Что такое частное солнечное затмение
Солнечное затмение:
Полное затмение Солнца, частное затмение Солнца, кольцевое затмение
В последнее время астрономия перестала быть обязательным предметом в школе, на эту публикацию возлагаются надежды на возможность восполнения вынужденных пробелов просвещения с помощью интернета.
Каждое солнечное затмение по-своему уникально, как именно затмение будет выглядеть для земного наблюдателя определяется 3 факторами (помимо погодных): видимыми из точки наблюдения угловыми диаметрами (размерами) Солнца α и Луны β и траекторией движения Луны относительно Солнца и звезд (Рис.2).
Рис. 2. Видимые с поверхности Земли угловые диаметры Солнца (α) и Луны (β), траетория перемещения Луны по звездному небу (пунктир).
Вследствие того, что Луна и Земля движутся по эллиптическим орбитам (Луна то ближе, то дальше от Земли, а Земля, в свою очередь, то ближе, то дальше от Солнца), видимый угловой диаметр Луны в зависимости от орбитального положения может меняться от 29,43′ до 33,3′ (угловые минуты), а видимый угловой диаметр Солнца от 31,6′ до 32,7′. При этом их среднестатистические видимые диаметры, соответственно, составляют у Луны: 31’05» и у Солнца: 31’59».
В зависимости от того, проходит ли видимая траекторий движения Луны, через центр Солнца, или пересекает его видимую область в произвольном месте, а так же различных сочетаний видимых угловых размеров Луны и Солнца, традиционно различают три вида солнечных затмений: частное, полное и кольцеобразное затмения.
Частное солнечное затмение
Рис. 3. Частное солнечное затмение (например, 20 марта 2015 года, Москва)
Полное солнечное затмение
Если в какой-либо точке поверхности Земли наблюдатели могут увидеть, что Луна закрывает Солнце полностью, то такое затмение называется полным солнечным затмением. Такое затмение происходит, когда видимая траектория движения Луны проходит через центр Солнца или очень близко к нему и при при этом видимый диаметр Луны β должен быть больше или хотя бы равен видимому диаметру Солнца α (рис.4).
Рис. 4. Полное солнечное затмение, 20 марта 2015 года в 12:46 наблюдалось вблизи Северного полюса.
Рис. 5. Полное солнечное затмение, тень от Луны на поверхности Земли, темным пунктиром обозначена траекторий движения области тени
Кольцеобразное солнечное затмение
Если траектория движение Луны проходит рядом с центром Солнца, но видимый угловой диаметр Луны меньше солнечного β Работа над статьей «Солнечные затмения» продолжается.
Sergey Ov ( Seosnews9 )
* Затмения, затмение = З.
Популярное по теме
Знаки зодиака, 2020
Солнечное затмение как природное явление
Солнечные затмения в прошлом и настоящем
Древнейшими письменными источниками, рассказывающими о внезапном наступлении ночи среди ясного дня, были написанные более 2 тыс. лет назад китайские рукописи. Они, как и более поздние источники из других стран, повествуют о чрезвычайном волнении и страхе населения при внезапном исчезновении Солнца.
Многие тысячи лет человеческой истории затмения считались исключительно предвестниками больших несчастий и катастроф. Но времена менялись, знания множились, и за ничтожный в исторической перспективе срок из предвестника катастроф кратковременные исчезновения солнца превратились для людей в грандиозное шоу, устраиваемое самой природой.
Предсказание точного времени начала астрономических событий тоже было когда-то уделом посвященных жрецов. К слову, использовавших это знание, исходя из соображений выгод и утверждения своего могущества в обществе.
Ученые наших дней, наоборот, охотно делятся такой информацией. На десятилетия вперед известны годы солнечных затмений, места в которых они будут наблюдаться. Ведь чем больше людей участвуют в наблюдениях — тем больше информации стекается в астрономические центры.
Ниже приведен график солнечных затмений на ближайшее время:
Условия и причины солнечных затмений
В бесконечном пространстве Вселенной со скоростью 250 километров в секунду движутся Солнце и окружающие его планеты системы. В свою очередь внутри этой системы происходит движение всех составляющих ее небесных тел вокруг центрального светила, по разным траекториям (орбитам) и с различной скоростью.
Большинство из этих планет имеет собственные планеты-сателлиты, называемые спутниками. Наличием спутников, постоянным движением их вокруг своих планет и существованием определенных закономерностей в соотношениях размеров указанных небесных тел и расстояний между ними объясняются причины солнечных затмений.
Каждое из небесных тел, входящих в нашу систему, освещается солнечными лучами и ежесекундно отбрасывает длинную тень в окружающее пространство. Такую же тень конусовидной формы отбрасывает Луна на поверхность нашей планеты, когда при движении по своей орбите оказывается между Землей и Солнцем. В месте, куда падает лунная тень, наступает затмение.
В нормальных условиях видимые диаметры Солнца и Луны практически одинаковы. Находясь на расстоянии в 400 раз меньшем, чем расстояние от Земли до единственной звезды нашей системы, Луна при этом по своим размерам в 400 раз меньше Солнца. Благодаря такому, удивительно точному соотношению, человечество имеет возможность периодически наблюдать полное солнечное затмение.
Это событие может происходить только в периоды, когда соблюдается несколько условий одновременно:
Механизм и время солнечного затмения
Описания того, как происходит солнечное затмение, в целом не изменялись за всю документально зафиксированную историю наблюдений. На краю Солнца появляется темное пятно наползающего справа лунного диска, которое постепенно увеличивается в размерах, становится все темнее и четче.
Чем большая поверхность светила покрывается Луной, тем темнее становится небо, на котором появляются яркие звезды. Тени теряют привычные очертания, становятся расплывчатыми.
Воздух значительно холодеет. Его температура, в зависимости от географической широты, по которой проходит полоса затмения, может снижаться на величину до 5 градусов Цельсия. Животные в это время становятся тревожными, часто мечутся в поисках убежища. Птицы смолкают, некоторые укладываются спать.
Темный диск Луны все больше наползает на Солнце, оставляя от него все более истончающийся серп. Наконец, Солнце исчезает полностью. Вокруг закрывшего его черного кружка видно солнечную корону — серебристое сияние с размытыми краями. Некоторое освещение придает вспыхивающая на всем протяжении горизонта вокруг наблюдателя заря, необычного лимонно-оранжевого оттенка.
Момент полного исчезновения солнечного диска длится обычно не более трех-четырех минут. Максимально возможное время солнечного затмения, рассчитанное по специальной формуле, исходя из соотношения величин угловых диаметров Солнца и Луны, составляет 481 секунду (немногим менее 8 минут).
Затем черный лунный диск смещается далее влево, обнажая слепящую кромку Солнца. В этот момент исчезает солнечная корона и заревное кольцо, небо светлеет, звезды гаснут. Постепенно освобождающееся Солнце отдает все больше света и тепла, природа возвращается к своему обычному виду.
Основные разновидности солнечных затмений
Площадь земного шара, на которой может наблюдаться описанное выше полное солнечное затмение, всегда ограничена узкой и длинной полосой, формирующейся на пути конусовидной тени Луны, несущейся по земной поверхности со скоростью более 1 километра в секунду. Ширина полосы обычно не бывает больше 260-270 километров, в длину может достигать 10-15 тысяч километров.
Орбиты движения Земли вокруг Солнца и Луны вокруг Земли представляют собой эллипс, поэтому расстояния между этими небесными телами не являются постоянными величинами и могут колебаться в некоторых пределах. Благодаря этому принципу природной механики солнечные затмения бывают разными.
На значительно большем удалении от полосы полного затмения можно наблюдать частное солнечное затмение, которое в просторечии нередко называют также частичным. В этом случае для находящегося в месте вне полосы тени наблюдателя орбиты ночного и дневного светил пересекаются таким образом, что солнечный диск закрывается лишь частично. Наблюдаются такие явления намного чаще и на гораздо большей территории, при этом область солнечного затмения может составлять несколько миллионов квадратных километров.
Частные затмения происходят ежегодно практически в каждой точке земного шара, но для большинства людей, не входящих в профессиональное астрономическое сообщество, они остаются незамеченными. Редко глядящий на небо человек увидит такое явление только в случае, когда Луна закроет Солнце наполовину, т.е. если значение его фазы будет приближаться к 0,5.
Вычисление фазы солнечного затмения в астрономии может производиться по формулам разной степени сложности. В самом простом варианте она определяется через отношение диаметров закрытой Луной части и общего диаметра солнечного диска. Значение фазы выражается всегда только в виде десятичной дроби.
Иногда Луна проходит от Земли на расстоянии, чуть большем обычного, и ее угловой (видимый) размер меньше видимого размера солнечного диска. В таком случае имеет место кольцевое или кольцеобразное затмение: сверкающее кольцо Солнца вокруг черного круга Луны. При этом наблюдение солнечной короны, звезд и зари невозможно, так как небо практически не темнеет.
Ширина полосы наблюдения при аналогичной длине существенно выше — до 350 километров. Ширина полутени также больше — до 7340 километров в диаметре. Если при полном затмении фаза равняется единице или может быть даже больше, то при кольцевом значение фазы всегда будет больше 0,95, но меньше 1.
Стоит отметить любопытный факт, что наблюдаемое разнообразие затмений приходится как раз на период существования человеческой цивилизации. С момента формирования Земли и Луны как небесных тел расстояние между ними медленно, но непрерывно увеличивается. При изменении расстояний схема солнечного затмения в целом остается прежней, аналогичной описанной выше.
Более миллиарда лет назад расстояние между нашей планетой и ее спутником было меньшим, чем сейчас. Соответственно, видимый размер лунного диска был намного больше размера солнечного. Происходили только полные затмения с намного более широкой полосой тени, наблюдение короны было практически невозможным, как и образование кольцевидных затмений.
В далеком будущем, через миллионы лет, расстояние между Землей и Луной станет еще большим. Далеким потомкам современного человечества будут доступны для наблюдения исключительно кольцеобразные затмения.
Научные опыты для любителей
Наблюдение затмений Солнца в свое время помогло совершить ряд значимых открытий. К примеру, еще во времена древних греков тогдашние мудрецы сделали выводы о возможном движении небесных тел, их шарообразной форме.
Со временем методы и инструменты исследований позволили сделать заключения о химическом составе нашей звезды, о протекающих в ней физических процессах. Всем известный химический элемент гелий также был открыт в период затмения, наблюдаемого французским ученым Жансеном в Индии, в 1868 году.
Солнечные затмения — одно из немногих астрономических явлений, доступных для наблюдения любителями. И не только для наблюдений: внести посильный вклад в науку и зафиксировать обстоятельства редкого природного явления по силам любому.
Что можно сделать астроному-любителю:
Отсюда главное правило наблюдения солнца: обязательно применять защиту для глаз. Таковой могут послужить специальные светофильтры для телескопов и биноклей, маски-хамелеоны для сварочных работ. На самый крайний случай подойдет простое закопченное стекло.
Как выглядит солнечное затмение — смотрите на видео:
Солнечное затмение
Что такое солнечное затмение: характеристика явления, время, схема формирования, календарь солнечных затмений, полное, частное, кольцевое с фото, как наблюдать.
Солнечное затмение происходит в тот момент, когда Луна, проектируя свой диск на Солнце, полностью или частично блокирует поток солнечного света, направленный к Земле. Это событие происходит только в фазе Новолуния, когда повернутая к нам сторона Луны не освещается. Важно отметить, что также как и фазы Луны, у Солнца присутствуют схема и фазы затмения (виды): полное или частное. В первом варианте можно будет наблюдать черты солнечной короны (напоминает кольцо). Вам уже ясна суть солнечного затмения, тем более что это самое доступное для наблюдения астрономическое явление.
Календарь солнечных затмений
Календарь солнечных затмений указывает на даты и год будущих событий затенения Солнца. Вы можете увидеть, какой будет самая лучшая область видимости на Земле с указанием точки максимальной фазы и территории распространения солнечного затмения. Кроме того, можно перейти на странички с описаниями конкретных солнечных затмений, где представлена характеристика, больше деталей с фото и частота солнечных затмений.
Солнечное затмение 11 августа 2018 года
Солнечные затмения 2019 года
Севео-вост. Азия, сев. Антлантика
Солнечное затмение 2 июля 2019 года
Южн. Атлантика, южн. Америка
Солнечное затмение 26 декабря 2019 года
Солнечные затмения 2020 года
Африка, юго-вост. Европа, Азия
Солнечное затмение 14 декабря 2020 года
Атлантика, юж. Америка, Атлантида
Солнечное затмение: основные понятия
Сарос (греч. soros) или драконический период – временной промежуток, по окончанию которого из-за повторения взаимного расположения Луны, узлов ее орбиты на небосклоне и Солнца, в одной последовательности постоянно повторяются лунные и солнечные затмения. Упоминания о Саросе, датированные несколькими веками до нашей эры, есть у ученых Древней Греции и Египта. Приблизительно драконический период составляет 585 и 1/3 суток или 18 годам и 10 1/3 (11 1/3 суткам в високосный год). Один Сарос содержит 28 лунных и 43 солнечных затмений (15 частных, 2 кольцеобразно-полных, 14 кольцеобразных, 12 полных). Однако из-за некоторых обстоятельств количество затмений в разные периоды может варьироваться. Исходя из драконического периода делаются предварительные прогнозы затмений, однако точно предсказать время их наступления и локацию все равно невозможно.
Полное солнечное затмение (Total Solar Eclipse) – это солнечное затмение, которое сопровождается пересечением конусом лунной тени земной поверхности. При этом спутник располагается на таком расстоянии от Земли, что полностью перекрывает Солнце.
Частичное (частное) солнечное затмение (Partial Solar Eclipse) – это солнечное затмение, которое сопровождается пересечением земной поверхности лунной полутенью. При этом конус тени не затрагивает поверхность Земли.
Кольцеобразное (кольцевое) солнечное затмение (Annular Solar Eclipse) – это такое солнечное затмение, которое сопровождается пересечением земной поверхности конусом-продолжением тени Луны. При этом луна располагается на таком расстоянии от Земли, что полностью перекрывает Солнце. На пике затмения расстояние между осью тени Луны и центром Земли минимально.
Точка наибольшего затмения – это участок Земли, где можно наблюдать момент наибольшего затмения в максимальной фазе. Во время кольцевого затмения момент максимальной продолжительности может совмещаться или не совмещаться с моментом наибольшего затмения. Такое затмение достигает своей максимальной продолжительности в начале или в конце пути затмения.
Гибридное солнечное затмение (Hybrid Solar Eclipse) – это такое солнечное затмение, которое характеризуется пересечением земное поверхности вершиной конуса лунной тени по ходу затмения на его центральной линии. В этот момент затмение из кольцеобразного может стать полным или наоборот. Поэтому гибридные затмения могут именоваться кольцеобразно-полными. В большинстве случаев гибридные затмения дважды меняют свою природу: начало и конец своего пути проходят как кольцевые, а среднюю часть – как полные.
Во время кольцевого затмения момент максимальной продолжительности может совмещаться или не совмещаться с моментом наибольшего затмения. Такое затмение достигает своей максимальной продолжительности в начале или в конце пути затмения.
При полном солнечном затмении момент наибольшего затмения совмещается с моментом наибольшей продолжительности и наибольшей фазы затмения.
Как наблюдать солнечные затмения
Не все знают, как наблюдать солнечное затмение в России и мире, особенно если это масштабное событие. Нужно ли купить специальный телескоп или же отправиться на поиски фильтров? Существуют базовые правила, которые не стоит нарушать, чтобы не повредить зрение.
Во время прямого наблюдения солнечного диска с помощью оптических приборов может наступить необратимое повреждение сетчатки глаз. Это касается даже наблюдений четки Бейли или солнечного полумесяца. Блеск одного процента видимой поверхности Солнца в десятки тысяч раз превышает блеск полной Луны. Именно поэтому прямое наблюдение Солнца через объектив можно сравнить с использованием увеличительной лупы для направления потока солнечных лучей на сетчатку глаза, которая практически не восстанавливается даже хирургическим путем. Отсюда крайне важное правило: никогда не смотрите на Солнце без серьезной защиты для глаз. Единственное исключение – фаза полного солнечного затмения.
Полароидные или традиционные солнечные очки в определенной степени расслабляют глаз, если вы прогуливаетесь по городу в жаркий солнечный день, но они категорически не подходят для использования при наблюдениях Солнца, поскольку не являются светофильтрами.
При полном солнечном затмении поверхность Солнца скрывается от глаз наблюдателей, поэтому наблюдать это явление можно без специальных фильтров.
На сегодняшний день разработано несколько безопасных методов наблюдения частичной фазы солнечного затмения.
Точечный проекционный метод
Использование «камеры-обскура» позволяет отследить проецируемое изображение Солнца во время частного солнечного затмения. Сложные конструкции такого рода делают из картонных коробок, но отлично себя показывает и мобильный вариант камеры, изготовленный из пары тонких плотных листов картона белого цвета. Для этого в одном листе делается небольшое отверстие, через которое направляется солнечный свет на второй лист, используемый в роли экрана. Таким образом, можно увидеть перевернутое изображение Солнца. Чтобы его увеличить, нужно разместить экран на некотором расстоянии от отверстия. Не делайте отверстие более широким, чтобы видеть солнечный полумесяц, а не ослепляющий поток света. Не забывайте, что использование такого устройства допускается только из положения спиной к Солнцу. Свет должен проходить сквозь отверстие прямо над вашим плечом, формируя изображение на нижнем экране.
Точечный проекционный метод наблюдения за Солнцем в действии
Не пытайтесь рассматривать Солнце через отверстие!
Светофильтры для солнечного излучения
Еще один метод наблюдения – с помощью специально спроектированного светофильтра. Такие фильтры способны пропускать только малую часть солнечного света. Информацию о современных фильтрах подобного типа можно получать в тематических изданиях по астрономии.
Специальные очки из алюминированного полиэфира
Некоторые фильтры производятся из алюминированного полиэфира. Но не нужно забывать, что полиэфир, являясь пластиком, различен по своей плотности. Полноценную защиту зрения обеспечивает металлическое покрытие, поэтому тщательно исследуйте полиэфир на наличие самых незначительных отверстий, способных пропустить солнечный свет и лишить вас зрения. С помощью качественного светофильтра можно спокойно наблюдать свечение нить лампы с высокой интенсивности накаливания.
Другие светофильтры производятся из черного полиэфира. Данный материал дает изображение светила в приятных глазу желто-оранжевых тонах. Но стоит снова сказать о том, что ни один фильтр не может обеспечить абсолютную безопасность ваших глаз, если его плотность менее 5,0.
В любом случае избегайте пристального и длительного наблюдения Солнца. Даже через фильтр рассматривать Солнце можно только короткими промежутками, периодически отводя глаза и давая им возможность отдохнуть.
Наблюдение в бинокль
Писатель-астроном Джордж Лови любил наблюдать полное затмение с помощью бинокля. Для ваших исследований подойдет бинокль любого размера. Лови же применял бинокль 7х50. В своих записках он так описывал свои впечатления: «Даже истинные мастера фотографии не способны точно определить краски и основные детали Солнца в момент его затмения. Никакая пленка не способна уловить все тончайшие особенности короны. Но человеческий глаз способен на такие подвиги». По мнению писателя, люди, стремящиеся зафиксировать истинное изображение Солнца в момент его затмения, являются художниками XIX века. Они видели это волшебное явление своими глазами и перенесли его холсты, создавая настоящие шедевры «астрономической» живописи.
Джоэль Здепски использует бинокль, чтоб показать солнечное затмение
Людей, которые хотят применять бинокль в ходе наблюдений затмения, писать призывал к здравому смыслу. Он считал, что рассматривать полное затмение без каких-либо фильтров можно как в бинокль, так и в телескоп или вовсе невооруженным глазом. Однако частичные фазы затмения (до появления светлой области вокруг затемненного диска) могут исследоваться только при наличии фильтра. После момента исчезновения данной области фильтр снова можно отложить. Также возобновить работу с фильтром следует при появлении яркого свечения на западном краю лунного диска и при убывании полного затмения.
В то же время, конструкция бинокля такова, что он представляет собой пару малых, расположенных рядом друг с другом телескопа. И наблюдение Солнца с его помощью без какого-либо фильтра может серьезного повредить ваше зрение.
Наблюдение в телескоп
Историк-астроном Рут Фрайтаг, как и прочие наблюдатели, исследуют прогрессирование затмения с помощью небольшого мобильного телескопа. Он весьма стабилен и не вызывает усталости при исследовании в течение долгого времени. Также телескоп дает более четкое и детальное изображение затмения. При наступлении полного затмения светофильтры можно легко снять. А при желании рассмотреть масштабный вид короны можно переключить масштаб искателя.
Съемочные светофильтры и светофильтры телескопов
Некоторые производители камер и телескопов предлагают светофильтры с металлическим покрытием. Они отличаются высокой безопасностью при исследовании Солнца. Как правило, они дороже обычных светофильтров, но весьма популярны среди астрономов-любителей, поскольку дают желто-оранжевое изображение Солнца. С помощью алюминированного майлара светило предстает в голубовато-серых тонах.
Не стоит путать фильтры для установки на отверстие телескопа или линзу камеры с солнечными окулярами для телескопов. Вторыми все еще комплектуются некоторые модели любительских телескопов. Их безопасность подвергается серьезным сомнениям, поскольку они быстро нагреваются, трескаются и пропускают солнечный свет прямо в глаз наблюдателя.
Полностью экспонированная и проявленная черно-белая пленка в качестве светофильтра
Фильтр для наблюдений можно сделать своими руками из черно-белой пленки. Но для этого подойдет только настоящая черно-белая пленка, предпочтительно Pan-X или Kodak Tri-X. После проявки на них образуется слой серебра, защищающий глаза.
Изготовление простейшего светофильтра из черно-белой пленки
Схема изготовления фильтра проста. Для этого нужно открыть моток черно-белой пленки и засветить ее на солнечном свете в течение пары минут. Затем пленка проявляется для получения негативов. Два слоя негативов – это прекрасный фильтр для наблюдения светила без какого-либо вреда для здоровья. Для повышения своей безопасности, изготовьте такой фильтр за пару дней до момента наблюдений.
Откажитесь от использования хромогенной черно-белой или цветной пленки. В ее составе – только цветные красители, не защищающие ваши глаза. Если выполните все правила, то сумеете сделать удивительные фото солнечного затмения, примеры которых представлены ниже.
Фотографии солнечного затмения, сделанные астрономами любителями: 
