ГДЗ по физике, 11 класс, Мякишев, номер 100.2: Система Земля — Луна

План решения:

Для ответа на вопрос необходимо проанализировать взаимное расположение небесных тел (Земли, Луны и Солнца) во время лунного затмения. Лунное затмение происходит, когда Луна входит в тень Земли. Следовательно, с точки зрения наблюдателя на поверхности Луны, Земля должна находиться между ней и Солнцем.

Ход рассуждений и описание явления:

1. Геометрия системы: Во время лунного затмения порядок тел таков: Солнце — Земля — Луна. Тень от Земли падает на Луну. Для космонавта, находящегося на видимой стороне Луны (обращенной к Земле), это означает, что он смотрит в сторону Земли, а за ней находится Солнце.

2. Видимые размеры: Угловой размер Земли при наблюдении с Луны примерно в 4 раза больше углового размера Луны при наблюдении с Земли. Диаметр Земли (D_З ≈12742 км) значительно превышает диаметр Луны (D_Л ≈3475 км). Поэтому Земля на лунном небе выглядит как огромный диск.

3. Явление «земного затмения»: Поскольку Земля находится между Луной и Солнцем, она заслоняет собой солнечный диск. Это явление можно назвать полным земным затмением. Однако, в отличие от солнечного затмения на Земле, где мы видим черную дыру вокруг Солнца, здесь ситуация сложнее из-за атмосферы.

4. Роль атмосферы: Атмосфера Земли преломляет солнечные лучи. Коротковолновая часть спектра (синий, фиолетовый) рассеивается в атмосфере сильнее, а длинноволновая (красная, оранжевая) огибает Землю и попадает в область тени. Именно поэтому Луна во время затмения не исчезает полностью, а приобретает красноватый оттенок («кровавая луна»). С Луны же космонавт увидит, что контур Земли окружен ярким красным кольцом или ореолом — это свет Солнца, прошедший сквозь земную атмосферу по касательной.

Итоговое описание для космонавта:

Космонавт увидит, как огромная Земля медленно перекрывает собой Солнце. Вокруг темного диска Земли вспыхнет яркое красное кольцо света (ореол), образованное атмосферой Земли, преломляющей солнечные лучи. Небо вокруг останется черным, так как на Луне нет атмосферы, рассеивающей свет. Само солнце будет скрыто за диском планеты, но его свет будет виден как тонкая красная кайма по краю земного шара.