Лаборатория космических исследований. Почему луна бывает разной в течение месяца

Наша планета прекрасна и удивительна, такой планеты нет во всей вселенной. На её небосводе можно наблюдать разные светила.Днём на Землю ярко светит солнце, согревая своими лучами всё живое, а ночью мы видим, как Луна светит в окна наших домов. Луна всегда была загадочна, в древности люди со страхом и трепетом наблюдали, как она меняет свой лик. Ещё больший ужас вызывали у них затмения, когда вся Земля погружалась не на долгое время в полный мрак.

Луна сама не может излучать свет, она отражает свет Солнца .Почему же людям кажется, что луна меняется? Луна является спутником нашей планеты, и вращается вокруг неё. Мы всегда можем видеть Луну только с одной стороны, так если бы её привязали веревкой к Земле. Нам видно только освещённую часть Луны. Примерно около четырёх недель, Луна проделывает своё шествие вокруг Земли. То, что мы наблюдаем как изменение вида Луны или фазы, на самом деле изменение освещённости Луны как это видно с Земли. За четыре недели совершается полный цикл изменения вида Луны. В начале цикла Луна новая и она находится в той же стороне от нас, что и Солнце.

Сторона Луны, которая повёрнута к Земле тёмная и совершенно теряется в лучах Солнца, в этой фазе Луна не видна на небе.Эту лунную фазу называют - новолунием .

Следующая фаза имеет название - первая четверть, и Луна проходит четвёртую часть своего пути, тогда мы видим на половину освещённый диск Луны.

Третья фаза Луны, называется полнолунием , Луна находится с противоположной стороны от Солнца и мы видим весь диск Луны освещённый солнечными лучами. Завершающей фазой является последняя четверть, и диск Луны тоже освещён наполовину.

Что бы правильно определить в какой фазе находится Луна, нужно знать одно интересное правило. Если её серп похож на дужку от буквы «Р», значит Луна растущая. Когда её дужка смотрит в противоположную сторону и напоминает букву «С», тогда Луна стареющая. Это очень легко запомнить и вы всегда сможете определить, молодая Луна только начала свой путь или старая Луна завершает свой цикл.

На небе иногда можно наблюдать удивительные явления, которые называются затмениями.

Солнечным затмением учёные называют явление, когда диск Луны целиком и полностью закрывает Солнце. Наблюдать за таким явлением очень интересно, но при этом нужно взять с собой кусочек тёмного стекла, через него затмение будет видно во всей красе.

Другое интересное зрелище в науке называют затмением Луны . Это происходит, когда тень от Земли перекрывает диск Луны и вместо светящегося лунного диска можно увидеть тёмный круг. Если бы орбиты Земли и Луны совпадали, мы могли бы наблюдать затмение Солнца в новолуние и затмение Луны в полнолуние при каждом обороте. Этого не происходит, потому что плоскость, на которой расположена орбита Луны, наклонена на пять градусов.

Только что зашло Солнце. На фоне красноватой зари ярко вырисовывается узкий блестящий серп, горбом обращенный в сторону зашедшего Солнца. Недолго приходится им любоваться. Скоро и он опускается вслед за Солнцем под горизонт. При этом говорят: «Родилась новая Луна».

Фото: В.Ладинский. Родилась новая Луна.

На следующий день при заходе Солнца вы заметите, что серп стал шире, он виден выше над горизонтом и заходит уже не так рано. С каждым днем Луна как бы растет и в то же время отходит от Солнца все дальше и дальше влево (на восток). Через неделю Луна оказывается вечером на юге в виде полукруга с выпуклостью вправо. Тогда говорят: «Луна достигла фазы первой четверти ».

Лучшим временем года для наблюдений молодой Луны в Северном полушарии Земли является весна, когда серп народившейся Луны поднимается высоко над горизонтом. В фазе первой четверти Луна поднимается у нас выше всего над горизонтом в конце зимы – начале весны.

В следующие дни Луна продолжает расти, становится больше полукруга и отодвигается еще дальше к востоку, пока еще через неделю не станет полным кругом, т.е. наступит полнолуние . В то время когда Солнце будет уходить под западный горизонт на западной стороне, с противоположной, восточной стороны начнет подниматься полная Луна. К утру оба светила как бы меняются местами: появление Солнца на востоке застает полную Луну заходящей на западе.

Выше всего полная Луна ходит над горизонтом в первой половине зимы, а короткими летними ночами ее можно отыскать около полуночи низко в южной части неба.

Фото: В.Ладинский. Восход полной Луны 21 июля 2005 года.

Дальше день за днем Луна всходит все позднее. Она становится все более урезанной, или ущербленной, но уже с правой стороны. Через неделю после полнолуния вы вечером не найдете на небе Луны. Она только около полуночи показывается на востоке из-за горизонта и опять в виде половины круга, но горбом направлена теперь влево. Это последняя (или, как ее иногда называют, – третья) четверть . Утром полукруг Луны, обращенный горбом к восходящему Солнцу, можно увидеть в южной стороне небосвода. Через несколько дней узкий серп Луны только перед восходом Солнца появляется из-за горизонта на востоке. А еще через неделю, после последней четверти, Луна совсем перестает быть видимой – наступает новолуние ; потом она появится опять с левой стороны от Солнца: вечером на западе и горбом уже опять вправо.

Наиболее благоприятным временем года для наблюдений Луны в фазах между последней четвертью и новолунием является ранняя осень.

Так изменяется вид Луны на небе каждые четыре недели, точнее – 29,5 суток. Это лунный, или синодический , месяц. Он послужил основой для составления календаря еще в древние времена. Такой лунный календарь сохранился у некоторых восточных народов и до настоящего времени.

Изменение лунных фаз можно свести в такую таблицу:

Во время новолуния Луна находится между Землей и Солнцем и обращена к Земле неосвещенной стороной. В первую четверть, т.е. через четверть оборота Луны, к Земле обращена половина ее освещенной стороны. В полнолуние Луна находится в противоположной Солнцу стороне, а к Земле обращена вся освещенная сторона Луны, и мы видим ее полным кругом. В последнюю четверть снова мы видим с Земли половину освещенной стороны Луны. Теперь понятно, почему выпуклая сторона серпа Луны всегда обращена к Солнцу.

В течение нескольких дней после (или до) новолуния можно наблюдать, кроме яркого серпа, и не освещенную Солнцем, но слабо видимую часть Луны. Такое явление называют пепельным светом . Это – ночная поверхность Луны, освещаемая только отраженными от Земли солнечными лучами.

Таким образом, изменение фаз Луны объясняется тем, что Луна обращается вокруг Земли. Время обращения Луны вокруг нашей планеты называется звездным (сидерическим) месяцем и составляет 27,3 суток, что меньше 29,5 суток, в течение которых происходит смена фаз Луны. Причиной этого явления является движение самой Земли. Обращаясь вокруг Солнца, Земля увлекает за собой и свой спутник – Луну.

В новолуние, когда Луна оказывается между Землей и Солнцем, она может закрыть его от нас, тогда наступит солнечное затмение. В полнолуние Луна, находясь по другую сторону от Земли, может попасть в тень, отбрасываемую нашей планетой, тогда произойдет лунное затмение. Затмения не происходят каждый месяц потому, что Луна обращается вокруг Земли в плоскости, не совпадающей с той плоскостью (плоскость эклиптики), в которой Земля обращается вокруг Солнца. Плоскость орбиты Луны наклонена к плоскости эклиптики под углом 5° 9". Поэтому затмения случаются лишь в случае, когда в момент новолуния (полнолуния) Луна находится вблизи эклиптики, иначе ее тень падает «выше» или «ниже» Земли (или земная тень «выше» ли «ниже» Луны).

Фаза – это отношение площади освещенной части диска небесного тела к площади всего диска. В фазе новолуния Ф = 0,0, в фазе первой и последней четвертей = 0,5, в фазе полнолуния = 1,0.

Мысленная линия, проведенная через вершины рогов серпа Луны, называют линией рогов. Часто говорят, что линия рогов указывает на точку юга, или под нее. Перпендикуляр к линии рогов указывает направление на Солнце.

Если рога лунного месяца направлены влево, то Луна растущая, если вправо – то стареющая. Впрочем, это правило меняется на обратное при наблюдениях Луны из южного полушария Земли, что показано на рисунке:

Задачи и вопросы:

1. Луна находится в новолунии. В какой фазе будет Земля видна с Луны? Земля будет находиться в фазе «полноземелия», т.к. фазы у Луны при наблюдениях с Земли и фазы Земли для лунного наблюдателя меняются наоборот и находятся в противофазе.

2. Видна ли с Луны Земля в «новоземелие»? Да, видна в виде серпика из-за того, что атмосфера Земли преломляет солнечный свет.

3. 25 декабря такого-то года Луна была в фазе первой четверти. В какой фазе она будет видна через год? Для решения этой задачи возьмем синодический месяц Луны, равный примерно 29,5 суток. Умножим 29,5 на 12 месяцев и получим 354 дня. Вычтем полученное значение из 365 (количество дней в году) и получим 11 дней. Учитывая то, что первая четверть наступает спустя 7 – 8 дней, то, прибавив полученное значение (11) к 7 (или 8), получим возраст Луны через год, равный 18 или 19 дням. Таким образом, Луна спустя год окажется в фазе между полнолунием и последней четвертью.

4. Во сколько будет кульминировать Луна в первой четверти? Луна в первой четверти будет кульминировать над точкой юга примерно в шесть часов вечера по местному времени.

Фазы Луны в 2012 году Время указано Всемирное (МСК - 4 ч)

Чтобы понять, как происходит вращение Луны, возьми куклу (она будет Землей) и машинку (она будет Луной).
1) Посади куклу на стол, возьми машинку и провези ее вокруг куклы по кругу. Если бы ты оказался на месте куклы, то видел бы все время только одну сторону машинки.
2) А теперь убери куклу и снова провези машинку по кругу, но наблюдай за ней так, чтобы твои глаза находились на уровне стола. Машинка совершила полный оборот вокруг своей оси, а ты увидел все ее стороны.

Луна светится потому, что отражает солнечные лучи. Луна, вместе с Землей, обращается вокруг Солнца и вокруг самой Земли - поэтому видимая часть ее освещенной поверхности меняется — от полного диска до тонкого серпа, и зависит это от всех факторов сразу - и от положения Солнца, и от положения Земли, и конечно самой Луны, а так же от их взаимного расположения. В новолуние мы совсем не видим Луны, потому что она повернута к нам своей темной стороной. Потом на небе появляется тонкий серп, он растет и превращается в полумесяц. Находясь позади Земли (не попадая в ее тень), виден полный диск — наступает полнолуние. Затем все идет в обратном порядке. Когда Луна находится между полнолунием и новолунием, ее называют ущербной.

Что такое затмение?

Иногда, двигаясь вокруг Солнца планеты отбрасывают друг на друга тень. Луна, оказавшись между нашей и Землей, частично или полностью закрывает Солнце. Тень от нее падает на Землю, и тогда наступает солнечное затмение. Во время полного затмения небо темнеет, а от Солнца остается одна корона, которую можно увидеть через специальные фильтры. Лунное затмение происходит, когда Луна попадает в тень Земли. Однако Луна не исчезает, а приобретает красноватый оттенок, потому что на нее попадают рассеянные в атмосфере Земли солнечные лучи.

Лунный серп

Если серп Луны развернут горбом вправо и его можно превратить в букву «Р», приставив к кончикам «рогов» вертикальную палочку, значит, Луна «Р»астет. Если же серп имеет форму буквы «С», то Луна «С»тареет.

Почему нам видна только одна сторона луны

Луна обращается вокруг Земли в направлении против часовой стрелки, совершая полный оборот за 27,3 дня. Столько же времени ей нужно, чтобы обернуться вокруг собственной оси. Именно поэтому Луна всегда обращена к нам одной стороной, и нам кажется, что она не вращается вовсе. Но попытайся понаблюдать за Луной как бы со стороны.

Лунный месяц

Период между двумя новолуниями называется лунным месяцем. Он длится около 29,5 суток.

Желтым цветом окрашена сторона Луны, обращенная к Земле. Совершив полный оборот вокруг Земли, Луна совершила также полный оборот вокруг собственной оси.

Луна - это единственный естественный спутник Земли. Это второй по яркости объект на земном небосводе после Солнца, а так же пятый по величине естественный спутник в Солнечной системе .

Что такое лунный цикл?

Это период времени, за который луна делает один полный оборот вокруг Земли. Лунный цикл составляет примерно 29,5 солнечного дня.

Что такое убывающая и прибывающая луна?

Если вы внимательно следите за небосводом, то можете заметить, что в новолуние луна не освещена, а потом понемногу "увеличивается" ее размер от узкого серпа до целого круга, это прибывающая луна. После наступления полнолуния, площадь освещенной поверхности Луны понемногу уменьшается, это убывающая луна.

Как определить Луна прибывает или убывает?

Попробуйте приставить вертикальную палочку к луне. Получилась буква, похожая на Р? Значит Луна "растет", или прибывает. Если же серп похож на букву С, то значит Луна "стареет", или убывает.

Почему луна светится?

На самом деле она не светится, она просто отражает солнечный свет.

Какие фазы выделяются в лунном цикле?

Освещаемая Солнцем сторона Луны обращена к наблюдателю каждый раз под новым углом, этим объясняется смена лунных фаз. Тень Земли не влияет на смену лунных фаз, кроме моментов затмения Луны в фазе полнолуния, которые происходят два раза в год.

Новолуние

В фазе новолуния освященная часть Луны невидима, т.к. визуально Луна совмещается с точкой Солнца. В виде узенького серпа, который начнет постепенно увеличиваться, ее можно увидеть по прошествии суток.

Первая четверть

При движении Луны по ее орбите в первую четверть лунного цикла, начинается видимое наблюдателю отдаление Луны от Солнца. Спустя семь дней после новолуния, расстояние между Луной и Солнцем становится равным расстоянию между Землей и Солнцем. В этот момент визуализируется четверть лунного диска.

Полнолуние

Расстояние между Луной и Солнцем продолжает увеличиваться во второй четверти лунного цикла, и Луна достигает самой удаленной от Солнца точки своей орбиты. Наступает момент фазы полнолуния.

Третья четверть

Обратное движение Луны относительно Солнца начинается в третьей четверти лунного цикла, начиная приближаться к нему. Луна, убывая, опять уменьшается до четверти диска.

Новолуние

Завершается Лунный цикл тем, что Луна возвращается в положение между Землей и Солнцем. Наблюдателю полностью перестает быть видимой освященная часть Луны. Новолуние, завершающее цикл, кладет начало новому лунному месяцу.

Что такое терминатор?

Это линия, которая разделяет темную и светлую сторону Луны. Это определение относится ко всем спутникам, а не только к Луне.

Если мы понаблюдаем за Луной в течение месяца, то заметим, что она постепенно изменяет свой вид от полного диска до узкого серпа и затем, через 2–3 сут, когда она невидима, в обратной последовательности - от серпа до полного диска. При этом форма, или фазы, Луны меняется от месяца к месяцу строго периодически. Так же изменяют свой внешний вид планеты Меркурий и Венера, но только в течение более длительного периода времени. Смена фаз происходит из‑за периодического изменения условий освещения названных небесных тел по отношению к наблюдателю. Освещение зависит от взаимного положения Солнца, Земли и каждого из рассматриваемых тел.

Фазы Луны и её вид для земного наблюдателя.

Когда Луна находится между Солнцем и Землей на прямой, соединяющей эти два светила, в этом положении к Земле обращена неосвещенная часть лунной поверхности, и мы её не видим. Эта фаза - новолуние. Через 1–2 сут после новолуния Луна отходит в сторону от прямой, соединяющей центры Солнца и Земли, и нам с Земли виден узкий лунный серп, обращенный выпуклостью к Солнцу.

Во время новолуния та часть Луны, которая не освещена прямыми солнечными лучами, все же слегка виднеется на темном фоне неба. Это свечение назвали пепельным светом Луны. Первым правильно объяснил причину этого явления Леонардо да Винчи: пепельный свет возникает благодаря солнечным лучам, отраженным от Земли, которая в это время обращена к Луне большей частью своего освещенного Солнцем полушария.

Через неделю после новолуния терминатор - граница освещенной Солнцем и темной части лунного диска - приобретает для земного наблюдателя вид прямой линии. Освещенная часть Луны составляет ровно половину видимого диска; эта фаза Луны называется первой четвертью. Поскольку в тех точках Луны, которые находятся на терминаторе, в дальнейшем наступает лунный день, то терминатор в этот период времени называют утренним.

Через две недели после новолуния Луна вновь находится на линии, соединяющей Солнце и Землю, однако на этот раз не между ними, а по другую сторону Земли. Наступает полнолуние, когда мы видим освещенным полный диск Луны. Две фазы Луны - новолуние и полнолуние - носят общее название сизигий. Во время сизигий могут происходить затмения Солнца и Луны, а также некоторые другие явления. Так, например, именно в период сизигий достигают наибольшей величины морские приливы (см. Приливы и отливы).

После полнолуния освещенная часть Луны начинает убывать, и с Земли виден вечерний терминатор, т. е. граница той области Луны, где наступает ночь. Через три недели после новолуния мы вновь наблюдаем освещенным ровно половину диска Луны. Наблюдаемая фаза - последняя четверть. Видимый серп Луны день ото дня становится уже, и, пройдя полный цикл изменений, Луна к моменту новолуния совсем скрывается из виду. Полный период смены фаз - синодический месяц - составляет 29,53 сут.

От новолуния до полнолуния Луну называют молодой или растущей, после полнолуния - старой. Можно очень просто отличить серп растущей Луны от идущего на убыль серпа старой Луны. Если (в Северном полушарии Земли) вид серпа напоминает собой букву С, то Луна - старая. Если же, пририсовав мысленно палочку, можно превратить лунный серп в букву Р, то это растущая Луна.

Планеты Меркурий и Венера также наблюдаются в различных фазах, что хорошо видно в телескоп. Люди с исключительно острым зрением могут наблюдать фазы Венеры даже невооруженным глазом. В телескоп хорошо видно, как изменяется вид серпа Венеры. После изобретения телескопа наблюдение именно этого явления послужило доказательством того, что все планеты имеют шарообразную форму и видны благодаря отраженному солнечному свету.