Fizyka i Chemia

(1)

Fizyka i Chemia Ziemi

T.J. Jopek

jopek@amu.edu.pl IOA UAM

Temat 5: Zjawiska w układzie Ziemia - Księżyc

(2)

T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi

Ruch orbitalny Księżyca

Obserwowane tarcze Księżyca

2012-01-26 2

(3)

„Powiększenie” kątowego rozmiaru tarczy Księżyca

Tego efektu nie da się wyjaśnić zmianami odległości Księżyca od Ziemi.

A może Wikipedia pomoże?

UWAGA !

http://en.wikipedia.org/wiki/Moon_illusion

(4)

2012-01-26 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 4

Ruch orbitalny Księżyca

Fazy Ksieżyca (okres 29.5 doby )

(5)

Miesiąc synodyczny Orbita

Księżyca

Orbita Ziemi

(6)

Synchronizacja obrotowego i orbitalnego ruchu Księżyca

Synchronizacja ruchów sprawia, że powierzchni Ziemi, widzimy 50% powierzchni Księżyca .

Dzięki zjawisku libracji (wahaniom) Księżyca dodatkowo widzimy ok. 9% jego powierzchni.

(7)

Zaćmienia Słońca i Księżyca

(8)

2012-01-26 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi

Zaćmienie Księżyca (schemat)

Półcień

Przekrój obszaru półcienia Ziemi

Cień

Księżyc na orbicie przed zaćmieniem

Uwaga! Nierzeczywista skala rysunku

Do Słońca

8

(9)

Schematyczna ilustracja zaćmienia Słońca

Pas całkowitego zaćmienia

Kierunek od Słońca

Księżyc Obszar częściowego zaćmienia

Uwaga! Nierzeczywista skala rysunku.

(10)

(11)

Perły Bailego

Zdjęcia z zaćmienia

Słońca w Meksyku, 1991 r.

Fotografie z zaćmienia

Księżyca

(12)

Faza całkowitego zaćmienia Słońca, widok korony słonecznej .

(13)

Szczegóły korony słonecznej.

(14)

Obrączkowe zaćmienie Słońca

(15)

Rodzaje zaćmień Słońca

Całkowite

Obrączkowe

Częściowe

(16)

2012-01-26 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi

18

Warunki występowania zaćmień

Orbita Księżyca Orbita Księżyca

w kolejnym nowiu

Orbita Ziemi

(ekliptyka)

(17)

Barycentrum układu Ziemia Księżyc

(18)

Ruch orbitalny Ziemi i Księżyca

Ruch Ziemi i Księżyca

względem barycentrum (B)

Ruch Księżyca względem środka masy Ziemi

Płaszczyzna barycentrycznego

ruchu Ziemi i Księżyca Płaszczyzna ruchu barycentrum

układu Z-K względem Słońca

(19)

Ruch barycentrum Ziemi i Księżyca

Zmiany w czasie położenia linii węzłów NN’ orbity

barycentrum układu Z-K

Zmiany uśrednione

odpowiadające

konceptualnej

płaszczyźnie

zwanej ekliptyką

(20)

Pływy oceaniczne

Rozkład sił przyciągania przez Księżyc różnych punktów Ziemi.

Względem układu odniesienia w środku masy Księżyca

Względem środka masy Ziemi

W wyniku przyciągania Księżyca (barycentrycznego ruchu Ziemi)

na powierzchni oceanu powstają wybrzuszenia wywołujące zjawisko

morskich pływów (przypływów i odpływów).

(21)

Pływy oceaniczne

Uwaga! W celu uproszczenia rozważań dokonano szereg założeń: kołowa orbita Księżyca, brak rotacji Ziemi, brak bezwładności mas oceanicznych …

Pływy syzygijne (największe)

Pływy kwadraturowe

(najmniejsze)

(22)

Ruch obrotowy Ziemi

Stałe nachylenie osi obrotu do płaszczyzny orbity Ziemi

Okres obrotu Ziemi = T

₂

= 23

^h

56

^m

4.

^s

098903691 Identyczne kierunki

w przestrzeni

(23)

Zmiany szybkości ruchu obrotowego Ziemi

(24)

Precesja Luni -Solarna osi obrotu Ziemi

Ruch bieguna świata po sferze niebieskiej

Efekt przyciągania przez Księżyc oraz Słońce wybrzuszeń Ziemi.

Para sił Ma, Mb usiłuje obrócić

płaszczyznę równika aby pokryć ją

z ekliptyką.

(25)

Konsekwencje precesji Luni-Solarnej

W rezultacie zmianie ulegają współrzędne ciała X.

Precesja przemieszcza osie układu współrzędnych astronomicznych

Np. zmiany współrzędnych ekliptycznych λ β za okres czasy t wynoszą

0 ' ' 50













 t

(26)

Ruch ziemskich biegunów

Precesyjny ruch biegunów to zjawisko wywołane wpływem czynników zewnętrznych na wirującą spłaszczoną Ziemię.

Czynniki wewnętrzne – elastyczność ziemskiej bryły, zmienność rozkładu mas we wnętrzu Ziemi …

indukują dodatkowe zmiany położenia osi obrotu Ziemi względem jej powierzchni.

Zjawisko Zjawisko to nosi miano ruchu ziemskich biegunów .

Jest to ruch nieregularny, o niewielkiej zmiennej amplitudzie ~0.5’’ (4 metrów).

Jego główną składową jest składowa

Chandlerowska o okresie ~14 miesięcy .

(27)