Фазы Луны и затмения

Луна никогда не меняет форму. Половина его всегда освещена Солнцем; что меняется, так это то, какая часть этой освещенной половины обращена к вам. Как только вы увидите почему, затмения перестают быть таинственными и начинают быть предсказуемыми.

Половина Луны всегда находится в солнечном свете. Эти фазы - это только наша точка зрения.

Посмотри.

Луна не производит своего света. Она светится, потому что на нее падает солнечный свет. В любой момент одна половина Луны освещена Солнцем, а другая половина темна, точно так же как на Земле есть день и ночь.

По мере того, как Луна движется вокруг Земли, мы видим различные количества ее освещенной солнцем половины:

• Новолуние: Луна находится между Землей и Солнцем. Освещенная половина обращена в сторону от нас, так что мы не можем ее увидеть.
• Первая четверть: мы видим, что половина диска освещена.
• Полная Луна: Земля находится между Солнцем и Луной. Мы видим всю освещенную половину.
• Последняя четверть: снова наполовину освещена, другая сторона.

В инструменте левая фотография смотрит вниз на Землю и Луну с далеко сверху, с Солнцем слева. Правая фотография показывает то, что вы видите с Земли. Переместите ползунок и посмотрите, как оба изменятся вместе.

Иногда Солнце, Земля и Луна выстраиваются точно:

• Солнечное затмение происходит, когда тень Луны падает на Землю в новолуние.
• А лунное затмение происходит, когда тень Земли падает на Луну во время полнолуния.

Понимаю

Луна совершает один оборот вокруг Земли, измеряемый по отношению к звездам, за 27.3 дня (сидерический месяц). Но фазы повторяются каждые 29,5 дня (синодический месяц). В чем разница? В то время как Луна движется вокруг Земли, Земля движется примерно на 1/12 пути вокруг Солнца. Луне требуется еще около двух дней, чтобы догнать новое направление Солнца.

Доля диска, которая кажется освещенной зависит от угла между Солнцем и Луной, как видно с Земли, называемого эlongatio:

Удлинение	Фаза	Литовая фракция
0°	Новая Луна	0%
90°	Первый квартал	50%
180°	Полная луна	100%
270°	Последний квартал	50%

Если бы Луна двигалась в точности по той же плоскости, что и Земля вокруг Солнца, мы бы получали солнечное затмение каждую новую Луну и лунное затмение каждую полную Луну. Но орбита Луны наклонена примерно на 5,1 градусов. Обычно Луна проходит немного выше или ниже линии Солнце-Земля, и ничего не происходит.

Две точки, в которых орбита Луны пересекает плоскость орбиты Земли, называются узлами. Затемнения могут произойти только тогда, когда новая или полнолуние падает вблизи узла. Это происходит в два «сезона затмений» каждый год, примерно через шесть месяцев друг от друга.

Мастер

Освещенная доля k определяется по фазовому углу i (угол Солнце-Луна-Земля):

k = (1 + cos i) / 2

Поскольку Солнце находится примерно в 390 раз дальше, чем Луна, i ≈ 180° − элонгация. Инструмент вычисляет i с помощью ряда Меуса (Astronomical Algorithms, eq. 48,4), которая корректирует среднее удлинение для основных периодических условий орбит Луны и Солнца. Он помещает новые и полнолуния в течение примерно получаса от точных времен, достаточно для обучения.

Синодический месяц следует из двух угловых скоростей: 1/P_sin = 1/P_sid − 1/P_год = 1/27,3217 − 1/365,256, что даёт 29,531 суток.

Возможность затмения зависит от параметра Луны argument of latitude F, её угла от восходящего узла. Меус дает быстрое правило скрининга: при новой или полной Луне, если |sin F| > 0.36 (F больше примерно на 21° от узла), затмения не происходит. Инструмент применяет именно этот тест. Это необходимое условие, а не предсказание типа затмения или того, где оно будет видно: для этого требуется расстояние от Луны, геометрия тени Земли и гораздо более точные позиции.

Узлы не фиксируются. Они дрейфуют назад вокруг эклиптики раз в 18,6 лет, что является причиной того, почему сезоны затмений приходят примерно на 19 дней раньше каждый год, и частью того, почему затмения повторяются в знаменитом 18-летнем цикле. Сарос цикл.