Лунное затмение использование явления в научных целях. Лунное затмение. Тип урока: усвоение новых знаний

Иващенко Ирина Алексеевна

Конкурс научных проектов школьников в рамках краевой научно-практической конференции «Эврика» Малой академии наук учащихся Кубани в 2015-2016 учебном году.

Целью работы является - исследование наблюдаемой с Земли освещённой части лунного диска и определение физических и фотометрических характеристик полного лунного затмения 28 сентября 2015 года.

В результате работы была подтверждена гипотезу о том, что путем визуального наблюдения, фотографирования и измерения промежутков времени полного лунного затмения, можно получить с приемлемой погрешностью физические характеристики лунного затмения: размер земной тени и скорость ее движения по диску Луны, размер естественных лунных объектов (морей), и определить фотометрические характеристики – блеск и яркость Луны, выявить их изменение во время затмения.

Практическая ценность работы состоит в том, что полученный в ходе наблюдения фотоматериал и результаты его обработки могут быть использованы в учебном процессе, в работе астрономических кружков, в исследовательской работе учащихся.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Конкурс научных проектов школьников в рамках краевой научно-практической конференции «Эврика» Малой академии наук учащихся Кубани

в 2015-2016 учебном году

Направление: естественно – научное

Секция: физика

Работа на тему:

НАБЛЮДЕНИЕ И ПОЛУЧЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ПОЛНОГО ЛУННОГО ЗАТМЕНИЯ 28 СЕНТЯБРЯ 2015 ГОДА

Работу выполнила

Иващенко Ирина Алексеевна

МБОУ СОШ №3 ст. Старощербиновская, 11класс

Руководитель:

Кириченко Анатолий Яковлевич,

Учитель физики

Россия, Краснодарский край, Щербиновский район, станица Старощербиновская, 2016 год

	Введение
	Теоретическая часть.
	Условия наступления лунных затмений.
2.1.1	Почему Луна «кровавая» ?
2.1.2	Блеск Луны во время полного лунного затмения
2.1.3	Особенности полного лунного теневого затмения 28.09.2015 года.
III.	Практическая часть.
	Определение размеров земной тени на расстоянии Луны от Земли.
3.1.1
3.1.2	Определение размеров земной тени по фотографии лунного затмения 28.09.2015 года.
	Вычисление линейной скорости Луны во время затмения 28.09.2015 года.
	Вычисление звездной величины Луны по фотографиям лунного затмения и построение графика зависимости изменения видимой звездной величины Луны от времени.
	Определение видимой звездной величины Луны методом «обратного телескопа».
	Определения яркости Луны по шкале Данжона во время затмения.
	Создание анимации полного лунного затмения 28.09.2015 года.
	Заключение
	Список используемой литературы
	Приложение	23-45

ИВАЩЕНКО Ирина Алексеевна

МБОУ СОШ №3 ст. Старощербиновская

Научная статья

Введение

Выбор темы был обусловлен тем, что основой любого научного исследования являются наблюдения и эксперименты. Астрономия - наблюдательная наука потому , что космические объекты, изучаемые астрономами, расположены очень далеко от Земли. Луна, как самый яркий космический объект ночного неба и наиболее доступный для наблюдений, всегда вызывала мой интерес. Среди различных любительских наблюдений Луны, наиболее ценны наблюдения лунных затмений, которые происходят довольно редко и считаются масштабными астрономическими явлениями. Не всегда, из-за погоды, крупным обсерваториям удается пронаблюдать то или иное затмение. И тогда любительские данные приобретают особо важное значение. Во время полных лунных затмений у жителей Земли имеется единственная возможность наблюдать земную тень, в которую погружается Луна полностью и при этом становится красной. Полное лунное затмение я наблюдала впервые.

Проблемой данной исследовательской работы является возможности визуальных наблюдений в исследовании естественного спутника Земли - Луны.

Объектом исследования выбрана наблюдаемая с Земли визуально и в телескоп освещённая часть лунного диска во время лунного затмения 28 сентября 2015 года.

Предметом исследования является редкое физическое явление прохождения Луны через тень, отбрасываемую освещенной Солнцем Землей – лунное затмение.

Гипотезой данного исследования является предположение о том, что путем визуального наблюдения, фотографирования и измерения промежутков времени полного лунного затмения, можно получить с приемлемой погрешностью физические характеристики лунного затмения: размер земной тени и скорость ее движения по диску Луны, размер естественных лунных объектов (морей), и определить фотометрические характеристики: блеск и яркость Луны, выявить их изменение во время затмения.

Целью моей работы является исследование наблюдаемой с Земли освещённой части лунного диска и получение физических и фотометрических характеристик полного лунного затмения 28 сентября 2015 года.

Во время проведения наблюдения лунного затмения и последующей обработки результатов исследовательской работы мною применялись следующие методы:

• визуальное наблюдение;
• измерение физических величин;
• фотографирование объекта наблюдения;
• статистический метод (обработка и исследование полученного материала с помощью компьютерных программ, создание таблиц и графиков);
• метод моделирования (создание проекта, презентационного материала и анимации).

Достоверность результатов , полученных во время наблюдения лунного затмения, не противоречит и значительно не отличается от наблюдений и расчётов, полученных ранее учеными и любителями астрономии.

Личный вклад автора исследовательской работы состоит в том, что я выявила сущность редкого физического явления, провела наблюдение лунного затмения, сделала фотоснимки и их компьютерную обработку, произвела измерения и вычисления характеристик лунного затмения, создала анимацию и презентацию.

Практическая ценность

Определенную научную ценность имеют результаты визуального определения яркости Луны по шкале Данжона во время лунного затмения для проведения анализа запылённости верхних слоев атмосферы и определения вклада микропарникового эффекта в общее потепление на Земле.

Теоретическая часть.

1.Условия наступления лунных затмений.

Лунные затмения представляют собой не оптическое, а физическое явление прохождения Луны сквозь земную тень, имеющую форму сходящегося круглого конуса, окруженного расходящейся полутенью.

В зависимости от гелиоцентрического расстояния Земли, длина ее тени может быть различной – от 1359 тыс. км, до 1405 тыс. км, а при среднем расстоянии близка к 1382 тыс. км, то есть всегда больше геоцентрического расстояния Луны. Ось земной тени лежит в плоскости земной орбиты и поэтому тень и полутень проектируются на небо в виде концентрических кругов, центр которых находится в эклиптике, в точке, диаметрально противоположной Солнцу (Приложение №1, 2).

Следовательно, чтобы произошло лунное затмение, Луна должна противостоять Солнцу, т.е. быть в фазе полнолуния. Но на среднем расстоянии Луны от Земли (384 400 км) угловой радиус земной тени r = 42" = 0º,7, на наименьшем расстоянии r = 47" = 0º,8, а при наибольшем – r = 38" = 0º,6. Луна же отходит от эклиптики на угловое расстояние до 5º,2 и, поэтому, далеко не при всех полнолуниях, наступающих в различных точках лунного пути, она попадает в земную тень, а проходит либо ниже (южнее), либо выше (севернее). Если же полнолуния наступают вблизи лунных узлов, то Луна частично или полностью погружается в земную тень – происходят частные и полные теневые лунные затмения.

Перед погружением в земную тень Луна проходит сквозь полутень Земли, но ослабление лунного света при этом настолько ничтожно, что невооруженным глазом не обнаруживается, поэтому полутеневых лунных затмений я рассматривать не буду. В дальнейшем под частными и полными лунными затмениями я буду подразумевать только теневые затмения, при которых Луна погружается в земную тень.

Участок эклиптики, на котором происходят лунные затмения, называется зоной лунных затмений и ее границы определяются внешним касанием Луны с земной тенью (полнолуния 2,5,8,11, Приложение №3). Положение этих границ относительно лунного узла вычисляется по формуле: sin l = tg β * ctg i в которой наклонение лунного пути к эклиптике i = 5º,2= 5º09" , а угловое расстояние между центрами лунного диска и земной тени β = σ = r + r л , где r – радиус земной тени и r л – радиус лунного диска. При средних значениях радиуса земной тени r = 42" и радиуса лунного диска r л = 16" границы зоны частных затмений отстоят от лунного узла на l = 11º, а при крайних значениях – смещаются в ту или иную сторону на 1º.

Полные же лунные затмения, наступающие при угловом расстоянии между центрами Луны и земной тени σ = r – r л , могут происходить не далее, чем в 4º,5 – 5º,5 от лунного узла. Чем ближе к лунному узлу происходит лунное затмение, тем больше его фаза, определяемая долей (d) лунного диаметра (d л ), покрытой земной тенью, т.е. фаза затмения Ф = d/d л и аналогично фазе солнечного затмения, вычисляется по формуле Ф = (r + r л – σ)/ 2*r л , в которой угловое расстояние σ между центрами лунного диска и земной тени меняется в ходе затмения.

Смещаясь с запада к востоку, Луна входит в земную тень своим левым краем и им же выходит из тени. При частном затмении его фаза постепенно возрастает от Ф=0 в момент внешнего касания Луной земной тени (1 контакт) до некоторого наибольшего значения Ф m

Полному лунному затмению предшествуют частные фазы и в момент окончательного погружения Луны в земную тень (2 контакт, σ = r – r л ) наступает полное затмение (Ф=1). Казалось бы, что при полном покрытии Луны земной тенью фаза лунного затмения всегда равна 1,00 и не может ее превышать. Однако это не так, поскольку наибольшая фаза должна характеризировать не только степень покрытия Луны земной тенью, но и глубину погружения Луны в тень Земли, потому что от этого зависит продолжительность полной фазы затмения. Именно поэтому полная фаза вычисляется тоже по приведенной выше формуле и в ходе полного затмения увеличивается до наибольшего значения Ф m >1 (середина затмения), а затем убывает и к началу выхода Луны из тени (3 контакт, σ = r – r л ) снова становится равной единице. Далее идут частные фазы, постепенно уменьшающиеся до нуля.

Что касается максимальной фазы затмения, то формулу вычисления фазы затмения упростив, получим Ф= ½ * (r/r л + 1). Поскольку минимальное значение r/r л = 2,6 (Луна – в апогее, Земля – в перигелии), а максимальное значение r/r л = 2,8 (Луна – в перигее, Земля – в перигелии), то наибольшая фаза центрального лунного затмения может быть от Ф m = 1,80 до Ф m = 1,90.

Продолжительность лунных затмений зависит от их условий (Приложение №4). Частное с небольшими фазами длится несколько минут. Полное затмение с наибольшей фазой Ф m = 1 (касательное затмение σ = r – r л ) длится одно мгновение, а центральное полное затмение может продолжаться почти два часа. Ведь Луна за один час смещается на небе на величину своего диаметра d л = 0º,5, а наибольший диаметр земной тени D= 2,8 d л , и поэтому при центральном затмении Луна может полностью находится в земной тени на протяжении t = (2,8 d л - d л ) / d л = 1,8 часа, вместе с частными фазами продолжительность такого затмения составит t = (2,8 d л + d л ) / d л = 3,8 часа .

2. Почему Луна «кровавая»?

В давние времена красную Луну считали предвестником глобальных катаклизмов и неприятностей, это явление вызывало панику и страх у наших предков. Время развеяло сверхъестественность того, почему Луна бывает красной. Ученые предоставили исчерпывающий, рациональный ответ на этот вопрос (Приложение №5). Все дело в свете, а точнее в солнечном свете, преломленном Землей и физических его свойствах. Солнечный свет состоит из пучка разных цветов имеющих каждый свои свойства и длину волны, так сказать «силу» цвета. Но почему Луна бывает красной, а не зеленой или синей?

Причина в преломлении солнечного света, прошедшего через земную атмосферу атмосферы, то более слабые пучки спектра, такие как коротковолновые (синий), рассеиваются и поэтому же, например, небо мы видим голубым, а длинноволновые (красный) проходят сквозь атмосферу и достигают поверхности Луны, факт чего мы и увидим, наблюдая красную Луну. Это наиболее хорошо заметно во время полного Лунного затмения, когда Луна становится темно красного цвета. При наступлении полного затмения Луна приобретает красноватый или коричневатый оттенок. Цвет затмения зависит от состояния верхних слоев земной атмосферы, поскольку только прошедший сквозь нее свет освещает Луну во время полного затмения.

Таким образом, прозрачность земной атмосферы в той или иной степени может влиять на яркость лунного затмения. Оценку окраски и яркости затмившейся Луны можно давать по шкале А. Данжона 0 - затмение очень тёмное, в середине затмения Луны почти не видно; 1 - затмение тёмно-серое, детали поверхности Луны различаются с трудом; 2 - затмение тёмно-красное или рыжеватое, в середине затмения центр более тёмный; 3 - цвет кирпично-красный, тень окружена серовато-жёлтой каймой; 4 - затмение медно-красное, очень яркое, видны основные детали поверхности Луны, кайма светло-голубая. Цвет и яркость затмившейся Луны связаны с фазой солнечной активности. Около минимума солнечной активности земная тень очень тёмная, но постепенно её яркость увеличивается. Однако замечено, что вулканические извержения на Земле, сопровождаемые выбросами в атмосферу вулканического пепла и газов, сказываются на яркости лунных затмений (они бывают гораздо темнее предсказанных). Как оценить количество пыли в атмосфере? В принципе, её пропускающую способность можно оценить со спутников, но это позволяет за короткое время обследовать лишь узкие полосы вдоль орбиты околоземного аппарата. Кроме того, эти измерения не эффективны из-за постоянного движения воздушных слоев, а данные такого рода начали появляться даже не с запуском первых спутников в 1957 году, а лишь с середины 80-х годов прошлого века. Ричард Кин из Университета Колорадо и его коллеги предложили определять содержание пыли в атмосфере по яркости Луны во время затмений . 3. Блеск Луны во время полного лунного затмения Большой интерес представляет оценка общего блеска Луны в полной фазе затмения. При наблюдениях удобно использовать метод "перевёрнутого телескопа". Он состоит в следующем. Направим бинокль окуляром к Луне и будем смотреть через объектив. Мы увидим яркую точку (или небольшой диск - уменьшенное и ослабленное изображение Луны). При этом ослабление блеска будет весьма значительным и "лунную звёздочку" мы увидим сравнимой по блеску со звёздами. Сравнивая блеск Луны с блеском соседних звёзд, мы сможем вычислить соответствующую величину "ослабленной" Луны. Если знать, насколько ослаблен блеск Луны перевёрнутым биноклем, можно сделать поправку и вычислить истинный блеск Луны. Другой способ вычисления блеска Луны можно применить, используя формулу Погсона, которая связывает блеск светил с их звездными величинами: , где E 1 и E 2 - освещенность от каждого из светил, m 1 и m 2 - их видимые звездные величины. Понятие "звездная величина" было введено древнегреческим астрономом Гиппархом во II веке до н. э., назвавшим самые яркие из видимых звезд "звездами первой величины", а самые слабые - "звездами шестой величины". В дальнейшем эти понятия были уточнены. Объекты, блеск которых в 2,512 раза превосходит блеск "первой величины", называются объектами "нулевой величины", более ярким присваиваются отрицательные значения звездных величин. Солнце имеет -26,8 звездную величину. Луна в полнолуние имеет -12 звездную величину. Венера вблизи нижнего соединения - до -4,6 m . Самая яркая из звезд - Сириус, α Большого Пса, имеет -1,6 m . Самые слабые из космических объектов, наблюдаемых в настоящее время, имеют блеск +28 m - +29 m . Человеческий глаз способен зарегистрировать разницу в блеске двух космических объектов до 0,02 звездной величины. Специальные приборы - электрофотометры способны уловить разницу в блеске менее чем на 0,001 m . Ночью и ранним утром 28 сентября 2015 года жители западных регионов России при благоприятных погодных условиях наблюдали полное лунное затмение или «Кровавое Полнолуние». Земная тень полностью затмила видимую поверхность Луны, придав нашему спутнику тёмно-красный оттенок. Общая продолжительность полной фазы затмения составила 1 час 12 минут с фазой погружения в земную тень 1,28 лунного диаметра! К тому же, оно совпало с Суперлунием, когда Луна подходит к Земле на ближайшее в году расстояние во время полнолуния. Предстоящее затмение не столь обширно охватывает территорию нашей страны, но наблюдать полную фазу можно будет на Европейской ее части на заходе Луны. От этого затмение не становится менее интересным, т.к. заход или восход затмившейся Луны - ни с чем несравнимое астрономическое явление! Изменение рассветного сумеречного сегмента приводит к удивительным метаморфозам вида затмения, которые не наблюдаются при обычном лунном затмении только на темном фоне неба. Интересно, то эти изменения во всей полноте заметны лишь при визуальных наблюдениях, нежели при фиксации явления на фото или видеокамеру. Поскольку лунные затмения, естественным образом, видны со всей ночной половины Земли, то моменты наступления полутеневой, частной и полной фазы наблюдаются, практически, одновременно из любого пункта наблюдения на ночной стороне нашей планеты. Разницу по времени вносят только часовые пояса, то есть местное поясное время конкретного пункта наблюдения. Чтобы узнать время моментов затмения в Старощербиновской (по московскому времени), нужно ко времени моментов на карте схеме прибавить три часа. Например, полутеневое затмение начнется в 0 часов 11 минут 48 секунд по всемирному времени, но малые фазы полутеневых затмений практически незаметны глазу, и лишь при приближении к началу частных фаз уже становится видимым потемнение левого верхнего края лунного диска. Начало частного лунного затмения в Старощербиновской придется на 4 часа 7 минут 12 секунд (UT 1 = 1 час 7 минут 12 секунд) при высоте над горизонтом всего 29 градусов. Полное погружение в тень Земли наступит 5 часов 11 минут 11 секунды по московскому времени (UT 2 = 2 часа 11 минут 11 секунд). Через 1 час 13 минут полное затмение закончится, и Луна начнет выход из земной тени. Это произойдет в 6 часов 21 минуту (UT 3 = 3 часа 23 минуты), но затмившийся лунный диск к этому времени будет уже под горизонтом, а взошедшее Солнце возвестит о начале нового дня. Оставшиеся фазы затмения смогут наблюдать жители западноевропейских стран, Африки и Америки. Общая продолжительность затмения с частными фазами составит 3 часа 20 минут при максимальной фазе, равной 1,28, а лунный диск пройдет через южную часть земной тени. Соответственно более темным при этом затмении будет верхний (северный) край Луны. Чем западнее будет находиться пункт наблюдения, тем большую часть затмения можно будет пронаблюдать до захода ночного светила (Приложение №7), .

ИВАЩЕНКО Ирина Алексеевна

Краснодарский край, Щербиновский район, станица Старощербиновская

муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №3 муниципального образования Щербиновский район станица Старощербиновская, 11 класс

НАБЛЮДЕНИЕ И ПОЛУЧЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ПОЛНОГО ЛУННОГО ЗАТМЕНИЯ 28.09.2015 ГОДА

Научный руководитель: Кириченко Анатолий Яковлевич, учитель физики,

МБОУ СОШ №3 ст. Старощербиновская

Практическая часть

С, небольшой ветерок 2

1. Определение размеров земной тени на расстоянии Луны от Земли.

Способ №1

Теоретическое определение размеров земной тени.

Этот способ основан на законах геометрической оптики, где основным принципом является прямолинейное распространение света. Произведя необходимые геометрические построения взаимного расположения Солнца, Земли и Луны и используя знания геометрии и известные размеры небесных тел и расстояний между ними, найдем размер земной тени на расстоянии Луны 28.09.2015 года (Приложение №8,). Задача состоит в том, чтобы найти FG, выраженное в километрах и угловых минутах, используя свойства подобных треугольников. Сначала найдём DO, то есть, на каком расстоянии от Земли находится вершина конуса тени, отбрасываемая Землей. Из подобия треугольников ∆АВО и ∆DСО, составив пропорцию = Так как радиус Солнца больше радиуса Земли в 109 раз . Отношение = 109 и AD+DO=109 * DO; DO = , где AD, расстояние от Земли до Солнца, в день наблюдения 28.09.2015 г. было равно 1,00202 а. е = 149 597 870,691 км * 1,00202 = 149 900 058 км . DO = = 1 387 964 км Из подобия треугольников ∆ CDO и ∆ FGO, составив пропорцию, вычислим радиус земной тени на расстоянии Луны FG в км, используя известные размеры: DG = 356 877 км – расстояние от Земли до Луны 28.09.2015 г. . CD = 6371 км – средний радиус Земли . И, отсюда, FG = FG = = = 4733 км – радиус земной тени, а её диаметр FE равен: FE = 2*FG = 2* 4733 км = 9466 км Отношение размера земной тени к размеру Луны составляет = 2,72 С Земли из точки D угловой размер (в минутах дуги) земной тени равен: FE = 2 * arctg = 2 * = 2 * arctg = = 0,026524 рад= 0,026524 * = 1,519714° = 1,519714 * 60´ = 91,2´.

Способ №2

Определение размеров земной тени по фотографии лунного затмения 28.09.2015 года

Измерения миллиметровой линейкой проводились непосредственно с экрана монитора (Приложение №9)

Фотографирование проводилось цифровой фотокамерой CanonPowerShotA3200 IS в автоматическом режиме без адаптера (с руки) с окулярным увеличением равным 50. Телескоп CelestronCPC 800 с окуляром 40 мм – 1,25" системы Plossl.

Из пропорции: 3474 км - 109 мм

Х км - 1 мм

определим, сколько километров Луны укладывается в 1 мм её фотографии.

Х = = 31,9 км

Используя компьютерную программу Владимира Трунова «Сегмент» определим диаметр окружности по длине хорды и высоте сегмента . Результаты построения и измерений миллиметровой линейкой видны на фотографии. После внесения в программу значений хорды и высоты сегмента, получим диаметр земной тени в мм на фотографии. Диаметр равен 307,0 мм. Выразим диаметр земной тени FE в километрах.

FE = 307,0 * Х = 307,0 * 31,9 км = 9 793 км. Отношение размера земной тени к размеру Луны составляет = 2,82.

Выразим угловой размер (в минутах дуги) земной тени:
FE = 2 * arctg = 2 * = 2 * arctg =

0,027441 рад= = 0,027441 * =

1,572253° = 1,572253 * 60´ = 94,3´.

Δ = | |* 100% = 3,4 % - отличие результата экспериментального от теоретического. Сложность данного способа определения размеров земной тени во время полного лунного затмения заключается в том, что граница тени из-за наличия земной атмосферы сильно размыта и точно определить точку высоты сегмента затруднительно. К тому же высота сегмента h=10 мм, измеренная миллиметровой линейкой, дает только инструментальную погрешность 5% (0,5 мм – пол цены деления миллиметровой линейки – это 5% от 10 мм). Использование более точного измерительного прибора – штангенциркуля не имеет смысла по причине сильно размытой границы земной тени на фотографии.

2. Вычисление линейной скорости Луны во время затмения 28.09.2015 года.

Зная расстояние от Земли до Луны в день затмения, и применив закон всемирного тяготения, вычислим линейную скорость Луны из уравнения её движения:

F= G = m* a = , где масса Земли М = 5,97 * кг , m – масса Луны, расстояние от Земли до Луны в момент наблюдения L= 356 877 км, - линейная скорость Луны по орбите, постоянная всемирного тяготения G = 6,67* , а – центростремительное ускорение Луны.

Сократив обе части уравнения движения Луны на L и m, получим выражение

G или для = = = 1,05* = 1,05 . С такой же скоростью движется тень Земли по диску Луны.

1. Вычисление размеров объектов лунной поверхности во время затмения.

После вычисления скорости движения Луны можно вычислить размеры природных лунных объектов на её поверхности. Скорость тени такая же как и скорость Луны, то есть 1,05 . Сначала по карте Луны (Рис.5) и фотографии полной Луны, сделанной накануне 27.09.2015 года (Рис.6), определили расположение Моря Дождей и Моря Спокойствия как наиболее крупных объектов. Фотографирование начала погружения Моря Дождей в тень Луны и полное его погружение в тень Земли определялись по времени, автоматически сохраняемом в фотокамере (Приложение 10).

По фотографиям (Рис.7 – Рис. 8) видно, что Море Дождей покрылось тенью Луны за t = 21 минуту. Размер Моря Дождей вычислим по формуле = = 1,05 * 21 мин. =

1,05 * 1260 с = 1323 км. Диаметр Моря дождей по справочнику (Приложение 11) 1123 км. Отклонение от табличных данных составило:

Δ = | | * 100 % = | | * 100 % = 17,8%.

Погрешность достаточно большая и объясняется тем, что время измерялось с точностью до минут и дало ошибку = * 100 % = 4,8 %. К тому же в справочной литературе указывается диаметр Моря Дождей, хотя на фотографии видно, что объект немного вытянут.

Аналогично вычисляем размер Моря Спокойствия. Время покрытия моря земной тенью t = 13 минут определяем по фотографиям (Рис.9 – Рис. 10). Размер Моря Спокойствия вычислим по формуле D = = 1,05 * 13 мин. = 1,05 * 780 с =

819 км. Диаметр Моря Спокойствия по справочнику (Приложение 11) 873 км.

Отклонение от табличных данных составило:

Δ = | | * 100 % = | | *100 % = | - 0,062 | *100 % = 6,2 %.

4. Вычисление звездной величины Луны по фотографиям лунного затмения

и построение графика зависимости изменения видимойзвездной величины

Луны от времени.

Видимая звездная величина полной Луны равна = и она меняется в течении полной фазы лунного затмения по причине уменьшения освещенной части луны обратно пропорционально квадрату расстояния от источника света (но это расстояние практически не меняется за время затмения) или обратно пропорционально квадрату площади освещенной поверхности Луны. Путем геометрических построений на фотографииях лунного затмения и используя компьютерную программу Сегмент, вычисляем площадь полной Луны и площадь ее освещенной части в различные моменты времени во время вхождения Луны в полную тень земли (Приложение №12). Из соотношения N = вычисляем N – число, показывающее, во сколько раз уменьшилась площадь освещенной поверхности Луны. Используя формулу Погсона, вычислим, на сколько звездных величин уменьшился блеск Луны: Δm = , а затем вычислим видимую звездную величину Луны в момент, запечатленный на фотографии по формуле: = – Δ , где = , а - . Полученные восемь вычислений видимой звездной величины Луны по фотографиям, сделанных с интервалом в 10-15 минут, представлены ниже в виде таблицы, а построения и вычисления для каждого случая: (Приложение№ 13 – Приложение№ 20): Из рисунка 4 видно, что площадь Луны, покрытая тенью , состоит из площадей двух сегментов и . Тогда = + , а площадьдиска супер Луны равна: = , где D= АВ = 109 мм (Рис.5). Используя программу Сегмент, вычислим площади верхнего и нижнего сегментов 731,5 2485,6 Площадь всей тени = + = 731,5 + 2485,6 = 3217,1 . 9331,3 . 9331,3 - 3217,1 = 6114,0 Теперь вычислим, во сколько раз (N ) уменьшилась площадь освещенной части диска Луны: N = = = 1,53

По полученным данным составим таблицу изменения звездной величины Луны во время затменния (Приложение №21)

В электронных таблицах построен график зависимости звездной величины Луны отвремени

Получение данной зависимости является одной из основных задач моей исследовательской работы (Приложение №22).

5. Определение видимой звездной величины Луны методом «обратного телескопа».

Значение видимой звездной величины Луны в Таблице 1, соответствующее московскому времени времени 05: 36 было получено не по фотографии, так как на фото, полученных цифровой фотокамерой CanonPowerShotA3200 IS в автоматическом режиме с окулярным увеличением , уже ничего видно не было, а фотографировать «с руки» с выдержкой даже 1-2 секунды через окуляр телескопа и получить резкие фотографии было невозможно. Поэтому, для дальнейшего определения видимой звездной величины Луны был применен метод «обратного телескопа» или метод «обратной трубы» . Суть его заключается в том, что на Луну надо смотреть в телескоп не в окуляр, как обычно, а в объектив .

В этом случае мнимое изображение Луны будет не увеличенным, а уменьшенным и блеск Луны будет намного слабее, чем при наблюдении невооруженным глазом. Для этих целей хорошо подходит труба – искатель от школьного телескопа CelestronCPC800 с характеристиками 8х50. Первое число в данном обозначении соответствует увеличению, второе указывает апертуру трубы в миллиметрах. Соответственно искатель 8х50 характеризуется восьмикратным увеличением и диаметром объектива, равным 50 мм. Но ни одна из даже самых ярких звезд (Вега, Сириус) в «обратном телескопе» видна не была. В конце апреля 2015 года во время вечерней видимости Юпитера, когда его видимая звездная величина была равна , при наблюдении его в обратном режиме в трубу – гид от телескопа CelestronCPC800, Юпитер был еле виден – то есть наблюдался как звезда шестой звездной величины. Таким образом было установлено, что используемая труба – гид дает ослабление на 8 звездных величин, то есть Δm = . Утром 28.09.2015 года в 03: 50 по московскому времени в юго – восточной части неба, левее созвездия Орион ярко светилась Венера. При наблюдении полной супер Луны в «обратный телескоп» она имела яркость как Венера. По Астрономическому календарю на 2015 год определяем, что на дату наблюдения Венера была видна как звезда звездной величины, что хорошо согласовалось с ранее полученными данными, а именно:m = – Δm = + = .

Наблюдая Луну в «обратный телескоп», было видно быстрое ослабление её блеска вплоть до еле заметного, то есть до шестой звездной величины в 05: 36 по московскому времени. Далее начало светать и стали невидимыми слабые звезды, а Луна, которая и так была уже низко над горизонтом, скрылась в облаках. С учетом ослабления «обратной трубы» на 8 звездных величин, последнее видимое значение блеска Луны, после пересчета ослабления, было равно . Общее ослабление блеска Луны во время наблюдения полного лунного затмения 28.09.2015 года составило 10,7

звездных величин.

Используя калькулятор возведения в степень, узнаем во сколько раз блеск супер Луны больше ее блеска при полном лунном затмении (Приложение№23). Результат:

g= 18111,6 ≈ 18112 , где g – ослабление блеска Луны .

Таким образом, по результатам наблюдений, фотографирования, измерений и вычислений получили, что ослабление блеска Луны в фазе полного лунного затмения составляет более чем в 18000 раз. Окончательной фотометрической характеристикой наблюдавшегося полного лунного затмения служит график зависимости ослабления блеска Луны g от углового расстояния σ центра лунного диска от центра контура земной тени. Угловое расстояние σ = 1,282 определяется по Астрономическому календарю 2015 года. Полученный результат g = 10,7 вполне согласуется с кривой сравнения средней зависимости g от σ, полученной по визуальным наблюдениям пятнадцати лунных затмений в разные годы на территории СССР (Приложение №24),
.

6. Определения яркости Луны по шкале Данжона во время затмения.

Для визуального определения яркости Луны использовалась шкала Данжона. Визуальное наблюдение в момент максимальной фазы дало результат L = 4 (Приложение №25).

По описанию яркости лунных затмений предпринята попытка создания шкалы Данжона из фотографий, соответствующих всем пяти случаям. Причем, для L=2 и L = 4 как пример для работы по шкале Данжона взяты из источника , а остальные предложены автором и расположены в Приложении №26. Мною создана подборка из 24 фотографий полной фазы лунного затмения, сделанных в разных точках земного шара 28.09.2015 года (Приложение №27).

С предлагаемой «фотошкалой» Данжона мною было проведено практическое занятие с 17 учащимися 10 класса за компьютерами в кабинете информатики. Результаты определения яркости лунного затмения по фотографиям приведены в таблице (Приложение №28).

По мнению учащихся, сложность определения яркости по предложенному материалу к шкале Данжона в работе с фотографиями обусловлена тем, что на фотографии невидно ободков вокруг диска «кровавой» Луны , а в описании они есть. В качестве тренировки задание достаточно интересное и полезное.

7. Создание анимации полного лунного затмения 28.09.2015 года.

Из фотографий полного лунного затмения создана анимация лунного затмения 28.09.2015 года (файл Анимация лунного затмения).

ИВАЩЕНКО Ирина Алексеевна

Краснодарский край, Щербиновский район, станица Старощербиновская

муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №3 муниципального образования Щербиновский район станица Старощербиновская, 11 класс

НАБЛЮДЕНИЕ И ПОЛУЧЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ПОЛНОГО ЛУННОГО ЗАТМЕНИЯ 28.09.2015 ГОДА

Научный руководитель: Кириченко Анатолий Яковлевич, учитель физики,

МБОУ СОШ №3 ст. Старощербиновская

Заключение

Мне удалось полностью выполнить план подготовки наблюдения полного лунного затмения и обработку полученных результатов исследовательской работы. С погодой повезло. Температура воздуха С, небольшой ветерок 2 , давление 748 мм рт. ст., небо чистое и звёздное с лёгкой облачностью у горизонта. Наблюдение проводилось на открытом воздухе у южной стены здания школы. Продолжительность наблюдений с 04:00 до 05:45 по московскому времени. Луна в начале наблюдений находилась в созвездии Рыбы невысоко над горизонтом в западной части неба.

Цель работы : исследование наблюдаемой с Земли освещённой части лунного диска и получение физических и фотометрических характеристик полного лунного затмения 28 сентября 2015 года была достигнута путем решения поставленных задач:

Таким образом был получен ответ на вопрос - на сколько звездных величин уменьшился блеск Луны? Получилось на , что достаточно хорошо согласовалось с данными, полученными в ходе визуальных наблюдений по 15 лунным затмениям в СССР.

1. Определена яркость Луны по шкале Данжона в максимальной фазе затмения. Она равна L = 4. Данный результат имеет определенное научное значение, так как знание яркости и цвета Луны во время затмения позволяют определить количество и химический состав пыли, вулканического пепла и мельчайших органических остатков что, в свою очередь, может создать микро парниковый эффект и внести вклад в общее потепление на планете. Пока что получить обширную информацию в масштабах земного шара по этому вопросу можно только по определению цвета и яркости Луны во время лунного затмения. Чем больше любителей астрономии в разных точках земного шара будут наблюдать лунное затмение, тем больше наука узнает о состоянии верхних слоев земной атмосферы. В этом есть и моё участие.
2. Создан авторский раздаточный дидактический материал к шкале Данжона - серия из 24 фотографий полного лунного затмения 28.09.2016 года, сделанных в разных точках земного шара. Мною предпринята попытка сопроводить шкалу Данжона фотографиями с различной яркостью «кровавой» Луны от L=0 до L=4.
3. Создана анимация полного лунного затмения 28.09.2015 года в PowerPoint.

Практическая ценность работы состоит в том, что накопленный материал и полученные результаты можно применять в учебном процессе и во внеурочной деятельности по предметам естественно-научного цикла. Серия фотографий лунного затмения представляет интерес в последующей исследовательской работе школьников для определения других характеристик лунного затмения или другими методами, может использоваться как раздаточный и дидактический материал.

Я подтвердила гипотезу о том, что путем визуального наблюдения, фотографирования и измерения промежутков времени полного лунного затмения, можно получить с приемлемой погрешностью физические характеристики лунного затмения: размер земной тени и скорость ее движения по диску Луны, размер естественных лунных объектов (морей), и определить фотометрические характеристики – блески яркость Луны, выявить их значение и величину изменения во время затмения.

Я пополнила свои знания и получила практические навыки в наблюдении редкого физического явления – полного лунного затмения. По теме данной работы я выступила перед членами школьного астрономического кружка, провела практическое занятие с учащимися 10-го класса по определению яркости Луны с использованием авторского дидактического материала с хорошими результатами и практической пользой для учащихся.

Изучая теоретический материал, я узнала, что солнечные и Лунные затмения повторяются в определенном порядке через ≈ 18 лет и 11 дней. Этот период называется саросом . Наблюдаемое мной полное лунное затмение повторится через 18 лет, и я постараюсь в октябре 2033 года снова пронаблюдать это затмение и сравнить его с полным лунным затмением 28 сентября 2015 года. Материал этой работы я сохраню.

Список использованной литературы

1. Дагаев М.М. Книга для чтения по астрономии – М.: Просвещение, 1980.

2. Статья Вулканическая активность ответственна за глобальное потепление

/ http://leon777.ucoz.com/news/2008-11-17-475

/http://www.astronet.ru/db/msg/1343710

4. Левитан Е.П. Астрономия 11 класс – М.: Просвещение, 1994.

5. Козловский А.Н. Астрономический календарь 2015 /http://www.astronet.ru/db/msg/1339407

6. /http://virtual-moon-atlas.ru.uptodown.com/

7. /https://ru.wikipedia.org/wiki/

8. / http://tvlad.ru/offline-tools/segment.html

9. / http://tvlad.ru/offline-tools/segment.html

10. Сахно Г.С. Наблюдения и практические работы по астрономии

В средней школе - М.: Просвещение, 1987.

11. Андрианов Н.К., Марленский А.Д. Астрономические наблюдения в школе – М.: Просвещение, 1987.

13. Шевченко В.В. Луна и ее наблюдение – М.: Наука, 1983.

Урок № 5.

Тема: Движение и фазы Луны. Затмения Солнца и Луны.

Класс: 10 Дата_________________

Учитель физики: Иннокентьева А.В.

Обучающая цель урока: изучить явления (смена лунных фаз, затмения), связанные с обращением Луны вокруг Земли.

Задачи урока.

Ввести понятия: сидерический /синодический месяц, узлы лунной орбиты, фазы Луны, солнечное затмение (полное, частное), лунное затмение (полное, частное).

Объяснить, почему происходит смена лунных фаз.

Объяснить, почему и как происходят затмения.

Сарос и предсказания затмений

Развивающая цель урока: интерес к предмету, внимательность, речь, наблюдательность, умение работать со справочной литературой.

Воспитательная цель урока: показать несостоятельность суеверий, связанных с фазами Луны и затмениями

Планируемые результаты:

1. Предметные:

Формулировать понятия и определения «синодический период», «сидерический период»;

Объяснять наблюдаемое движение и фазы Луны, причины затмений Луны и Солнца;

Описывать порядок смены лунных фаз.

Анализировать наблюдаемые явления и объяснять причины их возникновения;

Графически пояснять условия возникновения лунных и солнечных затмений;

Составление сравнительной таблицы;

Построение устных и письменных высказываний в соответствии с поставленной задачей.

3. Личностные:

Продолжить формировать умения управлять своей познавательной деятельностью, ответственное отношение к учению, готовность и способность к осознанному построению индивидуальной образовательной деятельности на основе устойчивых познавательных интересов;

Продолжить формировать познавательную и информационную культуры, в том числе навыки самостоятельной работы с книгами и техническими средствами информационных технологий;

Формировать умения находить адекватные способы поведения, взаимодействия и сотрудничества в процессе учебной деятельности.

ТСО (оборудование): компьютер, проектор, презентация к уроку, Теллурий(модель «Солнце – Земля – Луна»)

Тип урока: усвоение новых знаний

Ход урока:

I .Орг.момент.

1. Вступительное слово:

Здравствуйте, ребята! Знаменитый французский философ и математик Рене Декарт сказал: «Я мыслю, следовательно, я существую», а мы свами с полным правом в конце урока астрономии сможем добавить- я развиваюсь! Для начала совершим путешествие по звездному небу…

II. Актуализация опорных знаний

2. «Марафон» по звездному небу:

Сколько звезд на небе? (6000), сколько мы видим?(3000)

Сколько созвездий на небе?- 88 (72 видны на территории нашей страны)

Что называется верхней кульминацией светила? (явление пересечения светилом небесного меридиана)

Что такое эклиптика? (круг небесной сферы, по которому происходит годичное движение Солнца)

2.1. проверка домашнего задания(опрос):

Назовите зодиакальные созвездия.

Как называется 13 созвездие? (Змееносец)

Расскажите об этом созвездии (предыдущее домашнее задание)

III . Мотивация(постановка проблемы)

Как вы думаете, почему спутник Земли Луна хорошо видна в темное время суток?

От чего зависит форма светящейся Луны? Чем это можно объяснить?

Почему днем периодически можно видеть Луну? Как связано это явление с движением Луны?

Почему периодически наблюдается затмение Луны? затмение Солнца?

Как эти явления связаны с суточным и годичным движением Солнца?

На эти многие другие вопросы мы с вами сможем дать полный ответ в конце сегодняшнего урока.

VI . Этап целеполагания

«В записях Колумба описан случай, как лунное затмение помогло мореплавателю. Во время конфликта с местным населением моряк пригрозил, что с неба исчезнет Луна. если те не продолжат снабжать их продовольствием. Именно в это время произошло лунное затмение, и напуганные аборигены решили сотрудничать с “могучими пришельцами”.

Как вы думаете, какие знания помогли Колумбу?

Ответ: знание о движении Луны и периоде ее затмений.

Тема урока: Движение Луны и затмения. /Запись учащимися темы в тетради/

V . Изучение нового материала /Рассказ нового материала в виде диалога, в ходе которого учащиеся слушают учителя, поддерживают диалог, задают вопросы, самостоятельно фиксируют в тетрадях необходимую информацию /

Смотря ночью на звездное небо, мы можем только удивляться тому многообразию, которое представляется нашему взору: звезды, планеты, кометы, луна. Посмотрите на фото(слайд 1 презентации) А теперь закройте глаза и представьте себе эту красоту.(по возможности можно сопроводить звучанием «Лунной соната»). Какую луну вы увидели?

Земле достался один-единственный спутник. Но зато какой! Луна в 400 раз меньше Солнца и в 400 раз ближе него, поэтому на небе Солнце и Луна кажутся дисками одинакового размера. Так что Луна может заслонить собой Солнце.

Происхождение Луны. Согласно одной из гипотез, несколько млрд. лет назад, когда Земля формировалась, с ней столкнулось большое небесное тело, размером с Марс.(слайд 2) В результате этого столкновения из верхних слоёв Земли (в Тихом океане) было вырвано большое количество вещества, из которого впоследствии образовалась Луна. (слайд 3)

Видимая сторона Луны (слайд 4) Луна делает полный оборот вокруг Земли примерно за 27 суток. За это же время Луна делает полный оборот вокруг своей оси. Период вращения Луны вокруг оси равен периоду её обращения вокруг Земли , поэтому к Земле обращено всегда одно и то же полушарие Луны. Почему мы видим только одну сторону Луны?

Что такое фазы Луны. (слайд 5-6)

Луна – не самосветящееся тело: она светит отражённым солнечным светом. В зависимости от положения, которое Луна занимает по отношению к Земле и Солнцу, мы видим Луну в разных формах: то полную то половинку, то совсем не видим. Наблюдаемая с земли освещённая часть лунного диска называется фазой Луны. Граница освещённой и неосвещённой части называется терминатор, а лунный серп – лимбом. Что такое фаза Луны?

4 фазы Луны. (слайд 7)Различают 4 фазы Луны: новолуние, 1 четверть, полнолуние, последняя четверть . /Рисунок в тетради зарисовать/

Фазы луны (относительно Солнца) Проследим смену лунных фаз. В новолунии Луна бывает, когда расположена между Землёй и Солнцем. В полнолунии – Луна располагается за Землёй.

Смена лунных фаз. После новолуния Луна как бы «растёт» от узкого серпа до полного диска.(слайд 8) После полнолуния луна убывает «стареет» и перестаёт быть видимой. /записать в тетрадь/. Смена лунных фаз происходит за 29,5 суток . Почему вы видим «разную» Луну? /(Слайд 9) – заполнить таблицу в тетрадь./

Условия видимости луны в зависимости от фазы. Луна участвует в суточном движении небесной сферы, но в отличие от планет, она быстро перемещается с запада на восток, т.е. в направлении противоположном суточному вращению небесной сферы. Это явление вы можете пронаблюдать: каждый вечер, отмечая по часам время верхней кульминации Луны, вы убедитесь, что луна приходит к небесному меридиану с опозданием на 50 минут

Синодический и сидерический месяц.

Время, за которое Луна делает полный оборот вокруг Земли называется сидерическим месяцем. Он равен примерно 27 сут. /(слайд 10) – записать в тетради/

Промежуток времени между одинаковыми фазами Луны называется синодическим месяцем. Он равен 29,5 суток. /(слайд 12) – записать в тетради/

Солнечное затмение. (слайд 19-20)

Когда Луна при своём движении вокруг Земли полностью или частично заслоняет Солнце, происходит Солнечное затмение. Во время полного затмения луна закрывает весь диск Солнца, благодаря тому, что видимые диаметры луны и солнца почти одинаковы. Солнце имеет вид чёрного диска, окружённого нежным сиянием. Дневной свет настолько ослабевает, что можно увидеть на небе планеты и яркие звёзды. В древнерусском произведении «Слово о полку Игореве» есть описание этого явления. Затмение привело в ужас воинов князя, они увидели в этом явлении дурное предзнаменование. Причина затмения, благодаря науке, перестала быть тайной. С древних времен солнечное затмение вселяло ужас в сердца людей и зачастую воспринималось как конец света. Практически это так и было, ведь Луна перекрывала солнечным лучам путь к Земле. Поскольку объяснить неожиданное исчезновение светила никто не мог, явление вызывало панику. Считалось, что исчезновение светила предвещает всевозможные несчастья, эпидемии, голод и конец мира.*

В 2018 г. мы сможем наблюдать три подобных явления. Главная особенность заключается в том, что созерцать эти события смогут жители определенных регионов планеты. Поэтому не многие получат возможность вдоволь насладиться красотой и завораживающей таинственностью солнечных затмений.

15.02.18 в 23:52 по Москве посмотреть на данное явление получится у пингвинов с учеными в Антарктиде, а также населению Южной Америки. Россиянам не представится такая возможность, поэтому солнечное затмение 15 февраля 2018 г. пройдет вдали от наших взоров.
13.07.18 утром в 06:02 по Москве люди на юге Австралии, востоке Антарктиды, в Тасмании и в водах Индийского океана смогут следить за данным солнечным затмением.
Условие наступления солнечного затмения. Солнечное затмение наступает, если в момент новолуния Луна пересекает плоскость эклиптики и может длиться до 7,5 минут . /Смотрим схему солнечного затмения/

Тень Луны на Земле. Полные солнечные затмения можно наблюдать только в тех областях Земли, по которым проходит полоса тени Луны. Диаметр тени не превышает 270 км, поэтому полное затмение Солнца видно лишь на малом участке земной поверхности.

Кольцеобразное затмение Солнца. Если видимый диаметр Луны оказывается немного меньше Солнечного, то затмение приобретает кольцеобразную форму.

Сарос. / (слайд 21)- запись в ОК/ Ещё древние астрономы заметили, что затмения повторяются через определённый промежуток времени. Этот промежуток они назвали САРОС (в переводе с египетского «повторение»). Сарос составляет примерно 18 лет 11 дней. В течение каждого сароса происходи 70 затмений: 42 солнечных и 28 лунных. Однако лунные затмения наблюдаются чаще, чем солнечные, т.к. лунные видны со всего ночного полушария Земли. Полное солнечное затмение в данной точке земной поверхности видно раз в 200 лет. Промежуток между солнечным и лунным затмением составляет примерно 2 недели (т.е. от новолуния до полнолуния). В году бывает 2 солнечных и 2 лунных затмения. В 1982 году было 7 затмений (это максимальное количество)

Лунное затмение (слайд 22)

Когда при движении вокруг Земли Луна попадает в конус земной тени, которую отбрасывает освещённый Солнцем земной шар, происходит полное лунное затмение. Его можно наблюдать со всего ночного полушария Земли, где Луна находится над горизонтом. Лунное затмение происходит, когда Луна в момент полнолуния пересекает плоскость эклиптики. Оно может длиться от 1,5 до 2 часов (столько требуется Луне, чтобы пересечь конус земной тени), Лунное затмение бывает до 3 раз в году. В старину, из-за багровой окраски диска луны, затмения боялись как страшного предзнаменования, считали, что «месяц кровью обливается».

Это явление легко объясняет физика. Проходя через земную атмосферу, солнечные лучи рассеиваются и преломляются. Рассеивается лучи, соответствующие голубому и синему участку спектра (поэтому наше небо голубое), а преломляются лучи, соответствующие красному участку спектра. Именно эти лучи и окрашивают Луну в красный оттенок.

Наблюдение лунного затмения (слайды с 23)

Зная продолжительность сароса можно предсказывать время наступления затмений. Этим пользовались жрецы для подчинения и устрашения людей, предписывая затмениям сверхъестественную силу. Современная астрономия неоднократно помогала историкам уточнять даты исторических событий, которые по свидетельству летописцев совпадали с затмениями. Затмения создают благоприятные условия для изучения небесных тел.

В 2018 году 27 июня ожидается самое длительное лунное затмение, которое можно будет наблюдать по всем регионам России.

Наблюдение лунного затмения (наблюдение с помощью Теллурия)

Зная продолжительность сароса можно предсказывать время наступления затмений. Этим пользовались жрецы для подчинения и устрашения людей, предписывая затмениям сверхъестественную силу. Современная астрономия неоднократно помогала историкам уточнять даты исторических событий, которые по свидетельству летописцев совпадали с затмениями. Затмения создают благоприятные условия для изучения небесных тел

VI . Закрепление

Опрос и применение полученных знаний при анализе ситуации:

Опровергните мнение «мы видим только 1 полушарие(одну сторону) Луны потому, что Луна не вращается вокруг своей оси»

(период вращения Луны вокруг оси равен периоду её обращения вокруг Земли, именно поэтому…)

Что такое фаза Луны?

Ответ: Наблюдаемая с земли освещённая часть лунного диска

Назовите фазы луны.

Ответ: новолуние, 1 четверть, 2 четверть, полнолуние .

Объясните причину смены лунных фаз.

Учащиеся должны подчеркнуть, что, во-первых, Луна не самосветящееся тело, во-вторых, Солнце освещает лишь одно полушарие Луны, в-третьих, во время движения вокруг Земли Луна занимает различные положения относительно Солнца и Земли, а потому с Земли может быть видно либо все освещенное полушарие (полнолуние), либо темное полушарие (новолуние), либо часть светлого и часть темного.

«Как ярко светит Луна» - верно ли выражение с точки зрения астрономии»

Ответ: так как Луна не светит сама, а лишь отражает лучи Солнца, то с точки зрения астрономии данное выражение не верно.

Что такое Синодический месяц? Чему он равен?

Ответ: Промежуток времени между одинаковыми фазами Луны. Равен 29,5 суток.

Что такое сидерический месяц? Чему он равен?

Ответ: Время, за которое Луна делает полный оборот вокруг Земли. Равен 27 сут.

При каком условии происходит лунное затмение?

Ответ: Когда при движении вокруг Земли Луна попадает в конус земной тени, которую отбрасывает освещённый Солнцем земной шар. Луна пересекает плоскость эклиптики в фазе полнолуния.

При каком условии происходит солнечное затмение?

Ответ: Когда Луна при своём движении вокруг Земли полностью или частично заслоняет Солнце. Когда Луна пересекает плоскость эклиптики в фазе новолуния

VII . Первичное осмысление(если остается время – на уроке, если нет – задание на дом):

Заполнение таблицы «Характеристика солнечных и лунных затмений».

//После выполнения данной работы целесообразно

обсудить результаты, обратив внимание на кольцеобразное солнечное затмение, свидетельствующее об изменении расстояний видимого углового диаметра Луны в зависимости от взаимных расстояний Солнца, Земли и Луны.//

Давайте теперь ответим на вопрос, прозвучавший в начале урока:

Почему днем периодически можно видеть Луну, а периодически нет?

Ответ: Это зависит от ее положения на небе
В новолуние Луна не видна, поскольку находится (для наблюдателя с Земли) рядом с Солнцем и к тому же обращена к нам неосвещенной стороной. В полнолуние она находится на противоположной Солнцу стороне неба, восходит после заката и поэтому не видна днем. А вот в первой и последней четверти Луна отстоит от Солнца на 90 градусов и выглядит полукругом, так как освещена сбоку. В таком виде ее нетрудно разглядеть на дневном небе. В первой четверти - после полудня в восточной части неба, а в последней четверти - до полудня в западной стороне. *Резервный вопрос: На флаге Турции изображена Луна в последней четверти и звезда. (показать рисунок). В чём несостоятельность этого рисунка как астрономического явления? (Звезда не может быть видна внутри диска Луны, дополненного до круга (рис. 31, а). Все небесные светила гораздо дальше Луны и, следовательно, должны ею заслоняться. Их можно видеть только за краем неосвещенной части Луны)

VIII . Итог урока.

Можно провести в виде теста (Тест в приложении)
Оценивание активно работавших на уроке учащихся.

IX . Рефлексия.//организация рефлексии в ходе которой учащиеся анализируют результаты собственной деятельности, определяют существующие проблемы дальнейшей работы//

Опрос

Что узнали нового?

Что осталось непонятным из намеченных вопросов в начале урока?

X . Домашнее задание

§ 6(учебник Чаругина «Астрономия»), ответы на вопросы

Провести наблюдение после захода Солнца(или скачанного из интернета фото Луны). Сделать зарисовку Луны в тетради(невидимую часть луны заштриховать простым карандашом). Определить по рисунку в какой фазе находится Луна./ Активизация интереса учащихся к самостоятельному проведению наблюдений.//

Также можно выполнить проектно-исследовательское задание:Предлагаются темы проектов:

1. О чем может рассказать цвет лунного диска.

2. Описания солнечных и лунных затмений в литературных и музыкальных произведениях.

Приложение 1

Проверочный тест (вопросы в форме ЕГЭ)1 вариант.

Лунное затмение наступает, когда Луна находится а) между Землёй и Солнцем б) за Землёй

в) за Солнцем

Чем объясняется смена времён года на Земле?

а) вращением Земли вокруг оси б) вращением Земли вокруг Солнца в) вращением Луны вокруг Земли

Если в процессе движения вокруг Земли Луна оказывается на небе между Землёй и Солнцем, то, как видна Луна? а) в виде узкого серпа;
в) Луна совсем не видна.

В какой фазе находится «растущая Луна»?

а)серповидная фаза

б) бальзамическая фаза

в) фаза рассеяния

г) выпуклая фаза

Завтра будет солнечное затмение. Будет ли сегодня лунная ночь? Ответ обосновать.

2 вариант.

1. То, что мы видим только одну сторону Луны объясняется тем, что… а) Луна не вращается вокруг Земли б) Луна не вращается вокруг своей оси в) период вращения Луны вокруг оси равен периоду её обращения вокруг Земли.

2..Чем объясняется смена дня и ночи на Земле? а) вращением Земли вокруг оси б) вращением Земли вокруг Солнца в) вращением Луны вокруг Земли 3. В какой фазе находится «стареющая Луна»?

а)серповидная фаза

б) бальзамическая фаза

в) фаза рассеяния

г) выпуклая фаза

4. Если в процессе движения вокруг Земли Луна оказывается на небе против Солнца, то, как видна Луна?

а) в виде узкого серпа;
б) в виде полного диска Луны;
в) Луна совсем не видна.

5. Вчера было полнолуние. Может ли быть завтра затмение Солнца? Ответ обосновать

Приложение 2. Ответы к тесту:

Вариант №1

8. Нет. После новолуния Луна будет «расти»

Вариант №2

5. Нет. Солнечное затмение происходит, когда Луна в новолунии.

Приложение 3

Характеристика солнечных и лунных затмений

Параметр характеристики	Солнечное затмение	Лунное затмение
Графическое изображение процесса затмения
Астрономические условия наступления
Виды затмений
Максимальная продолжительность
Средняя частота наступления в течение года
Частота наблюдения на определенной территории
Сарос (период повторения последовательности затмений) и его причины
Использование явления в научных целях

Приложение Творческое задание

В течение недели наблюдайте положение Луны в одно и то же время. Выберите удаленные объекты, относительно которых можно сравнивать положение лунного диска. По результатам наблюдений заполните таблицу:

Дата наблюдения
Графическое изображение наблюдаемой фазы Луны
Название фазы
Цвет Луны
Характер смещения Луны относительно выбранных ориентиров

2. Заполните таблицу и сделайте поясняющие рисунки.

Название фазы		Угол фазы	Время видимости
	Полный круг

Дополнительный материал к уроку:

* В Ипатьевской летописи упоминается Солнечное затмение 1185 года, которое было полным в Новгороде и Ярославле. Солнечное затмение считается причиной поражения дружины Игоря в битве с половцами, хотя истинной причиной явилась феодальная раздробленность Руси. Интересны примеры влияния затмения Солнца на исторические события:

Грузия стала православной страной за шесть с лишним веков до крещения Руси. Грузинский царь во время охоты напугался солнечного затмения.

Восточные народы пребывали в убеждении, что Солнце пожирает огромный дракон, и для освобождения светила надо напугать чудовище барабанным боем, звуками гонга и звоном колокольчиков.

В Турции стреляли в Солнце из ружей, пытаясь прогнать злого духа.

Национальный научно-практический образовательный и оздоровительный центр «БОБЕК»

Наблюдение и получение характеристик Лунного затмения 10 декабря 2011 года

Исполнитель : Козулин Артём,

Гимназия «Самопознание»,

Руководитель проекта : , к. п.н.

Алматы, 2013г.

Абстракт 3

Введение 6

I. Теоретическая часть 7

I.1. Роль наблюдений в науке и в астрономии . Особенности астрономических наблюдений. 7

I.2. Условия наступления лунных затмений. 10

II. Практическая часть. 17

II.2.1 Программа наблюдений лунного затмения 10 декабря 2011 года. 23

II.2.2. Обработка и результаты. 25

Заключение 30

Литература 31

Приложение 32

Абстракт

Выбор темы Выбор темы был обусловлен тем, что основой любого научного исследования являются наблюдения и эксперименты. Астрономия - наблюдательная наука потому , что космические объекты, изучаемые астрономами, расположены очень далеко от Земли. Луна, как самый яркий космический объект ночного неба и наиболее доступный для наблюдений, всегда вызывала мой интерес. Среди различных любительских наблюдений Луны, наиболее ценны наблюдения лунные затмения, которые происходят довольно редко и являются масштабными астрономическими явлениями. Не всегда из-за погоды крупным обсерваториям удается пронаблюдать то или иное затмение. И тогда любительские данные приобретают особо важное значение. Они актуальны и ежегодно приносят новые открытия.

Цель работы Целью работы было расчет характеристик предстоящего лунного затмения, его наблюдения и исследование полученных результатов.

Задачи В ходе работы были поставлены следующие задачи:

1. Изучить теоретический материал

2. Провести расчет максимальной фазы лунного затмения.

3. Получить фотографии лунного затмения.

4. Провести оценку звездной величины затменной Луны в момент наибольшей фазы затмения различными способами.

5. Провести исследование оценки цвета Луны по шкале Данжона.

Методы исследования Были использованы следующие методы решения задачи:

Методы теоретического анализа (изучение литературы и статей в Интернете по данному вопросу).

Методы практического анализа (знакомство с практическими методами работы на телескопах, с практическими методами обработки полученного фотоматериала, копьютерными программами PhotoShop, PixInsight),

Наблюдения (наблюдения и фотографирование с помощью фотоаппарата Canon 450, 12 МП на телескопе Halfman, находящегося на территории ННПООЦ Бобек, наблюдения на телескопе-рефракторе с диаметром 60 мм методом перевернутой зрительной трубы).

Статистический метод (обработка и исследование полученного материала с помощью коппьютерных программ PhotoShop, PixInsight, выбор лучших фотографий лунного затмения, создания ряда наблюдательных данных, таблиц, графиков и т. д,)

Метод моделирования (создание проекта и презентационного материала).

Результаты работы и выводы

1. Определены обстоятельства наступления лунных затмений. Лунное затмение, хотя бы и непродолжительное, возможно в том случае, если центр земной тени отстоит от лунного узла, по одну или другую сторону, менее чем на 10º6.

2. Определена максимальная фаза Луны в затмении. Для этого рассчитан радиус земной тени на расстоянии Луны в момент затмения. Он равен 4550 км. Рассчитана максимальная фаза затмения равная F = 1.25.

3. Получено более 70 фотографий лунного затмения (здесь для примера приведены 4):

https://pandia.ru/text/80/198/images/image002_60.jpg" width="147" height="147 src=">.jpg" width="144" height="146 src=">

19ч20м25с 20ч13м46с 21ч08м24с 22с31м37с

Определен момент конца затмения.

4. С помощью метода перевернутой зрительной трубы, определили звездную величину Луны в затмении, ее можно было сравнить со звездной величиной звезды Альдебаран (- 0,85m) . Т. е. можно сделать вывод, что блеск Луны в затмении снизился в 2770 раз. Проверилит свои результаты и провели обработку фотографий Луны вне затмения и в затмении с помощью программного обеспечения PhotoShop, PixInsight. В результате получили соотношение 2821,345159. Различие с предыдущим методом составляет порядка 2,1% что говорит о том что метод перевернутой зрительной трубы довольно точен.

5. Определили степень окраски Луны по шкале Данжона. Затмение по шкале Данжона было равно примерно 3 (затмение красное, кирпичного цвета; земная тень окружена сероватой или желтоватой каймой).

Новизна исследования

Новизна данной работы заключается в том, что в ней были использованы теоретические методы наряду с чисто практическими. Нигде в литературе не было найдено результатов определения звездной величины Луны в затмении. Делались только предположения. Мы определили звездную величину Луны в затмении двумя методами. Исследование степени окраски Луны по шкале Данжона имеет научное значение, так как по ней можно судить о состоянии верхних слоев атмосферы Земли в данный момент и на определенной высоте, зависящей от широты наблюдателя.

Области практического использования результатов

Ценность для научно-практического использования данной работы заключается в том, что полученный ряд фотографий лунного затмения – это научный архив, который всегда может быть использован для дальнейшей обработки по любым программам.

Введение

Основой любого научного исследования являются наблюдения и эксперименты. Наблюдатель фиксирует изменения, происходящие с интересующим его объектом, экспериментатор сам вызывает такие изменения и регистрирует их последствия. Астрономия - наблюдательная наука. Наблюдательная потому, что космические объекты, изучаемые астрономами, расположены очень далеко от Земли.

Среди различных любительских наблюдений Луны, пожалуй, наиболее ценны наблюдения лунных затмений. Нередко из-за капризов погоды крупным обсерваториям пронаблюдать то или иное затмение не удается. И тогда любительские данные приобретают особенно важное значение.

Лунные затмения - довольно редкое явление природы. Они возникают в тех случаях, когда Луна в своем движении по околоземной орбите попадает в тень, которую наша Земля, будучи непрозрачным для солнечных лучей телом, отбрасывает в мировое пространство. Происходят лунные затмения всегда в период полнолуния.

Лунные затмения - одни из самых масштабных и красивых астрономических явлений. В любой точке Земли их можно увидеть чаще солнечных. Наблюдения лунных затмений ведутся уже много веков и остаются актуальными по сей день.

В древности темно-красный вид Луны часто внушал людям панический страх. Не зная причины этого явления, они видели в нем предвестника несчастий, войн и эпидемий. Интересно, что вид Луны в полной фазе затмения совершенно непредсказуем: она становится то красной, то бурой, то черной, почти исчезая на небе. Тень Земли, покрывающая Луну, также неоднородна - на ней наблюдаются светлые и темные пятна, двигающиеся по лунному диску. Все это объясняется изменчивостью атмосферы Земли, сквозь которую проходят лучи Солнца во время затмения. Оказывается, на оптические характеристики затмений влияют содержащиеся в атмосфере аэрозоли , озон, водяной пар и вулканическая пыль.

Наблюдая лунные затмения можно решить следующие задачи:

1. Изучить структуру и форму Земной тени и полутени.

2. Проанализировать состояние верхних слоёв Земной атмосферы.

3. Оценить блеск Луны в различных фазах её затмения.

4. Оценить цвета отдельных деталей её поверхности.

5. Определить моменты начала и конца затмения.

6. Определить моменты покрытия тенью деталей лунной поверхности, а так же моменты их выхода из тени.

7. Определить расстояние до Луны, её форму и размеры и др. задачи.

Наблюдения лунных затмений могут принести некоторую научную пользу, так как дают материал для изучения структуры земной тени и состояния верхних слоев атмосферы Земли.

I.1. Роль наблюдений в науке и в астрономии.

Особенности астрономических наблюдений.

Развитие астрономии немыслимо без проведения наблюдений – они являются основным источникам информации для астрономов. В настоящее время, несмотря на массовое развитие наблюдательной техники, позволяющей получать информацию о различных объектах и процессах во Вселенной из космоса, основной поток наблюдательных данных обеспечивается наземными наблюдениями, при этом любительские астрономические наблюдения ещё не утратили своей значимости.

Говоря о наземных астрономических наблюдениях, следует помнить, что они производятся со дна воздушного океана. Сжатая до плотности воды, наша атмосфера имела бы толщину 10 м. Представьте, что вы наблюдаете в телескоп звезды со дна водоема такой глубины. Практически этим и заняты астрономы, работающие на уровне моря. Волнение воздушного океана, плавающие в нем облака и пыль, свечение газов и поглощение ими света звезд, – все это вынуждает астрономов «стремиться к всплытию», к продвижению в верхние слои атмосферы.

С развитием наблюдательной техники качество проводимых наблюдений всё время возрастало: от простейшего созерцания вида звездного неба первобытными людьми до составления точных каталогов Тихо и Гиппарх, в которых ошибка экваториальных координат составила несколько десятысячных секунды дуги.

Строительство современных обсерваторий высоко в горах, размещение телескопов на самолетах, аэростатах и, наконец, на борту космических аппаратов позволяет в той или иной степени избежать вредного влияния атмосферы, но создает новые трудности, прежде всего финансовые. Особенно дорого стоят космические обсерватории; поэтому, за редким исключением, они создаются для наблюдения тех видов излучения, которые совсем не проходят сквозь атмосферу к поверхности Земли, например рентгеновского или инфракрасного. Для наблюдения в оптическом диапазоне астрономы до сих пор размещают большую часть своих приборов на поверхности Земли, но при этом стараются выбирать место и создавать условия, максимально выгодные для наблюдений. Рассмотрим особенности астрономических наблюдений визуально и помощью телескопов.

> Лунное затмение

Что такое лунное затмение : характеристика явления и его суть, схема формирования, календарь лунных затмений, полное, частное, полутеневое с фото, как наблюдать.

По сути, затмение – это полное или частичное затемнение одного объекта небосклона иным. Таким образом, лунное затмение – это погружение Луны в конус земной тени. При этом наша планета располагается на линии между центром Луны и центром Солнца. Явление происходит при серьезном уменьшении яркости диска Луны.

Объекты в космосе двигаются, поэтому смещение тени по лунной поверхности создает фазы Луны в период затмения. Принято различать полутеневые (Луна погружается только в полутень Земли), частичные (на пике затмения в земную тень погружается лишь часть лунного диска) и полные (лунный диск полностью входит в тень Земли) лунные затмения. То есть, понимая уровень погружения Луны в земную тень, можно понять, на какое лунное затмение вы смотрите. Наблюдения таких явлений можно проводить в любом уголке мира, где Луна располагается над горизонтом. Средняя продолжительность затмения – несколько часов.

Как указывалось выше, лунные затмения происходят только в полнолуние. Если представить, что Луна вращается вокруг нашей планеты в той же плоскости, в которой Земной шар вращается вокруг Солнца, то наблюдатели могли бы любоваться лунными затмениями в каждое полнолуние. Однако плоскость лунной орбиты находится под углом в 5˚ к плоскости эклиптики, поэтому лунное затмение происходит только в том случае, если Луна подходит к узлам своей орбиты. Попадание полнолуния и новолуния в зону Лунных узлов роднит лунные и солнечные затмения.

Календарь лунных затмений

Календарь лунных затмений указывает на даты и год будущих событий затмения Луны. Вы можете увидеть, какой будет самая лучшая область видимости на Земле с указанием точки максимальной фазы и территории распространения лунного затмения. Кроме того, можно увидеть даты бывших и будущих лунных затмений, где заметна частота и промежуток между затмениями.

Лунные затмения 2014 года
Дата затмения	Пик затмения	Сарос	Тип лунного затмения 2014	Область наилучшей видимости затмения. Длительность
	07:46:48 GMT (UT)			Австралия, Тихий океан, Америка Длительность затмения: 3 часа 35 минут
	10:55:44 GMT (UT)

Лунные затмения 2015 года
Дата затмения	Пик затмения	Сарос	Тип лунного затмения 2015	Область наилучшей видимости затмения. Длительность
	12:01:24 GMT (UT)			Азия, Австралия, Тихий океан, Америка Длительность затмения: 3 часа 29 минут
	02:48:17 GMT (UT)			Восточная часть Тихого океана, Америка, Европа, Африка, западная часть Азии Длительность затмения: 3 часа 20 минут

Лунные затмения 2016 года
Дата затмения	Пик затмения	Сарос	Тип лунного затмения 2016	Область наилучшей видимости затмения. Длительность
	11:48:21 UT			Азия, Австралия, Тихий океан, западная часть Америки
	18:55:27 UT			Европа, Африка, Азия, Австралия, западная часть Тихого океана

Лунные затмения 2017 года
Дата затмения	Пик затмения	Сарос	Тип лунного затмения 2017	Область наилучшей видимости затмения. Длительность
	00:45:03 UT			Америка, Европа, Африка, Азия
	18:21:38 UT		Частичное лунное затмение	Длительность затмения: 1 час 55 минут

Лунные затмения 2018 года
Дата затмения	Пик затмения	Сарос	Тип лунного затмения 2018	Область наилучшей видимости затмения. Длительность
	13:31:00 UT			Азия, Австралия, Тихий океан, северо-западная часть Америки Длительность затмения: 1 час 16 минут
	20:22:54 UT			Южная Америка, Европа, Африка, Азия, Австралия Длительность затмения: 1 час 43 минуты

Лунные затмения 2019 года
Дата затмения	Пик затмения	Сарос	Тип лунного затмения 2019	Область наилучшей видимости затмения. Длительность
	05:13:27 UT			Тихий океан, Америка, Европа, Африка Длительность затмения: 1 час 02 минуты
	21:31:55 UT		Частичное лунное затмение	Южная Америка, Европа, Африка, Азия, Австралия Длительность затмения: 2 часа 58 минут

Лунные затмения 2020 года
Дата затмения	Пик затмения	Сарос	Тип лунного затмения 2020	Область наилучшей видимости затмения. Длительность
	19:11:11 UT			Европа, Африка, Азия, Австралия
	19:26:14 UT			Европа, Африка, Азия, Австралия
	04:31:12 UT			Америка, юго-восточная часть Европы, Африка
	09:44:01 UT			Азия, Австралия, Тихий океан, Америка

Лунное затмение: основные понятия

Невероятно прекрасное космическое явление, которое наблюдают большое количество людей, но в описании могут встречаться не совсем понятные термины и фазы, привычные для астрономии. Давайте внимательно их изучим. Также запомните, какие нужны условия для наступления лунного затмения, когда появляется Кровавая Луна и как на это влияет расстояние спутника от Земли.

Происходит в тот момент, когда Луна полностью погружается в пространство тени. Полная фаза затмения продолжается до 1,5 часов, затем край Луны снова появляется в поле видимости.

Затмение происходит в тот момент, когда Луна погружается в тень только одним краем, а часть ее поверхности остается освещенной.

Вокруг конуса земной тени есть пространство, где Земля только частично заслоняет Солнце. В том случае, если Луна пересекает область полутени, но не погружается в тень, отмечается полутеневое затмение. В этот момент блеск Луны незначительно слабеет. Заметить это невооруженным глазом практически невозможно. И только в тот период, когда Луна приближается к конусу полной тени в условиях чистого неба можно увидеть небольшое потемнение с одного края Луны.

Момент наибольшего затмения – это событие, которое характеризуется наименьшим расстоянием между осью конуса тени Луны и центром нашей планеты. Точка наибольшего затмения – участок земной поверхности, где можно наблюдать максимальную фазу затмения в момент наибольшего затмения.

Суть лунного затмения

Минимальное расстояние от поверхности нашей планеты до Луны составляет около 363 тыс. километров. При этом размер тени, которую способна создать Земля на таком расстоянии примерно в 2,5 раза больше, чем диаметр самой Луны. Поэтому она способна полностью закрыть Луну. Затмение наступает в тот момент, когда Луна заходит в конус тени Земли. Если тень покрывает лунный диск полностью, наступает полное лунное затмение. Этот процесс понятно демонстрирует схема лунного затмения.

В той части земной поверхности, где Луна находится выше линии горизонта, имеется возможность наблюдать лунное затмение, причем с любой точки ее вид будет одинаков. С остальной половины земного шара затмения не видно. Ученые рассчитали, что максимальная продолжительность одного полного лунного затмения может составлять 108 минут. Подобные затмения случаются не так часто. Последние продолжительные затмения наблюдались в 13.08.1859 г. и 16.07.2000 г.

Степень покрытия тенью лунной поверхности в каждый момент времени называется фазой лунного затмения. Нулевая фаза рассчитывается как соотношение от центра Луны до центра тени, отбрасываемой землей. Астрономические величины нуля и фазы рассчитываются на каждый момент лунного затмения.

Случаи, когда тень от Земли покрывает Луну частично, называются частным затмением. При этом часть лунной поверхности покрывается тенью, а часть освещается солнечными лучами или остается в полутени.

Область пространства, где наша планета заслоняет солнечные лучи не полностью, находящаяся по периметру конуса отбрасываемой тени, называется полутенью. Если Луна не заходит в тень, а попадает только в область полутени, то такое явление называют полутеневым затмением. При этом немного уменьшается яркость Луны, что практически незаметно невооруженному взгляду. Только в момент прохождения Луны неподалеку от основного конуса полной тени, происходит небольшое потемнение с одной стороны лунного диска. Наблюдать за полутеневым затмением можно используя специальные приборы.

Поскольку в момент полного затмения Луна освещается исключительно лучами, прошедшими сквозь верхний слой атмосферы, в зависимости от ее состояния лунный диск становится красноватого или коричневатого цвета. Разницу в цвете можно проследить, сравнивая снимки лунных затмений разных лет.

Например, во время затмения 06.07.1982 г. Луна имела красноватый оттенок, а при затмении 0.01.2000 г. была немного коричневатая. Синих или зеленых солнечных затмений не бывает потому, что атмосфера Земли обладает свойством в большей степени рассеивать именно красные лучи.

Полные лунные затмения могут отличаться как по цвету, так и по своей яркости. Для ее определения разработана специальная шкала, которая была названа в честь известного французского ученого-астронома Андре Данжона. Градация этой шкалы имеет 5 делений:

• нулевое деление означает наиболее темное затмение, когда Луна еле-еле видна на небе;
• единица означает затмение темно-серого цвета, когда на лунной поверхности становятся заметны некоторые детали;
• двойкой обозначается сероватое затмение с коричневатым оттенком;
• светлое красновато-коричневое затмение обозначается тройкой;
• при последнем самом светлом четвертом типе затмения луна становится медно-красного цвета, во время него невооруженным глазом можно увидеть все основные детали на поверхности лунного диска.

В случае если бы орбита Луны находилась в плоскости эклиптики, то лунные, также как и солнечные затмения наблюдались бы ежемесячно. Но, вследствие того, что большее количество времени Луна проводит выше или ниже плоскости орбиты Земли, она попадает в тень всего лишь два раза в год. Угол наклона плоскости лунной орбиты по отношению к орбите нашей планеты составляет 5 градусов. Поэтому в моменты, когда Луна располагается на прямой линии между Землей и Солнцем наступает затмение. При новолунии Луна перекрывает солнечный свет, а в полнолуние она попадает в тень Земли.

Случается так, что промежуток между солнечными и лунными затмениями оказывается небольшим. Каждый год может происходить минимум 2 лунных затмения. Вследствие того, что лунная и земная орбиты находятся в разных плоскостях, фазы затмений могут отличаться. Причем одинаковые по фазе затмения повторяются с определенной периодичностью. Этот период называется сарос и составляет 6585⅓ дней (18 лет 11 дней и 8 часов). Таким образом, зная время предыдущего затмения можно с точностью до минуты определить, когда в той или иной местности произойдет точно такое же следующее затмение.

Подобная цикличность часто используется при определении даты и времени тех или иных исторических событий, описанных в старых источниках. Первое полное затмение было описано в древних китайских летописях. Произведя определенные расчеты, ученым удалось выяснить, что оно датируется 29.01.1136 г. до н.э. Сведения о еще трех затмениях содержатся «Альмагесте» Клавдия Птолемея и датируются 19.04.721 г. до н.э., 08.04.720 г. о н.э. и 01.09.720 г. до н.э.

В исторических летописях довольно часто упоминаются лунные затмения. Например, известный военачальник афинян Никий испугался лунного затмения, в его войске началась паника, из-за которой афиняне потерпели поражение. Проведя определенные расчеты, удалось установить точную дату этого события (27.08.413 г. до н.э.).

Достаточно известным историческим фактом является полное лунное затмение 1504 г., которое пришло на помощь экспедиции Христофора Колумба. На тот момент они находились на Ямайке и испытывали трудности с пищей и питьевой водой. Попытки разжиться провизией у местных индейцев не увенчались успехом. Но Колумб точно знал, что ночью 1 марта должно будет произойти лунное затмение. Он предупредил вождей, что если они не соизволят доставить на корабль путешественников питьевую воду и продукты, то он похитит у неба Луну. С наступлением темноты, когда Луна исчезла, малообразованные индейцы очень испугались и доставили путешественникам все необходимое. Они умоляли возвратить им небесное светило, на что Колумб ответил согласием. Так экспедиции удалось избежать голодной смерти.

Как наблюдать лунное затмение

Вам уже стала доступной характеристика лунных затмений, но почему они так интересны исследователям? Наблюдая лунные затмения можно извлечь определенную научную пользу. Ученые собирают и фиксируют материалы о состоянии структуры тени Земли и верхних слоев атмосферы. Астрономы-любители часто фотографируют затмения, делают их зарисовки, описывая изменения яркости объектов, расположенных на лунной поверхности. Моменты касания Луны с тенью и те, когда она покидает ее пределы, точно фиксируются. Также отмечаются моменты соприкосновения тени с наиболее крупными объектами на лунной поверхности. Наблюдения могут проводиться невооруженным глазом, с использованием бинокля или телескопа. Понятно, что техника помогает более точно зафиксировать результаты наблюдений.

Для того чтобы провести наблюдения наиболее точно, необходимо установить на Вашем телескопе максимальное увеличение, направив его непосредственно на точки касания тени и лунной поверхности. Делать это нужно заранее, за несколько минут до предполагаемого затмения. Обычно все результаты заносятся в специальный журнал наблюдений лунных затмений.

Тот самый фотоэкспонометр

Если астроном-любитель имеет в своем распоряжении фотоэкспонометр (специальный прибор, позволяющий измерять яркость объекта), он может самостоятельно построить график изменения яркости диска Луны на протяжении всего затмения. Чтобы сделать это правильно, необходимо установить прибор таким образом, чтобы его чувствительный элемент был направлен на центр лунного диска.

Лунные затмения - интереснейшее явление природы, знакомые человеку с древнейших времен. Они бывают сравнительно часто, но видны не из всех местностей земной поверхности и поэтому многим кажутся редкими. Любое затмение происходит тогда, когда три небесных тела: Земля, Луна и Солнце выстраиваются с точки зрения земного наблюдателя на одной условной прямой. Если между Землей и Солнцем расположена Луна, то затмение называется солнечным, если же наоборот тень Земли закрывает от Луны прямой солнечный свет, то это лунное затмение.

Если Луна находится ближе к Земле, то затмение считается полным, а если она дальше от Земли, тогда Луна кажется меньше с Земли и оно тогда закрывает часть Солнца, а по краям Солнце остается незакрытым. Вот отсюда и происходит кольцеобразное затмение. Кольцеобразное затмение может быть тогда, когда Луна находится далеко от Земли, следовательно, она находится вблизи точки апогея. Точка апогея нас называется Черной Луной. Вот почему кольцеобразное затмение не может быть хорошим по определению. Действие затмения, в основном, кроме кольцеобразного, распространяется до следующего такого же затмения. Если солнечное затмение сильно действует в вашей карте судьбы, то работать оно будет до следующего солнечного затмения. Лунное действует до следующего лунного затмения

Затмение Солнца и Луны по разному действует на мужчину и женщину, потому что мужчина и женщина разно - «полушарные» люди. У женщин лучше функционирует правое полушарие, а у мужчин - левое полушарие.

Если человек родился в затмение, то он будет реагировать на любое затмение. Более того, такой человек по затмениям должен ориентироваться в главных событиях его жизни, т.е. строить прогнозы нужно только по затмениям. Так же как человеку с фатальным гороскопом, затмения являются главными методиками прогноза.

В данной работе я постаралась полностью раскрыть суть лунных затмений, показать их необычайную красоту. В них меня привлекает их загадочность. Даже люди, знакомые с астрономией, редко задумываются над тем, что наше древнее светило мА видим, по существу, голым. Те, кого визит лунной тени застает на открытом воздухе, просто вынуждены поднять глаза к Солнцу - чтобы выяснить, что происходит с нашей милой жёлтой звёздочкой - и увидеть его волшебные золотистые одежды. Зрелище, ради которого учёные иногда забираются вглубь раскалённых пустынь и вечных льдов, на некоторых счастливчиков просто «сваливается с неба». Немногие это оценивают. Жаль. Ведь приход многочисленных зрителей на столь редкое и красивое небесное представление можно было бы запросто обеспечить, своевременно сообщив о нём через средства массовой информации.