Рух сонця та місяця

                                            Зміст 

Вступ

1.Рух сонця та місяця

2.Сонячні і місячні  затемнення

3.Календар і його  типи

Висновок

Список використаної літератури 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Вступ

          Астрономія - наука про небесні світила, про закони їхнього руху, будови і розвитку, а також про будову і розвиток Всесвіту в цілому. Слово «астрономія» походить від двох грецьких слів: «астрон» - «зоря» і «номос» - закон. Зауважимо цікавий факт: стародавні греки, відомі своєю допитливістю і особливим відчуттям прекрасного, у числі дев'ятьох муз пошановували і покровительку астрономії - Уранію.

          Астрономія має тривалу історію, ледве чи не найбільшу, ніж будь-яка інша наука. Творцями астрономії є різні люди. Їм були властиві звичайні людські емоції і слабкості, їхні міркування містили і геніальні прозріння, і прикрі помилки. Але всі ці люди були глибоко вражені величчю Всесвіту й спрямовували свої сили на його пізнання. Зазначимо, що до теми астрономії зверталися, вивчали окремі питання, астрономією захоплювалися багато видатних вчених, художників, композиторів, поетів. Історія астрономії зберігає цікаві й натхненні висловлювання на свою адресу. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.Рух  сонця та місяця 

    Нам відомо, що Земля рухається навколо  Сонця, а Місяць навколо Землі. Простежимо, як змінюється внаслідок цього положення  обох світил на небі.

    Якщо  за точним годинником помічати проміжки часу між верхніми кульмінаціями  зір і Сонця, то можна переконатися, що проміжки між кульмінаціями зір  на чотири хвилини коротші за проміжки між кульмінаціями Сонця. Пояснюється  це тим, що за період одного оберту навколо  осі (добу) Земля проходить приблизно 365 частину свого шляху навколо Сонця. А нам здається, що Сонце зсувається на фоні зір на схід — у бік, протилежний добовому обертанню неба. Цей зсув становить близько 1°. Щоб повернутися на такий кут, небесній сфері потрібно ще 4 хв, на які й «запізнюється» кульмінація Сонця. Отже, в результаті руху Землі по орбіті Сонце за рік описує на небі відносно зір велике коло, яке називається екліптикою (мал. 1).

    Визначаючи  висоту Сонця опівдні, помітили, що двічі на рік воно буває на небесному  екваторі, у так званих точках рівнодення. Це відбувається в дні весняного  і літнього рівнодення (близько 21 березня  і 23 вересня). Площина горизонту завжди ділить небесний екватор навпіл (мал. 2). Тому в дні рівнодень шлях Сонця  над горизонтом дорівнює шляху його під горизонтом, отже, однакова тривалість дня і ночі.

      Яке схилення Сонця в дні  рівнодень?

    Рухаючись по екліптиці, 22 червня Сонце відходить  найдалі від небесного екватора в бік Північного полюса світу (на 23°27'). Опівдні для північної півкулі  Землі воно знаходиться найвище  над горизонтом (на цю величину вище від небесного екватора, див. мал. 1 і 2). День найдовший, він називається  днем літнього сонцестояння.

    Великий круг екліптики перетинає великий  круг небесного екватора під кутом 23°27'. На стільки ж Сонце буває  нижче від екватора в день зимового сонцестояння, 22 грудня (див. мал. 1 і 2). Отже, цього дня висота Сонця у верхній кульмінації зменшується порівняно з 22 червня на 46°54', і день найкоротший. (З курсу фізичної географії ви знаєте, що відмінності в освітленні і нагріванні Землі Сонцем зумовлюють її кліматичні пояси і зміну пір року.)

    Обожнювання Сонця в давнину породило міфи, які описують події «народження», «воскресіння» «бога-Сонця», що періодично повторюються протягом року: умирання природи взимку, її відродження навесні й т. ін. Християнські свята мають на собі сліди культу Сонця.

     Шлях   Сонця   пролягає   через   12 сузір'їв,   які  називаються зодіакальними (від грецького слова зоон — тварина), а їх сукупність називається поясом зодіаку. До нього входять такі сузір'я: Риби, Овен, Телець, Близнюки, Рак, Лев, Діва, Терези, Скорпіон, Стрілець, Козерог, Водолій. Кожне зодіакальне сузір'я Сонце проходить приблизно за місяць. Точка весняного рівнодення Т (один з двох перетинів екліптики з небесним екватором) лежить у сузір'ї Риб.

Зрозуміло, що опівночі верхню кульмінацію проходить зодіакальне сузір'я, протилежне тому, в якому знаходиться Сонце. Наприклад, у березні Сонце проходить по сузір'ю Риб, а опівночі кульмінує сузір'я Діви.

    Планети переміщуються на фоні зоряного неба значно складніше. Вони рухаються то в один, то в інший бік, іноді повільно виписуючи петлі (мал. 3). Це зумовлено поєднанням їх дійсного руху з рухом Землі. На зоряному небі планети (у перекладі з давньогрецької «мандрівні») не мають постійного місця, так само як Місяць і Сонце. Тому на карті зоряного неба положення Сонця, Місяця і планет можна вказати тільки для певного моменту.

           Місяць рухається навколо Землі в той самий бік, у який Земля обертається навколо своєї осі. Відображенням цього руху, як ми знаємо, є видиме переміщення Місяця на фоні зір назустріч обертанню неба. Щодоби Місяць зміщується на схід відносно зір приблизно на 13°, а через 27,3 доби повертається до тих самих зір, описавши на небесній сфері повне коло.

     Період  обертання Місяця навколо Землі  відносно зір (в інерціальній системі відліку) називається зоряним, або сидеричним (від лат. зісіиз — зоря) місяцем. Він становить 27,3 доби.

     Видимий рух Місяця супроводиться неперервною  зміною його вигляду — зміною фаз. Відбувається це тому, що Місяць займає різні положення відносно Землі  і Сонця, яке його освітлює. Схему, що пояснює зміну фаз Місяця, подано на малюнку.

     

     мал.1 Зміна місячних фаз

     Коли  нам видно Місяць як вузький серп, інша частина його диска також  злегка світиться. Це явище називається  попелястим світлом і пояснюється  тим, що Земля освітлює нічний бік  Місяця відбитим сонячним світлом.

     

     Мал.2 Відмінність між  зоряним і синодичним місяцем

     Проміжок, часу між двома послідовними однаковими фазами Місяця називається синодичним місяцем (від грец. synodos — з'єднання); це пе ріод обертання Місяця навколо Землі відносно Сонця. Він дорівнює (як показують спостереження) 29,5 доби.

     Таким чином, синодичний місяць довший від сидеричного. Це легко зрозуміти, знаючи, що однакові фази Місяця настають при однакових його положеннях відносно Землі й Сонця. На малюнку 2 взаємне розміщення Землі Т і Місяця і, відповідає моменту молодика.

     Місяць  L через 27,3 доби, зробивши повний оберт, займе попереднє положення відносно зір. Земля Т за цей час разом з Місяцем пройде по своїй орбіті відносно Сонця дугу TТ₁, що дорівнює майже 27 °, оскільки щодоби він зміщується приблизно на 1 °. Щоб Місяць і , зайняв попереднє положення відносно Сонця і Землі T₁ (настав молодик), потрібно ще дві доби. Справді, Місяць проходить за добу 360° : 27,3 доби = 13°/доби, щоб пройти дугу 27°, йому необхідно 27°: 13/ доби =2 доби. Так і виходить, що синодичний місяць Місяця становить близько 29,5 земної доби.

     Ми  бачимо завжди тільки одну півкулю  Місяця. Іноді це сприймають як відсутність його осьового обертання. Насправді це пояснюється тим, що період обертання Місяця навколо осі дорівнює періоду обертання його навколо Землі.

     Обертаючись навколо осі, Місяць поперемінно  повертає до Сонця різні свої боки. Отже, на Місяці відбувається зміна  дня і ночі, і сонячна доба дорівнює синодичному періоду (його оберту відносно Сонця). Таким чином, на Місяці тривалість дня дорівнює двом земним тижням і два наші тижні становлять там ніч.

     Легко зрозуміти, що фази Землі і Місяця взаємно протилежні. Коли Місяць майже  повний, Землю з нього видно  у вигляді вузького серпа. На малюнку 42 показано фотографію неба й місячного горизонту із Землею, у якої видно лише її освітлену частину — меншу від півкруга.

     

Мал.3  Схема затемнень  Місяця і сонця (масштаб  малюнка не додержано) 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Місячні і сонячні  затемнення

           Земля і Місяць, освітлені Сонцем (мал. 22), відкидають конуси тіні (що сходяться) і конуси півтіні (що розходяться). Коли Місяць потрапляє в тінь Землі повністю або частково, настає повне або часткове затемнення Місяця. Із Землі його видно одночасно скрізь, де Місяць над горизонтом. Фаза повного затемнення Місяця триває, поки він не почне виходити із земної тіні, і може тривати до 1 год 40 хв. Сонячні промені, заломлюючись в атмосфері Землі, потрапляють у конус земної тіні. При цьому атмосфера дуже поглинає голубі й сусідні з ними промені (згадайте спектр), а пропускає всередину конуса переважно червоні промені, які поглинаються слабше. Ось чому Місяць при великій фазі затемнення забарвлюється в червонуватий колір, а не зникає зовсім. У давнину затемнення Місяця боялися як страшного передвістя, гадали, що «місяць обливається кров'ю». Місячні затемнення бувають до трьох разів на рік з майже піврічними проміжками між ними і, звичайно, тільки в повний місяць.

     Сонячне затемнення як повне видно лише там, де на Землю падає пляма місячної тіні. Діаметр плями не перевищує 250 км, тому одночасно повне затемнення Сонця видно тільки на малій ділянці  Землі. Коли Місяць переміщується по своїй орбіті, його тінь рухається  по Землі із заходу на схід, викреслюючи  послідовно вузьку смугу повного  затемнення (мал. 23).

     Там, де на Землю падає півтінь Місяця, спостерігається часткове затемнення Сонця (мал. 24).

     Внаслідок невеликої зміни відстаней Землі  від Місяця і Сонця видимий  кутовий діаметр Місяця буває  то трохи більшим, то трохи меншим від сонячного, то дорівнює йому. У  першому випадку повне затемнення Сонця триває до 7 хв 40 с, у третьому — тільки одну мить, а в другому випадку Місяць взагалі не закриває Сонця повністю, спостерігається кільцеподібне затемнення. Тоді навколо темного диска Місяця видно сяючий обідок сонячного диска.

     На  основі точного знання законів руху Землі і Місяця обчислено на сотні  років уперед моменти затемнень  і те, де і як їх буде видно. Складено карти, на яких показано смугу повного  затемнення, лінії (ізофази), де затемнення буде видно в однаковій фазі, і  лінії, відносно яких для кожної місцевості можна обчислити моменти початку, кінця й середини затемнення.

     Сонячних  затемнень на рік для Землі  може бути від двох до п'яти, в останньому випадку неодмінно часткових. У  середньому в одному й тому самому місці повне сонячне затемнення буває видно надзвичайно рідко  — тільки один раз у 200—300 років.

     Особливий інтерес для науки становлять повні затемнення Сонця, які раніше наганяли забобонний жах на марновірних людей, їх вважали передвісниками війни, кінця світу.

     Астрономи організовують експедиції в смугу  повного затемнення, щоб протягом секунд, зрідка хвилин повної фази вивчати зовнішні розріджені оболонки Сонця, які не можна безпосередньо побачити без затемнення. Під час повного сонячного затемнення небо темнішає, по горизонту горить кільце заграви — світіння атмосфери, освітленої променями Сонця в місцевостях, де затемнення неповне, навколо чорного сонячного диска простягаються перлисті промені так званої сонячної корони.

     Якби  площина місячної орбіти збігалася  з площиною екліптики, кожного молодика відбувалося б сонячне, а кожного повного місяця — місячне затемнення. Але площина місячної орбіти перетинає площину екліптики під кутом 5°9'. Тому Місяць звичайно проходить далі на

     

     мал.4 Переміщення плями  місячної тіні по Землі

     північ  або далі на південь від площини  екліптики, і затемнень не буває. Лише протягом двох періодів на рік, розділених майже півріччям, коли повний місяць і молодик перебувають поблизу екліптики, можливі затемнення.

     

     Мал. 5 Послідовність фаз  часткового затемнення Місяця 

     Площина місячної орбіти обертається в просторі (це один з видів збурень у русі Місяця, які спричиняє притягання Сонця) і за 18 років робить повний оберт. Тому періоди можливих затемнень  зміщуються за датами року. У давнину  вчені помітили періодичність у затемненнях, пов'язану з цим 18-річним періодом, і тому могли наближено передбачати настання затемнень. Тепер похибки передобчислення моментів затемнень становлять менш як 1 с.