Noor või vana kuu?

Nähes taevas Kuu mittetäielikku ketast, ei saa kõik täpselt kindlaks teha, kas see on noor kuu või on see juba languses. Vastsündinud kuu kitsas poolkuu ja vanakuu poolkuu erinevad üksteisest ainult selle poolest, et nad on vastassuundades punnis. Põhjapoolkeral on noor kuu alati suunatud kumera poolega paremale, vana vasakule. Kuidas usaldusväärselt ja täpselt meeles pidada, kust milline kuu paistab?

Lubage mul soovitada selline end.

Sirbi või poolkuu sarnasuse järgi tähtedega R või Koos on lihtne kindlaks teha, kas meile eelnev kuu kasvab (s.t. noor) või vana .

Prantslastel on ka mälestismärk. Nad soovitavad vaimselt kinnitada poolkuu sarvedele sirgjoon; hankige ladina tähed d või p. Kiri d- initsiaal sõnas "dernier" (viimane) - tähistab viimast kvartalit, st vana kuud. Kiri R - esitäht sõnas "premier" (esimene) - näitab, et Kuu on esimese kvartali faasis, üldiselt - noor. Sakslastel on ka reegel, mis seostab kuu kuju teatud tähtedega.

Neid reegleid saab kasutada ainult Maa põhjapoolkeral. Austraalia või Transvaali puhul on tähendus just vastupidine. Kuid isegi põhjapoolkeral ei pruugi need olla rakendatavad – nimelt lõunapoolsetel laiuskraadidel.

Juba Krimmis ja Taga-Kaukaasias kalduvad sirp ja poolkuu tugevalt ühele küljele ning kaugemal lõuna pool lamavad täielikult. Ekvaatori lähedal paistab silmapiiril rippuv kuu sirp kas lainetel õõtsuva gondlina (araabia muinasjuttude “kuu süstik”) või särava kaarena. Siia ei sobi ei vene ega prantsuskeelsed märgid - mõlemad tähepaarid saab soovi korral teha lamavast vibust: R ja C, r ja d.

Et sel juhul Kuu vanuses mitte eksida, tuleb pöörduda astronoomiliste märkide poole: noor kuu on näha õhtul taeva lääneosas; vana - hommikul taeva idaosas.

kuu lippudel

Joonisel fig. 30 meie ees on Türgi (endine) lipp. Sellel on poolkuu ja tähe kujutis. See viib meid järgmiste küsimusteni:

1. Millise kuu sirp on lipul kujutatud – noor või vana?

2. Kas Kuu poolkuu ja tähte saab taevas vaadelda sellisel kujul, nagu need on lipul näidatud?

Riis. 30. Türgi lipp (endine).

1. Pidades meeles äsja mainitud märki ja arvestades, et lipp kuulub põhjapoolkera riigile, tuvastame, et lipul olev kuu vana.

Riis. 31. Miks ei ole tähte kuu sarvede vahel näha

2. Tähe ei ole näha Kuu ketta sees, kui see on ringikujuline (joon. 31, a). Kõik taevakehad asuvad Kuust palju kaugemal ja seetõttu peavad nad neid varjama. Neid saab näha ainult Kuu tumeda osa servast kaugemale, nagu on näidatud joonisel fig. 31,6.

On uudishimulik, et Türgi tänapäevasel lipul, mis sisaldab ka kuu sirbi ja tähe kujutist, on täht nihutatud poolkuust eemale täpselt nii, nagu joonisel fig. 31, b.

Kuufaaside mõistatused

Kuu saab oma valguse päikeselt ja seetõttu tuleb poolkuude kumer pool loomulikult päikese poole pöörata. Kunstnikud unustavad selle sageli. Kunstinäitustel pole haruldane näha maastikku, mille sirge küljega on Päikese poole pööratud poolkuu; on ka kuu sirp, mis on sarvedega Päikese poole pööratud (joon. 32).

Riis. 32. Maastikul on tehtud astronoomiline viga. Milline? (Vastus tekstis).

Siiski tuleb märkida, et noore kuu õige joonistamine pole nii lihtne, kui tundub. Isegi kogenud kunstnikud joonistavad poolkaare välis- ja sisekaared poolringidena (joonis 33, b). Samal ajal on ainult välimine kaar poolringikujuline, sisemine aga poolellips, kuna see on poolring (valgustatud osa piir), mis on perspektiivis nähtav (joon. 33, a).

Riis. 33. Kuidas (a) ja kuidas mitte (b) kujutada poolkuud

Poolkuu ja õige asukoha määramine taevas pole lihtne. Poolkuu ja poolkuu on sageli paigutatud Päikese suhtes üsna mõistatuslikult. Näib, et kuna Kuud valgustab Päike, siis kuu lõppu ühendav sirgjoon peaks moodustama täisnurga Päikesest selle keskele kulgeva kiirega (joonis 34).

Riis. 34. Poolkuu asukoht Päikese suhtes

Teisisõnu, Päikese keskpunkt peab asuma risti, mis on tõmmatud läbi kuu lõppu ühendava sirge keskkoha. Seda reeglit järgitakse aga ainult Päikese lähedal asuva kitsa poolkuu puhul. Joonisel fig. 35 näitab kuu asukohta erinevates faasides Päikese kiirte suhtes. Jääb mulje, nagu oleks Päikesekiired enne Kuule jõudmist painutatud.

Riis. 35. Millises asendis Päikese suhtes näeme Kuud erinevates faasides.

Lahendus peitub järgmises. Päikeselt Kuule suunduv kiir on tegelikult kuu lõppu ühendava joonega risti ja kosmoses on see sirgjoon. Kuid meie silm ei tõmba taevasse mitte seda sirgjoont, vaid selle projektsiooni nõgusale taevalaotusele, see tähendab kõverjoonele. Seetõttu tundub meile, et Kuu taevas on "valesti riputatud". Kunstnik peab neid omadusi uurima ja suutma need lõuendile üle kanda.

topeltplaneet

Topeltplaneet on Maa koos Kuuga. Neil on õigus sellele nimele, sest meie satelliit paistab teiste planeetide satelliitide seas teravalt silma oma keskse planeedi suhtes märkimisväärse suuruse ja massiga. Päikesesüsteemis on absoluutselt suuremaid ja raskemaid satelliite, kuid võrreldes nende keskplaneediga on nad Maa suhtes palju väiksemad kui meie Kuu. Tegelikult on meie kuu läbimõõt enam kui veerand Maa omast ja teiste planeetide suurima satelliidi läbimõõt on vaid 10. selle planeedi läbimõõdust (Triton on Neptuuni satelliit). Lisaks on Kuu mass 1/81 Maa massist; samal ajal moodustab Päikesesüsteemis eksisteerivatest satelliitidest raskeim, Jupiteri kolmas satelliit, vähem kui 10 000. selle keskse planeedi massist.

Kui suur osa keskplaneedi massist moodustab suurte satelliitide massi, näitab plaat leheküljel 86. Sellest võrdlusest on näha, et meie Kuu moodustab oma massi poolest suurima osa oma keskplaneedist.

Kolmas asi, mis annab Maa-Kuu süsteemile õiguse pretendeerida "topeltplaneedi" nimele, on mõlema taevakeha lähedus. Paljud teiste planeetide satelliidid tiirlevad palju suuremal kaugusel: mõned Jupiteri satelliidid (näiteks üheksas, joon. 36) tiirlevad 65 korda kaugemale.

Riis. 36. Maa-Kuu süsteem võrreldes Jupiteri süsteemiga (taevakehade endi suurused on näidatud mitte skaleerituna)

Seoses sellega on kurioosne tõsiasi, et Kuu kirjeldatud tee ümber Päikese erineb Maa teest väga vähe. See tundub uskumatu, kui mäletate, et Kuu liigub ümber Maa peaaegu 400 000 km kaugusel. Ärgem unustagem aga, et kui Kuu teeb ühe tiiru ümber Maa, siis Maad ennast õnnestub endaga kaasa transportida umbes 13. osa oma aastasest teekonnast ehk 70 000 000 km. Kujutage ette Kuu ringikujulist rada - 2 500 000 km -, mis ulatub 30 korda suuremale kaugusele. Mis jääb selle ringikujulisest kujust alles? Mitte midagi. Seetõttu sulandub Kuu tee Päikese lähedal peaaegu Maa orbiidiga, kaldudes sellest kõrvale vaid 13 vaevumärgatava eendi võrra. Seda saab tõestada lihtsa arvutusega (millega me siin ettekannet ei koorma), et Kuu teekond on sel juhul igal pool pööratud tema Päikese poole. nõgusus . Jämedalt öeldes näeb see välja nagu kumer kolmeteistkümne küljega kolmnurk pehmelt ümarate nurkadega.

Joonisel fig. 37 näete täpset pilti Maa ja Kuu teekonnast ühe kuu jooksul. Punktiirjoon on Maa tee, pidev joon on Kuu tee. Need on üksteisele nii lähedal, et nende eraldiseisva pildi jaoks oli vaja võtta väga suur joonise mõõtkava: maakera orbiidi läbimõõt on siin võrdne?Kui võtta selle jaoks 10 cm, siis suurim kaugus joonisel mõlema tee vahel oleks väiksem kui neid kujutavate joonte paksus. Vaadates seda joonist, olete selgelt veendunud, et Maa ja Kuu liiguvad ümber Päikese peaaegu sama teed pidi ning topeltplaneedi nime on astronoomid neile täiesti õigustatult omistanud.

Riis. 37. Kuu (pidev joon) ja Maa (punktiirjoon) igakuine teekond ümber Päikese

Seega näib Päikesele paigutatud vaatleja jaoks Kuu tee veidi lainelise joonena, mis ühtib peaaegu Maa orbiidiga. See ei ole vähimalgi määral vastuolus tõsiasjaga, et Kuu liigub Maa suhtes väikeses ellipsis.

Põhjus on muidugi selles, et Maalt vaadates ei märka me Kuu kaasaskantavat liikumist koos Maaga mööda Maa orbiiti, kuna me ise osaleme selles.

Miks kuu ei lange päikesele?

Küsimus võib tunduda naiivne. Miks peaks kuu langema päikesele? Lõppude lõpuks tõmbab Maa teda tugevamini kui kauge Päike ja loomulikult paneb ta enda ümber tiirlema.

Lugejad, kes nii arvavad, on üllatunud, kui saavad teada, et tõsi on vastupidi: Kuud tõmbab tugevamini Päike kui Maa!

Et see nii on, näitab arvutus. Võrrelgem jõudu, mis Kuud ligi tõmbavad: Päikese jõud ja Maa jõud. Mõlemad jõud sõltuvad kahest asjaolust: külgetõmbava massi suurusest ja selle massi kaugusest Kuust. Päikese mass on 330 000 korda suurem kui Maa mass; Päike tõmbaks Kuud Maast tugevamini, kui kaugus Kuust oleks mõlemal juhul sama.

Kuid Päike on Kuust umbes 400 korda kaugemal kui Maa. Tõmbejõud väheneb koos kauguse ruuduga; seetõttu tuleb Päikese külgetõmbejõudu vähendada 400 2, s.o 160 000 korda. See tähendab, et päikese külgetõmme on Maa omast 330 000/160 000 võrra tugevam, st rohkem kui kaks korda.

Seega tõmbab Kuu Päike ligi kaks korda rohkem kui Maa. Miks siis tegelikult Kuu Päikese peale kokku ei kuku? Miks paneb Maa ikkagi Kuu enda ümber tiirlema ​​ja Päikese tegevus ei võta võimust?

Kuu ei lange Päikesele samal põhjusel, miks Maa ei lange sellele; Kuu tiirleb koos maaga ümber Päikese ja päikese atraktiivne tegevus kulub jäljetult mõlema keha pidevale ülekandmisele sirgelt teelt kõverale orbiidile, st sirgjoonelise liikumise muutmisel kõverjooneliseks. Piisab, kui heita pilk joonisele fig. 38, et kontrollida öeldut.

Teistel lugejatel võib tekkida kahtlusi. Kuidas see ikkagi välja tuleb? Maa tõmbab kuud enda poole. Päike tõmbab kuud suurema jõuga ja kuu teeb päikesele langemise asemel ringi ümber maa? See oleks tõepoolest kummaline, kui Päike tõmbaks enda poole ainult Kuu. Kuid see tõmbab Kuu koos Maaga, kogu "topeltplaneediga" ja nii-öelda ei sega selle paari liikmete omavahelisi sisesuhteid. Rangelt võttes tõmbab Maa-Kuu süsteemi ühist raskuskeset Päike; see keskus (nimetatakse barütsentriks) tiirleb päikese külgetõmbe mõjul ümber Päikese. See asub Maa keskpunktist Kuu poole 2/3 maa raadiusest. Kuu ja Maa kese tiirlevad ümber barütsentri, tehes iga kuu ühe pöörde.

Kuu nähtavad ja nähtamatud küljed

Stereoskoobi poolt edastatavate efektide hulgas pole midagi silmatorkavamat kui Kuu nägemine. Siin näete oma silmaga, et kuu on tõesti kerakujuline, samas kui päris taevas tundub see tasane, nagu teealus.

Kuid kui raske on meie satelliidist sellist stereoskoopilist fotot saada, paljud isegi ei kahtlusta. Selle valmistamiseks peab olema hästi kursis öövalguse kapriissete liikumiste iseärasustega.

Fakt on see, et Kuu möödub Maast nii, et see on kogu aeg sama küljega tema poole pööratud. Ümber Maa joostes pöörleb Kuu samal ajal ümber oma telje ja mõlemad liikumised sooritatakse sama aja jooksul.

Joonisel fig. 38 näete ellipsi, mis peaks visuaalselt kujutama Kuu orbiiti. Joonistus suurendab meelega Kuu ellipsi pikenemist; tegelikult on Kuu orbiidi ekstsentrilisus 0,055 ehk 1/18. Väikesel joonisel on võimatu Kuu orbiiti täpselt kujutada nii, et silm eristab seda ringist: isegi terve meetri pikkuse suure pooltelje korral oleks väikepooltelg sellest vaid 1 mm võrra lühem; Maa jääks tsentrist vaid 5,5 cm kaugusele.Et edasisest seletusest oleks lihtsam aru saada, on joonisele joonistatud piklikum ellips.

Riis. 38. Kuidas Kuu oma orbiidil ümber Maa liigub (üksikasjad tekstis)

Nii et kujutage ette, et joonisel fig. 38 on Kuu teekond ümber Maa. Maa on asetatud punkti O - ellipsi ühes koldes. Kepleri seadused ei kehti mitte ainult planeetide liikumise kohta ümber Päikese, vaid ka satelliitide liikumise kohta keskplaneetide ümber, eelkõige Kuu pöörde kohta. Kepleri teise seaduse järgi liigub kuu seda teed veerand kuuga AE, mis ala OABCDE võrdub 1/4 ellipsi pindalast, st pindalast MABCD(alade võrdsus AÜE ja M.A.D. meie joonisel kinnitab alade ligikaudne võrdsus MOQ ja EQD). Nii et veerand kuu pärast sõidab kuu alates AGA enne E. Kuu pöörlemine, aga ka planeetide pöörlemine üldiselt, erinevalt nende ringlusest ümber Päikese, toimub ühtlaselt: 1/4 kuus pöörleb see täpselt 90 °. Nii et kui kuu on sees E, Kuu raadius mingis punktis Maa poole AGA, kirjeldab 90° kaaret ega ole suunatud punkti M, ja mõnda teise punkti, vasakule M, teise fookuse lähedal R Kuu orbiit. Kuna Kuu pöörab oma näo maisest vaatlejast veidi eemale, näeb ta paremal pool kitsast riba oma varem nähtamatust poolest. Punktis Elupa näitab maisele vaatlejale juba kitsamat riba oma tavaliselt nähtamatust küljest, sest nurk OFP vähem kui nurk OEP. Punktis G- orbiidi apogees - Kuu on Maa suhtes samal positsioonil kui perigeel AGA. Edasise liikumisega pöördub Kuu Maast eemale vastupidises suunas, näidates meie planeedile veel ühte riba oma nähtamatust küljest: see riba esmalt laieneb, seejärel kitseneb ja punktis. AGA Kuu on oma algses asendis.

Oleme näinud, et Kuu tee elliptilise kuju tõttu ei ole meie satelliit Maa poole suunatud rangelt ühe ja sama poolega. Kuu on alati suunatud sama poole, mitte Maa poole, vaid oma orbiidi teise fookuse poole. Meie jaoks kõigub see umbes keskasendis nagu tasakaal; siit ka selle vingerdamise astronoomiline nimi: "libration" - ladinakeelsest sõnast "libra", mis tähendab "kaalu". Libratsiooni kogust igas punktis mõõdetakse vastava nurgaga; näiteks punktis on libratsioon võrdne nurgaga OEP. Suurim libratsioon on 7°53?, st peaaegu 8°.

Huvitav on jälgida, kuidas Kuu liikumisega oma orbiidil libratsiooninurk suureneb ja väheneb. Paneme sisse D kompassi otsa ja kirjeldage fookusi läbivat kaare O ja R. See ületab punktides orbiidi B ja F. nurgad OVR ja OFP kui sisse kirjutatud võrdne poole kesknurgaga ODP. Sellest järeldame, et kui Kuu liigub AGA enne D libratsioon kasvab alguses kiiresti, hetkel AT jõuab poole maksimumist, seejärel kasvab aeglaselt; teelt D enne F libratsioon väheneb alguses aeglaselt, seejärel kiiresti. Ellipsi teisel poolel muudab libratsioon oma väärtust sama kiirusega, kuid vastupidises suunas. (Libratsiooni hulk orbiidi igas punktis on ligikaudu võrdeline Kuu kaugusega ellipsi peateljest.)

Seda Kuu võnkumist, mida me nüüd kaalusime, nimetatakse pikkuskraadi libratsiooniks. Meie satelliidile kehtib ka teine ​​libratsioon – laiuskraadil. Kuu orbiidi tasapind on Kuu ekvaatori tasapinna suhtes 6° kallutatud. Seetõttu näeme Kuud Maalt mõnel juhul veidi lõunast, mõnel juhul põhjast, vaadates läbi pooluste veidi Kuu "nähtamatule" poolele. See libratsioon ulatub laiuskraadil 6°-ni.

Selgitagem nüüd, kuidas astronoom-fotograaf kasutab Kuu kirjeldatud kergeid võnkumisi selle keskmise asukoha suhtes, et saada sellest stereoskoopseid pilte. Lugeja arvatavasti arvab, et selleks on vaja jälgida kahte sellist Kuu asendit, millest ühes oleks see teise suhtes piisava nurga võrra pööratud. Punktides A ja B, B ja C, C ja D ja jne. Kuu paikneb Maast niivõrd erinevates kohtades, et stereoskoopilised kujutised on võimalikud. Siin seisame aga silmitsi uue raskusega: nendes asendites on Kuu vanuse vahe, 1?-2 päeva, liiga suur, nii et ühel pildil on juba tekkimas Kuu pinna riba valgustusringi lähedal. varjust. See on stereoskoopiliste piltide puhul vastuvõetamatu (riba särab nagu hõbe). Tekib keeruline ülesanne: jälgida samu kuu faase, mis erinevad libratsiooni hulga poolest (pikkuses), nii et valgustusring läbiks Kuu pinna samu detaile. Kuid ka sellest ei piisa: mõlemas asendis peavad laiuskraadil olema ikka samad libratsioonid.

Tõenäoliselt ei tee meie lugeja Kuu stereofotosid. Nende hankimise meetodit selgitatakse siin muidugi mitte praktilise eesmärgiga, vaid ainult selleks, et võtta arvesse Kuu liikumise iseärasusi, mis võimaldavad astronoomidel näha väikest riba meie satelliidi küljelt, mis on tavaliselt ligipääsmatu. vaatleja. Tänu mõlemale Kuu libratsioonile ei näe me üldiselt mitte poolt kogu Kuu pinnast, vaid 59% sellest. Enne kolmanda kosmoseraketi starti Kuu suunas Nõukogude Liidus oli 41% Kuu pinnast uurimiseks ligipääsmatu.

Kuidas see osa Kuu pinnast on paigutatud, ei teadnud keegi. Vaimukaid katseid, jätkates Kuuharjade osi ja heledaid triipe tagasi, liikudes Kuu nähtamatust osast nähtavale, visandati meile aimatavalt mõningaid detaile meile kättesaamatust osast. Planeetidevahelise automaatjaama Luna-3 startimise tulemusena 4. oktoobril 1959 saadi fotod Kuu kaugemast servast. Nõukogude teadlastele anti õigus anda nimesid äsja avastatud Kuu moodustistele. Kraatrid on oma nime saanud silmapaistvate teaduse ja kultuuri tegelaste - Lomonosovi, Tsiolkovski, Joliot-Curie jt järgi ning kahe uue mere järgi - Moskva meri ja Unistuste meri. Kuu kaugemat külge pildistas teist korda Nõukogude jaam Zond-3, mis käivitati 18. juulil 1965. aastal.

1966. aastal maandus Luna 9 pehmelt Kuule ja edastas Maale tagasi pildi Kuu maastikust. 1969. aastal tuli häirida Kuu Rahumeri. Selle "mere" kuivale põhja maandus Ameerika kosmoselaeva Apollo 11 maandumiskabiin. Astronautidest Neil Armstrongist ja Edwin Aldrinist said esimesed inimesed, kes Kuul kõndisid. Nad paigaldasid mitu instrumenti, võtsid Kuu pinnasest proove ja pöördusid tagasi laevale, mis ootas neid orbiidil. Apollo 11 juhtis Michael Collins. Kuni 1972. aasta lõpuni külastas Kuud veel viis Ameerika ekspeditsiooni.

Samal ajal käivitati NSV Liidus Kuule automaatjaamad. 1970. aastal võttis Luna 16, olles maandunud Kuu pinnale, esimest korda Kuu pinnasest proove ja toimetas need Maale. Samal aastal saatis Luna-17 meie satelliidi pinnale iseliikuva Lunokhod-1. See kaheksarattaline robot, mis näeb välja nagu kilpkonn ja armee väliköök korraga, läbis 301 päevaga ligi 11 kilomeetrit ning edastas Maale 20 000 pilti, 200 panoraami ning viis läbi pinnaseuuringuid 500 punktis.

Veidi hiljem tõi Luna-20 Maale pinnaseproove astronautidele kättesaamatust Kuu mägisest piirkonnast. 1973. aastal saatis Luna-21 kampaaniale Lunokhod-2, mis läbis 4,5 kuuga 37 km, uurides maastikku ja pinnase koostist. Mõlemat ratastega robotit juhiti Maalt raadio teel ja edastati süstemaatiliselt MCC-sse Kuu maastike pilte, mullaanalüüsi tulemusi. Automaatjaam "Luna-24" (1976) puuris Kuu pinnase 2 m sügavusele ja toimetas Maale 170 g selle proove.

Tihti välja öeldud ettekujutus atmosfääri ja vee olemasolust Kuu kaugemal küljel ei ole õigustatud ja läheb vastuollu füüsikaseadustega: kui ühel pool Kuud pole atmosfääri ja vett, siis ei saa neid olla ka teisel pool kuud. (naaseme selle teema juurde).

Teine kuu ja kuu kuu

Ajakirjanduses ilmub aeg-ajalt teateid, et sellel või teisel vaatlejal õnnestus näha Maa teist satelliiti, selle teist Kuud.

Maa teise satelliidi olemasolu küsimus pole uus. Selle taga on pikk ajalugu. Kes on lugenud Jules Verne’i romaani "Kahurist Kuule", see ilmselt mäletab, et seal mainitakse juba teist kuud. See on nii väike ja selle kiirus on nii suur, et Maa elanikud ei suuda seda jälgida. Prantsuse astronoom Petit, ütleb Jules Berne, kahtlustas selle olemasolu ja määras selle pöörde perioodiks ümber Maa 3 tundi 20 m. Selle kaugus Maa pinnast on 8140 km. On uudishimulik, et inglise ajakiri Znanie peab Jules Verne'i astronoomiaalases artiklis viidet Petitile, aga ka Petitile endale, lihtsalt fiktiivseks. Seda astronoomi ei mainita tegelikult üheski entsüklopeedias. Ometi pole romaanikirjaniku sõnum fiktiivne. 1950. aastatel kaitses Toulouse'i observatooriumi direktor Petit tõesti teise kuu olemasolu, meteoriidi tiirlemisperioodiga 3 tundi 20 meetrit, tiirledes siiski mitte 8000, vaid 5000 km kaugusel maapinnast. Seda arvamust jagasid juba siis vaid üksikud astronoomid, kuid hiljem unustati see sootuks. Teoreetiliselt ei ole Maa teise, väga väikese satelliidi olemasolu eeldamises midagi ebateaduslikku. Kuid sellist taevakeha tuleks jälgida mitte ainult neil harvadel hetkedel, mil see (näiliselt) Kuu või Päikese kettast mööda läheb. Isegi kui ta pöördub Maale nii lähedale, et peab iga pöördega vajuma laia maa varju, siis ka sel juhul võiks teda näha hommiku- ja õhtutaevas heleda tähena Päikese kiirtes säramas. Kiire liikumise ja sagedase tagasitulekuga oleks see täht pälvinud paljude vaatlejate tähelepanu. Täieliku päikesevarjutuse hetkedel poleks ka teine ​​kuu astronoomide pilgu eest pääsenud. Ühesõnaga, kui Maal oleks tõesti teine ​​satelliit, siis juhtuks seda üsna sageli jälgima. Vahepeal ei olnud vaieldamatuid tähelepanekuid.

Rangelt võttes on Maal lisaks Kuule veel kaks satelliiti. Mitte kunstlik, vaid täiesti loomulik. Ja mitte pisike, vaid sama suur kui kuu ise. Kuid kuigi need "Kuud" avastati juba ammu (1956. aastal Poola astronoom Kordylewski poolt), õnnestus neid näha väga vähestel. Asi on selles, et need satelliidid koosnevad täielikult tolmust. Need tolmused "Kuud" liiguvad tähtede vahel sama rada pidi nagu päris Kuu ja sama kiirusega. Üks on Kuust 60 kraadi ees, teine ​​60 kraadi tagapool. Ja neid eraldab Maast sama kaugus kui Kuuga. Nende "Kuude" servad on hägused, mistõttu on neid väga raske näha.

Koos teise Kuu probleemiga tõstatati ka küsimus, kas meie Kuul on oma väike satelliit - “Kuu kuu”.

Kuid sellise Kuu satelliidi olemasolu on väga raske otseselt kindlaks teha. Astronoom Multon väljendab selle kohta järgmisi kaalutlusi:

«Kui Kuu paistab täisvalgusega, siis tema valgus ehk Päikese valgus ei võimalda eristada tema läheduses olevat väga väikest keha. Ainult kuuvarjutuse hetkedel võiks Päike valgustada Kuu satelliiti, samas kui taeva naaberosad oleksid Kuu hajutatud valguse mõjust vabad. Seega võis vaid kuuvarjutuste ajal loota avastada Kuu ümber tiirlevat väikest keha. Selliseid uuringuid on juba tehtud, kuid need pole andnud tegelikke tulemusi.

Miks pole Kuul atmosfääri?

See küsimus kuulub neile, mis saavad selgeks, kui need on esimesed, nii-öelda vastupidised. Enne kui räägime sellest, miks Kuu ei hoia enda ümber atmosfääri, püstitame küsimuse: miks meie planeeti ümbritsev atmosfäär püsib? Tuletage meelde, et õhk, nagu iga gaas, on üksteisest sõltumatute molekulide kaos, mis liiguvad kiiresti eri suundades. Nende keskmine kiirus kell t = 0 °C – umbes? km sekundis (püssikuuli kiirus). Miks nad ei haju maailmaruumi? Samal põhjusel, et püssi kuul kosmosesse ei lenda. Olles ammendanud oma liikumise energia gravitatsiooni ületamiseks, langevad molekulid tagasi Maale. Kujutage ette molekuli maapinna lähedal, mis lendab kiiresti vertikaalselt ülespoole? km sekundis. Kui kõrgele ta lennata suudab? Seda on lihtne arvutada: kiirus v, tõstekõrgus h ja gravitatsiooni kiirendus g seotud järgmise valemiga:

v 2 = 2 gh.

Asendame v asemel selle väärtuse - 500 m/s, asemel g- 10 m/s 2, meil on

h = 12 500 m = 12 km.

Aga kui õhumolekulid ei saa lennata üle 12? km, kust siis tulevad selle piiri kohal olevad õhumolekulid? Meie atmosfääri osaks olev hapnik tekkis ju maapinna lähedal (taimede tegevuse tagajärjel tekkinud süsihappegaasist). Milline jõud on neid tõstnud ja hoidnud 500 kilomeetri kõrgusel või enamal kõrgusel, kus õhujälgede olemasolu on tingimusteta kindlaks tehtud? Füüsika annab siin sama vastuse, mida kuuleksime statistikult, kui temalt küsiksime: „Inimese keskmine eluiga on 70 aastat; Kust tulevad 80-aastased? Asi on selles, et meie arvutus viitab keskmisele, mitte tegelikule molekulile. Keskmise molekuli teine ​​kiirus on ? km, kuid pärismolekulid liiguvad ühed keskmisest aeglasemalt, teised kiiremini. Tõsi, nende molekulide protsent, mille kiirus erineb märgatavalt keskmisest, on väike ja väheneb kiiresti selle kõrvalekalde suurenedes. Antud hapnikumahus 0° juures sisalduvate molekulide koguarvust on vaid 20% kiirus 400–500 meetrit sekundis; ligikaudu sama palju molekule liigub kiirusega 300-400 m/s, 17% - kiirusega 200-300 m/s, 9% - kiirusega 600-700 m/s, 8% - kl. kiirusega 700-800 m/s, 1% - kiirusel 1300-1400 m/s. Väikese osa (alla miljondiku) molekulidest on kiirus 3500 m/s ja sellest kiirusest piisab molekulide lendamiseks isegi 600 km kõrgusele.

Tõesti, 3500 2 = 20 tundi, kus h = 12250000/20 st üle 600 km.

Hapnikuosakeste olemasolu sadade kilomeetrite kõrgusel maapinnast saab selgeks: see tuleneb gaaside füüsikalistest omadustest. Hapniku, lämmastiku, veeauru, süsihappegaasi molekulidel aga pole kiirust, mis võimaldaks neil maakeralt täielikult lahkuda. Selleks on vaja kiirust vähemalt 11 km sekundis ja ainult nende gaaside üksikutel molekulidel on madalatel temperatuuridel selline kiirus. Seetõttu hoiab Maa oma atmosfääri kesta nii kindlalt. Arvutatakse, et isegi maakera atmosfääri kõige kergema gaasi – vesiniku – varude poole kaotamiseks peab mööduma 25 numbriga väljendatud aastate arv. Miljonid aastad ei muuda Maa atmosfääri koostist ega massi.

Selgitamaks nüüd, miks Kuu ei suuda enda ümber sarnast atmosfääri hoida, jääb üle veel veidi öelda.

Kuu gravitatsiooni tõmbejõud on kuus korda nõrgem kui Maal; vastavalt on seal ka raskusjõu ületamiseks vajalik kiirus väiksem ja on vaid 2360 m/s. Ja kuna hapniku ja lämmastiku molekulide kiirus mõõdukal temperatuuril võib seda väärtust ületada, on selge, et Kuu peaks selle moodustamisel pidevalt oma atmosfääri kaotama.

Kui kiireim molekulidest välja pääseb, omandavad teised molekulid kriitilise kiiruse (see on gaasiosakeste vahelise kiiruste jaotumise seaduse tagajärg) ja üha rohkem atmosfääri kesta osakesi peab pöördumatult maailmaruumi pääsema.

Piisava aja möödudes, mis on universumi mastaabis tühine, lahkub kogu atmosfäär sellise nõrgalt ligitõmbava taevakeha pinnalt.

Matemaatiliselt saab tõestada, et kui molekulide keskmine kiirus planeedi atmosfääris on kasvõi kolm korda väiksem kui piirav kiirus (st Kuu puhul on see 2360: 3 = 790 m/s), siis peaks selline atmosfäär hajuma poole paari nädala jooksul. (Taevakeha atmosfääri saab jätkusuutlikult säilitada ainult siis, kui selle molekulide keskmine kiirus on väiksem kui viiendik maksimaalsest kiirusest.) Mõte – õigemini unenägu – väljendati, et aja jooksul, kui maise inimkonna külla tuleb. ja vallutab Kuu, ümbritseb see kunstliku atmosfääriga ja muudab selle elamiskõlblikuks. Pärast öeldut peaks sellise ettevõtmise teostamatus lugejale selge olema.

Atmosfääri puudumine meie satelliidis ei ole juhus, mitte looduse kapriis, vaid füüsiliste seaduste loomulik tagajärg.

Samuti on selge, et põhjused, miks atmosfääri olemasolu Kuul on võimatu, peaksid määrama selle puudumise üldiselt kõigil nõrga gravitatsioonijõuga maailmakehadel: asteroididel ja enamikul planeetide satelliitidel.

Kuumaailma mõõtmed

Seda näitavad muidugi täiesti kindlalt arvandmed: Kuu läbimõõdu suurus (3500 km), pind, maht. Kuid arvutused, mis on arvutustes asendamatud, on võimetud andma mõõtmete visuaalset esitust, mida meie kujutlusvõime nõuab. Selle jaoks on kasulik viidata konkreetsetele võrdlustele.

Võrdleme Kuu mandrit (Kuu on ju pidev kontinent) maakera mandritega (joon. 39). See ütleb meile rohkem kui abstraktne väide, et Kuu maakera kogupind on 14 korda väiksem kui Maa pind. Ruutkilomeetrite arvu poolest on meie satelliidi pind mõlema Ameerika pinnast vaid veidi väiksem. Ja see Kuu osa, mis on suunatud Maa poole ja on meie vaatluseks kättesaadav, on peaaegu täpselt võrdne Lõuna-Ameerika pindalaga.

Riis. 39. Kuu mõõtmed võrreldes Euroopa mandriosaga (ei tohiks siiski järeldada, et kuupalli pind on väiksem kui Euroopa pind)

Et visualiseerida Kuu "merede" mõõtmeid võrreldes Maa omadega, on joonisel fig. 40 Musta ja Kaspia mere kontuurid asetsevad Kuu kaardil samas mõõtkavas. Kohe on selge, et Kuu "mered" ei ole eriti suured, kuigi nad hõivavad ketta märgatava osa. Näiteks Selgusemeri (170 000 km 2 ), umbes 2? korda väiksem kui Kaspia meri.

Kuid Kuu rõngasmägede seas on tõelisi hiiglasi, keda Maal pole. Näiteks Grimaldi mäe ümmargune vall katab Baikali järve pindalast suuremat pinda. Selle mäe sisse mahuks ka väike osariik, näiteks Belgia või Šveits.

Riis. 40. Maismaa mered võrreldes Kuuga. Kuule üle kantud Must ja Kaspia meri oleks seal rohkem kui kõik Kuu mered (numbrid näitavad: 1 - Vihmameri, 2 - Selgusemeri, 3 - Rahumeri, 4 - Küllusemeri, 5 - Nektari meri)

Kuu maastikud

Kuu pinna fotosid reprodutseeritakse raamatutes nii sageli, et Kuu reljeefi iseloomulike joonte - rõngasmägede (joonis 41), "kraatrite" - välimus on ilmselt igale meie lugejale tuttav. Võimalik, et teised jälgisid Kuu mägesid väikese toru kaudu; selleks piisab 3 cm objektiiviga torust.

Riis. 41. Kuu tüüpilised rõngasmäed

Kuid ei fotod ega teleskoobivaatlused ei anna aimu, milline näeks Kuu pind Kuul endal vaatlejale. Otse Kuu mägede kõrval seistes näeks vaatleja neid teisest vaatenurgast kui läbi teleskoobi. Üks asi on vaadata objekti suurelt kõrguselt ja hoopis teine ​​asi on vaadata seda kõrvalt. Näitame mitme näitega, kuidas see erinevus avaldub. Eratosthenese mägi paistab Maalt rõngakujulise võllina, mille sees on tipp. Teleskoobis paistab see tänu selgetele, hägustamata varjudele reljeefselt ja teravalt. Vaadake aga selle profiili (joonis 42): näete, et võrreldes kraatri tohutu läbimõõduga - 60 km - on võlli ja sisekoonuse kõrgus väga väike; nõlvade õrnus peidab veelgi enam nende kõrgust.

Riis. 42. Suure ringmäe profiil

Kujutage ette, et ekslete praegu selle kraatri sees ja pidage meeles, et selle läbimõõt on võrdne kaugusega Laadoga järvest Soome laheni. Vaevalt tabate siis võlli rõngakujulist kuju; pealegi varjab pinnase kumerus selle alumist osa sinu eest, kuna Kuu horisont on kaks korda kitsam kui maakeral (vastavalt on kuupalli läbimõõt neli korda väiksem). Maal näeb tasasel alal seisev keskmist kasvu inimene enda ümber mitte kaugemale kui 5 km. See tuleneb horisondi kauguse valemist

kus D- kaugus kilomeetrites, h- silmade kõrgus km, R- planeedi raadius km.

Asendades sellesse Maa ja Kuu andmed, saame teada, et keskmise pikkusega inimesel on horisondi ulatus

Maal………, 4,8 km,

Kuul ……….2,5 km.

Millist pilti näeks vaatleja suures Kuu kraatris, joonis 1. 43. (Maastik on kujutatud teise suure kraatri – Archimedese jaoks.) Kas pole tõsi: suur tasandik, mille silmapiiril on künkade ahelik, ei sarnane sellega, mida tavaliselt ette kujutatakse sõnadega "Kuukraater"?

Riis. 43. Millist pilti näeks Kuul suure rõngasmäe keskel seisev vaatleja?

Leides end teisel pool šahti, väljaspool kraatrit, ei näeks vaatleja ka seda, mida ta ootab. Rõngasmäe välimine nõlv (vrd joon. 42) tõuseb nii õrnalt, et see ei paista rändurile üldsegi mäena, ja mis kõige tähtsam, ta ei saa veenduda, et künklik seljandik, mida ta näeb, on ümmarguse vaagnaga ringmägi. Selleks peate selle harjast üle saama ja siin, nagu me juba selgitasime, ei oota Kuu ronija midagi tähelepanuväärset.

Lisaks hiiglaslikele rõngakujulistele kuumägedele leidub Kuul aga palju väikeseid kraatreid, mida on kerge katta ka pilguga isegi nende vahetus läheduses. Kuid nende kõrgus on tühine; Vaevalt et vaatlejat siin midagi erakordset tabab. Seevastu Kuu mäeahelikud, mis kannavad maiste mägede nimetust: Alpid, Kaukaasia, Apenniinid jt, konkureerivad maiste omadega kõrguselt ja ulatuvad 7–8 km kõrgusele. Suhteliselt väikesel kuul näevad nad välja üsna muljetavaldavad.

Riis. 44. Pool hernest heidab kaldus valguses pikka varju

Atmosfääri puudumine Kuul ja sellest tulenev varjude teravus loovad läbi korstna vaadates kurioosse illusiooni: pinnase väikseimad ebakorrapärasused tugevnevad ja tunduvad olevat väga silmatorkavad. Lao pool hernest kumerusega ülespoole. Kas ta on suur? Ja vaata, kui pika varju see heidab (joonis 44). Kuu külgvalgustuse korral on vari 20 korda kõrgem kui keha, mis seda heidab, ja see on astronoomidele hästi mõjunud: tänu pikkadele varjudele saab Kuul teleskoobiga jälgida 30 m kõrgusi objekte. asjaolu sunnib meid Kuu pinnase ebakorrapärasustega liialdama. Näiteks Pico mägi on läbi teleskoobi nii teravalt piiritletud, et tahes-tahtmata kujutletakse seda terava ja järsu kaljuna (joonis 45). Nii kujutati teda minevikus. Kuid seda Kuu pinnalt vaadeldes näeksite täiesti teistsugust pilti - seda, mis on näidatud joonisel fig. 46.

Kuid teisi Kuu reljeefi omadusi me vastupidi alahinname. Läbi teleskoobi vaatleme Kuu pinnal õhukesi vaevumärgatavaid pragusid ja meile tundub, et need ei saa Kuu maastikul olulist rolli mängida.

Riis. 45. Pico mäge peeti varem järsuks ja teravaks.

Riis. 46. ​​Tegelikult on Pico mäel väga õrnad nõlvad.

Riis. 47. Niinimetatud "sirge müür" Kuul; vaade läbi teleskoobi

Kuid meie satelliidi pinnale üle kantuna näeksime nendes kohtades oma jalge ees sügavat musta kuristikku, mis ulatub kaugele horisondi taha. Veel üks näide. Kuul on niinimetatud "Sirge müür" – läbipaistev ripp, mis lõikab läbi selle ühe tasandiku. Vaadates seda seina läbi teleskoobi (joonis 47), unustame, et see on 300 m kõrge; müüri põhjas olles rabaksime selle üüratust. Joonisel fig. 48 püüdis kunstnik kujutada seda läbipaistvat seina, mis on altpoolt nähtav: selle ots on kadunud kuhugi horisondi taha: see ulatub ju 100 km! Samamoodi peaksid õhukesed praod, mis on märgatud Kuu pinnal tugevas teleskoobis, kujutama endast looduses suuri langusi (joonis 49).

Riis. 48. Milline peaks välja nägema "Sirge sein" selle aluse lähedal asuvale vaatlejale?

Riis. 49. Üks Kuu "pragudest", mida vaadeldi vahetus läheduses.

kuu taevas

must taevalaotus

Kui Maa elanik leiaks end Kuule, tõmbaks tema tähelepanu ennekõike kolm erakordset asjaolu.

Päevase taeva kummaline värvus Kuul jääks kohe silma: tavalise sinise kupli asemel laotuks üleni must taevas, mida täpistab Päikese särav sära! - palju tähti, mis paistavad selgelt silma, kuid ei vilgu üldse. Selle nähtuse põhjuseks on atmosfääri puudumine Kuul.

"Selge ja selge taeva sinine kaar," ütleb Flammarion talle omases maalilises keeles, "koidikute õrn õhetus, õhtuhämaruse majesteetlik kuma, kõrbete lummav ilu, põldude ja heinamaa udune kaugus ja sina , järvede peegelveed, peegeldades kauget taevast iidsetest aegadest, mille sügavuses on terve lõpmatus – teie olemasolu ja kogu teie ilu sõltuvad ainult sellest heledast kestast, mis ulatub üle maakera. Ilma temata poleks ühtegi neist maalidest ega nendest suurepärastest värvidest olemas. Taevasinise taeva asemel ümbritseks teid piiritu must ruum; majesteetlike päikesetõusude ja -loojangute asemel asenduksid päevad järsult, ilma üleminekuteta ööde ja ööd - päevadega. Selle asemel, et kõikjal, kuhu pimestavad päikesekiired otse ei lange, valitseks õrn poolvalgus, oleks eredat valgust vaid päevavalgusest vahetult valgustatud kohtades ja kõiges ülejäänus valitseks paks vari.

Maa kuu taevas

Teine atraktsioon Kuul on taevas rippuv tohutu Maa ketas. Rändurile tundub imelik, et maakera, mis Kuule lennates maha jäi allapoole , leidsin end ootamatult siit üles .

Kõikide maailmade jaoks pole universumis kedagi üles ja alla ning te ei tohiks olla üllatunud, et Maa alla jättes näete seda ülal, Kuul olles.

Kuu taevas rippuv Maa ketas on tohutu: selle läbimõõt on ligikaudu neli korda suurem kui meile maapealses taevas tuttava Kuu ketta läbimõõt. See on kolmas jahmatav fakt, mis kuurändurit ees ootab. Kui kuuvalgetel öödel on meie maastikud piisavalt hästi valgustatud, siis Kuu ööd, kus Kuust 14 korda suurema kettaga täis Maa kiired peaksid olema ebatavaliselt eredad. Tähe heledus ei sõltu ainult selle läbimõõdust, vaid ka selle pinna peegelduvusest. Selles suhtes on Maa pind kuus korda suurem kui Kuu oma; seetõttu peab täismaa valgus Kuud valgustama 90 korda rohkem kui täiskuu Maad. "Maa öödel" Kuul võis lugeda peenes kirjas. Kuu pinnase valgustus Maa poolt on nii ere, et võimaldab meil 400 000 km kauguselt eristada kuupalli öist osa kitsa poolkuu sees ebamäärase virvenduse kujul; seda nimetatakse kuu "tuhavalguseks". Kujutage ette, et 90 täiskuud valavad taevast valgust, ja võtke arvesse meie satelliidil atmosfääri puudumist, mis neelaks osa valgusest, ja saate aimu lummavast pildist üleujutatud Kuu maastikest. keset ööd täis Maa säraga.

Kas kuuvaatleja suudab Maa kettal mandrite ja ookeanide piirjooni eristada? Levinud eksiarvamus on, et Maa Kuu taevas on midagi kooligloobuse sarnast. Nii kujutavad kunstnikud seda, kui nad peavad maakera maailmaruumis joonistama: mandrite kontuuridega, polaaraladel lumemütsiga jne. Kõik see tuleb omistada fantaasia valdkonnale. Maakeral on väljastpoolt vaadeldes selliseid detaile võimatu eristada. Rääkimata pilvedest, mis tavaliselt katavad poole maakera pinnast, hajutab meie atmosfäär ise päikesekiiri suuresti laiali; seetõttu peab maa paistma silmale sama hele ja läbipaistmatu nagu Veenus. Pulkovo astronoom G.A. Tikhov kirjutas:

"Kosmosest Maad vaadates näeksime väga valkja taeva värvi ketast ja ei eristaks peaaegu mingeid pinna detaile. Märkimisväärne osa Maale langevast päikesevalgusest õnnestub atmosfäär ja kõik selle lisandid kosmoses hajutada enne, kui see jõuab Maa enda pinnale. Ja pinnal endal peegelduval on atmosfääri uue hajumise tõttu taas aega tugevalt nõrgeneda.

Seega, kuigi Kuu näitab meile selgelt kõiki oma pinna detaile, peidab Maa oma nägu Kuu ja kogu universumi eest atmosfääri kiirgava loori alla.

Kuid see pole ainus erinevus kuu öötähe ja maise tähe vahel. Meie taevas tõuseb ja loojub kuu, kirjeldades oma teed koos tähekupliga. Kuutaevas Maa sellist liikumist ei tee. Ta ei tõuse seal ega looju, ei osale harmoonilises üliaeglases tähtede rongkäigus. See ripub peaaegu liikumatult taevas, hõivates iga kuu punkti jaoks teatud positsiooni, samal ajal kui tähed aeglaselt selle taga libisevad. See on juba käsitletud Kuu liikumise eripära tagajärg, mis seisneb selles, et Kuu on alati Maa poole suunatud sama pinnaosaga. Kuuvaatleja jaoks ripub Maa peaaegu liikumatult taevas. Kui Maa seisab mõne Kuu kraatri seniidis, siis ta ei lahku kunagi oma seniidiasendist. Kui see on mõnest punktist silmapiiril nähtav, jääb see igaveseks selle koha silmapiirile. Seda liikumatust häirivad mõnevõrra ainult kuu libratsioonid, millest me juba rääkisime. Tähistaevas teeb oma aeglase pöörlemise maaketta taga, kell 27 1/3 meie päevadest, Päike käib ümber taeva kell 29? päevadel teevad planeedid sarnaseid liikumisi ja ainult üks Maa puhkab mustas taevas peaaegu liikumatult.

Kuid ühte kohta jäädes pöörleb Maa kiiresti, 24 tunni jooksul, ümber oma telje ja kui meie atmosfäär oleks läbipaistev, võiks Maa olla planeetidevaheliste kosmoseaparaatide tulevaste reisijate jaoks kõige mugavam taevakella. Lisaks on Maal samad faasid, mida Kuu meie taevas näitab. See tähendab, et meie maailm ei paista Kuu taevas alati täiskettaga: see ilmub kas poolringina või sirbi kujul, enam-vähem kitsas või mittetäieliku ringi kujul, olenevalt sellest, milline osa Päikese poolt valgustatud Maa poolest on Kuu poole suunatud. Olles joonistanud Päikese, Maa ja Kuu suhtelised asukohad, näete hõlpsalt, et Maa ja Kuu peaksid näitama üksteisele vastandlikke faase.

Kui me vaatleme noorkuud, peaks kuuvaatleja nägema Maa täisketast – "täismaa"; vastupidi, kui meil on täiskuu, on Kuul "uus Maa" (joon. 50). Uue kuu kitsast poolkuut nähes võiks Kuu pealt Maad kahjulikult imetleda ja just selline poolkuu on puudu kuni täiskettani, mida Kuu meile hetkel näitab. Maa faasid pole aga nii teravalt välja joonistunud kui Kuu omad: Maa atmosfäär hägustab valguse piiri, loob selle järkjärgulise ülemineku päevalt öösse ja tagasi, mida me Maal jälgime hämaruse kujul.

Riis. 50. Uus Maa Kuul. Maa musta ketast ümbritseb maapealse kiirgava atmosfääri hele piir

Teine erinevus maapealse ja kuu faasi vahel on järgmine. Maal ei näe me Kuud kunagi noorkuu ajal. Kuigi see seisab tavaliselt Päikesest kõrgemal või allpool (mõnikord 5 °, st 10 selle läbimõõdust), nii et Päikese poolt valgustatud kuupalli kitsas serv on näha, on see meie nägemisele siiski kättesaamatu: sära. Päike ummistab noorkuu hõbedase lõnga tagasihoidliku sära. Noorkuud märkame tavaliselt alles kahepäevaselt, kui see jõuab Päikesest piisavale kaugusele liikuda, ja vaid harvadel juhtudel (kevadel) - ühepäevaselt. "Uut maad" Kuult vaadeldes see nii ei ole: seal puudub atmosfäär, mis hajutab päevavalguse ümber kiirgava halo. Tähed ja planeedid ei kao sinna Päikese kiirte kätte, vaid paistavad selgelt silma taevas selle vahetus läheduses. Seega, kui Maa ei asu Päikese ees otse (s.t. mitte varjutuste hetkedel), vaid sellest veidi kõrgemal või allpool, on see meie satelliidi mustas tähetaevas alati nähtav. õhuke poolkuu sarvedega Päikesest eemale (joon. 51). Maast eemaldudes Päikesest vasakule tundub sirp veerevat paremale.

Riis. 51. "Noor" Maa Kuu taevas. Valge ring maakera poolkuu all – Päike

Äsjakirjeldatule vastavat nähtust saab näha Kuud läbi väikese toru vaatledes: täiskuul ei näe öötähe ketast meile täisringi kujul; kuna Kuu ja Päikese keskpunktid ei asu vaatleja silmaga samal joonel, puudub Kuukettal kitsas poolkuu, mis libiseb valgustatud ketta serva lähedal tumeda ribana vasakule, kui Kuu liigub õigus. Kuid Maa ja Kuu näitavad alati üksteisele vastandlikke faase; seetõttu pidanuks Kuuvaatleja kirjeldatud hetkel nägema õhukest "uue maa" poolkuu.

Riis. 52. Maa aeglased liikumised Kuu horisondi lähedal libratsiooni tõttu. Katkendjooned - Maa ketta keskpunkti tee

Oleme juba möödaminnes märganud, et Kuu libratsioonid peavad peegelduma selles, et Maa ei ole Kuu taevas täiesti paigal: see võngub põhja-lõuna suunal 14 ° ja läänes keskmise asukoha ümber. -ida suund 16 ° võrra. Nendes Kuu punktides, kus Maa on silmapiiril nähtav, peab meie planeet seetõttu mõnikord paistma loojuvat ja varsti siis uuesti tõusma, kirjeldades kummalisi kõveraid (joonis 52). Maa niisugune omapärane tõus või loojumine ühte kohta silmapiiril, ilma kogu taevast mööda minemata, võib kesta palju Maa päevi.

Varjutused Kuu peal

Täiendame nüüd visandatud Kuu taevast kujutatud pilti nende taevaliste vaatepiltide kirjeldusega, mida nimetatakse varjutusteks. Kuul on kahte tüüpi varjutusi: päikese- ja maapealseid. Esimesed ei ole nagu meile tuttavad päikesevarjutused, vaid on omal moel ülimalt suurejoonelised. Need esinevad Kuul nendel hetkedel, mil Maal on kuuvarjutused, sest sellest ajast alates on Maa paigutatud Päikese ja Kuu keskpunkte ühendavale joonele. Meie satelliit sukeldub nendel hetkedel maakera varju. Kes on Kuud sellistel hetkedel näinud, see teab, et see ei kaota täielikult oma valgust, ei kao silmast; seda on tavaliselt näha maa varju koonusesse tungivates kirsipunastes kiirtes. Kui meid transporditaks sel hetkel Kuu pinnale ja vaataksime sealt Maale, saaksime selgelt aru punase valgustuse põhjusest: Kuu taevas on maakera, mis asetatakse ette eredale, kuigi palju väiksem Päike, paistab musta kettana, mida ümbritseb tema atmosfääri karmiinpunane piir. Just see piir valgustab varju vajunud Kuud punaka valgusega (joon. 53).

Riis. 53. Päikesevarjutuse kulg Kuul: Päike C loojub järk-järgult Kuutaevas liikumatult seisva Maa ketta 3 taha.

Päikesevarjutused ei kesta Kuul mitte mitu minutit, nagu Maal, vaid rohkem kui 4 tundi, kuni meil on kuuvarjutused, sest sisuliselt on need meie kuuvarjutused, mida vaadeldakse mitte Maalt, vaid alates kuu.

Mis puutub "maistesse" varjutustesse, siis need on nii napid, et vaevalt väärivad nad varjutuste nime. Need tekivad neil hetkedel, mil päikesevarjutused on Maal nähtavad. Maa suurel kettal näeksid kuuvaatlejad siis väikest liikuvat musta ringi – ehk siis maapinna õnnelikke osi, kust saab imetleda Päikesevarjutust.

Tuleb märkida, et selliseid päikesevarjutusi nagu meie päikesevarjutused ei saa üldse täheldada üheski teises kohas planeedisüsteemis. Me võlgneme selle erakordse vaatemängu juhuslikule asjaolule: Kuu, mis varjab Päikest meie eest, on meile täpselt sama palju kordi lähemal kui Päike, mitu korda on Kuu läbimõõt väiksem kui Päikese oma – see on kokkusattumus, mis ei korrata ühelgi teisel planeedil.

Miks astronoomid varjutusi jälgivad?

Tänu nüüd täheldatud õnnetusele ulatub pikk varjukoonus, mida meie satelliit pidevalt enda järel lohistab, just maapinnani (joonis 54). Tegelikult on Kuu varjukoonuse keskmine pikkus väiksem kui Kuu keskmine kaugus Maast ja kui me tegeleksime ainult keskmiste väärtustega, jõuaksime järeldusele, et meil pole kunagi täielikku päikesevarjutust. . Need juhtuvad tegelikult seetõttu, et Kuu liigub ümber Maa ellipsina ja on orbiidi mõnes osas Maa pinnale 42 200 km lähemal kui teistes: Kuu kaugus varieerub 363 300–405 500 km vahel.

Riis. 54. Kuuvarju koonuse ots libiseb üle maapinna; sellega kaetud kohtades täheldatakse päikesevarjutust

Mööda maapinda libisedes tõmbab kuuvarju ots sellele "päikesevarjutuse nähtavusriba". See riba ei ole laiem kui 300 km, nii et päikesevarjutuse vaatemänguga premeeritud asustatud kohtade arv on iga kord üsna piiratud. Kui siia lisada, et täieliku päikesevarjutuse kestust arvutatakse minutites (mitte rohkem kui kaheksa), siis saab selgeks, et täielik päikesevarjutus on üliharuldane vaatepilt. Igas maakera punktis esineb see kord kahe või kolme sajandi jooksul.

Seetõttu jahivad teadlased sõna otseses mõttes päikesevarjutusi, korraldades spetsiaalseid ekspeditsioone maakera nendesse kohtadesse, mis on mõnikord nende jaoks väga kauged, kust seda nähtust saab jälgida. 1936. aasta päikesevarjutus (19. juuni) oli totaalsena nähtav vaid Nõukogude Liidu piires ja selle kaheminutilise vaatluse huvides saabus meie juurde 70 välisteadlast kümnest erinevast riigist. Samal ajal läksid pilvise ilma tõttu raisku nelja ekspeditsiooni tööd. Nõukogude astronoomide töö ulatus selle varjutuse jälgimiseks oli äärmiselt suur. Täielikule varjutusele saadeti umbes 30 Nõukogude ekspeditsiooni.

1941. aastal korraldas Nõukogude valitsus vaatamata sõjale mitmeid ekspeditsioone mööda täielikku varjutust Aasovi merelt Alma-Atasse. Ja 1947. aastal läks Nõukogude ekspeditsioon Brasiiliasse 20. mail täielikku päikesevarjutust jälgima. Päikesevarjutuste vaatlemine 25. veebruaril 1952, 30. juunil 1954 ja 15. veebruaril 1961 võtsid NSV Liidus eriti ulatuslikud vaatlused. 30. mail 1965 jälgis Nõukogude ekspeditsioon päikesevarjutust Manuae tillukesel saarel Manuae saarel. Vaikse ookeani edelaosa.

Kuuvarjutusi, kuigi neid esineb poolteist korda harvemini kui päikesevarjutusi, täheldatakse palju sagedamini. Seda astronoomilist paradoksi seletatakse väga lihtsalt.

Päikesevarjutust saab meie planeedil jälgida ainult piiratud tsoonis, mille jaoks on Kuu varjanud Päikese; sellel kitsal ribal on see mõnes punktis täis, teistes aga osaliselt (st Päike on varjatud ainult osaliselt). Päikesevarjutuse alguse hetk ei ole ka riba eri punktides sama, mitte sellepärast, et ajaarvestuses oleks erinevus, vaid seetõttu, et kuu vari liigub mööda maapinda ja sellega kaetakse erinevad punktid. erinevatel aegadel.

Kuuvarjutus kulgeb üsna erinevalt. Seda täheldatakse kohe kogu maakera poolel, kus Kuu sel ajal on nähtav, see tähendab, et see seisab horisondi kohal.

Kuuvarjutuse järjestikused faasid toimuvad kõigis maapinna punktides samal hetkel; erinevus tuleneb ainult ajaarvestuse erinevusest.

Seetõttu ei pea astronoom kuuvarjutusi “jahtima”: nad tulevad tema juurde ise. Päikesevarjutuse “püüdmiseks” aga tuleb vahel teha väga pikki rännakuid. Astronoomid saadavad välja ekspeditsioone troopilistele saartele kaugel läänes või idas, et vaid mõne minuti jooksul jälgida päikeseketta kattumist Kuu musta ringiga.

Kas selliste põgusate vaatluste nimel on mõtet kalleid ekspeditsioone varustada? Kas pole võimalik teha samu vaatlusi, ootamata, kuni Kuu kogemata varjab Päikese? Miks ei tekita astronoomid kunstlikult päikesevarjutust, varjates läbipaistmatu ringiga Päikese kujutist teleskoobis? Näib, et siis on võimalik probleemideta jälgida neid Päikese naabruskondi, mis on astronoomidele varjutuste ajal nii huvitavad.

Selline kunstlik päikesevarjutus ei saa aga anda seda, mida täheldatakse siis, kui Päike on Kuu poolt varjatud. Fakt on see, et Päikesekiired, enne kui meie silmadesse jõuavad, läbivad Maa atmosfääri ja hajuvad siia õhuosakeste abil. Seetõttu tundub meile päevane taevas helesinise võlvikuna, mitte must, tähtedega täpiline, nagu see meile atmosfääri puudumisel isegi päeval paistaks. Kattes Päikese ringiga, kuid jäädes õhuookeani põhja, kuigi me kaitseme silma päevavalguse otseste kiirte eest, on meie kohal olev atmosfäär siiski päikesevalgusest üle ujutatud ja jätkab kiirte hajutamist, varjutades tähti. Seda ei juhtu, kui varjestusekraan on väljaspool atmosfääri. Kuu on just selline ekraan, mis asub atmosfääri tajutavast piirist sada korda kaugemal. See ekraan peatab päikesekiired enne maakera atmosfääri tungimist ja seetõttu valguse hajumist varjutatud ribal ei toimu. Tõsi, mitte täielikult: sellegipoolest tungivad varjualasse vähesed kiired, mis on hajutatud ümbritsevatest valguspiirkondadest, ja seetõttu pole taevas täieliku päikesevarjutuse ajal kunagi nii must kui keskööl; Nähtavad on ainult kõige heledamad tähed.

Milliseid ülesandeid seavad astronoomid endale täielikku päikesevarjutust vaadeldes? Märgime peamised.

Esimene on Päikese välimises ümbrises olevate spektrijoonte nn "pööramise" jälgimine. Päikesespektri jooned, mis tavatingimustes on heledal spektrilindil tumedad, muutuvad tumedal taustal mõneks sekundiks heledaks pärast hetke, mil Päike on täielikult Kuu kettaga kaetud: neeldumisspekter muutub emissioonispektriks. . See on niinimetatud "sähvatusspekter". Kuigi seda nähtust, mis annab väärtuslikku materjali Päikese välise ümbrise olemuse üle otsustamiseks, saab teatud tingimustel jälgida ja mitte ainult varjutuse ajal, ilmneb see varjutuse ajal nii selgelt, et astronoomid püüavad seda võimalust mitte kasutamata jätta.

Riis. 55. Täieliku päikesevarjutuse ajal vilgub Kuu musta ketta ümber “päikesekroon”.

Teine ülesanne on uurimistöö päikese kroon . Täieliku päikesevarjutuse hetkedel täheldatud nähtustest on kroon kõige tähelepanuväärsem: Kuu üleni musta ringi ümber, mida ääristavad Päikese väliskesta tulised projektsioonid (prominentid), erinevas suuruses pärlioreool ja kujundid säravad erinevates varjutustes (joon. 55). Selle aurora pikad kiired on sageli mitu korda suuremad kui päikese läbimõõt ja heledus on tavaliselt vaid pool täiskuu heledusest.

1936. aasta varjutuse ajal oli päikese kroon erakordselt hele, heledam kui täiskuu, mis on haruldane. Pikad, mõnevõrra hägused koroona kiired ulatusid kolme või enama päikese läbimõõduni; kogu kroon oli kujutatud viieharulise tähena, mille keskpunkti hõivas tume Kuu ketas.

Astronoomid pildistavad kroonist varjutuste ajal, mõõdavad selle heledust ja uurivad selle spektrit. Kõik see aitab uurida selle füüsilist struktuuri.

Riis. 56. Üldrelatiivsusteooria üheks tagajärjeks on valguskiirte kõrvalekaldumine Päikese gravitatsioonijõu mõjul. Relatiivsusteooria järgi näeb maapealne vaatleja D-s tähte punktis E sirgjoone TDFE suunas, tegelikkuses on täht aga punktis E ja saadab oma kiired mööda kõverat rada EBFDT. Päikese puudumisel oleks tähelt Maale tulev valguskiir T suunatud sirgjooneliselt

Kolmas ülesanne, mis püstitati alles viimastel aastakümnetel, on üldise relatiivsusteooria ühe tagajärje testimine. Relatiivsusteooria järgi on Päikesest mööduvate tähtede kiired mõjutatud selle võimsast külgetõmbest ja läbivad läbipainde, mis peaks ilmnema tähtede näivas nihkes päikeseketta lähedal (joonis 56). Selle tagajärje kontrollimine on võimalik ainult täieliku päikesevarjutuse hetkedel.

Mõõtmised 1919., 1922., 1926. ja 1936. aasta varjutuste ajal ei andnud rangelt võttes otsustavaid tulemusi ja küsimus relatiivsusteooriast näidatud tagajärje eksperimentaalse kinnitamise kohta jääb lahtiseks tänaseni.

Need on peamised eesmärgid, mille nimel astronoomid oma vaatluskeskused lahkuvad ja kaugetesse, mõnikord väga ebasõbralikesse kohtadesse päikesevarjutusi vaatlema lähevad.

Mis puudutab pilti täielikust päikesevarjutusest, siis meie ilukirjanduses on selle haruldase loodusnähtuse suurepärane kirjeldus (V.G. Korolenko "Päikesevarjutusest"; kirjeldus viitab varjutusele 1887. aasta augustis; vaatlus tehti kallastel Volga jõest, Jurjevetsi linnas.) Siin on väljavõte Korolenko loost koos väikeste väljajätmistega:

"Päike vajub minutiks laia udusesse kohta ja paistab pilvest juba oluliselt kahjustatud ...

Nüüd on see juba palja silmaga nähtav, millele aitab kaasa õhuke aur, mis endiselt suitseb õhus, pehmendades pimestavat sära.

Vaikus. Kuskil on kuulda närvilist, rasket hingamist ...

Möödub pool tundi. Päev paistab peaaegu sama, pilved katavad ja avavad päikese, hõljudes nüüd sirbi kujul taevas.

Noorte seas on tunda hoolimatut elavnemist ja uudishimu.

Vanamehed ohkavad, vanaprouad oigavad kuidagi hüsteeriliselt ja mõni lausa karjub ja oigab nagu hambavalust.

Päev hakkab märgatavalt tuhmuma. Inimeste näod omandavad hirmunud tooni, inimfiguuride varjud lebavad maas, kahvatud, ebamäärased. Alla sõitev aurupaat hõljub mingi kummituse juures. Selle piirjooned muutusid heledamaks, kaotasid värvikindluse. Valguse hulk nähtavasti väheneb, aga kuna puuduvad õhtu kondenseerunud varjud, atmosfääri alumistelt kihtidelt ei peegeldu valgusemäng, siis tunduvad need hämarused ebatavalised ja kummalised. Maastik näib milleski hägunevat; muru kaotab oma roheluse, mäed näivad kaotavat oma rasket tihedust.

Kuigi päikese õhuke poolkuukujuline serv jääb alles, valitseb endiselt väga kahvatu päeva mulje ja mulle tundus, et jutud pimedusest päikesevarjutuse ajal olid liialdatud. "Kas tõesti," mõtlesin ma, "see ikka veel tühine päikesesäde, mis põleb nagu viimane unustatud küünal suures maailmas, tähendab nii palju? .. Kas tõesti, kui see kustub, peaks äkki saabuma öö?"

Aga see säde on kadunud. See kuidagi hoogsalt, justkui tumeda aknaluugi tagant pingutusega põgenedes, välgatas veel ühe kuldse pritsmega ja kustus. Ja samal ajal langes maa peale paks pimedus. Tabasin hetke, mil läbi hämaruse jooksis täisvari. See ilmus lõunasse ja lendas nagu tohutu tekk kiiresti üle mägede, mööda jõgesid, üle põldude, tuulutades kogu taevaruumi, mähkis meid kinni ja suleti hetkega põhjas. Seisin nüüd all, kaldal ja vaatasin tagasi rahvahulka. Selles valitses surmavaikus... Inimeste figuurid sulandusid üheks tumedaks massiks...

Kuid see ei olnud tavaline õhtu. See oli nii hele, et silm otsis tahtmatult hõbedast kuuvalgust, mis tungis läbi tavalise öö sinise pimeduse. Aga kusagil ei paistnud sära, ei olnud sinist. Tundus, et õhuke, silmale eristamatu tuhk, mis oli maapinnast laiali puistatud, või justkui rippuks õhus kõige peenem ja jämedam võrk. Ja seal, kuskil külgedel, ülemistes kihtides on tunda valgustatud õhukaugust, mis näeb läbi meie pimedusse, sulatades varje, võttes pimeduse oma vormist ja tihedusest ilma. Ja üle kogu piinliku looduse jooksevad imelisel panoraamil pilved ja nende vahel käib põnev võitlus ... Ümar, tume, vaenulik keha, nagu ämblik, on ereda päikese kätte kinni jäänud ja nad tormavad koos. transtsendentaalsetes kõrgustes. Tumeda kilbi tagant muutlikes toonides sisse valguv mingi sära annab vaatemängule liikumist ja elu ning pilved võimendavad illusiooni oma häiriva vaikse jooksuga veelgi.

Kuuvarjutused ei paku tänapäevaste astronoomide jaoks päikesevarjutustega seostatavat erilist huvi. Meie esivanemad nägid kuuvarjutusi võimalusena kontrollida Maa kerakuju. On õpetlik meenutada selle tõendi rolli Magellani ümbermaailmareisi ajaloos. Kui pärast väsitavat pikka teekonda läbi Vaikse ookeani kõrbevete langesid meremehed meeleheitesse, otsustades, et nad on tahkelt maalt pöördumatult taandunud veealale, mis ei lõpe kunagi, ei kaotanud Magellan üksi julgust. "Kuigi kirik väitis pühakirjade põhjal pidevalt, et Maa on tohutu tasandik, mida ümbritseb vesi," ütleb suure meresõitja kaaslane, "saavutas Magellan kindluse järgmisest kaalutlusest: kuuvarjutuste ajal heidab varju Maa on ümmargune ja milline vari, selline peaks olema objekt, mis selle viskab ... ". Vanadest astronoomiaraamatutest leiame isegi jooniseid, mis selgitavad Kuu varju kuju sõltuvust Maa kujust (joon. 57).

Riis. 57. Vana joonis, mis selgitab ideed, et Maa kuju saab hinnata Maa varju ilmumise järgi Kuu kettale

Nüüd pole meil enam selliseid tõendeid vaja. Kuid kuuvarjutused võimaldavad hinnata ülemiste kihtide struktuuri maapealne atmosfääri kuu heleduse ja värviga. Teatavasti ei kao Kuu maa varju jäljetult, vaid jääb varjukoonuse sees paindudes jätkuvalt nähtavaks päikesekiirte käes. Kuu valgustuse tugevus neil hetkedel ja selle värvivarjundid pakuvad astronoomiale suurt huvi ning on leitud olevat ootamatus seoses päikeselaikude arvuga. Lisaks on viimasel ajal kuuvarjutuste nähtusi kasutatud Kuu pinnase jahtumise kiiruse mõõtmiseks, kui see on ilma päikesesoojusest (selle juurde tuleme hiljem tagasi).

Miks päikesevarjutused korduvad 18 aasta pärast?

Juba ammu enne meie ajastut märkasid Babüloonia taevavaatlejad, et mitmed päikese- ja kuuvarjutused korduvad iga 18 aasta ja 10 päeva järel. Seda perioodi nimetati "Saroseks". Seda kasutades ennustasid iidsed varjutuste algust, kuid nad ei teadnud, mis sellise õige perioodilisuse põhjustas ja miks “sarosel” oli täpselt selline, mitte teine ​​kestus. Varjutuste perioodilisuse põhjendus leiti palju hiljem, Kuu liikumise põhjaliku uurimise tulemusena.

Kui kaua kulub Kuul oma orbiidil tiirlemiseks? Vastus sellele küsimusele võib olla erinev olenevalt sellest, millisel hetkel loetakse Kuu tiirlemine ümber Maa lõppenuks. Astronoomid eristavad viit tüüpi kuud, millest meid huvitavad nüüd ainult kaks:

1. Niinimetatud "sünoodiline" kuu ehk ajavahemik, mille jooksul Kuu teeb oma orbiidil täieliku pöörde, kui jälgida seda liikumist Päikeselt. See on ajavahemik kahe identse kuufaasi vahel, näiteks noorkuust noorkuuni. See võrdub 29,5306 päevaga.

2. Nn drakooniline kuu, st intervall, mille järel Kuu naaseb oma orbiidi samasse "sõlme" sõlm - Kuu orbiidi ristumiskoht Maa orbiidi tasandiga). Sellise kuu kestus on 27,2122 päeva.

Varjutused, nagu on arusaadav, esinevad vaid hetkedel, mil täiskuu või noorkuu faasis olev Kuu on ühes oma sõlmedest: siis on selle kese Maa keskpunktidega samal joonel ja päike. On ilmselge, et kui päikesevarjutus juhtus täna, siis peaks see tulema uuesti pärast sellist ajavahemikku, mis lõpeb sünoodiliste ja drakooniliste kuude täisarv : siis korduvad tingimused, mille korral on varjutused.

Kuidas selliseid intervalle leida? Selleks peame võrrandi lahendama

kus X ja y - täisarvud. Esitades selle proportsioonina

me näeme, et kõige väiksem täpne selle võrrandi lahendused on järgmised:

x = 272 122………. y = 295 306.

Selgub, et see on tohutu, kümneid aastatuhandeid pikk ajavahemik, mis on praktiliselt kasutu. Muistsed astronoomid olid selle otsusega rahul ligikaudne . Kõige mugavam vahend lähenduste leidmiseks on sellistel juhtudel antud murdude järgi. Laiendage murdosa

pidevaks. Seda tehakse nii. Täisarvu elimineerimine on meil olemas

Viimases murrus jagame lugeja ja nimetaja lugejaga:

Murru lugeja ja nimetaja

jagage lugejaga ja tehke seda edaspidi. Lõpuks saame

Sellest murdosast, võttes selle esimesed lingid ja jättes ülejäänud kõrvale, saame järgmised järjestikused ligikaudsed väärtused:

Viies murd selles seerias annab juba piisava täpsuse. Kui te selle juures peatute, s.t nõustute x = 223, ja y = 242, siis on varjutuste kordumise periood võrdne 223 sünoodilise kuuga ehk 242 drakoonilise kuuga.

See on 6585 1/3 päeva, st 18 aastat 11,3 päeva (või 10,3 päeva).

See on sarose päritolu. Teades, kust see tuli, võime olla teadlikud ka sellest, kui täpselt saab seda kasutada varjutuste ennustamiseks. Näeme, et kui arvestada sarostega 18 aastat 10 päeva, siis 0,3 päeva jäetakse kõrvale. See peaks mõjutama asjaolu, et selliseks lühendatud perioodiks ette nähtud varjutused toimuvad aastal muud kellad päevadel kui eelmisel korral (umbes 8 tundi hiljem) ja ainult kolmekordse täpse sarosega võrdse perioodi kasutamisel korduvad varjutused peaaegu samadel päevahetkedel. Lisaks ei võta saros arvesse muutusi Kuu kauguses Maast ja Maa kauguses Päikesest, muutusi, millel on oma perioodilisus; nendest kaugustest oleneb, kas päikesevarjutus tuleb täielik või mitte. Seetõttu võimaldab saros ennustada ainult seda, et varjutus peaks toimuma teatud päeval, kuid kas see on täielik, osaline või rõngakujuline ning kas seda on võimalik jälgida samades kohtades, kus eelmisel korral, ei saa olla väitis.

Lõpuks juhtub ka seda, et tähtsusetu osaline Päikesevarjutus 18 aasta pärast vähendab selle faasi nullini, st seda ei täheldata üldse; ja vastupidi, mõnikord muutuvad nähtavaks väikesed osalised Päikesevarjutused, mida varem ei täheldatud.

Tänapäeval astronoomid saroseid ei kasuta. Maa satelliidi kapriisseid liikumisi on nii hästi uuritud, et nüüd ennustatakse varjutusi sekundi täpsusega. Kui ennustatud päikesevarjutust poleks juhtunud, oleksid tänapäeva teadlased valmis tunnistama kõike, kuid mitte ekslikke arvutusi. Seda märgib tabavalt Jules Verne, kes jutustab romaanis "Karusnahade maa" astronoomist, kes läks polaarreisile päikesevarjutust vaatlema. Vastupidiselt ennustatule seda ei juhtunud. Millise järelduse astronoom sellest tegi? Ta teatas ümbritsevatele, et jääväli, millel nad asusid, ei olnud mandri, vaid ujuv jäätükk, mida merevool kannab varjutusriba taha. See väide sai peagi õigustatud. Siin on näide sügavast usust teaduse jõusse!

Kas on võimalik?

Pealtnägijate sõnul juhtusid nad kuuvarjutuse ajal vaatlema Päikese ketast ühel pool taevast horisondi lähedal ja samal ajal teisel pool - tumenenud Kuu ketast.

Sarnaseid nähtusi täheldati ka 1936. aastal, osalise kuuvarjutuse päeval 4. juulil. 4. juuli õhtul kell 20. 31 min. Kuu tõusis ja kell 20. 46 min. päike oli loojumas ja kuu tõusu hetkel oli kuuvarjutus, kuigi horisondi kohal paistsid kuu ja päike korraga. Olin sellest väga üllatunud, sest valguskiired levivad tegelikult sirgjooneliselt, ”kirjutas mulle üks selle raamatu lugejatest.

Pilt on tõesti müstiline: kuigi erinevalt Tšehhovi tüdruku veendumusest on läbi tahmaklaasi võimatu "näha Päikese ja Kuu keskpunkti ühendavat joont", kuid sellest on täiesti võimalik vaimselt mööda tõmmata. Maa sellise paigutusega. Kas päikesevarjutus võib tekkida, kui Maa ei varja Kuud Päikese eest? Kas selliseid pealtnägijate ütlusi saab usaldada?

Tegelikkuses pole sellises vaatluses aga midagi uskumatut. Asjaolu, et Päike ja tumenenud Kuu on taevas korraga nähtavad, on tingitud maakera atmosfääri valguskiirte kõverusest. Tänu sellele kumerusele, mida nimetatakse "atmosfääri murdumiseks", tundub meile iga valgusti kõrgemale tema tegelik positsioon (lk 48, joon 15). Kui me näeme Päikest või Kuud horisondi lähedal, on need geomeetriliselt allpool silmaring. Seetõttu pole midagi võimatut selles, et nii Päikese ketas kui ka varjatud Kuu on korraga horisondi kohal nähtavad.

"Tavaliselt viitavad nad 1666., 1668. ja 1750. aasta varjutustele," ütleb Flammarion sedapuhku, "kui see kummaline joon kõige teravamalt väljendus. Samas pole vaja nii kaugele minna. 15. veebruar 1877 Kuu tõusis Pariisis kell 5. 29 min. Päike oli loojumas kell 5. 39 min ja vahepeal on täielik varjutus juba alanud. 4. detsembril 1880 oli Pariisis täielik kuuvarjutus: sel päeval tõusis Kuu kell 4 ja Päike loojus kell 4 2 minutit ja see oli peaaegu varjutuse keskel, kestab alates kella 3-st. 3 min. kuni kella 4ni. 33 min. Kui seda palju sagedamini ei jälgita, siis ainult vaatlejate puudumise tõttu. Et näha Kuud täielikus varjutuses enne päikeseloojangut või pärast päikesetõusu, peate lihtsalt valima koha Maal nii, et Kuu oleks varjutuse keskpaiga lähedal horisondil.

Mida kõik ei tea varjutuste kohta

1. Kui kaua võivad kesta päikese- ja kuuvarjutused?

2. Mitu varjutust võib juhtuda ühe aasta jooksul?

3. Kas on aastaid ilma päikesevarjutusteta? Ja ilma kuudeta?

4. Millal on Venemaal näha järgmine täielik päikesevarjutus?

5. Kummalt poolt läheneb varjutuse ajal Kuu must ketas Päikesele - paremalt või vasakult?

6. Millisest servast algab Kuuvarjutus - paremal või vasakul?

7. Miks on lehestiku varjus olevad valguslaigud päikesevarjutuse ajal poolkuu kujulised (joonis 58)?

8. Mis vahe on päikesevarjutuse ajal oleva päikesesirbi kuju ja tavalise poolkuu kuju vahel?

9. Miks vaadatakse päikesevarjutust läbi suitsuklaasi?

1. Pikim kestus täisfaas päikesevarjutus 7 3/4 m (ekvaatoril; kõrgematel laiuskraadidel - vähem). Ometi võivad varjutuse faasid tabada kuni 3? tundi (ekvaatoril).

Kõigi faaside kestus kuuvarjutus - kuni 4 tundi; Kuu täieliku pimenemise aeg ei kesta kauem kui 1 tund 50 m.

2. Aasta jooksul kõikide varjutuste arv - nii päikese- kui ka kuu - ei saa olla suurem kui 7 ja väiksem kui 2. (1935. aastal oli varjutusi 7: 5 päikese- ja 2 kuuvarjutust.)

Riis. 58. Puu lehestiku varjus olevad valguslaigud varjutuse osalises faasis on poolkuukujulised.

3. Ilma päikeseenergia Varjutused ei möödu ühestki aastast: igal aastal toimub vähemalt 2 päikesevarjutust. Aastaid ilma kuu Varjutused toimuvad üsna sageli, umbes iga 5 aasta tagant.

4. Järgmine Venemaal nähtav täielik päikesevarjutus toimub 1. augustil 2008. Täieliku päikesevarjutuse riba läbib Gröönimaad, Arktikat, Ida-Siberit ja Hiinat.

5. Maa põhjapoolkeral liigub Kuu ketas Päikese poole paremalt vasakule. Kuu esimest kokkupuudet Päikesega tuleks alati oodata õige küljed. Lõunapoolkeral koos vasakule (joonis 59).

Riis. 59. Miks Maa põhjapoolkeral asuva vaatleja jaoks läheneb Kuu ketas varjutuse ajal Päikesele paremal ja lõunapoolkeral vaatleja jaoks - vasakule?

6. Põhjapoolkeral siseneb kuu oma varjuga maa varju vasakpoolsed serv, lõunas - õige.

7. Valguslaigud lehestiku varjus pole midagi muud kui Päikese kujutised. Varjutuse ajal näeb Päike välja nagu poolkuu ja tema kujutised lehestiku varjus peaksid olema samasugused (joonis 58).

8. Kuu poolkuu on väljastpoolt piiratud poolringiga, seestpoolt poolellipsiga. Päikeseenergia poolkuu on piiratud kahe sama raadiusega ringikaarega (vt lk 59 "Kuufaaside saladused").

9. Päikest, isegi kui Kuu osaliselt varjab, ei saa vaadata kaitsmata silmadega. Päikesekiired põletavad võrkkesta kõige tundlikumat osa, vähendades oluliselt nägemisteravust pikaks ajaks ja mõnikord kogu eluks.

Isegi XIII sajandi alguses. Novgorodi kroonik märkis: "Sellest Veliki Novgorodis asuvast märgist ei kaotanud peaaegu kedagi nägema." Põletuste vältimine on aga lihtne, kui varuda paksult suitsutatud klaasi. Seda tuleb küünla peal nii paksult suitsutada, et läbi sellise klaasi paistaks Päikese ketas. teravalt piiritletud ring , ilma kiirteta ja halo; mugavuse huvides kaetakse suitsutatud pool teise, puhta klaasiga ja kleebitakse paberiga ümber servade. Kuna pole võimalik ette ennustada, millised on päikesevarjutuse tundide ajal Päikese nähtavuse tingimused, on kasulik ette valmistada mitu erineva läbipaistmatusega klaasi.

Värvilisi klaase saab kasutada ka siis, kui paned kokku kaks erinevat värvi klaasi (soovitavalt "lisa"). Tavalistest konserveeritud päikeseprillidest selleks otstarbeks ei piisa.

Milline on ilm Kuul?

Rangelt võttes pole Kuu peal ilma, kui seda sõna tavalises tähenduses mõista. Milline võib olla ilm, kus pole absoluutselt atmosfääri, pilvi, veeauru, sademeid, tuult? Ainus, mille üle saab rääkida, on mulla temperatuur.

Niisiis, kui kuum on Kuu pinnas? Astronoomide käsutuses on nüüd instrument, mis võimaldab mõõta mitte ainult kaugemate valgustite, vaid ka nende üksikute sektsioonide temperatuuri. Seadme konstruktsioon põhineb termoelektri nähtusel: kahest erinevast metallist joodetud juhis jookseb elektrivool, kui üks ristmik on teisest soojem; tekkiva voolu tugevus sõltub temperatuuride erinevusest ja võimaldab mõõta neeldunud soojuse hulka.

Seadme tundlikkus on hämmastav. Mikroskoopiliste mõõtmetega (seadme kriitiline osa ei ületa 0,2 mm ja kaal 0,1 mg) reageerib see isegi 13. tähesuuruste tähtede soojendavale efektile, mis tõstab temperatuuri. kümme miljonit kraadi . Need tähed pole ilma teleskoobita nähtavad; need säravad 600 korda nõrgemini kui tähed, mis on palja silmaga nähtavuse piiril. Nii ebaolulise soojushulga püüdmine on nagu küünla soojuse tuvastamine mitme kilomeetri kauguselt.

Sellise peaaegu imelise mõõteseadmega, mis oli nende käsutuses, viisid astronoomid selle Kuu teleskooppildi teatud osadesse, mõõtsid sellest saadud soojust ja hindasid selle põhjal Kuu erinevate osade temperatuuri (täpsusega 10 °). Siin on tulemused (joonis 60): täiskuu ketta keskel on temperatuur üle 100°; siia kuu pinnasele valatud vesi keeks ka tavarõhul. "Kuul ei peaks me oma õhtusööki pliidil valmistama," kirjutab üks astronoom, "ükskõik milline läheduses asuv kivi võiks oma rolli täita." Alates ketta keskpunktist langeb temperatuur ühtlaselt igas suunas, kuid isegi 2700 km kaugusel keskpunktist ei ole see madalam kui 80°. Siis langeb temperatuur kiiremini ja valgustatud ketta serva lähedal valitseb -50° pakane. Veelgi külmem on Kuu pimedal, Päikesest eemale pööratud poolel, kus pakane ulatub -170°-ni.

Riis. 60. Kuu temperatuur ulatub täiskuu ajal nähtava ketta keskel +125 ° C-ni ja langeb kiiresti servadeni -50 ° C-ni ja alla selle

Varem mainiti, et varjutuste ajal, kui Kuu sfäär maa varju sukeldub, jahtub päikesevalgusest ilma jäänud Kuu pinnas kiiresti. Mõõdeti, kui suur see jahtumine oli: ühel juhul leiti temperatuuri langus varjutuse ajal +125 ° -lt -115 ° -ni, st peaaegu 240 ° -ni umbes 1/-2 tunni jooksul. Vahepeal Maal langeb temperatuur sarnastes tingimustes, st päikesevarjutuse ajal, vaid kahe, palju - kolme kraadi võrra. Seda erinevust tuleb seostada Maa atmosfääriga, mis on Päikese nähtavate kiirte suhtes suhteliselt läbipaistev ja blokeerib kuumutatud pinnase nähtamatud "termilised" kiired.

Asjaolu, et Kuu pinnas kaotab nii kiiresti endasse kogunenud soojuse, viitab nii Kuu pinnase madalale soojusmahtuvusele kui ka halvale soojusjuhtivusele, mille tagajärjel tekib selle kuumutamisel vaid väike soojusvaru. aeg koguneda.

Kuu liigub ümber Maa samas suunas, kui Maa pöörleb ümber oma telje. Selle liikumise peegeldus, nagu me teame, on Kuu näiline liikumine tähtede taustal taeva pöörlemise suunas. Iga päev liigub Kuu tähtede suhtes umbes 13 ° võrra itta ja 27,3 päeva pärast naaseb samade tähtede juurde, kirjeldades taevasfääril täisringi.

Kuu tiirlemise periood ümber Maa tähtede suhtes(inertsiaalses võrdlusraamis) nimetatakse täht- või sidereaalseteks(lat. sidus - täht) kuu. See on 27,3 päeva.

Kuu näilise liikumisega kaasneb pidev selle välimuse muutumine - faasimuutus. See juhtub seetõttu, et Kuu on Päikese ja seda valgustava Maa suhtes erinevates positsioonides. Kuu faaside muutumist selgitav diagramm on näidatud joonisel 20.

Kui Kuu on meile nähtav kitsa poolkuuna, siis ka ülejäänud ketas helendab kergelt. Seda nähtust nimetatakse tuhkvalgus ja seda seletatakse asjaoluga, et Maa valgustab Kuu öist külge peegeldunud päikesevalgusega.

Ajavahemikku kahe järjestikuse identse kuufaasi vahel nimetatakse sünoodiliseks kuuks.(kreeka keelest synodos - ühendus); on Kuu pöördeperiood ümber Maa päikese suhtes. See on (nagu vaatlused näitavad) 29,5 päeva.

Seega on sünoodiline kuu pikem kui sideerkuu. Seda on lihtne mõista, teades, et Kuu samad faasid esinevad Maa ja Päikese suhtes samades positsioonides. Joonisel 21 vastab Maa T ja Kuu L suhteline asend noorkuu momendile. Kuu L 27,3 päeva pärast, olles teinud täispöörde, võtab tähtede suhtes oma eelmise asukoha. Selle aja jooksul läbib Maa T koos Kuuga oma orbiidil Päikese suhtes kaare TT 1, mis on võrdne peaaegu 27 °, kuna iga päev nihkub see umbes 1 ° võrra. Selleks, et Kuu L 1 võtaks oma endise asukoha Päikese ja Maa suhtes T 1 (tuli noorele kuule), kulub veel kaks päeva. Tõepoolest, Kuu läbib ööpäevas 360 °: 27,3 päeva = 13 ° / päevas, 27 ° kaare läbimiseks on vaja. 27°: 13°/päev = 2 päeva. Nii selgub, et Kuu sünoodiline kuu on umbes 29,5 Maa päeva.

Me näeme alati ainult ühte Kuu poolkera. Mõnikord tajutakse seda kui selle aksiaalse pöörlemise puudumist. Tegelikult on see tingitud Kuu pöörlemisperioodide võrdsusest ümber oma telje ja selle pöörde ümber Maa.

Kontrollige seda, tehes objekti enda ümber ringi ja samal ajal o pöörates seda ümber telje, mille periood on võrdne ringi perioodiga.

Ümber oma telje pöörlev Kuu pöörab vaheldumisi erinevaid külgi Päikese poole. Seetõttu toimub Kuul päeva ja öö vaheldumine ning päikese päev on võrdne sünoodilise perioodiga (selle pööre Päikese suhtes). Seega on Kuu päeva pikkus võrdne kahe Maa nädalaga ja meie kaks nädalat moodustavad seal ühe öö.

Lihtne on mõista, et Maa ja Kuu faasid on vastandlikud. Kui Kuu on peaaegu täis, on Maa Kuu pealt nähtav kitsa poolkuuna. Joonisel 42 on kujutatud foto taevast ja Kuu horisondist koos Maaga, millel on näha ainult selle valgustatud osa – vähem kui poolring.

5. harjutus

1. Õhtune Kuu poolkuu on punnis paremale ja silmapiiri lähedal. Kummal pool silmapiiri see asub?

2. Täna saabus keskööl Kuu ülemine haripunkt. Millal on Kuu järgmine ülemine haripunkt?

3. Milliste ajavahemike järel kulmineeruvad tähed Kuul?

2. Kuu- ja päikesevarjutused

Päikese poolt valgustatud Maa ja Kuu (joonis 22) tekitavad varjukoonuseid (koonduv) ja poolumbrakoonuseid (lahknev). Kui Kuu langeb täielikult või osaliselt Maa varju, täielik või osaline kuuvarjutus. Maalt on seda korraga näha kõikjalt, kus Kuu on horisondi kohal. Kuu täieliku varjutuse faas jätkub seni, kuni Kuu hakkab Maa varjust välja tulema ja võib kesta kuni 1 tund 40 minutit. Maa atmosfääris murdunud päikesekiired langevad maa varju koonusesse. Sel juhul neelab atmosfäär tugevalt siniseid ja naaberkiiri (vt. joon. 40) ning edastab koonusesse peamiselt punaseid, mis neelduvad nõrgemalt. Seetõttu muutub Kuu varjutuse suure faasi ajal punakaks ega kao täielikult. Vanasti kardeti kuuvarjutust kui kohutavat end, usuti, et "kuu veritseb". Kuuvarjutused toimuvad kuni kolm korda aastas, mida lahutavad ligi pooleaastased vahed, ja loomulikult ainult täiskuu ajal.

Päikesevarjutust saab vaadelda kui täielikku varjutust ainult siis, kui Maale langeb kuu varjulaik.. Laigu läbimõõt ei ületa 250 km ja seetõttu on täielik Päikesevarjutus korraga nähtav vaid väikesel osal Maast. Kui Kuu liigub oma orbiidil, liigub selle vari üle Maa läänest itta, joonistades järjest kitsa täieliku varjutuse riba (joonis 23).

Seal, kus Kuu poolnurk langeb Maale, toimub osaline Päikesevarjutus.(Joonis 24).

Tänu väikesele muutusele Maa kaugustes Kuust ja Päikesest on Kuu näiv nurkdiameeter kas pisut suurem või veidi väiksem kui päikese oma või sellega võrdne. Esimesel juhul kestab täielik päikesevarjutus kuni 7 min 40 s, kolmandal - ainult üks hetk ja teisel juhul ei kata Kuu Päikest täielikult, seda vaadeldakse. rõngakujuline varjutus. Seejärel paistab Kuu tumeda ketta ümber päikeseketta särav serv.

Tuginedes täpsetele teadmistele Maa ja Kuu liikumisseaduste kohta, arvutatakse välja päikesevarjutuste hetked ning see, kus ja kuidas need nähtavale tulevad, sadadeks aastateks. Koostatud on kaardid, millel on kujutatud täieliku varjutuse vööt, jooned (isofaasid), kus varjutus on samas faasis nähtav, ja jooned, mille suhtes saab iga paikkonna kohta kokku lugeda varjutuse alguse, lõpu ja keskpaiga hetked. .

Maa päikesevarjutused aastas võivad olla kaks kuni viis, viimasel juhul kindlasti privaatsed. Keskmiselt näeb samas kohas täielikku päikesevarjutust üliharva – vaid korra 200-300 aasta jooksul.

Teaduse jaoks pakuvad erilist huvi täielikud Päikesevarjutused, mis varem õhutasid võhiklikes inimestes ebausklikku õudust. Selliseid varjutusi peeti sõja, maailmalõpu märgiks.

Astronoomid korraldavad ekspeditsioone täieliku varjutuse vööndisse, et uurida Päikese väliseid haruldasi kestasid, mis on nähtamatud vahetult väljaspool varjutust, kogu faasi sekundite, harva minutite jooksul. Täieliku päikesevarjutuse ajal taevas tumeneb, piki silmapiiri põleb helendav rõngas - Päikese kiirtega valgustatud atmosfääri kuma piirkondades, kus varjutus on poolik, nn päikesekrooni pärlikiired ulatuvad ümberringi. must päikeseketas (vt joonis 69).

Kui Kuu orbiidi tasapind langeks kokku ekliptika tasapinnaga, siis igal noorkuul oleks päikesevarjutus ja igal täiskuul kuuvarjutus. Kuid Kuu orbiidi tasapind ristub ekliptika tasapinnaga 5 ° 9 "nurga all. Seetõttu möödub Kuu tavaliselt ekliptika tasapinnast põhja või lõuna suunas ja varjutusi ei toimu. Ainult kahel perioodil aastas eraldatud ligi pool aastat, kui Kuu on täiskuu ja noorkuu ajal ekliptika lähedal, on päikesevarjutus võimalik.

Kuu orbiidi tasapind pöörleb ruumis (see on üks Päikese külgetõmbe mõjul tekitatud Kuu liikumise häirete liike) * ja teeb täieliku pöörde 18 aastaga. Seetõttu nihutatakse võimalike varjutuste perioode vastavalt aasta kuupäevadele. Antiikaja teadlased märkasid selle 18-aastase perioodiga seotud varjutuste perioodilisust ja suutsid seetõttu ligikaudselt ennustada varjutuste algust. Nüüd on varjutuse hetkede ennustamise vead alla 1 s.

Info eelseisvate varjutuste ja nende nähtavuse tingimuste kohta on toodud "Kooli astronoomilises kalendris".

6. harjutus

1. Eile oli täiskuu. Kas homme võib olla päikesevarjutus? nädal hiljem?

2. Ülehomme toimub päikesevarjutus. Kas täna õhtul tuleb kuuvalge öö?

3. Kas 15. novembril toimuvat päikesevarjutust on võimalik jälgida Maa põhjapooluselt? 15. aprill? Selgitage vastust.

4. Kas Maa põhjapooluselt on võimalik näha kuuvarjutusi juunis ja novembris? Selgitage vastust.

5. Kuidas eristada Kuuvarjutuse faasi ühest tavapärasest faasist?

6. Mis on päikesevarjutuste kestus Kuul võrreldes nende kestusega Maal?

V. N. Bespalov,
internaatkool nr 4, Voronež

Valgus. Optilised nähtused. 9. klass

Tund, kus selgitatakse uut materjali, kasutades koomiksite kaadreid

Kahju, et astronoomia kui õppeaine on koolist lahkumas. Füüsikaga integreerimine võib olla kasulik, kuid on ebatõenäoline, et füüsikud kulutavad palju aega astronoomiliste nähtuste uurimisele. Ja õpilased kaotavad palju. Nõus, päikesesüsteemi uurimine 5. klassis tõenäoliselt õpilaste mällu ei jää ja relatiivsusteooria raames ei hakka keegi loomulikult rääkima suvest ja sünnitusajast. Ja nüüd kuuleme suurelt ekraanilt: “METEOR-löögid põhjustasid dinosauruste surma”, “... suveaeg on 2 tundi ees standardajast” jne. Paljud hakkavad uskuma, et tähed langevad, ja Astrahanist Moskvasse liikudes näete rohkem tähtkuju. Kooli õppekavas objektiive õppides ei jää aega teleskoopide ehituse uurimiseks. Ja õpilased arvavad jätkuvalt, et "teleskoobid toovad planeedid lähemale" selle asemel, et "teleskoobid suurendavad vaatenurka". Meteoriidide ja meteoriitide liikumise uurimisel pole mehaanikas kohta. Ja mõned hakkavad uskuma, et tähed langevad. Aga kurbadest asjadest ärme räägi.

Artikkel valmis e-poe Protector toel. Kui otsustate osta kvaliteetseid ja töökindlaid autorehve, siis on parim lahendus võtta ühendust Protectori veebipoega. Klõpsates lingil "Marshal rehvid", saate tellida rehve soodsa hinnaga ilma monitori ekraanilt lahkumata. Täpsemat teavet hetkel kehtivate hindade ja kampaaniate kohta leiate saidilt rehvid-spb.ru.

Kavandatud õppetundi saab läbi viia valguse sirgjoonelise leviku uurimisel teemas "Optilised nähtused". Selle õppetunni jaoks olen teinudDVD-ketas, olles digiteerinud ja ümber hääletanud videokassettprogrammi salvestised 1991g) Kvaliteet jätab muidugi soovida. Oleks tore, kui meie haridusministeerium laseks õppetundideks välja 5-10-minutilised filmid, nagu see oli 15-20 aastat tagasi. Nüüd on kettad "Open Physics", "Open Astronomy", aga siiski tahaks filme. Võib-olla rikkusin meie karikaturistide autoriõigusi, aga joonisfilmi fragmentide demonstreerimine füüsikatundides võimaldab vaadata videomaterjali teisest küljest - õpetlikust.Kunagi näidati kanalil "Venemaa".
26 osa Kanada animasarjast The Magic School Bus. Pedagoogika seisukohalt tuleks see kasuks koolivälises tegevuses ning fragmente saaks lisada füüsika, bioloogia, astronoomia tundidesse. Aga kust seda multikat saada? Mul on videomaki salvestused, tunnis panen midagi sisse, aga nüüd tahan kvaliteetsemaid salvestusi, sest koolidesse on ilmunud multimeediaprojektorid.

Tunni lõpus saab näidata kaheminutilist filmi varjutustest valguse sirgjoonelise levimise tulemusena ja lahendada 2-3 ülesannet raamatust MIDA??Malakhova G.I.., Strauta E.K.

Pärast seda tundi tahtsid õpilased Kuu kohta rohkem teada saada, mistõttu korraldasin küsimuste ja vastuste õhtu, kus näitasin vanu.DVD- plaate filme Kuust. Küsimustele vastasid ka õpilased, kellel oli koolide NPC-des osalemise kogemus.

Tunni eesmärgid: uuri, mis on valgus; mõista, miks me näeme valgusallikaid ja kehasid, mis ei ole allikad; miks kuu välimus taevas muutub; õppida arvutama kiirguse lainepikkust, kui selle sagedus on teada, joonistada Maa, Päikese ja Kuu asukohti ning määrata kellaaeg (õhtune, hommik) erinevatel kuufaasidel, õpetada maastikul orienteerumist vastavalt kuu faasid; teha Kuu vaatlusi mitme õhtu jooksul.

Õpetaja. Elu Maal tekkis ja eksisteerib tänu päikesevalguse kiirgavale energiale. Ürginimese lõke, nafta, kosmoseraketi kütus – see kõik on valgusenergia, mille on kunagi talletanud taimed ja loomad. Mis teie arvates juhtub, kui Päike kustub? Peatage päikesevoog ja vedela lämmastiku ja hapniku vihmad langevad Maale. Temperatuur läheneb absoluutsele nullile, s.t. kuni -273 ° C. Maapinna katab seitsmemeetrine külmunud atmosfäärigaaside kest. Ainult aeg-ajalt kohtab selles jäises kõrbes vedela heeliumi lompe.

Astronoomide hinnangul jääb Päike paigale pikaks ajaks. Ja kogu selle aja toob see Maale soojust ja valgust. Mida saab päikesekiirtest õppida? Tänu valgusvoole tajume ja tunneme ümbritsevat maailma. Valguskiired räägivad meile lähedaste ja kaugemate objektide asukohast, nende kujust ja värvist. Homogeenses keskkonnas levivad kiired sirgjooneliselt.

Mis on valgus? Valgus on inimese silmaga tajutav elektromagnetkiirgus. Selle kiirguse lainepikkused on väga väikesed ja asuvad kitsas vahemikus - 0,38–0,77 mikronit (380–770 nm).Valgusel on elektromagnetiline iseloom. ( Ekraanil või interaktiivsel tahvlil tabel "Kiirgus ja sagedus". )

Ülesanded "Kiirguse liigid"

Mis tüüpi kiirgus on elektromagnetlained sagedusega 30 GHz? 600 THz? 100 kHz? 1200 THz?

Arvutage nende kiirguste lainepikkused.

Valguse allikad

Õpetaja. Täida tabel ( õpilased nimetavad valgusallikaid ja tabeli vastavad lahtrid "avatud" )/

looduslikud allikad	kunstlikud allikad
aurorad
	TV ekraanid
helendavad putukad

Me näeme kiirgusallikaid, sest nende tekitatud kiirgus tabab meie silmi. Kuid võime näha ka kehasid, mis ei ole kiirgusallikad. Miks? See kõik seisneb valguse peegeldamises. Me näeme ainult valgustatud kehasid. Pimedas on kõik kassid hallid, kuna valgust pole, mis tähendab, et see ei peegeldu objektilt. Demokritos oli esimene, kes taipas, et kuu paistab peegeldunud päikesevalguse käes. Olenevalt Päikese, Maa ja Kuu asukohast muutub Kuu välimus pidevalt.

Kuu faaside uurimine

(Näidatakse 2,5-minutilist videot . Siin on jutustamistekst .) Inimene näib terve elu jooksvat mööda Kuu rada. Esimest korda astus ta sellele peale, kui tõstis pea ja küsis endalt: "Miks on Kuu nii erinev: täna on see ümmargune ja homme poolkuukujuline?" Aastatuhandete pärast mõistis ta: kuu paistab päikeselt peegelduva valgusega. Ja see tiirleb ümber maa. Sellel teekonnal on Kuu Maa ja Päikese vahel, seega on Kuu tume pool meie poole pööratud ja me ei näe seda. See on noorkuu.

Umbes 7 päeva pärast algab esimene veerand. Kuu parem pool on päikeseloojangu ajal nähtav taeva lõunaküljel. Kesköö paiku loojub kuu taeva lääneosas horisondi alla.

Läheb veel umbes 7 päeva ja me näeme täiskuud. See ilmub õhtul taeva idaküljele. Nüüd asub Maa Kuu ja Päikese vahel. Keskööl on täiskuu lõunas oma kõrgeimas punktis.

Kuid südaöö ei ole 0:00. Voronežis saabub südaöö talvel kell 0:23 ja suvel kell 1:23. Moskvas - vastavalt kell 0:30 ja 1:30. Teistes halduskeskustes - erineval ajal. (Vt "Ajavööndid Venemaal" ajalehes "Geography-PS",
nr 39/2001. Tomski ja Kirovi oblasti rida kuulub korrigeerimisele: nüüd sisestatakse Tomskis VII ajavööndi asemel VI ajavööndi aeg ja Kirovi oblastis IV ajavööndi asemel III, seega keskpäevane aeg. tuleks lühendada 1 tunni võrra).

Pärast keskööd hakkab kuu kõrgus langema ja hommikuks loojub taeva lääneküljel täiskuu horisondi alla.

Kuu järgmine faas on viimane veerand. Kuu ilmub ida poole keskööl ja on nähtav kuni hommikuni. Kui päike tõuseb, "lahustub" vana kuu taeva lõunaküljel ...

Nii selgitas mees endale, mis on kuufaasid. Ja kuu muutus veidi selgemaks, justkui lähemale.

Tabeli "Kuufaasid" täitmine

(Ekraanil on tühi tabel, mille selgitamisel “avanevad” vastavad lahtrid .)

Õpetaja. Joonistage Kuu, Päikese ja Maa asukohad, kui Kuu on noorkuu faasis. ( Õpilased täidavad diagrammi. )

Mis siis, kui Kuu on esimeses kvartalifaasis? ( Õpilased teevad joonise .)

Nähes taevas Kuu mittetäielikku ketast, ei saa kõik täpselt kindlaks teha, kas see on noor või kahjumis kuu. Vastsündinud kuu kitsas poolkuu ja vanakuu poolkuu erinevad üksteisest ainult selle poolest, et nende punnid on suunatud vastassuunas. Põhjapoolkeral on noor kuu alati suunatud kumera poolega paremale, vana vasakule. Lõunapoolkera keskmistel laiuskraadidel on vastupidi.

Ülesanded "Kuufaasid animafilmides"

1. Näidatakse fragmenti multifilmist "Puhkus Prostokvashinos".

Ekraanil on onu Fjodor, kass ja koer. "See on ilmselt fotopüstol, mis mulle jõudis," ütleb koer. Kõik ohkavad. Ja maja kohal on näha kitsas kuu sirp, mille kühm on paremale.

? Mis kellaajal fotorelv “saabus”? Joonistage Kuu, Maa ja Päikese asukoht.

Vihje . Pange tähele: kuu on kitsas (miks?). Järeldame: päike on kuskil lähedal (kus? mis suunas?), taevas pole päris tume (miks?). Me näeme ainult eredaid tähti.

2. Näidatakse fragmenti multifilmist "Lugu seitsmest bogatyrist".

Tsarevitš Eliisa pöördub kuu poole palvega leida printsess. Mille peale kuu vastab: “Mu vend,// ma pole punast neidu näinud. // Ma seisan valves // Ainult minu järjekorras. // Ilma minuta, printsess, ilmselt // Jooksis läbi. „Kui piinlik,” ohkab Eliisa. Ekraanil on vasakule punnis kuu kitsas poolkuu.

? Mis kuuga (noore või vana) prints Eliisa räägib?

Vihje. Kuu on madalal silmapiiril. Millises suunas ta liigub?

3. Näidatakse fragmenti multifilmist "Bremeni linna muusikud".

Trubaduuri ekraanil: “Loor varjas kuldse pimeduse päikesekiirt. //Ja meie vahele kasvas järsku jälle müür.//Möödub öö, möödub vihmane aeg, tõuseb Päike.

? Kummal pool horisonti on näha Kuu?

Vihje. Ekraanil näeme täiskuud mitte kõrgel horisondi kohal. Millal täiskuu tõuseb? Millal ta horisondi taha läheb?

4. Näidatakse fragmenti multifilmist "Kolm Prostokvashinost".

Onu Fjodor ja ta sõbrad otsivad aaret.

? Mis kellaaeg praegu on?

Vihje. Mis kuud sa näed? Millises suunas ta peaks liikuma?

5. Näidatakse fragmenti multifilmist "Kolm Prostokvashinost".

Postimees Petškin koputab uksele. Ja maja kohal on näha kitsas kuu sirp, mille kühm on paremale.

? Millises suunas on aknad horisondi poole?

6. Näidatakse fragmenti multifilmist "Lumememme-mailer".

Rebane kannab kirja. Kuid hunt blokeerib tee. Kuu paistab.

? Millises suunas vari langeb?

Vihje. Mis faas on Kuu? Kus sa teda näha saad?

tähelepanelikkuse ülesanded, või Leidke viga

1. Näidatakse fragmenti multifilmist "Katerok".

? Miks see slaid huvitav on? Kus sa näed päikest kõrgel oma pea kohal?

Vihje. Slaidil näeme nii Päikest kui Kuud. Kuid kumb pool Kuust on päikese poole?

2. Slaidiesitus multifilmist "Jõulude öö".

«Viimane päev enne jõule on möödas. Selge talveöö on kätte jõudnud. Kuu tõusis majesteetlikult taevasse, et särada headele inimestele ja kogu maailmale.

? Millises faasis on kuu, mis "tõusis" horisondi kohal? Millal saab sellist päikesetõusu näha?

Vihje. Kuu tõuseb horisondi kohale. Ja Päike? ( Ootan vastust.) Päike peab ju ka tõusma ... Kes teist nägi sellises faasis kuu aega horisondi kohal tõusmas?

3. Slaidiesitlus multifilmist "Kolm Prostokvashinost".

Pall. Sina oled süüdi, et onu Fjodor haigestus.

Matroskin. Miks mina?

Pall. Sa andsid talle külma piima. Ja veel uhkustas: nii külma piima annab mu lehm!

(Uksele koputama.)

Pall. Kes seal on?

Pall. Sellise ilmaga istuvad nad kodus, vaatavad telekat.

? Mis kellaajal saabusid poisi vanemad? Kas see kuufaas sobib Šariku lausega: "Sellise ilmaga istuvad nad kodus, vaatavad telekat"?

Vihje . Esimesel slaidil näeme kahte koomiksitegelast, teisel vaadet Kuule nende aknast. Kas on võimalik öelda, mis kellaajal koer ja kass asjad korda ajavad?

4. Näidatakse fragmenti multifilmist "Kaksteist kuud".

Noor kuu sulab.// Tähed kustuvad järjest.

? Kas multifilmi fragment või need slaidid vastavad tekstile?

Vihje. Vasakul slaidil näeme kuu madalal horisondi kohal, teisel muutub tume taevas heledaks. Tähti pole enam näha. Mis kellaajal võib sellist kuud näha?

5. Slaidid multifilmist "Kaksteist kuud".

Avatud väravatest tuleb punane päike!

? Kus sellist päikesetõusu näha saab?

Vihje. Igal järgneval slaidil on Päike järjest kõrgemal. Pöörake tähelepanu Päikese trajektoorile. Kas Päike tõuseb keskmistel laiuskraadidel? ( See on üheksanda klassi õpilaste jaoks raske küsimus. Kui aga vastata ei oska, võib küsimuse esitada kodus ja järgmises tunnis võta vastamiseks 1–2 minutit .)

Õpetaja. Täna tunnis lahendasime ülesandeid, vaatasime animafilme ja määrasime kuu faase. Nüüd arvan, et saate hõlpsalt kindlaks teha, kas taevas on uus või vana kuu. Kui me "näeme" taevas tähte "C", on see vana, kahanev kuu. Ja kui saate tähe "P", kui tõmbame kuu kahe "äärmusliku" punkti läbi sirgjoone, siis on meil kasvav, noor kuu. Prantslastel on omad märgid. Kui nad näevad ladina tähte "R", Mida tähendab peaminister – esiteks, siis see näitab kuu esimest veerandit, mis kasvab. Kui täht " d» – dernier, viimane, kuu viimane faas ja kuu on vana.

Meie poolkera lõunapoolsetel laiuskraadidel võib märgata, et kuu poolkuu kaldub tugevalt ühele poole ja ekvaatorile lähemale jääb see nii, et tundub lainetel õõtsuva paadina või heleda kaarena. Igal juhul tuleb meeles pidada, et noor kuu on nähtav õhtul taeva lääneküljel, vana - hommikul taeva idaosas.

Miski pole oma majesteetlikus, aeglaselt avanevas ilus vapustavam kui täielik päikesevarjutus. Selles õppetükis (ja võimalusel ka järgmises) peaksite arvestama ka päikese- ja kuuvarjutuste alguse tingimustega, sest need on valguse sirgjoonelise levimise tulemus. Et õpilasi videotega mitte üle koormata, võib selle tunni osa läbi viia traditsioonilises vormis, kasutades õpiku teksti ja ülesandeid astronoomia didaktilise materjali kogust.

Blitzi küsitlus

Mis on valgus? Millist tüüpi elektromagnetkiirgust inimsilm ei taju? Mis vahe on nähtamatu elektromagnetkiirguse ja nähtava kiirguse vahel? Miks nähakse Kuud erinevatel kuupäevadel taevas erinevalt: kord kitsa poolkuu, kord kettana?

Kodutöö

Joonistage Maa, Päikese ja Kuu asukoht, kellega prints Eliisa rääkis. Joonistage, kuidas kuu esimesel kvartalil välja näeb. Mis kellaajal on see selles faasis nähtav? Vaadake raamatu "Meelelahutuslik astronoomia" teist peatükki Jah, Perelman ja saate vastused paljudele küsimustele, mis puudutavad Kuu välimust. Millal ja kus on näha noorkuu ja vana?

Vastused

Kiirguse tüübid

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

Seetõttu = v/ n = 1 cm.

2. 600 THz kuulub nähtava kiirguse sagedusvahemikku. = 500 nm.

3. 100 kHz on mitu korda väiksem kui 0,3 THz ja need on raadiolained. = 3 km.

4. On lihtne mõista, et 1200 THz on ultraviolettkiirguse sagedusalas. = 250 nm.

Kuufaasid multikates

1. Kuu katuse kohal kumerdub paremale. See on uus kuu. Poolkuu on kitsas, mis tähendab, et see asub Päikese lähedal. Suvepuhkus. Päike loojub loodes, mis tähendab, et kuu on näha horisondi lääneosas.

2. Kitsas kühmuga sirp vasakule on vana kuu. Päike tõuseb varsti. Sellist kuud on näha varahommikul horisondi idaküljel.

3. Sellele küsimusele on keeruline multifilmi fragmenti vaadates vastata. Täiskuud on näha õhtul ida pool. Keskööl võib seda näha lõunas ja hommikul - läänes. Aga kui laulus on sõnad "Öö möödub - hommik tuleb ..." (tulevikus) ja Kuu pole kõrgel horisondi kohal, siis võib-olla on see idaküljel nähtav. Või lõunas, aga kindlasti mitte läänes.

4. Ühe-kahe päeva pärast on Kuu esimeses veerandfaasis. Selles faasis on meridiaanide vaheline nurk, kus Kuu ja Päike asuvad, ligikaudu 90°. See tähendab, et praegu on Kuu ja Päikese vahel umbes 60–70 °. Vanakuu poolkuu ei ole kõrgel horisondi kohal. Kuu tõuseb aeglaselt horisondi kohale. Päike tõuseb varsti. Umbes 3-4 tunni pärast läheb heledaks. Kolm Prostokvashinost otsivad aaret, ilmselt kuskil pärast südaööd või vara-varahommikul.

5. Näeme paremale pööratud kitsast kuu sirpi. See on noor kuu, seetõttu on meie ees lääne pool. Ja see tähendab, et aknad "vaatavad" ida poole.

6. Sellele on äärmiselt raske vastata, sest. soodsa ilma korral on täiskuu nähtav kogu öö: õhtul, südaööl ja hommikul. Võib öelda nii: lõuna poole vari kindlasti ei lange. Põhjapoolkera keskmistel laiuskraadidel liigub Kuu vasakult paremale ja möödub lõunapunktist. Aga kui on õhtu, siis langeb vari läände. Kui on südaöö, siis põhja poole ja kui on hommik, siis on vari suunatud itta.

Ülesanded tähelepanelikkuseks (« Otsige üles vead»)

1. Päike on kõrgel pea kohal. See on võimalik troopilises vööndis. Kuu valgustamata osa on suunatud Päikese poole. See võiks olla? Muidugi mitte.

2. Põhjapoolkera keskmised laiuskraadid ütlevad: "See on noor kuu ja see peaks lähenema taeva läänepoolses osas horisondile. Kuid millegipärast tõuseb kuu horisondi kohale. See saab olla ainult multikates, päriselus mitte kunagi!”

Lõunapoolkera keskmiste laiuskraadide elanikud vaidlevad vastu: "See on "vana" kuu ja see tõuseb tõepoolest horisondi kohal, kuid ida pool, ja selle tee kulgeb paremalt vasakule, mitte aga nii. koomiksis näidatud."

3. Pange tähele: akna taga on vana kuu, mis tähendab, et vanemad saabusid varahommikul. Samal ajal kõlab lause: "Sellise ilmaga istuvad nad kodus, vaatavad televiisorit." Aga telekat vaadatakse tavaliselt õhtuti. Kunstnikud oleksid pidanud joonistama mitte hommikuse, vaid õhtuse kuu.

4. Põhjapoolkera elanike jaoks on see noor kuu. Koidukiirtes ei saa õhtune (noor) kuu “sulada”. Lõunapoolkera elanikud vaatavad 12–13 korda aastas, kuidas selline kuu hommikuse koidiku kiirtes “sulab” ja pärast seda “avatud väravatest väljub punane päike”. Kuid nad ei nimeta sellist kuud nooreks. See on Austraalia ja Lõuna-Ameerika elanike jaoks veel vana. Võib-olla jälgis S.Ya. Marshak lõunapoolkeral sellist "pilti" ja nimetas teda mõistmata nooreks?

5. Õpilased teavad, et põhjapoolkera keskmistel laiuskraadidel tõuseb Päike horisondi kohale, liikudes vasakult paremale. Geograafiatundidest mäletavad koolilapsed, et ainult ekvaatoril tõuseb Päike horisondi suhtes täisnurga all, seetõttu sattusid multikategelased troopikasse. Kuid seda juhtub ainult 2 korda aastas: kevad- ja sügispäevadel. pööripäevad. Õpetaja võib öelda, et enne uut aastat tõuseb Päike 23,5 ° lõunalaiuskraadi paralleelil horisondiga risti.

Kuid sellist lumist talve, nagu multikas näidatud, troopikas ei juhtu! Kunstnikud pidid Päikest horisondi kohal tõustes paremale nihutama.

Kirjandus

Bespalov V.N.. Ajavööndid Venemaal. - "Geograafia-PS", nr /2001 või http://besp.narod.ru

Gromov S.V.. Füüsika-9. – M.: Valgustus, 2003.

Levitan E.N. Astronoomia: õpik 11. klassile. - M .: Haridus, 1994 (ja kõik järgnevad väljaanded).

Malakhova G.I., Strout E.K. Didaktiline materjal astronoomiast. - M .: Haridus, 1989 (ja kõik järgnevad väljaanded).

Perelman Ya.I. Meelelahutuslik astronoomia. – M.: Nauka, 1966.

Skvortsova G. Pädevuspõhine lähenemine: õpieesmärkide seadmise reeglid. - Esimene september, nr 4, 5/2008.

Päike on just loojunud. Punaka koidiku taustal terendab heledalt kitsas läikiv sirp, küüruga loojuva Päikese poole. Nende imetlemine ei võta kaua aega. Varsti järgneb ta horisondi alla Päikesele. Samal ajal öeldakse: "Sündis noorkuu."

Foto: V.Ladinsky. Sündib noorkuu.

Järgmisel päeval päikeseloojangul märkate, et poolkuu on muutunud laiemaks, see on nähtav horisondi kohal kõrgemal ja loojub mitte nii vara. Iga päevaga tundub Kuu kasvavat ja samal ajal eemaldub Päikesest üha kaugemale vasakule (ida poole). Nädal hiljem on Kuu õhtupoolikul lõunas poolkaare kujul, mille kumerus on paremale. Siis nad ütlevad: "Kuu on jõudnud faasi esimene veerand».

Parim aeg aastas Maa põhjapoolkeral asuva noore Kuu vaatlemiseks on kevad, mil noorkuu poolkuu tõuseb kõrgele horisondi kohale. Esimese kvartali faasis tõuseb Kuu meie jaoks kõige kõrgemale horisondi kohal talve lõpus - kevade alguses.

Järgmistel päevadel jätkab Kuu kasvamist, muutub rohkem poolringiks ja liigub veelgi ida poole, kuni nädal hiljem muutub see täisringiks, s.o. tuleb täiskuu. Ajal, mil Päike läheb läänepoolselt läänepoolse horisondi alla, hakkab täiskuu tõusma vastasküljelt, idaküljelt. Hommikuks näivad mõlemad valgustid kohta vahetavat: Päikese ilmumine idas leiab täiskuu loojangu läänes.

Täiskuu on kõrgeimal horisondi kohal talve esimesel poolel ja lühikestel suveöödel võib seda kesköö paiku kohata madalal taeva lõunaosas.

Foto: V.Ladinsky. Täiskuu tõuseb 21. juulil 2005.

Siis tõuseb kuu päevast päeva aina hiljem ja hiljem. See muutub üha kärbituks või kahjustatud, kuid paremal küljel. Nädal pärast täiskuud ei leia õhtul kuud taevast. Alles kesköö paiku ilmub ta ida poole silmapiiri tagant ja taas poolringina, kuid nüüd küüruga vasakule suunatud. See on viimane(või, nagu mõnikord nimetatakse, kolmas) veerand. Hommikul on taeva lõunaküljel näha Kuu poolring, mis on küüruga pööratud tõusva Päikese poole. Mõni päev hiljem ilmub idas horisondi tagant välja kitsas Kuu poolkuu, vahetult enne päikesetõusu. Ja nädal hiljem, pärast viimast veerandit, lakkab Kuu täielikult olemast - see tuleb uus kuu; siis ilmub jälle Päikese vasakule küljele: õhtul läänes ja jälle küüruga paremale.

Kõige soodsam aastaaeg Kuu vaatlemiseks faaside vahel viimase veerandi ja noorkuu vahel on varasügis.

Nii muutub Kuu välimus taevas iga nelja nädala, täpsemalt - 29,5 päeva tagant. See on kuu- ehk sünoodiline, kuu. See oli iidsetel aegadel kalendri koostamise aluseks. Selline kuukalender on mõne ida rahva seas säilinud tänapäevani.

Kuufaaside muutuse saab kokku võtta järgmises tabelis:

Noorkuu ajal on Kuu Maa ja Päikese vahel ning on Maa poole oma valgustamata küljega. Esimesel kvartalil, s.o. pärast veerandit Kuu pöördest on pool selle valgustatud küljelt Maa poole. Täiskuu ajal on Kuu Päikese vastasküljel ja kogu Kuu valgustatud pool on Maa poole ning me näeme seda täisringis. Viimasel veerandil näeme Maalt taas poolt Kuu valgustatud poolt. Nüüd on selge, miks Kuu poolkuu kumer pool on alati Päikese poole suunatud.

Mõne päeva jooksul pärast (või enne) noorkuud võib lisaks heledale poolkuule vaadelda ka seda osa Kuust, mida Päike ei valgusta, kuid on nõrgalt nähtav. Sellist nähtust nimetatakse tuhkvalgus. See on Kuu ööpind, mida valgustavad ainult Maalt peegelduvad päikesekiired.

Seega on Kuu faaside muutumine seletatav sellega, et Kuu tiirleb ümber Maa. Aega, mis kulub Kuu tiirlemiseks ümber meie planeedi nimetatakse sideer (sideer) kuu ja on 27,3 päeva, mis on vähem kui 29,5 päeva, mille jooksul kuu faasid vahetuvad. Selle nähtuse põhjuseks on Maa enda liikumine. Ümber Päikese tiirledes tõmbab Maa kaasa oma satelliiti Kuu.

Noorkuu ajal, kui Kuu on Maa ja Päikese vahel, võib ta selle meie eest sulgeda, siis tuleb päikesevarjutus. Täiskuul võib Kuu, olles teisel pool Maad, langeda meie planeedi varju, siis toimub kuuvarjutus. Varjutused ei toimu iga kuu, sest Kuu tiirleb ümber Maa tasapinnal, mis ei lange kokku selle tasapinnaga (ekliptika tasapinnaga), milles Maa tiirleb ümber Päikese. Kuu orbiidi tasapind on kaldu ekliptika tasapinna suhtes 5 ° 9 "nurga all. Seetõttu tekivad varjutused ainult siis, kui Kuu on noorkuu (täiskuu) ajal ekliptika lähedal, vastasel juhul on selle vari. langeb Maast "üle" või "alla" (või Maa vari "Kuu kohal või all".

Faas on taevakeha ketta valgustatud osa pindala ja kogu ketta pindala suhe. Noorkuu faasis Ф = 0,0, esimese ja viimase veerandi faasis = 0,5, täiskuu faasis = 1,0.

Mentaalset joont, mis on tõmmatud läbi Kuu sirbi sarvede tippude, nimetatakse sarvede jooneks. Sageli öeldakse, et sarvede joon tähistab lõunapunkti või selle all olevat punkti. Sarvejoonega risti olev näitab suunda Päikese poole.

Kui kuukuu sarved on suunatud vasakule, siis kuu kasvab, kui paremale, siis vananeb. See reegel on aga vastupidine, kui vaadelda Kuud Maa lõunapoolkeralt, nagu on näidatud joonisel:

Ülesanded ja küsimused:

1. Kuu on uuel kuul. Millises faasis on Maa Kuu pealt nähtav? Maa on "täismaa" faasis, nagu Kuu faasid Maalt vaatluste ajal ja Maa faasid Kuuvaatleja jaoks muutuvad vastupidi ja on antifaasis.

2. Kas Uuel Maal on Maa Kuu pealt nähtav? Jah, see on nähtav sirbi kujul, kuna Maa atmosfäär murrab päikesevalgust.

3. Sellise ja sellise aasta 25. detsembril oli Kuu esimese kvartali faasis. Millises faasis on see aasta pärast nähtav? Selle probleemi lahendamiseks võtame Kuu sünoodilise kuu, mis on ligikaudu 29,5 päeva. Korrutage 29,5 12 kuuga ja saate 354 päeva. Lahutage saadud väärtus 365-st (päevade arv aastas) ja saate 11 päeva. Arvestades, et esimene kvartal tuleb 7 - 8 päeva pärast, siis lisades saadud väärtuse (11) 7-le (või 8-le), saame Kuu vanuseks aastas, mis võrdub 18 või 19 päevaga. Seega on Kuu aasta hiljem täiskuu ja viimase veerandi vahelises faasis.

4. Mis kell kuu kulmineerub esimesel veerandil? Esimese veerandi kuu kulmineerub lõunapunkti kohal kohaliku aja järgi kella kuue paiku õhtul.

Kuu faasid 2012. aastal

Uus kuu	Täiskuu	Viimane veerand
	1. jaanuar 2012 06:15:49	9. jaanuar 2012 07:31:17	16. jaanuar 2012 09:09:09
23. jaanuar 2012 07:40:29	31. jaanuar 2012 04:10:53	7. veebruar 2012 21:55:01	14. veebruar 2012 17:05:02
21. veebruar 2012 22:35:52	1. märts 2012 01:22:44	8. märts 2012 09:40:38	15. märts 2012 01:26:16
22. märts 2012 14:38:18	30. märts 2012 19:41:59	6. aprill 2012 19:19:45	13. aprill 2012 10:50:45
21. aprill 2012 07:18:00	29. aprill 2012 09:57:00	6. mai 2012 03:35:00	12. mai 2012 21:47:00
20. mai 2012 23:48:14	28. mai 2012 20:17:09	4. juuni 2012 11:12:40	11. juuni 2012 10:42:28
19. juuni 2012 15:03:14	27. juuni 2012 03:31:34	3. juuli 2012 18:52:53	11. juuli 2012 01:49:05
19. juuli 2012 04:25:10	26. juuli 2012 08:57:20	2. august 2012 03:28:32	9. august 2012 18:56:13
17. august 2012 15:55:38	24. august 2012 13:54:39	31. august 2012 13:59:12	8. september 2012 13:16:11
16. september 2012 02:11:46	22. september 2012 19:41:55	30. september 2012 03:19:40	8. oktoober 2012 07:34:29
15. oktoober 2012 12:03:37	oktoober 2012 03:33:07	29. oktoober 2012 19:50:39	7. november 2012 00:36:54
13. november 2012 22:09:08	20. november 2012 14:32:33	28. november 2012 14:47:10	6. detsember 2012 15:32:39
13. detsember 2012 08:42:41	20. detsember 2012 05:20:11	28. detsember 2012 10:22:21

Kuu on Maale lähim taevakeha, selle ainus looduslik satelliit. Asudes Maast umbes 380 tuhande km kaugusel, tiirleb Kuu selle ümber samas suunas, milles Maa pöörleb ümber oma telje. Iga päeva kohta liigub see tähtede suhtes umbes 13 °, tehes täieliku pöörde 27,3 päevaga. Seda ajaperioodi – Kuu pöördeperioodi ümber Maa tähtedega seotud võrdlusraamis – nimetatakse tähe- või sidereaalseks (lad. sidus – täht) kuuks.

Kuul ei ole oma sära ja Päike valgustab ainult poolt kuupallist. Seetõttu muutub Kuu välimus ümber Maa orbiidil liikudes – Kuu faaside muutus. Millisel kellaajal on Kuu horisondi kohal, kuidas me näeme Kuu poolkera näoga Maa poole – kas täielikult või osaliselt valgustatuna – kõik see sõltub Kuu asukohast orbiidil.

Kui see paikneb nii, et on oma tumeda, valgustamata küljega Maa poole suunatud (positsioon 1), siis me ei näe Kuud, kuid teame, et ta asub taevas kuskil Päikese lähedal. Seda kuufaasi nimetatakse noorkuuks. Ümber Maa orbiidil liikudes jõuab Kuu umbes kolme päeva pärast positsioonile 2. Sel ajal on teda õhtuti näha loojuvast Päikesest mitte kaugel paremale punnitava kitsa sirbi kujul. Samas on sageli näha ka ülejäänud Kuu, mis helendab palju nõrgemalt, nn tuhavalgust. See on meie planeet, mis peegeldab päikesekiiri ja valgustab oma satelliidi öist külge.

Iga päevaga suureneb Kuu poolkuu laius ja selle nurkkaugus Päikesest suureneb. Nädal pärast noorkuud näeme poolt kuu valgustatud poolkera – algab faas, mida nimetatakse esimeseks veerandiks. Tulevikus kasvab Maalt nähtava Kuu valgustatud poolkera osakaal kuni täiskuu saabumiseni. Selles faasis on Kuu taevas Päikese vastasküljel ja on horisondi kohal nähtaval terve öö – päikeseloojangust päikesetõusuni. Pärast täiskuud hakkab kuu faas langema. Samuti väheneb selle nurkkaugus Päikesest. Esiteks ilmub sirbi kujuga kuuketta paremale servale väike vigastus. Tasapisi see kahju suureneb (positsioon 6) ja nädal pärast täiskuud algab viimase veerandi faas. Selles faasis, nagu ka esimesel veerandil, näeme jälle poolt Kuu valgustatud poolkerast, nüüd aga teist poolt, mis oli esimesel veerandil valgustamata. Kuu tõuseb hilja ja on selles faasis nähtav hommikul. Seejärel muutub tema poolkuu, mis on nüüd mõhkuga vasakule pööratud, üha kitsamaks (asend 8), lähenedes järk-järgult Päikesele. Lõpuks peidab ta end tõusva Päikese kiirte kätte – tuleb jälle noorkuu.

Kuufaaside täielik tsükkel on 29,5 päeva. Seda ajavahemikku kahe järjestikuse identse faasi vahel nimetatakse sünoodiliseks kuuks (kreekakeelsest sõnast synodos – ühendus). Juba iidsetel aegadel sai paljude rahvaste jaoks kuu koos päeva ja aastaga üheks peamiseks kalendriühikuks. Pole raske mõista, miks sünoodiline kuu on pikem kui sideerkuu, kui meenutada, et Maa liigub ümber Päikese. 27,3 päeva pärast võtab Kuu oma endise asukoha taevas tähtede suhtes ja on punktis L1. Selle aja jooksul läbib Maa, liikudes 1° päevas, oma orbiidil 27° kaare ja jõuab punktis T1. Kuu peab uuel kuul L2 uuesti leidmiseks läbima oma orbiidil sama kaare (27 °). Selleks kulub veidi rohkem kui kaks päeva, kuna Kuu nihkub 13 ° päevas. Maalt on näha ainult Kuu üks külg, kuid see ei tähenda, et see ei pöörleks ümber oma telje. Teeme katse Kuu maakeraga, liigutades seda ümber Maa maakera nii, et Kuu gloobuse üks külg oleks alati tema poole. Seda on võimalik saavutada ainult siis, kui pöörame seda klassi kõigi teiste objektide suhtes.

Kuu maakera täielik tiir ümber oma telje viiakse lõpule samaaegselt ühe pöörde sooritamisega ümber Maa maakera. See tõestab, et Kuu pöörlemise periood ümber oma telje on võrdne tema Maa ümber tiirlemise sidereaalse perioodiga - 27,3 päeva. Kui orbiidi tasapind, mida mööda Kuu ümber Maa liigub, langeks kokku selle orbiidi tasandiga, mida mööda Maa tiirleb ümber Päikese, siis toimuks iga kuu noorkuu ajal päikesevarjutus ja täiskuu hetk – kuuvarjutus. Seda ei juhtu, sest Kuu orbiidi tasapind on Maa orbiidi tasapinna suhtes umbes 5° nurga all. Seetõttu võib Kuu vari noorkuu peal Maast kõrgemal ja täiskuul ka Kuu ise maa varjust allapoole. Sel ajal on Kuu orbiidi asend selline, et see lõikub esimese ja viimase veerandi faasis Maa orbiidi tasapinnaga. Millistel juhtudel võivad esineda päikese- ja kuuvarjutused? Te juba teate, et Maa pöörlemistelje suund ruumis jääb muutumatuks, kui meie planeet liigub ümber Päikese.

Kuu orbiidi tasapinna asend aasta jooksul praktiliselt ei muutu. Mõelge, kuidas see varjutuste võimalust mõjutab. Kolme kuu pärast läbib Maa veerandi oma teest ümber Päikese ja võtab positsiooni. Nüüd asub Kuu orbiidi tasapind nii, et selle ristumisjoon Maa orbiidi tasapinnaga on suunatud Päikese poole. Seetõttu ületab Kuu Maa orbiidi tasapinna (või on selle lähedal) noorkuu ja täiskuu ajal. Teisisõnu, üle taeva liikudes jõuab Kuu ekliptika sellesse punkti, kus Päike sel hetkel on, ja blokeerib selle meie eest. Kui Päike on täielikult Kuuga kaetud, nimetatakse varjutust täielikuks. Kui juhtub, et see sulgeb ainult osa Päikesest, siis on varjutus osaline. Kui Kuu ületab ekliptika Päikesele diametraalselt vastupidises punktis, on ta ise täielikult või osaliselt peidetud Maa varju.

Kuuvarjutused, nagu ka päikesevarjutused, võivad olla täielikud või osalised. Varjutuste alguseks soodsad tingimused püsivad umbes kuu aega. Selle aja jooksul võib toimuda vähemalt üks päikesevarjutus või kaks päikese- ja üks kuuvarjutust. Varjutuste alguseks vajalik Kuu orbiidi järgmine asend kordub uuesti alles umbes poole aasta (177 - 178 päeva) pärast, kui Maa on läbinud poole oma teest ümber Päikese. Aasta jooksul toimub Maal tavaliselt kaks-kolm päikesevarjutust ja üks-kaks kuuvarjutust. Maksimaalne varjutuste arv aastas on seitse. Kuuvarjutused, ehkki vähem levinud kui päikesevarjutused, on nähtavad sagedamini. Varjutuse ajal Maa varju langenud Kuu on nähtav kogu Maa poolkeral, kus ta sel ajal horisondi kohal asub.

Maa varju sukeldudes omandab kuu erinevatest toonidest punaka värvuse. Värvus sõltub maakera atmosfääri seisundist, mis Päikese kiiri murdes ja hajutades läbib siiski punaseid kiireid varjukoonuse sees. Kuul võtab Maa varju ületamiseks mitu tundi. Varjutuse kogufaas kestab umbes poolteist tundi. Täielikku päikesevarjutust saab jälgida ainult seal, kus Maale langeb väike kuuvarju täpp (läbimõõt mitte üle 270 km). Kuu vari liigub mööda maapinda läänest itta kiirusega ligikaudu 1 km/s, mistõttu igas Maa punktis kestab täielik varjutus vaid paar minutit (ekvaatoril on maksimaalne kestus 7 min. 40 s). Kuuvarju läbitavat rada nimetatakse täieliku päikesevarjutuse ribaks.

Erinevatel aastatel jookseb kuu vari üle maakera eri piirkondade, mistõttu on täielikku päikesevarjutust näha harvemini kui Kuu variatsioone. Nii näiteks oli Moskva ümbruses viimane päikesevarjutus 19. augustil 1887 ja järgmine kord alles 16. septembril 2126. Kuu poolvari läbimõõt on palju suurem kui vari – umbes 6000 km. Seal, kus Kuu poolvarjutus langeb, toimub osaline Päikesevarjutus. Neid võib näha iga kahe-kolme aasta tagant. Iga 6585,3 päeva järel (18 aastat 11 päeva 8 tundi) korratakse varjutusi samas järjekorras. See on ajavahemik, mille jooksul Kuu orbiidi tasapind teeb ruumis täieliku pöörde. Kuu ja Maa liikumisseaduste tundmine võimaldab teadlastel suure täpsusega arvutada varjutuste hetki sadade aastate pärast ja teada, kus maakeral need nähtavad on. Info tuleva aasta varjutuste ja nende nähtavuse tingimuste kohta on Astronoomilises kalendris ja pikemalt siin. Omades vajalikke andmeid eelseisvate varjutuste kohta, saavad teadlased korraldada ekspeditsioone täieliku päikesevarjutuse vööndisse. Täisfaasi ajal võib vaadelda Päikese atmosfääri välimisi, kõige haruldasemaid kihte – päikesekrooni, mis tavatingimustes pole nähtav. Varem saadi täisvarjutuste ajal palju olulist teavet Päikese olemuse kohta.