Měsíční fáze

• Země obíhá okolo Slunce skoro po kružnici
  • přesně se jedná o elipsu, která se ale od kružnice liší nepatrně
• Slunce, Země a Zemí opsaná kružnice tvoří rovinu
  • můžeme si představit, jako obrovskou desku stolu, do jejíhož středu položíme Slunce a Země se pohybuje po této desce
• skoro ve stejné rovině obíhá i Měsíc okolo Země, též po elipse málo se lišící od kružnice
  • v naší představě velké desky stolu se vedle pohybující Země okolo Slunce pohybuje po stejné desce i Měsíc
    • přesná skutečnost popsána dále v "Zajímavostech"
• díky tomu mohou vznikat měsíční fáze, jak je známe

• Měsíc je Sluncem ozařován vždy z jedné poloviny
• v praxi se pohyb Měsíce počítá od novu (nový Měsíc), na obrázku označeno1 :
  • Měsíc je mezi Sluncem a Zemí
  • Sluncem je ozářená polovina Měsíce je skrytá
  • Měsíc má celou neosvětlenou polovinu k Zemi
  • Měsíc není vidět
• v dalších dnech se Měsíc pohybuje k poloze 2 a dále 3 a ze Země začíná být vidět i část osvětlené poloviny
  • srpek Měsíce má tvar písmene D - "dorůstá"
  • Měsíc začíná být vidět již v odpoledních hodinách a zapadá brzo večer, západ se postupně posunuje k pozdějším hodinám
• v okamžiku, kdy Slunce - Země - Měsíc tvoří pravoúhlý trojúhelník s pravým úhlem u Země (poloha 4) je vidět přesně polovina osvětleného Měsíce
  • nastává 1. čtvrť
  • nastává zhruba týden po novu
  • Měsíc zapadá zhruba o půlnoci
• během dalšího týdne se zvětšuje osvětlená plocha (polohy 5 a 6)
• cca za 14 dní po novu se Měsíc dostane přesně ze Zemi (poloha 7) a nastává úplněk
  • k Zemi je obrácená celá osvětlená polovina Měsíce
  • Měsíc je viditelný po celou noc
• v dalších dnech dochází k opačnému postupu, postupně ubývá osvětlené části Měsíce (poloha 8 a 9)
  • Měsíc začíná nabývat tvar písmene C - "couvá"
  • vychází čím dál, tím později večer a zapadá v dopoledních hodinách
• po zhruba 3 týdnech, tj. týden po úplňku se Měsíc dostane do 3 čtvrti (poloha 10)
  • je opět vidět pouze polovina osvětlené části Měsíce
  • Měsíc vychází okolo půlnoci a zapadá okolo poledne, nejlépe je vidět ráno
• v dalších dnech se osvětlená část dále zmenšuje (poloha 11 a 12)
• po zhruba 4 týdnech nastává opět nov a celé se opakuje

• možná někoho napadlo, proč nenastane každý měsíc zatmění Slunce a Měsíce - na obrázku vzniku fází to tak vypadá
• pohyby jsou ale složitější
• podívejme se na desku stolu, po které tělesa obíhají shora a z dálky - viz obr.:

• Země se pohybuje okolo Slunce a okolo Země Měsíc
• okamžiky novů a úplňků jsou naznačeny na obrázku
• shora bychom viděli zhruba to, co je na obrázku
• nyní se podívejme na obrázek z dálky a z boku ve směru šipky, co uvidíme - viz následující obrázky.

• na prvním obrázku je pohled jak vypadá postavení těles dejme tomu v zimě (viz úvodní obrázek)
• vidíme, že Měsíc se přeci jen nepohybuje přesně v rovině Země - Slunce (tj. z našeho přirovnání přímo na stole)
• Měsíc se pohybuje na rovině pod mírným sklonem (cca 5°)
  • představme si, že na naší desce stolu obíhá Země, která je středem druhé desky (třeba knihy), po které obíhá Měsíc, a ta je mírně skloněná
• tedy Měsíc se nedostane za úplňku do stínu Země a stejně za novu se jeho stín pohybuje mimo Zemi

• na druhém obrázku je pohled, jak vypadá postavení těles za půl roku, tedy v létě (viz úvodní obrázek)
• vidíme, že sklon dráhy Měsíce se zachoval, tedy opět nenastane zatmění ani jednoho z těles

• na třetím obrázku vidíme stav za další tři měsíce, tedy na podzim (viz úvodní obrázek)
• vidíme, že nov, resp. úplněk nastane v okamžiku, kdy Měsíc kříží rovinu, po které obíhá Zeme a všechna 3 tělesa se dostávají do zákrytu
• toto je okamžik, kdy může nastat zatmění buď Slunce nebo Měsíce
• do stejného postavení z našeho pohledu by se tělesa dostala za půl roku (podle úvodního obrázku na jaře), ale byly by z místa našeho pohledu za Sluncem
• období zatmění tedy nastává přibližně jednou za půl roku

• rovina, po která obíhá Měsíc nemá v čase konstantní směr, ale velmi pomalu se otáčí, ale přitom udržuje stálý sklon 5°
  • představme si to tak, že naší mírně sklopenou knihu uprostřed propíchneme tyčkou, okolo které při zachování sklonu knihou otáčíme
• rovina se otočí okolo své osy jednou za 18 let a 11 dní
• z tohoto důvodu se postupně období zatmění posouvají každoročně o několik dní "zpět"
  • např. v roce 2018 nastalo zatmění 27. července a v roce 2019 nastalo 16. července
• vzhledem ke vzdálenostem těles (Země od Slunce a Měsíce od Země), jejich velikostech a relativních velikostech - byť je Měsíc cca 7,5 menší než Země a 820 krát menší než Slunce - se zdá stejně velký jako Slunce (je výrazně blíže), může nastat v období zatmění:
  • jedno zatmění Měsíce a jedno zatmění Slunce s odstupem cca 14 dní
  • ale občas dvě zatmění Slunce, ale jen jedno zatmění Měsíce s odstupem cca 14 dní, tedy Slunce - Měsíc - Slunce
  • zatmění Slunce je tedy častější, než Měsíce, ale nelze ho vidět nikdy z celé poloviny Země, jen z úzkého pásu, tedy častěji na jednom místě Země pozorujeme zatmění Měsíce (je vidět z celé jedné zemské polokoule a ještě něco navíc vzhledem k rotaci Země)
  • nikdy nenastanou dvě zatmění Měsíce a jedno Slunce

• díky 5° sklonu dráhy Měsíce vzhledem k dráze Země nastává další zajímavost: v průběhu měsíce se mění výška Měsíce nad obzorem a tím i výška úplňku
• nízko nad obzorem nastává úplněk v létě, v nejextrémnějších letech se může dostat jen cca 11° nad obzor
• naopak v zimě je úplněk vysoko nad obzorem, v extrémním případě je dokonce o cca 5° výše, než Slunce v den letního slunovratu

• zvláště v jarních měsících je brzy po úplňku vidět malý srpek Měsíce, ale zároveň i našedlá Sluncem neosvětlená část Měsíce
  • je způsobeno osvětlením neosvětlené polokoule odraženým slunečním světlem od planety Země
  • jev nazýváme popelavý Měsíc

• siderický měsíc:
  • trvá:
  • 27 d 7 h 43 m 11,55 s
  • jedná se o dobu, za kterou Měsíc oběhne okolo Země, opíše celou kružnici, resp. elipsu
    • na obrázku modrá šipka
      
• synodický měsíc
  • trvá:
    • 29 d 12 h 44 m 2,88 s
    • jedná se o dobu od novu k novu, resp. od úplňku k úplňku
    • je to siderický Měsíc + "něco navíc" (červená šipka)
      • to "něco navíc" je dáno tím, že Země obíhá okolo Slunce a na své dráze opíše určitý úhel (cca 30°)
      • tím se změní postavení těles a Měsíci ještě něco přes 2 dny trvá, než se dostane do postavení, kdy nastává nov, resp. úplněk, tj. přibližné přímky
    • od tohoto měsíce je odvozen náš kalendářní měsíc
  • existuje ještě několik dalších měsíců (drakonický, tropický, anomalistický), která se vztahují k dalším významným bodům dráhy Měsíce, ale to už je záležitost výrazně vyšší fyziky