Движение Земли и смена времен года

Перемещаясь в космическом пространстве, Земля совершает четыре вида движения. Она вращается вместе с Солнечной системой вокруг центра Галактики. Один такой оборот, называемый галактическим годом, наша планета вместе с Солнечной системой совершает за 280 млн лет.

Влияние этого движения на процессы, происходящие на Земле, пока не изучено. Земля вращается вокруг Солнца со скоростью приблизительно 30 км/с по орбите, имеющей форму эллипса, на среднем расстоянии от светила 150 млн. км. Если представить невероятное, что Солнце вдруг перестанет притягивать Землю, то наша планета умчится в космос со скоростью 30 км/с.

Один оборот вокруг Солнца планета совершает за 365, 24 суток. Это время называется звёздным годом.

Земная ось постоянно наклонена к плоскости орбиты, по которой происходит движение планеты, под углом 66°33`22″. Ось не меняет своего положения при движении Земли, поэтому в течение года разные участки земной поверхности получают неодинаковое количество света и тепла. Наклон земной оси и обращение Земли вокруг Солнца являются причиной смены времён года.

Земля вращается вокруг своей оси, совершая полный оборот за 23 часа 56 минут и 4,1 секунды — звёздные сутки. Благодаря этому движению на планете происходит смена дня и ночи.

Вместе со своим естественным спутником — Луной, масса которой соизмерима с массой нашей планеты, Земля вращается вокруг общего с Луной центра масс, совершая один оборот за 27 суток и 8 часов. Земля и Луна считаются двойной планетой. В Солнечной системе только Плутон имеет спутник — Харон, масса которого соизмерима с массой этой планеты. У большинства планет Солнечной системы по нескольку спутников, и их массы намного меньше масс самих планет.

Смена времен года

С июня по август Земля находится в таком положении относительно Солнца, что Северное полушарие освещается больше и получает большее количество тепла. В это время земная ось наклонена северным концом к Солнцу и в Северном полушарии лето. 22 июня — в день летнего солнцестояния — Солнце стоит в зените над Северным тропиком. В Южном полушарии с июня по август — зима, потому что южный конец земной оси отклонён от Солнца. Южное полушарие как будто отвернулось от светила и поэтому получает меньше тепла и света. За Южным полярным кругом в это время стоит полярная ночь.

Земля постоянно движется по своей орбите вокруг Солнца. 23 сентября, в день осеннего равноденствия, Солнце стоит в зените над экватором, в Северном полушарии в это время осень, а в Южном — весна. Оба полушария освещены равномерно, и к ним поступает одинаковое количество тепла.

К декабрю Земля оказывается с другой стороны от Солнца — на противоположной стороне своей орбиты. Теперь полушария словно меняются местами: южный конец земной оси обращен к Солнцу и в Южном полушарии лето. 22 декабря, в день зимнего солнцестояния, Солнце стоит в зените над Южным тропиком.

В день весеннего равноденствия — 20-21 марта Солнце снова стоит в зените над экватором, день равен ночи и полушария равномерно освещаются и нагреваются. Затем дни в Северном полушарии начинают удлиняться, а в Южном становиться короче.

Буду благодарен, если Вы поделитесь этой статьей в социальных сетях:

Поиск по сайту:

Вращение Земли вокруг своей оси и вокруг Солнца Форма и размеры Земли

Земля шарообразна, однако, это не идеальный шар. Из-за вращения планета немного сплюснута у полюсов, такую фигуру принято называть сфероидом или геоидом — «подобным земле».

Земля огромна, ее размер трудно представить. Основные параметры нашей планеты следующие:

• Диаметр — 12570 км
• Длина экватора — 40076 км
• Длина любого меридиана — 40008 км
• Общая площадь поверхности Земли — 510 млн. км2
• Радиусу полюсов — 6357 км
• Радиусу экватора — 6378 км

Земля одновременно вращается вокруг солнца и вокруг собственной оси.

Какие виды движения Земли вам известны?
Годовое и суточное вращение Земли

Вращение Земли вокруг своей оси

Земля вращается вокруг наклонной оси с запада на восток. Половина земного шара освещается солнцем, там в это время день, вторая половина находится в тени, там ночь. Благодаря вращению Земли происходит смена дня и ночи. Один оборот вокруг своей оси Земля делает за 24 часа — сутки.

Из-за вращения происходит отклонение движущихся потоков (рек, ветров) в северном полушарии — вправо, а в южном — влево.

Вращение Земли вокруг Солнца

Вокруг солнца Земля вращается по круговой орбите, полный оборот совершается за 1 год. Земная ось не вертикальна, она наклонена под углом 66,5° к орбите, угол этот остается постоянным во время всего вращения. Главным следствием этого вращения является смена времен года.

Рассмотрим крайние точки вращения Земли вокруг Солнца.

• 22 декабря — день зимнего солнцестояния. Ближе всего к солнцу (солнце находится в зените) в этот момент находится южный тропик — поэтому в южном полушарии лето, в северном – зима. Ночи в южном полушарии короткие, на южном полярном круге 22 декабря день длится 24 часа, ночь не наступает. В северном полушарии все, наоборот, на северном полярном круге ночь длится 24 часа.
• 22 июня — день летнего солнцестояния. Ближе всего к солнцу находится северный тропик, в северном полушарии лето, в южном – зима. На южном полярном круге ночь длится 24 часа, а на северном ночь не наступает вовсе.
• 21 марта, 23 сентября — дни весеннего и осеннего равноденствий Ближе всего к солнцу находится экватор, день равен ночи в обоих полушариях.

Почему происходит смена времен года на Земле от чего зависит

Смена времен года, схема

Почему происходит смена времен года? Древние мыслители и астрономы Греции полагали, что смена времен года объясняется мистическими причинами, никак не связанными с движением планет в Солнечной системе.

Более того, для них вся остальная вселенная находилась в движении вокруг нашей планеты, а сама Земля оставалась неподвижной. Подобная модель сохранилась и в эпоху Средневековья, по религиозным соображениям.

Николай Коперник совершил переворот, доказав, что Земля и прочие планеты движутся вокруг Солнца, а, как мы увидим, именно этим движением объясняется смена времен года.

Движение вокруг Солнца — вот ответ на вопрос

Земля со спутника Электро-Л. На видео показано как менялась Земля с 1 января по 31 декабря 2012 года.

Наша планета имеет два постоянных движения: она движется вокруг своей оси, а так же оборачивается вокруг Солнца. Первым движением объясняется смена дня и ночи — один полный оборот происходит за 24 часа, мы называем это сутками. Второе движение является непосредственной причиной смены времен года.

Ось планеты находится под непрямым углом к падающим на нее солнечным лучам, если бы было иначе — смена времен года никогда бы не происходила, ночь и день всегда были бы одинаковыми и длились по 12 часов, как на экваторе, так и в Лондоне, и в заполярье.

Однако, ось наклонена по отношению к солнечным лучам и не составляет с ними прямого угла, поэтому в течении полугода северное полушарие получает большую часть солнечного тепла, предоставляя солнечным лучам большую поверхность, чем южное. То же самое происходит с южным полушарием в течении другой половины года.

Почему на Юге теплее круглый год

Поскольку во время движения по своей орбите Земля находится на разных расстояниях по отношению к Солнцу — лето в южном полушарии теплее, чем лето в северном. Это объясняется тем, что во момент, когда расстояние между Землей и Солнцем является минимальным — именно Южное полушарие находится ближе к Солнцу, чем северное.

Конечно, и в Южной Африке бывает зима и выпадает снег, но зима в ЮАР и в Австралии намного теплее, чем зима в России на полуострове Ямал или на архипелаге Новая Гвинея.

Смена времен года, смонтирована на основе изображений геостационарного спутника METEOSAT-9, полученных в период с 21 декабря 2010 по 20 сентября 2011 года.

Заключение

Итак, смена времен года происходит благодаря двум факторам: во-первых, это движение Земли вокруг Солнца по эллиптической орбите, во-вторых, это непрямой угол между земной орбитой и солнечными лучами. Не будь одного из этих двух факторов — на Земле никогда не сменялись бы времена года.

Однако возникает вопрос: какое время года было бы в таком случае на Земле — вечная зима или вечное лето? Ответ: ни то, ни другое. Дело в том, что если бы земная ось не была бы наклонена — на экваторе, куда лучи падают под прямым углом, было бы вечное лето, а чем дальше от экватора — тем холоднее. Если же наша планета не двигалась бы вокруг Солнца, но ось была бы так же наклонена по отношению к солнечным лучам — в одном из полушарий было вечное лето, а в другом зима, в зависимости от расположения Земли относительно Солнца.

Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!

Просмотров записи: 64224

Запись опубликована: 05.12.2013
Автор: Максим Заболоцкий

Топ заблуждений об астрономии. 1. Смена времён года

Первое заблуждение можно было бы счесть совершенно детским, однако печальная ирония в том, что сейчас я всё чаще слышу его пересказ совсем даже не из детских уст. Вплоть до того, что в одной передаче некая учительница даже хвасталась тем, что «все дети в их школе очень много знают, в том числе о смене времён года». Причину которой она и озвучивала:

Времена года сменяются потому, что Земля движется по эллиптической орбите, поэтому иногда она находится дальше от Солнца, а иногда ближе.

Тиражирование этого заблуждения уже походит на эпидемию. Даже в мультиках про географию для детей временами называют именно этот вариант. Прокрался он и на некоторые с виду серьёзные сайты.

Итак, смена времён года происходит благодаря двум факторам: во-первых, это движение Земли вокруг Солнца по эллиптической орбите, во-вторых, это [тут типа спойлер]. Не будь одного из этих двух факторов — на Земле никогда не сменялись бы времена года.

Правда, тут хотя бы назван «второй фактор», хотя и ошибочно сказано, будто бы «не будь одного из них, времена года бы не сменялись.

Однако нет, друзья мои, «второго фактора» вполне хватило бы для означенной смены.

О чём, впрочем, можно было бы догадаться, если бы самую малость вспомнить некоторые нюансы этих самых времён года. Так, в частности, когда в Северном полушарии зима, в Южном — лето. И если бы объяснение про эллиптическую орбиту было бы верным, то из этого бы следовало, что эти два полушария то ли летают по разным орбитам, то ли по одной, но с большим отрывом друг от друга. В общем, с целостностью Земли явно что-то было бы не в порядке.

На том же сайте, кстати, можно прочитать, что

конечно, и в Южной Африке бывает зима и выпадает снег, но зима в ЮАР и в Австралии намного теплее, чем зима в России на полуострове Ямал или на архипелаге Новая Гвинея.

Но вообще-то в Южной Африке зима теплее потому, что полуостров Ямал находится примерно на 70° северной широты, а Южная Африка — на 30° южной. Если же мы бы взяли что-то относительно симметричное — например, Южную Африку и Израиль (30° южной против 30° северной), то о «намного теплее» у нас речь бы не шла.

Конечно, температура определяется не только широтой, но ещё и близостью к морю или горам, наличием тёплых или холодных течений и так далее (в частности, в Южной Африке гораздо более ощутимо скачет температура), но в этом случае видно, что при симметричном расположении и графики температур симметричны.

Иными словами, «первый фактор» тут явно не главный.

Да, эллиптичность орбиты, правда, оказывает некоторое влияние на климат, но дело тут вовсе не в удалённости от Солнца — она-то совсем небольшая. Удалённость в перигелии (в самой ближней к Солнцу точке орбиты) отличается от удалённости в афелии (самой дальней точке) всего на 3%. Этого слишком мало, чтобы обусловить большую разницу температур на симметричных широтах.

И, самое главное, как уже намекалось выше, если бы мы имели дело только с этим фактором, то зима и лето наступали бы на всей планете сразу.

В общем, эллиптичность орбиты приводит лишь к тому, что зима в Южном полушарии на два—три дня короче, чем в Северном, а лето, напротив, длиннее.

Реально же основной вклад в смену времён года вносит то самое, с чем радикально ошиблись в мультике, нарисовав Землю без наклона к её орбите. А она ведь на самом деле наклонена: на 23,44°.

Благодаря этому наклону часть года Земля преимущественно повёрнута к Солнцу своим Северным полушарием, а другую часть — Южным.

Это приводит, во-первых, к большей продолжительности дня, а во-вторых, к большему углу подъёма Солнца над поверхностью земли в одно и то же время суток.

Где-то на севере Норвегии солнце в полдень летом выглядит, примерно, как на правой картинке, а зимой — как на левой.

В результате этих двух эффектов земля и атмосфера летом прогреваются ощутимо сильнее, чем зимой.

Однако этот эффект тем менее заметен, чем ближе данная точка поверхности к экватору: ведь с него и зимой, и летом солнце видно примерно под одним и тем же углом — оно почти прямо над головой, да и продолжительность дня тоже весь год примерно одинаковая.

С другой стороны, ближе к полюсам этот эффект столь сильно выражен, что часть года там солнца вообще не видно, но зато другую часть года его видно круглые сутки. Иными словами, явления, условно называемые «полярная ночь» и «полярный день» напрямую связаны как со сменой времён года, так и с тем явлением, которое его вызывает — наклоном оси вращения Земли относительно плоскости орбиты её вращения вокруг Солнца.

И, кстати, с вращением вокруг Солнца связано второе весьма распространённое заблуждение. О нём — в следующей заметке.

Науки о Земле. Загадочное поведение Земли на орбите Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

НАУКИ О ЗЕМЛЕ

НАУКИ О ЗЕМЛЕ. ЗАГАДОЧНОЕ ПОВЕДЕНИЕ ЗЕМЛИ НА ОРБИТЕ

Пеньков И.И.

Пеньков Иван Иванович — кандидат технических наук, пенсионер, г. Обнинск, Калужская область

Аннотация: в статье рассматривается необычное «поведение» Земли на околосолнечной орбите и утверждается, что одновременно с суточным вращением Земли вокруг своей оси, Земля одновременно и непрерывно испытывает неизвестное науке торможение вокруг виртуальной оси, перпендикулярной плоскости эклиптики таким образом, что направление оси суточного вращения Земли остается неизменным в течение всего периода ее обращения по околосолнечной орбите. Именно это, неизвестное науке, торможение (как бы условное вращение Земли по часовой стрелке при взгляде со стороны полярной звезды) с угловой скоростью, примерно, один градус в сутки, вместе с углом наклона земной оси обеспечивает Земле смену времен года и неизменность направления земной оси.

Ключевые слова: орбита Земли, суточное вращение Земли, ось Земли, парадокс контура, эклиптика, смена времен года, угол наклона земной оси, торможение Земли на орбите.

Человечеством сделано множество открытий в процессе исследования космического пространства, установлены различные закономерности при изучении движения космических тел. С помощью современных приборов и оборудования человек способен заглянуть в самые отдаленные уголки нашей Галактики, построить стандартную модель устройства Вселенной и по-новому осмыслить, понять свое назначение в этом мире. Несмотря на то, что современная наука посредством уникальных приборов может изучать объекты на астрономических расстояниях, на нашей Земле еще не все изучено в полной мере, как внутри планеты, так и за ее пределами, а многие открытия еще нуждаются в объяснении. Одной из таких загадок, которая нуждается в дополнительном исследовании и объяснении, является поведение Земли в процессе ее движения по орбите вокруг Солнца.

Правило парадокса контура применительно к небесной механике, не «вписывается» в рамки существующей модели поведения Земли на околосолнечной орбите и дает основание утверждать, что движение Земли по околосолнечной орбите должно отличаться от общепринятой в научном мире модели.

Суть утверждения вкратце состоит в том, что одновременно с суточным вращением Земли вокруг своей оси против часовой стрелки, Земля одновременно и непрерывно должна тормозиться («поворачиваться») вокруг виртуальной оси, перпендикулярной плоскости эклиптики таким образом, чтобы направление оси суточного вращения Земли оставалось неизменным в течение всего периода ее обращения по околосолнечной орбите. Именно это, неизвестное науке, торможение Земли (условное вращение по часовой стрелке при взгляде со стороны полярной звезды) с угловой скоростью, примерно один градус в сутки, вместе с углом наклона земной оси обеспечивает Земле смену времен года и неизменность направления земной оси.

В нашем обозримом космическом пространстве движение материальных тел происходит в основном под действием гравитационных сил, которые формируют Вселенную, Галактики, Солнечные системы, планеты. Эти силы влияют на строение планет, на траектории их движения в космическом пространстве, на климат планет, живой и растительный мир. Гравитационные силы действуют на материальные тела в радиальном направлении и всегда направлены к центру материального тела. Кроме гравитационных и центробежных сил на движение материальных тел в космосе могут влиять силы магнитного притяжения и отталкивания, силы инерции, и др., но с учетом огромных расстояний последние не оказывают существенного влияния на движение материальных тел в пространстве.

Земля уравновешена на околосолнечной орбите с одной стороны гравитационным полем Солнца, а с другой стороны центробежной силой. Эти силы равны по величине и противоположны по направлению в процессе движения Земли по траектории орбиты. Баланс этих сил, их равенство может незначительно нарушаться на разных участках орбиты, в результате чего траектория движения планеты может отличаться от «идеальной» окружности или эллипса. Установлено [1], что Земля движется вокруг Солнца по орбите, имеющей форму эллипса, а основными силами, действующими на гравитационное поле Земли, на ее орбитальное поведение, могут действовать только другие внешние гравитационные силы. Это

121

силы гравитационных полей Солнца, Луны, и незначительное действие могут оказывать силы гравитационных полей других планет.

Известно [2] (официальная точка зрения науки), что при движении Земли вокруг Солнца и ее одновременным вращением вокруг своей оси, ось Земли в северном полушарии направлена все время на полярную звезду. При таком неизменном направлении земной оси на полярную звезду, в процессе обращения Земли по орбите вокруг Солнца, происходит смена времен года. В интернете и других публикациях постоянство угла наклона земной оси и ее направления поясняется рисунками, на которых видно, что угол наклона земной оси и сама ось не изменяют свое положение в процессе обращения Земли по орбите вокруг Солнца. На Рис. 1 показано, что при смене времен года угол наклона земной оси к плоскости эклиптики, или, что то же самое, к плоскости ее орбиты, а также направление земной оси остаются неизменными в течение всего периода обращения Земли вокруг Солнца.

Такая схема поведения Земли на орбите устраивает официальную науку, поскольку не противоречит реальности. Наука утверждает, что угол наклона земной оси и неизменность ее направления «отвечают» за смену времен года. Однако, наука не дает ответ на вопрос: «Почему направление земной оси остается неизменным в течение всего периода обращения Земли по околосолнечной орбите»?

Рис. 1. Постоянство угла наклона земной оси

Ранее на моем сайте (prompatent.ru) было опубликована статья под названием «Парадокс контура» (далее — ПК). Основной смысл ПК вкратце заключается в следующем. Если при воздействии внешней силы материальное тело движется по криволинейной траектории с одновременным вращением вокруг своей оси, направленной под постоянным углом к траектории движения, то материальное тело для внешнего наблюдателя изменяет направление своего движения и направление оси на противоположное через каждые 180 градусов. ПК применим как к замкнутому контуру-траектории, так и к криволинейным траекториям, образующим полукруг, синусоиду параболу, спираль и др.

Движение материальных тел по криволинейным траекториям под действием внешних сил, как в земной, так и в небесной механике в основном подчиняется одним и тем же законам. И если в опытах, описанных в указанной выше публикации, ПК правильно объясняет на Земле поведение материальных тел при их движении по криволинейным траекториям, то применение ПК для объяснения поведения Земли в процессе ее обращения вокруг Солнца не «вписывается» в схему Рис. 1. С помощью ПК невозможно объяснить почему ось суточного вращения Земли не меняет свое направление в процессе движения Земли по околосолнечной орбите. ПК говорит о том, что направление земной оси, при обращении Земли по орбите вокруг Солнца, должно изменяться на противоположное, и через 180 градусов ось суточного вращения Земли должна находиться в положении, как показано на Рис. 2.

Рис. 2. Положение земной оси в соответствии с ПК 122

В соответствии с ПК, Земля при своем обращении по орбите вокруг Солнца должна изменить направление своей оси на противоположное при прохождении половины орбиты, (через 180 градусов), а при прохождении второй половины орбиты ось Земли должна возвратиться в начальное, исходное положение. При этом получается, что в северном полушарии, согласно Рис. 2, должна быть все время зима, а в южном полушарии должно быть все время лето. Но в соответствии с реальностью это не так, этого не происходит. Как показано на Рис. 1, в процессе оборота Земли по орбите вокруг Солнца, направление земной оси остается без изменения, т.е. ось Земли не меняет свое положение на противоположное через 180 градусов. Так в чем же дело, не «работает» упомянутый выше мною закон (правило) ПК, или, как говорят, есть исключение из правил? Мне представляется, что «нарушение» этого правила-закона ПК обусловлено неизвестным до настоящего времени явлением, о котором будет рассказано ниже.

Но вначале рассмотрим одну из многих гипотез, которые можно часто встретить в современных публикациях в интернете. Авторы таких публикаций утверждают, что Земля вообще не вращается вокруг Солнца. Рассмотрим один из возможных вариантов, когда Земля вместе с Солнцем обращается по орбите со скоростью вращения Солнца вокруг общей оси. Это может быть в случае, когда Солнце Земля и другие планеты солнечной системы вращаются в одной «связке» с одинаковой угловой скоростью. Орбита Земли в этом случае должна быть окружностью с центром, совпадающим с центром Солнца, и мы со своей планеты должны видеть только одну и ту же сторону поверхности Солнца, по аналогии с Луной.

Основанием для такого утверждения может служить предыстория образования нашей Солнечной системы, принятая официальной наукой. При формировании Солнечной системы на ранней стадии частицы газа и пыли вращались в одном направлении в одной газопылевой области (плоскости) в центре которой находилось Солнце [3]. Постепенно под действием сил тяготения, эта газопылевая материя сформировалась в отдельные плотные образования, из которых впоследствии образовались планеты на разных расстояниях от Солнца, которые мы наблюдаем и в настоящее время. Их направление обращения по орбитам осталось таким же, как и направление вращения газопылевого облака на ранней стадии формирования Солнечной системы, миллиарды лет назад.

В приведенном выше варианте правило ПК действует, т.е. направление земной оси (с ее современным углом наклона, равным 23,5 градуса) меняется на противоположное, через половину оборота Солнца, смена дня и ночи происходит в течение 24 часов, но не происходит смены времен года. В одном полушарии в течение года — зима, а в другом полушарии — лето. Такая модель поведения Земли на орбите не соответствует реальности, но это могло быть реальностью, если бы Земля одновременно с суточным вращением вокруг своей оси, тормозилась, то есть, условно говоря, вращалась бы еще и вокруг оси, перпендикулярной плоскости эклиптики. В этом случае выполнялось бы и правило ПК, и на Земле происходила бы смена времен года.

Каким же образом удается сохранять направление земной оси неизменным в процессе всего периода обращения Земли по околосолнечной орбите и какие силы задействованы в этом процессе?

Прежде чем ответить на поставленный вопрос, рассмотрим еще один несколько упрощенный, «стационарный» вариант поведения Земли при ее обращении по околосолнечной орбите. Этот вариант выглядит нижеследующим образом. Земля тормозится (условно вращается вокруг оси перпендикулярной к плоскости эклиптики) с угловой скоростью, примерно один градус в сутки и, одновременно, вокруг своей оси с обычной угловой скоростью примерно 15 градусов в сутки, но находится на месте, не обращается по орбите вокруг Солнца.

При этом, на Земле будут происходить обычные процессы, а именно смена дня и ночи и смена времен года. В рассматриваемом варианте Рис. 3,4 торможение («поворот») Земли вокруг оси, перпендикулярной ее орбитальной плоскости происходит таким образом, что Земля как бы вращается вокруг оси, перпендикулярной ее орбитальной плоскости, по часовой стрелке, если смотреть на Землю со стороны полярной звезды.

Рис. 3. «Стационарный» вариант поведения Земли на орбите с учетом ее торможения

123

Необходимо заметить, что в предложенной схеме поведения Земли появилось еще одно дополнительное движение — торможение Земли вокруг оси, перпендикулярной к ее орбитальной плоскости.

Силы, которые могли бы определенным образом вызывать торможение (поворот) Земли вокруг оси, перпендикулярной плоскости эклиптики, должны действовать на протяжении всего периода обращения Земли по орбите и быть неизменными, т.е. иметь, примерно, постоянную величину. Эти силы достаточно хорошо изучены астрономами на протяжении многих веков. Земля движется по орбите вокруг Солнца под действием гравитационных и центробежных сил, которые достаточно прочно удерживают ее в определенном положении на орбите [1].

Рис. 4. Направление земной оси в «стационарном» варианте при повороте Земли вокруг перпендикулярной

оси на 180 градусов

Необходимо заметить, что в предложенной схеме поведения Земли появилось еще одно дополнительное движение — торможение Земли вокруг оси, перпендикулярной к ее орбитальной плоскости.

Еще раз подчеркну, что поведение Земли на орбите по общепринятой схеме Рис. 1, не соответствует ПК. В соответствии с ПК, ось суточного вращения Земли, в течение всего периода обращения по орбите, должна быть направлена от Солнца (Рис. 2). Пройдя половину расстояния по орбите (180 градусов), ось суточного вращения Земли должна занять положение, противоположное ее исходному положению, и в этом случае на Земле не должна происходить смена времен года.

Смысл моего утверждения состоит в том, что независимо от суточного вращения Земли вокруг своей оси против часовой стрелки, если смотреть на ось со стороны северного полюса (полярной звезды), Земля одновременно и непрерывно тормозится (условно поворачивается по часовой стрелке) вокруг виртуальной оси, перпендикулярной плоскости эклиптики таким образом, что происходит непрерывное «удержание» Земной оси в одном направлении в течение всего периода движения Земли по орбите (Рис. 5).

Рис. 5. Неизменное положение земной оси в результате ее торможения вокруг перпендикулярной оси

Другими словами, требуемое, в соответствии с ПК, вращение Земли как бы испытывает «торможение» с постоянной угловой скоростью так, как если бы Земля вращалась вокруг оси, перпендикулярной плоскости эклиптики по часовой стрелке, в результате чего направление оси суточного вращения Земли остается неизменным. Это торможение, одновременно с суточным вращением Земли, имеет очень малую величину и его очень трудно заметить без соответствующих приборов, оборудования.

Рассматриваемое в настоящей статье утверждение противоречит общепринятому «естественному» объяснению наукой причины смены времен года на Земле при ее обращении по орбите вокруг Солнца только тем, что земная ось не меняет свое направление в течение всего периода обращения, как это показано на Рис. 1. При этом наука не объясняет почему ось суточного вращения Земли не меняет свое направление в течение всего периода обращения по околосолнечной орбите. Согласно моему утверждению, именно неизвестное науке торможение (условное вращение по часовой стрелке) Земли вокруг оси, перпендикулярной к плоскости эклиптики, а также угол наклона земной оси к плоскости эклиптики являются истинной причиной смены времен года на Земле. А неизменное направление оси суточного вращения Земли, при ее обращении по орбите вокруг Солнца, является следствием торможения Земли вокруг оси, перпендикулярной плоскости эклиптики.

Когда-то в истории Земли, по утверждению археологов, был период, когда ось суточного вращения Земли была перпендикулярна эклиптике и на Земле не было смены времен года, т.е. ось, перпендикулярная к плоскости эклиптики и ось суточного вращения Земли совпадали, и в обоих полушариях, относительно экватора, было лето, за исключением полярных областей, в течении всего периода обращения Земли по орбите. Это, кстати, не противоречит правилу ПК. По одной из версий, в результате падения на Землю крупного метеорита, или при прохождении вблизи Земли крупного космического объекта, земная ось отклонилась от вертикального положения на угол, примерно 23,5 градуса. Этот угол наклона земной оси и торможение Земли вокруг оси, перпендикулярной к плоскости эклиптики мы наблюдаем и в настоящее время.

Еще раз подчеркну, что торможение Земли вокруг оси, перпендикулярной к плоскости эклиптики вместе с углом наклона земной оси к плоскости эклиптики «отвечают» за смену времен года на Земле. Это отличается от сложившегося в науке представления о том, что смена времен года происходит только из-за угла наклона земной оси в процессе движения Земли по околосолнечной орбите. В частности, то же самое говорится в Википедии: «Причиной смены времен года является наклон земной оси к плоскости эклиптики».

Торможение Земли вокруг оси, перпендикулярной к плоскости ее орбиты, в результате чего ось суточного вращения Земли не меняет свое направление при движении по околосолнечной орбите, соблюдается достаточно точно. И каждые полгода Земля поворачивается на 180 градусов, меняя зиму на лето и следующие полгода — еще на 180 градусов, совершая полный оборот вокруг Солнца. Когда Земля совершит обращение по орбите вокруг Солнца и возвратится в исходное положение за 365 суток, то одновременно Земля совершит торможение-поворот вокруг оси, перпендикулярной плоскости эклиптики на 360 градусов за то же время.

А теперь представим себе, что в соответствии с изложенным выше и в соответствии с ПК Земля обращается по «идеальной» круговой орбите вокруг Солнца с одновременным суточным вращением вокруг своей оси и торможением вокруг оси, перпендикулярной к плоскости эклиптики, как это показано на Рис. 6.

Рис. 6. Схема движения Земли по «идеальной» круговой орбите с учетом торможения Земли

В этом случае поведение Земли (малые окружности на Рис. 6 со стрелками) соответствует правилу-закону ПК, а виртуальная ось, проходящая через центр Земли и перпендикулярная плоскости эклиптики, будет обращаться (тормозиться) по основной орбите, которая обозначена на Рис. 6 черным цветом. В то же время проекция точки пересечения оси суточного вращения с поверхностью Земли на орбитальную плоскость (точки красного цвета) будет совершать свой путь по соседней траектории, смещенной относительно основной, орбиты также вокруг Солнца, обозначенной на Рис. 6 пунктирной линией красного цвета.

125

В результате, в процессе движения Земли по околосолнечной орбите, происходит три взаимно связанных между собой движения Земли.

Движение Земли по криволинейной траектории-орбите вокруг Солнца, непрерывное торможение-поворот вокруг виртуальной оси, перпендикулярной к плоскости эклиптики и непрерывное суточное вращение Земли вокруг своей оси (нутация и другие колебания Земли на орбите в настоящей статье не рассматриваются).

Основные силы, которые «ответственны» за выше приведенное поведение Земли на околосолнечной орбите достаточно хорошо изучены — это сила Гравитационного притяжения Солнца, сила Гравитационного поля Луны и центробежная сила. Сила Гравитационного поля Солнца и центробежная сила противоположны по направлению и уравновешивают друг друга, хотя в процессе движения по орбите незначительно изменяют свою величину по разным причинам [1]. В рамках гипотезы можно сделать вывод о том, что торможение-удержание Земли вокруг оси, перпендикулярной к плоскости эклиптики, происходит в результате воздействия внешней силы, которая постоянна по величине и действует непрерывно в течение всего времени обращения Земли по орбите.

Можно предположить, что торможение, «удержание» Земли вокруг оси, перпендикулярной к плоскости ее орбиты, происходит в результате того, что Гравитационное поле Солнца по-разному действует на Гравитационное поле Земли в тангенциальном направлении внутри околосолнечной орбиты и снаружи. Действительно, по данным Википедии [3], угловая скорость вращения Солнца вокруг своей оси в несколько раз больше, чем угловая скорость движения Земли по орбите вокруг Солнца. Период обращения Земли по орбите вокруг Солнца составляет 365 суток, а период вращения Солнца вокруг своей оси составляет в среднем, примерно 25 суток. Значит, Гравитационное поле Земли будет испытывать тангенциальное воздействие со стороны Гравитационного поля Солнца, в результате чего Земля будет испытывать торможение-поворот вокруг оси, перпендикулярной к ее орбитальной плоскости по часовой стрелке, если смотреть на Землю со стороны полярной звезды, удерживая тем самым ось суточного вращения Земли примерно в одном направлении в течение всего периода обращения Земли вокруг Солнца. Угловая скорость этого торможения Земли при этом будет равна, примерно, одному градусу в сутки в течение всего периода обращения Земли вокруг Солнца.

Практическое определение величины указанного торможения Земли вокруг виртуальной оси, перпендикулярной плоскости эклиптики возможно с помощью приборов, установленных на космических аппаратах. Чтобы понять насколько сложно определить (заметить) указанное выше торможение Земли, оценим расстояние, которое пройдет Земля по орбите при торможении Земли вокруг оси, перпендикулярной плоскости эклиптики, на 1 градус. Это расстояние, соответствующее угловой скорости движения Земли по орбите одному градусу в сутки, будет, примерно, равно, примерно, 2,56 миллиона километров.

L=2пR/360 = 3,14×147/180 = 2,56млн. км, где Я-примерный радиус орбиты Земли

Для того чтобы измерить поворот Земли вокруг оси, перпендикулярной плоскости эклиптики на один градус в сутки, при одновременном повороте Земли вокруг своей оси на 360 градусов, нужна точная аппаратура при измерении из космоса. А находясь на Земле провести такие измерения еще сложнее, поскольку приведенное выше торможение происходит одновременно с суточным вращением Земли и «скрыто» этим вращением.

Вышеприведенное утверждение (предполагаемое открытие) поможет ответить на вопросы о прошлом и, возможно, о будущем нашей планеты, а также поможет делать более точные прогнозы о процессах, происходящих внутри Земли и за ее пределами.

Опубликованное в настоящей статье утверждение о торможении Земли вокруг оси, перпендикулярной плоскости эклиптики, должно подтвердится практическими измерениями, в результате чего пополнится копилка знаний о нашей планете, планете Земля, а возможно и приведет к другим открытиям.

Список литературы

1. Бакулин П.И., Кононович Э.В., Мороз В.И. Курс общей астрономии. «Мир», 1966.

2. Свободная энциклопедия Википедия, статья «Суточное вращение Земли вокруг оси».

[Электронный ресурс]. Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/ (дата обращения:

24.05.2018).

3. Свободная энциклопедия Википедия, статья «Солнечная система». [Электронный ресурс].

Режим доступа:https://ru.wikipedia.org/wiki/ (дата обращения: 24.05.2018).

Познание мира — 3

17

КАК ПРОИСХОДИТ СМЕНА ВРЕМЁН ГОДА?

Когда на северном полушарии земного шара наступает зима, на южном полушарии бывает лето. А знаешь ли ты, почему так происходит? В этой теме будут раскрыты секреты этого явления. Прочитай, и ты всё узнаешь.

С приходом весны тают снега. Все вокруг зеленеет, распускаются цветы. Потом наступает лето. После лета осенью в садах зреют плоды. Осень сменяется зимой. Падает снег. Вот так времена года сменяют друг друга. Так
почему же происходит смена времён года?

рис. 1. Смена времён года

Смену времён года мы наблюдаем по замерзанию реки, появлению ласточек, опаданию листьев с деревьев и другим признакам. Однако листья с деревьев опадают не сразу с наступлением осени. Или же, ласточки прилетают не в тот же миг, как только начинается весна. Изменения во временах года происходят постепенно. Температура воздуха начинает постепенно охлаждаться. И зимои достигает самого низкого предела, а летом, нагреваясь, доходит до самой жаркой точки.

Мы уже знаем, что Земля имеет шарообразную форму и вращается вокруг Солнца. Полный оборот Земли вокруг Солнца происходит в течение 365 дней и 6 часов. Земля также вращается вокруг своей оси. Полный же оборот вокруг своей оси Земля производит за 24 часа. На примере уменьшенной модели Земли — глобуса ты сможешь понаблюдать за вращением Земли вокруг своей оси.




рис. 2.


Верхнюю часть земного шара называют северным полушарием, а нижнюю часть — южным полушарием. В результате этих движений земного шара, количество тепла и света, падающих на его северное и южное полушария, постоянно меняется. Путь, по которому Земля вращается вокруг Солнца, называется её орбитой. Так как орбита Земли имеет не округлую, а относительно овальную форму, расстояние между земным шаром и Солнцем не всегда бывает одинаковым. В январе Земля бывает ближе к Солнцу, а в июле — дальше от него. При отдалении Земли от Солнца, на ее поверхность падает больше тепла и световой энергии.

Сейчас у нас осень. Это связано с тем, что планета Земля достигает осеннего равноденствия 23 сентября. Во время этого природного явления день и ночь бывают равны. В течение года день и ночь дважды становятся равными: весной, т.е. 21 марта, и осенью. Но между этими равно-

ВРЕМЕНА ГОДА • Большая российская энциклопедия

• В книжной версии

  Том 6. Москва, 2006, стр. 18

• Скопировать библиографическую ссылку:

  ---

Авторы: Э. В. Кононович

ВРЕМЕНА́ ГО́ДА (вес­на, ле­то, осень, зи­ма), че­ты­ре поч­ти оди­на­ко­вые по дли­тель­но­сти час­ти тро­пи­че­ско­го го­да. Ас­тро­но­мич. В. г. оп­ре­де­ля­ют­ся ви­ди­мым дви­же­ни­ем Солн­ца по эк­лип­ти­ке. На­ча­лом ас­тро­но­мич. В. г. счи­та­ют­ся мо­мен­ты про­хо­ж­де­ния Солн­ца че­рез сле­дую­щие точ­ки не­бес­ной сфе­ры: ве­сен­не­го рав­но­ден­ст­вия (20–21 мар­та), лет­не­го солн­це­стоя­ния (21–22 ию­ня), осен­не­го рав­но­ден­ст­вия (23 сент.) и зим­не­го солн­це­стоя­ния (21–22 дек.). В Сев. по­лу­ша­рии на ср. ши­ро­тах этим мо­мен­там со­ответ­ст­ву­ют на­ча­ло вес­ны, ле­та, осе­ни и зи­мы (в те же мо­мен­ты в Юж. по­лу­ша­рии на­сту­па­ют осень, зи­ма, вес­на и ле­то). В гражд. ка­лен­да­ре за ка­ж­дым В. г. за­кре­п­ле­но по три ме­ся­ца. Для Сев. по­лу­ша­рия это март, ап­рель, май (вес­на), июнь, июль, ав­густ (ле­то), сен­тябрь, ок­тябрь, но­ябрь (осень), де­кабрь, ян­варь, фев­раль (зи­ма).

Сме­на В. г. про­ис­хо­дит вслед­ст­вие то­го, что ось вра­ще­ния Зем­ли на­кло­не­на к плос­ко­сти зем­ной ор­би­ты (под уг­лом 66°34′). При дви­же­нии Зем­ли во­круг Солн­ца ось вра­ще­ния Зем­ли со­хра­ня­ет своё по­ло­же­ние в про­стран­ст­ве. По­это­му в те­че­ние го­да ме­ня­ет­ся по­лу­ден­ный угол па­де­ния сол­неч­ных лу­чей на дан­ную точ­ку по­верх­но­сти Зем­ли. Ко­гда се­в. ко­нец зем­ной оси об­ра­щён в сто­рону Солн­ца, в Сев. по­лу­ша­рии ле­то, а в Юж­ном – зима. Ко­гда в сто­ро­ну Солн­ца об­ра­щён юж. ко­нец зем­ной оси, си­туа­ция ме­ня­ет­ся на про­ти­во­по­лож­ную (рис.).

Тро­пич. год на­чи­на­ет­ся в мо­мент пе­ре­хо­да Солн­ца из Юж. по­лу­ша­рия не­бес­ной сфе­ры в Се­вер­ное (день ве­сен­не­го рав­но­ден­ст­вия). В этот день Солн­це в пол­день под­ни­ма­ет­ся в зе­нит на эк­ва­то­ре, а про­дол­жи­тель­ность дня на всей пла­не­те рав­на про­дол­жи­тель­но­сти но­чи. В мо­мент на­ча­ла ле­та в Сев. по­лу­ша­рии Солн­це про­хо­дит че­рез са­мую сев. точ­ку эк­лип­ти­ки (точ­ку лет­не­го солн­це­стоя­ния). В Сев. по­лу­ша­рии Зем­ли в это вре­мя наи­бо­лее длин­ный день, а в Юж­ном – наи­бо­лее длин­ная ночь. В этот день Солн­це в пол­день про­хо­дит че­рез зе­нит на Сев. тро­пи­ке (тро­пи­ке Ра­ка), ка­са­ет­ся го­ри­зон­та в пол­ночь на Сев. по­ляр­ном кру­ге, се­вер­нее ко­то­ро­го Солн­це не за­хо­дит (по­ляр­ный день). Юж­нее Юж. по­ляр­но­го кру­га Солн­це в этот день не вос­хо­дит (по­ляр­ная ночь). В мо­мент на­ча­ла осе­ни в Сев. по­лу­ша­рии Солн­це вто­рич­но пе­ре­се­ка­ет не­бес­ный эк­ва­тор (в точ­ке осен­не­го рав­но­ден­ст­вия), пе­ре­хо­дя из Сев. по­лу­ша­рия не­бес­ной сфе­ры в Юж­ное. На всей Зем­ле про­дол­жи­тель­ность дня опять рав­на про­дол­жи­тель­но­сти но­чи, на зем­ном эк­ва­то­ре Солн­це в пол­день про­хо­дит че­рез зе­нит, скры­ва­ет­ся под го­ри­зон­том на Сев. по­лю­се и по­яв­ля­ет­ся на Юж­ном. Зи­ма в Сев. по­лу­ша­рии на­чи­на­ет­ся, ко­гда Солн­це про­хо­дит че­рез са­мую юж. точ­ку эк­лип­ти­ки (точ­ку зим­не­го солн­це­стоя­ния). В Сев. по­лу­ша­рии Зем­ли в это вре­мя наи­бо­лее ко­рот­кий день, а в Юж­ном – наи­бо­лее ко­рот­кая ночь. В этот день на Юж. тро­пи­ке (тро­пи­ке Ко­зе­ро­га) Солн­це в пол­день про­хо­дит че­рез зе­нит, се­вер­нее Сев. по­ляр­но­го кру­га со­всем не вос­хо­дит (по­ляр­ная ночь), юж­нее Юж. по­ляр­но­го кру­га не за­хо­дит и лишь ка­са­ет­ся го­ри­зон­та в пол­ночь (по­ляр­ный день).

Эл­лип­тич­ность зем­ной ор­би­ты при­во­дит к не­рав­но­мер­но­сти дви­же­ния Зем­ли во­круг Солн­ца. По­это­му В. г. име­ют не­оди­на­ко­вую про­дол­жи­тель­ность. Бли­же все­го к Солн­цу Зем­ля ока­зы­ва­ет­ся в на­ча­ле ян­ва­ря, ко­гда она про­хо­дит че­рез пе­ри­ге­лий и име­ет са­мую вы­со­кую ско­рость дви­же­ния по ор­би­те. По­это­му зи­ма в Сев. по­лу­ша­рии име­ет наи­мень­шую, а ле­то – наи­боль­шую про­дол­жи­тель­ность из всех В. г. В нач. 21 в. вес­на в Сев. по­лу­ша­рии про­дол­жа­ет­ся при­бли­зи­тель­но 92,8 сут, ле­то – 93,6 сут, осень – 89,8 сут, зи­ма – 89,0 сут. Раз­ли­чие ме­ж­ду наи­мень­шим и наи­боль­шим рас­стоя­ния­ми Зем­ли от Солн­ца при её дви­же­нии по ор­би­те от­но­си­тель­но ма­ло, вслед­ст­вие че­го из­ме­не­ние ко­ли­че­ст­ва сол­неч­но­го те­п­ла, по­лу­чае­мо­го Зем­лёй, не пре­вы­ша­ет 7% и прак­ти­че­ски не ока­зы­ва­ет влия­ния на сме­ну вре­мён го­да.

Что вызывает времена года? | Космическое пространство НАСА — Наука НАСА для детей

Краткий ответ:

Наклонная ось Земли вызывает смену времен года. В течение года разные части Земли получают самые прямые лучи от Солнца. Итак, когда Северный полюс наклоняется к Солнцу, в Северном полушарии наступает лето. А когда Южный полюс наклоняется к Солнцу, в Северном полушарии зима.

Все дело в наклоне Земли!

Многие люди считают, что Земля ближе к Солнцу летом и поэтому жарче.Точно так же они думают, что Земля зимой находится дальше всего от Солнца.

Хотя эта идея имеет смысл, она неверна.

Это правда, что орбита Земли не является идеальным кругом. Это немного однобоко. В течение части года Земля находится ближе к Солнцу, чем в другое время. Однако в Северном полушарии у нас зима, когда Земля находится ближе всего к Солнцу, и лето, когда оно находится дальше всего! По сравнению с тем, насколько далеко находится Солнце, это изменение расстояния до Земли в течение года не имеет большого значения для нашей погоды.

Есть другая причина смены времен года на Земле.

Земная ось — это воображаемый полюс, проходящий прямо через центр Земли от «верха» к «низу». Земля вращается вокруг этого полюса, делая один полный оборот каждый день. Вот почему у нас есть день и ночь, и почему каждая часть поверхности Земли получает часть каждого из них.

У Земли есть времена года, потому что ее ось не стоит прямо.

Но что заставило Землю наклониться?

Давным-давно, когда Земля была молодой, думали, что что-то большое ударило Землю и сбило ее с толку.Таким образом, вместо того, чтобы вращаться с прямой осью вверх и вниз, он немного наклоняется.

Между прочим, то большое существо, которое упало на Землю, называется Тейя. Он также проделал большую дыру в поверхности. Этот большой удар выбросил на орбиту огромное количество пыли и щебня. Большинство ученых думают, что со временем эти обломки стали нашей Луной.

Когда Земля вращается вокруг Солнца, ее наклонная ось всегда указывает в одном направлении. Итак, в течение года разные части Земли получают прямые солнечные лучи.

Иногда это Северный полюс, наклоненный к солнцу (примерно в июне), а иногда это Южный полюс, наклоненный к солнцу (примерно в декабре).

В Северном полушарии сейчас июньское лето, потому что солнечные лучи падают на эту часть Земли сильнее, чем в любое другое время года. В Северном полушарии сейчас зима в декабре, потому что именно тогда наступает черед Южного полюса наклоняться к солнцу.

Связанные ресурсы для преподавателей

Времена года (руководство для преподавателя, которое будет использоваться с видео Seasons Spotlite)
Seasons (Урок Nearpod для использования с видео Seasons Spotlite)
Наш мир: положение Солнца
Положение Солнца (руководство для преподавателя, которое будет использоваться с видео Spotlite о положении Солнца)
Положение Солнца (Урок с использованием Nearpod для пойти с видео Sun’s Position Spotlite)

Что такое зимнее солнцестояние?

Если вы когда-нибудь купались летом или играли в снежки зимой, то вы кое-что знаете о временах года.Времена года — это времена на Земле с очень специфическими погодными условиями и продолжительностью светового дня. Четыре сезона на Земле — весна, лето, осень и зима. Времена года обусловлены изменением положения Земли при ее вращении вокруг Солнца. Некоторые люди думают, что времена года возникают из-за удаленности Земли от Солнца. Однако Земля находится ближе к Солнцу в декабре и январе и дальше от Солнца в июле и августе. Итак, что происходит?

Все планеты и тела нашей солнечной системы вращаются вокруг Солнца.Это называется гелиоцентрической (солнечно-центрированной) орбитой. Почти все эти объекты также перемещаются в орбитальной плоскости. Думайте об этом как о плоском диске с Солнцем в центре, простирающемся к краям нашей солнечной системы.

Когда Земля движется по своей орбитальной плоскости, она удерживается на месте гравитационным полем Солнца. Земля также наклонена вокруг своей оси на 23,5 градуса к этой орбитальной плоскости. Это означает, что северный и южный полюса нашей планеты не находятся прямо вверх и вниз, когда мы вращаемся вокруг Солнца; они всегда под углом.Вращение Земли вокруг своей оси занимает около 24 часов, поэтому у нас есть день и ночь. Земля совершает полный оборот вокруг Солнца за 365,25 дня, что дает нам 1 год. Когда Земля вращается вокруг Солнца, она вращается вокруг своей оси. Иногда Земля наклоняется к Солнцу, когда наступает лето. Зимой Земля отклоняется от Солнца.

Угол наклона Солнца над горизонтом летом намного больше, чем зимой. Изображение: Смитсоновский научно-образовательный центр

Летнее солнцестояние

В Северной Америке около 21 июня Земля наклоняется по своей оси к Солнцу.Это называется летним солнцестоянием, и это время, когда в Северном полушарии больше всего дневного света в любое время года. Это также когда Солнце кажется самым высоким в небе и имеет наибольший угол к Земле. Чем выше Солнце, тем больше солнечного света и тепла получает Земля. Это когда дни длиннее, а ночи короче.

Сезоны в северном полушарии Земли всегда противоположны сезонам года в Южном полушарии. Это означает, что во время летнего солнцестояния в Северной Америке наступит лето, а зима начнется в Южном полушарии.

Зимнее солнцестояние

Примерно 21 декабря северное полушарие отклоняется дальше всего от Солнца. Это называется северным зимним солнцестоянием, и это когда у нас наименьшее количество дневного света в любое время года. В это время Солнце кажется самым низким в небе, с наименьшим углом к ​​Земле, и мы получаем меньше солнечного света и тепла. Это также бывает, когда дни короче, а ночи длиннее.

В период с 21 марта по 21 сентября северное полушарие наклонено к Солнцу, и здесь бывают весна и лето.В то же время южное полушарие отклонено от Солнца, и здесь бывают осень и зима. На экваторе тепло круглый год. Изображение: Смитсоновский научно-образовательный центр

Равноденствия

Примерно 21 марта и 21 сентября Земля расположена под углом примерно 90 градусов от Солнца (прямой угол). Это время весеннего и осеннего равноденствий. В это время северное и южное полушария находятся под одинаковым углом от Солнца.Следовательно, все мы переживаем примерно одинаковое количество дневного света и темноты.

Изображение: HannamariaH / iStock / Thinkstock

Четыре сезона характерны для людей, живущих выше и ниже экватора Земли. Люди, живущие на экваторе, не переживают четырех сезонов. Это потому, что середина Земли не сильно наклоняется, когда Земля вращается вокруг своей оси. Без наклона угол Солнца всегда один и тот же, поэтому экватор получает одинаковое количество тепла и света круглый год.Чем дальше от экватора, тем больше разница в сезонах и солнечном свете. Например, в Барроу на Аляске, самом северном городе Соединенных Штатов, они испытывают 4 месяца полного солнечного света с мая по август и полную темноту с ноября по январь.

Это отрывок из раздела Space Systems Exploration нашей линейки учебных программ, STCMS ^TM . Посетите нашего издателя, Carolina Biological, чтобы узнать больше.

движений Земли | Физическая география

Вращение Земли

Представьте себе линию, проходящую через центр Земли, которая проходит как через Северный полюс, так и через Южный полюс. Эта воображаемая линия называется осью . Земля вращается вокруг своей оси, как волчок вращается вокруг своего веретена. Это вращательное движение называется вращения Земли. В то же время, когда Земля вращается вокруг своей оси, она также вращается вокруг Солнца.Это движение называется оборот . Приведенный в движение маятник не изменит своего движения, поэтому направление его качания не должно измениться. Однако Фуко заметил, что его маятник действительно меняет направление. Поскольку он знал, что маятник не может изменить свое движение, он пришел к выводу, что Земля под маятником движется. Наблюдатель в космосе увидит, что Земле требуется 23 часа 56 минут и 4 секунды, чтобы совершить один полный оборот вокруг своей оси. Но поскольку Земля движется вокруг Солнца одновременно с его вращением, планете нужно повернуться еще немного, чтобы достичь того же места относительно Солнца.Следовательно, на самом деле продолжительность суток на Земле составляет 24 часа. На экваторе Земля вращается со скоростью около 1700 км в час, а на полюсах скорость движения почти равна нулю.

Земная революция

Земля совершит один полный оборот вокруг Солнца за 365,24 дня. Это количество времени — определение одного года. Гравитационное притяжение Солнца удерживает Землю и другие планеты на орбите вокруг звезды. Как и у других планет, орбитальный путь Земли представляет собой эллипс, поэтому иногда планета находится дальше от Солнца, чем в другое время.Ближайшая к Солнцу Земля каждый год находится в перигелии (147 миллионов км) примерно 3 января, а самая дальняя — в афелии (152 миллиона км) 4 июля. Эллиптическая орбита Земли не имеет ничего общего с временами года на Земле. За один оборот вокруг Солнца Земля проходит в среднем около 150 миллионов км. Земля вращается вокруг Солнца со средней скоростью около 27 км (17 миль) в секунду, но скорость не постоянна. Планета движется медленнее, когда она находится в афелии, и быстрее, когда она находится в перигелии.Причина, по которой Земля (или любая планета) имеет сезоны, заключается в том, что Земля наклонена на 23 1/2 относительно своей оси. Летом в Северном полушарии Северный полюс направлен к Солнцу, а зимой в Северном полушарии Северный полюс наклонен от Солнца.

Что вызывает сезоны?

Времена года возникают из-за того, что ось Земли наклонена под углом примерно 23,4 градуса, и разные части Земли получают больше солнечной энергии, чем другие.

Орбита Земли вокруг Солнца имеет эллиптическую форму.

Из-за наклона оси Земли (наклон) наша планета вращается вокруг Солнца под наклоном, что означает, что разные области Земли указывают на Солнце или от него в разное время года.

Астрономические термины и определения

В период июньского солнцестояния Северный полюс наклонен к Солнцу, и северное полушарие получает больше прямых солнечных лучей. Вот почему июнь, июль и август — летние месяцы в Северном полушарии.

Противоположные времена года

В то же время южное полушарие направлено от Солнца, создавая зиму в июне, июле и августе.Лето в Южном полушарии приходится на декабрь, январь и февраль, когда Южный полюс наклонен к Солнцу, а Северное полушарие наклонено в сторону.

Метеорологические и астрономические сезоны

Ось наклоняется одинаково

Ось Земли — это воображаемая красная линия.

timeanddate.com

Направление наклона Земли почти не меняется — два полушария указывают на одно и то же положение в космосе в течение всего года. Что действительно меняется, когда Земля вращается вокруг Солнца, так это положение полушарий по отношению к Солнцу: северное полушарие направлено к Солнцу в течение северного лета и от Солнца в течение северной зимы.

Эллиптический путь вокруг Солнца

Путь Земли вокруг Солнца не является круговым, и Солнце не находится в центре этого пути. Вместо этого орбита Земли имеет эллиптическую форму, и Солнце ближе к одному концу орбитального пути, чем к другому. Это означает, что расстояние от Земли до Солнца меняется в течение года.

Расстояние не вызывает сезонов

Весна, лето, осень и зима.

© iStockphoto.com / Smitt

Распространено заблуждение, что времена года возникают из-за эллиптической орбиты Земли вокруг Солнца, когда зима наступает, когда Земля находится дальше всего от Солнца, а летом — когда она ближе всего к нему.

Однако расстояние нашей планеты от Солнца мало влияет на наступление времен года. Фактически, Земля находится ближе всего к Солнцу или в его перигелии в период зимнего солнцестояния в северном полушарии, а дальше всего от Солнца или в его афелии во время летнего солнцестояния на севере.

Маленькая разница

Хотя изменение расстояния Земли от Солнца не очень велико, наша планета получает больше солнечной энергии, когда она находится ближе всего к Солнцу летом в Южном полушарии.Однако, поскольку к югу от экватора относительно мало суши, а океанам требуется больше времени, чтобы нагреться, разница температур между северным и южным летом очень мала.

Темы: Астрономия, Солнце, Земля, Времена года, Равноденствие, Солнцестояние

Что вызывает времена года?

Времена года не имеют никакого отношения к тому, насколько далеко Земля от Солнца. Если бы это было так, в северном полушарии в январе было бы жарче, чем в июле.Вместо этого времена года вызваны наклоном Земли вокруг своей оси в среднем на 23,5 градуса (наклон Земли по своей оси фактически варьируется от 22 градусов до 24,5 градусов). Вот как это работает:

Земля вращается по эллиптической орбите вокруг Солнца. При этом Земля находится на самом близком расстоянии от Солнца в январе (называется перигелий ) и наиболее удалена в июле (афелий ). Но это изменение расстояния недостаточно велико, чтобы вызвать какие-либо существенные изменения в нашем климате.Вот почему наклон Земли на 23,5 градуса важен для смены времен года. Около 21 июня, во время летнего солнцестояния, Земля наклонена так, что Солнце расположено прямо над тропиком Рака на 23,5 градусе северной широты. Это помещает северное полушарие на более прямой путь солнечной энергии. Это означает, что меньше солнечного света рассеивается, не достигнув земли, потому что он имеет меньшее расстояние, чтобы пройти через атмосферу. Кроме того, под большим углом солнечного света световой день становится долгим.Обратное верно в южном полушарии, где низкий угол солнечного света приводит к коротким дням. Кроме того, большая часть солнечной энергии рассеивается, прежде чем достигнет земли, потому что энергия должна проходить через большую часть атмосферы. Следовательно, около 21 июня в южном полушарии наступает зимнее солнцестояние, потому что оно «отклоняется» от Солнца.

Проходя 90 дней, Земля находится в период осеннего равноденствия 21 сентября или около того. Когда Земля вращается вокруг Солнца, она располагается так, что Солнце находится прямо над экватором.По сути, энергия Солнца находится в равновесии между северным и южным полушариями. То же самое верно и во время весеннего равноденствия около 21 марта, поскольку Солнце снова находится прямо над экватором.

Наконец, во время зимнего солнцестояния около 21 декабря Солнце расположено прямо над тропиком Козерога на 23,5 градусе южной широты. Таким образом, южное полушарие получает прямой солнечный свет с небольшим рассеянием солнечных лучей и высоким углом солнечного света, что приводит к долгим дням.Северное полушарие отклонено от Солнца, что приводит к коротким дням и низкому солнечному углу.

Какого рода влияние наклона Земли и последующих сезонов оказывает на продолжительность светового дня (определяемого как восход до захода солнца)? За экватором ответа не так много. Если вы живете на экваторе или очень близко к нему, ваш дневной свет будет в основном в пределах от нескольких минут до 12 часов в году. Используя северное полушарие в качестве ориентира, дневной свет будет удлиняться / сокращаться летом / зимой, двигаясь к северу от экватора.Разница в дневном освещении незначительна в тропиках, но становится чрезвычайно большой в северных широтах. Там, где мы живем в средних широтах, дневной свет колеблется от примерно 15 часов в период летнего солнцестояния до примерно девяти часов в период зимнего солнцестояния. Двигаясь к полярному кругу на 66,5 градуса северной широты, Солнце никогда не заходит с начала июня до начала июля. Но в период зимнего солнцестояния световой день длится немногим более двух часов. Становится существенной разница в продолжительности светового дня к северу от полярного круга.Барроу, штат Аляска, расположен чуть более 71 градуса северной широты, менее чем в 300 морских милях к северу от полярного круга. Барроу видит два месяца полной темноты, так как Солнце никогда не встает около месяца по обе стороны от зимнего солнцестояния. С другой стороны, в Барроу также полный свет с середины мая до начала августа. А как насчет северного полюса или 90 градусов северной широты? Солнце встает ранним вечером в период весеннего равноденствия и никогда не заходит снова до наступления осеннего равноденствия или шести месяцев светового дня.И наоборот, после того, как Солнце зайдет в середине утра сразу после осеннего равноденствия, оно не будет видно до следующего весеннего равноденствия, что соответствует шести месяцам темноты.

Планета Земля — ​​Науки о Земле в штате Мэн

Цели урока

• Опишите некоторые характеристики Земли.
• Опишите, как гравитация влияет на Землю в Солнечной системе.
• Объясните земной магнетизм и его эффекты.
• Опишите вращение Земли вокруг своей оси.
• Опишите вращение Земли вокруг Солнца.

Словарь

• ось
• биосфера
• сила тяжести
• полушарие
• гидросфера
• магнитное поле
• оборот
• вращение

Введение

25.
Разве не об этом до сих пор почти вся эта книга? Да! В
В этом разделе мы рассмотрим Землю как планету.Некоторая информация будет
обзор из других глав. Кое-что будет новой информацией.

Форма, размер и масса Земли

Как
вы идете, земля обычно выглядит довольно плоской, хотя Земля
круглый. Откуда нам это знать? У нас есть фотографии Земли, сделанные с
космос, которые показывают, что Земля круглая. Астронавты на борту Аполлона-17
Шаттл взял этот под названием «Синий мрамор» (, рис. ниже). Земля похожа на гигантский бело-голубой шар.

Так выглядит Земля из космоса — бело-голубой мрамор.

Длинный
до того, как космический корабль сфотографировал Землю из космоса, люди знали, что
Земля была круглой. Как? Один из способов заключался в том, чтобы посмотреть на корабли, отплывающие в
расстояние. Что вы видите, когда смотрите, как высокий корабль плывет над
горизонт Земли? Нижняя часть корабля исчезает быстрее, чем
верхняя часть. Как бы выглядел этот корабль, если бы Земля была плоской? Нет части
одного исчезнет раньше другого. Все стало бы меньше
по мере того как он удалялся дальше

В Солнечной системе планеты вращаются по орбите
вокруг Солнца.Солнце и каждая из планет нашей солнечной системы — это
круглый. Земля — ​​третья планета от Солнца. Это один из внутренних
планеты. Юпитер — внешняя планета. Это самая большая планета в
Солнечная система примерно в 1000 раз больше Земли. Солнце о
В 1000 раз больше Юпитера! ( Рисунок ниже).

Сравните Солнце с другими планетами и посмотрите, насколько Солнце намного больше всех остальных планет.

Внешние планеты Солнечной системы представляют собой гигантские шары вихревого газа.Земля и другие внутренние планеты относительно маленькие, плотные и
скалистый. Большая часть поверхности Земли покрыта водой. Насколько мы знаем,
Земля также является единственной планетой, на которой есть жидкая вода. Атмосфера Земли
есть кислород. Вода и кислород имеют решающее значение для жизни, какой мы ее знаем.
Земля кажется единственной планетой в солнечной системе, где есть живые существа.
существа. Вы можете узнать больше о планетах в главе Наша Солнечная система .

Некоторые из различных частей Земли являются нашими:

• Атмосфера: тонкий слой воздуха, в основном из азота и кислорода, который окружает Землю.
• Гидросфера : вся вода на Земле.
• Биосфера : все живые организмы на Земле.
• Литосфера: твердая скальная часть Земли, включая горы, долины, континенты и все скалы под океанами.

Поскольку Земля круглая, все слои имеют на конце слово «сфера» ( Рисунок ниже). Все слои Земли взаимодействуют. Поэтому поверхность Земли постоянно претерпевает изменения.

Земля состоит из четырех слоев: атмосферы, гидросферы, биосферы и литосферы.

Притяжение Земли

Земля и Луна вращаются друг вокруг друга. Эта система Земля-Луна вращается вокруг Солнца по правильному пути (, рис. ниже). Гравитация
это сила притяжения между всеми объектами. Гравитация держит Землю
и Луна на своих орбитах. Гравитация Земли притягивает Луну к Земле
центр. Без гравитации Луна продолжала бы двигаться по прямой
линия в космос.

Луна вращается вокруг Земли, а система Земля-Луна вращается вокруг Солнца.

Все объекты во Вселенной имеют гравитационное притяжение друг к другу ( Рис. ниже).
Сила силы тяжести зависит от двух вещей. Они есть
масса предметов и расстояние между ними. Чем больше
масса объекта, тем больше сила притяжения. Как расстояние
между объектами увеличивается, сила притяжения уменьшается.

Сила силы тяжести между объектами A и B зависит от массы объектов и расстояния (

Магнетизм Земли

Земля имеет магнитное поле ( Рисунок ниже).Магнитное поле имеет северный и южный полюса. Поле простирается на несколько
тысячи километров в космос. Магнитное поле Земли создается
движения расплавленного металла во внешнем ядре.

Магнитное поле Земли распространяется в космос.

Магнитное поле Земли защищает нас от вредного излучения Солнца ( Рис. выше).

Магнитное поле Земли защищает планету от вредного излучения.

Если
у вас есть большой стержневой магнит, его можно повесить на веревке.Тогда смотри
поскольку он выстраивается в направлении север-юг, в ответ на земные
магнитное поле. Стрелка компаса также совпадает с магнитным полем Земли.
поле. Люди могут ориентироваться, находя магнитный север (, рис. ниже).

Стрелка компаса будет совпадать с магнитным полем Земли, что делает компас полезным устройством для навигации.

Движение Земли

Ось Земли — это воображаемая линия, проходящая через Северный и Южный полюса.Вращение Земли на
это его спины на своей оси. Вращение — это то, что волчок делает вокруг своего
шпиндель. Когда Земля вращается вокруг своей оси, она также вращается вокруг Солнца. Этот
называется оборот Земли . Эти движения приводят к циклам, которые мы видим. День и ночь, времена года и приливы вызваны движением Земли.

Вращение Земли

дюйма
1851 г. французский ученый Леон Фуко повесил тяжелую железную гирю на
длинный провод. Он отодвинул груз в сторону, а затем отпустил.В
вес качался вперед и назад по прямой. Если бы Земля не вращалась,
маятник не менял направления, пока качался. Но это случилось,
или, по крайней мере, так казалось. Направление маятника казалось
изменение, потому что Земля вращалась под ним. На рисунке ниже показано, как это может выглядеть.

Представьте себе маятник на Северном полюсе. Маятник всегда движется в одном направлении. Но из-за Земли

День и ночь Земли

Каким образом
Сколько времени нужно Земле, чтобы один раз повернуться вокруг своей оси? Один оборот — 24
часы.Это вращение — длина дня! Как бы то ни было,
сторона Земли, обращенная к Солнцу, имеет дневной свет. Сторона, обращенная от
Солнце темно. Если посмотреть на Землю с Северного полюса, планета вращается.
против часовой стрелки. Когда Земля вращается, вы видите, как Солнце движется по
небо с востока на запад. Мы часто говорим, что Солнце «встает» или
«параметр.» Солнце встает на востоке и садится на западе. Собственно, это
это вращение Земли, которое заставляет это выглядеть так. Луна и
звезды ночью тоже, кажется, восходят на востоке и заходят на западе.За это тоже отвечает вращение Земли. Когда Земля поворачивается,
Луна и звезды меняют положение на небе.

Времена года Земли

Земля наклоняется вокруг своей оси.

Земля наклонена вокруг своей оси ( Рисунок выше).
Это означает, что по мере вращения Земли в одном полушарии дни становятся длиннее.
с более короткими ночами. В то же время другое полушарие более короткое.
дни и ночи дольше. Например, летом в Северном полушарии
начинается 21 июня.В этот день прямо указывается Северный полюс.
к Солнцу. Это самый длинный день и самая короткая ночь в году
в Северном полушарии. Южный полюс направлен от Солнца.
Это означает, что в Южном полушарии самая длинная ночь.
и самый короткий день ( Рисунок ниже).

полушарие, которое наклонено от Солнца, холоднее, потому что оно
получает меньше прямых лучей. Когда Земля вращается вокруг Солнца, Северный
Полушарие переходит с зимы на весну, затем на лето и осень.В
Южное полушарие делает противоположное от лета к осени к зиме к
весна. Когда в Северном полушарии зима, в
Южное полушарие, и наоборот.

Наклон Земли изменяет продолжительность дней и ночей в разные сезоны.

Earth’s Revolution

Earth’s
Оборот вокруг Солнца занимает 365,24 дня. Это равно одному году.
Земля остается на орбите вокруг Солнца из-за гравитации Солнца ( Рис. ниже).Орбита Земли — это не круг. Это больше похоже на эллипс. Так как мы
путешествовать вокруг Солнца, иногда мы находимся немного дальше от
Солнце. Иногда мы ближе к солнцу.

Студенты иногда думают
Слегка овальная форма нашей орбиты обусловливает смену времен года на Земле. Это не
правда! Сезоны связаны с наклоном оси Земли, как уже говорилось.
выше.

Земля и другие планеты Солнечной системы движутся по эллиптическим орбитам вокруг Солнца.

расстояние между Землей и Солнцем составляет около 150 миллионов километров.Земля вращается вокруг Солнца со средней скоростью около 27
километров (17 миль) в секунду. Меркурий и Венера ближе к
Солнце, поэтому им нужно меньше времени, чтобы сделать один оборот. Меркурий берет только
около 88 земных дней, чтобы совершить один оборот вокруг Солнца. Все остальные
планеты занимают больше времени. Точная сумма зависит от
расстояние планеты от Солнца. Сатурну требуется более 29 земных лет, чтобы
сделать один оборот вокруг Солнца.

Краткое содержание урока

• Все планеты нашей солнечной системы вращаются вокруг Солнца по фиксированным траекториям, называемым орбитами.
• Баланс между гравитацией и нашим движением вокруг Солнца удерживает планеты на орбите на фиксированных расстояниях от Солнца.
• Земля
  имеет магнитное поле, созданное движением внутри Земли, жидкой
  железное ядро. Магнитное поле защищает нас от вредного излучения.
• Земля вращается вокруг своей оси один раз в день и один раз в год вокруг Солнца.
• Наклон земной оси определяет времена года.

Вопросы для повторения урока

Напомнить

1.Какие были доказательства того, что Земля круглая до того, как появились фотографии из космоса?

2. Какие два вещества есть на Земле, которые позволяют ей поддерживать жизнь?

3. Что есть в компасе, позволяющем определять направление?

4. Опишите вращение Земли. Опишите революцию Земли.

Apply Concepts

4. Все «сферы» Земли взаимодействуют друг с другом. Можете ли вы привести несколько примеров, учитывая то, что вы знаете о науках о Земле?

5. Что произойдет с Землей-Луной, если Земля внезапно уменьшится до половины своего нынешнего размера?

Мыслить критически

6.Почему самым удаленным от Солнца планетам требуется больше времени, чтобы сделать один оборот вокруг Солнца? Поясните свой ответ.

7.
Несмотря на то, что в январе Земля находится ближе всего к Солнцу, люди в
Северное полушарие переживает зимнюю погоду. Как вы думаете, почему люди
в Северном полушарии есть зима в январе?

Пунктов для рассмотрения

• Что нужно было бы другим планетам, если бы они были в состоянии поддерживать жизнь?
• Какой эксперимент вы могли бы провести, чтобы доказать, что Земля вращается вокруг своей оси?
• Если бы вы жили на экваторе, испытали бы вы какие-либо эффекты из-за наклона оси Земли?
• Если Земля внезапно увеличится в массе, что может случиться с ее орбитой вокруг Солнца?

Maine Connections

Планы уроков

Веб-квесты

Видео

Игры

Дополнительные ресурсы

«Солнечная энергия и времена года на Земле» | Связь Солнца с Землей

Вращение Земли

Давайте начнем с того, что вы узнали о днем ​​ и ночи в 6 классе.

ИНСТРУКЦИЯ:

1. Ответьте на вопросы в таблице ниже.

Разным планетам требуется разное количество времени, чтобы совершить один полный оборот вокруг своей оси, и поэтому у них разная продолжительность дней.Венера — самый медленный вращатель из всех планет в нашей солнечной системе, и для ее полного вращения требуется 243 земных дня. День Венеры на Земле длится более 200 дней!

Если вы будете следовать по пути Солнца в течение дня, вы увидите, что оно восходит на востоке и заходит на западе. Солнце достигает своей высшей точки в полдень (полдень). Как вы думаете, почему кажется, что Солнце движется по небу днем?

Солнце днем ​​находится в разных положениях на небе.Но движется ли Солнце?

Давайте сделаем задание, чтобы узнать!

Это активное групповое занятие для всего класса. Убедитесь, что воздушный шарик или мяч, который вы используете, хорошо видны всем учащимся. Учащиеся будут вставать и поворачиваться на месте, поэтому убедитесь, что у них достаточно места, чтобы повернуться, не задевая друг друга и не упав на стулья. Если место ограничено, было бы неплохо сложить все стулья для занятия, иначе десять или около того детей могут встать за раз и двигаться, а после этого они сядут, а следующие десять детей сделают очередь.

Убедитесь, что учащиеся знают разницу между поворотом по часовой стрелке и против часовой стрелки, прежде чем они завершат упражнение.

МАТЕРИАЛЫ:

• желтый круглый воздушный шар или шар для подвешивания к потолку
• шнурок для подвешивания мяча или воздушного шара

ИНСТРУКЦИЯ:

1. Подвесьте воздушный шарик или мяч к потолку на веревке рядом с одним из углов в классе.Убедитесь, что воздушный шар / мяч находится высоко и виден из задней части класса. Воздушный шар / шар представляет собой Солнце.
2. Встаньте в классе и посмотрите на воздушный шар / мяч.
3. Теперь медленно поверните пятно по часовой стрелке, не двигая головой, сделав два или три оборота.
4. Повторите упражнение, но на этот раз поверните против часовой стрелки.

ВОПРОСЫ:

Когда вы поворачивались по часовой стрелке, в каком направлении, казалось, двигался висящий шарик / шар?

Когда вы повернулись против часовой стрелки, в каком направлении, казалось, двигался висящий шарик / шар?

Действительно ли висящее Солнце двигалось?

Нет, он висел на месте.

Как вы думаете, почему мы видим, как Солнце движется по небу?

Солнце кажется движущимся с нашей точки зрения, но на самом деле мы движемся. Земля вращается вокруг своей оси, а Солнце движется в направлении, противоположном нашему вращению.

История нашей планеты (видео)

Как вы можете видеть, висящее Солнце на самом деле не движется, оно просто движется, потому что вы поворачиваетесь. Это также верно и для настоящего Солнца на небе. Солнце на самом деле не движется, оно просто движется, потому что Земля вращается вокруг своей оси .Итак, именно вращение Земли вызывает видимое движение Солнца по небу в течение дня.

Видео Земли, вращающейся вокруг своей оси, вызывающей день и ночь.

Это активное групповое занятие для всего класса. Убедитесь, что воздушный шарик или мяч, который вы используете, хорошо видны всем учащимся. Им придется обойти земной шар, поэтому убедитесь, что для этого есть место.Убедитесь, что используемая лампа или фонарик полностью освещает половину земного шара. Если освещена только небольшая часть земного шара, отодвиньте лампу подальше и при необходимости используйте более сильный источник света.

МАТЕРИАЛЫ:

• глобус (или шар / воздушный шар с нарисованными на нем формами континентов), который можно подвесить к потолку
• шнурок для подвешивания глобуса
• неперманентный маркер или наклейка
• настольная лампа или фонарик
• черные мешки для мусора или занавески для затемнения комнаты

ИНСТРУКЦИЯ:

Если у вас нет глобуса, вы можете сами сделать модель Земли в классе.Используйте любой мяч. Нарисуйте экватор и отметьте Северный и Южный полюса.

Отметьте точку / наклейку свое местоположение на земном шаре.

Подвесьте глобус к потолку около середины класса. Он должен быть примерно на уровне глаз. Глобус представляет Землю.

Посветите настольной лампой или фонариком на земной шар, обращенный к Африке, и удерживайте лампу / фонарик в этом положении.Факел представляет Солнце.

Прогуляйтесь по земному шару, чтобы увидеть все. Это все освещено факелом? Сколько из них горит, а сколько темно?

Половина земного шара освещена, а половина — темна.

Светлая область обозначает дневное время, а темная область обозначает ночное время. Ваша точка / наклейка днем ​​или ночью?

Точка дневная, так как она обращена к лампе.

Теперь поверните глобус против часовой стрелки на пол-оборота. Ваша точка / наклейка днем ​​или ночью?

Точка теперь находится в ночное время, поскольку она направлена ​​в сторону от лампы.

Ответ, зависящий от учащегося. Примите любой ответ, когда на земной шар светит свет. (то есть на половине земного шара, теперь обращенной к лампе).

Продолжайте вращать глобус против часовой стрелки, пока точка / наклейка не вернется в исходное положение и не загорится снова.Сколько времени потребуется на реальной Земле, чтобы точка совершила один такой оборот?

Итак, теперь вы можете увидеть, как вращение Земли вокруг своей оси вызывает день и ночь. Когда одна половина Земли освещена Солнцем, другая половина находится в темноте. В освещенной половине дня день, а в темной — ночь.Когда Земля вращается, вы переходите от света к тени и снова к свету в течение одного дня (24 часов).

Ночью вы не можете увидеть, как Солнце движется по небу, но если вы посмотрите внимательно, то заметите, что звезды движутся по небу, как и Солнце. Земле требуется 24 часа, чтобы сделать один полный оборот (называемый вращением) вокруг своей оси, поэтому земные сутки длится 24 часа.

Этот снимок телескопа SALT возле Сазерленда был сделан ночью с открытым затвором камеры.Вы можете увидеть следы звезд из-за вращения Земли.

Теперь вы знаете, что Земля вращается вокруг своей оси, совершая один оборот каждые 24 часа. Но в какую сторону он поворачивает? Посмотрим, сможешь ли ты в этом разобраться.

Почему вращается Земля? (видео)

Это немного более сложное занятие. Убедитесь, что воздушный шарик или мяч, который вы используете, хорошо видны всем учащимся.Учащиеся будут вставать и поворачиваться на месте, следя за тем, чтобы у них было достаточно места, чтобы повернуться, не задевая друг друга и не упав на стулья. Если места мало, было бы неплохо сложить все стулья для занятия. Убедитесь, что учащиеся знают разницу между поворотом по часовой стрелке и против часовой стрелки, прежде чем они завершат упражнение.

МАТЕРИАЛЫ:

• шар или воздушный шарик
• шнурок для подвешивания мяча

ИНСТРУКЦИЯ:

Подвесьте воздушный шарик или мяч к потолку на веревке рядом с одним из углов классной комнаты.Убедитесь, что воздушный шар / мяч находится высоко и виден из задней части класса. Шар представляет собой Солнце.

Встаньте в классе и посмотрите на воздушный шар / мяч.

Теперь медленно поверните пятно по часовой стрелке, не двигая головой, сделав два или три оборота.Вы поворачиваете налево или направо? Обратите внимание, что происходит с висящим шариком или шариком.

Вы поворачиваете направо. Кажется, что мяч движется справа налево.

Теперь повторите упражнение, но на этот раз поверните против часовой стрелки.Вы поворачиваете налево или направо? Обратите внимание, что происходит с висящим шариком или шариком.

Вы поворачиваете налево. Кажется, что мяч движется слева направо.

Что вы замечаете в направлении вашего поворота (влево или вправо) и направлении, в котором кажется, что висящее Солнце движется?

Направления противоположны друг другу.

В каком направлении Солнце движется по небу, с востока на запад или с запада на восток? Учитывая ваш ответ на вопрос 5, как вы думаете, в какую сторону на самом деле поворачивается Земля?

Солнце движется с востока на запад.Итак, Земля действительно движется с запада на восток.

Посмотрите на картинку ниже, изображающую Землю из космоса. Используя ваш ответ на вопрос 6, вращается Земля по часовой стрелке или против часовой стрелки? Нарисуйте направление на картинке ниже.

Направление против часовой стрелки (если смотреть с Северного полюса).

На этом цветном изображении показаны Северная и Южная Америка (зеленый и коричневый континенты), как они выглядят из космоса.

Единственная планета, которая вращается набок, как бочка, — это Уран. Единственная планета, которая вращается назад относительно других, — это Венера.

Земная революция

Земля вращается вокруг Солнца по почти идеальному кругу, совершая один оборот ( орбита ) вокруг Солнца за год (или 365 ¼ дней, если быть точным).Когда Земля вращается вокруг Солнца, она одновременно вращается (вращается) вокруг своей оси. Наличие двух слов, начинающихся с «r», относящихся к движению, может сбивать с толку! Прежде чем продолжить, давайте проверим, знаете ли вы, что они означают.

Объясните своими словами, что подразумевается под вращением Земли .

Это вращение Земли вокруг собственной оси. Эта ось называется осью вращения.

Объясните своими словами, что подразумевается под вращением Земли .

Это относится к Земле, движущейся вокруг Солнца по своей орбите. Один ком

полных орбит называют оборотом.

Разным планетам требуется разное количество времени, чтобы совершить один полный оборот вокруг Солнца, поэтому их годы имеют разную длину.Планеты, находящиеся дальше от Солнца, будут иметь более крупные орбиты, как показано на диаграмме, и поэтому им потребуется больше времени, чтобы вращаться вокруг Солнца.

Наша Солнечная система.

В году Меркурия всего 88 земных дней, а у Нептуна — 164 земных года.

Почему у нас есть времена года?

• солнечная энергия
• интенсивность
• косая
• прямой
• непрямой
• экватор
• равноденствие
• полусфера
• наклон
• сезон
• солнцестояние

Хороший способ представить концепцию времен года — предложить учащимся определить традиционные четыре времени года (весна, лето, осень и зима).Попросите их описать различия в погоде и окружающей среде в течение четырех сезонов и спросите их о различных занятиях, которые они любят делать в разные сезоны (например, летом ходить на пляж). Затем вы можете примерно спросить их, как долго длится каждый из сезонов и в какое время года бывают разные сезоны. В такой большой стране, как Южная Африка, климат значительно варьируется от места к месту, и хотя, например, в Претории он может быть весенним, в Восточной Капской провинции все еще может быть морозно.Поэтому имейте в виду, что четыре сезона (каждый продолжительностью 3 месяца) были определены в основном для регионов с умеренным климатом, и погода, ожидаемая на «весну» (мягкую!), Может не точно соответствовать погоде, наблюдаемой в данном месте в Южной Африке на заданное время. Поэтому обсуждения в главе
держались как можно более общими с упором на средние температуры летом и зимой для северного и южного полушарий.

Прежде чем исследовать, что является причиной времен года на Земле, вы можете спросить учащихся, что, по их мнению, является причиной времен года, и записать все ответы на доске, возможно, проведя голосование класса по каждой причине.После выполнения действий, перечисленных в разделе 1.1, вы должны попросить учащихся пересчитать свои голоса. Важно, чтобы любые неправильные представления учащихся о причине времен года были устранены, а некоторые распространенные заблуждения были объяснены в примечаниях для учителей в разделе 1.1.

Когда Земля движется вокруг Солнца, она получает солнечной энергии в виде света и тепла, излучаемых Солнцем. Вы помните, что в прошлом семестре в «Энергии и переменах» мы говорили о том, как тепло передается от Солнца через космос к Земле? Как это называется?

Количество солнечной энергии, которую получает Земля, называется инсоляцией , что происходит от слов: из приходящих солнечного излучения

Инсоляцию не следует путать с изоляцией.

Нам очень повезло с нашим Солнцем! если бы Земля не получала энергии от Солнца, Земля была бы холодной и безжизненной. Вы заметили, что средняя температура круглый год не одинакова? Мы переживаем сезонов : зима, весна, лето и осень. Как вы думаете, почему летом здесь намного теплее, а зимой прохладнее?

Учащиеся, скорее всего, будут иметь много разных ответов, примут все ответы, а затем выполнят действия, описанные в главе, чтобы исследовать истинную причину времен года.

Давайте сначала удостоверимся, что мы знаем некоторые термины о Земле, прежде чем продолжить.

Если возможно, принесите в класс несколько апельсинов и попросите учащихся нарисовать разные линии широты на апельсинах с помощью перманентного маркера и отметить Северный и Южный полюсы, а также Северное и Южное полушария.

ИНСТРУКЦИЯ:

Используя банк слов, назовите схему Земли ниже.

Вот схема с надписью:

Возможно, у вас уже есть некоторые мысли о том, почему у нас разные времена года в течение года.

ИНСТРУКЦИЯ:

Который из
Как вы думаете, утверждения в таблице верны, а какие — ложны? Поместите свои ответы в правую колонку.

ВСЕ утверждения в «Что вызывает сезоны?» активность ложная! Количество энергии, излучаемой Солнцем, одинаково круглый год.Кроме того, Земля вращается вокруг своей оси с одинаковой скоростью в течение всего года. Когда в Кейптауне лето, в Париже зима, а когда в Лондоне весна, в Лондоне осень.
Южная Африка. Сезоны меняются местами в Северном и Южном полушариях . Если в разных частях Земли одновременно может быть и зима, и лето, времена года не могут быть вызваны нашим расстоянием до Солнца. Если бы это было так, то вся Земля пережила бы лето и зиму одновременно.

Два распространенных заблуждения о сезонах, о которых следует помнить при изучении этого материала с учащимися:

1. Времена года обусловлены тем, что Земля находится ближе к Солнцу летом и дальше зимой из-за овальной орбиты Земли .

НЕТ: НА ФАКТЕ, орбита Земли вокруг Солнца эллиптическая, но почти
идеальный круг; он выключен только на \ (\ text {4} \)%.Астрономы рассчитали результирующую разницу в поступающей солнечной энергии: она составляет всего \ (\ text {7} \)%, что очень мало и недостаточно, чтобы вызвать колебания температур, связанных с сезонами. Если это изменение расстояния было причиной сезонов, то

Южное и Северное полушария будут испытывать лето и зиму одновременно, что не так.

2. Наклон Земли значительно приближает Землю к Солнцу в более жаркие времена года.

НЕТ: НА ФАКТЕ, наклон Земли является причиной наших времен года, но этот наклон не приближает нас значительно ближе к Солнцу. Расстояние от Солнца до Земли составляет в среднем 149 000 000 км, и любая разница, вызванная наклоном Земли, крошечная (изменение расстояния составляет
всего около 0,003% расстояния между Солнцем и Землей). Этого недостаточно, чтобы вызвать разницу в температуре.

Весной в Северном мысе распускаются цветы.Зимнее время на Северном мысе. В Сазерленде температура может опускаться ниже 0oC.
и часто идет снег.

Давайте теперь выясним, что вызывает сезоны. Времена года не просто делят год на кварталы, они говорят нам, где находится Земля на своем пути вокруг Солнца. Взгляните на следующую диаграмму, которая показывает, как Земля вращается (вращается по орбите) вокруг Солнца, и различные сезоны, переживаемые Южным полушарием.

Относительное положение Земли вокруг Солнца не масштабировано.Если бы она была нарисована в масштабе, Земля не поместилась бы на этой странице!

Относительная
положения Земли и Солнца в течение года. Земле требуется один полный год, чтобы вращаться (вращаться по орбите) вокруг Солнца. Земле требуется шесть месяцев, чтобы пройти половину пути вокруг Солнца.

Посмотрите на картинку, показывающую положение Земли, когда она вращается вокруг Солнца в течение года. Земля движется вокруг Солнца по почти идеальному кругу. Если вы присмотритесь, вы увидите, что земная ось направлена ​​не прямо вверх, а наклонена или наклонена на картинке.Это потому, что Земля на самом деле немного наклоняется относительно плоскости своей орбиты. Ось Земли всегда наклоняется в одном и том же направлении в космосе: Северный полюс указывает на звезду Полярную.

Орбита Земли на самом деле очень немного вытянута, но очень близка к кругу, называемому эллипсом.

Что мы имеем в виду, когда говорим, что ось Земли наклонена относительно плоскости ее орбиты? Плоскость — это плоская поверхность, например плоский кусок карты или поверхность стоячей воды.Плоскость орбиты Земли — это воображаемая плоская поверхность, на которой находится Земля, вращающаяся вокруг Солнца.

Представьте себе, что Земля — ​​это пляжный мяч, плавающий на поверхности воды в бассейне, при этом половина мяча погружена в воду, так что вы можете видеть только верхнюю половину мяча, торчащую из воды. Теперь представьте, что мяч движется по кругу на поверхности воды, но не движется вверх или вниз. Это то, что мы имеем в виду, когда говорим, что Земля движется по кругу в плоскости.В этом примере плоскость орбиты Земли — это поверхность воды. В космосе нет поверхности воды, самолет — это просто воображаемая плоская поверхность!

Теперь представьте, что клапан, через который вы надуваете пляжный мяч, направлен прямо в небо. Этот клапан представляет собой Северный полюс Земли. В этом случае клапан и плоскость расположены на перпендикулярно друг другу, а угол между ними составляет 90 градусов.

Однако, если вы слегка надавите на шар, чтобы клапан больше не был направлен прямо вверх, тогда клапан (представляющий северный полюс Земли) и поверхность воды не будут перпендикулярны друг другу.

Ось вращения Земли наклонена на угол 23,5 градуса (23,5 °) от вертикали. Когда Земля движется вокруг Солнца, ее северный и южный полюса постоянно указывают в одном и том же направлении в космосе.

По чистой случайности, в Северном полушарии Северный полюс указывает на звезду Полярная, что позволяет астрономам легко найти север! К сожалению, в Южном полушарии нет «южной звезды».

Ось вращения Земли наклонена на 23 °.5 ° от вертикали при вращении вокруг Солнца.

Давайте смоделируем наклон Земли.

Это упражнение разработано, чтобы укрепить идею о том, что ось Земли всегда указывает в одном и том же направлении в космосе. Северный полюс указывает на звезду Полярную (Северную полярную звезду), и вы можете упомянуть об этом учащимся. К сожалению, не существует южного эквивалента Полярной звезды.

МАТЕРИАЛЫ:

• глобус или шар / воздушный шарик
• Маркер или наклейки неперманентные
• картон и фольга для
  сделать звезду
• строка
• ножницы
• клей

ИНСТРУКЦИЯ:

1. Отметьте на земном шаре положение Северного и Южного полюсов маркером или наклейками.При использовании мяча или воздушного шара отметьте положения двух точек прямо напротив друг друга на поверхности мяча / воздушного шара, которые будут использоваться для обозначения Северного и Южного полюсов мяча / воздушного шара.
2. Ножницами вырежьте открытку в форме звезды.
3. Оберните звезду фольгой, при необходимости приклейте ее к карточке с помощью клея.
4. Подвесьте звезду к потолку на веревке. Убедитесь, что он расположен высоко и хорошо виден всем классом.
5. Сядьте в круг с остальными учениками класса, ваш классный руководитель должен сидеть или стоять в середине круга, представляющего Солнце.
6. Выберите одного из членов вашего класса в круге, чтобы начать упражнение, и передайте им земной шар.
7. Наклоните земной шар от вертикали, направив Северный полюс на висящую звезду.

8. Обведите земной шар по кругу, следя за тем, чтобы Северный полюс был направлен в том же направлении, к висящей звезде. Не забывайте, что земной шар должен вращаться вокруг своей оси при его движении!

9. Обратите внимание, как земной шар движется по кругу, иногда северное полушарие наклоняется больше к Солнцу, иногда южное полушарие больше направлено к Солнцу, а иногда ни одно полушарие не наклонено к Солнцу.

ВОПРОСЫ:

Примерно на какой части орбиты
южное полушарие указывает на Солнце?

Примерно на какой части орбиты северное полушарие было обращено к Солнцу?

Какая длина
времени соответствуют эти доли для реальной орбиты Земли вокруг Солнца?

Давайте теперь посмотрим, какое влияние этот наклон оказывает на Землю.

Перед тем, как начать это занятие, объясните, что имеется в виду под прямым и косвенным. Цель этого упражнения — увидеть, как
энергия от факела распространяется, когда свет падает прямо или косвенно на карту. В этом упражнении учащимся нужно будет осветить факелом черную карточку. Учащиеся должны будут работать в парах, чтобы один человек мог держать факел, а другой мог нарисовать контур луча света.

Это занятие лучше всего работает в затемненной комнате, так как легче видеть свет от фонарика. Некоторые фонари создают концентрические кольца, а не плавное распределение света. В этом случае учащиеся должны выбрать данное кольцо (скажем, внешнее или непосредственно внутри него, в зависимости от того, что легче увидеть) и придерживаться наблюдения за этим кольцом в обоих случаях. Учащиеся должны обнаружить, что прямой свет более концентрированный (распространяется на меньшую площадь), чем непрямой свет.

МАТЕРИАЛЫ:

• кусок черной карточки формата A4 или больше, по одной на пару
• резак, по одному на пару
• мешков для затемнения помещения при необходимости
• карандаш или ручка, по одному на пару

ИНСТРУКЦИЯ:

1. Для этого задания вам нужно будет работать в паре.
2. Положите карту на рабочий стол или стол.
3. Затемните комнату, используя занавески или мешки для мусора.
4. Один человек должен держать фонарик на высоте примерно 25 см над картой, направляя ее прямо на карту. Посветите на карту.
5. Посмотрите на луч, сияющий на черной карточке, и обратите внимание на его размер. Человек в паре, не держащий фонарь, должен обвести край луча ручкой или карандашом.

6. Поменяйте местами и направьте фонарик на карту под углом.
   45 °, сохраняя расстояние от карты на том же расстоянии, что и раньше. Посветите на карту.

7. Посмотрите на луч, падающий на карточку, обведите край луча ручкой или карандашом.

ВОПРОСЫ:

В каком случае свет более концентрированный? (прямое или косвенное)

В каком случае свет более рассеянный? (прямое или косвенное)

Если свет более концентрированный, означает ли это, что энергия от факела более концентрированная или рассеянная?

Если свет более концентрированный, энергия от факела более концентрированная и распространяется на меньшую площадь.

В каком случае свет выглядел ярче? Почему это?

Прямой. Поскольку энергия от света распространяется на меньшую площадь, каждая единица площади получает больше энергии по сравнению с непрямым светом.Поскольку яркость пропорциональна количеству полученной энергии, области, которые получают больше энергии на единицу площади, становятся ярче.

Энергия распространяется на большую площадь поверхности, когда свет падает под наклонным углом ( наклонный, ) относительно карты, чем когда свет падает прямо на карту. Точно так же, когда свет от Солнца напрямую попадает на Землю, солнечная энергия распространяется по меньшей площади поверхности и составляет более интенсивных (концентрированных), чем когда свет падает на Землю косвенно .Как вы думаете, это влияет на температуру? Давайте разбираться.

Ученые часто используют модели для воссоздания реального мира в лаборатории. В этом исследовании вы будете использовать модель для моделирования того, как солнечный свет попадает на поверхность Земли. Вы будете использовать факел, чтобы представить Солнце. Вы измените угол, под которым свет падает на плоскую поверхность, и посмотрите, как это влияет на нагрев поверхности. Это моделирует то, как солнечный свет попадает на поверхность
Земля под разными углами.

Цель этого исследования — продемонстрировать, что прямой свет нагревает область быстрее, чем отраженный свет. Предполагается, что этот эксперимент будет демонстрацией под руководством учителя, но с измерениями, выполненными учащимися, однако, если у вас достаточно оборудования, нет причин, по которым учащиеся не могут самостоятельно настроить эксперимент. Полосковые термометры часто используются для измерения температуры у детей и доступны в большинстве аптек.Вы можете расширить это занятие, если хотите, пошагово изменяя угол, под которым лампа «непрямого света» указывает на карту. Учащиеся должны обнаружить, что меньшие углы по отношению к поверхности дают более низкие показания температуры.

Убедитесь, что две лампы имеют одинаковые
в них установлена ​​мощность. Во время эксперимента полосковые термометры могут сильно нагреться. В этом случае выключите обе лампы примерно на 5 минут и дайте им остыть, затем снова начните наблюдение.

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ВОПРОС:

Прямой свет нагревает область быстрее или медленнее, чем отраженный свет?

ГИПОТЕЗА:

Как вы думаете, что произойдет?

Ответ, зависящий от учащегося. Учащиеся могут заявить: «Прямой свет нагревает территорию.
еще быстрее.’

ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПЕРЕМЕННЫХ:

Что вы сохраняете постоянным в этом эксперименте?

Расстояние от лампы до термометра остается постоянным.Также мощность лампочек, используемых в лампах, остается постоянной. Продолжительность свечения каждого термометра также остается постоянной. Они называются контрольными переменными.

Что вы меняете в этом эксперименте?

Угол, под которым свет падает на карту, меняется, в первом случае А свет прямой.Во втором случае, B, свет непрямой. Это изменяющаяся независимая переменная.

Что вы собираетесь измерять в этом расследовании?

Температура.Это
зависимая переменная.

МАТЕРИАЛЫ И АППАРАТ:

• две настольные лампы
• два куска черной карты / бумаги
• термометры двухполосные
• часы или часы
• маркер и / или наклейка для маркировки карточек

МЕТОД:

1. Поместите две настольные лампы на стол на расстоянии около 1 метра друг от друга.
2. Направьте одну из настольных ламп прямо вниз в сторону стола на высоте около 30 см.
3. Поместите черную карточку под фонарь и пометьте ее буквой «A».
4. Поместите полоску термометра в центр черной карточки. Лампочка должна быть
   непосредственно над полосой термометра.
5. Отрегулируйте вторую настольную лампу так, чтобы она была на той же высоте, что и первая, но вместо того, чтобы направлять ее прямо на стол, слегка наклоните ее в одну сторону (влево-вправо).
6. Поместите вторую часть черной карты под эту лампу и пометьте ее буквой «B».
7. Поместите вторую полосу термометра в центр черной бумаги. Этот свет должен непрямым образом светить на термометр.
8. Запишите температуру обоих термометров в таблице ниже.
9. Включите оба света одновременно. Подождите около 30 секунд, а затем запишите температуру термометров в таблице ниже.

РЕЗУЛЬТАТЫ И НАБЛЮДЕНИЯ:

Зарегистрированные значения температуры зависят от учащегося.Однако все
учащиеся должны согласовать начальную температуру термометров. Термометры должны показывать одинаковую начальную температуру, если они правильно откалиброваны. Конечная температура должна быть выше начальной, а температура A должна быть выше, чем B. Затем они должны вычислить разницу температур, вычитая начальную температуру из конечной температуры.

На карту попадает свет от лампы А: прямой или отраженный свет?

Свет от лампы B попадает на карту прямым или непрямым светом?

Какая карта имеет самую высокую конечную температуру? Почему это?

Карточка A, это потому, что свет падает прямо на нее, и поэтому энергия больше
концентрированный.

ОЦЕНКА:

Как вы могли улучшить этот эксперимент?

Ответ, зависящий от учащегося. Учащиеся должны четко объяснить причину своих ответов. Примеры могут включать использование более чувствительных термометров, повторение наблюдений и определение среднего значения температуры.

ВЫВОД:

Что ты
сделать вывод о тепловом воздействии прямого и непрямого света? Как вы думаете, почему это так?

Прямой свет нагревает карту быстрее, поскольку свет более концентрированный и на карту падает больше энергии на единицу площади. Эта энергия является причиной нагрева, поэтому, если на единицу площади падает больше энергии, эта поверхность нагревается сильнее.

ВОПРОСЫ:

Представьте, что лампы представляют солнечный свет, а карты — поверхность Земли.

Что
Как вы думаете, сезон на Земле соответствует случаю А, и почему вы так думаете?

Лето, потому что теплее.

Какое время года на Земле, по вашему мнению, соответствует случаю B, и почему вы так думаете?

Зима, потому что там прохладнее.

Таким образом, участки Земли, на которые попадает прямой солнечный свет, теплее, чем участки, на которые попадает непрямой солнечный свет.Летом Солнце находится высоко в небе, и мы получаем больше прямого солнечного света, чем зимой, когда Солнце находится ниже в небе и мы получаем больше непрямого солнечного света. Это объясняет, почему лето теплее зимы.

Но почему летом мы получаем больше прямого света? И почему на экваторе всегда теплее, чем на Северном и Южном полюсах? Давайте проведем задание, чтобы узнать.

Цель этого упражнения — познакомить учащихся с концепцией, согласно которой солнечный свет попадает на Землю под разными углами по всей поверхности Земли, потому что она изогнута.На экваторе видно, что солнечный свет падает на Землю почти прямо, это называется прямым светом. Области, близкие к экватору, теплые, поскольку в них сосредоточена энергия Солнца. Поскольку Земля изогнута, не все солнечные лучи попадают на нее напрямую. Области, на которые попадает непрямой солнечный свет, холоднее, потому что энергия Солнца распространяется на большую площадь. На полюса всегда падает непрямой свет, что объясняет, почему на Северном и Южном полюсах холодно.

В этом примере южное полушарие наклонено к Солнцу.В Северном полушарии большая часть солнечного света попадает на поверхность Земли под небольшим наклонным (косым) углом по отношению к поверхности Земли, и поэтому он получает больше непрямого света. Южное полушарие получает много солнечного света прямо (прямо) и немного падает под косым углом (косвенно) близко к Южному полюсу. Поскольку южное полушарие получает больше прямого света, там лето.

Это упражнение может оказаться немного сложнее для учащихся, поскольку они должны визуализировать угол, под которым солнечные лучи падают на Землю по изогнутой поверхности.Предложите им повернуть книгу, если необходимо, так, чтобы поверхность Земли всегда была горизонтальной.

ИНСТРУКЦИЯ:

1. Посмотрите на изображение в качестве примера ниже. На нем видно, как солнечный свет падает на Землю.
2. Посмотрите на солнечные лучи и посмотрите, как угол, под которым они падают на поверхность Земли, изменяется в разных точках на поверхности Земли из-за ее изогнутой формы.
3. Ответьте на вопросы ниже.

ВОПРОСЫ:

Экватор получает более или менее прямой свет, чем полюса?

Какое полушарие на снимке получает больше прямого света? Почему это?

Южное полушарие получает больше прямого света, поскольку оно наклонено к Солнцу.

Какое полушарие на этой диаграмме получает больше непрямого света? Почему это?

Северное полушарие получает больше непрямого света, поскольку оно отклонено от Солнца.

Как вы думаете, почему на экваторе теплее, чем на полюсах?

Потому что экватор получает больше прямого света там, где солнечная энергия более сконцентрирована, а полюса получают только непрямой свет там, где солнечная энергия более распространена.

В этом примере в Южном полушарии лето или зима?

В этом примере в Северном полушарии лето или зима?

Что произойдет с временами года, если Земля будет наклонена в противоположном направлении, а северное полушарие будет наклонено к Солнцу?

Времена года поменялись бы местами: лето в Северном полушарии и зима в Южном полушарии.

Свет, падающий на экватор, всегда падает под углами, очень близкими к 90 ° (почти прямым), поэтому круглый год температура остается почти одинаковой.

Районы вокруг экватора в течение всего года теплее, чем на полюсах, поскольку свет падает почти прямо на поверхность Земли между тропиком Рака и тропиком Козерога.

Области, на которые попадает непрямой солнечный свет, холоднее, потому что энергия Солнца распространяется на большую площадь, чем на экваторе. На полюса всегда падает непрямой солнечный свет, что объясняет, почему на Северном и Южном полюсах холодно.

Другой способ сказать, что свет падает косвенно, — сказать наклонно. Наклонный означает, что он не под прямым углом (90 °), а наклонен.

Обнаружив, что Земля теплее ближе к экватору и холоднее к полюсам, вы могли начать обсуждение, связанное с этим.Например, почему население Земли распределено именно так? Как долго длится вегетационный период в каждом регионе мира? Тундра, пустыня, лиственные, хвойные и тропические леса. Почему?

Мы переживаем разные времена года из-за разного количества прямого и непрямого солнечного света. Когда южное полушарие наклонено к Солнцу, оно получает больше прямого солнечного света (больше лучистой энергии) и температура повышается: в Южном полушарии сейчас лето.

Противоположное полушарие отклонено от Солнца и принимает
меньше прямых солнечных лучей, он получает меньше энергии и температура понижается, поэтому в Северном полушарии зима. Когда северное полушарие наклонено к Солнцу, мы имеем противоположный случай: лето в северном полушарии и зима в южном полушарии.

Времена года, когда Земля вращается вокруг Солнца.

Хорошее занятие по искусству и ремеслу, чтобы укрепить идею о том, что наклон оси вращения Земли отвечает за времена года, — это попросить учащихся сделать плакат с изображением вышеупомянутого рисунка, пометив Землю и Солнце, экватор, полушария, полюса, наклон. (в сторону, в сторону, ни в какую) и результирующие сезоны для каждого полушария в каждой позиции.

На картинке выше вы можете увидеть, как Земля движется вокруг Солнца по своей орбите. Ось Земли всегда указывает в одном и том же направлении в космосе. Из-за этого иногда южное полушарие наклонено к Солнцу, а иногда — от Солнца. Давайте проследим путь Земли вокруг Солнца, который совершит один оборот от точек 1 до 4.

В позиции 1 свет падает прямо на Тропик Козерога (23.5 ° ю.ш.). Это происходит, когда у нас, в Южном полушарии, лето, и называется солнцестоянием . День летнего солнцестояния — самый длинный день в году. В Южном полушарии это обычно около 21 декабря.
В позиции 3 свет падает прямо на Тропик Рака (23,5 ° с.ш.). Это происходит зимой, а в Северном полушарии — лето. Это называется зимним солнцестоянием в Южном полушарии и происходит примерно 21 июня.Зимнее солнцестояние — самый короткий день в году.

В разных культурах мира есть различные праздники и праздники во время зимнего и летнего солнцестояния, равноденствий и промежуточных точек между ними.

В положениях 2 и 4 на экватор попадает прямой солнечный свет. Это называется равноденствием . Равноденствие происходит дважды в год, примерно 20 марта (когда наше осеннее равноденствие приходится на позицию 2) и 22 сентября (когда наше весеннее равноденствие приходится на позицию 4).

Термин «равноденствие»
происходит от латинских слов aequus (равно) и nox (ночь), потому что около равноденствия ночь и день примерно одинаковой длины.

ИНСТРУКЦИЯ:

1. Обратитесь к предыдущей диаграмме, показывающей времена года на Земле.
2. Заполните пропуски в предложениях ниже.
3. Запишите абзац полностью и подчеркните свои ответы.

ВОПРОСЫ:

В позиции 1 южное полушарие наклонено к Солнцу и переживает лето. Это называется летом _____ в Южном полушарии и происходит примерно в дату _____. Северное полушарие наклонено на _____ от Солнца и переживает зиму.Это называется зимой _____ в Северном полушарии.

В позиции 1 южное полушарие наклонено к Солнцу и переживает лето. Это называется летним солнцестоянием года в Южном полушарии и происходит примерно в дату 21 декабря года. Северное полушарие отклонено на от Солнца на пунктов и переживает зиму.Это называется зимним солнцестоянием года года в северном полушарии.

В позиции 2, _____ месяцев спустя, ни одно полушарие не наклонено больше к Солнцу. Прямой солнечный свет попадает на Землю только около _____, а непрямой солнечный свет — почти повсюду. Это называется _____. Это вызывает умеренные температуры на севере и юге от экватора.

В позиции 2 три месяцев спустя ни одно полушарие не наклонено больше к Солнцу. Прямой свет падает на Землю только около экватора , а непрямой свет падает почти повсюду. Это называется равноденствием . Это вызывает умеренные температуры на севере и юге от экватора.

Шесть месяцев спустя Южное полушарие наклонено на _____ от Солнца и испытывает _____. Это называется зимой _____ в Южном полушарии и происходит примерно в дату _____. Северное полушарие наклонено _____ к Солнцу и испытывает _____. Это называется летом _____ в Северном полушарии.

Шесть месяцев спустя Южное полушарие отклонено на от Солнца и переживает зиму .Это называется зимним солнцестоянием в Южном полушарии и приходится на дату 21 июня. Северное полушарие наклонено на к Солнцу и переживает лета. Это называется летним солнцестоянием года года в Северном полушарии.

Девять месяцев спустя ни одно полушарие не наклонено больше к Солнцу.Прямой свет падает на Землю только около _____, а непрямой свет падает почти повсюду. Это вызывает умеренные температуры на севере и юге от экватора.

Девять месяцев спустя любое полушарие наклонено больше к Солнцу. Прямой свет падает на Землю только около экватора , а непрямой свет падает почти повсюду.Это вызывает умеренные температуры на севере и юге от экватора.

Земля снова вернулась к своей исходной точке, совершив один оборот вокруг Солнца за _____ месяцев.

Земля снова вернулась к своей исходной точке, совершив один оборот вокруг Солнца за двенадцать месяцев

Как вы думаете, почему важно знать времена года? Подумайте о том, как люди использовали знание времен года, чтобы организовать свою жизнь и отмечать течение времени.Обсудите это со своим классом и сделайте несколько заметок ниже.

Важно, чтобы мы связали обучение в классе с повседневной жизнью учащихся, чтобы оно было применимо к ним. Вы можете обсудить эту тему в классе, но учащиеся также должны записывать свои мысли.Начните с того, что спросите учащихся, что, по их мнению, мы можем узнать, изучая времена года?

Некоторые из преимуществ изучения времен года связаны со знаниями коренных народов, например, знание того, когда сажать урожай, когда собирать урожай и когда хранить продукты на зиму. До того, как у людей появились календари, они использовали времена года, чтобы отмечать течение времени и знать, когда прошел год и цикл повторился снова.

Итак, теперь вы знаете, что температура (и, следовательно, времена года) на Земле определяются углом, под которым солнечный свет падает на Землю.Летом Солнце находится высоко в небе, и солнечный свет попадает прямо на Землю. Зимой Солнце находится низко в небе, и солнечные лучи косвенно падают на Землю под косым (неглубоким) углом. Сезоны возникают потому, что ось Земли наклонена относительно пути ее орбиты вокруг Солнца , а не потому, что расстояние между Землей и Солнцем меняется, когда Земля вращается вокруг Солнца.

Причина времен года (видео)

Если смотреть с поверхности Земли, Солнце летом кажется выше в небе.Как

Солнце поднимается выше по небу, и ему требуется больше времени, чтобы пройти по небу от восхода до заката. Поэтому днем ​​летом дольше, чем зимой. Изменение продолжительности светового дня в течение года также происходит из-за наклона оси вращения Земли в пространстве.

Видимый путь Солнца по небу зимой и летом. Летом Солнце движется выше и дальше по небу, поэтому дни длиннее.

Помните, что на самом деле движется НЕ Солнце, а вращение Земли, из-за чего создается впечатление, что Солнце движется по небу.

Следующие ниже вопросы являются сложными и могут быть использованы для проверки наиболее способных учеников и расширения их мышления.

Как вы думаете, что произошло бы с временами года, если бы Земля не была наклонена на 23,5 °, а вместо этого была направлена ​​прямо вверх относительно траектории ее орбиты?

Вы можете обсудить это со своим классом.Путь Солнца по небу был бы одинаковым круглый год, и больше не было бы сезонов, как мы их знаем. Однако на экваторе по-прежнему будет тепло, а на полюсах — холодно. Наибольшее влияние на температуру окажут полюса. В настоящее время у них темные зимы с чрезвычайно низкими температурами, за которыми следуют более теплые температуры и постоянный свет летом. Если бы не было наклона, полярные регионы имели бы гораздо более однородные температуры круглый год, а Солнце всегда было бы низко над горизонтом.По всей Земле это будет похоже на середину осени или весны круглый год.

В течение года все еще будут небольшие изменения. Это связано с тем, что расстояние Земля-Солнце меняется в течение года, поскольку орбита Земли вокруг Солнца не является идеальным кругом ( немного эллиптическая ). В настоящее время Земля находится ближе всего к Солнцу в январе и дальше всего в июле. Без наклона это изменение расстояния Земля-Солнце в течение года оказало бы небольшое влияние на погодные условия.Следует подчеркнуть, что эффект будет крошечным, поскольку расстояние Земля-Солнце существенно не меняется в течение года (147 миллионов км в январе 2013 года по сравнению со 152 миллионами км в июле 2013 года).

Южное полушарие получает наибольшее количество солнечной энергии 21 декабря каждого года. Однако самые жаркие дни в году обычно наступают через месяц или около того. Как вы думаете, почему это так?

Это потому, что суше и морю требуется время, чтобы нагреться или остыть.Это также объясняет, почему времена года меняются постепенно.

Очень интересно видео, показывающее год неба. На каждой панели показан один день, поэтому одновременно воспроизводятся 360 панелей фильмов, показывающих небо в течение почти целого года, как это было записано в Сан-Франциско. 28 июля показано в верхнем левом углу, а 1 января примерно на полпути вниз. Камера записывала изображение каждые 10 секунд от восхода до заката.Вы можете увидеть время в правом нижнем углу. Это видео полезно, чтобы показать учащимся, как, хотя каждый день длится 24 часа, количество солнечного света меняется в зависимости от сезона. Хотя это видео для Северного полушария, а мы находимся в Южном полушарии, оно все еще очень
интересно и может быть использован для очень красноречивой демонстрации разницы в продолжительности светового дня. Вы можете спросить учащихся, почему они думают, что нижние видео (а вскоре и верхние видео) появляются первыми.Это потому, что сейчас рассвет, а Солнце встает раньше в летние месяцы июня, июля и августа в Северном полушарии, поэтому эти панели загораются раньше, чем другие, в зимние месяцы. Первоначальная темнота в центре изображает отложенный рассвет и меньшее количество светового дня зимой.

Времена года на других планетах

Этот раздел является расширением, которое не требуется для CAPS, но дает возможность расширить мышление вашего учащегося, если вы чувствуете, что у вас есть время в классе, и вам необходимо оценить способности учащихся.Кроме того, учащиеся могут сами прочитать его в удобное для вас время.

Как вы думаете, на других планетах тоже бывают времена года?

Да, это так! На каждой планете Солнечной системы есть времена года, но они не похожи на времена года, которые мы наблюдаем на Земле. Сезоны проходят очень быстро на некоторых планетах, таких как Венера, но длятся десятилетия на других, таких как Уран. В отличие от земных сезонов, которые вызваны только наклоном оси Земли в космосе, сезоны на других планетах могут быть вызваны:

1. Наклон оси вращения планеты.
2. Переменное расстояние планеты от Солнца на орбите. Это потому, что некоторые планеты имеют очень овальные орбиты вокруг Солнца, в отличие от Земли.

Планеты Венера и Юпитер имеют очень небольшой наклон по сравнению с Землей. Их оси вращения наклонены только на 3 ° по сравнению с наклоном Земли на 23,5 °, поэтому сезоны Венеры и Юпитера едва заметны. Однако на Венере интересная погода! Поверхность Венеры круглый год имеет колоссальные 460 ° C, потому что атмосфера Венеры состоит из плотных кислых облаков, которые улавливают солнечный свет, что приводит к неконтролируемому парниковому эффекту.

Наклон Марса составляет 25 °, что очень близко к 23,5 ° Земли. Из-за этого наклона на Марсе, как и на Земле, есть времена года. Поскольку Марсу требуется два земных года для обращения вокруг Солнца, сезоны на Марсе в два раза длиннее. Ось вращения Марса указывает не на Полярную звезду, нашу Полярную звезду, а на звезду Альфа Лебедя. Из-за этого марсианские сезоны не совпадают с сезонами на Земле. Марс также имеет четко выраженную овальную орбиту. Когда Марс находится дальше от Солнца по своей орбите, становится холоднее, что приводит к долгим и суровым южным зимам.Северные зимы не такие долгие и экстремальные, потому что они случаются, когда планета находится ближе к Солнцу.

Планета с самыми экстремальными сезонами в Солнечной системе — Уран. Как и у Земли, орбита Урана почти круглая, однако ось вращения Урана наклонена на массивные 98 °. Уран на его стороне!

Уран.

Уран совершает один оборот вокруг Солнца каждые 84 земных года, давая начало сезонам, которые длятся 21 год каждый! В течение двух сезонов один полюс направлен прямо на Солнце, а противоположное полушарие не видит Солнца, потому что Уран вращается на его стороне.