Astronomia este o întreagă lume plină de imagini frumoase. Această știință uimitoare vă ajută să găsiți răspunsuri la cele mai importante întrebări ale existenței noastre: să învățați despre structura universului și trecutul său, despre sistemul solar, despre modul în care Pământul se rotește și despre multe alte lucruri. Între astronomie și matematică există o relație specială, deoarece predicțiile astronomice sunt rezultatul unor calcule riguroase. De fapt, multe probleme de astronomie au devenit posibile pentru a rezolva datorită dezvoltării unor noi secțiuni ale matematicii.
Din această carte, cititorul va învăța cum să măsoare poziția corpurilor cerești și distanța dintre ele, precum și fenomenele astronomice, în timpul cărora obiectele spațiului ocupă o poziție specială în spațiu.
Cartea: Lumea matematicii. T.30. Muzică a sferelor. Astronomie și matematică
Geometria eclipsei
Geometria eclipsei
Nu este ușor pentru o persoană obișnuită să înțeleagă exact cum se află Pământul, Luna și Soarele în timpul eclipselor, și în știri, prin urmare, erorile enervante alunecă adesea. De exemplu, este clar că eclipsele solare apar mereu la lună nouă, eclipsa de lună - luna este plină, dar cei care sunt ignoranți de astronomie, nu este ușor să răspundă la întrebarea de modul în care eclipselor solare sunt asociate cu fazele lunii? De asemenea, este dificil ca astfel de oameni să înțeleagă de ce eclipsurile lunare sunt observate mult mai des decât eclipsele solare. Să încercăm să oferim răspunsuri simple la aceste întrebări.
Următoarea ilustrație prezintă fazele lunii. Eclipsa lunară este observată atunci când Luna atinge umbra conică a Pământului. În acest caz, Soarele, Pământul și Luna sunt aranjate așa cum se arată în ilustrația de mai jos. Deoarece umbra conică a Pământului este mai mare decât Luna, eclipsele lunare apar relativ frecvent. Este evident că o eclipsă lunară poate fi observată numai cu o lună plină, deoarece Pământul ar trebui să fie situat pe o linie dreaptă între Soare și Lună.
La rotirea lunii în jurul jumătate pământ lună întotdeauna aprins (rețineți mici imagini ale lunii în cifre 1, 2, 3 și 4), dar atunci când este privit din Luna Pământ arată în mod diferit - așa cum se arată pe circumferința exterioară a ilustrației.
În poziția 1, putem vedea luna în primul trimestru, în 2 - luna plină în poziția 3 - ultimul trimestru, în poziția 4, care este luna noua, luna nu este vizibil - nu reflectă razele soarelui spre Pământ.
Schema eclipsei lunare. Eclipsa lunară are loc pe lună plină.
Imagini ale eclipsei lunare suprapuse unul pe altul: vedeți cum un satelit al Pământului traversează umbra planetei.
Eclipsa soarelui apare atunci când Luna este situată între Soare și Pământ, adică în poziția 4 din ilustrația de pe pagina anterioară. Eclipsele solare, spre deosebire de cele lunare, pot fi văzute numai din anumite zone ale pământului și sunt observate mai rar decât cele lunare. Dacă eclipsa lunară poate fi observată aproape în fiecare an, atunci pentru a vedea o eclipsă solare, este necesar să așteptați mulți ani.
Schema eclipsei solare. Eclipsa soarelui apare pe o lună nouă.
Așa cum se poate vedea în ilustrație, Pământul este pe aceeași linie cu Soarele și Luna, iar Luna este în mijloc. Astfel, o eclipsă solare apare pe o lună nouă.
Într-un cuvânt, eclipsele lunare sunt mult mai frecvente decât eclipsele solare.
Cititorul poate crede că pe o lună plină apare de fiecare dată o eclipsă lunară, iar la fiecare lună nouă apare o eclipsă solare. Totuși, în realitate, totul este diferit. Motivul este faptul că orbita Lunii este înclinată cu 5 ° în raport cu planul eclipticii, astfel încât o eclipsă observată numai atunci când luna este apropierea liniei nodală - linia de intersecție a planului în care Pământul se rotește în jurul soarelui, și planul în care luna este rotit în raport cu pământul.
Linia de noduri este linia de intersecție a planului în care Luna se rotește în jurul Pământului și planul eclipticului (planul în care Pământul se mișcă în jurul Soarelui). Eclipsa poate fi observată numai atunci când Luna este situată în apropierea liniei de noduri, adică suficient de aproape de planul pe care discul Lunii este complet acoperit de umbra Pământului.
Zone de umbră și umbra parțială
Pentru orice eclipsă, puteți defini geometric două zone umbrite: o zonă plină de umbră și o penumbră.
Tangentele exterioare leagă regiunea umbrei, tangentele exterioare și interioare sunt penumbra. Eclipsele totale sunt observate atunci când luna este în întregime în zona umbrei. Dacă luna este în zona umbrei, discutați despre o eclipsă incompletă.
Orbitele terestre și lunare sunt elipse cu o excentricitate mică. Prin urmare, distantele relative dintre Soare, Pamant si Luna nu vor fi intotdeauna aceleasi (asa cum ar fi in orbitele concentrice), asa ca uneori Luna nu acopera complet Soarele. Astfel, se disting eclipsele complete și inele, când inelul de soare poate fi văzut în jurul lunii.
În funcție de distanța pe care se află Luna, se pot observa eclipsa completă sau inelară.
Pentru a simula schimbarea de fază a lunii, stați în zona luminată după cum urmează. Întoarceți modelul astfel încât bilele mari (care indică Pământul) să fie mai aproape de dvs. și bilele mici (care desemnează Luna) au fost îndreptate spre partea unde Luna este pe cer. Luna reală și modelul său vor avea aceleași dimensiuni și vor fi în aceleași faze. Întorcând modelul în direcții diferite, veți vedea că bilele mici sunt iluminate în moduri diferite - cum ar fi Luna în fazele sale. Pentru a reproduce fazele în ordine, modelul trebuie rotit de la dreapta la stânga.
Cea mai evidentă observație este în aer liber, dar în vremea tulbure, rolul soarelui poate fi, de asemenea, jucat de un bec. Este important ca lumina sa să fie luminată și concentrată.
Pentru a simula o eclipsa de lună, să ia modelul în mână, poziționați-l astfel încât mingea, indicând pământul, este îndreptat spre soare, și luna muta în interiorul umbra conic, care va arunca Pământul (figura din dreapta). Deoarece Pământul este mai mare decât Luna, este ușor să reproduceți eclipsa lunară: va fi observată ori de câte ori umbra conică acoperă suprafața Lunii. Este evident că Pământul este între Soare și Lună pe o linie, astfel încât eclipsa lunară este observată pe lună plină. Întorcând modelul astfel încât luna să fie situată mai aproape de sursa de lumină, puteți simula o eclipsă solare. Rotiți modelul până când Luna aruncă o umbră pe bila care marchează Pământul (vezi imaginea de jos).
Modelul eclipsei lunare (deasupra) și eclipsa soarelui (de mai jos).
Oricine simulează o eclipsă solare în acest fel va fi convins că nu este atât de ușor de făcut. Devine evident că eclipsele solare sunt observate numai pe anumite părți ale suprafeței pământului, care sunt în umbra Lunii. Acest lucru nu se întâmplă cu eclipsa lunară. În consecință, pentru un observator pe Pământ, eclipsele solare se vor întâmpla mult mai puțin frecvent decât eclipsa lunară. Așa cum se poate vedea în ilustrații, Pământul este în linie cu Soarele și Luna, care sunt situate pe o parte a acestuia, astfel eclipsele solare sunt observate în luna nouă.
Modelul vă va ajuta să vedeți că puteți observa o eclipsă lunară aproape în fiecare an și să așteptați o eclipsă solară în regiunea în care trăiți, va trebui să așteptați mulți ani.
Dacă mutăm încet umbra lunii pe suprafața Pământului, vedem linia de umbră - așa numesc specialiștii suprafețele pământului în care poate fi observată eclipsa (a se vedea ilustrația de pe pagina următoare).
Spectacolul majestic: o eclipsă totală a soarelui
Poate că cititorul a trebuit să vadă o eclipsă lunară sau chiar o eclipsă solare.
Aveau doar patru case pe el: un restaurant, două cazărmi de armată și o moschee. Pentru public, corturile Bedouin au fost distruse. Unii dintre noi au sosit cu o zi înainte, alții - dimineața devreme. Deasupra deșertului era o ceață groasă, iar soarele era greu de discernut. În timp ce se ridica deasupra orizontului, ceața disipată treptat și, în final, am putut să ne bucurăm de vederea unui cer clar transparent.
O eclipsă completă a fost precedată de un întreg spectacol. Aproximativ o oră înainte de a începe o eclipsă parțială. Prin intermediul unor filtre speciale a fost posibil să se vadă discul Lunii și, pe măsură ce se închidea din ce în ce mai mult Soarele, devenea mai întunecată și mai adâncă. Atât oamenii, cât și animalele au simțit că trebuie să se întâmple ceva. Se întuneca, temperatura scadea. Era deja dificil să distingi obiectele și oamenii din apropiere. Dintr-o dată era întuneric complet: a început o eclipsă totală solare.
În timpul eclipsei solare, iluminarea se schimbă într-un mod uimitor. În aceste fotografii ale diferitelor faze ale eclipsei, puteți vedea cortul pentru spectatori în timpul unei eclipse totale, eclipsa parțială și după ea. Fotografiile de mai sus arată faza eclipsei, în fotografia de mai jos puteți vedea nivelul corespunzător de iluminare.
Imaginea era impresionantă. Cu câteva minute înainte de eclipsă totală poate fi observată inel superb cu diamant - margele Baily lui (pete luminoase de la razele soarelui, vizibile pe marginea zimțată a Lunii), și în cele din urmă coroana solară cu flash-uri distincte de frumusete incredibila. E greu de descris în cuvinte.
Prin telescopul cu un filtru special, a fost posibil și vizualizarea membrelor solare. Patru minute mai târziu, același lucru sa întâmplat în sens invers: din nou, am văzut un inel cu diamant în jurul a început să lumineze, și din nou am fost capabili să se bucure de vederea unei eclipse solare parțiale, apoi a strălucit un soare strălucitor.