Почему меняются фазы Луны

Иногда Луна выглядит тонким серпом, через несколько дней становится похожей на половину круга, затем превращается в яркий полный диск и снова постепенно уменьшается. Кажется, будто Луна меняет форму. На самом деле её форма остаётся прежней — меняется только видимая с Земли освещённая часть.

Чтобы понять фазы Луны, нужно помнить три вещи: Луна движется вокруг Земли, Солнце освещает половину Луны, а мы наблюдаем всё происходящее с поверхности Земли.

Откуда берётся лунный свет

Луна не светится сама, как Солнце. Её поверхность отражает солнечный свет. В любой обычный момент Солнце освещает примерно половину лунного шара, а другая половина находится в ночи.

Однако «освещённая половина» и «половина, которую мы видим с Земли» — не всегда одно и то же. По мере движения Луны по орбите угол между Солнцем, Землёй и Луной меняется. Поэтому с Земли становится видна то маленькая, то большая часть освещённой стороны.

Сколько длится цикл фаз

От одного новолуния до следующего проходит примерно 29,5 суток. Этот промежуток называют синодическим месяцем. Поэтому в течение календарного месяца мы обычно успеваем увидеть почти полный цикл лунных фаз.

Луна при этом движется непрерывно. Названия восьми фаз — удобные отметки на плавно меняющемся цикле, а не восемь отдельных «режимов», между которыми Луна мгновенно переключается.

Восемь основных фаз по порядку

Что происходит при новолунии

Во время новолуния Луна находится примерно в направлении Солнца, если смотреть с Земли. Солнечный свет падает главным образом на ту сторону Луны, которая обращена от нас. Поэтому лунный диск почти не виден.

Это не означает, что Солнце «выключило» Луну. Половина лунного шара по-прежнему освещена. Просто эта светлая половина обращена не к земному наблюдателю.

Почему появляется растущий серп

После новолуния Луна продолжает двигаться по орбите. Через несколько дней с Земли уже виден край её освещённой половины — тонкий серп. С каждым днём видимая светлая часть становится больше. Такой период называют растущей Луной.

Постепенно серп превращается в половину круга — наступает первая четверть. Название может немного сбивать с толку: мы видим половину лунного диска, но сама Луна прошла примерно четверть пути от одного новолуния до следующего.

От первой четверти к полнолунию

После первой четверти видимая освещённая область занимает уже больше половины диска. Такую форму называют растущей выпуклой Луной. Затем наступает полнолуние.

При полнолунии Луна находится на небе примерно в противоположном направлении от Солнца. С Земли мы видим почти целиком её освещённое полушарие, поэтому диск кажется круглым и ярким. Полная Луна обычно восходит примерно около заката и заходит примерно около восхода Солнца.

Почему после полнолуния Луна «убывает»

Луна не останавливается после полнолуния, а продолжает движение. Теперь доля видимой освещённой поверхности уменьшается. Сначала наблюдается убывающая выпуклая фаза, затем последняя четверть и убывающий серп.

После этого Луна снова приближается на небе к направлению Солнца, наступает очередное новолуние, и цикл начинается заново.

Фазы Луны не возникают из-за тени Земли

Это одна из самых частых ошибок. Во время обычных фаз Земля не закрывает солнечный свет от Луны. Граница между светлой и тёмной частями диска — это граница лунного дня и ночи, которую мы видим под разным углом.

Тень Земли действительно может падать на Луну, но это уже лунное затмение. Для затмения Солнце, Земля и Луна должны расположиться почти на одной линии. Такое происходит не каждый месяц, потому что орбита Луны немного наклонена относительно плоскости земной орбиты вокруг Солнца.

Почему при новолунии не бывает солнечного затмения каждый месяц

Во время новолуния Луна проходит примерно между Землёй и Солнцем. Можно предположить, что она должна ежемесячно закрывать Солнце. Но чаще всего Луна проходит на небе чуть выше или ниже солнечного диска.

Солнечное затмение происходит лишь тогда, когда новолуние совпадает с прохождением Луны через область, где её орбита пересекает плоскость земной орбиты. Поэтому затмения гораздо реже обычных фаз.

Меняется ли освещённая половина Луны

Солнце всегда освещает примерно половину лунного шара, кроме особых моментов затмений. Но по мере вращения и движения Луны разные участки поверхности переходят из дня в ночь и обратно. Поэтому правильно говорить не о «вечной светлой половине», а о половине, которая освещена Солнцем в данный момент.

Луна вращается вокруг своей оси синхронно с движением вокруг Земли. Поэтому к Земле обычно обращено одно и то же полушарие, но его освещение постоянно меняется.

Простая модель с лампой и мячом

Причину фаз можно показать дома или в классе. Нужна лампа, которая изображает Солнце, и небольшой мяч, который изображает Луну. Голова наблюдателя условно играет роль Земли.

1. Поставьте лампу так, чтобы она была единственным ярким источником света.
2. Держите мяч на вытянутой руке.
3. Медленно поворачивайтесь на месте, перемещая мяч вокруг себя.
4. Следите, какую часть освещённой поверхности мяча вы видите.
5. Не заслоняйте лампу головой, если хотите показать обычные фазы, а не затмение.

При разных положениях мяча вы увидите серп, половину освещённого круга, почти полный круг и снова уменьшение светлой части. Мяч не меняет форму — меняется только угол наблюдения. Именно это происходит и с Луной.

Почему Луну можно увидеть днём

Луна не является исключительно ночным объектом. В зависимости от фазы она восходит и заходит в разное время. Например, первая четверть хорошо видна во второй половине дня и вечером, а последняя четверть — ночью и утром.

Днём Луна может быть заметна, если находится достаточно далеко на небе от яркого Солнца и её освещённая часть хорошо различима на фоне голубого неба.

Наблюдение на месяц

Чтобы самостоятельно убедиться в закономерности, заведите таблицу из трёх граф: дата, время наблюдения, вид Луны. Рядом можно делать небольшой рисунок. Наблюдайте каждые один-два дня, если позволяет погода.

Через несколько недель станет видно, что светлая часть сначала увеличивается, затем после полнолуния уменьшается. Одновременно меняется время, когда Луна появляется над горизонтом. Это хороший пример того, как регулярные наблюдения помогают обнаружить природный цикл.

Краткий план доклада

1. Почему Луна видна благодаря солнечному свету.
2. Как движение Луны вокруг Земли создаёт фазы.
3. Продолжительность лунного цикла.
4. Восемь основных фаз по порядку.
5. Новолуние и полнолуние.
6. Почему фазы не являются тенью Земли.
7. Как показать фазы с помощью лампы и мяча.

Вывод

Фазы Луны меняются потому, что Луна движется вокруг Земли, а Солнце постоянно освещает примерно половину её поверхности. С Земли мы видим эту освещённую половину под разными углами, поэтому светлая часть диска то увеличивается, то уменьшается. Полный цикл от новолуния до следующего новолуния занимает около 29,5 суток. Фазы — это не изменение формы Луны и не обычная тень Земли, а результат движения трёх небесных тел и нашего положения как наблюдателей.