4. Покриття світил Місяццем. Сонячні затемлення.

Покриття Сонцем Місяцем називається сонячним затемненням.Для різних точок земної поверхні сонячне затемнення має різний вид.

Диск Сонця буде повністю закритий для спостерігача який знаходиться всередині конуса тіні.

Кут між напрямами від Сонця до Місяця і від Місяця до Землі називається фазовим кутом.

Розрізняють 4 основні фази Місяця, які поступово переходять одна в іншу в такій послідовності: новий місяць, перша чверть, повний місяць, остання чверть.

Під час настання Місяця, Місяць проходить між сонцем і Землею, фазовий кут =180⁰. до Землі повернута темна сторона Місяця і його не видно на небі. Через 2 дні після настання Місяця, Місяць видно у вигляді вузького серпа на заході після заходу Сонця. Місячний серп повернутий випуклістю до Сонця поступово розширюється і приблизно через 7 діб після настання набирає форму півкруга. В цей час Місяць знаходиться у східній квадратурі, =90⁰, до Землі повернута половина освітленої півкулі Місяця. У цій фазі Місяць видно в першій половині ночі, а апотім він заходить за горизонт.

Через 7 діб після 1 чверті настає повний Місяць і Місяць видно у вигляді повного круга. Тепер Місяць знаходиться в протистоянні з Сонцем φ=0. До Землі повернута вся освітлена півкуля.

Після повномісяччя Місяць починає зменшуватись з західної сторони появляється “щербина”, яка поступово зростає і через 7 діб після повного Місяця його знову видно у вигляді півкруга. Наступає остання чверть. В цей час Місяць знаходиться в західній квадратурі φ=90⁰ і до Землі повернута половина освітленого диску Місяця. Місяць видно в другій половині ночі аж до сходу Сонця.

Поступово Місяць знову набирає вигляд вузкого серпа і його видно на сході перед сходом Сонця. Через 2-3 доби Місячний серп зникає і Місяця не видно. Через 7 діб після останньої чверті знову настає новий Місяць.

Періоди обертання Місяця.

Проміжок часу між двома однаковими фазами Місяця називається синодичним Місяцем. Т_с=29,53 середніх сонячних діб.

Аномалістичним Місяцем називається проміжок часу між двома послідовними проходженнями Місяця через перегей Т_а=27,55^d.

Драконічний Місяць - проміжок часу між двома послідовними проходженнями Місяцем через один і той же вузол своєї орбіти. Т_д=27,21^d.

Тропічний Місяць - проміжок часу протягом якого довгота Місяця збільшується на 360⁰

Частота і періодичність затемнень.

Вузли Місячної орбіти зміщуються назустріч рухові Сонця по екліптиці на 19,3⁰ за рік. Тому Сонце повертається до одного і того ж вузла через Т_Ω=346,62 доби. Цей проміжок часу називається драконічним роком. Рік триває =365,3 доби. Внаслідок цього сезони затемнень кожного наступного року мали б наставати приблизно на 19 діб раніше ніж попереднього.

Але затемнення бувають у моменти нового Місяця (сонячні) або повні (місячні), а ці фази повторюються через проміжки часу S=29,53 доби. Оскільки 12S=12•29,53=354,36, то це значить, що насправді цикл затемнень мав би повторюватись через кожні 354 доби і 8 год.

Звідси випливає два висновки:

У кожному наступному році реальні сезони затемнень настають на 354,3-346=9.

10-11 днів раніше ніж попереднього; умови затемнень істотно змінюються, оскільки Сонце на момент нового Місяця опинилося на 10-11⁰ ближче (або дальше) до вузла місячної орбіти.

У кожній зоні затемнень може нетрапитись Місячного затемнення, але обовязково відбудеться сонячне. Найменша кількість затемнень у році - 2 Сонячних. Найбільша кількість затемнень - 7 (5 -Сонячних і 2 Місячних, або 4 Сонячних і 3 Місячних)

У середньому в певній місцеврості Землі повне сонячне затемнення трапляється раз на 300 років

Настання затемнень визначається трьома періодами:

1.Синодичним Місяцем S=29,5306^d;

2.Драконічним Місяцем S_Ω=27,2122^d;

3.Драконічним Роком T_Ω=346,6200^d.

Можна знайти певну кількість днів, в яку з достатньою точністю вкладається кожен із згаданих періодів, це означає, що через такий проміжок часу таж фаза місяця настане на тійже відстані Сонця від вузла місячної орбіти і повториться таке ж затемнення, що і в попередньомму циклі.

Одним із таких циклів є Сарос (від єгипетського слова, що означає повторення).

Сарос Т_c=18 років і 11,3 доби.

Фази Місяця повторюються приблизно через 29,53^d, Місяць повертається до одного і того ж вузла через 27,21^d, проміжок часу між двома послідовними проходженнями Сонця через один і той же вузол Місячної орбіти, називається драконічним роком. Драконічний рік =346,62^d.

Період повторюваності заткмнень дорівнює проміжку часу по завершенні якого початки цих трьох періодів знову співпадуть. Виявляється що:

242 драконічні місяці=6585,36 діб

223 синодичні місяці=6585,32 діб

19 драконічні роки=6585,78 діб

Оскільки 223 сидоничних місяці на 0,04 доби коротші за 242 драконічних місяці, то через 6585 діб новомісяччя буде відбуватись на дещо іншій віддалі від вузла Місячної орбіти, ніж 18 років тому.

На протязі одного Сароса відбувається 70 затемнень з них 41 Сонячних і 29 Місячних.

Сонячні затемнення відбуваються частіше за місячні, але в даній точці поверхні Землі частіше спостерігаються Місячні затемнення бо їх видно на всій півкулі,а сонячні видно у вузькій смузі.

Останнє затемнення Сонця, яке спостерігалося у нашій місцевості відбулося 11 серпня 1999 р. Наступне відбудеться 29 березня 2006 року.

Особливо рідко вдається бачити повні сонячні затемнення, хоча їх протягом Сароса буває біля 10. В даній точці земної поверхні повні сонячні затемнення видно всередньому раз в 200-300 років.

242 драконічних місяців=6585,36^d

223 синодичні місяці=6585,32^d

19 драконічних років=6585,78^d

За конусом тіні диска Сонця видно повністю і ніякого озатемнення не спостерігається.

Віддаль Місяця від Землі змінюється від 405500 км до 363300 км, а довжина конуса тіні приблизно рівна 374000 км. Інколи вершина тіні не доходить до повехні Землі. В цьому випадку сонячне затемнення буде кільцеве. Краї сонячного диска будуть не закриті і утворюють навколо темного диска світле кільце. Тінь від Місяця переміщується із заходу на схід.