Световая картина лунного затмения

Автор: 21.05.2014

Световая картина лунного затмения. Еще Кеплер объяснил освещение лунного диска в зоне земной тени эффектом рефракции. Поскольку для земной атмосферы ш=35, угол & полного отклонения лучей, пересекающих приземные слои воздуха, будет более 1°, и потому такие лучи дают сходящийся конус, вершина которого лежит на продолжении радиуса-вектора Земли и удалена от последней на расстояние, примерно равное 2/3 большой полуоси лунной орбиты.
Для наблюдателя, расположенного на лунной поверхности, при прохождении диска Земли перед солнечным диском наблюдается явление Ломоносова, которое протекает по схеме II. Диск Земли в этих условиях имеет угловой полудиаметр около 57, а кольцо d—11. Заходя за диск Земли, диск Солнца выпускает в обе стороны светящиеся «усики», огибающие земной лимб узким серпом. В момент II контакта этот серп охватывает дугу лимба в 46°, причем между его внутренним краем и лимбом остается промежуток в 3,7. В момент контакта солнечного диска с внутренней окружностью (точка д2), чему соответствует расстояние между центрами Земли и Солнца в 27, появляется второй серп на противоположной стороне лимба, вплотную прилегающий к последнему. Его усики растут навстречу концам прежнего серпа, и в момент прохождения края Солнца через центр земного диска е они смыкаются в сплошное кольцо. При центральном затмении, когда центр солнечного диска совпадает с точкой е, это кольцо будет симметричным, образуя световой ободок шириной 2,5. Эффект селективной экстинкции сильно ослабляет коротковолновую часть образующего это кольцо лучистого потока, благодаря чему оно должно иметь интенсивно красный цвет, чем определяется и красная окраска диска Луны в центральных, частях земной тени.
Давно установлено, что полудиаметр земной тени, практически наблюдаемый на лунном диске, на 2% больше того, что имело бы место, если бы Земля была лишена атмосферы. Из этого следует, что уже на высоте 125 км земная атмосфера для солнечных лучей непрозрачна—результат, вполне объясняемый рефракционным ослаблением освещенности, о котором мы говорили выше. При наблюдении с Луны это проявляется в том, что между деформируемым рефракцией солнечным диском и лимбом диска Земли остается зазор шириной в несколько дуговых секунд. Таким образом, суть описанных явлений сводится к тому, что световой поток, проходящий через верхние слои атмосферы, мало ослабляясь экстинкцией, поскольку плотность воздуха там очень мала, благодаря рефракции направляется внутрь конуса тени, где создает освещение с мало измененным спектральным составом, чем объясняется сероватая окраска лунного диска в краевых зонах тени.