Еще в древности астрономия помогала людям находить дорогу. Несложные приемы определения направления в незнакомом месте могут и сегодня пригодиться Вам в походе или на прогулке.
Направление на стороны света можно определить по солнцу, луне и звездам даже точнее, чем по компасу.

Ориентирование по солнцу

Для определения сторон света по солнцу можно использовать обычные . Если вы направите в час дня стрелку часов на солнце, то она покажет вам направление на юг, потому что солнце в полдень находится в южной части неба. (Астрономический полдень наступает около 13 часов). Чтобы определить направление на стороны света в другое время, нужно направить часовую стрелку на солнце и угол, образованный между этой стрелкой и цифрой «1», разделить пополам. Полученная линия покажет направление на юг. До полудня она будет расположена слева от цифры «1», после полудня - справа (рис. 1).
Для более точного наведения часовой стрелки на солнце поставьте перпендикулярно плоскости часов в центр циферблата палочку, например карандаш. Теперь поворачивайте часы так, чтобы тень от палочки и часовая стрелка составили прямую линию. При таком положении часовая стрелка будет направлена точно на солнце.

Ориентирование по луне

Ночью и вечером можно ориентироваться по луне. Для этого нужно знать, как выглядят основные фазы луны.
Различают четыре основные фазы луны.
Новолуние. Луна находится между Землей и Солнцем, в это время к земле обращена теневая сторона Луны, и мы ее не видим.
Первая четверть. Луна видна вечером в юго-западной стороне неба в виде светлого полукруга, обращенного выпуклостью вправо.

Полнолуние. Луна освещена вся полностью и имеет вид яркого диска.
Последняя четверть. Луна видна под утро в юго-восточной стороне неба в виде светлого полукруга, обращенного выпуклостью влево (рис. 2).
Сведения о наступлении лунных фаз вы найдете в отрывных и настольных календарях, по средствам Internet.
Чтобы иметь возможность ориентироваться по луне, нужно запомнить следующее. Серп «молодой» луны, изогнутый в правую сторону, виден вечером в западной стороне неба и заходит вскоре после захода солнца. В первой четверти луна бывает на юге около 7 часов вечера. Полная луна в южном направлении наблюдается около 1 часа ночи. В 10 часов вечера она бывает в юго-восточной стороне неба, а в 4 часа утра - на юго-западе. Луна в последней четверти находится на юге в 7 часов утра. Серп «старой» луны, напоминающий букву «С», виден утром, незадолго до восхода солнца, в восточной стороне неба. Зная это, вы по положению луны и ее фазе легко определите точки горизонта.

Ориентирование по звездам

Луна не всегда видна на небе. Зато каждую ночь, когда небо не закрыто облаками, на нем видны звезды, по которым также можно определить направление.
Наиболее просто ориентироваться по Полярной звезде, которая всегда стоит над Северным полюсом. Полярную звезду находят по созвездию Большой медведицы. Это созвездие известно каждому и видно в течении всей ночи. Полярная звезда является концом ручки «ковшика» созвездия Малой Медведицы.

В. Н. Беспалов ,
школа-интернат № 4, г. Воронеж

Свет. Оптические явления. 9-й класс

Урок объяснения нового материала с использованием кадров из мультфильмов

Жаль, астрономия как учебный предмет уходит из школы. Интеграция с физикой, может быть, и полезна, но вряд ли физики будут уделять много времени изучению астрономических явлений. И школьники много потеряют. Согласитесь, изучение Солнечной системы в 5-м классе вряд ли останется в памяти учащихся, а в рамках теории относительности, конечно, никто не станет говорить о летнем и декретном времени. И вот уже с большого экрана слышим: «Удары МЕТЕОРОВ стали причиной гибели динозавров», «...летнее время опережает поясное на 2 ч» и т.п. Многие начинают верить в то, что падают звёзды, а при переезде из Астрахани в Москву можно увидеть больше созвездий. При изучении линз в школьной программе не найдётся времени, чтобы изучить устройство телескопов. И ученики так и будут думать, что «телескопы приближают планеты» вместо «телескопы увеличивают угол зрения». В механике нет места изучению движения метеоров и метеоритов. И некоторые начинают верить, что падают звёзды. Но не будем о грустном.

Статья подготовлена при поддержке интернет-магазина «Протектор». Если вы решили приобрести качественные и надежные автомобильные шины, то оптимальным решением станет обратиться в интернет-магазин «Протектор». Перейдя по ссылке: «шины Marshal », вы сможете, не отходя от экрана монитора, заказать шины по выгодной цене. Более подробную информацию о ценах и акциях действующих на данный момент вы сможете найти на сайте tyres-spb.ru.

Предлагаемый урок можно провести при изучении прямолинейного распространения света в теме «Оптические явления». К этому уроку я сделал DVD -диск, оцифровав и переозвучив записи на видеокассете передач 1991 г. Конечно, качество оставляет желать лучшего. Было бы неплохо, если бы наше Министерство образования выпускало 5–10-минутные фильмы для уроков, как это было лет 15–20 назад. Сейчас есть диски «Открытая физика», «Открытая астрономия», но всё же хотелось бы иметь фильмы. Может быть, я нарушил авторские права наших мультипликаторов, но демонстрация фрагментов мультфильмов на уроках физики позволяет взглянуть на видеоматериал с другой стороны – учебной. Когда-то по каналу «Россия» были показаны
26 серий канадского мультсериала «Волшебный школьный автобус». С точки зрения педагогики он был бы полезен во внеклассной работе, а фрагменты можно было бы включать на уроках и физики, и биологии, и астрономии. Но где взять этот мультфильм? У меня есть видеомагнитофонные записи, кое-что включаю на уроках, но теперь хочется иметь записи и более высокого качества, ведь в школах появились мультимедийные проекторы.

В конце урока можно показать двухминутный фильм о затмениях как следствии прямолинейного распространения света и решить 2–3 задачи из книги КАКОЙ?? Малаховой Г.И ., Страута Е.К.

После этого урока учащиеся захотели больше узнать о Луне, поэтому я организовал вечер вопросов и ответов, где показал старые записанные на DVD -диски фильмы о Луне. Отвечали на вопросы и учащиеся, которые имели опыт участия в школьных НПК.

Цели урока : выяснить, что такое свет; понять, почему мы видим источники света и тела, которые не являются источниками; почему изменяется вид Луны на небе; научиться рассчитывать длину волны излучения, если известна его частота, рисовать расположение Земли, Солнца и Луны и определять время суток (вечер, утро) при различных лунных фазах, научить ориентированию на местности по фазам Луны; провести наблюдения Луны в течение нескольких вечеров.

Учитель . Жизнь на Земле возникла и существует благодаря лучистой энергии солнечного света. Костёр первобытного человека, нефть, топливо космической ракеты – всё это световая энергия, запасённая когда-то растениями и животными. Как вы думаете, что произойдёт, если Солнце погаснет? Остановись солнечный поток, и на Землю выпадут дожди из жидкого азота и кислорода. Температура приблизится к абсолютному нулю, т.е. к –273 ° С. Семиметровый панцирь из замёрзших атмосферных газов покроет земную поверхность. Только иногда в этой ледяной пустыне встретятся лужицы жидкого гелия.

Как утверждают астрономы, Солнце будет ещё долго находиться в стационарной стадии. И всё это время будет нести на Землю тепло и свет. Что можно узнать благодаря солнечным лучам? Благодаря световому потоку мы воспринимаем и познаём окружающий мир. Лучи света сообщают нам о положении близких и удалённых предметов, об их форме и цвете. В однородной среде лучи распространяются прямолинейно.

Что же такое свет? Светом называют электромагнитное излучение, воспринимаемое человеческим глазом. Длины волн этого излучения очень малы и заключены в узком интервале – от 0,38 до 0,77 мкм (380–770 нм) .Свет имеет электромагнитную природу. (На экране или на интерактивной доске таблица «Излучение и частота». )

Задачи «Виды излучений»

К какому виду излучений относятся электромагнитные волны частотой 30 ГГц? 600 ТГц? 100 кГц? 1200 ТГц?

Рассчитайте длины волн этих излучений.

Источники света

Учитель. Заполним таблицу (учащиеся называют источники света, и соответствующие ячейки таблицы «открываются» )/

Источники излучения мы видим потому, что создаваемое ими излучение попадает нам в глаза. Но ведь мы можем видеть и тела, которые не являются источниками излучения. Почему? Всё дело в отражении света. Мы видим только освещённые тела. В темноте все кошки серы, потому что нет света, а значит, он не отражается от предмета. Демокрит первым понял, что Луна светит отражённым солнечным светом. В зависимости от расположения Солнца, Земли и Луны вид Луны постоянно изменяется.

Изучение лунных фаз

(Демонстрируется видеофильм на 2,5 мин . Приводим дикторский текст .) Человек всю жизнь словно бежит по лунной дорожке. В первый раз он ступил на неё, когда поднял голову и спросил себя: «Почему Луна такая разная: сегодня – круглая, а завтра – серповидная?» Через тысячи лет он понял: Луна светит отражённым от Солнца светом. И она обращается вокруг Земли. Во время этого путешествия Луна оказывается между Землёй и Солнцем, поэтому к нам повёрнута тёмная сторона Луны, и мы не видим её. Это новолуние.

Примерно через 7 суток наступает первая четверть. Правая половинка Луны видна в южной стороне неба во время захода Солнца. Около полуночи Луна зайдёт за горизонт в западной части небосвода.

Пройдёт ещё примерно 7 суток, и мы увидим полную Луну. Она появляется вечером в восточной стороне неба. Теперь Земля располагается между Луной и Солнцем. В полночь полная Луна окажется на максимальной высоте в точке юга.

Но полночь – это не 0 ч. В Воронеже полночь наступает 0 ч 23 м зимой и в 1 ч 23 м летом. В Москве – в 0 ч 30 м и 1 ч 30 м соответственно. В других административных центрах – в другое время. (См. «Часовые пояса на территории России» в газете «География-ПС»,
№ 39/2001. Исправлению подлежит строка для Томской и Кировской областей: теперь в Томске введено время VI часового пояса вместо VII, а в Кировской – III часового пояса вместо IV, поэтому время наступления полудня надо уменьшить на 1 ч).

После полуночи высота Луны начинает уменьшаться, и утром в западной стороне неба полная Луна зайдёт за горизонт.

Следующая фаза Луны – последняя четверть. Луна появляется в восточной стороне в полночь и будет видна до утра. Когда взойдёт Солнце, старый месяц как бы «растворится» в южной стороне небосвода…

Так человек объяснил себе, что такое лунные фазы. И Луна стала чуточку понятнее, словно ближе.

Заполнение таблицы «Фазы Луны»

(На экране – пустая таблица, при объяснении «открываются» соответствующие ячейки .)

Учитель . Нарисуйте расположение Луны, Солнца и Земли, когда Луна в фазе новолуния. (Ученики выполняют схематический рисунок. )

А если Луна находится в фазе первой четверти? (Учащиеся выполняют рисунок .)

Видя на небе неполный диск Луны, не всякий безошибочно определит, молодой это месяц или на ущербе. Узкий серп недавно народившегося месяца и серп старой Луны различаются только тем, что обращены выпуклостями в противоположные стороны. В Северном полушарии молодой месяц всегда направлен выпуклой стороной вправо, старый – влево. В средних широтах Южного полушария всё наоборот.

Задачи «Фазы Луны в мультипликационных фильмах»

1. Показ фрагмента из мультфильма «Каникулы в Простоквашино».

На экране дядя Фёдор, кот и пёс. «Это, наверное, мне фоторужьё пришло», – говорит пёс. Все вздыхают. А над домом виден узкий серп месяца выпуклостью вправо.

? В какое время суток «пришло» фоторужьё? Нарисуйте расположение Луны, Земли и Солнца.

Подсказка . Обратите внимание: месяц узкий (почему?). Делаем вывод: Солнце где-то недалеко (где? в какой стороне?), небо не совсем тёмное (почему?). Мы видим только яркие звёзды.

2. Показ фрагмента из мультфильма «Сказка о семи богатырях».

Царевич Елисей обращается к месяцу с просьбой найти царевну. На что месяц отвечает: «Братец мой,// Не видал я девы красной. //На стороже я стою // Только в очередь мою. //Без меня царевна, видно, //Пробежала». «Как обидно», – вздыхает Елисей. На экране узкий серп месяца, обращённый выпуклостью влево.

? С каким месяцем (молодым или старым) разговаривает царевич Елисей?

Подсказка. Месяц невысоко над горизонтом. В какую сторону он будет двигаться?

3. Показ фрагмента из мультфильма «Бременские музыканты».

На экране Трубадур: «Луч Солнца золотого тьмы скрыла пелена. //И между нами снова вдруг выросла стена.//Ночь пройдёт, пройдёт пора ненастная, Солнце взойдёт».

? В какой стороне горизонта видна Луна?

Подсказка. На экране мы видим полную Луну невысоко над горизонтом. Когда восходит полная Луна? Когда она заходит за горизонт?

4. Показ фрагмента из мультфильма «Трое из Простоквашино».

Дядя Фёдор со своими друзьями ищет клад.

? Какое время суток в это время?

Подсказка. Какой месяц вы видите? В какую сторону он должен двигаться?

5. Показ фрагмента из мультфильма «Трое из Простоквашино».

Почтальон Печкин стучит в дверь. А над домом виден узкий серп месяца выпуклостью вправо.

? В какую сторону горизонта смотрят окна?

6. Показ фрагмента из мультфильма «Снеговик-почтовик».

Лиса несёт письмо. Но путь преграждает волк. Светит Луна.

? В какую сторону горизонта падает тень?

Подсказка. Какую фазу имеет Луна? Где её можно видеть?

Задачи на внимательность, или Найдите ошибку

1. Показ фрагмента из мультфильма «Катерок».

? Чем интересен этот слайд? Где можно наблюдать Солнце высоко над головой?

Подсказка. На слайде мы видим и Солнце, и Луну. Но какой стороной к Солнцу обращён месяц?

2. Показ слайдов из мультфильма «Ночь перед Рождеством».

«Последний день перед Рождеством прошёл. Зимняя ясная ночь наступила. Месяц величаво поднялся на небо посветить добрым людям и всему миру».

? Какую фазу имеет месяц, который «поднялся» над горизонтом? Когда можно видеть такой восход месяца?

Подсказка. Месяц поднимается над горизонтом. А Солнце? (Ждём ответ. ) Солнце ведь тоже должно подниматься… Кто из вас видел поднимающийся над горизонтом месяц в такой фазе?

3. Показ слайдов из мультфильма «Трое из Простоквашино».

Шарик . Это ты виноват, что дядя Фёдор заболел.

Матроскин . Почему я?

Шарик . Ты же его холодным молоком напоил. И ещё хвастался: вот какое холодное молоко моя корова даёт!

(Стук в дверь. )

Шарик . Кто там?

Шарик . В такую погоду свои дома сидят, телевизор смотрят.

? В какое время суток приехали родители мальчика? Согласуется ли данная фаза Луны с фразой Шарика: «В такую погоду свои дома сидят, телевизор смотрят»?

Подсказка . На первом слайде мы видим двух героев мультфильм, на втором – вид Луны из их окна. Можно ли сказать, в какое время суток выясняют отношения пёс и кот?

4. Показ фрагмента из мультфильма «Двенадцать месяцев».

Тает месяц молодой.// Гаснут звёзды чередой.

? Соответствует ли тексту фрагмент мультфильма или эти слайды?

Подсказка. Мы видим на левом слайде месяц невысоко над горизонтом, на втором – тёмное небо становится светлым. Звёзды уже не видны. В какое время суток можно увидеть такой месяц?

5. Слайды из мультфильма «Двенадцать месяцев».

Из распахнутых ворот Солнце красное идёт!

? Где можно наблюдать такой восход Солнца?

Подсказка. На каждом последующем слайде Солнце всё выше и выше. Обратите внимание на траекторию движения Солнца. Так ли Солнце поднимается в средних широтах? (Это трудный вопрос для девятиклассников. Но если они не смогут ответить, вопрос можно дать на дом, а на следующем уроке отвести на ответ 1–2 мин .)

Учитель . Сегодня на уроке мы решали задачи, смотрели мультипликационные фильмы и определяли фазы Луны. Теперь, я думаю, вы без труда сможете определить, молодой месяц или старый находится на небе. Если на небе мы «видим» букву «С» – это старый, убывающий месяц. А если получится буква «Р», когда мы проводим прямую линию через две «крайние» точки месяца, то перед нами месяц растущий, молодой. У французов – свои приметы. Если они видят латинскую букву « Р », что значит premier – первый , то это указывает на первую четверть Луны, растущую. Если получилась буква «d » – dernier , последний , последняя фаза Луны, а месяц – старый.

В южных широтах нашего полушария можно заметить, что серп месяца сильно клонится набок, а ближе к экватору ложится так, что кажется лодкой, качающейся на волнах, или светлой аркой. В любом случае следует помнить, что молодой месяц виден вечером в западной стороне неба, старый – утром в восточной части неба.

Ничто так не потрясает своей величественной медленно разворачивающейся красой, как полное солнечное затмение. На этом уроке (а если есть возможность, то и на следующем) следует рассмотреть также условия наступления солнечных и лунных зат­мений, ведь они являются следствием прямолинейного распространения света. Чтобы не перегружать учащихся видеозаписями, эту часть урока можно провести в традиционной форме, используя текст учебника и задачи из сборника дидактического материала по астрономии.

Блиц-опрос

Что такое свет? Какие виды электромагнитных излучений не воспринимаются глазом человека? Чем отличаются невидимые электромагнитные излучения от видимых? Почему в разные дни месяца Луна на небе видна по-разному: то узким серпом, то в виде диска?

Домашнее задание

Нарисуйте расположение Земли, Солнца и месяца, с которым разговаривал царевич Елисей. Нарисуйте, как выглядит Луна в первой четверти. В какое время суток она видна в этой фазе? Посмотрите главу вторую книги «Занимательная астрономия» Я.И.Перельмана и получите ответы на многие вопросы, касающиеся вида Луны. Когда и где виден молодой месяц и старый?

Ответы

Виды излучений

1. 30 ГГц = 0,030 ТГц, но 0,03 ТГц < 0,3 ТГц, значит, это радиоволна. Если скорость света равна произведению длины волны на его частоту, то длину волны найти легко, ведь скорость света известна и равна 300000км/с или 3 10 8 м/с.

Следовательно, = v/ n = 1 cм.

2. 600 ТГц принадлежит интервалу частот видимого излучения. = 500 нм.

3. 100 кГц во много раз меньше 0,3 ТГц, и это радиоволны. = 3 км.

4. Легко понять, что 1200 ТГц находится в интервале частот ультрафиолетового излучения. = 250 нм.

Фазы Луны в мультфильмах

1. Месяц над крышей выпуклостью вправо. Это молодой месяц. Серп узкий, значит, он расположен недалеко от Солнца. Каникулы летние. Солнце садится на северо-западе, значит, месяц виден в западной части горизонта.

2. Узкий серп выпуклостью влево – старый месяц. Скоро взойдёт Солнце. Такой месяц виден ранним утром в восточной стороне горизонта.

3. Ответить на этот вопрос, посмотрев фрагмент мультфильма, трудно. Полная Луна видна вечером на востоке. В полночь её можно видеть на юге, а утром – на западе. Но если в песне есть слова «Ночь пройдёт – наступит утро...» (будущее время), а Луна невысоко над горизонтом, то, может быть, она видна в восточной стороне. Или в южной, но точно не в западной.

4. Через один-два дня Луна будет в фазе первой четверти. В этой фазе угол между меридианами, где находятся Луна и Солнце, составляет примерно 90° . Значит, в настоящее время между Луной и Солнцем примерно 60–70° . Серп старого месяца невысоко над горизонтом. Месяц медленно поднимается над горизонтом. Скоро встанет и Солнце. Примерно через 3–4 часа будет светло. Трое из Простоквашино ищут клад, по всей видимости, где-то после полуночи или ранним-ранним утром.

5. Мы видим узкий серп месяца, обращённый вправо. Это молодой месяц, следовательно, перед нами – западная сторона. А это значит, что окна «смотрят» на восток.

6. Ответить крайне затруднительно, т.к. при благоприятной погоде полная Луна видна всю ночь: и вечером, и в полночь, и утром. Можно сказать так: тень точно не падает на юг. В средних широтах Северного полушария Луна движется слева направо и проходит над точкой юга. Но если это вечер, то тень падает на запад. Если это полночь, то на север, а если это утро, то тень направлена в восточную сторону.

Задачи на внимательность («Найдите ошибки »)

1. Солнце высоко над головой. Это возможно в тропическом поясе. К Солнцу обращена неосвещённая часть Луны. Может ли быть такое? Конечно, нет.

2. Жители средних широт Cеверного полушария скажут: «Это молодой месяц, и он должен приближаться к горизонту в западной стороне неба. Но месяц почему-то поднимается над горизонтом. Это может быть только в мультфильмах, в жизни – никогда!»

Жители средних широт Южного полушария будут утверждать: «Это “старый” месяц, и он действительно будет подниматься над горизонтом, но в восточной стороне, а его путь будет идти справа налево, а не так, как показано в мультфильме».

3. Обратите внимание: за окном старый месяц, значит, родители приехали ранним утром. При этом звучит фраза: «В такую погоду свои дома сидят, телевизор смотрят». Но телевизор обычно смотрят по вечерам. Художникам следовало нарисовать не утренний месяц, а вечерний.

4. Для жителей Cеверного полушария это молодой месяц. В лучах зари вечерний (молодой) месяц не может «таять». Жители Южного полушария 12–13 раз в году наблюдают, как в лучах утренней зари «тает» такой месяц, и вслед за ним «из распахнутых ворот Солнце красное идёт». Но молодым такой месяц они не назовут. Он всё-таки старый для жителей Австралии и Южной Америки. Может-быть, такую «картину» С.Я.Маршак наблюдал в Южном полушарии, и, не разобравшись, назвал его молодым?

5. Учащиесязнают, что в средних широтах Северного полушария Солнце поднимается над горизонтом, перемещаясь слева направо. Из уроков географии школьники помнят, что только на экваторе Солнце поднимается под прямым углом к горизонту, следовательно, герои мультфильма оказались в тропиках.Но это бывает только 2раза в году: в дни весеннего и осеннего равноденствий. Учитель может сказать, что перед Новым годом Солнце взойдёт перпендикулярно горизонту на параллели 23,5° южной широты.

Но такой снежной зимы, как показано в мультфильме, в тропиках не бывает! Художники должны были сместить Солнце в правую сторону при его подъёме над горизонтом.

Литература

Беспалов В.Н . Часовые пояса на территории России. – «География-ПС», № /2001 или http://besp.narod.ru

Громов С.В . Физика-9. – М.: Просвещение, 2003.

Левитан Е.Н . Астрономия: Учебник для 11 класса. – М.: Просвещение, 1994 (и все последующие издания).

Малахова Г.И., Страут Е.К. Дидактический материал по астрономии. – М.: Просвещение, 1989 (и все последующие издания).

Перельман Я.И . Занимательная астрономия. – М.: Наука, 1966.

Скворцова Г. Компетентностный подход: правила постановки учебных целей. – Первое сентября, № 4, 5/2008.

Луна - естественный спутник Земли. Это ближайшее к Земле небесное тело, она светит отраженным солнечным светом. Луна движется вокруг Земли приблизительно по эллиптической орбите в ту же сторону, в какую Земля вращается вокруг своей оси. Поэтому мы видим Луну перемещающейся среди звезд навстречу вращению неба. Направление движения Луны всегда одно и то же - с запада на восток. Для наблюдателя с Земли за сутки Луна перемещается на 13,2°.

Полный оборот по орбите вокруг Земли Луна совершает за 27,3 суток (сидерический месяц ). И за такое же время она делает один оборот вокруг своей оси, поэтому к Земле всегда обращено одно и тоже полушарие Луны.

Движение Луны вокруг Земли очень сложное, и его изучение составляет одну из труднейших задач небесной механики. Видимое движение Луны сопровождается непрерывным изменением ее вида - сменой фаз. Происходит это оттого, что Луна занимает различные положения относительно освещающего ее Солнца и Земли. Лунной фазой называется часть лунного диска, видимая в солнечном освещении.

Рассмотрим фазы Луны, начиная с новолуния. Эта фаза наступает, когда Луна проходит между Солнцем и Землей и обращена к нам своей темной стороной. Луна совсем не видна с Земли.

Спустя один-два дня в западной части неба появляется и продолжает расти узкий яркий серп «молодой» Луны. Иногда на фоне неба заметна (благодаря тусклому сероватому свечению - так называемому пепельному свету Луны) и остальная часть лунного диска. Явление пепельного света объясняется тем, что лунный серп освещается непосредственно Солнцем, а остальная лунная поверхность - рассеянным солнечным светом, отраженным Землей. Спустя 7 суток уже будет видна вся правая половина лунного диска - наступает фаза первой четверти . В этой фазе Луна восходит днем, к вечеру видна в южной области неба и заходит ночью. Далее фаза увеличивается, и через 14-15 суток после новолуния Луна приходит в противостояние с Солнцем. Ее фаза становится полной, наступает полнолуние . Солнечные лучи освещают все лунное полушарие, обращенное к Земле. Полная Луна восходит при заходе Солнца, заходит при его восходе, а в середине ночи видна в южной стороне неба.

После полнолуния Луна постепенно приближается к Солнцу с запада и освещается им слева. Примерно через неделю наступает фаза третьей , или последней четверти . При этом Луна восходит около полуночи, к восходу Солнца оказывается в южной стороне неба и заходит днем. При дальнейшем сближении спутника Земли с Солнцем убывающие фазы Луны становятся серповидными. Луна видна только под утро, незадолго до восхода Солнца, а заходит в светлое время суток, перед заходом Солнца. Узкий серп Луны на этот раз выпуклостью обращен к востоку. Затем снова наступает новолуние, и Луна перестает быть видимой на небе.

От одного новолуния до следующего проходит около 29,5 суток. Этот период смены лунных фаз называют синодическим месяцем . Синодический (или лунный месяц) продолжительнее сидерического (или звездного) месяца, так как и Луна, и Земля движутся в пространстве в прямом направлении.

Звездное небо намного потеряло бы в своей привлекательности, если бы иногда на его фоне не появлялось такое великолепное ночное светило, как Луна. В прошлом некоторые авторы астрономических трактатов высказывали даже сожаление, что жители других планет лишены подобного зрелища. Сегодня мы знаем, что это сожаление адресовать некому: мы, люди — единственные разумные обитатели Солнечной системы.

Как светило Луна прежде всего характерна своим непостоянством. Непрерывно меняется ее видимый облик, ее фазы и соответственно изменяется и освещенность, создаваемая Луной на земной поверхности.

Когда Луна находится между Землей и Солнцем, но не заслоняет собой солнечный диск, земному наблюдателю Луна невидна. Эта фаза Луны называется новолунием. Спустя 1—2 дня после новолуния в лучах вечерней зари появляется узенький серпик «молодой», растущей Луны. С каждым вечером этот серпик утолщается, и спустя примерно неделю после новолуния наступает первая четверть. В этой фазе Луна выглядит светлым полукругом, обращенным выпуклостью вправо. Далее Луна продолжает расти, и еще спустя неделю наступает полнолуние, когда земному наблюдателю становится видно все освещенное полушарие Луны.

После полнолуния смена лунных фаз происходит в обратном порядке. Луна «ущербляется» справа, через неделю наступает последняя четверть (светлый полудиск с выпуклостью, обращенной влево), а затем «старая» Луна становится похожей на букву «С» и, с каждым днем приближаясь на небе к Солнцу, в конца концов теряется в лучах утренней зари.

Когда серп Луны достаточно узок, часто удается наблюдать пепельный свет Луны — слабое свечение ее неосвещенной части. Собственно при этом мы видим свет не Луны, а Земли, рассеянный лунной поверхностью. Любопытно, что, когда к Луне обращен Тихий океан, пепельный свет приобретает заметный голубоватый оттенок, а когда Земля повернута к Луне Азиатским континентом, пепельный свет становится желтоватым. Так в «кривом» шероховатом лунном зеркале отражается наша богатая красками планета!

Обращаясь вокруг Земли, Луна перемещается на фоне созвездий, за сутки смещаясь к востоку примерно на 13°. Промежуток времени, за который Луна совершает полный оборот вокруг Земли, называется сидерическим месяцем. Он равен 27,3 земных суток. Полный цикл изменения лунных фаз занимает несколько больший промежуток времени. Он называется синодическим месяцем и равен 29,5 земных суток.

Причина, по которой сидерический месяц не равен синодическому, достаточно ясна. Когда Луна, завершив полностью оборот вокруг Земли, снова вернется в прежнее положение относительно звезд, Солнце (благодаря орбитальному движению Земли) сместится на небе к востоку в, следовательно, фаза Луны будет иной, чем в начале сидерического месяца. Лишь через два с небольшим земных дня Луна, догоняя Солнце в их видимом движении по небосводу, снова достигнет первоначальной фазы и тем самым синодический месяц будет завершен.

Если бы не было никаких лунных неравенств, путь Луны на фоне звездного неба всегда был одним и тем же. На самом деле, строго говоря, он никогда не повторяется и можно отметить лишь тот пояс созвездий, через которые может пройти (и иногда проходит) Луна. В этот пояс, кроме зодиакальных созвездий {Рыбы, Овен, Телец, Близнецы, Рак, Лев, Дева, Весы, Скорпион, Стрелец, Козерог, Водолей), входят и некоторые созвездия, граничащие с ними.

Условия видимости Луны зависят от сезона. Например, зимой, когда суточный путь Солнца в северных широтах невысок над горизонтом, полная Луна, противостоящая на небе Солнцу, наоборот, около полуночи ярко сияет высоко в небе. Летом же наблюдается обратная картина — видимый путь полной Луны над горизонтом очень низок. Для всех сезонов восход полной Луны совпадает с заходом Солнца и, наоборот, с восходом Солнца уходит под горизонт полная Луна.

Зная, как располагаются на небе видимый годовой путь Солнца и видимый месячный путь Луны, можно, например, сообразить, что «молодая» Луна лучше всего видна в весенние вечера — тогда ее суточный путь над горизонтом высок и длинен. Наоборот, в осенние вечера «молодая» Луна поднимается над горизонтом невысоко и заходит рано. Желающие самостоятельно наблюдать Луну сведения о се видимости смогут найти но только в астрономических ежегодниках, но и в обычном отрывном календаре, где указываются на каждый день фаза Луны и время ее восхода и захода.

На светлой поверхности лунного диска глаз без труда различает сероватые пятна постоянных очертаний — так называемые лунные «моря». То, что они всегда одинаковы, было подмечено еще в древности. Этот факт свидетельствует о том, что Луна всегда обращена к нам одним и тем же полушарием. Второе, не видимое с Земли полушарие стало доступным изучению лишь с помощью космических аппаратов.

Сохраняя постоянную ориентацию по отношению к Земле, лунный шар в то же время вращается вокруг оси так, что время оборота Луны вокруг оси в точности равно периоду ее обращения вокруг Земли. Такое движение называется синхронным, и оно, по-видимому, свойственно и некоторым спутникам других планет. Заметим, что ось вращения Луны почти перпендикулярна плоскости земной орбиты.

Период полного оборота Луны вокруг оси можно назвать лунными звездными сутками, так как движение Луны в этом случае рассматривается относительно звезд. Солнечные же сутки на Луне несколько длиннее, и они, как нетрудно сообразить, равны синодическому месяцу (29 земных суток). Действительно, в этом случае по завершении солнечных суток терминатор возвращается в исходное положение, а значит, повторяется первоначальная лунная фаза. Таким образом, солнечные сутки па Луне длятся почти месяц, а день и ночь — по две земные недели. Эта особенность лунного мира приводит к тому, что поверхность Луны периодически испытывает длительный нагрев, сменяющийся столь же продолжительным охлаждением.

Казалось бы, из синхронного движения Луны неизбежно следует, что земному наблюдателю всегда доступна лишь половина лунной поверхности. На самом деле это не совсем так. По некоторым причинам, которые мы сейчас рассмотрим, Луна слегка «покачивается», чуть-чуть приоткрывая нам часть невидимого своего полушария. Благодаря этому «покачиванию» или либрации земной наблюдатель видит не половину, а около 60% всей лунной поверхности. Различают четыре типа либрации.

Либрация по долготе. Она вызвана тем, что вращение Луны вокруг оси совершается равномерно, а обращение Луны вокруг Земли по эллипсу происходит неравномерно (второй закон Кеплера). Из-за этого создается впечатление, что Луна слегка покачивается, попеременно приоткрывая земному наблюдателю то восточную, то западную часть своего невидимого полушария. В течение сидерического месяца вид краевых зон Луны заметно меняется, что легко проверить, наблюдая Луну хотя бы в бинокль.

Лунный свет и лунные ночи восторженно описаны многими поэтами и прозаиками. И с ними трудно не согласиться — Луна как светило изумительно красива. Но она кажется в темные ночи ослепительно яркой лишь по контрасту с черным фоном ночного неба — днем Луна выглядит куда менее эффектно.

Самое парадоксальное, пожалуй, то, что на самом деле Луна — очень плохое «зеркало». Она отражает лишь 7% падающего на псе солнечного света. По своим отражательным способностям Луна напоминает сухой чернозем, мокрый суглинок и очень темные горные породы типа базальта и диабаза. Иначе говоря, в целом Луна темно-серая, а не ослепительно серебристая, какой кажется нашим, подверженным различным оптическим обманам, глазам.

Если изучить более детально, как отражает Луна лучи разного цвета, то окажется, что с увеличением длины волны отражательная способность лунной поверхности возрастает. Так, например, Луна отражает 4 % падающих на нее фиолетовых лучей, 7 % желтых и 9% красных. Вещество с такими оптическими свойствами воспринимается вашим глазом, как темно-серое с коричневатым оттенком.

Первые фотоснимки Луны были получены вскоре после изобретения фотографии. Позже Луну фотографировали через разные светофильтры. На цветных фотографиях Луны цветовые контрасты усилены — при наблюдении Луны в телескоп лишь иногда удается различить очень слабую окраску какого-нибудь участка Луны. В целом лунная поверхность, в отличие от земной, отличается однообразием окраски. Тем необычнее облик разноцветной Луны, созданный средствами химии.

Впрочем, даже слабые цветовые оттенки лунных объектов указывают на их разную природу и, возможно, на различное происхождение. Но это относится уже к деталям лунного мира, а не к свойствам Луны как ночного светила.

Луна - ближайшее к Земле небесное тело, ее единственный естественный спутник. Находясь на расстоянии около 380 тыс. км от Земли, Луна обращается вокруг нее в том же направлении, в котором Земля вращается вокруг своей оси. За каждые сутки она перемещается относительно звезд примерно на 13°, совершая полный оборот за 27,3 суток. Этот промежуток времени - период обращения Луны вокруг Земли в системе отсчета, связанной со звездами, - называется звездным или сидерическим (от лат. sidus - звезда) месяцем.

Собственного свечения Луна не имеет, а Солнце освещает только половину лунного шара. Поэтому по мере ее движения по орбите вокруг Земли происходит изменение вида Луны - смена лунных фаз. В какое время суток Луна бывает над горизонтом, каким мы видим обращенное к Земле полушарие Луны - полностью освещенным или освещенным частично - все это зависит от положения Луны на орбите.

Если она расположена так, что обращена к Земле своей темной, неосвещенной стороной (положение 1), то мы не можем видеть Луну, но знаем, что она находится на небе где-то рядом с Солнцем. Эта фаза Луны называется новолунием. Двигаясь по орбите вокруг Земли, Луна примерно через трое суток придет в положение 2. В это время ее можно будет видеть по вечерам неподалеку от заходящего Солнца в виде узкого серпа, обращенного выпуклостью вправо. При этом нередко бывает видна и остальная часть Луны, которая светится значительно слабее, так называемым пепельным светом. Это наша планета, отражая солнечные лучи, освещает ночную сторону своего спутника.

День ото дня серп Луны увеличивается по ширине, и его угловое расстояние от Солнца возрастает. Через неделю после новолуния мы видим половину освещенного полушария Луны - наступает фаза, называемая первой четвертью. В дальнейшем доля освещенного полушария Луны, видимая с Земли, продолжает увеличиваться до тех пор, пока не наступит полнолуние. В этой фазе Луна находится на небе в стороне, противоположной Солнцу, и видна над горизонтом всю ночь - от его захода до восхода. После полнолуния фаза Луны начинает уменьшаться. Сокращается и ее угловое расстояние от Солнца. Сначала на правом крае лунного диска появляется небольшой ущерб, который имеет форму серпа. Постепенно этот ущерб растет (положение 6), а через неделю после полнолуния наступает фаза последней четверти. В этой фазе, как и в первой четверти, мы снова видим половину освещенного полушария Луны, но теперь уже другую, которая в первой четверти была неосвещенной. Луна восходит поздно и видна в этой фазе по утрам. В последующем ее серп, обращенный теперь выпуклостью влево, становится все более и более узким (положение 8), постепенно сближаясь с Солнцем. В конце концов он скрывается в лучах восходящего Солнца - снова наступает новолуние.

Полный цикл смены лунных фаз составляет 29,5 суток. Этот промежуток времени между двумя последовательными одинаковыми фазами называется синодическим месяцем (от греч. synodos - соединение). Еще в глубокой древности у многих народов месяц, наряду с сутками и годом, стал одной из основных календарных единиц. Понять, почему синодический месяц длиннее сидерического, нетрудно, если вспомнить, что Земля движется вокруг Солнца. Через 27,3 суток Луна займет на небе прежнее положение относительно звезд и будет находиться в точке L1. За это время Земля, перемещаясь на 1° в сутки, пройдет по орбите дугу в 27° и окажется в точке Т1. Луне, для того чтобы снова оказаться в новолунии L2, придется пройти по орбите такую же дугу (27°). На это потребуется немногим более двух суток, поскольку за сутки Луна смещается на 13°. С Земли видна лишь одна сторона Луны, однако это не означает, что она не вращается вокруг своей оси. Проведем опыт с глобусом Луны, перемещая его вокруг глобуса Земли так, чтобы к нему всегда была обращена одна сторона лунного глобуса. Этого можно достичь лишь в том случае, если мы будем его поворачивать по отношению ко всем другим предметам, находящимся в классе.

Полный оборот глобуса Луны вокруг оси завершится одновременно с тем, как завершится один оборот вокруг глобуса Земли. Это доказывает, что период вращения Луны вокруг своей оси равен сидерическому периоду ее обращения вокруг Земли - 27,3 суток. Если бы плоскость орбиты, по которой Луна движется вокруг Земли, совпадала с плоскостью орбиты, по которой Земля обращается вокруг Солнца, то ежемесячно в момент новолуния происходило бы солнечное затмение, а в момент полнолуния - лунное. Этого не случается потому, что плоскость лунной орбиты наклонена к плоскости орбиты Земли под углом около 5°. Именно поэтому, тень Луны в новолуние может пройти выше Земли, а в полнолуние сама Луна может пройти ниже земной тени. В это время положение орбиты Луны таково, что она пересекает плоскость орбиты Земли в фазах первой и последней четверти. В каких же случаях затмения Солнца и Луны могут произойти? Вы уже знаете, что направление оси вращения Земли в пространстве остается при движении нашей планеты вокруг Солнца неизменным.

Практически не меняется в течение года и положение плоскости лунной орбиты. Рассмотрим, как это повлияет на возможность наступления затмений. За три месяца Земля пройдет четверть своего пути вокруг Солнца и займет положение. Теперь плоскость лунной орбиты будет расположена так, что линия ее пересечения с плоскостью земной орбиты направлена на Солнце. Поэтому Луна будет пересекать плоскость орбиты Земли (или находиться близ нее) в новолуние и полнолуние. Иначе говоря, двигаясь по небу, Луна приходит в ту точку эклиптики, где в этот момент находится Солнце, и загораживает его от нас. В том случае, если Солнце целиком закрыто Луной, затмение называется полным. Если же случится так, что она закроет лишь часть Солнца, то затмение будет частным. Когда Луна пересекает эклиптику в точке, диаметрально противоположной Солнцу, она сама полностью или частично скрывается в тени Земли.

Лунные затмения, как и солнечные, могут быть полными или частными. Условия, благоприятные для наступления затмений, сохраняются примерно на протяжении месяца. За это время может произойти по крайней мере одно солнечное затмение или два солнечных и одно лунное. Следующее необходимое для наступления затмений расположение лунной орбиты повторится снова лишь спустя примерно полгода (177 - 178 суток), когда Земля пройдет половину своего пути вокруг Солнца. В течение года на Земле обычно происходит два-три солнечных затмения и одно-два лунных. Максимальное число затмений за год - семь. Лунные затмения, хотя и происходят реже солнечных, но видны чаще. Луна, попавшая при затмении в земную тень, видна на всем полушарии Земли, где она в это время находится над горизонтом.

Погружаясь в земную тень, Луна приобретает красноватую окраску различных оттенков. Цвет зависит от состояния земной атмосферы, которая, преломляя лучи Солнца и рассеивая их, все же пропускает красные лучи внутрь конуса тени. Несколько часов затрачивает Луна, чтобы пересечь тень Земли. Полная фаза затмения длится около полутора часов. Полное затмение Солнца можно наблюдать лишь там, где на Землю падает небольшое по размерам (диаметром не более 270 км) пятно лунной тени. Тень Луны со скоростью примерно 1 км/с движется по земной поверхности с запада на восток, поэтому в каждом пункте Земли полное затмение продолжается лишь несколько минут (на экваторе максимальная продолжительность составляет 7 мин 40 с). Путь, который проходит тень Луны, называется полосой полного солнечного затмения.

В разные годы лунная тень пробегает по различным районам земного шара, поэтому полные солнечные затмения видны реже лунных. Так, например, в окрестностях Москвы в последний раз затмение было 19 августа 1887г., а в следующий раз произойдет только 16 сентября 2126 г. Полутень Луны имеет диаметр значительно больше тени - около 6000 км. Там, куда попала полутень Луны, происходит частное затмение Солнца. Их можно видеть каждые два-три года. Через каждые 6585,3 суток (18 лет 11 суток 8 часов) затмения повторяются в прежнем порядке. Таков промежуток времени, в течение которого плоскость лунной орбиты делает полный оборот в пространстве. Знание закономерностей движения Луны и Земли позволяет ученым с высокой степенью точности на сотни лет вперед вычислять моменты наступления затмений и знать, где на земном шаре они будут видны. Сведения о затмениях на ближайший год и условия их видимости содержатся в «Астрономическом календаре», а здесь на более длительный период. Располагая необходимыми данными о предстоящих затмениях, ученые получают возможность организовать экспедиции в полосу полного солнечного затмения. В момент полной фазы можно наблюдать внешние, наиболее разреженные слои атмосферы Солнца - солнечную корону, которая в обычных условиях не видна. В прошлом многие важные сведения о природе Солнца были получены именно во время полных затмений.