Рано утром 31 января примерно половина Земли будет подвергнута полному лунному затмению. Когда луна движется сквозь тень Земли, она медленно исчезает из поля зрения, а затем вновь появляется в течение нескольких часов. Это небесное событие дает прекрасную возможность привлечь детей и подростков (и даже взрослых) к интригующим занятиям, чтобы узнать больше о ближайшем соседе Земли.
Лунное затмение происходит, когда Солнце, Луна и Земля выстраиваются в линию, а Земля находится между Луной и Солнцем. Это означает, что это может произойти только во время полнолуния, когда солнце и луна находятся на противоположных сторонах нашей планеты. В этот момент луна может переместиться в тень Земли, вызывая лунное затмение. [Супер голубая кровь Луны 2018: когда, где и как это увидеть]
Так почему бы нам не провести лунное затмение каждый месяц? Орбита Луны слегка наклонена на пути, который обычно поднимает ее чуть выше или чуть ниже тени Земли. Чтобы получить затмение, три небесных объекта должны располагаться вдоль одной плоскости. Этот модельный ряд называется сезоном затмения. Сезоны затмения происходят примерно каждые шесть месяцев и длятся около 34 дней. Когда полнолуние происходит во время сезона затмений, на ночной стороне планеты может наблюдаться лунное затмение.
Поскольку это будет второе полнолуние января, также известное как голубая луна, это будет первое полное затмение голубой луны за 150 лет.
Как лучше всего вовлечь молодые умы в затмение? Вот несколько мероприятий.
Модели солнечной системы (все возрасты)
Модели солнечной системы являются отличным способом продемонстрировать, как работает затмение, и могут быть построены с различной сложностью для всех возрастов. Установив солнце, луну и землю, родители и учителя могут продемонстрировать фазы луны, а также затмение.
Мяч среднего размера может заменить Землю - баскетбол или футбольный мяч, скорее всего, ваш лучший выбор. Меньший мяч, такой как теннисный мяч или софтбол, будет работать на Луну.
Используйте источник света, чтобы создать солнце. Самый простой вариант - это держать фонарик в руке или поставить его на стол, направленный к Земле и Луне. Лампа также вариант, в идеале со снятым абажуром. Более сложные модели могут включать лампочку как часть модели.
Лунный и Планетарный Институт рекомендует накрывать вашу «луну» алюминиевой фольгой, чтобы лучше продемонстрировать, как луна отражает свет. Таким образом, родители и учителя могут обсуждать, как луна не излучает свет, но все же умудряется сиять, потому что она отражает солнечный свет.
В темной комнате, включите свет от вашего солнца и направьте его на Землю. Это должно создать конусообразную тень позади Земли. Переместите луну сквозь тень прямо за Землей, чтобы продемонстрировать, как спутник Земли движется сквозь тень во время затмения. Переместите свою луну выше или ниже тени, чтобы продемонстрировать, почему у нас нет лунного затмения каждый месяц.
Для старших школьников в Лаборатории реактивного движения НАСА (JPL) проводится работа по измерению и построению масштабной модели системы Земля-Луна с использованием различных шаров и глины для лепки.
Галактическая слизь (дошкольная)
Некоторые дети предпочитают более тактильные наблюдения. Сверкающую галактическую слизь можно использовать во время затмения, чтобы занять их руки, а после затмения вспомнить их наблюдения. Он также может быть использован как научный проект сам по себе. На веб-сайте Little Bins for Little Hands представлено несколько рецептов слизи (и связанных с ними проектов слизи), в том числе проект слизистой галактики, и вы можете найти несколько рецептов слизи на родственном сайте Space.com, LiveScience.com.
Круглый мир (дошкольный и начальный)
Когда вы поднимаете руку, чтобы заблокировать солнечный свет, ваша тень раскрывает форму вашей руки. Во время лунного затмения тень Земли раскрывает форму нашей планеты. Когда тень движется по луне, ее круглые края показывают, что Земля - это сфера, а не плоская плоскость.
В древней Греции лунные затмения открывали Аристотелю и другим, что Земля круглая. Это одна из причин, по которой образованная элита поняла, что планета была сферой задолго до того, как Колумб отправился в плавание.
Пока ваши дети наблюдают за затмением, отметьте форму тени. Попросите их нарисовать тень, которую они могут видеть на лице луны. До или после затмения вы можете использовать фонарик, шар и плоский объект, например кусок картона, чтобы наблюдать разницу в тенях.
Земное колебание (все возрасты)
Как вершина, Земля слегка колеблется при вращении, завершая один цикл прецессии и возвращаясь в одну и ту же позицию каждые 26 000 лет. Греческий астроном Гиппарх обнаружил это колебание, сравнив положения звезд относительно солнца во время лунного затмения с теми, которые были зарегистрированы сотнями лет назад.
Прецессия Земли означает, что Тубан был полярной звездой - звездой, ближайшей к направлению северного полюса Земли - для древних египтян, и что Вега однажды станет новой полюсной звездой. (Нынешняя Полярная звезда - Polaris.)
Студенты могут составить диаграмму, показывающую, какие звезды видны во время лунного затмения. Хотя они не смогут оглянуться на это через несколько тысяч лет, это даст им представление о том, как древние астрономы определили, что Земля прецессирует.
Оценка лунного затмения (средняя и старшая школа)
Лунное затмение не просто черно-белое. Когда луна движется сквозь тень Земли, она сначала проходит через внешний край тени, называемый полутенью, в который проникает солнечный свет, проходящий через атмосферу Земли. Результирующая лунная тень будет тусклой и может даже не быть видна на лице луны. Пока луна находится в тени - основном теле тени - Земля блокирует весь солнечный свет, создавая намного более темную и более отчетливую тень.
Луна также может выглядеть красноватой во время лунного затмения. Это потому, что атмосфера Земли поглощает некоторые цвета, позволяя другим проходить сквозь них. Этот изгиб солнечного света - вот почему закаты на Земле красные и оранжевые. [Что такое лунное затмение? Когда и почему происходят кровавые луны]
«Во время полного лунного затмения луна сияет от всех восходов и закатов, происходящих на Земле!» На сайте НАСА написано.
На то, как выглядит Луна во время полного лунного затмения, могут влиять различные факторы. Облака, пыль, пепел, капли и органические вещества в атмосфере Земли могут изменить то, сколько света преломляется в тени.
Шкала яркости лунного затмения Данжона иллюстрирует диапазон цветов и яркости, которые может принять луна во время полного лунного затмения. Студенты могут использовать шкалу для назначения значения «L» в трех точках во время затмения. После затмения они могут сравнить и обосновать свои оценки затмения. Обратите внимание, что это упражнение может быть сложным для студентов с дальтонизмом.
Обратите внимание на появление луны в три раза: время начала, время наибольшего затмения (совокупность) и время окончания. Оцените затмение в каждом из этих трех раз. После затмения обсудите свои оценки с другими наблюдателями.
L = 0 - очень темное затмение. Луна почти невидима, особенно в период отальности (когда луна полностью находится внутри тени).
L = 1 - затмение темное, серого или коричневатого цвета. Детали сложно различить.
L = 2 - глубокое красное или ржавое затмение. Очень темная центральная тень, в то время как внешняя тень относительно светлая.
L = 3 - кирпично-красное затмение. Тень Umbral обычно имеет яркий или желтый ободок.
L = 4 - очень яркое медно-красное или оранжевое затмение. Тень Umbral имеет голубоватый, очень яркий ободок.
JPL предоставляет данные о лунном затмении и подробности на своем веб-сайте.
Размер и яркость Supermoon (средняя и старшая школа)
Лунное затмение 31 января совпадает со вторым и последним суперлунем 2018 года. Термин «суперлун» является скорее культурным определением, чем астрономическим. В результате нет определенного определения для слова. Как правило, «супер-луна» относится к полнолунию, которое находится в пределах 90 процентов от ближайшей точки к Земле на ее орбите, известной как ее перигей. (Более точный научный термин - «перигейская сизигия», если вы хотите произвести впечатление и запутать своих друзей.)
На своей месячной орбите Луна всегда достигает своего апогея или самой дальней точки (в среднем около 252 651 миль, или 405 500 км от Земли) и своего перигея (225 740 миль или 363 300 км). Полнолуние может произойти в любой точке пути, но когда полнолуние происходит в перигее или около него, его часто называют суперлуной.
Supermoons выглядят немного больше и ярче, чем типичная полная луна. В этом упражнении учащиеся могут измерить размер луны и рассчитать ее яркость во время суперлун, до или после затмения. Измеряя активность в последующие месяцы, они смогут сравнить яркость суперлун с яркостью более нормальной полной луны. [Как выглядит «Supermoon» (инфографика)]
JPL описывает два метода измерения размера Луны, один цифровой и один аналоговый.
Для цифрового метода студенты могут использовать свой смартфон или цифровую камеру, чтобы фотографировать луну каждый месяц. Они должны удостовериться, что они либо записывают коэффициент увеличения, либо полностью увеличивают масштаб изображения, следя за тем, чтобы не недооценить или не переэкспонировать изображения. Затем они могут рассчитать количество пикселей на диске изображения и сравнить результаты измерений во время нескольких полных лун, пока луна находится в том же приблизительном месте на небе.
Для аналогового метода учащиеся могут использовать лист бумаги и буфер обмена, держа или помещая бумагу на определенное расстояние (от 1 до 2 футов) от своего лица. Важно использовать одинаковое расстояние для каждого лунного измерения. После выравнивания края листа с луной учащиеся должны отметить линии, совпадающие с тем, где верх и низ луны пересекают бумагу. Повторите процесс для нескольких полных лун, измеряя размер луны в миллиметрах.
С помощью обоих методов учащиеся могут сравнить, как изменяется размер луны, и рассчитать соотношение между наибольшим и наименьшим диаметром и процентное увеличение между ними.
Студенты также могут рассчитать относительную яркость луны, сравнивая интенсивность света полной луны в апогее с суперлуной в перигее. Это может быть сделано при многократном измерении полной луны.
Джон Уокер, соавтор программного обеспечения AutoCAD, имеет здесь веб-сайт, на котором представлены даты перигеев и апогеев полной луны, а также даты полнолуний. Следующая ближайшая полная луна в перигее в 2018 году будет 22 декабря, а луна достигнет перигея 24 декабря.
JPL также предлагает печатный калькулятор фазы луны, чтобы помочь вам определить, какими будут следующие фазы луны.
Дополнительные ресурсы
- Оценка лунного затмения
- Моделирование системы Земля-Луна
- Лунная Фаза Активность
- Измерение Supermoon
- Сделать календарь фаз Луны и калькулятор
- LPI's Исследуйте! Marvel Moon (различные мероприятия)
Примечание редактора: Если вы сняли потрясающую фотографию видео о полном лунном затмении 31 января и хотели бы поделиться им с Space.com для истории или галереи, отправьте изображения и комментарии по адресу: [email protected].
