Fazy Księżyca i zaćmienia

Co się właśnie stało?

Księżyc świeci odbitym światłem Słońca — oświetlona jest zawsze półkula zwrócona ku Słońcu. Z Ziemi widzimy różną jej część, bo zmienia się kąt $\theta$ między Słońcem, Ziemią a Księżycem. Tak powstają fazy.

Oświetlona część tarczy:

gdzie $\theta$ to kąt Słońce–Ziemia–Księżyc. Dla $\theta = 0^\circ$ mamy $f = 0$ (nów), dla $\theta = 90^\circ$ — $f = 0{,}5$ (kwadra), a dla $\theta = 180^\circ$ — $f = 1$ (pełnia).

Kiedy zaćmienia?

Zaćmienie zachodzi tylko przy dokładnym wyrównaniu trzech ciał:

Przy nowiu Księżyc wchodzi między Ziemię a Słońce i rzuca na Ziemię cień — to zaćmienie Słońca. Przy pełni to Ziemia znajduje się pośrodku i rzuca cień na Księżyc — zaćmienie Księżyca. (Nie zdarzają się co miesiąc, bo orbita Księżyca jest nachylona o ok. 5° do ekliptyki.)

Po co Ci to na maturze:

To klasyka zadań z geografii astronomicznej. Chwyt: zaćmienie Słońca ⇒ NÓW, zaćmienie Księżyca ⇒ PEŁNIA. Zapytają o kolejność faz albo o to, w której z nich możliwe jest dane zaćmienie — odpowiadasz z pamięci.

Zapamiętaj: oświetlona jest zawsze strona ku Słońcu; fazy zależą od kąta $\theta$. Zaćmienie Słońca tylko przy nowiu (Księżyc zasłania Słońce), zaćmienie Księżyca tylko przy pełni (cień Ziemi na Księżycu).