės disko centro kelias

Jau praeityje pastebėjome, kad Mėnulio libracijos turėtų turėti įtakos tai, kad Žemė mėnulio danguje nėra visiškai nejudanti: ji svyruoja apie savo vidutinę padėtį šiaurės-pietų kryptimi 14°, o vakarų-rytų kryptimi. 16°. Tuose Mėnulio taškuose, kur Žemė matoma pačiame horizonte, mūsų planeta kartais turėtų atrodyti besileidžianti ir netrukus vėl kylanti, o tai apibūdintų keistas kreives (52 pav.). Toks Žemės saulėtekis ar saulėlydis vienoje horizonto vietoje, neaplenkiant viso dangaus, gali trukti daugybę Žemės dienų.

Užtemimai Mėnulyje

Dabar eskizuotą Mėnulio dangaus paveikslą papildykime tų dangaus reginių, vadinamų užtemimais, aprašymu. Mėnulyje yra dviejų tipų užtemimai: saulės ir „žemės“. Pirmieji nėra panašūs į mums žinomus saulės užtemimus, tačiau yra savaip nepaprastai įspūdingi. Jie įvyksta Mėnulyje tais momentais, kai Žemėje vyksta Mėnulio užtemimai, nuo tada Žemė yra ant linijos, jungiančios Saulės ir Mėnulio centrus. Šiomis akimirkomis mūsų palydovas pasineria į Žemės rutulio metamą šešėlį. Kas tokiomis akimirkomis teko matyti Mėnulį, žino, kad jis nėra visiškai atimtas šviesos, nedingsta iš akies; paprastai jis matomas vyšnių raudonumo spinduliuose, prasiskverbiančius į žemės šešėlio kūgį. Jei šią akimirką būtume nugabenti į Mėnulio paviršių ir pažvelgtume iš ten į Žemę, aiškiai suprastume raudono apšvietimo priežastį: Mėnulio danguje Žemės rutulys, pastatytas priešais šviesų, nors daug mažesnė Saulė, atrodo kaip juodas diskas, apsuptas tamsiai raudonos atmosferos kraštinės. Būtent ši kraštinė apšviečia šešėlyje paskendusį Mėnulį rausva šviesa (53 pav.).

Ryžiai. 53. Saulės užtemimo eiga Mėnulyje: Saulė C palaipsniui nusileidžia už žemės disko 3, nejudėdama kabodama Mėnulio danguje.

Saulės užtemimai Mėnulyje trunka ne kelias minutes, kaip Žemėje, o ilgiau nei 4 valandas – tiek pat, kiek mūsų Mėnulio užtemimai, nes iš esmės tai yra mūsų Mėnulio užtemimai, tik stebimi ne iš Žemės, o iš Mėnulio. .

Kalbant apie „žemiškus“ užtemimus, jie tokie nereikšmingi, kad vos nusipelno pavadinimo užtemimais. Jie atsiranda tais momentais, kai Žemėje matomi saulės užtemimai. Tada dideliame Žemės diske Mėnulio stebėtojai pamatytų nedidelį judantį juodą apskritimą – tai laimingos žemės paviršiaus sritys, iš kurių jie gali grožėtis Saulės užtemimu.

Reikėtų pažymėti, kad tokių užtemimų, kaip mūsų Saulės, negalima stebėti niekur kitur planetų sistemoje. Šį išskirtinį spektaklį skolingi atsitiktinai aplinkybei: Mėnulis, užstojantis nuo mūsų Saulę, yra lygiai tiek kartų arčiau mūsų nei Saulė, kiek kartų Mėnulio skersmuo mažesnis už Saulės – sutapimas, kuris nesikartoja. bet kurioje kitoje planetoje.

Kodėl astronomai stebi užtemimus?

Dėl dabar pažymėtos avarijos ilgas šešėlio kūgis, kurį mūsų palydovas nuolat tempia už savęs, siekia tik žemės paviršių (54 pav.). Tiesą sakant, vidutinis Mėnulio šešėlio kūgio ilgis yra mažesnis už vidutinį Mėnulio atstumą nuo Žemės, ir jei turėtume reikalų tik su vidutinėmis reikšmėmis, padarytume išvadą, kad niekada nepatiriame visiško saulės užtemimo. . Iš tikrųjų jie įvyksta todėl, kad Mėnulis aplink Žemę juda elipsės pavidalu, o kai kuriose orbitos vietose yra 42 200 km arčiau Žemės paviršiaus nei kitose: atstumas iki Mėnulio svyruoja nuo 363 300 iki 405 500 km.

Ryžiai. 54. Mėnulio šešėlio kūgio galas slenka žemės paviršiumi; jo dengtose vietose stebimas saulės užtemimas

Slenkant žemės paviršiumi, Mėnulio šešėlio galas nubrėžia „Saulės užtemimo matomumo liniją“. Ši juosta yra ne platesnė nei 300 km, todėl Saulės užtemimo reginiu apdovanojamų apgyvendintų vietovių skaičius kaskart yra gana ribotas. Jei prie to dar pridėsime, kad visiško Saulės užtemimo trukmė skaičiuojama minutėmis (ne daugiau kaip aštuoniomis), tada paaiškėja, kad visiškas saulės užtemimas yra itin retas reginys. Bet kuriame Žemės rutulio taške tai vyksta kartą per du ar tris šimtmečius.

Todėl mokslininkai tiesiogine prasme medžioja saulės užtemimus, rengdami specialias ekspedicijas į tas, kartais jiems labai nutolusias, Žemės rutulio vietas, iš kurių galima stebėti šį reiškinį. 1936 m. Saulės užtemimas (birželio 19 d.) buvo matomas tik Sovietų Sąjungoje, o 70 užsienio mokslininkų iš dešimties skirtingų šalių atvyko pas mus stebėti dvi minutes. Tuo pat metu keturių ekspedicijų pastangos buvo išeikvotos dėl debesuoto oro. Sovietų astronomų darbo apimtis stebėti šį užtemimą buvo nepaprastai didelė. Į visišką užtemimą buvo išsiųsta apie 30 sovietų ekspedicijų.

1941 m., nepaisant karo, sovietų vyriausybė surengė daugybę ekspedicijų, esančių palei visiško užtemimo juostą nuo Azovo jūros iki Almatos. O 1947 metais sovietų ekspedicija nuvyko į Braziliją stebėti visiško užtemimo gegužės 20 d. Saulės užtemimų stebėjimai 1952 02 25, 1954 06 30 ir 1961 02 15 SSRS įgavo ypač didelį mastą.1965 m. gegužės 30 d. pietvakarinė Ramiojo vandenyno dalis.

Nors Mėnulio užtemimai įvyksta pusantro karto rečiau nei Saulės užtemimai, jie stebimi daug dažniau. Šis astronominis paradoksas paaiškinamas labai paprastai.

Saulės užtemimą mūsų planetoje galima stebėti tik ribotoje zonoje, kuriai Saulę užstoja Mėnulis; šioje siauroje juostoje kai kuriuose taškuose jis yra pilnas, o kituose - dalinis (t. y. Saulė yra tik iš dalies uždengta). Saulės užtemimo pradžios momentas skirtinguose juostos taškuose taip pat skiriasi ne todėl, kad skiriasi laiko skaičiavimas, o todėl, kad mėnulio šešėlis juda žemės paviršiumi ir skirtingus taškus jis dengia skirtinguose taškuose. laikai.

Mėnulio užtemimas vyksta visiškai kitaip. Jis stebimas iš karto visoje Žemės rutulio pusėje, kur šiuo metu matomas Mėnulis, tai yra, jis yra virš horizonto.

Nuoseklios Mėnulio užtemimo fazės įvyksta visuose žemės paviršiaus taškuose tuo pačiu momentu; skirtumas atsiranda tik dėl laiko skirtumo.

Štai kodėl astronomui nereikia „medžioti“ Mėnulio užtemimų: jie pas jį ateina patys. Tačiau norint „pagauti“ saulės užtemimą, kartais tenka nukeliauti labai toli. Astronomai siunčia ekspedicijas į atogrąžų salas, esančias toli į vakarus ar rytus, kad tik kelias minutes stebėtų, kaip saulės diską dengia juodas Mėnulio ratas.

Ar prasminga rengti brangias ekspedicijas tokiems trumpalaikiams stebėjimams? Argi neįmanoma atlikti tų pačių stebėjimų, nelaukiant, kol Mėnulis netyčia užtemdys Saulę? Kodėl astronomai dirbtinai nesukuria Saulės užtemimo, nepermatomu apskritimu užtemdydami Saulės vaizdą teleskope? Tuomet būtų galima, atrodytų, be vargo stebėti tas Saulės apylinkes, kuriomis astronomai taip domisi per užtemimus.

Tačiau toks dirbtinis saulės užtemimas negali duoti to, kas stebima, kai Saulę užstoja Mėnulis. Faktas yra tas, kad Saulės spinduliai, prieš pasiekdami mūsų akis, prasiskverbia pro žemės atmosferą ir yra čia išsklaidomi oro dalelių. Štai kodėl dangus dienos metu mums atrodo kaip šviesiai mėlynas skliautas, o ne juodas, išmargintas žvaigždėmis, kaip mums atrodytų net dieną nesant atmosferos. Apdengdami Saulę apskritimu, bet likdami oro vandenyno dugne, nors ir apsaugome akį nuo tiesioginių dienos šviesos spindulių, virš mūsų esanti atmosfera vis dar yra užlieta saulės spindulių ir toliau sklaido spindulius, užtemdama žvaigždės. Tai neįvyksta, jei užstojantis ekranas yra už atmosferos ribų. Mėnulis – kaip tik toks ekranas, esantis šimtą kartų toliau už apčiuopiamą atmosferos ribą. Šis ekranas atitolina saulės spindulius, kol jie prasiskverbia į žemės atmosferą, todėl šešėlinėje juostoje nėra šviesos sklaidos. Tiesa, ne visiškai: mažai spindulių prasiskverbia į šešėlinę sritį, išsklaidyta aplinkinių šviesių plotų, todėl dangus visiško saulės užtemimo momentu niekada nebūna toks juodas kaip vidurnaktį; Matomos tik ryškiausios žvaigždės.

Kokias užduotis sau kelia astronomai, stebėdami visišką saulės užtemimą? Pažymėkime pagrindinius.

Pirmasis yra vadinamasis spektrinių linijų „apsukimas“ išoriniame Saulės apvalkale. Saulės spektro linijos, kurios normaliomis sąlygomis yra tamsios šviesioje spektro juostoje, tamsiame fone kelioms sekundėms tampa šviesios po to momento, kai Saulę visiškai padengia Mėnulio diskas: sugerties spektras. virsta emisijos spektru. Tai vadinamasis blykstės spektras. Nors šis reiškinys, suteikiantis vertingos medžiagos, leidžiančios spręsti apie išorinio Saulės apvalkalo prigimtį, tam tikromis sąlygomis gali būti stebimas ne tik užtemimo metu, jis taip aiškiai aptinkamas užtemimo metu, kad astronomai stengiasi nepraleisti tokios progos. .

Ryžiai. 55. Visiško Saulės užtemimo metu aplink juodąjį Mėnulio diską įsiliepsnoja „saulės vainika“.

Antroji užduotis – tyrimas. saulės korona . Karūna yra ryškiausias iš reiškinių, stebimų visiško Saulės užtemimo momentais: aplink visiškai juodą Mėnulio apskritimą, kurį riboja ugniniai išorinio Saulės apvalkalo išsikišimai (iškilimai), įvairaus dydžio perlų aureolė ir formos šviečia esant skirtingiems užtemimams (55 pav.). Ilgieji šio spindesio spinduliai dažnai būna kelis kartus didesni už Saulės skersmenį, o ryškumas dažniausiai yra tik pusė Mėnulio pilnaties šviesumo.

Per 1936 m. užtemimą Saulės vainikas buvo išskirtinai ryškus, ryškesnis už Mėnulio pilnatį, kas nutinka retai. Ilgi, šiek tiek neryškūs vainiko spinduliai tęsėsi per tris ar daugiau saulės skersmenų; visa karūna pasirodė penkiakampės žvaigždės pavidalu, kurios centrą užėmė tamsus Mėnulio diskas.

Užtemimų metu astronomai fotografuoja vainiką, matuoja jos ryškumą ir tyrinėja spektrą. Visa tai padeda ištirti jo fizinę struktūrą.

Ryžiai. 56. Viena iš bendrosios reliatyvumo teorijos pasekmių yra šviesos spindulių nukreipimas veikiant Saulės traukos jėgai. Pagal reliatyvumo teoriją žemiškasis stebėtojas taške G mato žvaigždę taške E tiesios linijos TDFE kryptimi, o iš tikrųjų žvaigždė yra taške E ir siunčia savo spindulius išlenktu keliu EBFDT. Jei Saulės nebūtų, šviesos spindulys iš žvaigždės nukreiptas į Žemę T būtų nukreiptas tiesia linija

Trečioji užduotis, iškelta tik pastaraisiais dešimtmečiais, – patikrinti vieną iš bendrosios reliatyvumo teorijos pasekmių. Remiantis reliatyvumo teorija, žvaigždžių spinduliai, einantys pro Saulę, yra veikiami galingos jos traukos ir patiria nukrypimą, kuris turėtų atsiskleisti akivaizdžiame žvaigždžių poslinkyje šalia Saulės disko (56 pav.). Patikrinti šią pasekmę galima tik visiško saulės užtemimo metu.

Matavimai per 1919, 1922, 1926 ir 1936 metų užtemimus. nedavė, griežtai tariant, lemiamų rezultatų, o nurodytos pasekmės eksperimentinio patvirtinimo iš reliatyvumo teorijos klausimas lieka atviras iki šiol.

Tai yra pagrindinės priežastys, dėl kurių astronomai palieka savo observatorijas ir vyksta į atokias, kartais labai nesvetingas vietas stebėti Saulės užtemimų.

Kalbant apie patį visiško saulės užtemimo paveikslą, mūsų grožinėje literatūroje yra puikus šio reto gamtos reiškinio aprašymas (V.G. Korolenko „Prie užtemimo“; aprašyme kalbama apie 1887 m. rugpjūčio mėn. užtemimą; stebėjimas atliktas ant kranto). Volgos, Jurjeveco mieste.) Štai Korolenkos istorijos ištrauka su nedideliais praleidimais:

„Saulė minutei nusileidžia plačioje, miglotoje vietoje ir pasirodo iš debesies jau gerokai apgadinta...

Dabar tai matoma plika akimi, o tai padeda ploni garai, kurie vis dar rūko ore, sušvelnindami akinantį blizgesį.

Tyla. Šen bei ten girdisi nervingas, sunkus kvėpavimas...

Praeina pusvalandis. Diena šviečia beveik taip pat, debesys dengia ir atskleidžia saulę, dabar plaukiojančią aukščiau pjautuvo pavidalu.

Tarp jaunimo jaučiamas nerūpestingas jaudulys ir smalsumas.

Senukai dūsauja, senos kažkaip isteriškai dejuoja, o kai kurios net rėkia ir dejuoja, lyg nuo danties skausmo.

Diena pradeda pastebimai blyškėti. Žmonių veidai įgauna išsigandusį atspalvį, žmonių figūrų šešėliai guli ant žemės, blyškūs ir neaiškūs. Garlaivis, leidžiantis žemyn, plaukia kaip koks vaiduoklis. Jo kontūrai tapo lengvesni ir prarado spalvų apibrėžimą. Šviesos, matyt, mažėja, bet kadangi nėra kondensuotų vakaro šešėlių, nėra šviesos žaismo, atsispindinčio apatiniuose atmosferos sluoksniuose, ši prieblanda atrodo neįprasta ir keista. Kraštovaizdis tarsi susilieja į kažką; žolė praranda savo žalumą, kalnai tarsi praranda sunkų tankumą.

Tačiau kol išlikęs plonas pusmėnulio formos saulės kraštelis, vis dar karaliauja labai blyškios dienos įspūdis, ir man atrodė, kad istorijos apie tamsą užtemimo metu buvo perdėtos. „Ar tikrai įmanoma, – pagalvojau, – kad ši likusi nereikšminga saulės kibirkštėlė, deganti kaip paskutinė pamiršta žvakė didžiuliame pasaulyje, reiškia tiek daug?.. Ar tikrai įmanoma, kad užgesus naktis staiga rudenį?"

Bet ta kibirkštis dingo. Kažkaip veržliai, tarsi pastangomis išsiveržęs iš už tamsios užuolaidos, sužibėjo dar vienu auksiniu purslais ir užgeso. Ir su tuo žemę užliejo tiršta tamsa. Pagavau momentą, kai tamsoje pasirodė visiškas šešėlis. Jis pasirodė pietuose ir, kaip didžiulė antklodė, greitai nuskrido virš kalnų, palei upes, per laukus, išvėdindama visą dangaus erdvę, apvyniojo mus ir akimirksniu užsidarė šiaurėje. Dabar stovėjau žemiau, ant seklumos kranto ir atsigręžiau į minią. Jame viešpatavo mirtina tyla... Žmonių figūros susiliejo į vieną tamsią masę...

Bet tai nebuvo įprasta naktis. Buvo taip šviesu, kad akis nevalingai ieškojo sidabrinės mėnulio šviesos, prasiskverbiančios pro mėlyną paprastos nakties tamsą. Bet niekur nebuvo blizgesio, nebuvo mėlynos. Atrodė, lyg ploni pelenai, kurių akis neišsiskiria, būtų išbarstyti iš virš žemės, arba lyg ploniausias ir tankiausias tinklelis pakibo ore. Ir ten, kažkur šonuose, viršutiniuose sluoksniuose jaučiamas apšviestas oro nuotolis, kuris prasiskverbia į mūsų tamsą, sulieja šešėlius, atima tamsai formą ir tankumą. Ir per visą sumišusią nuostabios panoramos gamtą bėga debesys, o tarp jų vyksta kvapą gniaužianti kova... Apvalus, tamsus, priešiškas kūnas, tarsi voras, žvelgė į ryškią saulę, ir jie kartu veržiasi danguje. - aukšti aukščiai. Savotiškas spindesys, besikeičiančiais atspalviais sklindantis iš už tamsaus skydo, suteikia reginiui judėjimo ir gyvybės, o debesys dar labiau sustiprina iliuziją savo nerimą keliančiu, tyliu bėgimu.

Mėnulio užtemimai šiuolaikiniams astronomams neatspindi išskirtinio susidomėjimo, siejamo su saulės užtemimais. Mūsų protėviai Mėnulio užtemimus matė kaip patogią galimybę patvirtinti sferinę Žemės formą. Prasminga prisiminti, kokį vaidmenį šie įrodymai atliko Magelano kelionės aplink pasaulį istorijoje. Kai po varginančios ilgos kelionės apleistais Ramiojo vandenyno vandenimis jūreiviai puolė į neviltį, nusprendę, kad iš kietos žemės negrįžtamai pasitraukė į vandens platybę, kuri niekada nesibaigs, vienas Magelanas neprarado drąsos. „Nors bažnyčia, remdamasi Šventuoju Raštu, nuolat tvirtino, kad Žemė yra didžiulė lyguma, apsupta vandenų, – sako didžiojo navigatoriaus bendražygis, – Magelanas tvirtai pasisakė dėl to: Mėnulio užtemimo metu šešėlis. Žemės metamas yra apvalus, o kas yra šešėlis, taip ir turi būti jį metantis objektas...“ Senovės knygose apie astronomiją randame net piešinių, paaiškinančių Mėnulio šešėlio formos priklausomybę nuo Žemės formos (57 pav.).

Ryžiai. 57. Senovinis piešinys, paaiškinantis mintį, kad pagal žemės šešėlio atsiradimą Mėnulio diske galima spręsti apie Žemės formą

Dabar mums nebereikia tokių įrodymų. Tačiau Mėnulio užtemimai leidžia spręsti apie viršutinių sluoksnių struktūrą antžeminis atmosfera, pagrįsta Mėnulio šviesumu ir spalva. Kaip žinote, Mėnulis neišnyksta be pėdsakų žemės šešėlyje, bet ir toliau yra matomas saulės spinduliuose, lenkdamasis šešėlio kūgio viduje. Mėnulio apšvietimo stiprumas šiais momentais ir jo spalvų atspalviai yra labai svarbūs astronomijai ir, kaip buvo nustatyta, yra netikėtai susiję su saulės dėmių skaičiumi. Be to, pastaruoju metu Mėnulio užtemimų reiškiniai buvo naudojami matuojant Mėnulio dirvožemio aušinimo greitį, kai jam netenka saulės šilumos (prie to grįšime vėliau).

Kodėl užtemimai kartojasi po 18 metų?

Dar gerokai prieš mūsų erą Babilono dangaus stebėtojai pastebėjo, kad saulės ir mėnulio užtemimų serija kartojasi kas 18 metų ir 10 dienų. Šis laikotarpis buvo vadinamas „Saros“. Naudodamiesi juo, senoliai numatė užtemimų pradžią, tačiau nežinojo, kas lėmė tokį reguliarų periodiškumą ir kodėl „saros“ turi būtent tokią, o ne kitą trukmę. Užtemimų periodiškumo pagrindimas buvo rastas daug vėliau, kruopščiai ištyrus Mėnulio judėjimą.

Koks yra Mėnulio orbitos laikas? Atsakymas į šį klausimą gali skirtis priklausomai nuo momento, kai Mėnulio apsisukimas aplink Žemę laikomas baigtu. Astronomai išskiria penkių rūšių mėnesius, iš kurių dabar mus domina tik du:

1. Vadinamasis „sinodinis“ mėnuo, t. y. laikotarpis, per kurį Mėnulis visiškai apsisuka savo orbitoje, jei stebite šį judėjimą iš Saulės. Tai laikotarpis, praeinantis tarp dviejų identiškų Mėnulio fazių, pavyzdžiui, nuo jaunaties iki jaunaties. Tai lygi 29,5306 dienos.

2. Vadinamasis drakoniškas mėnuo, t.y. laikotarpis, po kurio Mėnulis grįžta į tą patį savo orbitos „mazgą“ ( mazgas – Mėnulio orbitos susikirtimas su Žemės orbitos plokštuma). Tokio mėnesio trukmė – 27,2122 dienos.

Užtemimai, kaip nesunku suprasti, įvyksta tik tais momentais, kai Mėnulis pilnaties ar jaunaties fazėje yra viename iš savo mazgų: tada jo centras yra toje pačioje tiesėje su Žemės ir Saulės centrais. . Akivaizdu, kad jei užtemimas įvyksta šiandien, tai jis turi įvykti dar po tokio laiko sveikasis sinodinių ir drakoniškų mėnesių skaičius : tada sąlygos, kuriomis vyksta užtemimai, pasikartos.

Kaip rasti panašius laikotarpius? Norėdami tai padaryti, turime išspręsti lygtį

Kur X Ir y – Sveiki skaičiai. Pateikiant ją kaip proporciją

matome, kad mažiausias tikslūs šios lygties sprendiniai yra šie:

x = 272 122………. y = 295 306.

Pasirodo, tai didžiulis, dešimčių tūkstančių metų laikotarpis, praktiškai nenaudingas. Senovės astronomai buvo patenkinti sprendimu Uždaryti . Patogiausia priemonė tokiais atvejais aproksimacijoms rasti yra tęstinės trupmenos. Išplėskime trupmeną

į nuolatinį. Tai veikia taip. Pašalinus sveikąjį skaičių, turime

Paskutinėje trupmenoje skaitiklį ir vardiklį padalinkite iš skaitiklio:

Trupmenos skaitiklis ir vardiklis

padalinkite iš skaitiklio ir darykite tą patį ateityje. Galų gale gauname

Iš šios trupmenos, paėmę pirmąsias nuorodas ir atmetę likusias, gauname tokius nuoseklius apytikslius skaičiavimus:

Penktoji šios serijos trupmena jau suteikia pakankamai tikslumo. Jei prie to apsistosite, t.y. priimkite x = 223, a y = 242, tada užtemimų pasikartojimo laikotarpis bus lygus 223 sinodiniams mėnesiams arba 242 drakoniškiems mėnesiams.

Tai sudaro 6585 1/3 dienos, t. y. 18 metų 11,3 dienos (arba 10,3 dienos).

Tai yra saros kilmė. Žinodami, iš kur jis atsirado, galime suprasti, kaip tiksliai su jo pagalba galima nuspėti užtemimus. Matome, kad saros lygus 18 metų 10 dienų, 0,3 dienos atmetamos. Tai turėtų reikšti, kad tokiam trumpesniam laikotarpiui suplanuoti užtemimai įvyks val kiti laikrodžiai dieną nei praėjusį kartą (apie 8 val. vėliau), ir tik naudojant laikotarpį, lygų trigubui tiksliam Sarosui, užtemimai kartosis beveik tais pačiais paros momentais. Be to, Sarosas neatsižvelgia į Mėnulio atstumo nuo Žemės ir Žemės nuo Saulės pokyčius, pokyčius, kurie turi savo periodiškumą; Šie atstumai lemia, ar saulės užtemimas bus visiškas, ar ne. Todėl Sarosas leidžia nuspėti tik tai, kad tam tikrą dieną įvyks užtemimas, tačiau ar jis bus visiškas, dalinis ar žiedinis ir ar jį bus galima stebėti tose pačiose vietose, kaip ir ankstesnį kartą, teigti negalima.

Galiausiai atsitinka ir taip, kad nežymus dalinis Saulės užtemimas po 18 metų sumažina jos fazę iki nulio, tai yra visai nepastebima; ir atvirkščiai, kartais tampa matomi nedideli daliniai Saulės užtemimai, anksčiau nebuvo pastebėti.

Šiais laikais astronomai saros nenaudoja. Kaprizingi Žemės palydovo judėjimai buvo taip gerai ištirti, kad dabar užtemimai prognozuojami sekundės tikslumu. Jei prognozuotas užtemimas nebūtų įvykęs, šiuolaikiniai mokslininkai būtų pasirengę pripažinti bet ką, išskyrus skaičiavimų klaidą. Tai taikliai pastebėjo Žiulis Vernas, savo romane „Kailinių žemė“ pasakojantis apie astronomą, leidusį į poliarinę kelionę stebėti Saulės užtemimo. Priešingai nei prognozuota, tai neįvyko. Kokią išvadą iš to padarė astronomas? Jis pranešė aplinkiniams, kad ledo laukas, kuriame jie buvo, yra ne žemynas, o plūduriuojanti ledo sangrūda, kurią jūros srovė neša už užtemimo juostos. Šis pareiškimas netrukus pasiteisino. Štai gilaus tikėjimo mokslo galia pavyzdys!

Ar įmanoma?

Liudininkai pasakoja, kad Mėnulio užtemimo metu jiems teko stebėti Saulės diską vienoje dangaus pusėje netoli horizonto ir tuo pačiu kitoje pusėje patamsėjusį Mėnulio diską.

Panašūs reiškiniai buvo pastebėti 1936 metais – dalinio Mėnulio užtemimo dieną liepos 4 d. „Liepos 4-osios vakare 20 val. 31 min. Mėnulis pakilo, o 20 val. 46 min. Saulė leidosi, o tuo metu, kai Mėnulis teka, įvyko Mėnulio užtemimas, nors Mėnulis ir Saulė buvo matomi vienu metu virš horizonto. Mane tai labai nustebino, nes šviesos spinduliai sklinda tiesia linija“, – rašė man viena iš šios knygos skaitytojų.

Paveikslas tikrai paslaptingas: nors, priešingai nei tiki Čechovo mergina, pro rūkytą stiklą neįmanoma „pamatyti linijos, jungiančios Saulės ir Mėnulio centrą“, tačiau mintyse nubrėžti ją pro Žemę tokiu išdėstymu. visai įmanoma. Ar gali įvykti užtemimas, jei Žemė neužstoja Mėnulio nuo Saulės? Ar galima pasitikėti tokiu liudininko pasakojimu?

Tačiau iš tikrųjų tokiame stebėjime nėra nieko neįtikėtino. Tai, kad Saulė ir patamsėjęs Mėnulis danguje matomi vienu metu, yra dėl šviesos spindulių lenkimo Žemės atmosferoje. Dėl šio kreivumo, vadinamo „atmosferos refrakcija“, kiekvienas šviestuvas mums atrodo aukštesnė tikroji jo padėtis (p. 48, 15 pav.). Kai šalia horizonto matome Saulę ar Mėnulį, jie yra geometriškai išsidėstę žemiau horizontas. Todėl neįmanoma, kad Saulės diskas ir patamsėjęs Mėnulis yra abu matomi virš horizonto tuo pačiu metu.

„Paprastai, – šiuo klausimu sako Flammarionas, – jie nurodo 1666, 1668 ir 1750 m. užtemimus, kai ši keista ypatybė pasireiškė ryškiausiai. Tačiau taip toli eiti nereikia. 1877 m. vasario 15 d. Mėnulis Paryžiuje pakilo 5 valandą. 29 min. Saulė leidosi 5 val. 39 minutes, o tuo tarpu jau prasidėjo visiškas užtemimas. 1880 m. gruodžio 4 d. Paryžiuje įvyko visiškas Mėnulio užtemimas: šią dieną Mėnulis teka 4 valandą, o Saulė leidžiasi 4 valandą 2 minutes, ir tai buvo beveik įpusėjus užtemimui, kuris truko. nuo 3 val. 3 min. iki 4 val 33 min. Jei tai nėra pastebima daug dažniau, tai tik dėl stebėtojų trūkumo. Norėdami pamatyti Mėnulį visiško užtemimo metu prieš saulėlydį arba po saulėtekio, tereikia pasirinkti vietą Žemėje, kad Mėnulis būtų horizonte netoli užtemimo vidurio.

Ką ne visi žino apie užtemimus

1. Kiek gali trukti saulės ir mėnulio užtemimai?

2. Kiek užtemimų gali įvykti per vienerius metus?

3. Ar būna metų be saulės užtemimų? O be mėnulio?

4. Kada bus kitas Rusijoje matomas visiškas saulės užtemimas?

5. Iš kurios pusės prie Saulės artėja juodasis Mėnulio diskas užtemimo metu – iš dešinės ar iš kairės?

6. Kuriame krašte prasideda Mėnulio užtemimas – dešinėje ar kairėje?

7. Kodėl saulės užtemimo metu šviesos dėmės lapijos šešėlyje yra pjautuvo formos (58 pav.)?

8. Kuo skiriasi Saulės pusmėnulio forma užtemimo metu ir įprasto mėnulio pusmėnulio forma?

9. Kodėl saulės užtemimas žiūrimas per rūkytą stiklą?

1. Ilgiausia trukmė pilna fazė saulės užtemimas 7 3/4 m (prie pusiaujo; aukštesnėse platumose – mažiau). Vis dėlto užtemimo fazės gali užtrukti iki 3? valandų (prie pusiaujo).

Visų fazių trukmė menulio uztemimas – iki 4 valandų; visiško Mėnulio tamsėjimo laikas trunka ne ilgiau kaip 1 valandą 50 minučių.

2. Visų užtemimų skaičius per metus - tiek saulės, tiek Mėnulio - negali būti didesnis nei 7 ir mažesnis nei 2. (1935 m. buvo 7 užtemimai: 5 saulės ir 2 mėnulio.)

Ryžiai. 58. Šviesos dėmės medžių lapijos šešėlyje dalinio užtemimo fazės metu yra pusmėnulio formos

3. Be saulės Pro užtemimus nepraeina nė vieni metai: kasmet įvyksta mažiausiai 2 saulės užtemimai. Metai be mėnulio Užtemimai įvyksta gana dažnai, maždaug kas 5 metus.

4. Artimiausias Rusijoje matomas visiškas Saulės užtemimas įvyks 2008 m. rugpjūčio 1 d. Visiško užtemimo ruožas praeis per Grenlandiją, Arktį, Rytų Sibirą ir Kiniją.

5. Šiauriniame Žemės pusrutulyje Mėnulio diskas priartėja prie Saulės iš dešinės į kairę. Visada reikia tikėtis pirmojo Mėnulio kontakto su Saule teisingai pusės. Pietiniame pusrutulyje – nuo paliko (59 pav.).

Ryžiai. 59. Kodėl stebėtojas šiauriniame Žemės pusrutulyje užtemimo metu mato Mėnulio diską, artėjantį prie Saulės? Dešinėje, o stebėtojui pietiniame pusrutulyje – paliko?

6. Šiauriniame pusrutulyje Mėnulis su savo pateks į žemės šešėlį paliko kraštas, pietuose - teisingai.

7. Šviesos dėmės lapijos šešėlyje yra ne kas kita, kaip Saulės vaizdai. Užtemimo metu Saulė turi pjautuvo formą, o jos atvaizdai lapijos šešėlyje turėtų atrodyti taip pat (58 pav.).

8. Mėnulis pjautuvas iš išorės apribotas puslankiu, iš vidaus – pusiau elipsė. Saulės pjautuvas ribojamas dviem vienodo spindulio apskritimo lankais (žr. 59 psl. „Mėnulio fazių mįslės“).

9. Negalite žiūrėti į Saulę, net jei ją iš dalies užstoja Mėnulis, neapsaugotomis akimis. Saulės spinduliai degina jautriausią akies tinklainės dalį, todėl regėjimo aštrumas gerokai sumažėja ilgam, o kartais ir visam gyvenimui.

Dar XIII amžiaus pradžioje. Novgorodo metraštininkas pažymėjo: „Nuo to paties ženklo Veliky Novgorod mieste vargu ar kas nors pametė iš akių“. Tačiau nesunku išvengti nudegimų, jei kaupiate stipriai aprūkyto stiklo atsargas. Reikia rūkyti ant žvakės taip tirštai, kad pro tokį stiklą atsirastų Saulės diskas ryškus ratas , be spindulių ir aureolės; kad būtų patogiau, aprūkyta pusė uždengiama kitu, švariu stiklu ir aplink kraštus apklijuojama popieriumi. Kadangi iš anksto neįmanoma numatyti, kokios bus Saulės matomumo sąlygos užtemimo valandomis, pravartu paruošti keletą skirtingų tamsumo tankių stiklų.

Taip pat galite naudoti spalvotą stiklą, jei sudėsite dvi skirtingų spalvų stiklines (geriausia „papildomas“). Šiam tikslui neužtenka įprastų konservuotų tamsių akinių.

Koks oras Mėnulyje?

Griežtai kalbant, Mėnulyje nėra oro, jei šis žodis suprantamas įprasta prasme. Koks gali būti oras, kai visiškai nėra atmosferos, debesų, vandens garų, kritulių ar vėjo? Vienintelis dalykas, apie kurį galime kalbėti, yra dirvožemio temperatūra.

Taigi, koks karštas yra Mėnulio dirvožemis? Dabar astronomai turi instrumentą, leidžiantį išmatuoti ne tik tolimų kūnų, bet ir atskirų jų dalių temperatūrą. Prietaiso konstrukcija paremta termoelektros fenomenu: iš dviejų skirtingų metalų lituotame laidininke teka elektros srovė, kai viena sandūra šiltesnė už kitą; susidariusios srovės stiprumas priklauso nuo temperatūrų skirtumo ir leidžia išmatuoti sugertos šilumos kiekį.

Prietaiso jautrumas yra nuostabus. Mikroskopinių matmenų (kritinė prietaiso dalis yra ne didesnė kaip 0,2 mm ir sveria 0,1 mg) jis reaguoja net į 13-ojo didumo žvaigždžių šildymo efektą, dėl kurio padidėja temperatūra. dešimties milijonų laipsnių . Šios žvaigždės nematomos be teleskopo; jos šviečia 600 kartų silpniau nei žvaigždės, esančios ties matomumo plika akimi riba. Užfiksuoti tokį mažą šilumos kiekį prilygsta aptikti žvakės šilumą iš kelių kilometrų atstumo.

Turėdami tokį beveik stebuklingą matavimo prietaisą, astronomai jį įkišo į atskiras teleskopinio Mėnulio vaizdo sritis, išmatavo jo gaunamą šilumą ir pagal tai įvertino įvairių Mėnulio dalių temperatūrą (10° tikslumu). . Štai rezultatai (60 pav.): Mėnulio pilnaties disko centre temperatūra viršija 100°; Vanduo, pilamas čia ant mėnulio dirvožemio, užvirtų net esant normaliam slėgiui. „Mėnulyje mums nereikėtų gaminti pietų ant viryklės, – rašo vienas astronomas, – bet kuri netoliese esanti uola galėtų atlikti savo vaidmenį. Pradedant nuo disko centro, temperatūra tolygiai krinta į visas puses, tačiau dar 2700 km nuo centrinio taško yra ne žemesnė nei 80°. Tada temperatūra krenta greičiau, o prie apšviesto disko krašto vyrauja -50° šaltis. Dar šalčiau tamsiojoje Mėnulio pusėje, nukreiptoje nuo Saulės, kur šaltis siekia -170°.

Ryžiai. 60. Temperatūra Mėnulyje per pilnatį matomo disko centre pasiekia +125 °C ir greitai nukrenta link kraštų iki -50 ° ir žemiau

Anksčiau buvo minėta, kad užtemimų metu, kai Mėnulio gaublys paniręs į žemės šešėlį, saulės šviesos netekęs Mėnulio dirvožemis greitai atšąla. Buvo išmatuota, koks didelis buvo šis atšalimas: vienu atveju užtemimo metu temperatūra nukrito nuo +125 iki -115 °, t.y. beveik 240 ° per 1 1/-2 valandas. Tuo tarpu Žemėje panašiomis sąlygomis, t.y per Saulės užtemimą, temperatūra sumažėja vos dviem ar net trimis laipsniais. Šis skirtumas turi būti siejamas su žemės atmosfera, kuri yra gana skaidri matomiems Saulės spinduliams ir blokuoja nematomus įkaitinto dirvožemio „šilumos“ spindulius.

Tai, kad Mėnulio dirvožemis taip greitai praranda sukauptą šilumą, rodo ir mažą Mėnulio grunto šiluminę talpą, ir prastą šilumos laidumą, dėl ko jį įkaitinus lieka tik nedidelis šilumos rezervas. laiko kaupti.