Луна в зените что это значит
Задача 9. Луна в зените
Пётр Маковецкий. Смотри в корень! Сборник любопытных задач и вопросов
Когда угловой диаметр Луны больше: когда она находится вблизи зенита или вблизи горизонта?
Вообще Луна у горизонта выглядит более крупной, чем на большой высоте. Но мы знаем, что это оптический обман. Ведь Луна и в зените, и на горизонте одна и та же. Более того, в тот момент, когда мы видим ее большой на горизонте, где-то кто-то другой видит ее маленькой в зените. Не может же она одновременно быть и большой, и маленькой.
Таков ответ большинства читателей, и в нем все логично, кроме последней фразы. По мнению автора, угловые размеры Луны у горизонта в действительности меньше, чем у зенита. А как думаете вы?
Угловые размеры Луны определяются ее линейными размерами и расстоянием до наблюдателя. Пусть в данный момент расстояние между центрами Земли и Луны 380 000 км (в силу эллиптичности орбиты Луны это расстояние меняется в пределах между 363 300 и 405 500 км). Тогда от наблюдателя A (рис. 6), видящего Луну у самого горизонта, расстояние до Луны тоже равно приблизительно 380 000 км (AO1 ≈ OO1). Однако наблюдатель B, видящий Луну в зените, находится ближе к ней приблизительно на величину радиуса земного шара R ≈ 6380 км:
Следовательно, угловые размеры Луны для наблюдателя B больше, чем для наблюдателя A (α1 > α2), приблизительно во столько раз, во сколько BO1 меньше AO1, т.е. на 1,7%.
Разумеется, все эти расчеты верны лишь в пределах одного дня. Эллиптичность орбиты Луны может привести к тому, что для одного и того же наблюдателя Луна в зените сегодня будет меньше Луны у горизонта две недели назад. Однако за время перехода Луны от горизонта к зениту (порядка четверти суток) расстояние Земля – Луна меняется меньше, чем на радиус Земли.
Отметим, что в наших широтах увидеть Луну в зените нельзя. Солнце в зените может увидеть наблюдатель в широтах ±23,5° (угол наклона плоскости эклиптики к плоскости экватора). Поскольку плоскость орбиты Луны наклонена к плоскости эклиптики приблизительно на 5°, то Луну в зените можно увидеть в широтах ±28,5°.
На широте Ленинграда Луна иногда поднимается на 58,5° над горизонтом. Этого вполне достаточно для проявления как субъективного эффекта уменьшения диаметра Луны с высотой, так и объективного обратного эффекта.
Рефракция, приводящая к заметному сжатию вертикального диаметра Луны, находящейся очень близко к горизонту, дополнительно усиливает эффект, рассмотренный в задаче.
Почему луна на горизонте кажется больше, чем в зените
Содержание статьи
Некоторые тайны Луны еще ждут своей разгадки. Ученые предлагают разные гипотезы, но ни одна не объясняет всего. Одна из таких загадок – явление, известное как «иллюзия Луны».
Иллюзия Луны
Данное явление может наблюдать каждый, и для этого не нужен телескоп, достаточно ясного неба. Если посмотреть на ночное светило во время его восхода или захода, т.е. в то время, когда Луна видна низко над линией горизонта, а затем взглянуть на нее в зените, нетрудно заметить, что диаметр лунного диска меняется. Низко над горизонтом она выглядит в несколько раз больше, чем высоко в небе.
Разумеется, сам размер Луны измениться не может, меняется лишь то, как она выглядит с точки зрения земного наблюдателя.
Как объяснить
Попытки объяснить данное явление предпринимались еще в Древней Греции. Именно тогда была высказана мысль, что в иллюзии повинна атмосфера Земли, но современные ученые с этим не согласны. Лучи небесных светил действительно преломляются в атмосфере, но видимый размер Луны у горизонта из-за этого не увеличивается, а уменьшается.
Разгадку «увеличения» и «уменьшения» Лугы следует искать не столько в физических явлениях, сколько в особенностях человеческого зрительного восприятия. Доказать это можно с помощью простейшего опыта: если закрыть один глаз и посмотреть на какой-нибудь маленький предмет (например, монету) на фоне «большого» лунного диска над горизонтом, а затем – на фоне «маленькой» Луны в зените окажется, что соотношение размеров диска и этого предмета не изменилось.
Одна из гипотез связывает «увеличение» лунного диска с сопоставлением его с земными ориентирами. Известно, что чем больше расстояние от наблюдателя до объекта, тем меньше проекция объекта на сетчатку, тем «меньше» он с точки зрения наблюдателя. Но зрительному восприятию свойственна константность – постоянство воспринимаемого размера объектов. Отдаленный объект человек видит именно как отдаленный, а не маленький.
Лунный диск, находящийся низко над линией горизонта, располагается «позади» домов, деревьев и прочих объектах, которые видит человек, и воспринимается как более отдаленный. С точки зрения константности восприятия это является искажением воспринимаемого размера, которое должно быть компенсировано, и «отдаленная» Луна становится «большой». Когда же Луна видна в зените, ее размер не с чем сравнивать, поэтому иллюзии увеличения не возникает.
Другая гипотеза объясняет это явление дивергенцией (расхождением) и конвергенцией (сведением) глаз. Глядя на Луну в зените, человек запрокидывает голову, что вызывает дивергенцию глаз, которую приходится компенсировать конвергенцией. Сама по себе конвергенция связана с наблюдением приближенных к наблюдателю объектов, поэтому Луна в зените воспринимается как более близкий объект, чем на горизонте. При сохранении размера диска «более близкий» означает «меньший».
Впрочем, ни одну из данных гипотез нельзя назвать безупречной. Иллюзия Луны ждет своей разгадки.
Луна в зените что это значит
9. Луна в зените
А Когда угловой диаметр Луны больше: когда она находится вблизи зенита или вблизи горизонта?
Б Вообще Луна у горизонта выглядит более крупной, чем на большой высоте. Но мы знаем, что это оптический обман. Ведь Луна и в зените, и на горизонте одна и та же. Более того, в тот момент, когда мы видим ее большой на горизонте, где-то кто-то другой видит ее маленькой в зените. Не может же она одновременно быть и большой, и маленькой!
Таков ответ большинства читателей, и в нем все логично, кроме последней фразы. По мнению автора, угловые размеры Луны у горизонта в действительности меньше, чем у зенита. А как думаете вы?
В Угловые размеры Луны определяются ее линейными размерами М и расстоянием до наблюдателя. Пусть в данный момент расстояние между центрами Земли и Луны 380 000 км (в силу эллиптичности орбиты Луны это расстояние меняется в пределах между 363 300 и 405 500 км). Тогда от наблюдателя А (рис. 6), видящего Луну у самого горизонта, расстояние до Луны тоже равно приблизительно 380 000 км (AO1 ≈ OO1). Однако наблюдатель В, видящий Луну в зените, находится ближе к ней приблизительно на величину радиуса земного шара R ≈ 6380 км:
Следовательно, угловые размеры Луны для наблюдателя В больше, чем для наблюдателя А (α1 > α2), приблизительно во столько раз, во сколько ВО1 меньше АО1 т. е. на 1,7%.
Рис. 6
Отметим, что в наших широтах увидеть Луну в зените, нельзя. Солнце в зените может увидеть наблюдатель в широтах ± 23,5° (угол наклона плоскости эклиптики к плоскости экватора). Поскольку плоскость орбиты Луны наклонена к плоскости эклиптики приблизительно на 5°, то Луну в зените можно увидеть в широтах ± 28,5°.
На широте Ленинграда Луна иногда поднимается на 58,5° над горизонтом. Этого вполне достаточно для проявления как субъективного эффекта уменьшения диаметра Луны с высотой, так и объективного обратного эффекта.
Рефракция, приводящая к заметному сжатию вертикального диаметра Луны, находящейся очень близко к горизонту, дополнительно усиливает эффект, рассмотренный в задаче.
Может ли Луна в России наблюдаться в зените?
начинают расходиться, отдаляясь друг от друга.
Последствий может быть очень и очень много, вот некоторые из них:
Благодарю за интересный вопрос
Систему Земля-Луна уже даже сейчас можно с некоторой натяжкой считать не системой планета-спутник, а системой двойная планета.
Если же Луна была тяжелее (больше), то тут бы вовсю проявился бы этот эффект двойной планеты.
Поскольку большая часть Земли покрыта океанами, то Луна, изменяя силу тяжести на Земле в процессе взаимного вращения, вызывала бы приливную волну огромной мощности. Прибрежные участки суши затапливались бы периодически на большой площади.
В этом случае чисто сухопутная жизнь была бы возможна лишь на возвышенностях, зато в приливно-отливной зоне зародилась бы какая иная форма жизни.
Кроме того такое огромное лунное влияние касалось бы и атмосферных явлений (бури, ураганы) и сейсмической активности (землетрясения, вулканы) и магнитного поля.
Возможно Луна повлияла бы как-то и на наклон земной оси, изменив его, или даже сделав переменным. А это уже существенное климатическое изменение.
Климат в любом случае изменился бы на более суровый, чем ныне существующий. Но в любом случае жизнь бы на Земле была, даже в такой экстремальной ситуации.
Небольшой расчёт, на уровне восьмого класса средней школы.
Ещё раз, медленно: полтора нанорадиана в секунду.
Ну собсно вот поэтому и не заставляют.
Можно составить такие условия, что даже крошечный метеорит, размером с пылинку, благополучно достигнет земной поверхности. Если, например, он будет догонять Землю, двигаясь по той же орбите и примерно с той же скоростью, угол встречи с атмосферой будет близок к нулю (по касательной). Затормозиться он об атмосферу при небольшой разнице скоростей с минимальными потерями массы, а затем, учитывая солидное соотношение площади своей поверхности к собственной же массе, просто спланирует, а желтый листок под ветром, через триста километров атмосферы на земную твердь. И даже ни в каком сарае дырки не проделает.
Чем ближе от полярного круга к полюсу чем длиннее полярный день. на полярных кругах солнце не заходит только в день солнцестояния.
Самый долгий полярный день наблюдается на полюсах более 6 месяцев. На Южном это с 21 сентября по 23 марта. Во время полярного дня на протяжении каждых суток солнце не заходит за горизонт.
Игра света или игра слов? Почему Луна бывает «голубой», «чёрной» и «кровавой»
Эффектные названия ночного светила далеко не всегда соответствуют его реальному оттенку, но всегда обозначают редкие явления.
Однажды под голубой Луной
Итак, начнём с того, что опять журналисты с утра обещают «голубую Луну», а вечером получается сплошной обман. Даже если с погодой везёт, то никакая она не голубая, а самая обыкновенная. Правильно, потому что от журналистов хорошего дождёшься после дождичка в четверг. Once in a blue moon, как говорят «у них». Хотя с точки зрения астрономии само явление, обозначенное как blue moon, — нечто куда более вероятное, чем слова, чего-то стоящие, а именно: случается каждые примерно лет семь.
Определением «голубая Луна» из английской поговорки назвали довольно редкое событие, когда за один сезон случается не три полнолуния, как обычно, а целых четыре. Вот 31 октября 2020 года как раз было уже третье по счёту полнолуние в этом сезоне. То есть будет ещё одно «лишнее» четвёртое. В следующий раз так будет в 2027 году, потом в 2035-м. Надо сказать, в расчёт принимается не календарный сезон, а астрономический, который является промежутком между каким-нибудь равноденствием и каким-нибудь солнцестоянием. Например, нынешняя астрономическая осень началась 22 сентября, это был день осеннего равноденствия, а закончится 21 декабря — в день зимнего солнцестояния.
Впрочем, иногда для красного словца голубой Луной называют второе полнолуние за один календарный месяц. Это бывает гораздо чаще, но всё-таки это не совсем то самое явление.