รายงาน

เรื่อง  จันทรุปราคา

จัดทำโดย

ด.ญ.ณัฐนันท์  ต่ายทอง  ม.2/2 เลขที่ 17

ด.ญ.ทักษิณา นุ่มทอง  ม.2/2 เลขที่ 18

ด.ญ.กันยารัตน์ สุวรรณเชษฐ์  ม.2/2 เลขที่ 22

เสนอ

คุณครู ธีรพล คงมีพล

โรงเรียนเทศบาล ๓ วัยชัยชนะสงคราม

คำนำ

จันทรุปราคา (ชื่ออื่น เช่น จันทรคาธ, จันทรคราส, ราหูอมจันทร์ หรือ กบกินเดือน; อังกฤษ: lunar eclipse) เป็นปรากฏการณ์ที่ดวงจันทร์ผ่านหลังโลกเข้าสู่อัมบรา (umbra) โดยตรง ซึ่งเกิดขึ้นได้เฉพาะเมื่อดวงอาทิตย์ โลกและดวงจันทร์เรียงตรงกันพอดีหรือใกล้เคียงมาก โดยมีโลกอยู่กลาง ชนิดและระยะของอุปราคาขึ้นอยู่กับตำแหน่งของดวงจันทร์เทียบกับปมวงโคจร (orbital node)

ประวัติจันทรุปราคา

จันทรุปราคา หรือ จันทรคราส เกิดขึ้นจากดวงจันทร์โคจรผ่านเข้าไปในเงาของโลก เราจึงมองเห็นดวงจันทร์แหว่งหายไปในเงามืดแล้วโผล่กลับออกมาอีกครั้ง คนไทยสมัยโบราณเรียกปรากฎการณ์นี้ว่า "ราหูอมจันทร์" จันทรุปราคาจะเกิดขึ้นเฉพาะในคืนวันเพ็ญ 15 ค่ำ หรือคืนวันพระจันทร์เต็มดวง อย่างไรก็ตามปรากฏการณ์จันทรุปราคาไม่เกิดขึ้นทุกเดือน เนื่องจากระนาบที่โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์และระนาบที่ดวงจันทร์โคจรรอบโลกไม่ใช่ระนาบเดียวกัน หากตัดกันเป็นมุม 5 องศา ดังนั้นจึงมีโอกาสที่จะเกิดจันทรุปราคาเพียงปีละ 1 - 2 ครั้ง

ลักษณะของดวงจันทร์เมื่อเกิดจันทรุปราคาเต็มดวง

เมื่อเกิดจันทรุปราคาเต็มดวง ดวงจันทร์ไม่ได้หายไปจนมืดทั้งดวง แต่จะเห็นเป็นสีแดงอิฐ เนื่องจากมีการหักเหของแสงอาทิตย์เมื่อส่องผ่านชั้นบรรยากาศของโลก สีของดวงจันทร์เมื่อเกิดจันทรุปราคาแต่ละครั้งจะไม่เหมือนกัน แบ่งออกได้เป็น 5 ระดับ ดังนี้

ระดับ 0 ดวงจันทร์มืดจนแทบมองไม่เห็น

ระดับ 1 ดวงจันทร์มืด เห็นเป็นสีเทาหรือสีน้ำตาลแต่มองไม่เห็นรายละเอียด ลักษณะพื้นผิวของดวงจันทร์

ระดับ 2 ดวงจันทร์มีสีแดงเข้มบริเวณด้านในของเงามืด และมีสีเหลืองสว่างบริเวณด้านนอกของเงามืด

ระดับ 3 ดวงจันทร์มีสีแดงอิฐและมีสีเหลืองสว่างบริเวณขอบของเงามืด

ระดับ 4 ดวงจันทร์สว่างสีทองแดงหรือสีส้ม ด้านขอบของเงาสว่างมาก

ประเภทของจันทรุปราคา

เนื่องจากระนาบวงโคจรของดวงจันทร์และระนาบวงโคจรของโลกไม่ซ้อนทับกันพอดี จึงทำให้เกิดจันทรุปราคาได้ 3 แบบ ดังนี้

จันทรุปราคาเต็มดวง (Total Eclipse) เกิดขึ้นเมื่อดวงจันทร์ทั้งดวงเข้าไปอยู่ในเงามืดของโลก

จันทรุปราคาบางส่วน (Partial Eclipse) เกิดขึ้นเมื่อบางส่วนของดวงจันทร์เคลื่อนที่ผ่านเข้าไปในเงามืด

จันทรุปราคาเงามัว (Penumbra Eclipse) เกิดขึ้นเมื่อดวงจันทร์โคจรผ่านเข้าไปในเงามัวเพียงอย่างเดียว  เราจึงมองเห็นดวงจันทร์เต็มดวงมีสีคล้ำเนื่องจากความสว่างลดน้อยลง จันทรุปราคาเงามัวหาดูได้ยาก เพราะโดยทั่วไปดวงจันทร์มักจะผ่านเข้าไปในเงามืดด้วย

เงาโลก

โลกเป็นดาวเคราะห์ไม่มีแสงสว่างในตัวเอง หากแต่ได้รับแสงจากดวงอาทิตย์ ด้านที่หันหน้าเข้าหาดวงอาทิตย์เป็นเวลากลางวัน ส่วนด้านตรงข้ามกับดวงอาทิตย์เป็นเวลากลางคืน  โลกบังแสงอาทิตย์ทำให้เกิดเงา 2 ชนิด คือ เงามืด และเงามัว

 เงามืด (Umbra) เป็นเงาที่มืดที่สุด เนื่องจากโลกบังดวงอาทิตย์จนหมดสิ้น หากเราเข้าไปอยู่ในเขตเงามืด จะไม่สามารถมองเห็นดวงอาทิตย์ได้เลย

เงามัว (Penumbra) เป็นเงาที่ไม่มืดสนิท เนื่องจากโลกบังดวงอาทิตย์เพียงด้านเดียว หากเราเข้าไปเขตเงามัว เราจะมองเห็นบางส่วนของดวงอาทิตย์โผล่พ้นส่วนโค้งของโลก เงาที่เกิดขึ้นจึงไม่มืดนัก

ความเชื่อโบราณเรื่องการเกิดจันทรุปราคา

  
พระราหูกับพระจันทร์และพระอาทิตย์มีเรื่องโกรธเคืองกันอยู่ คือเมื่อครั้งเทวดากวนน้ำอมฤต เทวดาพยายามกีดกันไม่ให้พวกอสูรได้ดื่มน้ำอมฤต แต่พระราหูซึ่งมีกำเนิดเป็นอสูรตระกูลแทตย์ได้ปลอมตัวเป็นเทวดาและได้เล็ดลอดเข้าไปดื่มน้ำอมฤตนั้นได้สำเร็จฝ่ายพระอาทิตย์และพระจันทร์ ซึ่งเป็นเทวดาอยู่ในที่ประชุม เห็นพระราหูทำเช่นนั้น จึงทูลพระนารายณ์ให้ทรงทราบ พระนารายณ์กริ้วจึงเอาจักรขว้าง ถูกราหูขาดสองท่อนแต่ก็ไม่ตาย เพราะได้ดื่มน้ำอมฤตเข้าไปแล้ว ท่อนหัวกลายเป็นพระเกตุ (ตำนานว่าพระเกตุมีลูกเป็นดาวหางและผีพุ่งใต้)ตั้งแต่นั้นมา พระราหูประกาศเป็นศัตรูกับพระจันทร์และพระอาทิตย์ทันที คือพระราหูคอยจับพระจันทร์และพระอาทิตย์กินหรืออมไว้เพื่อเป็นการแก้แค้น ถ้าอมพระจันทร์เราเรียกว่าจันทรุปราคา ถ้าอมพระอาทิตย์เราเรียกว่าสุริยุปราคา ชาวบ้านเรียก "มีสูรย์มีจันทร์" หรือ "จัทนคราส สุริยคราส"

ปรากฏการณ์จันทรุปราคา (Lunar Eclipse)

ปรากฏการณ์จันทรุปราคา (Lunar Eclipse) เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นเมื่อดวงจันทร์เต็มดวง จะเกิดขึ้นในเวลากลางคืน เมื่อเรามองไปบนท้องฟ้า เราจะเห็นดวงจันทร์สีแดงอมน้ำตาลที่มีลักษณะกลมโตและใหญ่กว่าปกติ หรือที่เราเรียกกันว่า “ดวงจันทร์สีเลือด”ปรากฏการณ์จันทรุปราคาเป็นปรากฏการณ์ที่เกิดจากดวงอาทิตย์ โลก และดวงจันทร์ โคจรมาเรียงตัวอยู่ในแนวระนาบเดียวกัน ซึ่งเป็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นไม่บ่อยนัก โดยการเรียงอยู่ระนาบเดียวกัน ต้องเป็นช่วงที่ดวงจันทร์เต็มดวง (ขึ้น 15 ค่ำ) เท่านั้น ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นเมื่อดวงจันทร์มีการโคจรเข้าไปในเงาของโลก การที่ดวงจันทร์โคจรเข้าไปในเงาโลก จะทำให้ดวงจันทร์เกิดการเว้าแหว่ง และหากดวงจันทร์เคลื่อนที่เข้าไปในเงามืดของโลกพอดี จะทำให้เรามองเห็นดวงจันทร์มีลักษณะกลมโตและมีสีน้ำตาลอมแดง เรียกว่า “จันทรุปราคาเต็มดวง”

ลำดับความสว่างจันทรุปราคาของแดนจอน

นักดาราศาสตร์ชาวฝรั่งเศสชื่อ แอนเดร์ หลุยส์ แดนจอน (André-Louis Danjon) ได้เสนอการจัดเรียงลำดับของจันทรุปราคาไว้ 5 ระดับ เพื่อใช้ในการเปรียบเทียบความสว่างของดวงจันทร์ในช่วงขณะที่เกิดจันทรุปราคาเต็มดวง โดยใช้สัญลักษณ์ความสว่าง (Luminosities) เป็นตัวแอล “L” สำหรับค่าความสว่างต่างๆ มีการกำหนดดังต่อไปนี้โดยเมื่อค่า

 L = 1 จันทรุปราคาเต็มดวงมีความมืด เห็นเป็นสีเทาหรือสีน้ำตาลอ่อนในการแยกนั้นค่อนข้างลำบาก

L = 2 จันทรุปราคาเต็มดวงเห็นเป็นสีแดงเข้มหรือสีสนิมคราส บริเวณศูนย์กลาง เงาสีเข้มมาก ในขณะที่ขอบนอกของเงามัว ค่อนข้างสดใส

L = 3 จันทรุปราคาเต็มดวงเห็นเป็นสีแดงอิฐ เงามัวมักจะมีขอบหรือสีเหลืองสดใส

L = 4  จันทรุปราคาเต็มดวงที่เห็นจะสว่างมาก มีสีทองแดงหรือสีส้ม เงามัวมีสีฟ้า ขอบของดวงจันทร์มีความสว่างมาก

     L = 1                  

 L = 2           

L = 3

L = 4





       ลำดับการเกิดปรากฏการณ์จันทรุปราคาเต็มดวง

ปรากฏการณ์จันทรุปราคาเต็มดวงจะเริ่มต้นด้วยปรากฏการณ์จันทรุปราคาเงามัวก่อน และตามมาด้วยปรากฏการณ์จันทรุปราคาบางส่วน เมื่อดวงจันทร์เคลื่อนที่เข้าไปอยู่ในเงามืดของโลกหมดทั้งดวง เรียกว่าเกิดปรากฏการณ์จันทรุปราคาเต็มดวง เมื่อดวงจันทร์เริ่มออกจากเงามืด ดวงจันทร์ก็จะเริ่มสว่างขึ้นทีละน้อยจนสว่างทั้งดวง และเมื่อดวงจันทร์เคลื่อนที่ผ่านพ้นเงามืดของโลก ปรากฏการณ์จันทรุปราคาเต็มดวงก็สิ้นสุดลง โดย ลำดับการเกิดปรากฏการณ์จันทรุปราคาจะกำหนดจากระยะเวลาในช่วงระหว่างขณะการเกิดปรากฏการณ์จันทรุปราคา และปรากฏการณ์จันทรุปราคาเต็มดวงสามารถแบ่งออกเป็น 7 ช่วง ด้วยกัน คือ

 1. P1 สัมผัสที่ 1 (First contact) เป็นจุดเริ่มต้นของการเกิดปรากฏการณ์จันทรุปราคา ดวงจันทร์เริ่มสัมผัสเงามัวของโลกครั้งแรก และเริ่มเกิดปรากฏการณ์จันทรุปราคาบางส่วนเงามัว ซึ่งเป็นช่วงที่สังเกตยากมากที่สุด เพราะแสงสว่างจากดวงจันทร์แทบจะไม่มีการลดลงเลย

2. U1 สัมผัสที่ 2 (Second Contact) จุดเริ่มต้นของการเกิดปรากฏการณ์จันทรุปราคาบางส่วน ดวงจันทร์เริ่มสัมผัสขอบด้านนอกเงามืดของโลกครั้งแรก และเริ่มเกิดจันทรุปราคาบางส่วนเงามืด ในช่วงนี้ดวงจันทร์จะเริ่มแหว่งไปช้าๆ

3. U2 สัมผัสที่ 3 (Third Contact) จุดเริ่มต้นของปรากฏการณ์จันทรุปราคาเต็มดวง ดวงจันทร์จะอยู่ภายในเงามืดของโลกอย่างสมบูรณ์ แสงสว่างจากดวงจันทร์จะลงลดจากเดิมอย่างเห็นได้ชัด

  4. กึ่งกลางอุปราคา (Greatest eclipse) เป็นจุดที่ดวงจันทร์เข้าไปอยู่กึ่งกลางเงามืดของโลก ซึ่งในการเกิดปรากฏการณ์จันทรุปราคาในแต่ละครั้งจุดกึ่งกลางอุปราคา จะแตกต่างกันออกไป ขึ้นอยู่กับ ว่าอยู่ในช่วงไหนของซารอสนั้นๆ และยังเป็นบริเวณที่แสงจากดวงจันทร์ลดลงมากที่สุด

5. U3 สัมผัสที่ 4 (Fourth Contact) จุดสุดท้ายของปรากฏการณ์จันทรุปราคาเต็มดวง เป็นจุดที่ดวงจันทร์จะเริ่มออกจากเงามืดของโลก แสงสว่างของดวงจันทร์เริ่มปรากฏขึ้น และกลายเป็นปรากฏการณ์จันทรุปราคาบางส่วนอีกครั้ฃ

 6. U4 สัมผัสที่ 5 (Fifth contact) จุดสิ้นสุดของปรากฏการณ์จันทรุปราคาบางส่วน ดวงจันทร์ออกจากเงามืดของโลกทั้งดวง และเริ่มเห็นดวงจันทร์เต็มดวงอีกครั้ง

 7. P2 สัมผัสที่ 6 (Sixth contact) จุดสุดท้ายของปรากฏการณ์จันทรุปราคาบางส่วนเงามัว เป็นจุดที่ดวงจันทร์จะผ่านพ้นเงามัวของโลกหมดทั้งดวงอย่างสมบูรณ์ และดวงจันทร์จะสว่างขึ้นดังเดิม

ปัจจัยในการเกิดปรากฏการณ์จันทรุปราคา

วงโคจรของดวงจันทร์รอบโลก

วงโคจรของดวงจันทร์ขณะโคจรรอบโลกมีลักษณะเป็นวงรี ซึ่งระยะห่างระหว่างตำแหน่งของดวงจันทร์อยู่ใกล้โลกที่สุด (Perigee) โดยเฉลี่ยประมาณ 362,570 กิโลเมตร (356,400 – 370,400 กิโลเมตร) และระยะห่างระหว่างตำแหน่งของดวงจันทร์อยู่ไกลโลกที่สุด (Apogee) โดยเฉลี่ยประมาณ 405,410 กิโลเมตร (404,000 – 406,700 กิโลเมตร) จากจุดทั้ง 2 มีระยะทางต่างกันประมาณ 42,840 กิโลเมตร ความแตกต่างของระยะทางนี้เองที่ทำให้เงาของโลกที่ทอดบนผิวของดวงจันทร์มีความแตกต่างกันในแต่ละครั้งที่เกิดปรากฏการณ์จันทรุปราคา เช่น ในกรณีที่โลกและดวงจันทร์อยู่ใกล้กัน เงาที่เกิดขึ้นจะมีขนาดใหญ่ และมีเงามืดเป็นบริเวณกว้าง ทำให้การเกิดปรากฏการณ์จันทรุปราคาในแต่ละครั้งไม่เหมือนกัน และมีค่าความสว่างของดวงจันทร์ขณะเกิดปรากฏการณ์จันทรุปราคาเต็มดวงมีค่าแตกต่างกันไป นอกจากนี้หากดวงจันทร์อยู่ในตำแหน่งที่ห่างจากโลกมากที่สุด จะทำให้ระยะเวลาในการเกิดปรากฏการณ์จันทรุปราคานานขึ้น ด้วยเหตุผล 2 ประการ คือ

1. ณ ตำแหน่งที่ดวงจันทร์อยู่ไกลโลกมากที่สุด ดวงจันทร์จะเคลื่อนที่ช้ากว่าตำแหน่งอื่นๆ เพราะตำแน่งนี้เป็นตำแหน่งที่ดวงจันทร์เคลื่อนที่ช้าที่สุดในวงโคจรรอบโลก (ตามกฏของเคปเลอร์)

2. ขณะที่ดวงจันทร์อยู่ที่ตำแหน่งไกลโลกมากที่สุด เราจะสังเกตมองเห็นดวงจันทร์มีขนาดเล็กกว่า ตำแหน่งขณะที่ดวงจันทร์อยู่ใกล้โลกที่สุด ดวงจันทร์จะเคลื่อนที่ผ่านเงาของโลกไปอย่างช้า ทำให้อยู่ในเงามืดนานขึ้น

จันทรุปราคากลายเป็นพระจันทร์สีเลือดได้อย่างไร?

ปรากฏการณ์พระจันทร์สีเลือดในคืนที่มีจันทรุปราคา เหตุที่พระจันทร์กลายเป็นสีแดง สีส้มอิฐ จนถูกเรียกขานว่าพระจันทร์สีเลือด นั่นก็เพราะเมื่อดวงจันทร์โคจรเข้ามาอยู่ในเงามืดของโลกทั้งดวง ก่อให้เกิดปรากฏการณ์จันทรุปราคาเต็มดวง ดวงอาทิตย์ โลก และดวงจันทร์ที่โคจรมาอยู่ในระนาบเดียวกัน ส่งผลให้แสงสีแดงจากดวงอาทิตย์หักเหผ่านบรรยากาศของโลกไปกระทบกับดวงจันทร์ ก่อให้เกิดเป็นพระจันทร์สีเลือดขึ้นได้ และเมื่อดวงจันทร์เคลื่อนตัวออกจากเงามืดของโลก โดยผ่านเงามัวของโลก จุดนี้เราจะมองเห็นดวงจันทร์เต็มดวง แต่ความสว่างของดวงจันทร์จะลดน้อยลงและไม่เจอแสงดวงอาทิตย์ส่องกระทบให้เห็นเป็นพระจันทร์สีเลือดอีก ซึ่งช่วงเวลานี้จะค่อนข้างสังเกตเห็นความเปลี่ยนแปลงของดวงจันทร์ได้ค่อนข้างยาก

         จันทรุปราคาเกร็ดเล็กเกร็ดน้อยด้านดาราศาสตร์ที่น่ารู้

การเกิดจันทรุปราคาสามารถพิสูจน์ให้เห็นตามหลักทางดาราศาสตร์ได้ว่า ดวงจันทร์มีการโคจรรอบโลก นอกจากนี้ปรากฏการณ์จันทรุปราคายังช่วยเราหาคำตอบว่า โลกใบนี้กลมจริงหรือไม่ ? ได้อีกด้วย เพราะหากลองสังเกตเงาของโลกที่ปรากฏบนผิวของดวงจันทร์จะพบว่า เงาที่เกิดขึ้นมีลักษณะเป็นเส้นโค้งเหมือนวงกลม ซึ่งในอดีต นักดาราศาสตร์ได้ใช้ความโค้งของเงาโลกที่ปรากฏขึ้นบนพื้นผิวดวงจันทร์ระหว่างการเกิดจันทรุปราคาบางส่วนมาเป็นหลักฐานอย่างหนึ่งท่ีชี้ให้เห็นว่าโลกกลม และที่สําคัญปรากฏการณ์จันทรุปราคายังแสดงให้เห็นว่า โลกและพระจันทร์ต่างก็ไม่มีแสงสว่างในตัวเอง แต่ที่โลกและพระจันทร์มีแสงสว่างอย่างที่เราเห็นนั้น เป็นการอาศัยแสงสว่างจากดวงอาทิตย์นั่นเอง การเกิดจันทรุปราคาสามารถพิสูจน์ให้เห็นตามหลักทางดาราศาสตร์ได้ว่า ดวงจันทร์มีการโคจรรอบโลก นอกจากนี้ปรากฏการณ์จันทรุปราคายังช่วยเราหาคำตอบว่า โลกใบนี้กลมจริงหรือไม่ ? ได้อีกด้วย เพราะหากลองสังเกตเงาของโลกที่ปรากฏบนผิวของดวงจันทร์จะพบว่า เงาที่เกิดขึ้นมีลักษณะเป็นเส้นโค้งเหมือนวงกลม ซึ่งในอดีต นักดาราศาสตร์ได้ใช้ความโค้งของเงาโลกที่ปรากฏขึ้นบนพื้นผิวดวงจันทร์ระหว่างการเกิดจันทรุปราคาบางส่วนมาเป็นหลักฐานอย่างหนึ่งท่ีชี้ให้เห็นว่าโลกกล และที่สําคัญปรากฏการณ์จันทรุปราคายังแสดงให้เห็นว่า โลกและพระจันทร์ต่างก็ไม่มีแสงสว่างในตัวเอง แต่ที่โลกและพระจันทร์มีแสงสว่างอย่างที่เราเห็นนั้น เป็นการอาศัยแสงสว่างจากดวงอาทิตย์นั่นเอง