Ответьте на вопросы, страница 234 - гдз по физике 8 класс учебник Закирова, Аширов

Ответьте на вопросы

1. Почему лунные и солнечные затмения не происходят ежемесячно?

2. Почему лунное затмение жители ночной стороны наблюдают одновременно?

3. Почему солнечное затмение жители дневной стороны наблюдают в разное время?

4. Почему Луна в период лунного затмения не исчезает, а становится красного цвета?

5. Почему наблюдать солнечное затмение рекомендуют через затемненные стекла?

6. Почему изменяются очертания тени и полутени человека, когда он удаляется от фонаря уличного освещения?

7. Почему в комнате, освещаемой одной лампой, получаются резкие тени от предметов, а в комнате, где источником освещения служит люстра, такие тени не наблюдаются?

1. Почему лунные и солнечные затмения не происходят ежемесячно?

Лунные и солнечные затмения не происходят каждый месяц, потому что плоскость орбиты Луны вокруг Земли наклонена по отношению к плоскости орбиты Земли вокруг Солнца (эклиптике). Этот угол наклона составляет примерно 5.1 градуса.

Солнечное затмение может произойти только в новолуние, когда Луна находится между Солнцем и Землей. Лунное затмение возможно только в полнолуние, когда Земля находится между Солнцем и Луной.

Из-за наклона орбиты Луны, в большинство новолуний тень Луны проходит либо выше, либо ниже Земли, не попадая на ее поверхность. Аналогично, в большинство полнолуний Луна проходит либо выше, либо ниже тени Земли.

Затмения происходят только тогда, когда Луна в фазе новолуния или полнолуния пересекает плоскость эклиптики в точке, называемой лунным узлом. Такое совпадение (Солнце-Луна-Земля или Солнце-Земля-Луна находятся почти на одной прямой, и Луна находится в узле) случается нечасто, примерно дважды в год, создавая так называемые "сезоны затмений".

Ответ: Затмения не происходят ежемесячно из-за наклона лунной орбиты относительно плоскости земной орбиты, что мешает выстраиванию Солнца, Земли и Луны в одну линию при каждом новолунии и полнолунии.

2. Почему лунное затмение жители ночной стороны наблюдают одновременно?

Лунное затмение — это астрономическое явление, при котором Луна входит в тень, отбрасываемую Землей. В этот момент сама Луна темнеет или меняет свой цвет. Этот процесс происходит с самим небесным телом (Луной) и не зависит от местоположения наблюдателя.

Тень Земли очень велика, и когда Луна в нее погружается, это могут видеть все, кто находится на ночной (неосвещенной Солнцем) стороне нашей планеты и для кого Луна в этот момент находится над горизонтом. Поскольку все наблюдатели смотрят на один и тот же объект, который физически меняет свой вид, они видят это событие в один и тот же момент времени (по всемирному времени, UTC). Локальное время наблюдения будет разным из-за часовых поясов, но само астрономическое событие является общим и одновременным для всех.

Ответ: Лунное затмение — это погружение самой Луны в тень Земли. Это явление наблюдается одновременно всеми жителями ночной стороны Земли, для которых Луна видна, потому что они смотрят на один и тот же объект, меняющий свой вид.

3. Почему солнечное затмение жители дневной стороны наблюдают в разное время?

Солнечное затмение, в отличие от лунного, является локальным явлением. Оно происходит, когда тень от Луны падает на поверхность Земли. Луна значительно меньше Земли, поэтому ее тень, падающая на Землю, покрывает лишь небольшую полосу на поверхности.

Эта тень, состоящая из полной тени (умбры) и полутени (пенумбры), из-за орбитального движения Луны и вращения Земли быстро перемещается по земной поверхности, образуя так называемую "полосу затмения". Скорость движения тени составляет около 1 км/с.

Наблюдатель видит солнечное затмение только в тот момент, когда он оказывается внутри этой движущейся тени. Поскольку тень перемещается (обычно с запада на восток), жители разных городов и стран, находящихся на ее пути, видят затмение в разное время. Те, кто находится западнее, видят его раньше, а те, кто восточнее, — позже.

Ответ: Солнечное затмение — это явление, при котором небольшая тень от Луны движется по поверхности Земли. Наблюдатели видят его только тогда, когда эта тень проходит через их местоположение, поэтому в разных точках на пути тени затмение наблюдается в разное время.

4. Почему Луна в период лунного затмения не исчезает, а становится красного цвета?

Даже во время полного лунного затмения, когда Луна находится в самой темной части земной тени (умбре), она не исчезает полностью, а приобретает характерный красно-бурый оттенок. Это явление объясняется свойствами атмосферы Земли.

Земная атмосфера действует как гигантская линза, преломляя (изгибая) солнечные лучи и направляя их в область тени за Землей. Когда солнечный свет проходит через атмосферу, его синяя и фиолетовая части спектра сильно рассеиваются молекулами воздуха (эффект Рэлея, который объясняет голубой цвет неба). Однако красная и оранжевая части спектра рассеиваются значительно слабее и проходят сквозь атмосферу.

Таким образом, преломленные и "покрасневшие" солнечные лучи, прошедшие через земную атмосферу по касательной к планете (лучи всех закатов и рассветов на Земле в этот момент), попадают на поверхность Луны и освещают ее. Этот отраженный от Луны красноватый свет мы и видим с Земли. Яркость и оттенок "кровавой Луны" зависят от состояния земной атмосферы — чем она прозрачнее, тем ярче и краснее будет Луна.

Ответ: Луна становится красной, потому что земная атмосфера преломляет солнечный свет и направляет его в тень Земли, при этом рассеивая синюю часть спектра и пропуская красную, которая и освещает лунную поверхность.

5. Почему наблюдать солнечное затмение рекомендуют через затемненные стекла?

Солнце излучает чрезвычайно интенсивный свет, а также невидимое, но очень опасное ультрафиолетовое (УФ) и инфракрасное (ИК) излучение. Прямой взгляд на Солнце, даже на его небольшую часть, которая видна во время частичного затмения, может вызвать необратимое повреждение сетчатки глаза — солнечную ретинопатию, что может привести к частичной или полной потере зрения.

Сетчатка глаза не имеет болевых рецепторов, поэтому человек не почувствует боль в момент получения ожога. Ущерб может проявиться спустя несколько часов. Во время затмения общая освещенность падает, зрачок расширяется, чтобы пропустить больше света, что только усугубляет ситуацию, так как в глаз попадает еще больше вредного излучения.

Специальные затемненные стекла (сертифицированные очки для наблюдения за затмением или светофильтр для сварки с высокой степенью затемнения) предназначены для того, чтобы блокировать 99.999% видимого света и, что самое главное, полностью отфильтровывать вредное УФ и ИК излучение. Обычные солнцезащитные очки, закопченное стекло, дискеты или фотопленка небезопасны, так как они могут уменьшать видимую яркость, но пропускать невидимое губительное излучение.

Ответ: Наблюдать солнечное затмение нужно через специальные затемненные стекла, чтобы защитить глаза от интенсивного видимого, ультрафиолетового и инфракрасного излучения Солнца, которое может вызвать необратимые ожоги сетчатки и потерю зрения.

6. Почему изменяются очертания тени и полутени человека, когда он удаляется от фонаря уличного освещения?

Фонарь уличного освещения является не точечным, а протяженным источником света. Из-за этого любой предмет отбрасывает не только тень, но и полутень. Тень (умбра) — это область, куда свет от источника не попадает совсем. Полутень (пенумбра) — это область, куда свет попадает частично.

Когда человек стоит близко к фонарю, его тень имеет четкие очертания. Центральная часть тени (умбра) темная и хорошо видна, а окружающая ее полутень относительно узкая.

По мере удаления человека от фонаря происходят следующие изменения:

1. Общий размер тени на земле увеличивается.

2. Область полной тени (умбра) уменьшается в размерах. Это происходит потому, что с большего расстояния появляется больше точек, из которых видна хотя бы часть лампы фонаря "из-за" силуэта человека.

3. Область полутени, наоборот, становится все шире.

На определенном расстоянии область полной тени исчезает совсем, и вся тень становится одной большой, размытой и не очень темной полутенью. Таким образом, при удалении от фонаря тень становится больше, но при этом все более размытой и светлой.

Ответ: При удалении от протяженного источника света (фонаря) область полной тени (умбры) уменьшается, а область полутени (пенумбры) увеличивается, из-за чего тень становится крупнее, но ее очертания размываются, и она становится менее темной.

7. Почему в комнате, освещаемой одной лампой, получаются резкие тени от предметов, а в комнате, где источником освещения служит люстра, такие тени не наблюдаются?

Разница в характере теней объясняется размером и количеством источников света.

Одна лампа, особенно небольшая (например, лампа накаливания без абажура), может рассматриваться как источник света, близкий к точечному. Точечный источник света создает очень четкие, резкие и темные тени (умбру) с очень узкой областью полутени. Путь лучам света преграждается четко, создавая резкую границу между светом и тенью.

Люстра же, как правило, представляет собой либо протяженный источник света (например, с матовым плафоном), либо, что чаще, совокупность нескольких отдельных лампочек, расположенных на некотором расстоянии друг от друга. Каждый из этих источников света создает свою собственную тень. Эти тени от разных лампочек накладываются друг на друга со смещением. В результате область, куда не попадает свет ни от одной из ламп (полная тень), оказывается очень маленькой или вообще отсутствует. Зато образуется очень большая и сложная область полутени, куда попадает свет хотя бы от одной из ламп. Свет от одних лампочек "заливает" тени от других. В итоге вместо одной резкой тени мы видим либо очень бледную, размытую тень, либо вообще ее не замечаем, так как освещение становится более рассеянным.

Ответ: Одна лампа близка к точечному источнику и создает резкую тень. Люстра является протяженным или множественным источником света, где свет от одних лампочек освещает тени от других, создавая рассеянное освещение и очень размытые, нечеткие тени.