Почему солнечное затмение бывает не каждое новолуние?

Орбита Луны наклонена примерно на 5° к эклиптике. В большинстве новолуний Луна проходит выше или ниже Солнца. Затмение — когда новолуние близко к узлу, точке пересечения орбиты Луны с плоскостью эклиптики.

От чего зависит, будет ли затмение полным или кольцеобразным?

От расстояния Луны до Земли. Орбита слегка эллиптическая. Ближе среднего (перигей) угловой размер Луны больше солнечного — полная тень достигает Земли. Дальше (апогей) диск Луны меньше: конус тени не достаёт до поверхности, видно «огненное кольцо».

Длина конуса лунной тени постоянна?

Нет: она меняется главным образом с расстоянием Земля–Луна. Когда Луна дальше, конус короче. Поэтому вершина тени иногда не достигает Земли (кольцеобразное затмение), а иногда едва касается её — узкая полоса полной фазы.

Почему полоса полной фазы на Земле такая узкая?

Полная тень Луны — сходящийся конус. На расстоянии около 380 000 км его сечение на Земле — порядка 160–270 км. Полутень гораздо шире и даёт частное затмение на большой площади.

Солнечное затмение

Луна между Солнцем и Землёй: угловые размеры дисков, конусы тени и полутени, наклон орбиты к эклиптике.

О модели

Солнечное затмение наступает, когда Луна оказывается между Солнцем и Землёй и её тень падает на Землю. Угловые диаметры Солнца и Луны на небе почти равны: θ ≈ D/r (малый угол), поэтому диск Луны может закрыть фотосферу. Внутренние касательные к Солнцу и Луне образуют конус полной тени; внешние — полутень. В полной тени Солнце закрыто целиком, в полутени — частично. Если конус тени не достаёт до Земли (Луна дальше, у апогея), видно кольцо — кольцеобразное затмение. Орбита Луны наклонена примерно на 5° к эклиптике, поэтому затмение бывает не каждое новолуние, а лишь вблизи узлов. Тела сферические, орбиты круговые; расстояние Земля–Луна задаётся ползунком.

Для кого: 7–9 класс, астрономия: солнечное затмение. Тень, полутень, узлы орбиты.

Ключевые понятия

солнечное затмение
тень
полутень
угловой размер
полное затмение
кольцеобразное затмение
эклиптика
узлы орбиты

Как это работает

Солнечное затмение — когда Луна между Землёй и Солнцем. Конус полной тени — область, где фотосфера скрыта целиком; полутень — где видна часть диска. Ползунок расстояния Земля–Луна показывает, достигает ли тень поверхности (полное затмение) или видно кольцо. Наклон орбиты объясняет, почему большинство новолуний без затмения.

Основные формулы

θ ≈ R / d (малый угол) Умбра / полутень: касательные Солнце ↔ Луна, продолженные к Земле

Часто задаваемые вопросы

Почему солнечное затмение бывает не каждое новолуние?: Орбита Луны наклонена примерно на 5° к эклиптике. В большинстве новолуний Луна проходит выше или ниже Солнца. Затмение — когда новолуние близко к узлу, точке пересечения орбиты Луны с плоскостью эклиптики.
От чего зависит, будет ли затмение полным или кольцеобразным?: От расстояния Луны до Земли. Орбита слегка эллиптическая. Ближе среднего (перигей) угловой размер Луны больше солнечного — полная тень достигает Земли. Дальше (апогей) диск Луны меньше: конус тени не достаёт до поверхности, видно «огненное кольцо».
Длина конуса лунной тени постоянна?: Нет: она меняется главным образом с расстоянием Земля–Луна. Когда Луна дальше, конус короче. Поэтому вершина тени иногда не достигает Земли (кольцеобразное затмение), а иногда едва касается её — узкая полоса полной фазы.
Почему полоса полной фазы на Земле такая узкая?: Полная тень Луны — сходящийся конус. На расстоянии около 380 000 км его сечение на Земле — порядка 160–270 км. Полутень гораздо шире и даёт частное затмение на большой площади.

Продолжите с близкими темами в этой категории — или все 51 в «Астрономия и небо».

Вся категория →

НовоеШкольные