Что необходимо для наблюдения полного солнечного затмения
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:
Что необходимо для наблюдения полного солнечного затмения
Ежегодно 21/22 декабря Солнце максимально опускается в южное полушарие неба, то есть двигаясь по эклиптике, достигает своего наименьшего склонения на небе. Это время самого короткого дня, самой долгой ночи и самой длинной тени в полдень в Северном полушарии. Долгота дня в ближайшие дни на широте Братска (56 градусов с.ш.) едва достигает 7 часов, а Солнце поднимается не выше 10° над горизонтом. Во время зимнего солнцестояния Солнце выше широты 66,5° вообще не восходит, и ночь длится круглые сутки. Лишь сумерки в этих широтах говорят о том, что Солнце где-то под.
Как безопасно наблюдать солнечное затмение
Автор: Кулькова Светлана 04.08.2018 21:22
Наблюдать за Солнцем может быть опасно, если не будут предприняты соответствующие меры предосторожности. Наше дневное светило настолько яркий объект, что при взгляде на него можно серьезно повредить зрение. Даже когда 99% поверхности Cолнца затемнено во время частных фаз солнечного затмения, а уровень освещенности уже можно сравнить с сумерками, оставшаяся часть Cолнца все еще достаточно яркая для нанесения ожога сетчатке глаза. Пренебрежение использованием соответствующей защиты при наблюдениях солнечного затмения может обернуться неизлечимым повреждением глаз и серьезными повреждениями зрения.
Так что запомните: никогда не пытайтесь смотреть на Солнце в любые оптические приборы без защитного светофильтра. Это может привести к мгновенной потере зрения. Невооруженным глазом наблюдать затмение тоже нужно через темный светофильтр!
Как же нам насладится столь впечатляющим зрелищем и не ослепнуть? Посоветуем несколько простых вещей, которые сгодятся для наблюдения Солнца.
Наблюдатели солнечного затмения через маску электросварщика и сварочное стекло
В астрономических магазинах продаются специальные пленки Baader Astrosolar или Seymour Solar, которые ослабляют свет от Солнца до 99,9%. С помощью этой пленки наблюдатели мастерят очки или сооружают фильтр на телескоп, бинокль или фотоаппарат. Вам только придётся следить за тем, насколько крепко фильтр крепиться на объективе вашего инструмента. Помните – в случае его внезапного снятия Вы рискуете ослепнуть навсегда!
Применение светозащитной астрономической плёнки
Один из безопасных для глаз способов наблюдения затмения это проекция изображения Солнца на белый лист с помощью оптического прибора, например, подзорной трубы, телескопа или бинокля. Лучи, выходящие из окуляра и попадающие на экран, дадут вам изображение Солнца со всем тем, что видно на его диске (солнечные пятна) в момент наблюдения. Однако необходимо убрать так называемый «паразитный свет», приходящий напрямую от Солнца на экран. Этот свет будет Вам сильно мешать, и Вы ничего на экране не увидите. Этого добиваются установкой прямоугольной картонки с отверстием для прохода лучей с окуляра, которая устанавливается между окуляром и спроецированном изображении на экране, которая и создает тень, оставляя только изображение диска Солнца. Далее стоит сказать о том, что чёткости на экране Вы можете добиться то, приближая, то, удаляя экран от окуляра или подкручиванием в соответствующую сторону самого окуляра при закреплённом на месте экране.
Наблюдение затмения через проекцию на экран
Даже если вы используете экран, стоит помнить, что по неосторожности можно подставить под пучок света голову или другую часть тела, что приведет к ожогам. Никогда не оставляйте телескоп, наведенным на Солнце, без присмотра. Подобная беспечность может привести к тому, что загорятся предметы, попавшие под пучок света. Телескопы крупного диаметра необходимо диафрагментировать, т.к. слишком большой диаметр объектива собирает очень много света, что может привести к перегреву окуляра или диагонального зеркала. Это может привести к тому, что оптика лопнет, а ее осколки нанесут непоправимый вред вашему здоровью. Также стоит давать оптическому прибору остыть, т.к. слишком длительная работа без фильтров может привести к чрезмерному нагреванию оптики и повредить прибор.
Вообще применение телескопа с крупным увеличением при затмении нецелесообразно, поскольку только при полном затмении в максимальной фазе при использовании фотоаппарата можно заснять детали солнечной короны. Светофильтр снимается при наступлении полного солнечного затмения. Инструменты, которые имеют диаметр объектива (апертуру) в районе 30 – 50 мм, идеально подходят для наблюдения Солнца. В телескопах лучше использовать небольшие увеличения (порядка 30 – 45 крат), чтобы увидеть более крупный вид короны.
Солнечная корона во время полного затмения 2006 года
Во время частного солнечного затмения на поверхности земли наблюдается такое интересное явление как серповидные тени. В момент частной фазы каждое более-менее узкое отверстие, будь то дырочка в бумаге или промежутки в листьях на деревьях, по принципу камеры-обскуры создает перевернутое изображение серпа Солнца.
Серповидные тени затмения сквозь листву деревьев
Еще раз напомним, что если смотреть на Солнце часто или долгое время без применения соответствующей защиты для глаз, повреждение сетчатки может сопровождаться термическим ожогом – высокий уровень видимого и ИК-излучения вызывает нагревание, которое буквально запекает облучаемую ткань. Этот термический ожог повреждает палочки и колбочки сетчатки, образуя небольшое слепое пятно. Опасность для зрения значительная, так как во-первых световые повреждения сетчатки происходят безболезненно (сетчатка не имеет болевых нервных клеток), а во-вторых разрушительное воздействие на зрение не становиться очевидным в течение нескольких часов после повреждения.
Наблюдение за Солнцем через бинокль, телескоп или иные оптические приборы без применения соответствующей защиты может привести к получению непосредственного термического ожога из-за высокого уровня излучения в увеличенном изображении.
Так что берегите зрение и наблюдайте солнечное затмение правильно!
Ясного неба и успешных наблюдений!
Солнечное затмение
Затмение Солнца будоражит умы людей не одно тысячелетие. С развитием астрономии окутанное легендами явление получило научное объяснение.
Что такое солнечное затмение
Солнечное затмение – это астрономическое явление. Представляет собой полное или частичное перекрытие Солнца Луной. Явление примечательно тем, что полноценно наблюдается только с Земли.
Одна из разновидностей явления – кольцеобразное
Ежегодно может бывать до 5 затмений Солнца, 2-3 полных. Среднее число наблюдений явления за столетие — 237. В России следующее полное затмение будет наблюдаться в XXII веке. Над территорией Москвы произойдет в 2126 году.
Сохранились свидетельства изучения солнечного затмения в античные времена, раннем, позднем Средневековье. В трудах VI века Святой Максимин Трирский описывается длившееся 2 часа явление.
Старинные свидетельства представляют интерес для историков. Вручную высчитывается время появления явления. Вычисленная дата сопоставляется со временем описываемых исторических событий. Формируется точная историческая картина.
В 1995 году совместными усилиями НАСА и Европейского космического агентства запущен космический аппарат для наблюдения за Солнцем. Название аппарата — SOHO. Благодаря изобретению появилась возможность наблюдать за ходом явления с обратной стороны, невидимой земному наблюдателю.
Самое продолжительное затмение Солнца наблюдалось 20 июня 1955 года. Время видимости явления — 428 секунд. Могло наблюдаться с Филиппинских островов.
Как происходит явление
Причина солнечных затмений — совпадение нескольких условий и положений небесных тел:
Солнечное затмение сопровождается комплексом оптических атмосферных явлений. На фоне светлых поверхностей появляются теневые волны. Выглядят как слабые движущиеся тени. Причина появления — флуктуация светового потока из-за преломления лучей.
На короткий промежуток времени перед полным перекрытием света появляется эффект бриллиантового кольца. Внешний вид — кратковременная вспышка на краю видимой солнечной короны. Причина — прохождение последних световых лучей перед перекрытием.
Ученые выделяют 4 вида:
Частное
Как правильно наблюдать
Первое правило наблюдений за солнечным затмением — соблюдать меры безопасности. При прямом взгляде на Солнце человек не сможет увидеть явление. Длительный незащищенный взгляд повреждает сетчатку глаза. Для безопасного наблюдения за небесным явлением используются солнечные фильтры. Фильтры — специализированная фольга, затемненная сильнее бытовой. Использование бытовой фольги приводит к повреждению зрительного аппарата.
Альтернативный способ вести наблюдение — смотреть через закопченный кусочек стекла. Стекло должно быть сильно закопчено, чтобы свет не проникал сквозь.
Старый метод — фотопленка. Сначала пленка засвечивается солнечным светом, затем проявляется. После процесса проявки почерневшая пленка становится пригодной для безопасного наблюдения.
При наличии мощного телескопа можно отразить явление на листке бумаги. Для этого нужно навести прибор на Солнце, подставить лист бумаги под окуляр, провести настройку резкости.
Опасно использовать обычные солнечные очки — процент затемнения недостаточен. Даже если удастся увидеть явление, то можно получить ожог сетчатки.
Как смотреть на солнечное затмение
Жители Московской области смогут увидеть солнечное затмение днем 20 марта 2015 года, причем погода в этот день обещает быть благоприятной для наблюдения. Как подготовиться к наблюдению солнечного затмения, и какие подручные средства пригодятся, если хочется увидеть это захватывающее зрелище своими глазами, не подвергая зрение опасности, читайте на портале «В Подмосковье».
Специальные очки
Если очень хочется взглянуть на солнце, лучше заранее приобрести очки для наблюдения за затмением. Такие очки можно найти в магазинах оптики или сделать самостоятельно. Для этого из картона или бумаги вырезается основа с дужками. Самое важное – линзы. Астрономы-любители советуют вырезать их из пленки AstroSolar, из которой делают солнечные фильтры. Благодаря ее оптической плотности интенсивность света значительно уменьшается, и это минимизирует риск для глаз. Такую пленку можно купить практически в каждом интернет-магазине астротоваров. Например, лист размером 20 см на 29 см стоит порядка 1,5 тысяч рублей.
Также в интернете можно купить готовые солнечные фильтры, которые представляют из себя нечто вроде монокля.
Маска для сварки
Кроме того, неплохой защитой для глаз могут стать специальные очки или маска для сварки. Стекло маски должно быть с защитным оттенком не менее 14. Стоимость сварочной маски – от 500 рублей.
Проектор из подручных средств
Безопаснее всего, конечно, смотреть не на само солнце, а на его проекцию, то есть наблюдать затмение через проектор (камера-обскура). Простейший «кустарный» проектор можно соорудить из подручных средств. Чтобы сделать камеру-обскура, понадобится импровизированный экран – это может быть белый лист бумаги, на который будет проецироваться солнечное затмение. Напротив него, так чтобы экран оказался в тени, размещаем второй лист, в котором нужно сделать очень маленькую дырку (не более 2 миллиметров). При наблюдении проекции стоять нужно спиной к солнцу. Коробку можно поставить у окна или выйти с ней во двор.
Аналогичный проектор можно соорудить и из обычной обувной коробки, желательно, чтоб в длину она была около метра или больше. Сверху на крышке нужно вырезать среднего размера отверстие (например, квадратное) и заклеить его гладкой фольгой. Прикрепить фольгу можно с помощью скотча, а в центре фольги нужно сделать маленькое отверстие иглой или булавкой. На дне коробки нужно разместить лист бумаги и наблюдать на нем проекцию затмения. На одной из боковых стенок коробки нужно вырезать окошко, чтобы через него наблюдать проекцию внутри коробки.
Если есть домашний телескоп, то можно сделать проектор и из него. Важно помнить, что в сам телескоп без специальных солнечных фильтров смотреть нельзя. За окуляром размещаем лист белой бумаги, на трубу телескопа надеваем лист картона. Телескоп нужно наводить на солнце, естественно, не глядя в него, а следя за тенью от картона, когда она станет минимальной, на белом листе появится изображение от луча света из окуляра. После этого можно будет скорректировать расстояние до листа и сфокусировать телескоп.
Где посмотреть затмение
Телескопы для наблюдения за солнечным затмением в Парке Горького
Кроме того, трансляцию полного затмения можно будет посмотреть с 19.00 в Москве на экране, расположенном по адресу Новый Арбат, дом 2. Для организации такой трансляции на архипелаг Шпицберген в Северном Ледовитом океане специально отправили съемочную группу. А также посмотреть трансляцию можно будет на канале youtube https://www.youtube.com/user/AXEeffectTV.
Стекло и свеча
Самый простой и дешевый способ посмотреть солнечное затмение – дедовский. Наши даже не столь далекие предки использовали для разглядывания этого явления осколок обычного стекла. Возьмите кусочек стекла любой формы и свечу. Зажгите свечу и хорошенько закоптите стекло над ее пламенем: одна из его сторон должна быть полностью черной, без просветов. Поднесите стекло к глазам и смотрите в свое удовольствие. Долго смотреть на солнце через такое стекло не рекомендуется, но наиболее полную фазу затмения вам посмотреть удастся.
Компьютерная дискета
Еще один дешевый способ посмотреть солнечное затмение подойдет для тех, кто никогда ничего не выбрасывает. Найдите ненужную дискету размером 3,5 дюйма и разломайте ее. Достаньте оттуда магнитную пленку – это и будет фильтр для рассматривания солнечного затмения.
Ирина Иванова
Увидели ошибку в тексте? Выделите ее и нажмите «Ctrl+Enter»