Modeliranje dinamičnih sistemov: Kako se Luna premika? Osnovni podatki o luni

luna- edino nebesno telo, ki se vrti okoli Zemlje, razen umetnih satelitov Zemlje, ki jih je človek ustvaril za Zadnja leta.

Luna se neprestano premika po zvezdnem nebu in se glede na neko zvezdo na dan premakne proti dnevnemu vrtenju neba za približno 13 °, po 27,1 / 3 dneh pa se vrne na iste zvezde, kar opisuje celoten krog v nebesna krogla. Zato se imenuje čas, v katerem Luna naredi popoln obrat okoli Zemlje glede na zvezde zvezdna (ali stranska)) mesec; je 27,1 / 3 dni. Luna se giblje okoli zemlje po eliptični orbiti, zato se razdalja od zemlje do lune spremeni za skoraj 50 tisoč km. Povprečna razdalja od Zemlje do Lune je 384 386 km (zaokroženo navzgor - 400 000 km). To je desetkrat več kot dolžina ekvatorja Zemlje.

luna sam ne oddaja svetlobe, zato je na nebu vidna le njegova površina, osvetljena s soncem - dnevna stran. Noč, temna, ni vidna. Ko se Luna premika po nebu od zahoda proti vzhodu, se v 1 uri premakne glede na zvezde za približno pol stopinje, to je za količino, ki je blizu njeni navidezni velikosti, in čez dan - za 13 stopinj. Mesec dni luna na nebu dohiti in preseže sonce, medtem ko pride do spremembe lunine faze: mlada luna , prva četrtina , polna luna in zadnje četrtletje .

V mlada luna Lune ni mogoče videti niti skozi teleskop. Nahaja se v isti smeri kot Sonce (le nad njim ali pod njim), proti Zemlji pa ga obrača nočna polobla. Dva dni kasneje, ko se Luna odmika od Sonca, je mogoče videti nekaj ozek polmesec nekaj minut pred zahodom na zahodni strani neba v ozadju večerne zore. Grki so prvi pojav luninega polmeseca po novi luni imenovali "neomenija" (" mlada luna»), Od tega trenutka se začne lunin mesec.

7 dni 10 ur po novi luni nastopi faza, imenovana prva četrtina... V tem času se je Luna oddaljila od Sonca za 90 °. Z Zemlje je vidna le desna polovica luninega diska, ki ga osvetljuje Sonce. Po sončnem zahodu luna se nahaja na južni strani neba in zaide okoli polnoči. Nadaljevanje gibanja od Sonca vse do leve. luna zvečer je že na vzhodni strani neba. Pride po polnoči, vsak dan kasneje in pozneje.

Kdaj luna se izkaže na strani nasproti Sonca (na kotni razdalji 180 od njega), pride polna luna... 14 dni in 18 ur je minilo od mlade lune luna se začne približevati Soncu na desni.

Osvetlitev desne strani luninega diska se zmanjša. Kotna razdalja med njim in Soncem se zmanjša s 180 na 90 °. Spet je vidna le polovica luninega diska, vendar že njegova leva stran. Po novi luni je 22 ur minilo 3 ure. zadnje četrtletje... Luna vzhaja okoli polnoči in sije vso drugo polovico noči, do sončnega vzhoda doseže južno stran neba.

Širina polmeseca se še naprej zmanjšuje in sama luna se Soncu postopoma približuje z desne (zahodne) strani. Pojavljajoč se na vzhodnem nebu vsak dan pozneje postane polmesec zelo ozek, vendar so rogovi obrnjeni v desno in izgledajo kot črka "C".

Pravijo, luna star. Pepelna svetloba je vidna na nočnem delu diska. Kotna razdalja med Luno in Soncem se zmanjša na 0º. Končno, luna dohiti Sonce in spet postane neviden. Prihaja naslednja mlada luna. Luninega meseca je konec. Trajalo je 29 dni 12 ur 44 minut 2,8 sekunde ali skoraj 29,53 dni. To obdobje se imenuje sinodični mesec (iz grškega sy "nodos-povezava, zbliževanje).

Sinodično obdobje je povezano s položajem nebesnega telesa glede na Sonce, ki je vidno na nebu. Lunin sinodični mesec je časovno obdobje med zaporednimi fazami z istim imenom Luna.

Vaša pot na nebu glede na zvezde luna naredi 7 ur 43 minut 11,5 sekunde v 27 dneh (zaokroženo - 27,32 dni). To obdobje se imenuje stranski (iz latinščine sideris-star), oz zvezdni mesec .

№7 Mrk Lune in Sonca, njihova analiza.

Sončev in Lunin mrk - najbolj zanimiv pojav narava, ki jo človek pozna že od antičnih časov. So relativno pogosti, vendar niso vidni z vseh področij. zemeljsko površino zato se mnogim zdijo redki.

Sončev mrk nastane, ko naš naravni satelit, Luna, v svojem gibanju preide v ozadje Sončevega diska. To se vedno zgodi v času mlade lune. Luna se skoraj 400 -krat nahaja bližje Zemlji kot Sonce, hkrati pa je njen premer tudi približno 400 -krat manjši od premera Sonca. Zato sta navidezni dimenziji Zemlje in Sonca skoraj enaki in Luna lahko pokriva Sonce s seboj. Toda ni vsaka mlaja sončni mrk. Zaradi nagiba Lunine orbite do Zemljine orbite Luna običajno malo "zgreši" in v času mlade lune preide nad ali pod Soncem. Vendar vsaj 2 -krat na leto (vendar največ pet) lunina senca pade na Zemljo in pride do sončnega mrka.

Lunina senca in penumbra padeta na Zemljo v obliki ovalnih lis, ki s hitrostjo 1 km. v sekundah tečejo po zemeljski površini od zahoda proti vzhodu. Na območjih, ujetih v lunini senci, je viden popolni Sončev mrk, torej Sonce popolnoma pokriva Luna. Na območjih, pokritih z delno senco, pride do delnega Sončevega mrka, to pomeni, da Luna pokriva le del sončnega diska. Zunaj meje penumbre do mrka sploh ne pride.

Najdaljše trajanje polna faza mrk ne presega 7 minut. 31 sekund Najpogosteje pa traja dve do tri minute.

Sončev mrk se začne z desnega roba Sonca. Ko luna popolnoma pokrije sonce, nastopi mrak, kot v temnem mraku, na zatemnjenem nebu pa se najbolj pojavi svetle zvezde in planeti, okoli Sonca pa lahko vidite čudovit sijoč sijaj biserne barve - sončno korono, ki je zunanja plast sončne atmosfere, ki je zaradi nizke svetlosti v primerjavi s svetlostjo dneva ni vidna zunaj mrka. nebo. Videz krošnje se iz leta v leto spreminja glede na sončno aktivnost. Roza žareči obroč utripa po celotnem obzorju - to je območje, pokrito z mesečevo senco, ki prodira v sončno svetlobo iz sosednjih območij, kjer popolni mrk se ne zgodi, opazimo pa le posebno.
SONČNI IN LUNARNI POMRKI

Sonce, luna in zemlja v fazi mlade lune in polne lune le redko ležita na isti črti, ker lunina orbita ne leži ravno v ravnini ekliptike, ampak pod nagibom 5 stopinj do nje.

Sončni mrki nove lune... Luna nam odklanja sonce.

Lunini mrki... Sonce, Luna in Zemlja so v vrsti polna luna... Zemlja blokira Luno od Sonca. Luna postane opečno rdeča.

Vsako leto so v povprečju 4 Sončevi in ​​Lunini mrki. Vedno se spremljata. Na primer, če mlada luna sovpada s Sončevim mrkom, potem se Lunin mrk pojavi dva tedna kasneje, v fazi polne lune.

Astronomsko gledano sončni mrki nastanejo, ko Luna, ko se giblje okoli Sonca, popolnoma ali delno zakrije Sonce. Navidezni premeri Sonca in Lune sta skoraj enaki, zato Luna popolnoma zakrije Sonce. Toda to je mogoče videti z Zemlje v polnem faznem pasu. Na obeh straneh polnega faznega pasu je opazen delni sončni mrk.

Pasovna širina celotne faze sončnega mrka in njeno trajanje sta odvisna od medsebojnih razdalj Sonca, Zemlje in Lune. Zaradi spreminjanja razdalj se spremeni tudi navidezni kotni premer Lune. Ko je nekoliko večji od sončnega, lahko popolni mrk traja do 7,5 minut, ko je enak, potem en trenutek, če pa je manjši, potem Luna sploh ne zakrije popolnoma Sonca. V zadnjem primeru pride do obročastega mrka: okrog temnega luninega diska je viden ozek, svetel sončni obroč.

Med popolnim sončnim mrkom se Sonce pojavi kot črni disk, obdan z auroro (korono). Dnevna svetloba je tako slaba, da lahko včasih vidite zvezde na nebu.

Popoln lunin mrk nastane, ko luna pade v stožec zemeljske sence.

Lunin mrk lahko traja 1,5-2 ure. Opazujemo ga lahko z vse nočne poloble Zemlje, kjer je bila Luna v času mrka nad obzorjem. Zato lahko na določenem območju popolne lunine mrke opazimo veliko pogosteje kot sončne.

Med popolnim luninim mrkom lune ostane lunin disk viden, vendar dobi temno rdeč odtenek.

Sončev mrk se pojavi na novi luni, lunin pa na polni luni. Najpogosteje sta dva lunarna in dva sončna mrka na leto. Največje možno število mrkov je sedem. Po določenem času se Lunin in Sončev mrk ponovijo v istem vrstnem redu. Ta interval se je imenoval saros, kar v prevodu iz egipčanskega pomeni - ponavljanje. Saros je približno 18 let, 11 dni. Med vsakim Sarosom se zgodi 70 mrkov, od tega 42 sončnih in 28 luninih. Popolni sončni mrki z določenega območja so opaženi manj pogosto kot mrki Lune, enkrat na 200-300 let.

POGOJI ZA SONČNI MRK

Med sončnim mrkom Luna prehaja med nami in Soncem in jo skrije pred nami. Podrobneje razmislimo o pogojih, pod katerimi lahko nastane Sončev mrk.

Naš planet Zemlja, ki se čez dan vrti okoli svoje osi, se hkrati premika okoli Sonca in v enem letu naredi popoln obrat. Zemlja ima satelit - Luno. Luna se giblje okoli zemlje in v 29 1/2 dneh naredi popoln obrat.

Relativni položaj teh treh nebesnih teles se ves čas spreminja. Med gibanjem po Zemlji se Luna v določenih časovnih obdobjih znajde med Zemljo in Soncem. Toda Luna je temna, neprozorna trdna krogla. Ujeta med Zemljo in Soncem, kot velika roletna, zapira Sonce s seboj. Ta čas se izkaže, da je tista stran Lune, ki je obrnjena proti Zemlji, temna, neosvetljena. Zato se lahko sončni mrk pojavi le med novo luno. Na polni luni Luna odmika od Zemlje v nasprotni smeri od Sonca in lahko pade v senco, ki jo oddaja globus. Nato bomo opazovali Lunin mrk.

Povprečna razdalja od Zemlje do Sonca je 149,5 milijona km, povprečna razdalja od Zemlje do Lune pa 384 tisoč km.

Bližje kot je predmet, večji se nam zdi. Luna je v primerjavi s Soncem skoraj 400 -krat bližje nam, hkrati pa je njen premer tudi približno 400 -krat manjši od premera Sonca. Zato sta navidezni velikosti Lune in Sonca skoraj enaki. Luna lahko tako zapira sonce od nas.

Oddaljenosti Sonca in Lune od Zemlje pa ne ostajata konstantni, ampak se nekoliko spreminjata. To se zgodi, ker pot Zemlje okoli Sonca in pot Lune okoli Zemlje nista kroga, ampak elipse. S spremembo razdalje med temi telesi se spreminjajo tudi njihove navidezne velikosti.

Če je Luna v trenutku sončnega mrka na najmanjši razdalji od Zemlje, bo lunin disk nekoliko večji od sončnega. Luna bo popolnoma prekrila sonce, mrk pa bo popoln. Če je med mrkom Luna najbolj oddaljeno od Zemlje, potem bo imela nekoliko manjšo navidezno velikost in ne bo mogla popolnoma zapreti Sonca. Svetlobni rob Sonca bo ostal odkrit, ki bo med mrkom viden kot svetel tanek obroč okoli črnega diska Lune. Tak mrk se imenuje obročast.

Zdi se, da bi se sončni mrki morali dogajati mesečno, vsako mlado luno. Vendar se to ne zgodi. Če bi se Zemlja in Luna premikali v vidni ravnini, bi se na vsaki novi luni Luna res pojavila točno na ravni črti, ki povezuje Zemljo in Sonce, in prišlo bi do mrka. Pravzaprav se Zemlja giblje okoli Sonca v eni ravnini, Luna pa okoli Zemlje v drugi. Ta letala se ne ujemajo. Zato luna med mladimi pogosto prihaja bodisi nad soncem bodisi pod njim.

Navidezna pot lune na nebu ne sovpada s potjo, po kateri se giblje sonce. Te poti se sekata na dveh nasprotnih točkah, ki se imenujeta lunarna vozlišča. V bližini teh točk se poti Sonca in Lune približata. In šele ko se mlaja pojavi v bližini vozlišča, jo spremlja mrk.

Mrk bo popoln ali obročast, če sta Sonce in Luna skoraj v vozlišču na novi luni. Če se izkaže, da je Sonce v času mlade lune na določeni razdalji od vozlišča, se središča luninega in sončnega diska ne bodo ujemala in Luna bo le delno prekrila Sonce. Tak mrk se imenuje delni.

Luna se premika med zvezdami od zahoda proti vzhodu. Zato se Luna zapira Sonce z njenega zahodnega, torej desnega roba. Stopnjo zaprtosti astronomi imenujejo faza mrka.

Okrog lunine sence je območje penumbre, tu je mrk pogost. Premer regije penumbra je približno 6-7 tisoč km. Za opazovalca, ki bo blizu roba tega območja, bo Luna pokrila le majhen del sončnega diska. Takšen mrk lahko sploh ostane neopažen.

Ali je mogoče natančno napovedati začetek mrka? Znanstveniki so v starih časih ugotovili, da se po 6585 dneh in 8 urah, kar je 18 let 11 dni 8 ur, mrki ponovijo. To se zgodi, ker se po takem časovnem obdobju lokacija v Luni, Zemlji in Soncu v vesolju ponovi. Ta vrzel se je imenovala saros, kar pomeni ponavljanje.

V enem Sarosu je v povprečju 43 sončnih mrkov, od tega 15 zasebnih, 15 obročastih in 13 skupaj. Če dodamo datume mrkov, ki so jih opazili v enem Sarosu, 18 let, 11 dni in 8 ur, lahko napovemo nastanek mrkov v prihodnosti.

Na istem mestu na Zemlji je popoln sončni mrk opazen enkrat na 250-300 let.

Astronomi so izračunali pogoje za vidnost sončnih mrkov za dolga leta.

LUNARNI PREHODI

Lunini mrki so tudi med "izrednimi" nebesnimi pojavi. Zgodijo se tako. Polni svetlobni krog Lune začne zatemniti na njenem levem robu, na luninem disku se pojavi okrogla rjava senca, se premika vse dlje in po približno eni uri prekrije celotno Luno. Luna zbledi in postane rdečkasto rjava.

Premer Zemlje je skoraj 4 -kratni premer Lune, senca z Zemlje pa je tudi na razdalji Lune od Zemlje več kot 2 1/2 -krat večja od Lune. Zato se lahko luna popolnoma potopi v zemeljsko senco. Popolni Lunin mrk je veliko daljši od Sončevega mrka: lahko traja 1 uro in 40 minut.

Iz istega razloga, da se Sončevi mrki ne pojavljajo vsako mlado luno, se Lunini mrki ne pojavljajo vsako polno luno. Največje število lunin mrk na leto - 3, vendar obstajajo leta brez mrkov sploh; to je bilo na primer leta 1951.

Lunini mrki se ponavljajo istočasno kot sončni. V tem intervalu, v 18 letih 11 dneh 8 ur (saros), je 28 Luninih mrkov, od tega 15 delnih in 13 popolnih. Kot lahko vidite, je število Luninih mrkov v Sarosu veliko manjše od Sončevih mrkov, kljub temu pa lahko Lunine mrke opazimo pogosteje kot Sončeve. To je posledica dejstva, da Luna, ki se potopi v senco Zemlje, preneha biti vidna na celotni polovici Zemlje, ki je ne osvetljuje Sonce. To pomeni, da je vsak lunin mrk vidno viden več ozemlja kot vsako sonce.

Zasenčena luna ne izgine popolnoma, kot sonce med sončnim mrkom, ampak je rahlo vidna. To se zgodi, ker del sončnih žarkov prihaja skozi zemeljsko atmosfero, se v njej lomi, vstopi v zemeljsko senco in zadene luno. Ker so rdeči žarki spektra najmanj razpršeni in oslabljeni v ozračju. Luna med mrkom dobi bakreno-rdeč ali rjav odtenek.

ZAKLJUČEK

Težko si je predstavljati, da se sončni mrki pojavljajo tako pogosto: navsezadnje mora vsak od nas mrke opazovati izredno redko. To je razloženo z dejstvom, da med sončnim mrkom senca z Lune ne pade na celotno Zemljo. Padla senca je skoraj okroglo mesto katerega premer lahko doseže največ 270 km. To mesto bo pokrilo le zanemarljiv del zemeljske površine. Trenutno bo le na tem delu Zemlje viden popolni Sončev mrk.

Luna se giblje po svoji orbiti s hitrostjo približno 1 km / s, torej hitreje kot puška. Posledično se njena senca premika z veliko hitrostjo po zemeljski površini in dolgo časa ne more pokriti nobenega mesta na svetu. Zato popolni sončni mrk ne more trajati več kot 8 minut.

Tako lunarna senca, ki se giblje vzdolž Zemlje, opisuje ozek, a dolg pas, v katerem dosledno opazujemo popoln sončni mrk. Trak celotnega sončnega mrka je dolg nekaj tisoč kilometrov. In vendar se izkaže, da je območje, ki ga pokriva senca, v primerjavi s celotno površino Zemlje nepomembno. Poleg tega se oceani, puščave in redko poseljena območja Zemlje pogosto znajdejo v pasu popolnega mrka.

Zaporedje mrkov se skoraj časovno ponavlja v istem vrstnem redu, ki se imenuje saros (saros je egipčanska beseda, ki pomeni "ponavljanje"). Saros, znan v antiki, je star 18 let in 11,3 dni. Dejansko se bodo mrki ponavljali v istem vrstnem redu (po nekem začetnem mrku) toliko časa, kolikor je potrebno, da se ista faza Lune pojavi na isti razdalji Lune od vozlišča njene orbite, kot pri začetnem mrku.

Med vsakim Sarosom se zgodi 70 mrkov, od tega 41 sončnih in 29 lunarnih. Tako se Sončevi mrki pojavljajo pogosteje kot Lunini, toda na določeni točki na zemeljski površini lahko Lunine mrke opazimo pogosteje, saj so vidni na celotni Zemljini polobli, medtem ko so Sončevi mrki vidni le na relativno ozek trak. Še posebej redko je videti popolne sončne mrke, čeprav jih je med vsakim Sarosom približno 10.

№8 Zemlja je kot krogla, elipsoid revolucije, 3-osni elipsoid, geoid.

Predpostavke o sferičnosti zemlje so se pojavile v 6. stoletju pr. Starodavni znanstveniki so dokazali sferičnost zemlje na podlagi naslednjih pojavov:
- krožni pogled na obzorje na odprtih prostorih, ravnicah, morju itd.;
- krožna senca Zemlje na površini Lune pri Lunini mrki;
- sprememba višine zvezd pri premikanju od severa (N) proti jugu (S) in nazaj, zaradi izbokline opoldanske črte itd. V delu "Na nebu" je Aristotel (384 - 322 pr. n. št.) pokazal izhaja, da Zemlja ni le okrogle oblike, ampak ima tudi končne dimenzije; Arhimed (287 - 212 pr. N. Št.) Je trdil, da je vodna površina v mirno stanje je sferična površina. Predstavili so tudi koncept sferoida Zemlje kot geometrijske figure, podobne krogli.
Sodobna teorija preučevanje figure Zemlje izvira iz Newtona (1643 - 1727), ki je odkril zakon univerzalna gravitacija in jo uporabili za preučevanje oblike Zemlje.
Konec 80. let 17. stoletja so bili znani zakoni gibanja planetov okoli Sonca, zelo natančne dimenzije sveta, ki jih je Picard določil s stopinjskimi meritvami (1670), dejstvo zmanjšanja pospeška gravitacija na zemeljski površini od severa (N) proti jugu (S), zakoni mehanike Galilejeve in Huygenske raziskave gibanja teles vzdolž ukrivljena linija... Posploševanje teh pojavov in dejstev je znanstvenike pripeljalo do utemeljenega pogleda na sferoidizem Zemlje, tj. njegova deformacija v smeri polov (ravnost).
Znano Newtonovo delo - "Matematična načela naravne filozofije" (1867) postavlja novo doktrino figure Zemlje. Newton je prišel do zaključka, da bi morala biti figura Zemlje v obliki elipsoida vrtenja z rahlim polarnim stiskanjem (to dejstvo je utemeljil z zmanjšanjem dolžine drugega nihala z zmanjševanjem zemljepisne širine in zmanjšanjem gravitacije od pol do ekvatorja zaradi dejstva, da je "Zemlja nekoliko višja na ekvatorju").
Na podlagi hipoteze, da je Zemlja sestavljena iz homogene mase gostote, je Newton teoretično določil polarno stiskanje Zemlje (α) v prvem približku, ki je približno približno 1: 230. Pravzaprav je Zemlja nehomogena: skorja ima gostota 2,6 g / cm3, medtem ko povprečna gostota Zemlja je 5,52 g / cm3. Neenakomerna porazdelitev zemeljskih mas povzroča obsežne nežne izbokline in vdolbine, ki se združujejo v hribe, vdolbine, vdolbine in druge oblike. Upoštevajte, da posamezne nadmorske višine nad Zemljo dosegajo višine več kot 8000 metrov nad površino oceana. Znano je, da površina Svetovnega oceana (MO) zavzema 71%, kopno - 29%; povprečna globina MO (Svetovni ocean) je 3800 m, povprečna višina kopnega pa 875 m. Skupna površina zemeljske površine je 510 x 106 km2. Iz navedenih podatkov izhaja, da večina Zemlja je prekrita z vodo, kar daje podlago, da jo vzamemo za ravno površino (UE) in nazadnje za splošno podobo Zemlje. Podobo Zemlje si lahko predstavljamo tako, da si predstavljamo površino, na vsaki točki katere je sila gravitacije usmerjena vzdolž normale nanjo (vzdolž navpične črte).
Kompleksna figura Zemlje, omejena z ravno površino, ki je začetek poročila o višinah, se običajno imenuje geoid. V nasprotnem primeru površino geoida kot ekvipotencialno površino fiksira površina oceanov in morij v mirnem stanju. Pod celinami je površina geoida opredeljena kot površina, pravokotna na daljnovodi(Slika 3-1).
P.S. Ime Zemljine figure - geoid - je predlagal nemški fizik I.B. Listig (1808 - 1882). Pri kartiranju zemeljske površine se na podlagi dolgoletnih raziskav znanstvenikov kompleksna geoidna figura brez žrtvovanja natančnosti nadomesti z matematično enostavnejšo - elipsoid revolucije. Elipsoid rotacije- geometrijsko telo, ki nastane zaradi vrtenja elipse okoli manjše osi.
Elipsoid revolucije se približa telesu geoida (odstopanje ponekod ne presega 150 metrov). Velikosti zemeljskega elipsoida so določili številni znanstveniki po svetu.
Temeljne raziskave figure Zemlje, ki so jih izdelali ruski znanstveniki F.N. Krasovsky in A.A. Izotov, ki je omogočil razvoj ideje o triosnem zemeljskem elipsoidu ob upoštevanju velikih geoidnih valov, zato so bili pridobljeni njegovi glavni parametri.
V zadnjih letih (konec XX in začetek XXI stoletja) so bili parametri Zemljine figure in zunanji gravitacijski potencial določeni s pomočjo vesoljskih objektov ter z astronomsko-geodetskimi in gravimetričnimi raziskovalnimi metodami tako zanesljivo, da zdaj govorimo o oceni njihovih meritev v času. .
Triosni kopenski elipsoid, ki označuje figuro Zemlje, je razdeljen na skupni kopenski elipsoid (planetarni), primeren za reševanje globalnih problemov kartografije in geodezije, in referenčni elipsoid, ki se uporablja v določenih regijah, državah sveta in njihovih delov. Elipsoid vrtenja (sferoid) je površina vrtenja v tridimenzionalnem prostoru, ki nastane z vrtenjem elipse okoli ene od njegovih glavnih osi. Elipsoid vrtenja je geometrijsko telo, ki nastane kot posledica vrtenja elipse okoli manjše osi.

Geoid- figura Zemlje, omejena z ravninsko površino gravitacijskega potenciala, ki v oceanih sovpada s srednjo gladino oceana in se razteza pod celinami (celinami in otoki), tako da je ta površina povsod pravokotna na smer gravitacije. Površina geoida je bolj gladka kot fizična površina Zemlje.

Oblika geoida nima natančnega matematičnega izraza, za izdelavo kartografskih projekcij pa je izbrana pravilna geometrijska figura, ki se malo razlikuje od geoida. Najboljši približek geoida je oblika, ki izhaja iz rotacije elipse okoli kratke osi (elipsoid)

Izraz "geoid" je leta 1873 predlagal nemški matematik Johann Benedict Listing geometrijsko obliko natančneje kot elipsoid revolucije, ki odraža edinstveno obliko planeta Zemlje.

Izjemno zapletena figura je geoid. Obstaja le v teoriji, v praksi pa se je ne more niti dotakniti niti videti. Lahko si predstavljate geoida v obliki površine, katere sila teže na vsaki točki je usmerjena strogo navpično. Če bi bil naš planet pravilna krogla, enakomerno napolnjena z neko snovjo, bi vzvod na kateri koli točki pogledal v središče krogle. Toda položaj je zapleten zaradi dejstva, da je gostota našega planeta nehomogena. Ponekod so težke kamnine, pri drugih so po vsej površini razpršene praznine, gore in vdolbine, ravnine in morja pa tudi neenakomerno. Vse to spremeni gravitacijski potencial na vsaki določeni točki. Dejstvo, da je oblika sveta geoid, je krivo tudi za eterični veter, ki piha naš planet s severa.

Lahko rečemo, da se na prvi pogled Luna preprosto premika po planetu Zemlji z določeno hitrostjo in v določeni orbiti.

V resnici je to zelo kompleksen, znanstveno težko opisljiv proces gibanja kozmičnega telesa, ki poteka pod vplivom številnih različnih dejavnikov. Takšna na primer oblika Zemlje, če se spomnimo iz šolski program, je nekoliko sploščen, nanj pa zelo močno vpliva tudi dejstvo, da ga na primer Sonce privlači 2,2 -krat bolj kot naš domači planet.

Slike posnetka vesoljskega plovila Deep Impact gibanja lune

Hkrati proizvaja natančni izračuni gibanje, je treba upoštevati tudi, da Zemlja s plimsko interakcijo prenese kotni moment vrtenja na Luno in s tem ustvari silo, zaradi katere se odmakne od sebe. V tem primeru gravitacijska interakcija teh vesoljskih teles ni konstantna in se s povečanjem razdalje zmanjšuje, kar vodi do zmanjšanja hitrosti odstranjevanja Lune. Vrtenje Lune okoli Zemlje glede na zvezde se imenuje sideralni mesec in je enako 27,32166 dni.

Zakaj sveti?

Ste se kdaj vprašali, zakaj včasih vidimo le del lune? Ali zakaj sveti? Ugotovimo! Satelit odbija le 7% sončne svetlobe, ki pada nanj. To se zgodi, ker lahko v obdobju intenzivne aktivnosti Sonca le posamezni deli njegove površine absorbirajo in nabirajo sončno energijo, nato pa jo šibko oddajajo.

Pepelna svetloba - odsevna svetloba z Zemlje

Sam po sebi ne more žareti, ampak lahko odbija le svetlobo Sonca. Zato vidimo le tisti njen del, ki ga je prej osvetlilo Sonce. Ta satelit se premika po določeni orbiti okoli našega planeta in kot med njim, Soncem in Zemljo se nenehno spreminja, posledično vidimo različne faze Lune.

Infografske slike o fazah lune

Čas med mlajami je 28,5 dni. Dejstvo, da je en mesec daljši od drugega, je mogoče razložiti s premikanjem Zemlje okoli Sonca, torej ko satelit naredi popoln obrat okoli Zemlje, se planet sam v tem trenutku premakne za 1/13 svoje orbite. In da bo Luna spet med Soncem in Zemljo, potrebuje še približno dva dni časa.

Kljub temu, da se nenehno vrti okoli svoje osi, vedno gleda na Zemljo z isto stranjo, kar pomeni, da je vrtenje, ki ga naredi okoli svoje osi in okoli samega planeta, sinhrono. To sinhronost povzročajo plimovanja.

Zadnja stran

Zadnja stran

Naš satelit se enakomerno vrti okoli svoje osi in okoli Zemlje po določenem zakonu, katerega bistvo je naslednje: to gibanje je neenakomerno - v bližini perigeja je hitrejše, v bližini apogeja pa nekoliko počasnejše.

Včasih je mogoče pogledati na drugo stran lune, če ste na vzhodu ali na primer na zahodu. Ta pojav se imenuje optična vibracija po dolžini, obstaja tudi optična vibracija po zemljepisni širini. Nastane zaradi nagiba lunine osi glede na Zemljo, to pa lahko opazimo na jugu in severu.

Lunina orbita je pot, po kateri se Luna vrti okoli skupnega središča mase z Zemljo, ki se nahaja približno 4700 km od središča Zemlje. Vsaka revolucija traja 27,3 zemeljskih dni in se imenuje stranski mesec.
Luna je naravni satelit Zemlje in ji najbližje nebesno telo.

Riž. 1. Mesečeva orbita


Riž. 2. Zvezdni in sinodični meseci
Okrog Zemlje se vrti po eliptični orbiti v isti smeri kot Zemlja okoli Sonca. Povprečna razdalja Lune od Zemlje je 384.400 km. Ravnina lunine orbite je nagnjena k ravnini ekliptike za 5,09 '(slika 1).
Presečišča lunine orbite z ekliptiko imenujemo vozlišča lunine orbite. Gibanje Lune okoli Zemlje je za opazovalca predstavljeno kot njeno vidno gibanje v nebesni sferi. Navidezna pot Lune skozi nebesno kroglo se imenuje navidezna luna Lute. Čez dan se Luna premika po svoji navidezni orbiti glede na zvezde za približno 13,2 °, glede na Sonce pa za 12,2 °, saj se Sonce v tem času giblje tudi po ekliptiki v povprečju za 1 °. Obdobje, v katerem Luna naredi popoln obrat v svoji orbiti glede na zvezde, se imenuje sideralni ali sideralni mesec. Njegovo trajanje je 27,32 povprečnih sončnih dni.
Obdobje, v katerem Luna naredi popoln obrat v svoji orbiti glede na Sonce, se imenuje sinodični mesec.

To je enako 29,53 povprečnih sončnih dni. Zvezdni in sinodični meseci se razlikujejo za približno dva dni zaradi gibanja Zemlje v njeni orbiti okoli Sonca. Na sl. 2 prikazuje, da ko je Zemlja v orbiti v točki 1, Luno in Sonce opazimo v nebesni krogli na istem mestu, na primer na ozadju zvezde K. Po 27,32 dneh, torej ko Luna naredi popolni revoluciji okoli Zemlje, jo bomo spet opazili na ozadju iste zvezde. Ker pa se bo Zemlja v tem času skupaj z Luno v svoji orbiti glede na Sonce premaknila za približno 27 ° in bo v točki 2, mora Luna še preiti 27 °, da zavzame svoj prejšnji položaj glede na Zemljo in Sonce, ki bo trajalo približno 2 dni ... Tako je sinodični mesec daljši od zvezdnega meseca za čas, ki ga Luna potrebuje za 27 °.
Obdobje vrtenja Lune okoli svoje osi je enako obdobju njene rotacije okoli Zemlje. Zato je Luna vedno obrnjena proti Zemlji z isto stranjo. Zaradi dejstva, da se Luna v enem dnevu premika po nebesni krogli od zahoda proti vzhodu, torej v smeri, nasprotni dnevnemu gibanju nebesne krogle, za 13,2 °, se njen vzpon in zamik zamuja za približno 50 minut vsakega dan. Ta dnevna zamuda vodi v dejstvo, da luna nenehno spreminja svoj položaj glede na sonce, vendar se po strogo določenem časovnem obdobju vrne v prvotni položaj. Zaradi gibanja Lune po vidni orbiti se nenehno in hitro spreminja njena ekvatorialna
koordinate. Desni vzpon Lune se v povprečju spreminja za 13,2 ° na dan, nagib pa za 4 °. Do spremembe ekvatorialnih koordinat Lune ne pride le zaradi njenega hitrega gibanja po orbiti okoli Zemlje, temveč tudi zaradi izredne kompleksnosti tega gibanja. Na Luno delujejo številne sile različnih velikosti in obdobij, pod vplivom katerih se vsi elementi lunine orbite nenehno spreminjajo.
Naklon lunine orbite do ekliptike se giblje od 4 ° 59 'do 5 ° 19' v času, ki je nekaj manj kot šest mesecev. Oblika in velikost orbite se spreminjata. Položaj orbite v vesolju se nenehno spreminja z obdobjem 18,6 let, zaradi česar se vozlišča lunine orbite premikajo proti gibanju lune. To vodi do stalne spremembe kota nagiba. vidna orbita Luna do nebesnega ekvatorja od 28 ° 35 'do 18 ° 17'. Zato meje spremembe deklinacije Lune ne ostajajo konstantne. V nekaterih obdobjih se giblje znotraj ± 28 ° 35 ', v drugih pa ± 18 ° 17'.
Nagib Lune in njen urni kot po Greenwichu sta podana v dnevnih tabelah MAE za vsako uro Greenwicha.
Premikanje lune po nebesni krogli spremlja stalna sprememba njenega videza. Dogaja se tako imenovana lunarna faza. Lunina faza je vidni del lunine površine, osvetljen s sončnimi žarki.
Razmislimo, zaradi česar pride do spremembe lunine faze. Znano je, da luna sije z odsevano sončno svetlobo. Polovico njegove površine vedno osvetljuje Sonce. Toda zaradi različnih medsebojnih položajev Sonca, Lune in Zemlje se osvetljena površina zdi zemeljskemu opazovalcu v različni tipi(slika 3).
Običajno se razlikujejo štiri lunine faze: mlada luna, prva četrtina, polna luna in zadnja četrtina.
Med novo luno luna prehaja med soncem in zemljo. V tej fazi je Luna obrnjena proti Zemlji s svojo neosvetljeno stranjo, zato ni vidna kopenskemu opazovalcu. V fazi prve četrtine je Luna v takem položaju, da jo opazovalec vidi kot polovico osvetljenega diska. Med polno luno je luna v nasprotni smeri od sonca. Zato je celotna osvetljena stran Lune obrnjena proti Zemlji in je vidna v obliki polnega diska.


Riž. 3. Položaji in faze lune:
1 - mlada luna; 2 - prvo četrtletje; 3 - polna luna; 4 - zadnje četrtletje
Po polni luni se osvetljeni del Lune, viden z Zemlje, postopoma zmanjšuje. Ko Luna doseže zadnjo četrtinsko fazo, je spet vidna kot polovica osvetljenega diska. Na severni polobli je v prvi četrtini osvetljena desna polovica luninega diska, v zadnji pa leva.
V intervalu med mlado luno in prvo četrtino ter v intervalu med zadnjo četrtino in mlado luno je obrnjena proti Zemlji majhen del osvetljena luna, ki jo opazimo v obliki polmeseca. V presledkih med prvo četrtino in polno luno, polno luno in zadnjo četrtino je luna vidna kot pohabljen disk. Celoten cikel spremembe lunine faze se zgodi v strogo določenem časovnem obdobju. Imenuje se fazno obdobje. To je enako sinodičnemu mesecu, to je 29,53 dni.
Časovni interval med glavnimi fazami lune je približno 7 dni. Število dni, ki so minili od nove lune, se imenuje starost lune. S starostjo se spreminjajo tudi točke vzhoda in zahoda lune. Datumi in trenutki začetka glavnih faz Lune po Greenwickovem času so navedeni v MAJU.
Gibanje lune okoli zemlje je vzrok za lunine in sončne mrke. Mrki se pojavijo le, če sta Sonce in Luna hkrati v bližini vozlišč lunine orbite. Sončev mrk nastane, ko je luna med soncem in zemljo, to je med novo luno, lunina pa, ko je zemlja med soncem in luno, to je med polno luno.

Na naši spletni strani lahko po ugodni ceni naročite povzetek o astronomiji. Proti plagiatorstvu. Jamstva. Izvedba v kratkem času.

Naravni satelit Zemlje je Luna - nesvetleče telo, ki odbija sončno svetlobo.

Študija lune se je začela leta 1959, ko je sovjetski aparat "Luna-2" prvič pristal na Luni, slike iz vesolja pa so bile prvič posnete iz aparata "Luna-3" Zadnja stran Luna.

Leta 1966 je vesoljsko plovilo Luna-9 pristalo na Luni in vzpostavilo trdno strukturo tal.

Prvi sta Luno obiskala Američana Neil Armstrong in Edwin Aldrin. To se je zgodilo 21. julija 1969. Za nadaljnjo študijo Lune so sovjetski znanstveniki raje uporabili avtomatska vozila - lunarne roverje.

Splošne značilnosti lune

Povprečna razdalja od Zemlje, km

  • a. e.
  • 363 104
  • 0,0024
  • a. e.
  • 405 696
  • 0,0027

Povprečna razdalja med središči Zemlje in Lune, km

Naklon orbite do ravnine njene orbite

Povprečna orbitalna hitrost

  • 1,022

Povprečni polmer Lune, km

Teža, kg

Ekvatorialni polmer, km

Polarni polmer, km

Povprečna gostota, g / cm 3

Nagib ekvatorja, stop.

Masa Lune je 1/81 mase Zemlje. Položaj Lune v njeni orbiti ustreza določeni fazi (slika 1).

Riž. 1. Lunine faze

Lunine faze- različni položaji glede na Sonce - mlada luna, prva četrtina, polna luna in zadnja četrtina. Ob polni luni je osvetljen Lunin disk viden, saj sta Sonce in Luna na nasprotnih straneh od Zemlje. Na novi luni je luna na strani sonca, zato stran lune, obrnjena proti zemlji, ni osvetljena.

Luna je vedno obrnjena proti Zemlji z eno stranjo.

Črta, ki ločuje osvetljeni del lune od neosvetljenega dela, se imenuje terminator.

V prvi četrtini je Luna vidna na kotni razdalji 90 "od Sonca in sončni žarki osvetlite le desno polovico lune, obrnjeno proti nam. V drugih fazah nam je Luna vidna v obliki srpa. Zato se je treba za razlikovanje naraščajoče lune od stare spomniti: stara luna spominja na črko "C", in če luna raste, lahko miselno potegnete navpično črto pred luno in dobite črko "P".

Zaradi bližine Lune Zemlji in njene velike mase tvorijo sistem "Zemlja-Luna". Luna in zemlja se vrtita na osi v isti smeri. Ravnina lunine orbite je nagnjena proti ravnini Zemljine orbite pod kotom 5 ° 9 ".

Presečišče krogov Zemlje in Lune imenujemo vozlišča lunine orbite.

Zvezdna(iz latinščine sideris - zvezda) mesec je obdobje vrtenja Zemlje okoli svoje osi in enak položaj Lune na nebesni krogli glede na zvezde. To je 27,3 zemeljskih dni.

Sinodično(iz grške sinode - konjunkcija) mesec se imenuje obdobje popolne spremembe lunine faze, to je obdobje vrnitve lune v prvotni položaj glede na luno in sonce (na primer od mlada luna do mlade lune). V povprečju znaša 29,5 zemeljskih dni. Sinodični mesec je dva dni daljši od zvezdnega meseca, saj se Zemlja in Luna vrtijo okoli svojih osi v isti smeri.

Sila gravitacije na Luni je 6 -krat manj moči gravitacijo na Zemlji.

Reljef zemeljskega satelita je dobro preučen. Vidna temna območja na lunarni površini se imenujejo "morja" - to so obsežne brezvodne nizinske nižine (največja je "Oksan Bury"), svetla območja - "celine" - pa gorska, dvignjena območja. Glavne planetarne strukture lunine površine so obročni kraterji s premerom do 20-30 km in cirkusi z več obroči s premerom od 200 do 1000 km.

Izvor obročastih struktur je drugačen: meteoritni, vulkanski in udarno eksplozivni. Poleg tega imajo lunine površine razpoke, škarje, kupole in sisteme napak.

Raziskave vesoljskih plovil "Luna-16", "Luna-20", "Luna-24" so pokazale, da so površinske klastične kamnine Lune podobne zemeljskim magmatskim kamninam-bazaltom.

Pomen lune v življenju zemlje

Čeprav je masa Lune 27 milijonov krat manjša od mase Sonca, je 374 -krat bližje Zemlji in ima močan vpliv, ki ponekod povzroča dvige (plimovanje) vode, na drugih oseko. To se zgodi vsakih 12 ur in 25 minut, saj Luna naredi popoln obrat okoli Zemlje v 24 urah in 50 minutah.

Zaradi gravitacijskega vpliva Lune in Sonca na Zemljo, plima in oseka(slika 2).

Riž. 2. Shema pojavljanja plime in oseke na Zemlji

Najbolj izraziti in pomembni po svojih posledicah so plimski pojavi v ovojnici valov. Predstavljajo občasne vzpone in padce ravni oceanov in morij, ki jih povzročajo privlačne sile Lune in Sonca (2,2 -krat manj kot luna).

V atmosferi se plimski pojavi kažejo v polletnih spremembah atmosferskega tlaka in v zemeljski skorji - pri deformaciji. trdna snov Zemlja.

Na Zemlji obstajata dve plimi na točki, ki je najbližja in oddaljena od Lune, in dve oseki na točkah, ki se nahajajo na kotni razdalji 90 ° od črte Luna - Zemlja. Dodelite sigizijske plimovanja, ki se pojavljajo med mlado luno in polno luno in kvadratura- v prvem in zadnjem četrtletju.

V odprtem oceanu so plimski dogodki majhni. Nihanja v vodostaju dosežejo 0,5-1 m. V celinskih morjih (Črno, Baltsko itd.) Se skoraj ne čutijo. Vendar, odvisno od geografska širina in obrisi obale celin (zlasti v ozkih zalivih) se lahko voda med plimovanjem dvigne do 18 m (zaliv Fundy v Atlantskem oceanu ob obali Severne Amerike), 13 m pri Zahodna obala Ohotsko morje. V tem primeru nastanejo plimski tokovi.

Glavni pomen plimskih valov je v tem, da zaradi mešanja od vzhoda proti zahodu po navideznem gibanju Lune upočasnijo osno rotacijo Zemlje in podaljšajo dan, spremenijo obliko Zemlje z zmanjšanjem polarnega stiskanja, povzročijo pulsiranje zemeljskih lupin, navpični premiki zemeljske površine, poldnevne spremembe atmosferskega tlaka, spremenijo pogoje organskega življenja v obalnih delih Svetovnega oceana in nazadnje vplivajo na gospodarsko aktivnost obalnih držav. Številna pristanišča lahko ob plimi obiščejo le ladje.

Po določenem času na Zemlji ponovite Sončev in Lunin mrk. Lahko jih vidite, ko so Sonce, Zemlja in Luna v isti liniji.

Mrk- astronomska situacija, v kateri eno nebesno telo blokira svetlobo drugega nebesnega telesa.

Sončev mrk nastane, ko Luna pride med opazovalca in Sonce in jo zakrije. Ker je Luna pred mrkom obrnjena proti nam z neosvetljeno stranjo, je pred mrkom vedno nova luna, torej Luna ni vidna. Človek dobi vtis, da je Sonce prekrito s črnim diskom; opazovalec z Zemlje ta pojav vidi kot sončni mrk (slika 3).

Riž. 3. Sončev mrk (relativne velikosti teles in razdalje med njimi so pogojne)

Lunin mrk nastane, ko Luna, ki je v skladu s Soncem in Zemljo, pade v stožčasto senco, ki jo oddaja Zemlja. Premer Zemljine senčne pege je enak najmanjši razdalji Lune od Zemlje - 363.000 km, kar je približno 2,5 -kratni premer Lune, zato je lahko Luna popolnoma zasenčena (glej sliko 3).

Lunini ritmi so ponavljajoče se spremembe intenzivnosti in narave bioloških procesov. Obstajajo lunarno-mesečni (29,4 dni) in lunarno-dnevni (24,8 h) ritmi. Mnoge živali in rastline se razmnožujejo v določeni fazi luninega cikla. Lunini ritmi so značilni za številne morske živali in rastline obalnega pasu. Tako so ljudje opazili spremembo dobrega počutja, odvisno od faz luninega cikla.