Луна, Земля, Солнце — три важнейших небесных тела, определяющих существование человечества. Первое поддерживает стабильность вращения нашей планеты, влияет на приливы и отливы, второе — наш родной дом, а третье обеспечивает поступление к нам тепла и света.
Размеры Солнца и Луны
Для понимания природы солнечных затмений нужно знать, во сколько раз Луна меньше Солнца. Диаметр центральной звезды нашей системы составляет 1,4 млн км, аналогичный параметр земного спутника — почти 3,5 тыс. км, разница составляет примерно 400 раз.
В то же время Луна находится ближе к Земле, почти в те же 400 раз (при нахождении этих объектов в некоторых точках относительно планеты): на расстоянии около 385 тыс. км, в то время как дистанция от нас до центра Солнечной системы равна 150 млн км.
И хотя светило расположено от нас намного дальше, чем спутник, земному наблюдателю они часто кажутся на небе равными по величине.
Это и есть объяснение солнечных затмений: спутник полностью или частично перекрывает собой Солнце.
Смена лунных фаз
В разных положениях Солнца, Земли и Луны относительно друг друга светлую часть нашего спутника мы видим по-разному.
Части, освещенные светом центральной звезды, называются лунными фазами, это:
- новолуние;
- первая четверть;
- полнолуние;
- последняя четверть.
Иногда выделяют 2 промежуточные фазы: растущую (молодую) и убывающую (стареющую) луну.
Во время новолуния спутник земному наблюдателю не виден, потому что находится между планетой и Солнцем, и к планете обращена его темная сторона, не освещенная звездой. Некоторое свечение лунного диска в этот период все же можно заметить, оно имеет характерный пепельный оттенок, который небесному телу придает солнечный свет, отраженный от Земли.
Через два дня наступает фаза растущей луны, или неомения — это первое после новолуния появление объекта на небе, когда он имеет вид узкого серпа. С каждым днем он увеличивается в размерах и через 7 суток принимает вид полукруга, появляющегося вскоре после заката на западе или юго-западе.
Относительно светила Луна в этой фазе расположена на 90° в восточном направлении, ее видно только вечером и в первой половине ночи.
Через 2 недели после начала лунного цикла наступает полнолуние: Луна расположена в противостоянии с нашей звездой, в сторону Земли обращено все ее освещенное полушарие. Она восходит в момент захода солнца, видна всю ночь и заходит на рассвете.
Еще через неделю начинается фаза последней четверти: спутник имеет вид полукруга, видимого в восточной части неба во второй половине ночи и перед восходом.
Он будет постепенно уменьшаться в размерах и в последние дни примет вид тонкой буквы «С».
Все указанное справедливо для наблюдения из северного полушария Земли. В южном полушарии положения серпа и полукруга противоположные: букву «С» напоминает не убывающий, а растущий месяц.
Совсем иной вид спутник в разных фазах имеет на экваторе, там положение его освещенной части не вертикальное, а горизонтальное. Например, стареющая луна имеет вид узкой лодки, расположенной в нижней половине диска.
Для расчетов принята продолжительность каждой из 4 основных лунных фаз в 7,38 земных дней, но их фактическая длительность постоянно немного меняется из-за вытянутости орбиты спутника и непостоянства его орбитальной скорости.
Так как лунный месяц короче большинства земных (29,5 дней вместо 30 или 31), 1 раз в год в календарном месяце может случиться второе полнолуние. Это явление получило название «Голубая Луна».
Такое наименование обусловлено не изменением оттенка земного спутника, а происхождением из английского фразеологизма «Однажды при голубой луне», смысл которого можно трактовать как «После дождичка в четверг», т. е. никогда. Голубой цвет сателлит может принимать, но это явление крайне редкое и объясняется оптическим эффектом.
Орбитальные характеристики Луны, Земли и Солнца, схема взаимного вращения
Луна совершает 3 вида движений:
- вращается вокруг своей оси, совершая полный оборот примерно за 27,3 земных дней;
- обращается вокруг нашей планеты по эллиптической орбите с точно таким же (27,3 суток) периодом;
- обращается вокруг Солнца в связке «Земля-Луна».
Равенство периодов собственного вращения и обращения Луны вокруг Земли объясняет, почему она всегда повернута к нам одной стороной.
Земля совершает 2 вида движения: вокруг своей оси и вокруг Солнца. В первом случае движение происходит в направлении с запада на восток, и это явление объясняет смену времени суток. На освещенной половине земного шара наблюдается день, а на обратном — ночь.
Каждый такой оборот называется сутками, он длится 23 часа 56 минут и несколько секунд, но для расчетов длительность этого периода принята равной 24 часа.
Вращение планеты вокруг Солнца происходит по эллиптической орбите, среднее расстояние от центральной звезды — около 149,6 млн км, орбитальная скорость — в среднем 29,8 км/с. При этом в перигелии (ближайшей к светилу точке) Земля движется быстрее, со скоростью более 30 км/с, а в самой удаленной позиции (афелии) — медленнее 29,3 км/с.
За время 1 полного витка вокруг Солнца планета делает 365,25 собственных оборотов — это количество дней в 1 астрономическом году. Календарный аналогичный период, в котором сутки приняты равными 24 часам, длится 365 дней, но через каждые 3 годовых срока в календарь добавляется четвертый особый — високосный, с дополнительным 366-м днем.
Солнце неподвижно относительно Земли, но оно также не стоит на месте, а вращается вокруг центра галактики, и 1 такой оборот занимает 220-230 млн лет.
За время своего существования светило успело совершить только 20 полных витков вокруг Млечного Пути.
Ученые отводят нашей звезде срок жизни от сегодняшнего дня 7 млрд лет, за которые она сделает еще примерно 30 таких оборотов.
Линейная скорость движения Солнца в пространстве — 200-220 км/с. Направление его пути называется апекс, оно перемещается в направлении созвездия Геркулес.
Кроме того, светило вращается вокруг собственной оси, ученые определили это по изменению положения пятен на нем. Передвигается оно не как твердая модель: вращение на экваторе быстрее, по направлению к полюсам движение замедляется. Это касается лишь поверхности и массы, близкой к ней.
Внутренние слои и солнечное ядро при вращении ведут себя как классическое твердое тело. Похоже вращаются газовые гиганты Сатурн и Юпитер. Один полный виток вокруг оси Солнце совершает за 25,4 земных дней, его ось не вертикальная, а наклонена на 7°.
БлогNot. Простая модель "Солнце, Земля и Луна" на Javascript
Простая модель "Солнце, Земля и Луна" на Javascript
Простая — значит, буквально на 3 картинках и одной канве. Правда, Луна, как видно "прячется" в тени Земли от Солнца, это единственное усложнение, чтобы показать принципы дальнейшей модификации примера.
Подход к позиционированию картинок использован "самый современный", то есть, мы не пересчитываем "вручную" полярные координаты в декартовы, а используем возможности яваскрипта по переносу, сдвигу и повороту плоской системы координат. С учётом всего этого, сделать скрипт с вращающимися вокруг Солнца Землёй и Луной не сложнее, чем идущие часики со стрелками.
Размер канвы в теге предполагается квадратным, хотя и не обязательно, картинки также лучше использовать квадратные. Исходник, который можно сохранить в формате файла .html , предполагает, что картинки с именами sun.png , earth.png и moon.png находятся в той же папке, что и сам скрипт. Если нужно, это легко изменить.
Числовые константы в скрипте тоже можно менять, но я был бы с этим поосторожнее, ведь мы пересчитываем всё в целые пиксельные координаты и, например, при неудачном сочетании скоростей Земли и Луны последняя может где-то "запрыгать".
Все действия по рисованию Земли подробно закомментированы, остальное, думаю, будет ясно по аналогии 🙂
Помните также, что модель с неподвижным Солнцем в середине имеет к реальности не очень много отношения, а на самом деле наша Солнечная система движется примерно вот так:
Какими будут расстояния от Земли до Солнца и ближайшей звезды, если мы решим соблюдать масштабы для объектов и расстояний между ними?
Подсчитать это несложно. Представим, что Землю мы изобразили крошечной пылинкой или маковым зёрнышком с диаметром 0,5 мм (реальный диаметр Земли, напомним,
Тогда Солнце, имеющее диаметр примерно 1390600 км, будет размером примерно с шар бильярда-американки (диаметр такого шара 57 мм, а диаметр Солнца в этом масштабе станет порядка 54,5 мм). Положить этот бильярдный шар нужно будет почти на 6 метров от пылинки (150000000 км от Земли до Солнца или примерно 5,88 м в нашем масштабе).
Где будет находиться ближайшая к нам звезда, например, Альфа Центавра, имеющая схожий с Солнцем размер и отстоящая от него на
39900000000000 км? Увы, даже не на соседней улице. Расстояние до неё в нашем масштабе составит около 1565 км и будет соответствовать расстоянию от Новосибирска до Челябинска.
08.02.2018, 13:25; рейтинг: 2459
Земля, Солнце и Луна: влияние планеты, звезды и естественного спутника. Посмотрите, как создается лунное и солнечное затмение с положением тел в пространстве.
Если говорить с нашей позиции, то это три важнейших объекта для жизни человека. Земля – наш родной дом, Солнце гарантирует тепло, а Луна – обеспечивает приливы.
Орбита Солнца, Земли и Луны
Луна вращается вокруг Земли, а планета облетает по орбите вокруг Солнца. Пространство рассматривается нами с подвижной платформы, смещающейся по орбитальному пути. Осевое вращение приводит к тому, что Солнце проделывает свой путь по небу, а Луна тратит на проход 29 дней.
Дистанция Луна-Земля охватывает 384403 км, а Земля-Солнце – 149 597 887 км. Если разделить их, выйдем на 389. А теперь поделим также солнечный (1.4 млн. км) и лунный (3474 км) диаметры. Получаем 403. Вы можете заметить, что они практически совпадают.
Схема лунного затмения
В небе небесные тела кажутся одинаковыми по величине, благодаря чему мы способны наслаждаться солнечным и лунным затмениями. Кажется, что спутник полностью перекрывает звезду и отбрасывает тень. Мы не можем увидеть этого каждый месяц, потому что лунная орбита немного наклонена от земной вокруг Солнца. Иногда они совпадают или же Луна оказывается ниже.
Также звезда и спутник сотрудничают для формирования приливов. Большая часть обусловливается лунной гравитацией, но небольшая принадлежит Солнцу. Пик приливов наступает, если оба объекта расположились на одной стороне, а минимум – на противоположных.
Схема солнечного затмения
Ярчайший объект для Земли – Солнце с кажущейся величиной -26.73 (в 449000 раз ярче полнолуния). Лунная яркость достигает -12.6, но это отраженный солнечный свет. На нашем сайте можете полюбоваться этими объектами в онлайн телескоп в режиме реального времени или на фото. Также есть 3D-модели, отображающие движение Земли, Солнца и Луны в пространстве и вокруг друг друга.
Строение Земли
Поверхность Земли
Положение и движение Земли