Фази на Луната — урок по астрономия

1. Фази на Луната

Луната не излъчва собствена светлина, а отразява слънчевата. Винаги е осветена точно половината ѝ – тази, обърната към Слънцето. Докато Луната обикаля Земята, ние гледаме тази осветена половина под различен ъгъл и виждаме различна част от нея. Това са фазите.

Симулатор на лунните фази

Вляво – изглед отгоре (от север). Вдясно – какво виждаме от Земята.

🌓 Първа четвърт

Възраст: 7.4 дни · осветена 50%

Гледам от южното полукълбо

Ден от синодичния месец: 7.4 от 29.53

Елонгация

90° на изток

Изгрява ≈

12:00

Най-високо (на юг) ≈

18:00

Залязва ≈

00:00

Времената са приблизителни (местно слънчево време, без отчитане на деклинацията на Луната). Наблюдател на Земята вижда Луната, когато тя е над хоризонта – сравнете с часовете около Земята на схемата.

Основни фази (цикъл 29,53 дни):

🌑 Новолуние – Луната е между Земята и Слънцето; обърната е към нас с тъмната си страна и изгрява и залязва заедно със Слънцето
🌒 Растящ сърп – вечер ниско на запад след залез
🌓 Първа четвърт – осветена е дясната половина; най-високо е около залез
🌔 Растяща Луна – повече от половината е осветена
🌕 Пълнолуние – Луната е срещу Слънцето, изгрява при залез и свети цяла нощ
🌖 Намаляваща Луна – изгрява след залез
🌗 Последна четвърт – осветена е лявата половина; най-високо е около изгрев
🌘 Намаляващ сърп – сутрин ниско на изток преди изгрев

🔤 Лесно правило (за северното полукълбо)

Ако сърпът прилича на буквата С – Луната е Стара (намалява). Ако допишете чертичка и стане Р – Луната Расте. В южното полукълбо е обратно – пробвайте в симулатора!

🌍 Пепелява светлина

Около новолуние понякога се вижда бледо и „тъмната“ част на Луната. Тя е осветена от светлината, отразена от Земята. Пръв правилно го е обяснил Леонардо да Винчи.

🔒 Едната страна

Луната се завърта около оста си за същото време, за което обикаля Земята (27,32 дни). Затова винаги е обърната към нас с едната страна. Благодарение на либрацията (люлеене) общо виждаме около 59% от повърхността ѝ.

2. Сидеричен и синодичен месец

Също като при звездното и (виж „Движение на Земята“): докато Луната обикаля Земята, Земята се премества по орбитата си и Слънцето „избягва“ напред. За да настигне Слънцето, Луната трябва да измине още ~2 дни.

Месец	Дни	Определение
Сидеричен (звезден)	27,32	оборот спрямо звездите
Синодичен	29,53	от новолуние до новолуние – цикълът на фазите
Драконичен	27,21	от възел до същия възел – важен за затъмненията
Аномалистичен	27,55	от перигей до перигей

Т

Уравнение на синодичния период

Ако

T_{\star}

е сидеричният месец, а

T_{\oplus} = 365{,}26

дни е годината, синодичният месец

S

се определя от

\frac{1}{S} = \frac{1}{T_{\star}} - \frac{1}{T_{\oplus}}

. Ъгловата скорост на Луната спрямо Слънцето е разликата от ъгловите скорости на Луната и на Слънцето.

Пример

Пресметнете синодичния месец от сидеричния $T_{\star} = 27{,}32$ дни.

$\frac{1}{S} = \frac{1}{27{,}32} - \frac{1}{365{,}26} = 0{,}03660 - 0{,}00274 = 0{,}03387$ (1/ден)
$S = 1 / 0{,}03387 \approx 29{,}53$ дни
Разликата от ~2,2 дни е времето, за което Луната „догонва“ Слънцето, изминало ~29° по еклиптиката.

3. Лунни затъмнения

Лунно затъмнение настъпва, когато Луната навлезе в сянката на Земята. Слънцето, Земята и Луната трябва да са почти на една права, като Земята е по средата – затова затъмнението е възможно само при пълнолуние. То се вижда от цялото нощно полукълбо едновременно и е напълно безопасно за наблюдение с просто око.

Симулатор на лунно затъмнение

Сянката на Земята, както я „вижда“ Луната, в истински мащаб.

Луната е в полусянката – едва забележимо потъмняване

Разстояние на пълнолунието от възела: 3.0°

Еклиптична ширина на Луната: β = 0.27° = 16′

Време спрямо максималната фаза: −2h 30m

Вид

Пълно затъмнение

Пълна фаза

1h 23m

В сянката общо

3h 37m

Радиус на сянката

42′ ≈ 2.7 лунни радиуса

🎯 Опитайте: намерете най-голямото разстояние от възела, при което затъмнението още е пълно. После сменете на апогей и проверете кога пълната фаза е най-дълга.

Видове лунни затъмнения:

Пълно – Луната изцяло е в сянката и става медночервена („кървава Луна“). Пълната фаза трае до ~1h 47m.
Частично – само част от Луната навлиза в сянката; тъмният „отхапан“ край е дъга от земната сянка.
Полусянково – Луната минава само през ; потъмняването е едва забележимо.

4. Защо Луната става червена?

Дори в пълната сянка Луната не изчезва. Слънчевите лъчи, минали през земната атмосфера, се пречупват и завиват към сянката.

Механизъм:

Атмосферата действа като и пречупва светлината навътре в сянката
Синята светлина се разсейва по пътя (разсейване на Рейли – затова небето е синьо)
До Луната достига предимно червената светлина – светлината на всички изгреви и залези на Земята в този момент
Колкото повече прах и облаци има в атмосферата (например след вулканично изригване), толкова по-тъмна е Луната

Яркостта се оценява по скалата на Данжон: от $L = 0$ (почти невидима, черна Луна) до $L = 4$ (ярка медно-оранжева Луна).

5. Защо затъмненията не се случват всеки месец?

Орбитата на Луната е наклонена на $i \approx 5{,}1^\circ$ спрямо . Сянката на Земята винаги лежи на еклиптиката, а при повечето пълнолуния Луната минава над или под нея – на $\beta$ до $\pm 5{,}1^\circ$ , докато радиусът на сянката е само ~0,7°.

Възли и сезони на затъмненията

Възли са двете точки, в които лунната орбита пресича еклиптиката. Затъмнение има само ако пълнолунието е близо до възел.
Ако пълнолунието е на по-малко от ~5° от възела, затъмнението е пълно, до ~11° – частично, до ~17° – полусянково (проверете с плъзгача в симулатора).
Слънцето минава през всеки възел веднъж на 346,6 дни (затъмнителна година). Затова на всеки ~173 дни настъпва „сезон на затъмненията“.
Годишно има от 2 до 5 лунни затъмнения (заедно с полусянковите).
Сарос: 223 синодични месеца ≈ 242 драконични месеца ≈ 18 години 11 дни 8 часа. След един сарос затъмненията се повтарят почти същите – така древните вавилонци са ги предсказвали.

Сезони на затъмненията

Всички пълнолуния през годината и на колко градуса над или под еклиптиката е Луната при всяко от тях. Затъмнение има само когато Луната попадне в земната сянка.

През 2026 г. има 13 пълнолуния, но лунните затъмнения са само 2: 3 март (пълно, фаза 1,15) и 28 август (частично, фаза 0,93). Вълната показва къде би била Луната при пълнолуние във всеки ден. Тя минава през нулата два пъти на 346,6 дни (затъмнителната година) – затова сезоните са два и всяка година идват с около 19 дни по-рано.

6. 🎯 Бърз тест

1 / 5

✓ 0

Защо Луната има фази?

Избери отговор (или натисни 1–4)

7. 📝 Задачи за упражнение

0 / 0

Ниво А· Областен кръг

Ниво В· Национален кръг

Ниво С· Международна олимпиада

8. Обобщение

✓ Луната е винаги наполовина осветена; фазите зависят от ъгъла, под който гледаме осветената половина
✓ Синодичен месец 29,53 дни, сидеричен 27,32 дни: $\frac{1}{S} = \frac{1}{T_{\star}} - \frac{1}{T_{\oplus}}$
✓ Луната изгрява всеки ден средно ~50 минути по-късно
✓ Лунно затъмнение има само при пълнолуние близо до възел
✓ Пълната сянка се стеснява и на разстоянието на Луната е ~2,7 лунни диаметъра
✓ Луната става червена заради и разсейването на светлината в земната атмосфера
✓ Лунните затъмнения са безопасни и се виждат от цялото нощно полукълбо

💡Интересен факт

През 1504 г. Христофор Колумб, заседнал на Ямайка, знаел от астрономическите таблици, че предстои лунно затъмнение. Той заплашил местните жители, че ще „отнеме Луната“, ако не му дадат храна – и когато Луната почервеняла, те веднага се съгласили. А Луната всяка година се отдалечава от Земята с около 3,8 cm – това е измерено с , насочени към огледалата, оставени от мисиите „Аполо“.

Фази на Луната и лунни затъмнения