ماه‌گرفتگي يا خسوف پديده‌اي است که به سبب عبور ماه از درون سايه زمين ايجاد ميشود. در ما گرفتگي کامل قرص نقره اي ماه به تدريج تيره و تيره تر ميشود و بدليل شکست نور از درون جو زمين رنگ ماه به قرمز و يا زرد تبديل ميشود. در طول گرفتگي کامل منظره زيبايي در آسمان پديد مي آيد. ابرخفس اخترشناس يونان باستان با رصد ماه‌گرفتگي تلاش کرد که قطر و فاصله ماه تا زمين را محاسبه کند اما او ميبايست براي اين کار فاصله زمين و خورشيد را بداند.خورشيد به شکل قرص نوراني ديده ميشود و به همين دليل از تمام جهات به زمين مي‌تابد. نتيجه اين تابش اين است که سايه‌اي در فضا ايجاد ميشود. سايه زمين دو بخش دارد : بخش درونيف سايه تيره‌تر است. اگر ناظر در اين بخش قرارگيرد، هيچ چيزي از خورشيد نمي‌بيند . زمين به طور کامل جلوي نور خورشيد را مي‌گيرد. اين بخش را اصطلاحاً تمام سايه مي‌گويند. در هاله کم‌نورتر اطراف، بخشي از خورشيد ديده ميشود که آن را نيمسايه مي‌نامند.
اندازه‌گيري مخروط سايه
در شروع کار توپ تنيسي را در نظر مي‌گيريم. قطر توپ تنيس 6.5 سانتيمتر است و مدل خوبي براي زمين است. چون زمين جو دارد، حاشيه دايره تمام‌سايه شکل محوي دارد. توپ تنيس هم پوشش کرکي دارد و حاشيه تمام‌سايه‌اش محو است. در زماني که خورشيد ارتفاع کمي از افق دارد، توپ تنيس را در مقابل ديواري نگه‌داريد. دو بخش سايه توپ روي ديوار ديده ميشود، و برعکس هرچه توپ از ديوار دورتر نگه‌داشته شود، تمام‌سايه‌اش کوچکتر ميشود و هرچه به ديوار نزديکتر شود تمام‌سايه‌اش بزرگتر ديده ميشود. روش ديگر براي مشاهده اين موضوع به صورت مستقيم است. در اين روش شما بايد از عينک شماره 14 جوشکاري بهره ببريد. در اين روش توپ را در جلوي نور خورشيد قرار دهيد و از پشت آن به خورشيد بنگريد و فاصله مخروط را محاسبه کنيد. با استفاده از هرکدام از روشهاي گفته شده، ميتوانيد عامل دلتا ( ? ) را بدست آوريد که از فرمول زير محاسبه ميشود.
قطر توپ / طول مخروط سايه = ?
با اندازه‌گيري‌هاي انجام شده، مقدار متوسط دلتا براي توپ تنيس 104 بدست مي‌آيد. با در نظر گرفتن فاصله متوسط زمين تا خورشيد مقدار دلتا براي زمين 108 محاسبه ميشود. قطر متوسط زمين هم 12740 کيلومتر است. با اين حساب اندازه مخروط سايه زمين 1375920 کيلومتر است.
فاصله و قطر ماه
به طور تقريبي ماه در هر ساعت نيم درجه در آسمان به سمت شرق تغيير مکان مي‌دهد. زماني که ماه وارد سايه زمين ميشود، با استفاده از دو روش مي‌توان اندازه زاويه‌اي دايره تمام‌سايه را حساب کرد. اگر گرفتگي جزيي باشد، در هر ساعت طرحي از قرص ماه و بخش تيره شده آن را رسم کنيد. بعد با توجه به قطر زاويه‌اي ماه در آسمان، در کنار خط کشي که ساعتهاي رصدي را نشان مي‌دهد، طرحهاي را که رسم کرده‌ايد پياده کنيد.
در اين روش ميتوانيد بخشي از دايره تمام‌سايه را که بوجود آمده مشاهده کنيد و اندازه‌گيري قطر ماه ميسر ميشود. چند نکته را حتماً در طراحي رعايت کنيد: اول اينکه اندازه دايره فرضي را که براي قطر ماه در نظر مي‌گيريد، تغيير ندهيد. دوم اينکه، توجه کنيد که قطر ماه مي‌بايد معادل اندازه خطي يک ساعت در خط‌کش ساعتي باشد. روش ديگر که بهتر ميتوانيد در آن عمل کنيد و از دقت بالاتري برخوردار است، روش عکاسي ميباشد. البته در اين عکسها شما فقط مقداري از قطر تمام سايه را مي‌بينيد و به آساني ميتوانيد اندازه زاويه‌اي کل دايره را نسبت به قطر ماه اندازه بگيريد. البته با تعداد بيشتري از اين عکسها مقدار دقت شما افزايش ميابد.
حال به اصل ماجرا مي‌رسيم. اينکه چگونه فاصله و قطر ماه را اندازه بگيريم. با فاصله گرفتن از زمين، قطر واقعي تمام سايه، با افزايش عامل f کاهش مي يابد. اندازه f در قله مخروط سايه ” يک ” است. بر اين اساس قطر زاويه‌اي تمام سايه را قبلاً بر حسب درجه محاسبه کرده‌ايم و اکنون آنرا بر حسب راديان تبديل کنيد. D بناميد. اندازه قطر واقعي تمام‌سايه تقسيم بر فاصله ماه از زمين. يعني :
پيشتر حاصل تقسيم 12740/1375920 را دلتا ? در نظر گرفته بوديم. با اين حساب معادله بالا به صورت زير تغيير مي‌يابد:
(1 + (? * D )) / 1 = f
مقدار دلتا که 108 است. قطر زاويه‌اي تمام‌سايه (D) هم بر حسب راديان مشخص است. از رابطه 3 f را محاسبه کنيد و فاصله ماه بر حسب کيلومتر برابر است با f * 1375920 و براي محاسبه قطر واقعي ماه ابتدا تمام سايه را از رابطه 1 بدست آوريد. از طرفي نسبت قطر زاويه‌اي ماه به تمام‌سايه را هم از طريق رصد محاسبه کنيد. اگر قطر واقعي تمام‌سايه را در اين نسبت ضرب کنيد، قطر واقعي ماه محاسبه مي شود. اميدواريم اين مقاله رصدي بتواند نياز منجمان آماتور را تا حدودي بر طرف سازد. منتظر رصد هاي شما هستيم.
منبع:http://www.academist.ir /س