Задание 15, страница 219 - гдз по физике 9 класс учебник Изергин

Домашние экспериментальные задания - страница 219.

Условие.

Задание 15

Наблюдение смены фаз Луны

Цель: научиться определять фазы Луны.

Порядок выполнения

1. Проведите наблюдение смены фаз Луны в течение 30 дней.

2. Сделайте фотографию или зарисовку: молодой Луны; фазу первой части Луны; полнолуния; фазы последней четверти Луны.

3. Изобразите на рисунке расположение Луны относительно Земли и Солнца во время наблюдаемых фаз.

Решение.

1. Проведите наблюдение смены фаз Луны в течение 30 дней.

Наблюдение за Луной в течение 30 дней позволяет увидеть полный цикл смены лунных фаз. Этот цикл, называемый синодическим месяцем, длится примерно 29,5 суток. Смена фаз происходит потому, что Луна, обращаясь вокруг Земли, занимает разные положения по отношению к Солнцу, которое ее освещает. В результате мы с Земли видим освещенную часть лунного диска под разными углами.

При наблюдении будут зафиксированы следующие основные фазы в такой последовательности:

- Новолуние: Луна не видна, так как находится между Землей и Солнцем и повернута к нам своей неосвещенной стороной.

- Молодая Луна (растущий серп): Через несколько дней после новолуния на вечернем небе на западе появляется узкий серп.

- Первая четверть: Примерно через неделю после новолуния освещена ровно правая половина лунного диска (при наблюдении в Северном полушарии).

- Прибывающая Луна: Освещенная часть продолжает расти, принимая выпуклую форму.

- Полнолуние: Примерно через две недели после новолуния мы видим полностью освещенный диск Луны. В этот момент Земля находится между Солнцем и Луной.

- Убывающая Луна: После полнолуния видимая освещенная часть начинает уменьшаться с правой стороны.

- Последняя четверть: Примерно через три недели после новолуния освещена левая половина лунного диска.

- Старая Луна (убывающий серп): Луна снова становится узким серпом, но теперь он виден на утреннем небе на востоке перед восходом Солнца.

Ответ: Результатом наблюдения в течение 30 дней станет фиксация последовательной смены вида (фазы) Луны, от ее полного отсутствия на небе (новолуние) до полного диска (полнолуние) и обратно к тонкому серпу и исчезновению.

2. Сделайте фотографию или зарисовку: молодой Луны; фазу первой части Луны; полнолуния; фазы последней четверти Луны.

Зарисовки или фотографии для указанных фаз (при наблюдении из Северного полушария Земли) должны выглядеть следующим образом. Под «фазой первой части Луны», вероятнее всего, подразумевается фаза первой четверти, так как это одна из четырех основных фаз лунного цикла.

- Молодая Луна: Изображается тонкий серп, выпуклая часть которого направлена вправо, в сторону, где зашло Солнце.

- Первая четверть («первая часть Луны»): Изображается диск Луны, у которого освещена ровно правая половина. Линия, разделяющая свет и тень (терминатор), выглядит как прямая. Если к этой фазе мысленно приставить слева вертикальную палочку, получится буква «Р» — «Растущая».

- Полнолуние: Изображается полностью освещенный, яркий круглый диск Луны.

- Последняя четверть: Изображается диск Луны, у которого освещена ровно левая половина. Терминатор снова прямой. Эта фаза напоминает букву «С» — «Стареющая» или «Сходящая».

Ответ: Необходимо создать четыре изображения, показывающие: 1) узкий серп справа; 2) освещенную правую половину диска; 3) полностью освещенный диск; 4) освещенную левую половину диска.

3. Изобразите на рисунке расположение Луны относительно Земли и Солнца во время наблюдаемых фаз.

Для выполнения этого задания необходимо нарисовать схему системы Солнце-Земля-Луна. Солнечные лучи на схеме должны быть показаны как параллельные линии, идущие с одной стороны (например, слева). Земля располагается в центре, а Луна движется вокруг нее по орбите. Для каждой из четырех ключевых фаз положение Луны на орбите будет разным.

- Молодая Луна (и Новолуние): Луна находится между Солнцем и Землей. Солнечные лучи освещают обратную от Земли сторону Луны, поэтому с Земли мы ее почти или совсем не видим.

- Первая четверть: Луна сместилась на четверть своей орбиты от положения новолуния. Вектор из Земли на Луну перпендикулярен вектору из Земли на Солнце. Наблюдатель с Земли видит освещенной ровно половину обращенного к нему полушария Луны — правую половину. Угол Солнце-Земля-Луна составляет $90^\circ$.

- Полнолуние: Земля находится между Солнцем и Луной. Луна расположена на орбите прямо напротив Солнца. Солнечные лучи полностью освещают видимое с Земли полушарие Луны.

- Последняя четверть: Луна прошла три четверти своей орбиты от положения новолуния. Вектор из Земли на Луну снова перпендикулярен вектору на Солнце, но теперь Луна находится с другой стороны от Земли. Мы видим освещенной левую половину диска. Угол Солнце-Земля-Луна снова составляет $90^\circ$.

Ответ: На рисунке должна быть представлена схема, где Солнце, Земля и четыре положения Луны на ее орбите (соответствующие новолунию, первой четверти, полнолунию и последней четверти) демонстрируют геометрическую причину смены фаз, как описано выше. Для каждой позиции Луны на орбите следует также нарисовать небольшой эскиз того, как Луна выглядит с Земли в этой фазе.