В каком направлении происходит движение луны


Почему Луна меняет свою форму каждую ночь? Почему иногда мы можем видеть Луну и днем? Ответ на оба эти ответа один и тот же. Это потому, что Луна, как и Земля, является космическим объектом. Также как и Земля, Луна всегда наполовину освещена Солнцем и лунный шар, также как и земной, имеет дневную и ночную стороны.

Когда мы смотрим на Луну, которая вращается вокруг Земли, мы видим различные доли этих сторон, дневной и ночной. В этом заключается смена фаз Луны при наблюдении ее с Земли.

Около половины времени Луна находится на нашем небе днем. Просто иногда вблизи Солнца мы не видим ее из-за слепящего солнечного света.

Вот четыре вещи, которые надо знать, чтобы понимать как меняются фазы Луны:

1. Когда видишь Луну, подумай о том, где находится Солнце

2. Каждый день Луна восходит на востоке и заходит на западе

3. Луне нужно почти месяц, чтобы облететь Землю по своей орбите

4. Движение Луны по орбите происходит с востока на запад

Где Луна и где Солнце?


В конце концов, это Солнце освещает Луну и создает на ней дневную сторону, которую мы видим с Земли.

Фазы Луны зависят от того, где она находится в космосе по отношению к Солнцу. Например, если мы видим на небе полную Луну, где в это время находится Солнце? Ответ может быть только один – по другую сторону Земли, прямо напротив Луны. В это время Луна, Земля и Солнце находятся на одной линии с Землей посередине. Так, как показано на рисунке выше.

Поэтому, неважно в какой фазе находится Луна – нужно всегда подумать, где в это время находится Солнце. Это даст ответ на вопрос, почему Луна имеет именно такой вид, а не другой.

Каждый день Луна встает на востоке и садится на западе


Так и должно быть. Восход и заход всех небесных светил на нашем небосводе происходит из-за ежедневного обращения Земли вокруг своей орбиты.

Помните об этом, когда видите тонкий серп Луны на западе после заката Солнца. Это – не восходящая Луна, это – заходящая Луна.

Однако, в тоже время…

Луна делает оборот вокруг Земли за месяц

Хотя Луна каждый день восходит на востоке и заходит на западе (из-за вращения Земли), она также двигается по небосводу из-за собственного движения по орбите вокруг Земли.

Это очень медленное, почти незаметное движение Луны. Это движение по отношению к неподвижным звездам. Если вы посмотрите на Луну рано вечером, а потом еще раз несколько часов позднее, то можете увидеть, что Луна продвинулась на запад. Это движение на запад происходит из-за вращения Земли вокруг своей оси.

Собственное движение Луны также можно заметить в течение одной ночи. Однако для этого нужно наблюдать Луну очень внимательно по отношению к звездам, которые находятся рядом с ней, в течение нескольких часов.

Собственное движение Луны на восток легче заметить, если наблюдать его через день (или ночь). Так как Луна примерно за 28 дней делает оборот в 360 градусов, то легко подсчитать, что за каждые сутки она проходит по отношению к неподвижным звездам 12-13 градусов.

Собственное движение Луны происходит с запада на восток


Каждый день Луна проходит по небосводу 12-13 градусов по направлению к востоку. Луна уходит на 12-13 градусов ниже за восточный горизонт и поэтому она восходит каждый день примерно на 50 минут позднее, чем в предыдущий день.

Поскольку Луна встает с каждым днем все позже и позже, то она появляется в различных частях неба с наступлением темноты в течение двух недель между новолунием и полнолунием.

Затем, в течение двух недель после полнолуния Луна восходит на востоке все позже и позже ночью, пока перед очередным полнолунием она восходит утром уже лишь немного раньше, чем Солнце.

Источник: zen.yandex.ru

Аналогично движению Солнца Луна также перемещается относительно звёзд. Но её движение происходит по сложной траектории, которая складывается из двух движений: движения вокруг Земли и движения вместе с Землёй вокруг Солнца. При этом Луна движется вокруг Земли по эллиптической орбите в ту же сторону, в какую Земля вращается вокруг своей оси. Поэтому мы видим Луну перемещающейся среди звёзд навстречу вращению неба.

В каком направлении происходит движение луны

Направление движения Луны всегда одно и то же — с запада на восток. Видимая орбита Луны на небесной сфере — это большой круг, который наклонён к плоскости эклиптики всего на 05о 09’. Как видим, этот круг пересекает эклиптику в двух точках, которые называются узлами или драконическими точками.


В каком направлении происходит движение луны

Полный оборот вокруг Земли Луна совершает за 27 д 7 ч 43 мин 6 с. Это, так называемый, сидерический или звёздный месяц. Самое интересное в этом то, что именно за такой же промежуток времени Луна делает один оборот вокруг своей оси. Поэтому нам на Земле всегда видна только одна её сторона.

В каком направлении происходит движение луны

Как мы уже говорили, движение Луны вокруг Земли очень сложное. Поэтому его изучение является одной из самых трудных задач небесной механики. Однако при наблюдении за Луной с Земли мы с вами легко можем наблюдать изменение её вида. Происходит это по следующей причине. Вам наверняка известно, что Луна не имеет собственного свечения — она лишь отражает Солнечный свет. В свою очередь, Солнце освещает лишь половину лунного шара. Поэтому, по мере движения Луны по своей орбите её видимая освещённая часть постоянно меняется — происходит смена лунных фаз.

Кстати, освещённая сторона Луны всегда указывает в сторону Солнца, даже если оно скрыто за горизонтом. А линия светораздела, отделяющая освещённую часть Луны от неосвещённой, называется терминатором.


В каком направлении происходит движение луны

Итак, всего принято различать четыре основные фазы Луны: новолуние, первая четверть, полнолуние и последняя четверть.

В каком направлении происходит движение луны

Фаза новолуния наступает тогда, когда Луна проходит между Солнцем и Землёй. В этот момент мы её не видим, так как она обращена к нам своей тёмной стороной и располагается где-то недалеко от Солнца.

Через пару дней в западной части неба появляется и продолжает расти узкий и яркий серп молодой Луны. Иногда при этом можно наблюдать и остальную часть Луны, которая светиться тусклым сероватым свечением, так называемым пепельным светом. Это явление объясняется тем, что лунный серп освещается непосредственно Солнцем, а остальная часть её поверхности — рассеянным солнечным светом, отражённым Землёй.

Ещё в течение нескольких дней можно видеть, как серп Луны увеличивается по ширине, и его угловое расстояние от Солнца возрастает. Спустя 7 суток после новолуния становится видна́ правая половина лунного диска — наступает фаза первой четверти.


В каком направлении происходит движение луны

Далее фаза увеличивается, и через 14—15 суток после новолуния Луна приходит в противостояние с Солнцем. Её фаза становится полной — наступает полнолуние. Солнечные лучи освещают всё лунное полушарие, обращённое к Земле. В этой фазе Луна видна над горизонтом в течение всей ночи: она восходит при заходе Солнца, проходит через южную сторону неба, и заходит за горизонт в момент восхода Солнца.

После полнолуния Луна начинает постепенно приближаться к Солнцу. Сначала на правом крае лунного диска появляется небольшой ущерб в форме серпа́, который в течение нескольких дней увеличивается в размерах. Спустя неделю после полнолуния наступает фаза третьей или последней четверти.

В этой фазе мы вновь, как и в первой четверти, видим половину освещённого полушария Луны, но ту, которая в первой четверти была не освещена.

Луна восходит где-то около полуночи. К моменту восхода Солнца она оказывается в южной стороне неба. А заходит днём.


В дальнейшем лунный серп будет обращён выпуклостью влево (к востоку), так как Луна, постепенно приближаясь к Солнцу с запада, освещается им слева. Теперь мы можем наблюдать Луну только под утро, незадолго до восхода Солнца. Затем вновь наступает новолуние.

Интервал времени, прошедшей, например, от новолуния до новолуния, непостоянен и в среднем составляет 29 сут 12 ч 44 мин 03 с.

Промежуток времени между двумя последовательными одинаковыми фазами Луны называется синодическим месяцем.

Теперь давайте сравним синодический и сидерический месяцы:

В каком направлении происходит движение луны

Не трудно увидеть, что первый длиннее второго более чем на двое суток. Понять почему это так не сложно, если вспомнить, что Земля не стоит на месте, а движется вокруг Солнца. Предположим, что мы начали наблюдать за движением Луны в момент новолуния. Итак, как мы уже знаем, что примерно через 27,3 суток Луна совершит полный оборот вокруг Земли и займёт на небе прежнее положение относительно звёзд. За это время наша планета, проходя по орбите примерно один градус в сутки, пройдёт по орбите дугу в 27о градусов. Следовательно, чтобы Луне вновь оказаться в новолунии, ей придётся дополнительно пройти по орбите такую же дугу в 27о градусов. А на это Луне придётся затратить чуть более двух суток, так как за сутки она перемещается примерно на тринадцать 13о градусов.


В каком направлении происходит движение луны

Так же в астрономии принято выделять и лунный год, который равен 12 лунным месяцам или примерно 354 земным суткам, что на 11 дней короче календарного года. Такая разница приводит к тому, что одни и те же фазы Луны из года в год будут приходиться на разные даты. А повторяться в одни и те же дни они будут только раз в 19 лет.

А теперь, для закрепления нового материала, давайте ответим с вами на пару вопросов. Итак, в одной из книг приводится такое описание ночного неба: «За парком, низко над землёй, висел острый серп месяца, рогами налево… Большая Медведица клонилась к западу. Чувствовалось, что уже за полночь, но только-только после первых петухов". Здесь описано осеннее небо в Литве, средняя широта которой 55о. Проверьте правильность описания.

Ответ на данный вопрос достаточно простой. Если месяц был острым серпом и с рогами налево, то это был "молодой" месяц. А мы уже выяснили, что до полуночи на небе такая Луна не задерживается. Значит, описание ночного неба в Литве, с точки зрения астрономии, неверное.

Кстати, для того, чтобы суметь отличить первую четверть Луны от последней, наблюдатель, находящийся в северном полушарии, может использовать следующее мнемоническое правило. Если лунный серп в небе похож на букву «С», то это Луна «Стареющая» или "Сходящая", то есть это последняя четверть. Если же мысленно приставив палочку к лунному серпу можно получить букву «Р», то это луна «Растущая», то есть это первая четверть.


И ещё один вопрос из книги: «На перекате играла полноводная река. Над левым, отлогим берегом сиял месяц в безоблачном звёздном небе, и серебристая полоса света перерезала реку". Считая, что, по всей вероятности, Луна была в полнолунии, сообразите, в каком направлении текла река.

Итак, мы с вами уже говорили, что в полнолуние Луна находится около своего положения в верхней кульминации, находясь на южной стороне небосвода. Значит, встав по течению реки, мы своей левой стороной повернёмся к югу. Следовательно, река текла на запад.

Источник: videouroki.net

Тема. Движение Луны.

Цели урока.

Учащиеся должны усвоить:

1. Причины наблюдения с Земли только одного полушария Луны.

2. Причины изменения вида Луны.

3. Понятия: фаза Луны, синодический месяц, сидерический месяц, восходящий и нисходящий узлы, драконический месяц.

Основные понятия. Фазы Луны, синодический месяц, сидерический месяц, узлы лунной орбиты, драконический месяц.


Демонстрационный материал. Планетарий. Иллюстрации. Модели.

Самостоятельная деятельность учащихся. Выполнение тестовых заданий.

Мировоззренческий аспект урока. Развивать навыки логического мышления учащихся и научного подхода к изучению мира.

Использование новых информационных технологий. Работа с интерактивным электронным планетарием.

План урока.

Краткое содержание урока

Формы использования

планетария

Время, мин

Приемы и методы

1. Изучение нового материала

· Сидерический месяц.

· Движение Луны вокруг своей оси.

· Фазы Луны. Синодический месяц.

· Сравнение продолжительности синодического и сидерического месяцев.

· Лунный путь. Узлы. Драконический месяц.

Модели «Открытая астрономия»

иллюстрации

25

Объяснение учителя

2. Самостоятельная работа по выполнению тестовых заданий

15

Объяснение учителя

3. Домашнее задание по практическому наблюдению движения Луны

5

Запись на доске учителя

Конспект урока.

1.1 Ближайшее к Земле небесное тело – Луна, является единственным спутником нашей планеты и, в отличие от Солнца, действительно движется по небесной сфере.

Период обращения Луны вокруг Земли относительно звезд называется сидерическим месяцем, который равен 27,32 земных суток.

Задание учащимся

1. Определите смещение Луны в течение суток. (Если разделить угловой путь Луны в 3600 на период её обращения, то суточное смещение Луны составляет немногим более 130.)

2. Определите смещение Луны за 1 час. (Около 1,50 за час.)

Так как видимый угловой диаметр лунного диска равен также примерно 0,50, то даже часовое смещение Луны видимо невооруженным глазом. Луна перемешается по небу в направлении с запада к востоку. В следующий вечер в те же часы суток Луна будет находиться значительно восточнее, чем накануне, и взойдет над горизонтом позже, чем в предыдущий вечер примерно на 50 минут.

1.2 Луна медленно вращается вокруг своей оси. Период вращения у Луны равен 27,3 дня, что в точности совпадает с её орбитальным периодом. Т. е. такое же количество времени Луне требуется для полного оборота и вокруг Земли и вокруг собственной оси.

Совпадение периода вращения Луны и периода её обращения не является случайностью, а обусловлено гравитационным действием Земли на Луну. Вследствие приливного воздействия Земли на Луну, вращение Луны замедлялось и, в конце концов, вообще прекратилось по отношению к Земле – но не по отношению к Солнцу.

Из-за такого синхронного вращения Луна всегда повернута к Земле одной и той же стороной. Это означает, что в течение месяца вы наблюдаете одни и те же черты «лунного лица» и никогда не видите её «затылок».

Рассмотрим точку А на Луне (рис. 1).

В каком направлении происходит движение луны

Рис. 1. Движение Луны вокруг своей оси синхронизировано с движением вокруг Земли

Допустим, Луна не вращается вокруг своей оси. Через неделю Луна сместится примерно на 90° по орбите вокруг Земли.

· Где будет находится точка А?

· Представим, что за это же время – неделю — Луна повернулась вокруг своей оси тоже на 90°. Какое положение теперь занимает точка А?

Также дети, когда водят хоровод вокруг новогодней елки, всегда повернуты лицом к елке. Если посмотреть на хоровод сверху, то можно заметить, что за один и тот же промежуток времени ребенок поворачивается на 360˚ вокруг своей оси и вокруг елки.

Задание учащимся

Чему равна продолжительность солнечных суток на Луне? (Сидерическому месяцу)

В каком направлении происходит движение луны1.3 Луна изменяет свое положение на небе не только относительно звезд, но и относительно Солнца. А так как Луна сама не излучает, а отражает солнечный свет, то в зависимости от положения Луны относительно Солнца, с Земли мы видим в различных пропорциях освещенную и неосвещенную её части.

Видимая в солнечном освещении часть лунного диска называется её лимбом. Линия, разделяющая освещенную и неосвещенную части наблюдаемого диска Луны, называется терминатором. Отношение освещенной части наблюдаемого диска Луны к диаметру диска Луны называется фазой Луны. Лунную фазу характеризуют также возрастом Луны, т. е. числом дней, протекших после очередного новолуния.

Рис. 2 Определение лунной фазы

Подробнее рассмотрим положения Луны относительно Солнца и Земли.

1. Рассмотрим положение (рис.3), когда Луна находится между Солнцем и Землей, (из-за наклона своей орбиты проходит выше или ниже Солнца, но об этом позже).

В каком направлении происходит движение луны

Рис. 3. Положение Солнца, Луны и Земли в новолуние

· Какое полушарие Луны освещается Солнцем? (То, которое повернуто к Солнцу, верхнее на рисунке).

· Какое полушарие наблюдается с Земли? (То, которое повернуто к Земле, нижнее на рисунке)

Получается, что к нам повернуто полушарие, которое не освещается, и поэтому Луна не видна. Такая фаза называется новолуние.

Зафиксируем такое положение Земли, Луны и Солнца и определим время восхода и захода Луны (рис. 4). Вообразим, что Земля вращается вокруг своей оси, соответственно перемещается плоскость горизонта. Видно, что при новолунии Луна восходит и заходит почти одновременно с Солнцем и находится на небе днем.

Рис 4. В новолуние Луна восходит одновременно с Солнцем на востоке

2. После новолуния Луна постепенно отходит к востоку от Солнца. (Рис. 5)

Рис. 5. Молодая Луна

· Какое полушарие Луны освещается Солнцем?

· Какое полушарие наблюдается с Земли?

· Что видит земной наблюдатель? (Только ту часть обращенного к нам полушария, которая освещена, т. е. узкий серп)

· В какую сторону обращена выпуклость серпа? (К Солнцу).

· Используя прием с «подвижным горизонтом», определите время восхода Луны. (Видна по вечерам в западной области неба. Через полтора-два часа после захода Солнца Луна тоже заходит за горизонт).

Рис 6. Молодая Луна восходит позже Солнца примерно на два часа

3. По мере смещения Луны к востоку от Солнца видимая с Земли освещенная часть лунной поверхности увеличивается, лунная фаза растет (рис.7). Через неделю после новолуния, когда Луна отойдет на 90˚ от Солнца, уже видна вся правая половина лунного диска — наступает фаза первой четверти. В этой фазе сначала восходит Солнце, наступает день, затем почти в полдень восходит Луна, к вечеру она видна в южной части неба и заходит ночью.

В каком направлении происходит движение луны

Рис. 7 Положение и вид Луны в фазе первой четверти

4. Через 14–15 суток после новолуния Луна приходит в противостояние с Солнцем, т. е. находится в противоположной части неба (рис.8). Наступило полнолуние, т. к. Солнце освещает всё лунное полушарие, обращенное к Земле. Поскольку полная Луна находится в противоположной Солнцу области неба, то она восходит при заходе Солнца, заходит при его восходе, а в середине ночи вида в южной стороне неба.

Рис.8 Положение и вид Луны в полнолуние

5. Примерно еще через неделю, когда угловое расстояние между Луной и Солнцем сократится до 90˚, наступает фаза третьей или последней четверти, при которой Луна восходит вблизи полуночи, к восходу Солнца она оказывается в южной половине неба, заходит Луна днем.

6. При дальнейшем сближении Луны с Солнцем ее убывающие фазы становятся серповидными с выпуклостью влево (к востоку). Луна восходит и видна в восточной стороне неба незадолго до восхода Солнца, заходит днем перед его заходом и вскоре снова вступает с ним в соединение.

Период, за который Луна занимает то же положение относительно Солнца, называется синодическим месяцем. Период смены лунных фаз (синодический месяц), продолжительнее сидерического месяца и равен 29,53 дня.

В каком направлении происходит движение луны

Интерактивная модель «Фазы Луны». На модели демонстрируется и ещё раз обсуждается изменение вида лунного диска в зависимости от её положения относительно Солнца и Земли.

1.4 Разберемся в причинах различия сидерического и синодического месяцев (рис.9). Представим себе, что в некоторый момент времени Луна (ЛВ каком направлении происходит движение луны) в полной фазе видна с Земли в зодиакальном созвездии Льва – положение 1.

За сидерический месяц Земля пройдет по своей орбите путь 27˚ (1° за сутки) и окажется в положении 2. Луна, совершив в том же направлении один оборот вокруг Земли, вернется в прежнюю точку своей орбиты (ЛВ каком направлении происходит движение луны) и снова будет видна в созвездии Льва, но уже в меньшей фазе, так как ее противостояние Солнцу еще не наступило. Чтобы вновь настало полнолуние, Луне нужно достичь положения Л, т. е. пройти дугу ЛЛ = 27˚.

В каком направлении происходит движение луныВ каком направлении происходит движение луны

Рис. 9 Различие в продолжительности сидерического и синодического месяцев

Так как среднее суточное смещение Луны равно 13,2°, а Земли в том же направлении — 1˚, то дугу в 27˚ Луна пройдет за промежуток времени В каком направлении происходит движение луны= 2,21 сут. За этот интервал времени Земля переместится в положение 3, а Луна в положение ЛВ каком направлении происходит движение луны и опять будет в полной фазе, но уже в созвездии Девы. Таким образом, синодический месяц равен 27,3 + 2,21, т. е 29 суток 12 часов 44 минуты.

1.5 Изобразим лунный путь на небесной сфере (рис.10).

В каком направлении происходит движение луны

Рис. 10 Лунный путь и эклиптика на небесной сфере

Наклонение лунного пути к эклиптике составляет в среднем 5˚09 (с колебаниями от 4˚59 до 5˚19). Вследствие малого наклона плоскости лунной орбиты к плоскости эклиптики, Луна также проходит по зодиакальным созвездиям. Следовательно, одинаковые фазы наступают в различных точках лунной орбиты и поочередно во всех зодиакальных созвездиях. Или, полная Луна повторяет по небу суточный путь Солнца, проходимый им за полгода до этого. Этим и объясняется, почему на протяжении года условия видимости Луны в одной и той же фазе различны: зимой, когда Солнце проходит по южным (летним) зодиакальным созвездиям и его суточный путь над горизонтом низок и короток, полная Луна перемещается по северным (зимним) зодиакальным созвездиям, высоко поднимается и подолгу находится над горизонтом. Летом — картина противоположная: полная Луна повторяет зимний суточный путь Солнца и не удаляется далеко от горизонта.

Точки пересечения траектории Луны с эклиптикой в двух диаметрально противоположных точках, называемых лунными узлами.

В одном из них, восходящем узле, Луна поднимается над эклиптикой (т. е. переходит к северу от нее), а в нисходящем узле опускается под нее (т. е. переходят к югу от эклиптики). Промежуток времени, спустя который Луна возвращается к тому же узлу своей орбиты, называется драконическим месяцем и равен 27,212220 суток.

Наносить лунный путь на карту нецелесообразно, т. к. плоскость лунного пути сравнительно быстро поворачивается с востока к западу (т. е. навстречу движению Луны), поэтому лунные узлы непрерывно перемещаются по эклиптике в том же направлении. Через 27,21 суток Луна пересекает эклиптику в точке, смещенной на 1,5° к западу и незримо описывает новую траекторию. А за год узлы лунной орбиты передвигаются вдоль эклиптики почти на 20°. Можно представить (рис. 11) , что узлы лунной орбиты непрерывно перемещаются слева направо вдоль эклиптики навстречу Солнцу. Промежуток времени, за который центр диска Солнца проходит через один и тот же узел лунной орбиты, называется драконическим годом. Он равен 346,62 суток.

В каком направлении происходит движение луны

Рис.11 Смещение лунных узлов

Домашнее задание учащимся

1. Заметить и зарисовать положение Луны на небе относительно ярких звезд в течение трех вечеров в одно и то же время. Изменяется ли положение Луны в течение суток, в каком направлении? Изменяется ли положение Луны в разные вечера в то же время суток?

2. В темное время суток расположите включенную лампу в комнате на расстоянии 3-4 м от себя. Перемещая вокруг себя в руке мяч, наблюдайте за видом его освещенной части.

Тест «Движение Луны»

1. Луна изменяет свой вид вследствие:

1) вращения Земли вокруг своей оси;

2) обращения Земли вокруг Солнца;

3) движения Луны вокруг Земли;

4) обращения Земли вокруг Солнца и движения Луны вокруг Земли.

2. Наблюдатель на Земле может видеть только одно полушарие Луны, так как…

1) период вращения Луны меньше периода ее обращения вокруг Земли.

2) период вращения Луны больше периода ее обращения вокруг Земли.

3) период вращения Луны равен периоду ее обращения вокруг Земли.

4) Луна не вращается.

3. При данном расположении светил, в какой фазе находится Луна? (рис.1)

В каком направлении происходит движение луны1) новолуние;

2) первая четверть;

3) последняя четверть

4) полнолуние

4. На рисунке 2 слева показано взаимное расположение Солнца, Луны и Земли. Какой вид имеет Луна для земного наблюдателя? (Ответ на рис. 3 внизу)

В каком направлении происходит движение луныВ каком направлении происходит движение луны

5. Узлами лунной орбиты называются точки пересечения….

А) орбиты Луны с эклиптикой.

Б) орбиты Луны с небесным экватором.

В) орбиты Луны с истинным горизонтом.

Г) орбиты Луны с главным меридианом.

В каком направлении происходит движение луны

6. На рисунке 4 справа показан вид Луны для земного наблюдателя в некоторый момент времени. Укажите, в каком положении находится Луна относительно Земли и Солнца на нижнем рисунке 5.

А) 1

Б) 2

В) 3

Г) 4

7. Во время последней четверти….

А) Луна восходит и заходит почти одновременно с Солнцем и находится на небе днем.

Б) Луна восходит днем и заходит ночью.

В) Луна восходит при заходе Солнца, заходит при его восходе.

Г) Луна восходит вблизи полуночи и заходит днем.

8. Для наблюдателя, находящегося на Земле, Луна видна в первой четверти. В какой фазе это время увидит Землю наблюдатель, находящийся на Луне?

А) «новоземлие» Б) первая четверть

В) последняя четверть Г) «полноземлие»

9. Период обращения Луны по своей орбите относительно Солнца называется:

А) драконический месяц Б) сидерический месяц

В) синодический месяц Г) сутки Д) год

10. Приведите в соответствие определения данным понятиям

1. Сидерический месяц

А. Период смены лунных фаз

2. Синодический месяц

Б. Период обращения Луны вокруг Земли относительно звезд

3. Драконический месяц

В. Период обращения Луны вокруг Земли относительно Солнца

Г. Период обращения Луны вокруг своей оси

Д. Интервал времени, спустя который Луна возвращается к тому же узлу лунной орбиты.

Источник: pandia.ru

 

 

В каком направлении происходит движение луны

 

Рис.5. Суточные пути Солнца над горизонтом в разные времена года при наблюдениях: а — на полюсе Земли; б — в средних географических широтах; в — на экваторе Земли.

 

 

С изменением географической широты места наблюдения меняется ориентация оси вращения небесной сферы относительно горизонта. На полюсе Земли полюс мира находится в зените, и звезды движутся по кругам, параллельным горизонту (рис. 5, а). Здесь звезды не заходят и не восходят, их высота над горизонтом неизменная.

На средних географических широтах существуют как восходящие и заходящие звезды, так и те, которые никогда не опускаются под горизонт (рис. 5, б). Например, околополярные созвездия никогда не заходят. Созвездия, расположенные дальше от северного полюса мира, показываются ненадолго над горизонтом. А созвездия, лежащие около южного полюса мира, являются невосходящими.

Но чем дальше продвигается наблюдатель к югу, тем больше южных созвездий он может видеть. На земном экваторе, если бы днем не мешало Солнце, за сутки можно было бы увидеть созвездия всего звездного неба (рис. 5, в).

Для наблюдателя на экваторе все звезды восходят и заходят перпендикулярно плоскости горизонта. Каждая звезда здесь проходит над горизонтом ровно половину своего пути. Северный полюс мира для него совпадает с точкой севера, а южный полюс мира — с точкой юга. Ось мира расположена в плоскости горизонта (см. рис. 5, в)

Полюс мира при кажущемся вращении неба, отражающем вращение Земли вокруг оси, занимает неизменное положение над горизонтом на данной широте (см. рис. 3).

Звезды за сутки описывают над горизонтом вокруг оси мира круги, параллельные небесному экватору. При этом каждое светило за сутки дважды пересекает небесный меридиан. Явления прохождения светил через небесный меридиан называются кульминациями.

В верхней кульминации высота светила максимальна, в нижней кульминации — минимальна. Промежуток времени между кульминациями равен половине суток.

У не заходящего на данной широте светила М (см. рис. 6) видны (над горизонтом) обе кульминации, у звезд, которые восходят и заходят (M1, М2, М3), нижняя кульминация происходит под горизонтом, ниже точки севера. У светила М4, находящегося далеко к югу от небесного экватора, обе кульминации могут быть невидимы (светило невосходящее).

 

В каком направлении происходит движение луны

 

Рис.6.Верхние и нижние кульминации Рис.7.Высота светила в верхней

светил кульминации

 

 

Момент верхней кульминации центра Солнца называется истинным полднем, а момент нижней кульминации — истинной полночью.

Найдем зависимость между высотой h светила М в верхней кульминации, его склонением δ и широтой местности φ. Для этого воспользуемся рисунком 7, на котором изображены отвесная линия ZZ’, ось мира РР’ и проекции небесного экватора QQ’ и линии горизонта NS на плоскость небесного меридиана (PZSP’Z’N).

Мы знаем, что высота полюса мира над горизонтом равна географической широте места, т. е. hр= φ. Следовательно, угол между полуденной линией NS и осью мира РР’ равен широте местности φ, т. е. ‹ PON = hр = φ. Очевидно, что наклон плоскости небесного экватора к горизонту, измеряемый ‹ QOS, будет равен 90° — φ, так как ‹ QOZ = ‹ PON как углы с взаимно перпендикулярными сторонами (см. рис. 7). Тогда звезда М со склонением δ, кульминирующая к югу от зенита, имеет в верхней кульминации высоту

h = 90° — φ + δ. (1)

Из этой формулы видно, что географическую широту можно определить, измеряя высоту любого светила с известным склонением δ в верхней кульминации. При этом следует учитывать, что если светило в момент кульминации находится к югу от экватора, то его склонение отрицательно.

В данной местности каждая звезда кульминирует всегда на одной и той же высоте над горизонтом, потому что ее угловое расстояние от полюса мира и от небесного экватора остается неизменным. Солнце же и Луна меняют высоту, на которой они кульминируют. Отсюда можно сделать вывод, что их положение относительно звезд (склонение) изменяется. Мы знаем, что Земля движется вокруг Солнца, а Луна вокруг Земли. Проследим, как меняется вследствие этого положение обоих светил на небе.

Если по точным часам замечать промежутки времени между верхними кульминациями звезд и Солнца, то можно убедиться, что промежутки между кульминациями звезд на четыре минуты короче, чем промежутки между кульминациями Солнца. Объясняется это тем, что за время одного оборота вокруг оси (сутки) Земля проходит примерно 1/365 часть своего пути вокруг Солнца. Нам же кажется, что Солнце сдвигается на фоне звезд к востоку — в сторону, противоположную суточному вращению неба. Этот сдвиг составляет около 1°. Чтобы повернуться на такой угол, небесной сфере нужно еще 4 мин, на которые и «запаздывает» кульминация Солнца. Таким образом, в результате движения Земли по орбите Солнце за год описывает на небе относительно звезд большой круг, называемый эклиптикой (рис. 8).

 

В каком направлении происходит движение луны

 

Рис.8.Эклиптика и небесный экватор.

 

Так как Луна совершает один оборот навстречу вращению неба за месяц и потому проходит за сутки не 10, а примерно 13°, то ее кульминации запаздывают ежесуточно уже не на 4 мин, а на 50 мин.

Определяя высоту Солнца в полдень, заметили, что дважды в году оно бывает на небесном экваторе, в так называемых равноденственных точках. Это происходит в дни весеннего и осеннего равноденствий (около 21 марта и около 23 сентября). Плоскость горизонта делит небесный экватор пополам (рис. 8). Поэтому в дни равноденствий пути Солнца над и под горизонтом равны, следовательно, равны продолжительности дня и ночи.

 

 

В каком направлении происходит движение луны

Рис.9.Суточные пути Солнца над горизонтом в разные времена года при наблюдениях: а – в средних географических широтах; б – на экваторе Земли.

 

Двигаясь по эклиптике, Солнце 22 июня отходит дальше всего от небесного экватора в сторону северного полюса мира (на 23°27′). В полдень для северного полушария Земли оно выше всего над горизонтом (на эту величину выше небесного экватора, см. рис. 8 и 9). День самый длинный, он называется днем летнего солнцестояния.

Большой круг эклиптики пересекает большой круг небесного экватора под углом 23°27′. На столько же Солнце бывает ниже экватора в день зимнего солнцестояния, 22 декабря (см. рис. 8 и 9). Таким образом, в этот день высота Солнца в верхней кульминации уменьшается по сравнению с 22 июня на 46°54’, и день самый короткий. Различия в условиях освещения и нагревания Земли Солнцем определяют ее климатические пояса и смену времен года.

 

Глава 4. Движение Луны и затмения.

 

Луна движется вокруг Земли в ту же сторону, в какую Земля вращается вокруг своей оси. Отображением этого движения, как мы знаем, является видимое перемещение Луны на фоне звезд навстречу вращению неба. Каждые сутки Луна смещается к востоку относительно звезд примерно на 13°, а через 27,3 суток возвращается к тем же звездам, описав на небесной сфере полный круг.

Период обращения Луны вокруг Земли относительно звезд (в инерциальной системе отсчета) называется звездным или сидерическим (от лат. sidus — звезда) месяцем. Он составляет 27.3 земных суток.

Видимое движение Луны сопровождается непрерывным изменением ее вида — сменой фаз. Происходит это оттого, что Луна занимает различные положения относительно освещающего ее Солнца и Земли. Схема, поясняющая смену фаз Луны, показана на рисунке 20.

 

 

В каком направлении происходит движение луны

 

Когда Луна видна нам как узкий серп, остальная часть ее диска тоже слегка светится. Это явление называется пепельным светом и объясняется тем, что Земля освещает ночную сторону Луны отраженным солнечным светом.

Промежуток времени между двумя последовательными одинаковыми фазами Луны называется синодическим месяцем (от греч. synodos — соединение); это период обращения Луны вокруг Земли относительно Солнца. Он равен (как показывают наблюдения) 29,5 суток.

Таким образом, синодический месяц длиннее сидерического. Это легко понять, зная, что одинаковые фазы Луны наступают при одинаковых ее положениях относительно Земли.

 

В каком направлении происходит движение луны

 

 

На рисунке 21 взаимное расположение Земли Т и Луны L соответствует моменту новолуния. Луна L через 27,3 суток, сделав полный оборот, займет прежнее положение относительно звезд. Земля Т за это время вместе с Луной пройдет по своей орбите относительно Солнца дугу ТТ1, равную почти 270, так как каждые сутки она смещается примерно на 10. Чтобы Луна L1 заняла прежнее положение относительно Солнца и Земли Т1 (пришла в новолуние), потребуется еще двое суток. Действительно, Луна проходит за сутки 3600/27,3 суток = 130 за сутки. Чтобы пройти дугу в 270, ей необходимо 27/130 за сутки = 2 суток. Так и получается, что синодический месяц Луны составляет около 29,5 земных суток.

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

Вращаясь вокруг оси, Луна попеременно обращает к Солнцу разные свои стороны. Следовательно, на Луне происходит смена дня и ночи, и солнечные сутки равны синодическому периоду (ее обороту относительно Солнца). Таким образом, на Луне продолжительность дня равна двум земным неделям и две наши недели составляют там ночь.

Легко понять, что фазы Земли и Луны взаимно противоположны. Когда Луна почти полная, Земля с Луны видна как узкий серп.

 

В каком направлении происходит движение луны

 

 

Земля и Луна, освещенные Солнцем (рис. 22), отбрасывают конусы тени (сходящиеся) и конусы полутени (расходящиеся). Когда Луна попадает в тень Земли полностью или частично, происходит полное или частное затмение Луны. С Земли оно видно одновременно отовсюду, где Луна над горизонтом. Фаза полного затмения Луны продолжается, пока Луна не начнет выходить из земной тени, и может длиться до 1 ч 40 мин. Солнечные лучи, преломляясь в атмосфере Земли, попадают в конус земной тени. При этом атмосфера сильно поглощает голубые и соседние с ними лучи, а пропускает внутрь конуса преимущественно красные, которые поглощаются слабее. Вот почему Луна при большой фазе затмения окрашивается в красноватый цвет, а не пропадает совсем.

В старину затмения Луны боялись, как страшного предзнаменования, считали, что «месяц обливается кровью». Лунные затмения бывают до трех раз в году, разделенные почти полугодовыми промежутками, и, конечно, лишь в полнолуние.

Солнечное затмение как полное видно только там, где на Землю падает пятно лунной тени. Диаметр пятна не превышает 250 км, и поэтому одновременно полное затмение Солнца видно лишь на малом участке Земли. Когда Луна перемещается по своей орбите, ее тень движется по Земле с запада на восток, вычерчивая последовательно узкую полосу полного затмения (рис. 23).

 

В каком направлении происходит движение луны

 

 

Там, где на Землю падает полутень Луны, наблюдается частное затмение Солнца (рис. 24).

Вследствие небольшого изменения расстояний Земли от Луны и Солнца видимый угловой диаметр Луны бывает то немного больше, то немного меньше солнечного, то равен ему. В первом случае полное затмение Солнца длится до 7 мин 40 с, в третьем— только одно мгновение, а во втором случае Луна вообще не закрывает Солнца целиком, наблюдается кольцеобразное затмение. Тогда вокруг темного диска Луны виден сияющий ободок солнечного диска.

На основе точного знания законов движения Земли и Луны вычислены на сотни лет вперед моменты затмений и то, где и как они будут видны. Составлены карты, на которых показаны полоса полного затмения, линии (изофазы), где затмение будет видно в одинаковой фазе, и линии, относительно которых для каждой местности можно отсчитать моменты начала, конца и середины затмения.

Солнечных затмений в году для Земли может быть от двух до пяти, в последнем случае непременно частных. В среднем в одном и том же месте полное солнечное затмение бывает видно чрезвычайно редко — лишь однажды в течение 200—300 лет.

 

 

Источник: studopedia.ru

ОТВЕТЫ к задачам Школьного этапа Всероссийской олимпиады по Астрономии. октябрь 2011 года

 Задание 1
  В каких точках горизонта восходит Солнце в дни весеннего равноденствия, летнего солнцестояния, осеннего равноденствия, зимнего солнцестояния? На рисунке изображены восходы и заходы Солнца в северном полушарии. Укажите, в чем ошибка художника и нарисуйте верный рисунок.
Решение.
  1) в дни весеннего и осеннего равноденствий Солнце восходит в точке востока.
  2) на широте Новосибирска (55°) в день летнего солнцестояния Солнце восходит на северо-востоке, а в день зимнего солнцестояния — на юго-востоке.
  3) Как указано в первом пункте — только в дни равноденствий 21 марта и 23 сентября Солнце восходит в точке востока и заходит в точке запада (везде). Поэтому  надо по-другому нарисовать направления сторон горизонта: стрелку востока направить на точку восхода Солнца 21 марта, а стрелку запада – на точку захода 21 марта.

 Задание 2
  В каком направлении происходит видимое движение Солнца и Луны относительно звезд? По каким созвездиям проходит в течение года Солнце, сколько таких созвездий?
Решение.
  1) Относительно звезд Луна движется с запада на восток со скоростью 13° в сутки. Солнце движется относительно звезд также с запада на восток, но со скоростью примерно 1 ° в сутки.
  2) Видимый годовой путь Солнца проходит через тринадцать созвездий, начиная от точки весеннего равноденствия: Овен, Телец, Близнецы, Рак, Лев, Дева, Весы, Скорпион, Змееносец, Стрелец, Козерог, Водолей, Рыбы. Двенадцать из них (без Змееносца) называются зодиакальными.

 Задание 3
  Смотря на звездное небо, Вы наверняка знаете, что для нахождения направления на север и Полярной звезды используется астеризм (характерное расположение группы звезд) созвездия Большой Медведицы. Отобразите на рисунке расположение звезд в «ковше» Большой Медведицы. Как, за какое время и почему меняется положение «ковша» на небе?
 Решение.
 1) Взаимное расположение звезд не меняется (для заметного изменения необходимы сотни лет), а вот ориентация ковша в пространстве (положение на звездном небе) изменяется и вид зависит от времени наблюдения, как суток, так и месяца.
  В каком направлении происходит движение луны  или  В каком направлении происходит движение луны  или, например В каком направлении происходит движение луны
  2) Изменение положение «ковша» на небе связано с движением Земли. За сутки относительно звезд Земля делает полный оборот вокруг своей оси, параллельной оси мира, один из полюсов которой близок к Полярной звезде. Для наблюдателя на Земле это движение будет соответствовать полному обороту звездного неба за 24 часа. Аналогично для наблюдателя на Земле, в течение года также звездное небо делает полный оборот.

Задание 4
  1 августа 2008 года в Новосибирске наблюдалось полное солнечное затмение (рисунок). Почему полное лунное затмение можно наблюдать со всей территорий огромной страны одновременно, а полное солнечное затмение – только из нескольких определенных мест и при этом в разное время?
Решение.
   Солнечные затмения можно видеть только в тех областях Земли, по которым проходит полоса тени Луны. Диаметр тени не превышает 270 км, поэтому полное солнечное затмение одновременно видно лишь на малом участке земной поверхности, и область тени перемещается, поэтому в разных точках полосы затмения оно наступает в разное время. Хотя солнечные затмения случаются чаще лунных затмений и в следующем саросе затмения повторяются в этом же порядке), в каждой местности Земли солнечные затмения наблюдаются редко.
   Для справки: Затмения повторяются (египетское — сарос), что связано с поворотом плоскости  лунной орбиты. Малый сарос составляет 6585,32 сут (≈18 лет 10,3 дней). За это время происходит 70-71 затмение (42-43 солнечных и 28 лунных).
   Относительные движения Солнца, Земли и Луны таковы, что каждый год должны происходить по крайней мере два затмения Солнца (хотя большинство из них будет частными). Максимальное число затмений в году — семь (например 1982г — четыре частных солнечных и три полных лунных, а в 1917г — в период между 8 января и 14 декабря было три теневых (умбральных) затмения Луны и четыре частных затмения Солнца, хотя одно из солнечных затмений было очень небольшим. А вот в 2094г состоится полутеневое (пенумбральное) затмение Луны (1 января), теневые лунные затмения (28 июня и 21 декабря), частные солнечные затмения (13 июня, 12 июля и 7 декабря) и полное солнечное затмение 16 января). Теоретически возможно, что в два последовательных новолуния произойдут солнечные затмения, а между ними — лунное затмение. Однако лунные затмения в два последовательных полнолуния невозможны.
   Фаза затмения — доля диаметра Солнца (Луны), закрытая затмевающим объектом (диск Луны, тень Земли). Фаза в 1,02 означает, что Луной Солнце было закрыто полностью и при этом угловой диаметр Луны был несколько больше диаметра Солнца.

Задание 5
   Солнце находится на расстоянии 7,5 кпк от центра Галактики и движется со скоростью 220 км/с. За какой период времени Солнце совершает полный оборот вокруг центра Галактики?
Решение.
   Предполагая, что Солнечная система вокруг центра Галактики движется по круговой орбите с радиусом равным удаленности Солнца от центра Галактики, получим:

  Т= В каком направлении происходит движение луныВ каком направлении происходит движение луны лет

Задание 6
   Каков период обращения искусственного спутника Земли, движущегося на расстоянии1600 км от поверхности Земли?
Решение.
 В каком направлении происходит движение луны — сила притяжения ИСЗ, кроме того  В каком направлении происходит движение луны тогда   В каком направлении происходит движение луныВ каком направлении происходит движение луны
отсюда период Т= В каком направлении происходит движение луны = 7200 сек = 2 часа

Составил Максименко А.В., МБОУ Колыбельская СОШ

Источник: www.astro.websib.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.