Kuufaaside kalkulaator

kuufaas ja valgustatus kuupäeva järgi

Interaktiivse simulatsiooni laadimine...

Miks täiskuu näib täis kolm ööd järjest 🖖

Valgustatus on siin Kuu vanuse koosinus, mitte sirge: tööriist arvutab I = (1 − cos 2πφ)/2, kus φ on möödunud osa 29,53-päevasest sünoodilisest kuust. Koosinus on pöördepunktides lauge ja nende vahel kõige järsem. Seetõttu heledus täiskuu lähedal peaaegu ei muutu, kuid tormab veeranditest läbi. Liigume järgmisest täiskuust üks päev tagasi ja valgustatus langeb 100% juurest vaid 98,9% peale. Ükski silm seda muutust ei taba. Teeme sama esimese veerandi juures ning see hüppab 50% juurest 60,6% peale. Vahe on üheksakordne. Seepärast paistabki täiskuu umbes kolm ööd järjest täis, samas kui kuusirp pakseneb silmnähtavalt ühest ööst teiseni.

Kuu vanuse lugemine taevast 🖖

Selle tööriista "Kuu vanus" on lihtsalt päevade arv viimasest noorkuust, kuni umbes 29.5. See üksainus arv määrab faasi: noor Kuu on peenike sirp, 7. päev on esimene veerand ja ~15. päev täiskuu. Põhjapoolkeral on kasvav Kuu valgustatud paremalt küljelt; lõunapoolkeral on see vastupidi - seepärast pakub tööriist poolkera valikut.

Näeme 59% seotud pöörlemisega Kuust 🖖

Kuu hoiab meie poole alati sama külge, sest tema pöörlemine ja tiirlemine on lukustatud samale 27.3-päevasele perioodile. Võiks eeldada, et täpselt pool tema pinnast jääb igaveseks varjatuks — ent kuu jooksul näib Kuu kergelt noogutavat ja kõikuvat, mida nimetatakse libratsiooniks, sest tema orbiit on elliptiline ja kaldu. Need õõtsumised lubavad meil servade taha piiluda, nii et aja jooksul on Maalt näha umbes 59% Kuu pinnast, mitte 50%.

Ülesanne täielikult lahendatud

  1. 29,5306 d sünoodilise kuu tuletamine sideerilisest kuust 6 sammu

    Tabeli kümnest reast seitsmes on valemiveerus valem. Sünoodilise kuu rida annab arvu: S = 29,5306 d, mis on esitatud faktina. Tuleta see selle asemel — otse selle all olevast sideerilise kuu reast ning ühest andmest, mida tööriist kordagi ei maini.

    1. Kuu on võidujooks kahe nurkkiiruse vahel, seega alusta ühe teisendamisest. Sideeriline kuu on Kuu täistiir kinnistähtede suhtes, ja see on täpselt 360° tabelisse trükitud 27,3217 d jooksul.

    2. Kuufaasi ei mõõdeta aga tähtede suhtes — seda mõõdetakse Päikese suhtes ja Päikese suund ei ole fikseeritud, sest Maa tiirleb ümber selle. Päike nihkub seetõttu nendegi tähtede suhtes ühe täisringi võrra sideerilises aastas, 365,2564 d. See on ainus arv, mida lehel ei ole; selle pead ise teadma.

    3. Lase nüüd ühel sideerilisel kuul mööduda ja vaata, mis on puudu. Kuu on tagasi oma algustähe kõrval, kuid Päike on nihkunud edasi nurga θ0 võrra ning Kuul on vaja täiendavat aega t1, et see vahe tasa teha ja olla taas samamoodi valgustatud.

    4. Päike ei oota järelejõudmise ajal. Nende 2,0437 d jooksul liigub see uuesti, murdosa r võrra varem tekkinud vahest, ja uuesti selle korvamise ajal — tekib geomeetriline rida, mis tõttu on tegelik viivitus t1 jagatuna 1 − r, mitte t1. Kuna r on vaid 0,075, annab kogu see lõpmatu tagaajamine esialgsele hinnangule juurde vaid 8%.

    5. Lisa järelejõudmise aeg sideerilisele kuule — või jäta rida üldse vahele, kuna faas muutub kahe kiiruse vahe võrra ning 360° jagamine selle vahega annab sama tulemuse. Mõlemad teed viivad tulemuseni 29,5306 d, mis on täpselt see, mida esitab sünoodilise kuu rida, ja selle väärtuse veerus seisab 29,531 d.

    6. Seejärel kontrolli arvutust teisel viisil, kasutamata midagi väljastpoolt tabelit: lahuta kaks trükitud väärtust.

    Vastus

    S = 29,5306 d ja see ei ole tõsiasi üksnes Kuu kohta — see koosneb 27,3217 d tiirlemisest pluss 2,2089 d liikunud Päikese tagaajamisest. Tabeli kahe "kuu" rea vahe ongi see tagaajamine, mis tõttu erinevad need 2,209 d võrra, mitte mingi suvalise arvu võrra. Arendame tulemust edasi suunas, kuhu tööriist ei ulatu: kaksateist sünoodilist kuud on 12 × 29,5306 = 354,367 d, mis jääb 10,875 d võrra alla 365,2422 d troopilisele aastale — aastale, mida aastaajad tegelikult järgivad ning mis on 2. sammu sideerilisest aastast veidi lühem, sest võrdpäevsus ise nihkub tagasi. Seega liiguvad puhtalt kuukalendri kuud tagurpidi läbi aastaaegade ning naasevad samasse aastaaega alles 365,2422 / 10,875 = 33,6 kuu-aasta möödudes — mis on 32,6 päikeseaastat, ning nende kahe arvu peaaegu kattumine kujutabki täpselt mõõdetavat nihget. Nii või naa kulgeb ramadan just seetõttu ühe eluaja jooksul läbi suve ja talve. Kuid võttes 12 asemel 235 kuud, kaob see erinevus peaaegu täielikult: 235 × 29,5306 = 6939,69 d võrrelduna 19 troopilise aasta 6939,60 d-ga, mis klapivad 0,09 d täpsusega — umbes kaks tundi. Kuufaas kordub samal kalendrikuupäeval seetõttu iga 19 aasta tagant; see on Metoni tsükkel ning põhjus, miks lihavõtteid saab arvutada sajandeid ette, mitte ei pea neid ootama ja jälgima.

Allikad (3)