Научно - исследовательская работа "Наблюдение лунного затмения"

Министерство общего и профессионального образования

Свердловской области

Муниципальное учреждение «Управление образования»

Городского округа «Город Лесной»

МОУ СОШ №73

Научно - исследовательская работа

Исполнитель: Ведрук Дмитрий, ученик

10 «А» класса

МОУ СОШ  №73

Руководитель: Емелюкова Светлана Ивановна, учитель I квалификационной категории

Лесной, 20

12. 10СодержаниеВведение………………………………………………………………….....…….3Глава 1. Общие сведения о лунном затмении……………………………….….5             1.1 Что такое лунное затмение……………………………………….….5             1.2 Виды затмений…………………………………………………...…...5             1.3 Описание возможных явлений происходящих при лунном затмении……………………………………………………………………….…..6             1.4 Периодичность лунных затмений……………………………….…..6Глава 2. Описание наблюдения лунного затмения 16 августа 2008 года             2.1 Приборы, устройства, применяемые для наблюдения, а также место проведения……………………………………………………………………...…7             2.2 Условия окружающей среды…………………………………………7            2.3 Описание наблюдения фаз лунного затмения ………………….…..7 Заключение………………………………………………………………………...9Список используемой литературы………………………………………………10Приложения

    ---

    Введение      16 августа 2008 года будет проходить лунное затмение. Луна пройдет сквозь северные части земной тени в гораздо более удобное для Российских наблюдателей время (небольшие фазы можно наблюдать практически из всей России) (см. приложение №1). Во время затмения наш природный спутник будет двигаться по восточной части  HYPERLINK "http://www.astrogalaxy.ru/foto001/kozerog.gif" \o "Рисунок созвездия Козерога. Нажмите для увеличения. Откроется в новом окне" \t "_blank" созвездия Козерога (см. приложение №2), чуть правее планеты Нептун (7.8m). Более того, затмение произойдет вскоре после  HYPERLINK "http://www.astrogalaxy.ru/foto001/moon_covers_neptune_aug_16_2008.jpg" \o "Карта покрытия. Нажмите для увеличения" \t "_blank" покрытия этой далекой и слабой планеты Луной.В лучших условиях для наблюдения затмения окажутся жители европейской части России, где будут видны все фазы затмения. В регионах Сибири Луна будет заходить за горизонт в разных фазах теневого затмения. И лишь на Дальнем востоке заход Луны приходится на самое начало теневого затмения или даже раньше (самые восточные территории нашей страны). Целью моей работы было пронаблюдать лунное затмение 16 августа 2008 года, изучить изменение фаз Луны во время затмения, на территории города Лесного.

    ---

    Небесный свод, горящий славой звездной,Таинственно глядит из глубины –И мы плывем, пылающею безднойСо всех сторон окружены.Ф. ТютчевАктуальность:      На протяжении веков люди любовались и изучали звёздное небо – одно из величайших зрелищ Природы. Наиболее таинственными и загадочными для человека казались лунные затмения. Изучение лунных затмений на современном этапе позволяет любителю-астроному точнее познакомиться с миром Луны. Речь идёт о наблюдениях изменений окраски и яркости отдельных деталей на Луне, изучение лунного рельефа. Поэтому затмение, проходившее 16 августа 2008 года, нас заинтересовало.Нами была выдвинута гипотеза:Если во время лунного затмения происходит изменение окраски и яркости отдельных деталей на Луне, то они вызваны различием в освещении при разных фазах Луны.Цель работы: Пронаблюдать лунное затмение 16 августа 2008 года, изучить изменение фаз Луны во время затмения, на территории города Лесного.Задачи: Изучить литературуПронаблюдать лунное затмение 16 августа 2008 года с помощью телескопа-рефрактора на территории города ЛесногоПронаблюдать изменение окраски и яркости отдельных деталей на Луне в зависимости от размытия освещения при разных фазах Луны.Построить графики зависимости изменения фаз Луны от времени для лунного затмения 16 августа 2008 года и 8 августа 1990 года.Сравнить полученные результаты для лунного затмения 16 августа 2008 года и 8 августа 2008 года.Сделать выводыОбъект исследования: Лунное затмение 16 августа 2008 года.Предмет исследования: Изменение фаз лунного затмения 16 августа 2008 года на территории города Лесного.Практическая значимость: Результатами (Лунное затмение) нашего исследования могут воспользоваться учителя физики и астрономии общеобразовательных школ, астрономы-любители, так как в нашей работе представлен полный материал изменения лунных фаз затмения 16 августа 2008 года, 8 августа 1990 года, построены графики зависимости и проведён сравнительный анализ результатов исследования.

    ---

          Глава 1. Общие сведения о лунном затмении Что такое лунное затмениеЛунное затмение – затмение, которое наступает, когда Луна входит в конус тени, отбрасываемой Землёй (см. приложение №3). Диаметр пятна тени Земли на расстоянии 363 000 км (минимальное расстояние Луны от Земли) составляет около 2,5 диаметров Луны, поэтому Луна может затенена целиком.В каждый момент затмения степень покрытия диска Луны земной тенью выражается фазой затмения φ. Величина фазы определяется расстоянием 0 от центра Луны до центра тени. В астрономических календарях приводятся величины φ и 0 для разных моментов затмения.Когда Луна во время затмения полностью входит в тень Земли, говорят о полном лунном затмении, когда частично – о частном затмении [8]. Виды затменийПолутеневое затмениеВокруг конуса тени Земли имеется область пространства, в которой Земля заслоняет Солнце лишь частично ( HYPERLINK "http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BE%D0%BB%D1%83%D1%82%D0%B5%D0%BD%D1%8C" \o "Полутень" полутень). Если Луна проходит область полутени, но не входит в тень, происходит полутеневое затмение (см. приложение №3). При нём яркость Луны уменьшается, но незначительно, такое уменьшение практически незаметно невооружённым глазом и фиксируется только приборами. Лишь когда Луна в полутеневом затмении проходит вблизи конуса полной тени, при ясном небе можно заметить незначительное потемнение с одно края лунного диска[8].Частное затмениеЕсли Луна попадает в полную тень Земли только частично, наблюдается частное затмение. При нём часть Луны является тёмной, а часть, даже в максимальной фазе, остаётся в полутени и освещается солнечными лучами[9].Полное затмениеЛунное затмение наблюдается на половине территории  HYPERLINK "http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D0%B5%D0%BC%D0%BB%D1%8F" \o "Земля" Земли (там, где на момент затмения ночь). Вид затенённой  HYPERLINK "http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D1%83%D0%BD%D0%B0" \o "Луна" Луны с любой точки наблюдения одинаков. Максимальная теоретически возможная продолжительность полной фазы лунного затмения составляет 108 минут[10].1.3 Описание возможных явлений происходящих при лунном затмении    Во время затмения (даже полного)  HYPERLINK "http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D1%83%D0%BD%D0%B0" \o "Луна" Луна не исчезает полностью, а становится тёмно-красной. Этот факт объясняется тем, что  HYPERLINK "http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D1%83%D0%BD%D0%B0" \o "Луна" Луна даже в фазе полного затмения продолжает освещаться. Солнечные лучи, проходящие по касательной к земной поверхности, рассеиваются в атмосфере Земли и за счёт этого рассеяния частично достигают  HYPERLINK "http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D1%83%D0%BD%D0%B0" \o "Луна" Луны.                 Поскольку  HYPERLINK "http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D1%82%D0%BC%D0%BE%D1%81%D1%84%D0%B5%D1%80%D0%B0_%D0%97%D0%B5%D0%BC%D0%BB%D0%B8" \o "Атмосфера Земли" земная атмосфера наиболее прозрачна для лучей красно-оранжевой части  HYPERLINK "http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BF%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80" \o "Спектр" спектра, именно эти лучи в большей мере достигают поверхности  HYPERLINK "http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D1%83%D0%BD%D0%B0" \o "Луна" Луны при затмении, что и объясняет окраску лунного диска (см. приложение №4). По сути, это тот же эффект, что и оранжево-красное свечение неба у горизонта ( HYPERLINK "http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D0%B0%D1%80%D1%8F" \o "Заря" заря) перед  HYPERLINK "http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%BE%D1%81%D1%85%D0%BE%D0%B4" \o "Восход" восходом или сразу после  HYPERLINK "http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D0%B0%D0%BA%D0%B0%D1%82" \o "Закат" заката. Для оценки яркости затмения используется шкала Данжона (см. приложение №5).Наблюдатель, находящийся на  HYPERLINK "http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D1%83%D0%BD%D0%B0" \o "Луна" Луне, в момент полного (или частного, если он находится на затемнённой части  HYPERLINK "http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D1%83%D0%BD%D0%B0" \o "Луна" Луны) лунного затмения видит полное  HYPERLINK "http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D0%B5%D1%87%D0%BD%D0%BE%D0%B5_%D0%B7%D0%B0%D1%82%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5" \o "Солнечное затмение" солнечное затмение (затмение Солнца Землёй)Периодичность лунных затмений    Каждый год происходят как минимум два лунных затмения, однако в связи с несовпадением плоскостей лунной и земной орбит, их фазы отличаются (см. приложение №6). Затмения повторяются в прежнем порядке каждые 6585⅓ дней (или 18 лет 11 дней и ~8 часов — период, называемый  HYPERLINK "http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B0%D1%80%D0%BE%D1%81" \o "Сарос" сарос); зная, где и когда наблюдалось полное лунное затмение, можно точно определить время последующих и предыдущих затмений, хорошо просматриваемых в этой местности. Эта цикличность часто помогает точно датировать события, описываемые в летописях[1]. Вывод: Изучив литературу и информационные источники по этому вопросу, мы получили чёткое представление о характере лунного затмения, которое нам предстояло пронаблюдать.

    ---

        Глава 2. Описание наблюдения лунного затмения 16 августа 2008 года2.1 Приборы, устройства, применяемые для наблюдения, а также место проведенияНаблюдение лунного затмения мы проводили на крыше МОУ СОШ №76 в 12ч30м местного времени (7ч30м UT). Перед наблюдением мы установили телескоп-рефрактор с видимым увеличением окуляра в 60 раз на штатив и направили на Луну. Также для наблюдения были использованы фотоаппараты марок Sony DSLR-A100 body black (зеркальный) и Canon PowerShot A570 IS.  2.2 Условия окружающей средыВ ночь лунного затмения температура окружающего воздуха была примерно 15°С, было ветрено, дул северо-западный ветер. Луна находилась в юго-западной части неба. Время от времени она закрывалась бегущими облаками. Это затрудняло наблюдения. 2.3 Описание наблюдения фаз лунного затменияНачало затмения для города Лесного (φ= 58°18'37'') мы отметили в 1ч20м местного времени. Во время начала затмения мы увидели, как на нижний левый край бледно-бежевого диска Луны упала буро-красная тень Земли. Контур тени Земли был расплывчатый, резкой границы не было, из-за нестабильного состояния воздушных масс вблизи Луны. В следующий момент времени 1ч36м06с  Луна находилась в синевато-серой дымке облаков. Это состояние продолжалось до 2ч11м22с, потом облака рассеялись и нашему взору предстала Луна, покрытая чёрной тенью Земли. Около контура тени Земли оттенок был красно-коричневый и постепенно переходил  до светло-бежевого к правому верхнему краю диска Луны. Далее, в 2ч30м38с тень падающая на Луну приобрела светло-коричневый цвет с рыжеватым оттенком. Состояние атмосферы было спокойное. Изображение Луны стало более чётким. В 3ч23м18с с нижнего левого края диска Луны мы увидели преобладание красно-ржавого цвета тени Земли, а с диаметрально противоположной стороны мы заметили образование ореола ярко-фиолетового цвета. В 3ч33м52с мы увидели, что ярко-фиолетовый ореол распространился по всей части края Луны незакрытого тенью, а сама тень Земли приобрела насыщенный медно-красный цвет. Это говорит о том, что атмосфера стала более оптически прозрачной. Максимальная фаза соответствовала 3ч10м58с, потом пошло уменьшение фазы лунного затмения. Затмение закончилось в 6ч30м. Температура окружающего воздуха по окончанию наблюдения понизилась до 12°С.Вывод: пронаблюдав изменение цвета фаз лунного затмения мы пришли к выводу, что лунное затмение 16 августа 2008 года по шкале Данжона соответствовало 4 баллам (см. приложение №5). 2.4 Сравнительный анализ лунного затмения 16 августа 2008 года и лунного затмения 9 февраля 1990 года. Используя фотографии лунного затмения 8 августа 1990 года, полученные при его наблюдении на территории города Лесного ребятами  из астрономического кружка «Пульсар» , мы построили график зависимости фаз лунного затмения от времени. Максимальная фаза этого затмения соответствует значению 0,78 (см. приложение №6).       Мы построили график зависимости фаз лунного затмения 16 августа 2008 года от времени. Максимальная фаза – 0,81 получена графическим методом (см. приложение №7).Сравнительный анализ графиков зависимости фаз лунного затмения  8 августа 1990 года и фаз лунного затмения 16 августа 2008 года от времени, прошедших на территории города Лесного, позволил нам выдвинуть интересное  предположение.       Если  затмения повторяются через сарос-временной интервал в 18 лет 11 дней с учётом високосных, то следующее лунное затмение 24 августа 2026 года будет проходить на территории города Лесного с наибольшей фазой, может быть даже полным.

    ---

     Заключение      В результате проделанной работы, мы выяснили, что затмение было частным, с наибольшей фазой до 0.8076. В нашей работе значение максимальной фазы лунного затмения отсутствует, т.к. нам не удалось пронаблюдать эту фазу  из-за высокой облачности в данный момент времени. По нашим данным наибольшее значение фазы лунного затмения соответствует 0,78. Построив график зависимости фазы затмения от местного времени, мы графически определили момент времени приходящийся на максимальную фазу затмения (см. приложение №6). Выводы:Изучили литературуПронаблюдали лунное затмение 16 августа 2008 года с помощью телескопа-рефрактора на территории города ЛесногоПронаблюдали изменение окраски и яркости отдельных деталей на Луне в зависимости от размытия освещения при разных фазах Луны.Построили графики зависимости изменения фаз Луны от времени для лунного затмения 16 августа 2008 года и 8 августа 1990 года.Сравнили полученные результаты для лунного затмения 16 августа 2008 года и 8 августа 2008 года.

    ---

    Список используемой литературыС.И. Акасофу и С. Чеплин. Солнечно-земная физика. М., 1994(I), 1995(II).Б. М. Владимирский. Солнечная активность и биосфера.-М., 1992.И. А. Гроздева. Солнечно-земные связи. Научно-исследовательская работа по астрономии.- Лесной., 2001.В. Г. Горбатский. Космические взрывы.- М., 2001.А. П. дубров. Геомагнитное поле и жизнь. М., 2002.И. Ф. Полак. Курс общей астрономии. Изд. 7-е.- 1995.С. М. Шугрин. Солнечная активность и биосфера.- Новосибирск, 2003.Ссылка в интернете:  HYPERLINK "http://www" http://www.elementy.ru/Ссылка в интернете:  HYPERLINK "http://www.shadowandsubstance.com/" http://www.shadowandsubstance.com/Ссылка в Интернете: http://www.nassaresurselub.ru/