Как происходят солнечные и лунные затмения

ЭкспериментируемКак происходят затмения

Для затмения нужны всего три участника — Солнце, Земля и Луна. Но они должны оказаться в определённом положении. Соберём простую модель и посмотрим, почему иногда темнеет Солнце, а иногда — Луна.

Время: 15–20 минут Возраст: примерно с 8 лет Сложность: легко

Важно. Этот опыт проводят только с обычной лампой. Никогда не смотрите на настоящее Солнце через бинокль, телескоп или другие оптические приборы без специального солнечного фильтра.

Шаг 1. Что понадобится

Настольная лампа, глобус и маленький светлый шарик на карандаше или палочке. Лампа будет Солнцем, глобус — Землёй, маленький шарик — Луной. Скотч пригодится, чтобы закрепить шарик. В комнате лучше приглушить остальные источники света, чтобы тени были заметнее.

Лампа, глобус, маленький шарик на карандаше и скотч для опыта с затмениями — Лампа изображает Солнце, глобус — Землю, а маленький шарик — Луну.

Шаг 2. Делаем солнечное затмение

Поставьте глобус примерно в метре от лампы. Маленькую «Луну» держите между лампой и Землёй. Медленно перемещайте её вверх, вниз и в стороны, пока небольшая тень не попадёт на поверхность глобуса.

Получилась модель солнечного затмения: Луна оказалась между Солнцем и Землёй и отбросила тень на Землю.

Маленький шарик между лампой и глобусом отбрасывает тень на Землю — модель солнечного затмения — Во время солнечного затмения Луна закрывает Солнце только для той части Земли, куда падает её тень.

Шаг 3. Почему затмение видно не везде

Обратите внимание: тень маленького шарика занимает лишь часть «Земли». Сдвиньте Луну совсем немного — и тень уйдёт в сторону. В настоящем солнечном затмении область полной тени Луны тоже проходит по сравнительно узкой полосе земной поверхности.

Луна смещена так, что её тень не попадает на наблюдаемую часть Земли — Если тень Луны проходит мимо вашего места на Земле, солнечного затмения там не видно.

Шаг 4. Полная Луна без затмения

Теперь переставьте маленький шарик на противоположную сторону глобуса. Порядок будет таким: лампа — Земля — Луна. Если Луна проходит чуть выше или ниже земной тени, её освещённая сторона обращена к Земле и мы видим полную Луну, но затмения нет.

Модель полной Луны: маленький шарик находится за Землёй, но не попадает в её тень — Полнолуние бывает каждый месяц, но обычно Луна проходит выше или ниже тени Земли.

Шаг 5. Частичное лунное затмение

Медленно опускайте или поднимайте «Луну» к границе земной тени. Когда в тень попадёт только часть шарика, получится модель частичного лунного затмения: часть Луны ещё освещена прямым солнечным светом, а часть уже закрыта Землёй.

Маленький шарик частично входит в конус тени Земли — модель частичного лунного затмения — При частичном лунном затмении в земную тень входит только часть Луны.

Шаг 6. Полное лунное затмение

Переместите «Луну» глубже в тень Земли. Когда весь шарик окажется внутри тени, получится модель полного лунного затмения.

Настоящая Луна при полном затмении обычно не исчезает совсем, а становится тёмно-красной или медной. Часть солнечного света проходит через атмосферу Земли и преломляется в сторону Луны. Синие лучи сильнее рассеиваются в атмосфере, а красные проходят лучше — поэтому до Луны преимущественно доходит красноватый свет.

Маленький шарик полностью находится в тени Земли — модель полного лунного затмения — Во время полного лунного затмения вся Луна проходит через тень Земли.

Почему затмения не происходят каждый месяц

Орбита Луны немного наклонена к плоскости, в которой Земля обращается вокруг Солнца. Поэтому в большинстве новолуний Луна проходит выше или ниже линии Солнце — Земля, а в большинстве полнолуний — выше или ниже земной тени. Затмение происходит только тогда, когда Солнце, Земля и Луна выстраиваются достаточно точно.

Что мы выяснили

При солнечном затмении порядок такой: Солнце — Луна — Земля. При лунном: Солнце — Земля — Луна. Обычные фазы Луны не являются затмениями: они возникают потому, что с Земли под разными углами видна освещённая Солнцем половина Луны.

Проверьте себя. В какой фазе должна находиться Луна, чтобы солнечное затмение стало возможным? Около новолуния. А лунное затмение возможно около полнолуния.