Toolyard

Симулятор фаз Луны, приливов и затмений

Уравнения этой модели

E = 360° × возраст ÷ 29,53, k = (1 − cos E) ÷ 2
ageВозраст Луны (дней после новолуния)один синодический месяц, от новолуния до новолуния, длится 29,53 дня — дольше 27,32-дневного оборота, потому что Земля за это время сдвинулась вокруг Солнца
Eэлонгацияугол между Луной и Солнцем, видимый с Земли: 0° — новолуние, 90° — первая четверть, 180° — полнолуние
kосвещённая доля диска Луныполовина Луны всегда освещена Солнцем; фаза — это то, какая часть этой половины обращена к нам

При текущих значениях:

A = (M ÷ M_E) × (R_E ÷ d)³ × R_E
Aвысота равновесного прилива0,36 м от Луны, 0,16 м от Солнца: Солнце в 27 миллионов раз тяжелее, но в 390 раз дальше, а прилив убывает с кубом расстояния
dрасстояние до Луныот 356 500 км (перигей) до 406 700 км (апогей); сизигийный прилив в перигее — самый высокий

При текущих значениях:

η = A_m P₂(cos ψ_m) + A_s P₂(cos ψ_s), P₂(x) = (3x² − 1) ÷ 2
ψугол от мареографа до точки под Луной (или Солнцем)полная вода, когда Луна над головой или под ногами (ψ = 0° или 180°), малая вода — когда она на горизонте
φШирота мареографа φ (°)Луна и Солнце считаются находящимися над экватором, поэтому прилив уменьшается к полюсам
ηвысота прилива у мареографаравновесный прилив — форма, которую принял бы океан, если бы мог мгновенно следовать за Луной

При текущих значениях:

β = 5.14° × sin(u)
uугол Луны после её восходящего узлаорбита Луны наклонена на 5,14°, поэтому большинство новолуний и полнолуний проходят выше или ниже Солнца или тени Земли
βвысота Луны над плоскостью орбиты Земли, как уголдля солнечного затмения нужно |β| меньше примерно 1,5° в новолуние, для лунного — меньше примерно 1,0° в полнолуние; узлы смотрят на Солнце дважды за каждый 346,6-дневный год затмений

При текущих значениях:

d = a (1 − e cos M), θ = 2 arctan(R_M ÷ (d − R_E))
eэксцентриситет орбиты Луны0,0549, при a = 384 400 км и перигее, возвращающемся каждые 27,55 дня
θугловой размер Луныоколо 0,53°, как у Солнца: ближе среднего Луна полностью закрывает Солнце (полное затмение), дальше — оставляет кольцо (кольцеобразное)

При текущих значениях:

Как пользоваться симулятором фаз Луны и приливов

  1. Солнце освещает Землю и Луну справа. Пока Луна обходит Землю, обращённая к Солнцу половина всегда освещена, но мы видим разную долю этой половины: это фаза. Значок на графике показывает Луну так, как она выглядит из северного полушария; задайте возраст Луны напрямую или запустите воспроизведение.
  2. Синяя оболочка — океан, его горбы сильно преувеличены: один к Луне, другой на противоположной стороне. Красная точка — мареограф, который вращается с Землёй и каждые сутки проходит через оба горба, давая два прилива. График показывает прилив там на следующий месяц: большие сизигийные приливы в новолуние и полнолуние, когда солнечные горбы совпадают с лунными, и малые квадратурные в четвертях.
  3. Снимите отметку с эллиптической орбиты, чтобы увидеть, какая часть изменений идёт от расстояния до Луны, и двигайте угол узла, чтобы новолуние или полнолуние оказалось близко к плоскости орбиты Земли, где возможно затмение: при лунном затмении Луна краснеет, а при солнечном её тень падает на Землю. Ближайшее затмение предсказывается под картинкой.

Частые вопросы

Почему у Луны есть фазы?

Луна светит отражённым солнечным светом, поэтому одна её половина всегда освещена. Обходя Землю за 29,5 суток, она показывает нам эту освещённую половину под разными углами: ничего в новолуние, когда Луна между нами и Солнцем, половину в четвертях и всю в полнолуние, когда между ними Земля. Тень Земли к фазам отношения не имеет; она падает на Луну только при лунном затмении.

Почему в сутки два прилива?

Гравитация Луны сильнее тянет ближнюю сторону Земли, чем её центр, и сильнее центр, чем дальнюю сторону. Относительно центра ближний океан притягивается к Луне, а дальний отстаёт, поэтому горбов два. Земля проворачивается под ними примерно за 24 часа 50 минут — лишние 50 минут потому, что Луна сместилась по орбите.

Что такое сизигийные и квадратурные приливы?

Сизигийные приливы, самые большие, бывают примерно дважды в месяц около новолуния и полнолуния, когда меньший солнечный прилив (46% лунного) совпадает с лунным и складывается с ним. Квадратурные приливы бывают в четверти, когда они под прямым углом и частично гасят друг друга. В настоящих гаванях самые большие приливы обычно отстают от фазы Луны на день-два.

Почему затмение бывает не каждый месяц?

Орбита Луны наклонена на 5,1° к орбите Земли, поэтому в большинство новолуний Луна проходит выше или ниже Солнца, а в большинство полнолуний — выше или ниже тени Земли. Затмения бывают, только когда новолуние или полнолуние приходится около одной из двух точек пересечения орбит — узлов. Солнце совмещается с узлами примерно каждые 173 суток, что даёт два-три сезона затмений в год.

Пишет, что WebGL выключен.

Для 3D-вида нужен WebGL, который есть во всех современных браузерах. Он может быть выключен, если в настройках браузера отключено аппаратное ускорение или графический драйвер очень старый. Включите аппаратное ускорение или попробуйте другой браузер.

Загружается ли что-нибудь?

Нет. Симуляцию рисует ваш собственный браузер с помощью WebGL; ничего никуда не отправляется, и после загрузки страницы она работает и офлайн.

Ещё симуляции Земли и космоса

Ещё научные симуляции

Симулятор движения тела, брошенного под угломСимулятор маятникаСимулятор опыта с двумя щелямиСимулятор электрического поляСимулятор пружинного маятникаСимулятор рассеяния РезерфордаСобытие в коллайдереСимулятор радиоактивного распадаСимулятор атома Бора3D-просмотр молекулСимулятор идеального газаСимулятор диффузии и осмосаПросмотр сворачивания ДНК и РНКСимулятор роста бактерийСимулятор центрифугиСимулятор линз и зеркалСимулятор стоячих волнСимулятор эффекта ДоплераСимулятор столкновений и импульсаСимулятор RC- и RL-цепейСимулятор заряженной частицы в магнитном полеСимулятор излучения абсолютно чёрного телаСимулятор специальной теории относительностиСимулятор преломления и полного внутреннего отраженияСимулятор последовательных и параллельных цепейСимулятор течения жидкости и закона БернуллиСимулятор электромагнитной индукцииСимулятор кривой титрованияСимулятор скорости реакции и теории столкновенийСимулятор химического равновесия (Ле Шателье)Симулятор гальванического элемента и электролизаСимулятор кривой нагревания и фазовых переходов3D-просмотр атомных орбиталейСимулятор буферовСимулятор хроматографииСимулятор спектрофотометра и закона Бугера — Ламберта — Бера3D-просмотр кристаллических решётокСимулятор ферментативной кинетикиСимулятор потенциала действияСимулятор ПЦРСимулятор естественного отбора и популяционной генетикиСимулятор сердца и сердечного циклаСимулятор гель-электрофорезаСимулятор митоза и мейозаСимулятор синтеза белка: транскрипция и трансляцияСимулятор фотосинтеза и лимитирующих факторовСимулятор популяций хищников и жертвСимулятор распространения эпидемии: SIR и SEIRСимулятор доски ГальтонаСимулятор рядов Фурье

Похожие калькуляторы и инструменты

Руководства