Mondphasen und Finsternisse

Der Mond ändert nie seine Form. Die Hälfte davon wird immer von der Sonne beleuchtet; was sich ändert, ist, wie viel dieser beleuchteten Hälfte dir zugewandt ist. Sobald Sie sehen, warum, sind Finsternisse nicht mehr geheimnisvoll und beginnen vorhersehbar zu sein.

Die Hälfte des Mondes ist immer im Sonnenlicht. Die Phasen sind nur unser Standpunkt.

Look

Der Mond erzeugt nicht sein eigenes Licht. Sie leuchtet, weil Sonnenlicht auf sie fällt. Zu jedem Zeitpunkt ist eine Hälfte des Mondes von der Sonne beleuchtet und die andere Hälfte ist dunkel, genau wie die Erde Tag und Nacht hat.

Während der Mond die Erde umkreist, sehen wir unterschiedliche Mengen seiner sonnenbeleuchteten Hälfte:

• Neumond: Der Mond befindet sich zwischen Erde und Sonne. Die beleuchtete Hälfte zeigt von uns weg, so dass wir sie nicht sehen können.
• Erstes Viertel: Wir sehen die Hälfte der Scheibe erleuchtet.
• Vollmond: Die Erde befindet sich zwischen Sonne und Mond. Wir sehen die ganze beleuchtete Hälfte.
• Letztes Viertel: wieder halb beleuchtet, die andere Seite.

Das linke Bild im Tool blickt von weit oben auf die Erde und den Mond herab, mit der Sonne nach links. Das rechte Bild zeigt, was man von der Erde aus sieht. Bewegen Sie den Schieberegler und beobachten Sie, wie sich beide zusammen ändern.

Manchmal richten sich Sonne, Erde und Mond genau aus:

• A Sonnenfinsternis Dies geschieht, wenn der Schatten des Mondes auf die Erde fällt.
• A Mondfinsternis Ein Vollmond tritt ein, wenn der Erdschatten auf den Mond fällt.

Understand

Der Mond geht einmal um die Erde, gemessen an den Sternen, in 27,3 Tage (der siderische Monat). Aber die Phasen wiederholen sich alle 29,5 Tage (der synodische Monat). Warum der Unterschied? Während der Mond die Erde umkreist, bewegt sich die Erde etwa 1/12 des Weges um die Sonne. Der Mond benötigt etwa zwei weitere Tage, um die neue Sonnenrichtung einzuholen.

Der Anteil der Scheibe, der beleuchtet erscheint, hängt vom Winkel zwischen Sonne und Mond ab, wie er von der Erde aus gesehen wird, genannt die Elongation:

Elongation	Phase	Lit-Bruch
0°	Neumond	0%
90°	Das erste Quartal	50%
180°	Vollmond	100%
270°	Das letzte Quartal	50%

Wenn der Mond genau in derselben Ebene um die Sonne herumläuft wie die Erde, dann hätten wir bei jedem Neumond eine Sonnenfinsternis und bei jedem Vollmond eine Mondfinsternis. Aber die Umlaufbahn des Mondes ist um etwa 5,1 Grad geneigt. Normalerweise geht der Mond ein wenig über oder unter die Sonne-Erde-Linie und es passiert nichts.

Die beiden Punkte, an denen die Mondbahn die Erdumlaufbahn kreuzt, werden Knoten genannt. Finsternisse können nur auftreten, wenn ein Neumond oder Vollmond in der Nähe eines Knotens liegt. Dies geschieht in zwei “Finsterniszeiten” jedes Jahr, etwa sechs Monate auseinander.

Master

Der beleuchtete Anteil k ergibt sich aus dem Phasenwinkel i (dem Sonne-Mond-Erde-Winkel):

k = (1 + cos i) / 2

Da die Sonne etwa 390 Mal weiter entfernt ist als der Mond, i ≈ 180° − Elongation. Das Werkzeug berechnet i mit der Reihe von Meeus (Astronomical Algorithms, eq. 48,4), die die mittlere Elongation für die wichtigsten periodischen Terme der Mond- und Sonnenbahnen korrigiert. Es platziert Neu- und Vollmond innerhalb von etwa einer halben Stunde der genauen Zeiten, genug zum Lernen.

Der synodische Monat ergibt sich aus den beiden Winkelgeschwindigkeiten: 1/P_syn = 1/P_sid − 1/P_year = 1/27,3217 − 1/365,256, was 29,531 Tage ergibt.

Ob eine Sonnenfinsternis möglich ist, hängt vom Argument der Breite des Mondes ab, seinem Winkel zum aufsteigenden Knoten. Meeus gibt eine schnelle Screening-Regel: Bei Neumond oder Vollmond, wenn |sin F| > 0.36 (F mehr als etwa 21° von einem Knoten), gibt es keine Finsternis. Das Tool wendet genau diesen Test an. Es ist eine notwendige Bedingung, keine Vorhersage des Typs der Finsternis oder wo sie sichtbar sein wird: das erfordert die Entfernung des Mondes, die Geometrie des Erdschattens und viel genauere Positionen.

Die Knoten sind nicht fixiert. Sie driften einmal alle 18,6 Jahre um die Ekliptik herum, weshalb die Finsterniszeiträume jedes Jahr etwa 19 Tage früher eintreten und teilweise deshalb sich Finsternisse im berühmten 18-Jahres-Zyklus wiederholen. Saros Zyklus.