Урок по астрономии: "Приливы и отливы"

Приливы и отливы

Определение

Прили́в   и   отли́в  — периодические колебания уровня океана или моря, являющиеся результатом воздействия приливных сил Луны и Солнца. 

Приливы   и   отливы  вызывают изменения в высоте уровня моря, а также периодические течения, известные как прили́вные течения, делающие предсказание приливов важным для прибрежной навигации.

Приливное ускорение

Рассмотрим ускорения, создаваемые притяжением Луны в различных точках земного шара на схеме. Поскольку точки А, В и О находятся на различных расстояниях от Луны, ускорения, создаваемые ее притяжением, будут различны.

Разность ускорений, вызываемых притяжением другого тела в данной точке и в центре планеты, называется приливным ускорением.

История создания

• Хосе де Акоста в своей  Истории  (1590) собрал доказательства связи отливов и приливов с фазами Луны: он указал, что период приливов, происходящих дважды в сутки, отличается на три четверти часа от солнечных суток, что известна также месячная периодичность приливов, а также добавил новое доказательство: приливы на обоих берегах Панамского перешейка происходят практически одновременно. Хосе де Акоста назвал приливы «одной из замечательных тайн Природы».

Немецкий астроном Иоганн Кеплер, пришедший на основании своих наблюдений над планетами к идее всемирного тяготения, выдвинул гипотезу о том, что именно гравитация Луны является причиной приливов:

• Когда Луна находится непосредственно над Атлантическим, так называемым Южным, Восточным или Индийским океаном, то она притягивает воды, омывающие земной шар. Не встречая на своем пути континентов, воды со всех сторон устремляются к обширному участку, находящемуся прямо под Луной, а берега при этом обнажаются. Но пока воды находятся в движении, Луна успевает переместиться и не располагается более прямо над океаном, в силу чего масса воды, бьющая в западный берег, перестает испытывать действие лунного притяжения и обрушивается на восточный берег.

Объяснение причин приливов

  Ключевыми моментами в объяснении приливно-отливных явлений являются:

• суточное вращение земного шара;
• деформация покрывающей земную поверхность водной оболочки, превращающая последнюю в эллипсоид.

Эллипсо́ид  — поверхность в трёхмерном пространстве, полученная деформацией сферы вдоль трёх взаимно перпендикулярных осей. Каноническое уравнение  эллипсоида  в декартовых координатах, совпадающих с осями деформации  эллипсоида : где. — произвольные положительные числа.

Терминология

• Максимальный уровень поверхности воды во время прилива называется полной водой, а минимальный во время отлива — малой водой. В океане, где дно ровное, а суша далеко, полная вода проявляется как два «вздутия» водной поверхности: одно из них находится со стороны Луны, а другое — в противоположном конце земного шара.

Малая вода

Высота прилива  — разница между высшим уровнем воды при приливе (полная вода) и низшим её уровнем при отливе (малая вода). Высота прилива — величина непостоянная, однако средний её показатель приводится при характеристике каждого участка.

Квадратурный прилив  — наименьший прилив, когда приливообразующие силы Луны и Солнца действуют под прямым углом друг к другу.

Сизигийный прилив  — наибольший прилив, когда приливообразующие силы Луны и Солнца действуют вдоль одного направления.

Самые высокие приливы в мире

• Высочайшие на Земле приливы (15,6—18 м) наблюдаются в бухте Фанди, которая находится на восточном побережье Канады между Нью-Брансуиком и Новой Шотландией.

Спасибо за внимание!