יום השיוויון

מהו יום השיווין

יום השיוויון הוא היום בו כדור הארץ מגיע למסלולו סביב השמש כך שהמישור של קו המשווה נמצא בדיוק על המישור של מרכז השמש ומישור המילקה. זו הגדרה טכנית מעט אבל בנקודת השיוויון, שהיא שעה ספציפית, מרכז השמש  יהיה בדיוק מעל קו המשווה ובדיוק מעל צופה בצהרי היום בקו המשווה. כתוצאה מכך, כל חלקי כדור הארץ מקבלים אור וחושך מהשמש בצורה שווה באותו יום, ואורך היום שווה לאורך הלילה, בכל כדור הארץ. בכל נקודה אחרת, באחד החצאים של כדור הארץ, הצפוני או הדרומי יהיה יותר או פחות אור וימים יהיו ארוכים או קצרים יותר מהלילות.

האם באמת אורך היום שווה לאורך הלילה ביום השיוויון?

האם אורך היום והלילה שווה בימי השיוויון? יום השיוויון (ובלועזית אקוינוקס Equinox) הסתווי חל ב 22/9/2020  וסמוך לתאריך זה בשנים אחרות. התפיסה המקובלת היא שאורך היום והלילה שווה (אחרת למה קוראים לזה יום השיוויון?) אבל האם באמת אורך היום זהה לאורך הלילה? נעיין בטבלאות זריחה ושקיעה ונראה כי (הנתונים לאיזור תל אביב)

זריחה: 6:27 שקיעה: 18:36
גם ביום השיוויון, היום ארוך מהלילה. או כלשונו של קוהלת (ב יג): "וְרָאִיתִי אָנִי, שֶׁיֵּשׁ יִתְרוֹן לַחָכְמָה מִן הַסִּכְלוּת כִּיתְרוֹן הָאוֹר, מִן הַחֹשֶׁךְ"

למה יש יותר אור מאשר חושך?
יש שתי סיבות עיקריות שגורמות לכך.

הזמנים בלוח מציינים את זמן הזריחה ברגע בו השמש מתחילה לזרוח ואת זמן השקיעה ברגע בו היא נעלמת לגמרי (וכך גם ההלכה היהודית). אבל חישוב נכון צריך להתייחס לשמש כנקודה ולציין את הזמנים בהם אמצע השמש זורח ושוקע. שינוי זה גורם להטייה של כשתי דקות בכל צד.

התופעה השנייה היא שבגלל השבירה של קרני האור (רפרקציה ודיפרקציה) באטמופסירה אנחנו רואים את השמש גם כשהיא קצת מתחת לאופק. למעשה בזמן השקיעה השמש יכולה להיות מעלה או מעלה וחצי מתחת לאופק. הזמן הנוסף שהשמש נראית בשמים תורם עוד כמה דקות וכך מגיעים להפרש בין אורך היום לאורך הלילה. ככל שמתרחקים מקו המשווה, ההפרש גדל.

לעומת הזמנים שאינם שווים, ההגדרה המקובלת היא שהשמש זורחת בדיוק במזרח ושוקעת בדיוק במערב נכונה. מומלץ גם לעקוב אחר צל ולראות שהוא נע בקו ישר (ראו את הניסויים במאמר השמש - עין צופיה תצפיות ללא טלסקופ בפרק ביצוע תצפיות עקיפות בתנועת השמש) הבאתי את הציור שוב:

שימו לב לקו הישר. לפירוט מלא על הניסוי ראו במאמר: עין צופיה - השמש תצפיות בלי טלסקופ

נתונים מענינים נוספים לימי השיוויון:

• אורך עונות השנה אינו קבוע. יום השיוויון הסתוי חל סביב ה - 22/9 ולכן החורף בישראל יותר קצר מהקיץ (בטח שמתם לב לזה לבד). הסיבה לכך היא המסלול האליפטי של כדור הארץ סביב השמש. בחורף אנחנו דווקא יותר קרובים לשמש (עוד סיבה למה גם בחורף מרגישים פה קיץ). ענין זה מסובר בפרק עונות השנה במאמר השמש עין צופיה.
• ככל שהצופה נמצא רחוק יותר מקו המשווה, הפרש הזמן בין אורך היום לאורך הלילה יגדל, זאת בגלל זוית השקיעה של השמש ביחס לאופק שנהיית חדה יותר חדה וכתוצאה מכך משך הזמן שלוקח לשמש לשקוע גדל.

•  בניגוד לאמונה תפילה רווחת, אין שום משמעות ליום השיווין ביחס להעמדת ביצה על החלק הצר שלה. הדבר אפשרי (או קשה באותה מידה) כמו בכל יום אחר בשנה.
• שיוויון אינו אפשרי. למעשה אין יום שיוויון אלא נקודת שיוויון. שתי נקודות במסלול כדור הארץ סביב השמש שאם כדור הארץ היה עומד שם ומסתובב רק סביב צירו, היום והלילה היו שווים (בהתאם להגדרות האסטרונומיות שפורטו קודם), אולם כדור הארץ לא נח לרגע  ובמהלך היום עובר את נקודת השיוויון וממשיך במסלול סביב השמש (ובכך היום ממשיך להתארך או להתקצר) ולכן גם ביום השיוויון וגם בהגדרות שניתנו קודם, אורך היום והלילה לעולם לא יהיה זהה בדיוק.

ניסויים מדעיים לחנוכה

אין כמו חג החנוכה לקצת פעילות מדעית ולמספר ניסויים נחמדים באור, אש ונרות. כמובן שכל ניסוי הכולל אש חייב להיעשות בהשגחה של מבוגר.

הניסוי הראשון פשוט מאד, מדליקים נר בתוך קערת מים, מכסים את הנר בכוס ורואים שהמים בכוס עולים כלפי מעלה.

איך זה קורה? פשוט מאד. הנר הדולק חייב חמצן כדי לדלוק, בחדר יש הרבה חמצן אולם כאשר כיסינו את הנר בכוס כמות החמצן קטנה מאד ותהליך הבערה מכלה את החמצן החופשי (החמצן מתרכב עם הפחמן). כאשר אין חמצן, הלחץ בתוך הכוס יורד ולכן המים המרגישים פחות לחץ ועולים בגובה ויש יותר מים בכוס (ופחות מים בקערה). כמובן שבשלב מסוים הנר ייכבה ואז המפלס יישאר יציב, גבוה בכוס ונמוך יותר בקערה.

בניסוי השני נבדוק את היחס בין החמצן לבין שאר הגזים באוויר. נשתמש בשני נרות בגבהים שונים ונכסה אותם בכוס. הנר העליון יכבה לפני הנר התחתון.

למה זה קורה? תוצרי השריפה פחמן-דו חמצני, חמים ולכן עולים כלפי מעלה (למרות שהם כבדים מהחמצן) החמצן יורד כלפי מטה ולכן לנר התחתון יש מעט יותר זמן בעירה. זו הסיבה שבמקרה של שריפה חלילה מומלץ לנסות לצאת מהאיזור המסוכן כמה שיותר קרובים לריצפה.

לניסוי השלישי צריך נר, שתי כוסות וסיכה או שתיים. חושפים נר משני קצותיו ומניחים אותו בשיווי משקל באמצעות הסיכה בין שתי כוסות. שימו לב, רוב הנרות הם חרוטים ולא גליליים ולכן נקודת שיווי המשקל אינה באמצע הנר, בכל מקרה אפשר להבעיר קצת מהנר בצד שהוא כבד יותר עד שמגיעים לשיווי משקל. הבעירה הלא אחידה משנה את נקודת הכובד של הנר וכך הוא מתנדנד, לפי השמועה אפשר אפילו להגיע לסלטה. ניסינו אולם הכוסות חסמו את הנר והוא נכבה. נסו ותהנו, כמובן השגחת מבוגר נדרשת.

מגנטים

מחפשים מגנטים לאירוע? אתם באים הביתה ועל הדלת אתם מוצאים מגנט פרסומת, אחד או שניים. יש כאלו שישר זורקים אותם לפח, יש כאלו ששמים אותם על המקרר להחזיק ניירות אחרים, שזה בדיוק מה שמפרסמי המגנטים רוצים, יש כאלו שנותנים לדלת להתמלא (יש לכם דלת מלאה מגנטים? שילחו תמונה) ויש כאלו שרכשו דלת מיוחדת שעליה אי אפשר להדביק מגנטים, דבר שאינו עוזר מאחר והם פשוט צריכים להרים את המגנטים מהרצפה, אבל אפשר גם להשתמש במגנטים אלו לניסוי מדעי פשוט וללמוד קצת על מגנטים.
צפו בסרטון או קיראו את ההסברים

אז בואו ניקח שני מגנטים כאלו ונשחק איתם קצת. אין לכם שני מגנטים? תחכו יום יומיים. נסו לשים את שני המגנטים אחד על השני. יכולות להיות שתי אפשרויות. באפשרות הראשונה המגנטים ייצמדו בחוזקה (בכל זאת מגנטים). באפשרות השנייה המגנטים ייצמדו בצורה חלשה מאד או שלא ייצמדו כלל. איך יודעים אם ההיצמדות חזקה או חלשה? נענוע אחד קליל והתשובה תתגלה. בהצמדות חזקה המגנטים ישרדו את הנענוע ובהיצמדות חלשה לא. ניקח את הזוג שנצמד בצורה חזקה וננסה להניע את המגנטים אחד על פני השני. בכיוון מסוים הם ינועו בצורה חלקה לגמרי אולם בכיוון הניצב לו, הם ינועו בצורה מחוספסת וקפיצית ואפילו תוך השמעת רעש.
למה כל זה קורה? הסבר מפורט על מגנטים מצריך שימוש במונחים, כמו אלקטרונים, מטענים, שדה חשמלי ושדה מגנטי. לא ניכנס לכל זה אבל נזכיר שלכל מגנט יש שני צדדים שמכונים בכינויים צפון ודרום או חיובי ושלילי. הצד החיובי והשלילי נמשכים זה לזה בעוד שמגנטים באותו צד ידחו זה את זה. שני צדדי המגנט ייצמדו למשטחים ניטראליים שאינם מגנטים. זו הסיבה מדע חלק מכלי השחמט מתחברים אחד לשני, חלק דוחים אחד את השני, אבל כולם מתחברים ללוח. גם למגנטים שמצמידים לדלת יש שני קטבים, שלילי וחיובי אולם הם פרוסים במעין רצועות אורך על המגנט, משהו כמו באיור הבא:

לכן כאשר מצמידים שני מגנטים בכיוון בו הפסים מאונכים אחד לשני, לא תהיה התחברות או שההיצמדות תהיה חלשה מאד. חלק מהמגנט מושך חלק אחד וחלק מהמגנט דוחה חלק אחר והכוחות פחות או יותר מאוזנים ונייטראליים. גם אם יש התחברות נענוע קל, המהווה הפעלת כח חיצוני יפרק את החיבור. זה היה המקרה שדי בתנועה קלילה כדי להפריד בין המגנטים אבל גם כשהמגנטים צמודים, מאחר והמגנט אינו אחיד ומכיל שדות בעלי כיוונים מנוגדים באותו מגנט עצמו, כאשר מנסים להצמיד את המגנטים הם יכולים לברוח טיפה ימינה או שמאלה עד למקום ההיצמדות הנוח ביותר (שדות מנוגדים חיובי מחובר לשלילי), הבריחה הזו דומה לקפיצה קטנה והיא מסבירה את התנועה הלא חלקה של המגנטים אחד על השני. המקרה של התנועה החלקה הוא כאשר מזיזים בכיוון הרצועות והמגנט כבר מחובר. במקרה כזה ההיצמדות נשארת והתנועה חלקה לחלוטין.
למה מגנטים למקרר בנויים ככה? בעיקר כי הם מאד מאד דקים וכדי להשיג כח מגנטי חזק משתמשים בשני הקטבים של המגנט (זכרו, המקרר והדלת נייטרלים ולכן שני הצדדים יימשכו אליהם). התוצאה היה שצידו השני של המגנט, הצד עם התמונה/פרסומת הוא נייטרלי כמעט לחלוטין, ולכן גם בהצמדה של המגנטים אחד לשני בצד של התמונה, לא תהיה היצמדות כלל.

בהירות הירח

ירח מלא הוא מאד בהיר. כל כך בהיר שאפשר לקרוא ספר לאורו. ירח יום לפני או אחרי המילוא הוא בהיר כמעט באותה מידה, בכל זאת לעין הירח נראה עיגול מושלם ורק שבריר אחוז אינו מואר. זהו שלא. באותו אופן, חצי ירח, ברבע החודש אינו בהיר במחצית מירח מלא אלא הרבה הרבה פחות.
(למאמרים המסבירים את שאר תופעות הירח, המופע המשתנה במהלך החודש, הליקויים ועוד ראו במאמר על הירח)
נציג קודם כל את הגרף ואחר כך ננסה להבין את הסיבה לתופעה משונה זו, הנראית מנוגדת להגיון.

בהירות הירח במהלך חודש ירחי

קודם כל כמה הסברים על מדידת בהירויות של כוכבים. בהירות כוכבים נמדדת בסולם לוגריתמי. כל שינוי של 5 יחידות בבהירות הוא שינוי של פי 100 בבהירות. ככל שהמספר המציין את הבהירות נמוך יותר, כך הכוכב בהיר יותר. יחידת בהירות אחת מייצגת הבדל של בערך פי 2.5. כנקודת ייחוס משתמשים בכוכב וגה שבהירותו נקבעה לאפס. בהירות השמש היא 26-. בהירות הירח המלא היא 12.7-, הרבה פחות מהשמש אבל עדיין העצם השני בבהירותו בשמים.

הגרף למעלה מראה את בהירות הירח כפי שנראה מכדור הארץ, באחוזים לעומת השיא (100%). שימו לב, לא בכל חודש מגיעים לשיא, מאחר והוא תלוי גם במרחק של הירח מכדור הארץ (הירח קצת בהיר יותר כשהוא קרוב), אבל ההפתעה היא העקמומיות של הגרף. מומלץ להגדיל ולראות איך אפילו יום לפני ירח מלא, הבהירות היא רק 75%, שלושה ימים לפני המילוא הבהירות היא מחצית (בעוד שלעין יראה עיגול ירח כמעט מושלם מאחר ולמעלה מ-90% משטח הירח מוארים). בהירותו של חצי ירח היא שמונה אחוזים בלבד מירח מלא, והבהירות בתחילת חודש ירחי נמדדת בשברי אחוזים!

למה זה קורה? להפרש הבהירות כמה סיבות. האחת האינטואטיבית. ככל שפחות משטח פני הירח הפונה אלינו מואר, בהירותו יורדת. זו אכן השפעה ביחס ישיר והיא תורמת את תרומתה (הקטנה) להפרש הבהירות. למשל בחצי ירח, סיבה זו מסבירה חצי מהירידה (אבל לא את הירידה ב-85% נוספים).

לירח, כמו לכל דבר, יש מקדם החזרה, הנקרא אלבידו. אלבידו פירוש כמות האור באחוזים המוחזר מהאוביקט. האלבידו של הירח בממוצע הוא 0.12 כלומר הוא מחזיר 12% מהאור הפוגע בו בלבד (זהו אלבידו נמוך יחסית לכוכבי לכת אחרים). אבל החזר זה מתבצע רק כאשר הירח מואר באור ישיר, מה שקורה רק באמצע החודש. באמצע החודש האור פוגע בירח בזווית וחלקו כלל לא מגיע אלינו, בנוסף פני הירח אינם חלקים והם מחוספסים מאד. כאשר האור על הירח מגיע בזווית (קטנה ככל שתהיה), חלקים רבים מפני הירח כלל לא מחזירים אור. כאשר הזווית גדלה, אחוז החלקים האלו הולך וגדל, והירח מחזיר פחות ופחות אור, וכתוצאה מכך בהירותו הכללית יורדת.

גם כאשר הירח מלא, בהירותו אינה מגיעה לשיא (גם בקרבה מקסימלית לכדור הארץ). תמיד יש זווית כלשהי ביננו לבין הירח (הירח אינו על אותו מישור של השמש והארץ) וכאשר אין זווית והירח אכן יכול להחזיר 100% מהאור, הירח יהיה בצל כדור הארץ, בליקוי מלא ולא ייראה כלל (ואם לא היה ליקוי, יהיה זה הירח הבהיר ביותר שהיינו רואים).
אם ברשותכם מצלמה המאפשרת שליטה על הכיוונים תוכלו להיווכח בקלות בשינוי הבהירות. צריך לכוון את המצלמה למדידת אור נקודתית (Spot). בצורה זו המצלמה מודדת אור רק ממרכז הצילום (שכמובן תכוונו על הירח). יש לקבע את מפתח הצמצם (על 5.6 למשל) ואת ה-ISO (על 100) ולתת למצלמה לכוון את מהירות החשיפה לפי כמות האור. צלמו והשוו את נתוני החשיפה בלילות של חצי ירח והלאה עד למילוא ותראו את ההבדלים. בליל הירח המלא זמן החשיפה יהיה כמובן הקצר ביותר. שימו לב שמדידת האור לא תהיה נקודתית מדי. גם על הירח עצמו יש איזורים בהירים יותר ופחות והדבר ראה בקלות בעין. נסו למדוד מאותו איזור תמיד.

למרות כל זאת, הירח, החל מהיום השני בחודש, הוא העצם הבהיר ביותר בשמים (פרט לשמש כמובן). כבר אז הוא מטיל צל (חייבים להיות במקום חשוך בשביל לראות צל חיוור זה, ככל שהירח מתמלא ונהיה יותר בהיר, קל יותר לשים לב לצל שלו. בתור תרגיל נסו לעמוד במקומות חשוכים בימים שונים בחודש ולראות אם אתה מזהים צל ירח. כמו כן הירח בהיר וניתן לראותו גם באור יום. אולם שימו לב לירח באור יום ולאותו ירח בלילה. הירח הבהיר מאד של הלילה נראה כל כך חיוור באור יום ובקושי בולט יותר מענן. בהירות הירח כמובן לא השתנתה כלל (למעט השינוי הקל מאד בגלל הפרש של כמה שעות) אלא שהרקע של השמים ביום בהיר מאד לעומת הרקע של השמים בלילה והירח הרבה פחות בולט ממנו. גורם נוסף, הוא שבהירות הירח אמנם גבוהה מבהירות השמים (ואף מבהירות כוכב הלכת נוגה), אולם הבהירות, היא הבהירות הכללית, המתחלקת על שטח גדול יחסית (קוטר הירח כחצי מעלה), לעומת בהירות של כוכבים שהיא נקודתית (ושל נוגה, דיסקה הקטנה מאד מהירח). הסבר זה יבהיר למה כוכב הלכת נוגה בצילום למטה נראה בהיר הרבה יותר מהירח, למרות שבהירות הירח גדולה יותר.

הירח ונוגה. נוגה נראה בהיר יותר, למרות שבהירות הירח גדולה יותר. זאת מכיוון שבהירות הירח מתפרשת על פני שטח ענקי בהשוואה לנוגה הזעיר.

שעון העגלה הגדולה

העגלה הגדולה היא אחת מקבוצות הכוכבים המוכרות ביותר בשמים. העגלה היא קבוצה של 7 כוכבים בהירים, הנראית תמיד בצפון, והיא מהווה חלק מקבוצה גדולה הרבה יותר, הדובה הגדולה (Ursa Major). מיקומה של הקבוצה ממש בסמיכות לכוכב הצפון מאפשרת את מציאת הזמן באמצעות הכוכבים שלה ואפשר לדעת את השעה בכל רגע נתון בקלות. הכינו את שעון העגלה הגדולה, צאו איתו לשטח בשעות שונות והפתיעו את מכריכם בכך שבמבט אחד בשמים אתם אומרים להם מה השעה!


הפעילות מתאימה לילדים קטנים ואפילו קטנטנים שרוצים לענין אותם באסטרונומיה ומהווה ניסוי אסטרונומי פשוט ומרתק.

העגלה הגדולה. קצה העגלה מצביע תמיד לכיוון כוכב הצפון וכמו כל כובי השמים סובב סביבו כמו ציר

השעון מתבסס על כך שכל כוכבי השמים מסתובבים סביב כוכב הצפון. ציר כדור הארץ פונה כמעט בדיוק לכיוון כוכב הצפון ולכן רק כוב זה נראה כעומד במקומו כל הלילה כאשר הוא משמש כציר שכל הכוכבים סובבים סביבו. העגלה הגדולה היא קבוצה בהירה ומוכרת הנמצאת לידו שתשמש לנו כמחוג. צריך כמובן להתחשב בעונות השנה ולכן השעון מורכב משני חלקים. חלק שמראה את החודשים בשנה, וחלק שמראה את צורת העגלה בשמים. ברגע שמתאימים בין שניהם, אפשר לדעת מה השעה ושעון העגלה הגדולה עובד!
הדפיסו את העמוד הבא, גיזרו את שני העיגולים וחברו אותם בדיוק במרכז בצורה שיוכלו להסתובב אחד סביב השני.

הוראות שימוש מופיעות על השעון ומתורגמות כאן לנוחיותכם:

1. צאו החוצה ומצאו את כוכב הצפון והעגלה הגדולה. בדרך כלל זה קל אולם מישראל (בניגוד לרוב אירופה) ישנן שעות בלילה בהן העגלה הגדולה מתחת לאופק הצפוני או נמוכה מאד ולא תוכלו למצוא אותה...
2. עימדו מול כוכב הצפון וסובבו את המעגל החיצוני כך שיראה את החודש המתאים (נסו לכוון לפי תחילת אמצע או סוף החודש). למשקיעים - הוסיפו שנתות קטנות על העיגול עבור כל יומיים או שלושה להשגת דיוק רב יותר
3. סובבו את העיגול הפנימי כך שתמונת העגלה הגדולה תהיה זהה לתמונת העגלה הגדולה בשמים
4. השעה תופיע בחריץ (למתקדמים - גם כאן אפשר להוסיף שנתות ולהפוך את השעון למדוייק יותר). השעה היא תמיד בשעון רגיל, ולכן בשעון קיץ, יש להוסיף שעה אחת.

בהצלחה!

ליל כוכבים מעל הרון, וינסנט ואן גוך 1888, מוזיאון ד'אורסיי פריז

הציור "ליל כוכבים מעל הרון" של ואן גוך מציג את העגלה הגדולה. הציור מתוארך לסוף חודש ספטמבר (ממש לימים האחרונים שבו). האם תוכלו למצוא באיזו שעה צויר הציור? לקריאה נוספת ראו מאמר מאת עדן אוריון

הירח

הירח הינו העצם השמיימי הקרוב ביותר לכדור הארץ והקל ביותר לתצפית בעין. הירח נראה בקלות בעין, גם באור יום, ורואים עליו אזורים בהירים יותר ובהירים פחות. רק מבט במשקפת ובטלסקופ יראה שאזורים אלו הינם למעשה הרים ומכתשים ושהירח אינו חלק אלא מצולק מאד (בעיקר מפגיעת מטאורים). הירח חסר אטמוספירה ויבש מאד. רק לאחרונה הוכח קיומם של מים קפואים על הירח במעמקי מכתשים באיזור הקטבים. בשאר חלקי הירח הוא יבש לחלוטין.

צדדי הירח
הירח הינו גוף סלעי המקיף את כדור הארץ אחת ל - 27.5 יום. זמן הקפת הירח סביב צירו הינו גם 27.5 יום (אורך היממה על הירח היא 27.5 ימי ארץ). זהות זמנים זו גורמת לכך שתמיד אותו צד של הירח פונה לכדור הארץ. לכן אנו יכולים לראות רק את צידו האחד של הירח ולעולם לא את צידו האחר. טעות נפוצה היא לכנות את הצד שאינו נראה בשם הצד האפל של הירח. הדבר אינו נכון. כל איזור על הירח מקבל אור מהשמש במשך יום ירחי (כ-14 ימים ארציים) ואינו אפל כלל. השמות הנכונים לצדדיו של הירח הם הצד הקרוב והצד הרחוק (ביחס לכדור הארץ).

הירח ומירוץ החלל
הירח שימש אתגר ויעד במירוץ החלל בין ארה"ב לברית המועצות בשנות השישים. הסובייטים הקדימו את האמריקאים ושיגרו לראשונה אדם למסלול סביב כדור הארץ. ג'ון קנדי הכריז בנאום בקונגרס, כי עד סוף העשור, ארה"ב תנחית אדם על הירח ותחזיר אותו בשלום לכדור הארץ. החל מאותו שלב הצליחו האמריקאים לסגור את הפער מול הרוסים ולהקדים אותם במירוץ לחלל. אמנם הרוסים היו הראשונים לשגר חללית מסביב לירח והשיגו את התמונות הראשונות מהצד הרחוק של הירח, אבל האמריקאים הקדימו אותם רבות במשימות מאוישות. ניל ארמסטרונג ובז אולדרין נחתו על הירח ב-19/7/69 ומימשו את חזונו של הנשיא המנוח קנדי. גם כיום משמש הירח כיעד במירוץ חלל בין מדינות אסיה: הודו, סין ויפן וגם ארה"ב הכריזה לאחרונה על תוכנית לשיגור אדם אל הירח, כנראה בדרך להקמת מושבה ניסיונית שם, אולם בהצגת תקציב נאסא לשנת 2010 נראה שהתוכניות של ארה"ב לחזור לירח נגנזו לעת עתה.

מופעי הירח
התופעה הבולטת ביותר לגבי הירח הינה המופעים (פאזות) שלו. בתחילת החודש, המולד, הירח לא נראה. לאחר מכן הירח נראה כחרמש צר ההולך ומתמלא עד שנהיה חצי ירח, מצב המכונה רביע, לאחר מכן כשהוא יותר מחציו הוא מכונה גיבון, עד שהוא מגיע למילוא  ואז מחסיר שוב עד שהוא נעלם כליל. מחזור זמן זה מכונה בלוח העברי והמוסלמי "חודש". בתחילת החודש הירח נמצא בקו אחד עם השמש ולכן לא נראה כלל (כל האור המגיע אליו מגיע לצד הרחוק). הירח זז מזרחה כל יום ואור השמש מאיר את הצד הקרוב יותר ויותר. באמצע החודש, הירח נמצא מאחורי כדור הארץ וכל אור השמש מגיע לצד הקרוב. במצב זה רואים ירח מלא ובהיר מאד, ממצב זה הירח הולך ומחסיר עד שהוא נהיה שוב חרמש דק ונעלם. צידו המואר של הירח תמיד פונה לשמש ולכן זה יהיה הצד המערבי עד אמצע החודש והצד המזרחי במחצית השנייה של כל חודש.

מתי ניתן לצפות בירח
טעות נפוצה בקשר לירח היא המחשבה שהירח ניתן לראייה רק בלילה. אפשר לצפות בירח ביום וגם בלילה. בגלל גודלו של הירח ומרחקו הקטן מכדור הארץ, אפשר לראות את הירח בקלות גם ביום. בימים הראשונים והאחרונים בחודש הדבר קשה ומאתגר אולם ככל שהירח מתמלא זה נהיה קל יותר. ירח מלא לגמרי זורח קרוב לשקיעה ושוקע קרוב לזריחה ולכן לא נראה בכלל באור יום, וייתכן שזו מקור הטעות. מומלץ לחפש את הירח גם בשעות היום בימים ה-10 וה-20 בחודש עברי ולבצע את הניסוי הבא, כאשר עומדים בשמש ורואים את הירח: החזיקו בידכם כדורסל או כל כדור אחר וכוונו אותו לעבר הירח. הקפידו שאור השמש יגיע אל הכדור. שימו לב שהאור יגיע לכדור בדיוק באותו מופע בו רואים את הירח. הזיזו את הכדור וראו איך השטח המואר גדל וקטן. חיזרו על הניסוי מספר פעמים במהלך החודש.

גודל הירח
חוויה מיוחדת היא הצפייה בזריחת הירח המלא במחצית החודש. הירח הזורח נראה ענקי וגדול באופק כדור הארץ. מספר שעות אחר כך הירח גבוה בשמים ונראה קטן הרבה יותר. תופעה ידועה זו הינה אשליה המתרחשת במוח שהסיבות לה לא ממש ברורות. כדי להיווכח בכך, יש לצלם את הירח בזריחתו ויותר מאוחר בלילה (וכמובן לשמור על אורך מוקד (זום) זהה בין הצילומים). למעשה מדידה מדויקת תראה שהירח קטן יותר דווקא בזריחה. נסו לחשוב מה הסיבה לכך. גם בצפייה רגילה לאחר כמה שעות מזריחת הירח גודלו הענקי ייעלם. בזמן שרואים ירח גדול במיוחד קרוב לאופק אפשר לבדוק מה קורה כשמתכופפים עם הראש לרצפה ומסתכלים עליו הפוך. גם מבט זה אמור לשנות את הפרספקטיבה בצורה שתקטין אותו.

גודלו הנראה של הירח מושפע בעיקר ממרחקו של הירח מכדור הארץ. מרחק זה משתנה במהלך ההקפה החודשית. המרחק הקצר ביותר (פריגאה) הינו כ-360,000 קילומטר והרחוק ביותר (אפוגיאה) כ-400,000 קילומטר. הבדל זה במרחק יוצר שוני ניכר בגודלו הנראה של הירח, אבל ראיית ההבדל בעין כמעט בלתי אפשרית, מאחר ובמהלך חודש אחד הירח נראה במרחקים אלו במופעים שונים לחלוטין שמקשים על ההשוואה. ירח מלא יראה בפריגאה ואפוגיאה רק בחלוף חודשים רבים. יש לבדוק בלוחות ובאלמנך השמיים של האגודה הישראלית לאסטרונומיה, מתי הירח באפוגיאה ובפריגאה במילואו, לצלם ולהשוות את התמונות. דוגמה לתמונה המראה הבדלים בגדלי הירח. במופע האחרון של ירח קרוב, הנושא זכה לתהודה רבה בארץ ואף דווח על זה בעיתונים ובמהדורות החדשות. לצערי נאלצתי לענות לרבים ממכרי ששאלו אותי, שהאפקט לא מאד מורגש, וגם שאין כל כך למה להשוות, שכן ההשוואה צריכה להיות בין ירח מלא לירח מלא אחר. למרות זאת טוב היה לדעת שנושא האסטרונומיה עולה לעיתים לכותרות הראשיות.

חלקו השני של המאמר דן בתופעת הליקויים
חלקו השלישי של המאמר דן בחשיבותם המדעית של הליקויים ובתופעת הגאות והשפל

קישורים נוספים
עין צופיה - לווינים
עין צופיה - השמש - חלק ראשון
עין צופיה - השמש - חלק שני
עין צופיה - כוכבי לכת
שקיעת הירח החדש של חודש תמוז
ירח חדש סיוון תש"ע
ירח חדש אייר תש"ע 

שוקולד, מיקרוגל ומהירות האור במים

בפוסט קודם הראינו איך אפשר למדוד את מהירות האור באמצעות מיקרוגל. מהירות האור הידועה, שכמעט כל אחד מצטט היא מהירות האור בריק (בואקום). כשהאור עובר דרך חומר, מהירותו איטית יותר. אחד החומרים שממש מאט את מהירות האור הוא מים. האור במים עובר יותר לאט. כדי להיווכח בכך בעצמנו נחזור על הניסוי רק שהפעם השוקולד יהיה בתוך כלי עם מים (צריך כלי גדול, שיכסה את כל השוקולד). את כל שאר שלבי הניסוי עושים בדיוק כמו קודם. שימו לב שהניסוי קצת יותר מלכלך, כמו כן חשוב לא להפעיל את המיקרו ליותר מדי זמן...

התוצאה קצת פחות ברורה בגלל המים, אבל אפשר לראות בתמונה עיגולים (מסומנים בחיצים שחורים), שהם המקומות של שיא ההמסה (פסגות הגל). באמצע בינהם נעצתי קיסמים והמרחק קטן לכדי 4.5 סנטימטרים.
נשתמש באותה נוסחה בדיוק:
2450000000 - תדר המיקרוגל
מכפילים ב-2 כי מדדנו רק חצי אורך גל
ומחלקים ל-100000 כדי לעבור מסנטימטרים לקילומטרים.

בדוגמה שלנו
(4.5*2*2450,000,000)/100,000 = 220,500 קילומטר לשניה. מהירות האור קטנה ברבע (25%).
האם אפשר להאט את האור עוד יותר? מסתבר שבתנאים מסוימים כן. דרוש לכך חומר מאד מיוחד (עיבוי בוז-אינשטיין - אין לי ממש מושג מה זה, אבל אם אתם טובים בפיסיקה בודאי תבינו מהקישור על מה מדובר), אור בתדר מסוים וטמפרטורה קרובה לאפס המוחלט. הניסויים הלכו והשתכללו והשיא הנוכחי הוא של לנה וסטרגור (וסטרגרד-האו), הצליחה לייצר אלומת אור שנעה לאט יותר ממכונית (משהו כמו 60  קמ"ש).
לצערי לא נוכל לשחזר תנאים אלו במיקרוגל הביתי, אבל למי שיש מפעל לזכוכית ויכול לצקת שוקולד בתוך גוש זכוכית, יגלה שמהירות האור בזכוכית אפילו איטית יותר מאשר במים.

וכרגיל, גם שוקולד שקצת הומס עם מים, אפשר להמשיך ולהמיס אותו ולהכין מתכונים טעימים. בתיאבון.

שוקולד, מיקרוגל ומהירות האור

איך מודדים את מהירות האור בעזרת שוקולד? דרך אחת היא למדוד כמה זמן מאז שפותחים חבילה ועד שהילדים גומרים אותה. המהירות גבוהה מאד אבל עדיין נמוכה ממהירות האור. מהירות האור הינה אחד הקבועים החשובים ביותר במדע בכלל ובאסטרונומיה בפרט ומדידת המהירות המדויקת היתה אתגר לא פשוט שהצריך ניסויים מסובכים.
כיום אפשר לערוך ניסוי פשוט ולהגיע למהירות הכמעט מדויקת תוך שימוש במיקרוגל ביתי ובחפיסת שוקולד. הניסוי מתאים מאד לילדים בכל הגילאים. קודם נתאר את הניסוי ואז נסביר את הפיסיקה מאחוריו. המרכיבים הדרושים:
תנור מיקרוגל - כמעט כל תנור מיקרוגל יתאים. תנורים בהם אי אפשר להוציא את הצלחת או שיש להם יותר ממקור קרינה אחד, לא יתאימו.  יש לבדוק את תדר התנור. בדרך כלל התדר מופיע על מדבקה מאחורה. רוב התנורים עובדים בתדר 2450MHz אבל כדאי לבדוק בכל זאת. שימו לב גם לצריכת האנרגיה. המכשיר צורך 1200W אבל רק 800W מהם משמשים לחימום המזון.

שימו לב לתדר (2450)

כדי שהניסוי יצליח יש להוציא את הצלחת המסתובבת מהמיקרוגל ולהניח חבילת שוקולד (בלי נייר הכסף כמובן) על צלחת ישרה בצורה ישרה במקביל לדלת

השוקולד צריך להיות מונח בצורה ישרה

יש להפעיל את המיקרוגל בעוצמה המירבית למשך כחצי דקה עד שחלק מהשוקולד נמס, להוציא בזהירות ולהניח על משטח ישר.

מידדו את המרחק מהאמצע של החלקים שלא הומסו כלל

שימו לב שיש מקומות שהשוקולד נמס מאד (שלושה מקומות) וחלק שאינו נמס כלל. יש למצוא את המרחק בין שני מקומות בהם השוקולוד לא נמס כלל. מהתמונה נראה שהמרחק הוא כ-6 סנטימטרים (חישבנו מאמצע לאמצע).
כל מה שנותר לעשות הוא פעולת חשבון פשוטה:
(המרחק * 2 * התדר ) חלקי (100,000)
ובדוגמה שלנו
(6*2*2450,000,000)/100,000 = 294,000 קילומטר לשניה.
מדהים.

למה זה עובד?
הגלים במיקרוגל הם אלקטרומגנטיים ונעים במהירות האור (כמעט, יש אויר במיקרו והמהירות טיפה פחות, אבל זה ממש לא משנה לניסוי). מבנה המיקרוגל גורם לכך שהגל הוא גל עומד

גל עומד - מקור: ויקיפדיה

שימו לב לנקודות בתוך הגל, הן נשארות תמיד באותו הגובה, או במילים אחרות, אין שם תנועה והאיזורים האלו לא יתחממו). לעומת זאת יש בשיאים של הגל, תהיה ההתחממות הרבה ביותר. מסיבה זו יש במיקרו צלחת שמסובבת את המזון כך שכל החלקים יתחממו בצורה שווה. אתם יודעים שזה לא תמיד עובד, וגם כשמחממים כמה סוגי מזון בבת אחת יהיהו הפרשים. יש מיקרוגלים שבהם יוצאות שתי אלומות קרניים שגם מטרתם היא לכסות שטח יותר גדול. במכשירים אלו הניסוי ייכשל.
מהציור רואים שהמרחק בין שתי נקודות אפס בהן אין אנרגיה שווה בדיוק למחצית אורך גל (ובגלל זה המכפלה בשניים). אלו המקומות בהם השוקולד לא נמס כלל. נוסחת הגלים אומרת כי אורך הגל * מספר הגלים (תדר) = למהירות הגל.
את התדר אנחנו יודעים מנתוני היצרן, את אורך הגל אנחנו מודדים  בחפיסת השוקולד, מציבים בנוסחה (החילוק נועד לעבור מסנטימטרים לקילומטרים) ומקבלים בדיקנות מדהימה את מהירות האור.

עכשיו יש רק בעייה אחת - מה לעשות עם השוקולד המומס. עצתי, להכין מוס שוקולד משובח במתכון הבא

אפשר להמשיך את הניסוי ולמדוד את מהירות האור במים.