Frecvența observării unei eclipse într-o anumită zonă. Observații ale sateliților artificiali ai pământului și influența soarelui asupra vieții de pe pământ. Observații ale sateliților artificiali ai Pământului și influența Soarelui asupra vieții de pe Pământ

Tema lecției: Mișcarea și fazele lunii.

Eclipsele de Soare și Lună

Obiectivele lecției

Personal: să organizeze activitatea cognitivă independentă.

Metasubiect: explicați grafic condițiile de apariție a eclipselor de Lună și Soare.

subiect: să formuleze conceptele și definițiile „perioadei sinodice”, „perioadei siderale”; explicați mișcarea și fazele observate ale lunii, cauzele eclipselor de lună și de soare; descrie ordinea fazelor lunare.

Material de bază

Analiza modelului de interacțiune dintre Pământ și Lună. Caracteristici comparative ale proprietăților fizice ale Pământului și ale Lunii. Analiza fenomenelor de eclipsă de soare și de lună, condițiile de apariție și observare a acestora la diferite latitudini ale Pământului.

Accente metodice ale lecției. Pentru introducerea în lecție, întrebările prezentate, exercițiul 5 și sarcinile 7-10 vor permite organizarea activităților elevilor de actualizare a cunoștințelor despre natura mișcării zilnice și anuale a Soarelui.

În ciuda aparentei simplități a introducerii acestui subiect, este important să se țină cont de faptul că abilitățile de a efectua un experiment de gândire în rândul elevilor sunt insuficiente, iar luarea în considerare a diferitelor procese în diferite cadre de referință este în mod tradițional o activitate de învățare dificilă pentru elevi. O înțelegere adevărată a fundamentelor astrofizice ale acestui subiect în mintea studenților poate fi înlocuită cu cunoașterea superficială a faptelor individuale. Prin urmare, atunci când se analizează mișcarea Lunii, împreună cu observarea virtuală, este necesar să se utilizeze capacitățile unui model real: o minge opac montată pe o tijă, situată la o anumită distanță de glob, este iluminată cu un fascicul larg. de lumina. În același timp, se acordă atenție faptului că se observă o iluminare diferită a mingii din diferite puncte ale clasei.

Influența reciprocă a Pământului și a Lunii este cauzată de proprietăți fizice similare ale corpurilor cerești (rază comparabilă, masă). Consecința acestei influențe reciproce a Pământului și a Lunii este egalitatea perioadelor de revoluție a Lunii în jurul propriei axe și în jurul Pământului. Această poziție ar trebui ilustrată folosind un model: făcând un semn pe minge, puteți arăta clar rotația Lunii față de Pământ. Este introdus conceptul de „lună sideală”. În continuare, este analizată dinamica apariției diferitelor faze ale Lunii și sunt analizate motivele apariției fazelor lunare observate: partea vizibilă a Lunii este iluminată de Soare, iar Luna are forma unei bile. . Este introdus conceptul de „lună sinodică”. Este important să ne oprim asupra relativității tuturor sistemelor de referință și să arătăm că pentru un observator pe Lună (acești „observatori” au fost cosmonauți care au aterizat pe suprafața satelitului, precum și nave spațiale de cercetare, inclusiv cele sovietice), Pământul. va avea si faze asemanatoare cu cele ale lunii.

Deoarece studenții de la cursul de fizică și geografie au o idee generală despre eclipsele de soare și de lună, studiul acestor probleme poate fi prezentat pentru lucru individual independent cu discuții ulterioare. În acest caz, este de dorit să se compare eclipsele de soare și de lună după aceleași caracteristici și să se prezinte rezultatele sub forma unui tabel.

Caracteristicile eclipselor de soare și de lună

După finalizarea acestei lucrări, este necesar să discutăm rezultatele, acordând atenție eclipsei inelare de soare, indicând o modificare a distanțelor diametrului unghiular aparent al Lunii în funcție de distanțele reciproce ale Soarelui, Pământului și Lunii. Revenind la demonstrarea modelului mișcării Lunii în jurul Pământului în raport cu Soarele, este necesar să ilustrăm raționamentul teoretic al elevilor: prin îndepărtarea mingii și apropierea acesteia de sursa de lumină, se poate observa o schimbare a naturii vizibilității sursei în sine. Mai mult, este ilustrat faptul că planul orbitei Lunii în raport cu Pământul are o înclinare față de planul eclipticii, care este 5 0, ceea ce împiedică apariția eclipselor de soare și de lună pe fiecare lună nouă și lună plină.

Ilustrațiile eclipselor solare și lunare observate pe teritoriul Rusiei, postate pe internet, activează interesul studenților și discuția despre nuanța roșu închis a discului lunar, care rămâne vizibilă în timpul eclipselor de Lună: refractată în atmosfera pământului, radiația solară cu undă lungă intră în conul de umbră al Pământului și luminează Luna.

Rezultatul lecției sunt răspunsurile la întrebările la § 7 și § 8 din manual și exercițiile 6, 7 din manual, care vă vor permite să analizați din nou fenomenele studiate.

Teme pentru acasă.§ 7, 8; sarcini practice.

În timpul săptămânii, observați poziția lunii în același timp. Selectați obiecte îndepărtate în raport cu care poziția discului lunar poate fi comparată. Completați tabelul conform rezultatelor observațiilor.

Subiecte de proiect

Ce poate spune culoarea discului lunar.

Descrieri ale eclipselor de soare și de lună din

opere literare și muzicale.

Resurse de internet

http://school-collection.edu.ru/catalog/rubr/c670 3457-4971-944b-5e84-05dc4d96d915/45363/?interface=catalog&class=47&subject=39 - Colecție unificată de resurse educaționale digitale. Grafică statică „Eclipse de Lună”, „Eclipse totale de soare”, „Eclipse de soare”.

Pentru ca o eclipsă să aibă loc, nu contează dacă este lunară sau solară, iar Luna, Soarele și Pământul trebuie să fie pe aceeași linie. Deci, în timpul unei eclipse de soare, Luna trece între Pământ și Soare și, parcă, ascunde Soarele de la vedere, îl închide. Dar în timpul unei eclipse de Lună, Luna este deja acoperită de umbra Pământului, care este aruncată de pe planeta iluminată de Soare.

Există eclipse de lună totale, parțiale și penumbrale. Cu o eclipsă totală de Lună, Luna este complet „închisă” de umbra pământului, cu una parțială, Luna se scufundă în umbră doar la jumătate, în timp ce gradul maxim posibil de estompare este jumătate din discul lunii. În timpul unei eclipse de penumbra, Luna trece doar prin penumbra Pământului. Eclipsele de Lună apar doar atunci când Luna este plină. Dar luna plină are loc în fiecare lună, cu toate acestea, din anumite motive, nu observăm eclipse de lună atât de frecvente. Cu ce ​​este legat? Dar cu aceasta: pentru ca o companie atât de prietenoasă în fața Soarelui, a Lunii și a Pământului să ne încânte cu eclipse de Lună în fiecare noapte cu participarea Lunii pline, trebuie să „fie prieteni” într-un mod complet diferit. Și așa ar trebui să arate această „prietenie”: Luna ar trebui să se învârte în jurul Pământului în același plan în care Pământul se învârte în jurul Soarelui. Dar acest lucru nu se întâmplă, deoarece planul orbitei lunare este ușor, destul de înclinat față de planul revoluției Pământului în jurul Soarelui (în termeni științifici, acest plan se numește planul eclipticii). Astfel, se dovedește că eclipsa are loc numai atunci când Luna este situată în apropierea nodurilor propriei sale orbite. Lungimea fazei unei eclipse de Lună este determinată de cât de aproape este eclipsa de nodul lunar. Deci, cu cât este mai aproape de el, cu atât faza va fi mai lungă. Deoarece în timpul unei eclipse, Luna este acoperită de umbra Pământului, atunci, în mod logic, ar trebui să dispară complet din vedere. Cu toate acestea, după cum știm, acest lucru nu se întâmplă niciodată. Și totul pentru că atmosfera pământului, pur și simplu, împrăștie razele soarelui, iar acestea, la rândul lor, cad pe luna întunecată de umbra pământului. Cel mai adesea, Luna întunecată are o culoare roșiatică. Acest lucru se datorează faptului că razele roșii și portocalii trec cel mai bine prin atmosfera planetei noastre.

A fost o scurtă digresiune în elementele de bază ale astronomiei și eclipsei de lună. Dar, până la urmă, nu am răspuns cât de des se întâmplă un astfel de fenomen precum o eclipsă de lună. A răspuns mai precis, dar a acoperit o parte din acest fenomen. Adică, acum știm că o eclipsă de lună este posibilă doar cu lună plină. Dar încă nu este clar de câte ori, de exemplu, există eclipse de Lună pe an? Dar chiar și astronomii antici au calculat frecvența eclipselor de Lună pe an. Așadar, au scos așa ceva ca „saros”. Saros durează exact 18 ani, 11 zile și 8 ore. Și în această perioadă sunt 43 de eclipse solare și 28 de eclipse de lună. Astfel, sunt posibile cel puțin două eclipse de Lună pe an, uneori numărul eclipselor crește cu încă una și sunt și ani fără eclipse deloc. Dar această frecvență a eclipselor de Lună este calculată pentru întregul Pământ. Și dacă luăm în considerare regiunile individuale ale globului, atunci frecvența lor va fi diferită. În anumite locuri, eclipsele vor fi văzute mai des decât în ​​altele.

În final, aș vrea să remarc că atât eclipsele de Lună, cât și cele de Soare sunt cele mai frumoase fenomene cu care ne-a înzestrat natura. Și acesta este o întâmplare destul de comună, dar ni se poate părea că se întâmplă nu mai mult de o dată pe deceniu, atunci presa ne vorbește despre următoarea eclipsă majoră.

De fapt, o eclipsă de soare este umbra lunii care cade pe suprafața pământului. În diametru, este de aproximativ 200 km, adică de multe, de multe ori mai mic decât diametrul planetei noastre. De aceea, fenomenul se observă doar într-o bandă anume, de-a lungul căreia trece umbra lunară.

Dacă o persoană se află în zona de umbră, el observă o eclipsă totală de soare când Luna ascunde complet Soarele. Cerul se întunecă și în el apar stelele. Ca seara, devine mai răcoare, iar animalele și păsările devin tăcute, speriate de întunericul brusc. Unele plante își pliază chiar frunzele.

Dacă observatorii stau lângă banda unei astfel de eclipse, ei pot vedea o eclipsă parțială de soare. În acest caz, Luna nu acoperă complet discul solar, ci doar o parte din acesta. Cerul nu mai este atât de întunecat, stelele nu se văd. De obicei, o eclipsă parțială este observată la o distanță de aproximativ două mii de km de zona unei eclipse totale.

timpul eclipsei solare

Acest fenomen are loc pe luna nouă. Satelitul nu este vizibil, pentru că acea parte a lui, care „se uită” la Pământ, nu este iluminată de Soare. Din această cauză, se pare că o minge de foc acoperă o pată neagră care a apărut de nicăieri.

Umbra aruncată de Lună spre planeta noastră arată ca un con convergent. Vârful lui este situat puțin mai departe de Pământ. Și când umbra cade pe suprafața planetei, este o pată neagră cu un diametru de 150–270 km și nu un punct. În urma satelitului, acest punct se mișcă de-a lungul suprafeței planetei, mișcându-se cu o viteză de un kilometru pe secundă.

Datorită vitezei mari, umbra nu poate acoperi nici un loc de pe glob pentru o lungă perioadă de timp. Cu o eclipsă totală, durata maximă posibilă a întunericului este de 7,5 minute. Cu o eclipsă parțială - aproximativ două ore.

Frecvența eclipselor de soare

Pe Pământ, de la 2 la 5 eclipse au loc anual, în timp ce doar două dintre ele sunt totale sau inelare. Într-o sută de ani au loc 237 de eclipse de soare, dintre care 160 sunt parțiale, 63 sunt totale, iar 14 sunt inelare. În unele puncte de pe suprafața pământului, eclipsele de soare într-o fază mare apar foarte rar, iar eclipsele totale sunt o raritate completă. . De exemplu, pe teritoriul Moscovei în perioada dintre secolele XI-XVIII. au fost observate doar 159 de eclipse de soare, dintre care doar 3 au fost in totalitate.Aceasta este pentru 700 de ani!

De obicei, eclipsele totale de soare sunt observate în țările occidentale, dar se știe absolut când Luna va închide complet discul în Rusia. Acest lucru se va întâmpla numai după 13 ani în 2026 pe 12 august, iar după această dată după alți 7 ani - în 2033. Amintiți-vă că cea mai apropiată eclipsă din trecut a avut loc pe 1 august 2008.

Puteți urmări eclipsa de soare pe rame video și foto pe internet.

O eclipsă de Lună are loc atunci când Luna (în faza de lună plină) intră în conul de umbră proiectat de Pământ. Diametrul spotului umbrei Pământului la o distanță de 363.000 km (distanța minimă a Lunii față de Pământ) este de aproximativ 2,5 ori diametrul Lunii, astfel încât întreaga Lună poate fi ascunsă. O eclipsă de Lună poate fi observată pe jumătate din teritoriul Pământului (unde Luna se află deasupra orizontului în momentul eclipsei). Vederea Lunii umbrite din orice punct de vedere este aceeași. Durata maximă posibilă teoretic a fazei totale a unei eclipse de Lună este de 108 minute; astfel au fost, de exemplu, eclipsele de Lună din 13 august 1859, 16 iulie 2000.

În fiecare moment al eclipsei, gradul de acoperire a discului Lunii de către umbra Pământului este exprimat prin faza eclipsei F. Valoarea fazei este determinată de distanța 0 de la centrul Lunii la centrul umbrei. . În calendarele astronomice, valorile și 0 sunt date pentru diferite momente ale eclipsei.

Dacă Luna cade în umbra totală a Pământului doar parțial, există eclipsă parțială. Odată cu ea, o parte a Lunii este întunecată, iar o parte, chiar și în faza maximă, rămâne în umbră parțială și este iluminată de razele soarelui.

În jurul conului de umbră al Pământului există o penumbră - o regiune a spațiului în care Pământul ascunde Soarele doar parțial. Dacă Luna trece prin penumbră, dar nu intră în umbră, eclipsă penumbrală. Odată cu ea, luminozitatea Lunii scade, dar doar ușor: o astfel de scădere este aproape imperceptibilă cu ochiul liber și este înregistrată doar de instrumente. Doar atunci când Luna într-o eclipsă penumbrală trece pe lângă conul de umbră totală, pe un cer senin, se poate observa o ușoară întunecare de pe o margine a discului lunar.

O lună eclipsată pâlpâie pe cer deasupra Monumentului Salvatorului Lumii din San Salvador, El Salvador, 21 decembrie 2010.

(Jose CABEZAS/AFP/Getty Images)

În timpul unei eclipse totale, Luna capătă o nuanță roșiatică sau maronie. Culoarea eclipsei depinde de starea straturilor superioare ale atmosferei terestre, deoarece numai lumina care a trecut prin ea luminează luna în timpul unei eclipse totale. Dacă compari imagini cu eclipsele totale de Lună din diferiți ani, este ușor să vezi diferența de culoare. De exemplu, eclipsa din 6 iulie 1982 a fost roșiatică, în timp ce eclipsa din 20 ianuarie 2000 a fost maro. Luna capătă astfel de culori în timpul eclipselor datorită faptului că atmosfera terestră împrăștie mai multe raze roșii, așa că nu poți observa niciodată, să zicem, o eclipsă de lună albastră sau verde. Dar eclipsele totale diferă nu numai prin culoare, ci și prin luminozitate. Da, exact, luminozitatea, și există o scară specială pentru determinarea luminozității unei eclipse totale, numită scara Danjon (în onoarea astronomului francez André Danjon, 1890-1967).

Gradația scalei Danjon are 5 puncte. 0 - eclipsa este foarte întunecată (Luna abia se vede pe cer), 1 - eclipsa este gri închis (detaliile se observă pe Lună), 2 - eclipsa este gri cu o tentă maronie, 3 - roșu deschis -eclipsa maro, 4 - eclipsa foarte ușoară cupru-roșu (Luna este clar vizibilă, iar toate detaliile principale ale suprafeței se disting).

Dacă planul orbitei lunare s-ar afla în planul eclipticii, atunci eclipsele lunare (la fel ca și cele solare) ar avea loc lunar. Dar de cele mai multe ori Luna petrece fie deasupra, fie sub planul orbitei Pământului, datorită faptului că planul orbitei lunare are o înclinare de cinci grade față de planul orbitei Pământului. Ca urmare, satelitul natural al Pământului cade în umbra sa doar de două ori pe an, adică în momentul în care nodurile orbitei lunare (punctele de intersecție cu planul ecliptic) se află pe linia Soare-Pământ. . Apoi are loc o eclipsă de soare pe o lună nouă și o eclipsă de lună pe o lună plină.

În fiecare an au loc cel puțin două eclipse de Lună, cu toate acestea, din cauza nepotrivirii planurilor orbitelor lunare și terestre, fazele acestora diferă. Eclipsele se repetă în aceeași ordine la fiecare 6585⅓ zile (sau 18 ani 11 zile și ~8 ore - o perioadă numită saros); știind unde și când a fost observată o eclipsă totală de Lună, se poate determina cu exactitate ora eclipselor ulterioare și anterioare care sunt clar vizibile în această zonă. Această ciclicitate ajută adesea la datarea cu acuratețe a evenimentelor descrise în analele istorice. Istoria eclipselor de Lună merge departe în trecut. Prima eclipsă totală de lună este înregistrată în cronicile antice chineze. Cu ajutorul calculelor, s-a putut calcula că s-a întâmplat la 29 ianuarie 1136 î.Hr. e. Alte trei eclipse totale de Lună sunt înregistrate în Almagestul de către Claudius Ptolemeu (19 martie 721 î.Hr., 8 martie și 1 septembrie 720 î.Hr.). În istorie, eclipsele de Lună sunt adesea descrise, ceea ce este foarte util în stabilirea datei exacte a unui anumit eveniment istoric. De exemplu, comandantul armatei ateniene Nikias a fost speriat de începutul unei eclipse totale de lună, a început o panică în armată, care a dus la moartea atenienilor. Datorită calculelor astronomice, s-a putut stabili că acest lucru s-a întâmplat la 27 august 413 î.Hr. e.

În Evul Mediu, o eclipsă totală de lună i-a făcut lui Cristofor Columb o mare favoare. Următoarea sa expediție pe insula Jamaica se afla într-o situație dificilă, mâncarea și apa potabilă se terminau, iar oamenii erau amenințați cu foamete. Încercările lui Columb de a obține mâncare de la indienii locali s-au încheiat în zadar. Dar Columb știa că la 1 martie 1504 va avea loc o eclipsă totală de lună, iar seara i-a avertizat pe conducătorii triburilor care locuiau pe insulă că le va fura Luna dacă nu vor livra hrană și apă. navă. Indienii au râs și au plecat. Dar, de îndată ce a început eclipsa, indienii au fost cuprinsi de o groază de nedescris. Mâncarea și apă au fost imediat livrate, iar liderii în genunchi l-au implorat pe Columb să le întoarcă Luna. Columb, desigur, nu a putut „refuza” această cerere, iar în curând luna, spre bucuria indienilor, a strălucit din nou pe cer. După cum puteți vedea, un fenomen astronomic obișnuit poate fi foarte util, iar cunoștințele de astronomie sunt pur și simplu necesare călătorilor.

Observațiile eclipselor de Lună pot aduce unele beneficii științifice, deoarece oferă material pentru studierea structurii umbrei pământului și a stării straturilor superioare ale atmosferei pământului. Observațiile amatoare ale eclipselor parțiale de Lună se reduc la înregistrarea precisă a momentelor de contact, fotografierea, schițarea și descrierea schimbărilor în luminozitatea Lunii și a obiectelor lunare din partea eclipsă a Lunii. Momentele de contact ale discului lunar cu umbra Pământului și coborârea de pe aceasta sunt fixate (cu cea mai mare precizie posibilă) de ceas, reglate în funcție de semnalele de timp exacte. De asemenea, este necesar să se noteze contactele umbrei pământului cu obiectele mari de pe Lună. Observațiile se pot face cu ochiul liber, binoclu sau telescop. Precizia observațiilor crește în mod natural atunci când se observă printr-un telescop. Pentru a înregistra contactele eclipsei, este necesar să setați telescopul la mărirea maximă pentru acesta și să-l direcționați către punctele de contact corespunzătoare ale discului Lunii cu umbra Pământului cu câteva minute înainte de momentul prezis. Toate înregistrările sunt înregistrate într-un caiet (un jurnal de observare a eclipselor).

Dacă un astronom amator are la dispoziție un fotoexpunere (un dispozitiv care măsoară luminozitatea unui obiect), atunci cu ajutorul acestuia puteți reprezenta pe plan schimbarea luminozității discului lunar în timpul unei eclipse. Pentru a face acest lucru, trebuie să setați expometrul astfel încât elementul său sensibil să fie îndreptat exact spre discul lunii. Citirile aparatului sunt luate la fiecare 2-5 minute și sunt înregistrate în tabel în trei coloane: numărul de măsurare a luminozității, ora și luminozitatea lunii. La sfârșitul eclipsei, folosind datele din tabel, va fi posibil să afișați un grafic al schimbării luminozității Lunii în timpul acestui fenomen astronomic. Ca luminometru, puteți utiliza orice cameră care are un sistem automat de expunere cu o scară de expunere.

Fotografiarea fenomenului se poate face cu orice aparat foto care are un obiectiv detașabil. Când fotografiați o eclipsă, obiectivul este îndepărtat de pe cameră, iar corpul aparatului este atașat de partea oculară a telescopului folosind un adaptor. Se va filma cu mărire oculară. Dacă obiectivul camerei dvs. nu este detașabil, atunci puteți atașa pur și simplu dispozitivul la ocularul telescopului, dar calitatea unei astfel de imagini va fi mai proastă. Dacă camera sau camera video are funcția Zoom, de obicei nu este nevoie de instrumente suplimentare de mărire, deoarece. dimensiunile lunii la mărirea maximă a unei astfel de camere sunt suficiente pentru filmare.

Cu toate acestea, cea mai bună calitate a imaginii se obține atunci când fotografiați Luna în focalizarea directă a telescopului. Într-un astfel de sistem optic, obiectivul telescopului devine automat un obiectiv al camerei, doar cu o distanță focală mai mare.

Observațiile staționare sunt de obicei folosite în condiții deosebit de dificile în timpul construcției de structuri importante. Mai mult decât atât, observația staționară este utilizată atât în ​​etapa cercetărilor pre-proiect, cât și în etapele ulterioare ale acestui proces. În cazul în care există pericolul unor procese inginerești-geologice periculoase, acest tip de observație se efectuează direct în procesul de construcție sau exploatare a clădirilor și structurilor finite. Acest proces se mai numește și monitorizare locală a componentelor mediului geologic.
Efectuarea observațiilor staționare asigură obținerea caracteristicilor cantitative și calitative ale modificărilor componentelor locale ale mediului în spațiu și timp. Aceste date sunt de obicei suficiente pentru a evalua sau prezice orice modificări ale condițiilor geologice din zona de studiu care sunt posibile în viitor. Alegerea soluțiilor de proiectare și justificarea proceselor de protecție necesare sunt determinate și de rezultatele observațiilor staționare.

Astfel de observații sunt cel mai adesea efectuate în puncte special pregătite ale rețelei pentru observare. Unele puncte trebuie folosite pentru observații după finalizarea construcției. Pentru implementarea cât mai eficientă a observațiilor staționare, se folosesc de obicei studii de regim geofizic. Acestea sunt măsurători care se efectuează cu o frecvență periodică în aceleași puncte și de-a lungul acelorași profile, măsurători cu receptoare și senzori speciali și observații care se efectuează pe sonde hidrogeologice.