4: Земля, Місяць і небо

Last updated

Oct 27, 2022
Save as PDF
- 3.E: Орбіти і гравітація (вправи)
- 4.1: Земля і небо

$\newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} }$

$\newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}}$

$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$

$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$

$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$

$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$

$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$

$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$

$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

Якщо орбіта Землі є майже ідеальним колом (як ми бачили в попередніх розділах), чому влітку спекотніше, а взимку холодніше в багатьох місцях земної кулі? І чому сезони в Австралії чи Перу протилежні сезонах США чи Європі?

Історія розповідається, що Галілей, покинувши Зал інквізиції після відмови від вчення про те, що Земля обертається і обертається навколо Сонця, сказав під своїм диханням: «Але тим не менше вона рухається». Історики не впевнені, чи правда ця історія, але, безумовно, Галілей знав, що Земля була в русі, що б не говорила церковна влада.

Саме рухи Землі виробляють пори року і дають нам наші міри часу та дати. Рухи Місяця навколо нас забезпечують поняття місяця і циклу місячних фаз. У цьому розділі ми розглядаємо деякі основні явища нашого повсякденного світу в їх астрономічному контексті.

4.1: Земля і небо
Наземна система широти і довготи використовує великі кола, звані меридіанами. Довгота довільно встановлена на 0° в Королівській обсерваторії в Грінвічі, Англія. Аналогічна небесна система координат називається правим сходженням (RA) і схилянням, при цьому 0° схиляння починається з весняного рівнодення. Ці системи координат допомагають нам знайти будь-який об'єкт на небесній сфері. Маятник Фуко - це спосіб продемонструвати, що Земля обертається.
4.2: Пори року
Звичний цикл сезонів є результатом нахилу осі обертання Землі на 23,5°. Під час літнього сонцестояння Сонце знаходиться вище в небі і його промені вражають Землю більш безпосередньо. Сонце знаходиться на небі більше половини дня і може нагрівати Землю довше. Під час зимового сонцестояння Сонце знаходиться низько на небі, і його промені надходять під більшим кутом; крім того, воно триває менше 12 годин, тому ці промені мають менше часу для нагрівання.
4.3: Зберігання часу
Основною одиницею астрономічного часу є день - або сонячний день (рахується Сонцем), або сидеричний день (враховується зірками). Видимий сонячний час базується на положенні Сонця на небі, а середній сонячний час базується на середньому значенні сонячного дня протягом року. За міжнародною угодою ми визначаємо 24 часових пояси по всьому світу, кожен зі своїм стандартним часом. Конвенція Міжнародної лінії дат необхідна для узгодження часу на різних ділянках Землі.
4.4: Календар
Фундаментальна проблема календаря полягає в узгодженні непорівнянних тривалості дня, місяця та року. Більшість сучасних календарів, починаючи з римського (юліанського) календаря першого століття до нашої ери, нехтують проблемою місяця і концентруються на досягненні правильної кількості днів в році за допомогою таких умовностей, як високосний рік. Сьогодні більша частина світу прийняла григоріанський календар, встановлений в 1582 році, знаходячи способи співіснування з місячними календарями системи місяців.
4.5: Фази і рухи Місяця
Місячний цикл фаз Місяця є результатом зміни кута її освітлення Сонцем. Повний місяць видно на небі лише вночі; вдень видно і інші фази. Оскільки його період революції такий же, як і період обертання, Місяць завжди тримає однакове обличчя до Землі.
4.6: Припливи океану і Місяць
Двічі на день океанічні припливи є насамперед результатом диференціальної сили Місяця на матеріалі земної кори та океану. Ці приливні сили змушують океанічну воду перетікати в дві приливні опуклості на протилежних боках Землі; кожен день Земля обертається через ці опуклості. Фактичні океанські припливи ускладнюються додатковим впливом Сонця і формою узбережжя і океанічних басейнів.
4.7: Затемнення Сонця і Місяця
Сонце і Місяць мають майже однакові кутові розміри (близько 1/2°). Сонячне затемнення відбувається, коли Місяць рухається між Сонцем і Землею, кидаючи свою тінь на частину поверхні Землі. Якщо затемнення повне, світло від яскравого диска Сонця повністю блокується, і в поле зору потрапляє сонячна атмосфера (корона). Сонячні затемнення відбуваються рідко в якомусь одному місці, але вони є одними з найбільш видовищних пам'яток на природі. Місячне затемнення відбувається, коли Місяць рухається на Землю»
4.E: Земля, Місяць і небо (вправа)

Мініатюри: Як захопили за допомогою об'єктива риб'ячого ока на борту космічного човника Атлантиди 9 грудня 1993 року, Земля висить над космічним телескопом Хаббл, коли він ремонтується. Червонуватий материк - Австралія, її розміри і форма спотворюються спеціальною лінзою. Оскільки сезони в Південній півкулі протилежні сезонам у Північній півкулі, в цей грудневий день в Австралії літо. (кредит: модифікація роботи НАСА)