§24. Чому є день і ніч та пори року
Всякий день – учень дня вчорашнього.
Публій, давньоримський поет
- Пригадай, що ти знаєш з курсу «Я досліджую світ» про наслідки обертання і руху Землі.
- Як можна встановити, що Земля обертається навколо Сонця?
- Назви пори року та календарні дні, коли вони починаються.
- Спробуй пояснити, чому ми не відчуваємо обертання Землі навколо її осі.
Яке значення обертання Землі навколо своєї осі для життя на Землі.
Якщо спостерігати Землю з боку її Північного полюса, то можна побачити, що наша планета обертається навколо своєї осі із заходу на схід, тобто проти годинникової стрілки (мал. 90). Час, потрібний планеті для одного оберту, називають добою. Нині тривалість доби становить 24 години, а колись, дуже давно, вона була значно меншою.
Найвідомішим проявом обертання Землі навколо власної осі є зміна дня і ночі на планеті. Коли сходить Сонце, починається день, що триває до часу, поки воно не зайде за горизонт. Проміжок часу між сходом і заходом Сонця називають тривалістю дня. З’ясувати тривалість дня на якусь конкретну дату можна за допомогою календаря, адже в ньому зазначено як час сходу і заходу Сонця, так і тривалість дня.
Щоб зафіксувати момент, коли Земля зробить один оберт навколо осі (період обертання), треба обрати якийсь орієнтир, тобто точку відліку для фіксації періоду обертання Землі навколо осі. Люди здавна для цього використовували Сонце або яскраві зорі. Тому досі в астрономії, наприклад, розрізняють сонячну та зоряну добу.
Період обертання (позначають літерою T) – це фізична величина, що дорівнює проміжку часу, за який тіло, що рівномірно обертається, повертається до свого початкового положення.
Земля, обертаючись навколо своєї осі, одночасно рухається по орбіті навколо Сонця. Тривалість періоду обертання Землі навколо Сонця називають роком. Оскільки форма орбіти Землі трохи відрізняється від кола, то планета повсякчас перебуває на різних відстанях від Сонця. Найвіддаленішу від Сонця точку орбіти Земля проходить у липні, а найближчу – в січні. Тому для мешканців Північної півкулі Землі вона влітку далі від Сонця, ніж узимку.
Хоча відстань між Землею і Сонцем змінюється упродовж року, науковці обчислили її середнє значення (воно становить майже 150 млн кілометрів), щоб використовувати як одиницю довжини. Її називають астрономічна одиниця (а. о.) і застосовують здебільшого для позначення відстаней між тілами Сонячної системи.
Чи впливає обертання Землі навколо осі та рух довкола Сонця на пори року і чому вони змінюються на нашій планеті.
Зміна пір року на Землі зумовлена нахилом її осі обертання до площини екліптики (а не зміною відстані Земля – Сонце!).
Екліптика – уявне коло, по якому Сонце здійснює свій видимий рух протягом року для спостерігача на Землі.
Упродовж року кут падіння сонячних променів на різні ділянки поверхні планети не однаковий (мал. 91). Прямовисні сонячні промені нагрівають Землю краще, ніж ті, що падають на її поверхню під малим кутом.
Покажи за допомогою схематичного малюнка кути падіння сонячних променів для Північної півкулі планети влітку і взимку.
Виміряємо освітлення поверхні (освітленість) світлом, яке падає на неї.
Освітимо аркуш паперу ліхтарем, поставивши його перпендикулярно до аркуша. Відмітимо на аркуші освітлений круг олівцем (мал. 92). Не змінюючи відстань до аркуша, освітимо його, нахиливши ліхтар, і намалюємо фігуру навколо плями світла.
Порівняємо освітленість двох поверхонь. Що більш косо ми освітлюємо аркуш паперу, то більш розсіяним стає світло на аркуші (як на полюсах Землі). Що ближче до вертикалі ставимо ліхтар, то краще освітленим стає аркуш паперу (як на екваторі).
Усі рослини для нормального розвитку потребують світла. Зерновим культурам, наприклад, світло потрібне протягом 12-14 годин у день. Такі рослини (овес, жито) називають рослинами «довгого світлового дня». У них збільшення тривалості світлового періоду доби стимулює процеси росту і розвитку. Схожа ситуація й для овочів і квітів. Саме тому ті, хто вирощує квіти, використовують штучне освітлення.
Чому бувають пори року.
Рухаючись орбітою навколо Сонця, Земля проходить через чотири особливі на ній точки в двадцятих числах березня, червня, вересня і грудня. Ці моменти людина навчилася фіксувати у сиву давнину, адже вони свідчили про зміну пір року. Пригадаємо їх для Північної півкулі.
20 (чи 21) березня – розпочинається астрономічна весна. У цей день (його називають днем весняного рівнодення) повсюди у Північній півкулі, окрім районів біля полюса, тривалість дня дорівнює тривалості ночі. Сонце сходить о 6-й годині точно на сході й заходить точно на заході о 18-й годині.
21 (чи 22) червня (день літнього сонцестояння) весна закінчується і починається астрономічне літо. У цей день у Північній півкулі Землі найдовший день і найкоротша ніч.
23 вересня – у день осіннього рівнодення (тривалість дня дорівнює тривалості ночі, як і навесні) – розпочинається астрономічна осінь, що триває до 21 (чи 22) грудня, до дня зимового сонцестояння. У цей день у Північній півкулі Землі найкоротший день і найдовша ніч.
Для Південної півкулі Землі послідовність зміни пір року така сама, але коли у Північній півкулі зима, у Південній – літо. І навпаки.
Чому від дня весняного рівнодення до літнього сонцестояння тривалість дня збільшується, а потім зменшується? Спробуй знайти відповідь на це запитання через міркування чи методом «мозкового штурму», тобто самостійно. За потреби знайди інформацію в книжках, інтернеті або попроси допомоги в дорослих.
Коротко про головне
- Зміна дня і ночі на Землі зумовлена обертанням планети навколо власної осі.
- Середнє значення відстані між Землею і Сонцем називають «астрономічною одиницею».
- Пори року на Землі змінюються, бо вісь її обертання має нахил до площини екліптики.
Перевіряємо себе
- У якому напрямку Земля обертається навколо своєї осі та під час обертання навколо Сонця?
- Створи малюнок на тему «Обертання Землі навколо Сонця». Укажи на ньому положення земної осі, коли Земля перебуває в точках орбіти, пов’язаних з днями сонцестояння та рівнодення.
- Укажи на справжню причину змін пір року на Землі: А. різна відстань Землі від Сонця; Б. обертання Землі навколо Сонця; В. незмінність кута нахилу осі обертання Землі до площини її орбіти.
- Поміркуй і вислови припущення щодо існування пір року на планеті, в якої вісь обертання не нахилена, тобто перпендикулярна, до площини її орбіти.
- Продовж речення: Сьогодні я дізнався/-лася…; Я навчився/-лася…; Виявляється … .