КУРС ЗАГАЛЬНОЇ АСТРОНОМІЇ - С. М. АНДРІЄВСЬКИЙ 2007

Частина II

КІНЕМАТИКА СОНЯЧНОЇ СИСТЕМИ

Розділ 5

РУХ МІСЯЦЯ. ЗАТЕМНЕННЯ

5.1. Видимий рух, конфігурації і фази Місяця

Місяць — найближче до нас небесне тіло, природний супутник Землі. Зміною його зовнішнього вигляду (своїх фаз) він звертав на себе увагу людей з найдавніших часів. Таке явище, як зміну фаз Місяця, використовували для лічби часу календарними місяцями. Тому не випадково у багатьох мовах світу слово «місяць» має спільний корінь, співзвучний з коренями слів «міряти» і «небесний Місяць». Наприклад, латинські mensis — місяць і mensura — міра. В українській мові назва календарної одиниці лічби часу і небесного світила омонімічні.

Спостерігаючи за положенням Місяця на небі упродовж декількох вечорів, переконуємося в тому, що він зміщується на тлі зір із заходу на схід з середньою кутовою швидкістю 13,2° на добу. Проміжок часу, за який Місяць, описавши повне коло на небесній сфері, повертається до початкового положення на тлі зір, називається сидеричним періодом обертання Місяця навколо Землі. Він дорівнює 271/3 доби, а точніше 27,321661 доби = 27 діб 7 год. 43 хв. 11,5 с.

Поверхня Місяця світиться відбитим сонячним світлом, тому його зовнішній вигляд змінюється залежно від того, яке положення він займає відносно Сонця. Зовнішній вигляд Місяця або його фазу можна характеризувати як описово, так і числом. Фазою Φ називається відношення найбільшої ширини освітленої частини d місячного диска до його видимого діаметра D, тобто Φ = d/D (рис. 5.1).

Положення, при якому Місяць у своєму русі навколо Землі перебуває між Землею і Сонцем, називається сполученням. Тоді Місяць повернутий до Землі своїм неосвітленим боком і його взагалі не видно. Ця фаза називається новим місяцем (рис. 5.2). Приблизно через сім діб Місяць видно на небі у формі півкруга. Ця фаза називається першою чвертю, а відповідна їй конфігурація — східною квадратурою. Місяць при цьому перебуває на кутовій від квадратура, перша чверть, 5 — протистояння Місяця і Сонця, повний місяць (повня), 7 — західна квадратура, третя чверть стані 90° на схід від Сонця. Приблизно у протистоянні з Сонцем настає фаза повного Місяця Φ = 1. Ще через сім діб він буде у західній квадратурі, відповідна їй фаза — третя або остання чверть, де, як і в першій, Φ = 0,5.

image1

Рис. 5.1. Визначення фази Місяця Φ = d/D

image2

Рис. 5.2. Конфігурації і фази Місяця: 1 — сполучення Місяця з Сонцем (кон'юнкція), новий місяць; 3 — східна квадратура, перша чверть, 5 – протистояння Місяця і Сонця, повний місяць (повня), 7 – західна квадратура, третя чверть

Проміжок часу, між двома послідовними однойменними фазами Місяця, називається синодичним місяцем. Він триває 29,53059 доби = 29 діб 12 год. 44 хв. 2,8 с.

Лінія на диску Місяця, що відділяє його освітлену частину від неосвітленої, називається термінатором (від лат. termino — обмежую, визначаю).

Неважко з'ясувати причину неоднакової тривалості сидеричного і синодичного місяця. Нехай, для спрощення, в якийсь момент Місяць у повні перебуває на певній кутовій відстані від конкретної зорі. Для земного спостерігача через 271/3 доби він знову був би на такій самій кутовій відстані від вказаної зорі. Однак Земля за цей час зміститься на своїй орбіті на близько 271/3°, і тому, щоб настало протистояння Місяця й Сонця, а, отже, чергова повня, Місяць повинен зміститися на цей же кут по своїй навколоземній орбіті. Оскільки Земля при цьому безперервно рухається, то повня настає тільки через 29,53 доби після попередньої.

Наведені тут періоди обертання Місяця є усередненими значеннями за багато сотень років. Наприклад, реальна тривалість синодичного місяця змінюється від 29d6h15m до 29d19h12m. Тому й моменти настання нового Місяця, обчислені за середньою тривалістю синодичного місяця, можуть істотно (до ±13 год.) відхилятися від передбачених.

Відповідно до цього і середнє зміщення Місяця на небі за добу є лише орієнтовним. Фактично воно змінюється в межах від 11 до 15° за добу. У зв'язку зі зміщенням Місяця в бік сходу він у верхній кульмінації кожного наступного дня буває приблизно на 52 хв. пізніше, ніж попереднього.

І, нарешті, оскільки середня відстань Місяця від Землі складає лише 1/390 а. о., їхні траєкторії відносно Сонця майже однакові (рис. 5.3), причому траєкторія Місяця теж всюди увігнута і не є синусоїдою.

image3

Рис. 5.3. Траєкторія Землі (суцільна лінія) і Місяця (пунктир) відносно Сонця. Вказані фази Місяця






Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити

Віртуальна читальня освітніх матеріалів для студентів, вчителів, учнів та батьків.

Наш сайт не претендує на авторство розміщених матеріалів. Ми тільки конвертуємо у зручний формат матеріали з мережі Інтернет які знаходяться у відкритому доступі та надіслані нашими відвідувачами.

Всі матеріали на сайті доступні за ліцензією Creative Commons Attribution-Sharealike 3.0 Unported CC BY-SA 3.0 та GNU Free Documentation License (GFDL)

Якщо ви являєтесь володарем авторського права на будь-який розміщений у нас матеріал і маєте намір видалити його зверніться для узгодження до адміністратора сайту.

Дозволяється копіювати матеріали з обов'язковим гіпертекстовим посиланням на сайт, будьте вдячними ми приклали багато зусиль щоб привести інформацію у зручний вигляд.

© 2007-2019 Всі права на дизайн сайту належать С.Є.А.