Осевое вращение Земли

Астрономы установили, что Земля одновременно участвует в нескольких видах движения. Например, в составе Солнечной системы она движется вокруг центра Млечного Пути, а в составе нашей Галактики участвует в межгалактическом движении. Но главных видов движения, известных человечеству с давних времён, два. Один из них — вращение Земли вокруг своей оси.

Следствие осевого вращения Земли

Наша планета равномерно вращается вокруг воображаемой оси. Такое движение Земли называют осевым вращением. Все объекты на земной поверхности вращаются вместе с Землёй. Вращение происходит с запада на восток, то есть против часовой стрелки, если смотреть на Землю со стороны Северного полюса. Из-за такого вращения планеты восход солнца утром происходит на востоке, а закат вечером — на западе.

Земная ось наклонена под углом 66 1/2°  к плоскости орбиты, по которой планета движется вокруг Солнца. При этом ось строго ориентирована в космическом пространстве: её северный конец постоянно направлен на Полярную звезду. Осевое вращение Земли определяет видимое движение звёзд и Луны по небосклону.

Вращение Земли вокруг оси оказывает большое влияние на нашу планету. Оно определяет смену дня и ночи и возникновение естественной, данной природой единицы измерения времени — суток. Это период полного оборота планеты вокруг своей оси. Длительность суток зависит от скорости вращения планеты. Согласно существующей системе исчисления времени сутки делят на 24 часа, час — на 60 минут, минуту — на 60 секунд.

Из-за осевого вращения Земли все движущиеся по её поверхности тела отклоняются от первоначального направления в Северном полушарии вправо по ходу своего движения, а в Южном — влево. В реках отклоняющая сила прижимает воду к одному из берегов. Поэтому у рек в Северном полушарии обычно более крутой правый берег, а в Южном полушарии — левый. Отклонение воздействует на направление ветров в атмосфере, течений в Мировом океане.

Осевое вращение влияет на форму Земли. Наша планета не идеальный шар, она немного сжата у полюсов. Поэтому расстояние от центра Земли до полюсов (полярный радиус) на 21 километр короче расстояния от центра Земли до экватора (экваториальный радиус). По этой же причине меридианы на 72 километра короче экватора.

Осевое вращение вызывает суточные изменения в поступлении солнечного света и тепла на земную поверхность, объясняет видимое движение звёзд и Луны по небосклону. Оно определяет также различие во времени в разных частях земного шара.

Всемирное время и часовые пояса

В один и тот же момент в разных частях земного шара время суток может быть разным. Но для всех точек, расположенных па одном меридиане, время одинаково. Его называют местным временем.

Для удобства отсчёта времени поверхность Земли условно разделена на 24 часовых пояса (по числу часов в сутках). Время внутри каждого пояса называют поясным временем. Отсчёт поясов ведётся от нулевого часового пояса. Это пояс, посередине которого проходит Гринвичский (нулевой) меридиан. Время на этом меридиане называют всемирным.  В двух соседних поясах поясное время различается ровно на 1 час.

Посередине двенадцатого часового пояса, примерно по меридиану 180, проходит линия перемены дат. По обе стороны от неё часы и минуты совпадают, а календарные даты различаются на одни сутки. Если путешественник пересекает эту линию с востока на запад, то дата переводится на один день вперёд, а если с запада на восток, то возвращается на один день назад.

8.Орбитальное движение земли и ее осевое вращение. Неравномерности вращения земли, их физическая природа

Галактика
вращается вокруг своей оси. В этих
движениях участвует и Земля.

Одновременно
с этим Земля вращается вокруг Солнца
по эллипт орбите с запада на восток.
Наиболее близко к Солнцу точка земной
орбиты-перигелий, наиболее удаленная–афелий.
Полный оборот вокруг Солнца-365 сут 5 ч
48 мин 46 с. На отдельных участках орбиты
движение Земли происходит быстрее, чем
на др. Максимальная скорость орбитального
движения — в перигелии, минимальное- в
афелии. При средней скорости-29 780 м/с.

Наряду
с орбитальным, Земля совершает вращательное
движение вокруг своей оси. (с зап на
вост, полный оборот вокруг своей оси
-23 ч 56 мин 4с со средней линейной скоростью
465 м/с.)

Еще
Галилей получил доказательства
неравномерности осевого вращения Земли.
Продолжительность суток и угловая скорость меняются в течении
года. Мах время — в марте, мин –в августе.

Яркое
доказательство осевого вращения Земли
— опыт Фуко с физическим маятником.
Всякое колеблющаяся тело стремится
сохранить плоскость своего колебания
при условии, что на него не действ
никакие другие силы, кроме силы тяжести.
2-е доказательство – сила Кориолиса.
3-е доказательство осевого вращения
Земли — отклонение падающих тел к востоку
в Сев и к западу – в Юж полушарии. Это
связано с тем, что чем дальше находится
точка от оси вращения Земли, тем больше
ее скорость вращения с запада на вост.

В
настоящее время рассматривается 3 типа
неравномерного вращения Земли: вековое
(постоянное) замедленное, периодическое
(сезонное) и нерегулярное (скачкообразное)
замедленное. Век изменений приводит к
увеличению периода вращения Земли
вокруг своей оси. Нерегулярные изменения–
могут удлинять или сокращать
продолжительность суток до 0,004 с.
Периодические изменения ведут к тому,
что время осевого вращения Земли в
течении года может различаться на 0,001
с.

В
результате влияния на Земное притяжение
Луны и Солнца в океанах и морях образуется
прилив волны, которое перемещается в
направлении, противоположном вращении
планеты, это приводит к уменьшению
энергии вращательного движения Земли
и тем самым к замедлению ее вращения.

Наблюдается
вековое ускорение вращенияпланеты.

Главную
роль в сезонном изменении скорости
вращении Земли играет атмосферная
циркуляция. В земной атмосфере имеются
постоянные воздушные течения, размеры
которых сопоставимы с размерами
материков. В результате трения воздушного
потока о земную (водную) поверхность
возникает тангенциальная сила, суммарное
значение которой в приземном слое
атмосферы может быть большим, она
способствует замедлению вращения
твердой оболочки Земли.

Большая
роль в изменении скорости вращения
планеты принадлежит взаимодействию
сезонной атмосферной циркуляции с
поверхностью Земли.

Следствия
нешарообразности Земли и ее движения:
влияние на движение ИСЗ и других
летательных аппаратов, находящихся на
большом расстоянии от земной поверхности.

Орбитальное
движение – смена врем года. Суточное
вращение – смена дня и ночи. Осевое
вращение Земли -приливная волна, которая
обходит вокруг планеты, перемещается
навстречу ее вращению и замедлению его.

Вопрос 8. Орбитальное движение Земли и ее осевое вращение. Неравномерности вращения Земли и их физическая природа.

Галактика вращается
вокруг своей оси с неодинаковой угловой
скоростью в различных ее точках: скорость
возрастает по мере удаления от ядра
Галактики к ее периферии. Полный оборот
на расстоянии Солнца от ядра Галактика
совершает как минимум за 180 млн. лет,
вращаясь со скоростью около 2510⁴
м/с. Галактика
постоянно поступательно движется в
направлении созвездия Единорога со
скоростью около 2110⁴
м/с.В этих движениях вместе с Солнцем
участвует Земля как составная часть
Солнечной системы.

Одновременно с
этим Земля вращается вокруг Солнца по
эллиптической орбите с запада на восток
(орбитальное движение). Эксцентриситет
орбиты равен 0,017. Наиболее близкая к
Солнцу точка земной орбиты наз.
перигелием,
наиболее удаленная – афелием.
Полный оборот вокруг Солнца наша планета
совершает за 365 суток 5 часов 48 мин и 46
с. Характерно, что на отдельных участках
орбиты движение Земли происходит
быстрее, чем на других. Первую половину
своей орбиты планета проходит примерно
за 186 суток (с 21 марта по 23 сентября),
вторую – за 179 суток (с 23 сентября по 21
марта ). Наибольших значений скорость
орбитального движения достигает в
перигелии, наименьших – в афелии. При
средней, или так наз. круговой , скорости
Земли, равной 29 780 м/с, различие скоростей
в перигелии и афелии составляет 950 м/с.

Наряду с орбитальным
движением Земля постоянно совершает
вращательное движение вокруг своей
оси. Такое вращение происходит также
с запада на восток, полный оборот вокруг
своей оси планета совершает за одни
сутки (23 часа 56 мин 4 с) с угловой скоростью
около 7,29211610^-5
с^-1,
или со средней линейной скоростью 465
м/с.

Еще в 1693 г. Галлилей,
а затем И.Кант (1754 г), Лаплас (1787 г)
получили доказательства, свидетельствующие
о неравномерности осевого вращения
Земли. Продолжительность суток 
и угловая скорость 
меняются в течение года. Наибольших
значений 
достигает в марте, наименьших – в
августе, причем их разность равна
2510^-4
с. Относительное изменение угловой
скорости между мартом и августом
составляет около 2,810^-8.

Ярким доказательством
осевого вращения Земли является
известный опыт, поставленный Фуко в
1851 г. с физическим маятником. Опыт
основан на законе механики, что всякое
колеблющееся (качающееся) тело стремится
сохранить плоскость своего колебания
при условии, что на него не действуют
никакие другие силы, кроме силы тяжести.
₀
= 15 град/час. Другое доказательство –
силы Кориолиса, действием которых
объясняется подмыв правого берега рек
в Северном полушарии и левого – в Южном.
Следующим доказательством осевого
вращения Земли является отклонение
падающих тел к востоку в Северном и к
западу – в Южном полушарии. Это связано
с тем, что чем дальше находится точка
от оси вращения Земли, тем больше ее
скорость вращения с запада на восток.
Отклонение падающего тела к востоку x
зависит от высоты падения z
и географической широты 
следующим
образом: x
= 0,22
z
cos

В настоящее время
принято рассматривать три типа
неравномерности вращения Земли: вековое
(постоянное) замедление, переодические
(сезонные)
и нерегулярные
(скачкообразные) замедления. Вековые
изменения
приводят к увеличению периода вращения
Земли вокруг своей оси. В результате
продолжительность суток, например за
последние 2000 лет, возрастала в среднем
на 0,0023 с в столетие. Нерегулярные
изменения
– могут удлинять или сокращать
продолжительность суток до 0,004 с.
Периодические
изменения
ведут к тому, что время осевого вращения
Земли в течение года может различаться
на 0,001
с.

В результате
влияния на Землю притяжений Луны и
Солнца в океанах и морях образуются
приливные волны, которые перемещаются
в направлении, противоположном вращению
планеты, это приводит к уменьшению
энергии вращательного движения Земли
и тем самым к замедлению ее вращения.

Известно, что
момент количества движенияМ
свободно вращающегося тела есть величина
постоянная и представляет собой
произведение момента инерции I
на угловую скорость .
Для Земли М
= I
= m_зR²(1
+ 2/3),

где

— коэффициент, зависящий от структуры
планеты (распределения плотностей
горных пород по ее радиусу) – так наз.
структурный коэффициент (для Земли
принят равным 0,33; m_з
и R
– соответственно масса и средний радиус
Земли.

Значит, если I
будет уменьшаться (например из-за
уменьшения 
и R
), то скорость вращения Земли возрастает.
По литературным данным, средняя скорость
уменьшения земного радиуса составляет
около 5 см за 100 лет, достигая в отдельные
периоды 12 см. Это ведет к уплотнению
земных недр, т.е. к уменьшению коэффициента
,
что неизбежно способствует росту
значений .

Уменьшение радиуса
Земли происходит неравномерно. Это
усиливается неустойчивостью механического
и физико-химического состояния недр.
Так, давление в центре Земли Р равно:
Р = f
3m_з²/(8R²),
где f
– гравитационная постоянная.

Из формулы видно,
что уменьшение радиуса планеты
сопровождается резким увеличением
давления во всех слоях недр. Это приводит
к перетоку новых масс планеты в состав
ее ядра и его уплотнению. В итоге давление
Р растет, а объем планеты уменьшается.
В целом – наблюдается так наз. вековое
ускорение вращения планеты, составляющее
в относительных единицах 1,410^-8
за столение.

Главную роль в
сезонных изменениях скорости вращения
Земли играет атмосферная циркуляция
(обмен количеством движения между
атмосферой и Землей). Сезонные колебания
скорости вращения Земли могут быть
представлены двумя волнами – с годичным
и полугодичным периодами.

В земной атмосфере
имеются постоянные воздушные течения,
размеры которых сопоставимы с размерами
материков. Скорости этих течений на
высотах 50 – 70 км в среднем составляют
зимой около 100 м/с, летом 70 м/с. Причем,
воздушные потоки в первом случае (зимой)
направлены с запада на восток, во втором
– с востока на запад. В более низких
слоях атмосферы на высотах 8 – 15 км
скорость воздушных течений в среднем
равна 40 –60 м/с, они направлены с запада
на восток. В результате трения воздушного
потока о земную (водную) поверхность
возникает тангенциальная сила, суммарное
значение которой в приземном слое
атмосферы может быть большим, тем самым
она способствует замедлению вращения
твердой оболочки Земли. Поскольку
воздушные течения характеризуются
нестационарностью по скорости и частично
по направлению, действие силы трения
вызывает также скачкообразные,
непереодические изменения угловой
скорости .

Большая роль в
изменении скорости вращения нашей
планеты принадлежит взаимодействию
сезонной атмосферной циркуляции с
поверхностью Земли. В Северном полушарии
над материками обычно развиваются
области низкого, зимой – высокого
атмосферного давления. Это связано с
большей нагретостью летом суши, чем
моря, а зимой – наоборот. В результате
“избыточные массы воздуха” скапливаются
над сушей зимой, над морями и океанами
летом. Совместно с особенностями
пространственного распределения
материков в обоих полушариях это
вызывает периодические изменения
скорости вращения Земли. Поэтому наряду
с 11-летними и годовыми колебаниями
скорости вращения Земли, связанными с
солнечной активностью, могут существовать
колебания, соответствующие разнообразным
циклам погоды и имеющие период около
3 месяцев.

Следствий
нешарообразности Земли и ее движений
много. Так эллипсоидальность и
неравномерное распределение масс
внутри Земли оказывает влияние на
движение ИСЗ и других летательных
аппаратов, находящихся на больших
расстояниях от земной поверхности.

Орбитальное
движение – смена времен года. Суточное
вращение Земли – смена дня и ночи,
которая сопровождается изменениями
в течение суток целого ряда параметров
геосфер, например, температуры.

Осевое вращение
Земли превращает приливные выступы в
морях и океанах и в твердой оболочке
Земли в приливную волну, которая как
бы обходит вокруг планеты, перемещается
навстречу ее вращения и поэтому замедляет
его. Из-за возникающего торможения
увеличивается продолжительность суток
и это, в исторически большом масштабе
времени, ведет к смене климата и др.
физико-географических условий. Кроме
того, в результате замедления вращения
уменьшается полярное сжатие Земли. Это
сопровождается опусканием и сокращением
материков в экваториальной области,
поднятием и увеличением их площади в
полярных областях.

Осевое вращение Земли. Орбитальное движение Земли

1. Движения Земли

ОСЕВОЕ
ВРАЩЕНИЕ ЗЕМЛИ
?
ОРБИТАЛЬНОЕ
ДВИЖЕНИЕ ЗЕМЛИ
?

2. Следствия осевого вращения Земли:

1. ФОРМА ЗЕМЛИ;
геоид

3. Орбитальное движение Земли

5. Эллипс- замкнутая кривая на плоскости

• Орбита Земли
имеет форму
эллипса.
• Она удалена от
солнца на
• 150 млн км

6. Эклиптика прочитать определение

7. Зенит- высшая точка солнцестояния

зенит

8. Тропики- параллели с широтой 23,50

Северный тропик
Южный тропик

9. Северный тропик

День летнего солнцестояния (22 июня)
Самый длинный день и короткая ночь
В северном полушарии в этот день –лето
В южном полушарии –зима
Солнце в полдень стоит в зените над
Северным тропиком, или тропиком Рака

10.

Южный тропик

День зимнего солнцестояния (22 декабря)
Самый короткий день и длинная ночь
В северном полушарии в этот день –зима
В южном полушарии –лето
Солнце в полдень стоит в зените над
Южным тропиком, или тропиком Козерога.
• На любой широте между тропиками
Солнце бывает в зените дважды в
году;
• к северу от Северного тропика и к
югу от Южного тропика Солнце в
зените не бывает

12. Полярные круги- параллель, выше которой бывают полярный день и полярная ночь

13. Полярные круги

• К северу от Северного полярного круга
и к югу от Южного полярного круга
наблюдаются полярный день (летом) и
полярная ночь (зимой).
• Область от полярного круга до полюса
в обоих полушариях называется
Заполярье.
Полярная ночь — период,
когда Солнце в высоких
широтах круглые сутки не
поднимается над
горизонтом
• явление, противоположное
Полярная ночь
в Мурманске
В северном полушарии
наступает 22 декабря
полярному дню, наблюдается
одновременно с ним на
соответствующих широтах
другого полушария.
• Фактически полярная ночь
всегда короче полярного дня
из-за того, что Солнце, когда
оно находится ненамного ниже
горизонта, освещает
атмосферу и полной темноты
нет (сумерки).
Полярный день
в Мурманске
В северном полушарии
наступает 22 июня
Полярный день — период,
когда Солнце в высоких
широтах круглые сутки не
опускается за горизонт.
• Продолжительность полярного
дня тем больше, чем дальше к
полюсу от полярного круга.
• На полярных кругах Солнце не
заходит только в день
солнцестояния,
• на 68° широты полярный день
длится около 40 суток,
• на Северном полюсе 189 суток,
• на Южном несколько меньше,
из-за неодинаковой скорости
движения Земли по орбите в
зимнее и летнее полугодия.
Белые ночи — ночи,
когда вечерняя и
дневная заря
смыкаются и
сумерки не
наступают.
• Явление наблюдается
в умеренных и высоких
широтах перед летним
солнцестоянием и после
него.

17. Экватор- наибольшая параллель Земли

18. Экватор

Солнце в зените 2 раза в год:
21 марта и 23 сентября
Северное и южное полушарие освещены
одинаководень равен ночи
21 марта день весеннего равноденствия
23 сентября день осеннего равноденствия

19. Орбитальное движение Земли

северный полярный круг
66,5 с.ш.
северный тропик 23,5 с.ш.
ЭКВАТОР 0 ш.
южный тропик 23,5 ю.ш.
южный полярный круг 66,5 ю.ш.
День летнего солнцестояния
21 марта
День равноденствия
День зимнего солнцестояния
22 июня
23 сентября
22 декабря

21. Следствия орбитального движения Земли

1.
2. Продолжительность светового дня
СЕВЕРНЫЙ
ХОЛОДНЫЙ
ПОЯС
УМЕРЕННЫЙ
СЕВЕРНЫЙ
ПОЯС
ЖАРКИЙ
ПОЯС
УМЕРЕННЫЙ
ЮЖНЫЙ
ПОЯС
ЮЖНЫЙ
ХОЛОДНЫЙ
ПОЯС

23. Заполнить таблицу Положение Земли относительно Солнца

Дата
23 июня
23 сентября
22 декабря
21 марта
Какое время
года в нашей
местности
Как
называется
этот день
Что
характерно
для этих дней
Длина ночи , дня
Где Солнце
находится в
зените

24.

Домашнее задание

• Просмотри видео –урок по ссылке:
• https://resh.edu.ru/subject/lesson/629/
Орбитальное движение земли урок 24
ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ:
ПАРАГРАФ 23
•Выписать все слова выделенные красным
цветом с пояснением. Выучить.
•Найти в контурной карте пояса
освещенности. Вспомнить их особенности.
•Заполнить таблицу
•Нарисовать рисунки со слайда 19, 20,
подписать
Все, что выделено красным цветом
записываем в тетради

Географические следствия формы и движения Земли — Учебник по Географии. 7 класс. Довгань

Учебник по Географии. 7 класс. Довгань — Новая программа

РАЗДЕЛ I

На уроках общей географии и природоведения вы получили знания о Земле как природном теле, которое развивается по определенным законам и состоит из взаимозависимых земных оболочек. Вы узнали о некоторых географических закономерностях — продолжительных устойчивых взаимосвязях между географическими объектами и явлениями, повторяющимися во времени и пространстве.

Возникновение и проявление географических закономерностей обусловлены вращением планеты вокруг своей оси и вокруг Солнца, углом ее наклона к плоскости орбиты, а также действием внутренних сил. Географические закономерности проявляются прежде всего в формировании и развитии природных компонентов — горных пород, воды, воздуха, почв, растительного и животного мира, а также в размещении природных комплексов. Например, географические закономерности проявляются в географической зональности, вертикальной поясности и т. д. Материки и океаны являются составляющими географической оболочки, поэтому им свойственны проявления всех существующих географических закономерностей.

Вы узнаете:

• как форма Земли и ее движение влияют на природу материков и океанов

Вспомните:

• какую фигуру напоминает форма Земли

• какие изменения в природе происходят на протяжении года

Земля — третья от Солнца и крупнейшая из планет земной группы. Астрономы установили, что наша планета одновременно участвует в нескольких видах движений. Например, в составе Солнечной системы она движется вокруг центра Млечного пути. Однако главные виды движения, которые с древних времен были известны человечеству, — это осевое и орбитальное. Знания о форме, размерах и закономерностях движения нашей планеты помогут понять, как проявляются многие природные закономерности на материках и в океанах.

1. Географические следствия формы и размеров Земли.

По мнению ученых, Земля образовалась примерно 4,7 млрд лет назад. Своей формой она напоминает сплюснутый шар. Такая шарообразная форма Земли была названа геоид.

Форма Земли и ее размеры имеют важное географическое значение. Масса нашей планеты — 6,6 секстиллионов тонн (в этом числе 21 ноль!). Она формирует силу земного тяготения, удерживающую на поверхности воду и атмосферу вокруг Земли.

Форма Земли определяет угол падения солнечных лучей на поверхность: на разных широтах они падают под разным углом. Это служит причиной неравномерного нагревания планеты, зонального распределения тепла и формирования тепловых поясов. Тепловые пояса, в свою очередь, наряду с другими факторами (размером и массой Земли, ее расстоянием от Солнца) обуславливают закономерное изменение природных процессов и явлений в географической оболочке в направлении от экватора к полюсам.

2. Вращение Земли вокруг своей оси.

Наша планета равномерно вращается вокруг условной оси с запада на восток, если смотреть на нее со стороны Северного полюса. Такое движение Земли называют осевым вращением. Земная ось наклонена под углом 66°33′ к плоскости орбиты. При этом ось ориентирована своим северным концом на Полярную звезду (рис. 1).

Рис. 1. Осевое вращение Земли.

Осевое вращение Земли имеет важное географическое значение. Прежде всего оно определяет смену дня и ночи и возникновение единицы времени — суток. Полный оборот вокруг своей оси Земля совершает за 23 часа 56 минут 4 секунды.

Смена дня и ночи обуславливает суточные ритмы в природе, то есть регулярное повторение в течение суток различных природных процессов. К ним относятся закономерные изменения в освещенности поверхности Земли, температура воздуха. Жизнь животных, растений и человека также подчинена суточному ритму.

Продолжительность суток зависит от скорости вращения планеты. Чем быстрее вращается планета вокруг своей оси, тем короче сутки, и наоборот. Например, Уран вращается вокруг своей оси в два раза быстрее Земли, поэтому продолжительность суток на Уране составляет половину земных суток.

Осевое вращение влияет на форму Земли. Сжатие Земли у полюсов — результат ее осевого вращения. Расстояние от центра Земли до полюсов (полярный радиус) на 21 км короче расстояния от центра Земли до экватора (экваториальный радиус). По этой же причине окружность Земли по меридианам на 72 км меньше, чем по экватору.

Вследствие осевого вращения Земли все тела, движущиеся по ее поверхности, отклоняются от первоначального направления: в Северном полушарии — в правую сторону по направлению своего движения, а в Южном полушарии — в левую сторону. Человек, движущийся со скоростью 4—5 км/ч, действия отклоняющей силы, разумеется, не ощущает. Однако на большие массы воды она оказывает существенное влияние. Это хорошо заметно на берегах рек. Отклоняющая сила прижимает воду к одному из берегов: у рек Северного полушария обычно более крутой правый берег, а в Южном полушарии — левый. Отклонение также влияет на направление движения ветров в атмосфере, течений в Мировом океане.

3. Орбитальное движение Земли.

Земля движется по своей орбите вокруг Солнца со средней скоростью около 30 км/с. Один оборот вокруг Солнца она осуществляет за год — отрезок времени продолжительностью 365 суток 6 часов 9 минут 9 секунд. Из-за наклона земной оси к плоскости орбиты при орбитальном движении Солнце освещает лучше то Северное, то Южное полушарие. Неравномерностью освещенности и нагрева земной поверхности вызвана смена времен года.

Чтобы лучше понять причины смены времен года, рассмотрим положение Земли в дни весеннего и осеннего равноденствия, зимнего и летнего солнцестояния (рис. 2).

Рис. 2. Орбитальное движение Земли.

Во время весеннего и осеннего равноденствия (21 марта и 23 сентября) Солнце находится в зените над экватором. Его лучи падают на экватор под прямым углом. К северу и к югу от него лучи падают под одинаково меньшими углами. Поэтому на всем земном шаре (кроме полюсов) день равен ночи и длится 12 часов.

В день летнего солнцестояния (22 июня) ось Земли наклонена северным концом к Солнцу, и его лучи отвесно падают на параллель 23°26′ с. ш. — Северный тропик. В это время на всех широтах Северного полушария Солнце занимает самое высокое положение. К северу от параллели 66°34′ с. ш., которую называют Северным полярным кругом, Солнце за горизонт не заходит. Во всем Северном полушарии день длиннее ночи, он увеличивается от 12 часов на экваторе до 24 часов на полюсе. 22 июня в Северном полушарии начинается астрономическое лето, а в Южном — астрономическая зима.

В день зимнего солнцестояния — 22 декабря — положение Земли является противоположным. К Солнцу обращено Южное полушарие, и его лучи отвесно падают на Южный тропик — параллель 23°26′ ю. ш. Теперь освещена вся южная полярная часть от параллели 66°34′ ю. ш. (Южный полярный круг). В Южном полушарии начинается астрономическое лето, а в Северном — астрономическая зима.

В связи с орбитальным движением и наклоном земной оси к плоскости орбиты на Земле сформировались пять поясов освещенности, ограниченных тропиками и полярными кругами (рис. 3). Они отличаются высотой полуденного Солнца над горизонтом, продолжительностью дня и температурными условиями.

Рис. 3. Пояса освещенности, тропики и полярные круги.

Со сменой времен года связана сезонная ритмичность в природе. Она проявляется в изменениях температуры, влажности воздуха и других метеорологических показателей, в свою очередь, влияющих на режим водоемов, жизнь растений и животных.

Главное

• Шарообразная форма Земли определяет разницу в количестве солнечного света и тепла, поступающих на ее поверхность на различных широтах.

• Главные географические следствия осевого вращения Земли — смена дня и ночи, суточная ритмичность природных явлений и процессов, сплюснутая у полюсов форма планеты, отклоняющая сила.

• Главные географические следствия орбитального движения Земли — смена времен года и сезонная ритмичность природных процессов.

Вопросы и задания для самопроверки

1. Объясните значение формы Земли и ее размеров для географии. В каком месте на поверхности Земли человек может находиться ближе всего к ее центру? 2. Укажите географические следствия: а) вращения Земли вокруг своей оси; б) вращения Земли вокруг Солнца. 3. Приведите примеры суточных и сезонных ритмов в природе. 4. Что такое тропики и полярные круги? 5. В какой день в вашей местности высота Солнца над горизонтом в полдень будет наибольшей? наименьшей?

Работаем самостоятельно

1. Узнайте, кто, когда и каким образом первым измерил радиус Земли.

2. Подготовьте доклад о календарях, существовавших у разных народов. Укажите недостатки их систем отсчета времени.



Движение Земли | Презентация к уроку по географии (5 класс):

6 класс   

Движения Земли

Предметная линия учебников «Полярная звезда» В.В. Николина, А.И. Алексеев, Е.К. Липкина

Цели урока:

Планируемые результаты:

Предметные:

• формирование представлений о движениях Земли и их следствиях;
• овладение основными навыками нахождения, использования и презентации географической информации;
• формирование умений и навыков использования географических знаний о движении Земли в повседневной жизни.

Метапредметные:

Познавательные УУД: умение вести самостоятельный поиск, анализ информации, её преобразование, логические универсальные действия (анализ, синтез, сравнение, обобщение, доказательство, установление причинно-следственных связей), умение создавать модели для понимания закономерностей

Регулятивные УУД: умения организовывать свою деятельность, целеполагание (определять цели и задачи, выбирать средства реализации цели и применять их на практике), планирование, оценка способов достижения цели.

Коммуникативные УУД: планирование, разрешение конфликтов, умение с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли в соответствии с задачами и условиями коммуникации. Самостоятельно организовывать учебное взаимодействие в группе (определять общие цели, распределять роли, договариваться друг с другом и т.д.).

Личностные УУД:

• формирование целостного мировоззрения, соответствующего современному уровню развития науки и общественной практики;
• формирование ответственного отношения к учению, готовности и способности к саморазвитию и самообразованию на основе мотивации к обучению и познанию;
• формирование познавательной и информационной культуры, в том числе развитие навыков самостоятельной работы со схемами;
• формирование толерантности как нормы осознанного и доброжелательного отношения к другому человеку, его мнению, мировоззрению;
• формирование нравственных чувств и нравственного поведения, осознанного и ответственного отношения к собственным поступкам;
• формирование коммуникативной компетентности.

Оборудование: глобус, учебник,

Понятийно-категориальный аппарат усвоения: виды движения Земли

Тип урока: комбинированный.

1. Организационный момент

Проверка готовности обучающихся, их настроя на работу.

Приветствие учащихся с целью создания благоприятной атмосферы урока.

Отметка отсутствующих.

2. Актуализация знаний

• Ребята, какую тему мы   изучали на прошлом уроке? («Мы во Вселенной»)
• Предлагаю проверить вам свои знания, ответив на вопросы теста:

Какие утверждения верны?

1. Земля вращается вокруг Солнца.
2. Солнце – центр Солнечной системы.
3. Оболочки Земли существуют обособленно друг от друга.
4. Земля имеет форму геоида
5. Юпитер – самая маленькая планета Солнечной системы.
6. Вселенная – часть Галактики.
7. Орбита – путь Земли вокруг Солнца.
8. Солнце – раскаленная звезда.

– Оцените свою работу. Взаимоконтроль.

1. да
2. да
3. нет
4. да
5. нет
6. нет
7. да
8. да

«5» — 8,7

«4» — 6,5

«3» — 4,3

– Поднимите руки, кто получил «5», «4»

– Молодцы!!!

3. Открытие нового знания

• Солнце – звезда, вокруг которой …… планеты (движутся)
• О чём мы будем говорить на уроке? (движения Земли)

В случае затруднения

• Откройте стр. 27 § 7 и определите, какие вопросы мы будем решать сегодня на уроке.

Записать тему урока «Движения Земли»

• Что вы знаете о движение Земли?
• Какие виды движения Земли вы знаете?

Виды движения Земли

                                 Вокруг своей оси                                       Вокруг Солнца

                                        Осевое                                                          Орбитальное

• Сегодня на уроке мы подробно познакомимся с видами движения нашей планеты и следствиями этих движений.

Самостоятельная работа в парах (10 мин.)

На партах раздаточный материал

Задание: на основе текста учебника § 6, стр.22-23 заполнить пропуски в тексте; обмен полученной информацией

1 половина класса заполняет раздел – «осевое движение»

2 половина класса заполняет раздел – «орбитальное движение»

Физминутка

Проверка выполнения работы

Учащиеся рассказывают о видах движения Земли.

(в процессе проверки у учащихся должны быть заполнены обе части таблицы)

• В жизни нашей планеты есть важные даты, которые тесно связаны с движением Земли
• Какие это дни?  (стр. 23 рис. 13)
• Чем знаменательны эти дни?
• Об этих датах более подробно поговорим на следующем уроке.

4. Применение нового знания

• Для чего необходимы знания о движении Земли в нашей повседневной жизни.  

(Учащиеся приводят примеры из собственной жизни, высказывают свои взгляды, обобщают мнения товарищей).

5. Домашнее задание

       1. Изучить § 6.

       2. Ответить на вопросы 1—7.

       3. Выполнить задания 8.

6. Рефлексия учебной деятельности

• Какую цель ставили мы сегодня на уроке?
• Достигли ли цели?
• Оцените свою работу на уроке

Попробуйте оценить собственные знания и умения следующим образом:

Учащиеся по очереди высказываются одним предложением, выбирая начало фразы из «Рефлексивного экрана» по шаблону: 

1. Сегодня я узнал…
2. Было интересно…
3. Было трудно…
4. Я выполнял задания…
5. Я понял, что…
6. Теперь я могу…
7. Я приобрел…                                  
8. Я научился…
9. У меня получилось…
10.  Я смог…
11.  Меня удивило …. .
12.  Мне захотелось…

Суточное/осевое вращение Земли. География. 5 класс. Разработка урока

Наклон оси Земли и орбита вокруг Солнца — Видео и стенограмма урока

Плоскость орбиты и эксцентриситет

Вы когда-нибудь задумывались, почему все планеты вращаются по концентрическим кругам? Почему один не движется по орбите вверх и вниз, а другой — влево и вправо? Это не просто художественная лицензия, это действительно то, как планеты вращаются по орбите. Земля вращается в орбитальной плоскости , которая представляет собой плоскую поверхность, по которой вращается большинство планет. Это не идеально, но довольно близко.Это происходит из-за того, как работает гравитация. В ранней Солнечной системе, когда вокруг летало и ударялось друг о друга гораздо больше камней, столкновения приводили к тому, что все формировалось в плоский диск. Причины этого сложны, но они связаны с законами гравитации. Только карликовая планета Плутон значительно удаляется от плоскости орбиты — орбита Плутона наклонена.

Но есть одна причина, по которой некоторые диаграммы Солнечной системы неверны: форма орбит. Планеты не вращаются по красивым, аккуратным кругам.На самом деле они вращаются по эллипсам — сплющенным кругам. Чем более плоский круг, тем более эксцентричной считается орбита. Эксцентриситет — это мера того, насколько орбита тела отклоняется от идеальной окружности. Эксцентриситет ноль — круговой, а эксцентриситет, равный единице, — параболический. Орбита Земли имеет эксцентриситет 0,0167, что близко к круговой, но это определенно не круг.

Наклон оси и прецессия

Наклон оси , иначе известный как наклон эклиптики , представляет собой разницу в угле между осью орбиты Земли и осью ее вращения.Или, проще говоря, это факт, что Земля наклонена — Земля вращается вокруг оси, которая не находится под углом 90 градусов к направлению, в котором она вращается вокруг Солнца. Этот осевой наклон отвечает за времена года, о которых мы поговорим более подробно в другом уроке.

В настоящее время Земля имеет наклон оси 23,4 градуса. Поскольку орбита Земли постепенно меняется со временем, этот угол тоже меняется со временем. Фактически, оно меняется примерно на 0,8 градуса каждое столетие. Это называется прецессией , которая определяется как постепенное изменение оси вращения тела под действием гравитационных сил.Вы можете представить Землю как волчок, который качается, меняя ориентацию оси вращения с течением времени.

Краткое содержание урока

Земля обращается вокруг Солнца один раз в год. Фактически, это то, что представляет собой год , время, за которое Земля совершает один полный оборот вокруг Солнца. В среднем он вращается со скоростью 67 000 миль в час. Но у многих людей есть неточная картина земной орбиты.

Земля вращается в плоскости орбиты, которая представляет собой плоскую поверхность, по которой вращается большинство растений.Только Плутон отклоняется от этой плоскости. Существует разница между осью орбиты Земли и осью ее вращения, которая называется осевым наклоном и является причиной времен года. Этот наклон в настоящее время составляет 23,4 градуса, но с течением времени он меняется. Изменение наклона называется прецессией , что определяется как постепенное изменение оси вращения тела под действием гравитационных сил.

Орбита Земли также не круговая, а скорее эллипс. Форму орбиты можно представить числом, называемым эксцентриситетом , которое является мерой того, насколько орбита тела отклоняется от идеального круга. Эксцентриситет равный нулю — круговой, а эксцентриситет, равный единице, — параболический. Орбита Земли имеет эксцентриситет 0,0167, что близко к круговой, но определенно не круговой.

Результаты обучения

После того, как вы закончите, вы сможете:

• Вспомнить форму орбит планет и ее причины
• Объясните значение эксцентриситета планеты
• Описать плоскость орбиты Земли и наклон оси
• Определить эксцентриситет

Ось

| Национальное географическое общество

Ось — это невидимая линия, вокруг которой вращается или вращается объект.Объект может быть крошечной частицей, меньше одного атома. Или это может быть звезда массой в тысячу солнц.

В любом случае ось объекта проходит через его центр масс или центр масс. Центр масс объекта — это точка, в которой внешняя сила, действующая на объект, действует так, как если бы объект был расположен именно в этой точке — где объект кажется «сбалансированным». Центр масс Земли на самом деле меняется. Океанские приливы смещают центр масс, но недостаточно, чтобы радикально сместить ось планеты.

Каждая планета в нашей солнечной системе вращается вокруг своей оси. Итак, у каждой планеты есть Северный и Южный полюсы — точки, где ось пересекает поверхность планеты.

Время, за которое планета или другой небесный объект совершает один оборот вокруг своей оси, называется периодом вращения. Период вращения Земли составляет около 24 часов или суток.

Наклон оси

У некоторых планет, таких как Меркурий, Венера и Юпитер, оси почти полностью перпендикулярны или направлены вверх и вниз.

Ось Земли не перпендикулярна. Имеет осевой наклон или наклон. Наклон оси — это угол между осью вращения планеты и ее орбитальной осью. Ось орбиты планеты перпендикулярна плоскости эклиптики или орбиты, тонкому диску, окружающему Солнце, простирающемуся до края Солнечной системы.

Наклон оси Земли (также известный как наклон эклиптики ) составляет около 23,5 градусов. Из-за такого наклона оси солнце светит на разных широтах под разными углами в течение года.Это вызывает сезоны.

Уран имеет самый большой наклон оси в Солнечной системе. Его ось наклонена примерно на 98 градусов, поэтому его северный полюс находится почти на экваторе. Астрономы подозревают, что этот экстремальный наклон был вызван столкновением с планетой размером с Землю миллиарды лет назад, вскоре после образования Урана.

Осевая прецессия

Ось Земли кажется стабильной, но на самом деле она очень медленно качается, как волчок. Ось Земли совершает круговое «колебание» около 26000 лет.«Это колебание называется осевой прецессией.

Ось Земли помогает определить Полярную звезду, а осевая прецессия помогает изменить ее. В настоящее время, например, ось Земли направлена ​​на звезду под названием Полярная. Полярная, получившая свое название, потому что она почти прямая. над Северным полюсом находится текущая Полярная звезда.

Полярная звезда не всегда будет Полярной звездой. Ось Земли медленно отклоняется от Полярной звезды. Еще через 13000 лет она будет указывать на новую Полярную звезду, звезду. позвонила Вега.

Почему на Земле есть времена года | Земля

Фото через Маниш Мамтани Фотография.

Сегодняшнее равноденствие сигнализирует о смене сезона: с лета на осень в Северном полушарии и в Южном полушарии с зимы на весну. Но почему времена года на Земле меняются?

Сентябрьское равноденствие: все, что вам нужно знать

Некоторые предполагают, что изменение расстояния от нашей планеты до Солнца вызывает смену времен года. Это логично, но не в случае с Землей. Вместо этого у Земли есть сезоны, потому что ось вращения нашей планеты наклонена под углом 23.5 градусов относительно нашей орбитальной плоскости, то есть плоскости орбиты Земли вокруг Солнца.

Наклон оси Земли ученые называют ее наклоном.

Наклон. Изображение взято из Википедии.

В течение года угол наклона не меняется . Другими словами, северная ось Земли всегда указывает в одном и том же направлении в космосе. В настоящее время это направление более или менее направлено к звезде, которую мы называем Полярной звездой, Полярной звездой. Но ориентация наклона Земли по отношению к Солнцу — нашему источнику света и тепла — действительно меняется, когда мы вращаемся вокруг Солнца.Другими словами, северное полушарие ориентировано на к Солнцу в течение половины года и на от к Солнцу в течение второй половины года. То же самое и в Южном полушарии.

Когда северное полушарие ориентировано к Солнцу, эта область Земли нагревается из-за соответствующего увеличения солнечной радиации. Солнечные лучи падают на эту часть Земли под более прямым углом. Это лето.

Когда северное полушарие ориентировано от Солнца, солнечные лучи становятся менее прямыми, и эта часть Земли охлаждается.Сейчас зима.

Сезоны в Южном полушарии происходят в противоположное время года, чем в Северном полушарии. Северное лето = южная зима.

Осень в Пайнелэндс Нью-Джерси, авторство нашей подруги Жанетт Йорк. Она сказала, что это ее задний двор.

Наклон оси Земли сильно зависит от того, как масса распределена по планете. Огромные массивы суши и ледяные щиты в Северном полушарии делают Землю тяжелой. Аналогия с наклоном — это представить, что произошло бы, если бы вы вращали шар с кусочком жевательной резинки, застрявшим в верхней части.Из-за лишнего веса мяч может наклоняться при вращении.

В течение длительных периодов геологического времени угол наклона Земли колеблется от 21,1 до 24,5 градусов. Этот цикл длится примерно 41 000 лет и, как считается, играет ключевую роль в формировании ледниковых периодов — научная теория, предложенная Милютиным Миланковичем в 1930 году.

Земля в настоящее время наклоняется вниз. Уменьшение наклона может создать основу для более умеренных сезонов (более прохладное лето и более теплая зима), в то время как увеличение наклона создает более экстремальные сезоны (более жаркое лето и более холодная зима).Ледники имеют тенденцию расти, когда на Земле много прохладного лета, когда не удается растаять зимние снега. Помните, что здесь мы говорим о 41 000-летнем цикле, поэтому эти изменения наклона не являются основной движущей силой климата Земли в грядущем столетии. На температуру на Земле влияет не только наклон, но и множество других факторов, которые определяют нашу сложную климатическую систему и глобальные температуры, которые мы испытываем из года в год.

Другие планеты в нашей солнечной системе также наклонены в разной степени.Уран вращается почти боком на 97 градусов и имеет экстремальные сезоны. Наклон оси Венеры составляет 177,3 градуса. Следовательно, на Венере очень мало времен года.

Расстояние Земли от Солнца действительно меняется в течение года, и логично предположить, что увеличение или уменьшение расстояния между Солнцем и планетой может вызвать циклическое изменение времен года. Но — в случае нашей планеты — это изменение слишком мало, чтобы вызвать такое изменение.

Наши времена года меняются из-за угла наклона нашей планеты — 23.5 градусов — относительно нашей орбиты вокруг Солнца. Если бы Земля вообще не наклонялась, а вместо этого вращалась бы точно по вертикали по отношению к нашей орбите вокруг Солнца, в течение каждого года наблюдались бы незначительные колебания температуры, поскольку Земля двигалась бы немного ближе к Солнцу, а затем немного дальше. И будет разница температур от экваториальной области Земли до полюсов. Но без наклона Земли у нас не было бы чудесных сезонных изменений Земли и нашей ассоциации их с различными временами года — например, ассоциации ощущения свежего в воздухе с весной.

Легко представить себе планету, у которой более выраженное изменение расстояния от звезды происходит по мере того, как планета вращается вокруг звезды. Было обнаружено, что некоторые внесолнечные планеты — планеты, вращающиеся вокруг далеких звезд — имеют более экстремальные орбиты. И даже в нашей солнечной системе, например, планета Марс имеет более эллиптическую орбиту, чем Земля. Его расстояние от Солнца меняется в течение года более резко, чем Земля, а изменение расстояния Марса от Солнца действительно вызывает некоторые более выраженные циклические изменения в этом мире красной пустыни.

Изображение предоставлено Джеймсом Джорданом.

Итог: Логично предположить, что изменение расстояния нашей планеты от Солнца вызывает смену времен года. Но расстояние от Земли до Солнца меняется недостаточно, чтобы вызвать сезонные различия. Вместо этого наши времена года меняются, потому что Земля наклоняется вокруг своей оси, а угол наклона заставляет северное и южное полушария в течение года меняться местами, получая солнечный свет и тепло напрямую.

Дина Коннерс

Просмотр статей

Об авторе:

Дина Коннерс — ученый-эколог, доктор наук.D. в токсикологии и магистр. в исследованиях окружающей среды. Ее интерес к токсикологии проистекает из того, что она выросла недалеко от суперфонда Love Canal в Нью-Йорке. Ее текущая работа заключается в предоставлении высококачественной научной информации общественности и лицам, принимающим решения, а также в создании междисциплинарных партнерств, которые помогают решать экологические проблемы. Она пишет о науках о Земле и охране природы для EarthSky.

Дома в космосе

движений

движений

Ключевые идеи: что видно глазами?

Ежедневные движения

• Отражение суточного вращения Земли

Ежегодные движения

• Отражение орбитального движения Земли
• Эклиптика: Путь Солнца

Тела: Солнце, Луна и ее фазы, Планеты («Блуждающие звезды», следующие сложными путями.
и ретроградное движение около эклиптики.)

Звездная ночь

С темного участка невооруженным глазом видно около 6000 звезд.
безлунная ночь.

Это составляет лишь небольшую часть из почти 200 миллиардов звезд.
которые составляют Галактику Млечный Путь, в которой мы живем.

Созвездия

С незапамятных времен люди видели узоры и нарисованные фигуры в
небо, соединив яркие звезды.

Эти звездные фигуры — Созвездия

Все народы заселили ночное небо созвездиями.

Фигуры в небе

Большинство созвездий состоит из ярких звезд, которые выделяются на фоне
другие.

Многие выглядят так, как их зовут

Народы, сильно разделенные расстоянием и / или временем, часто совпадают
соединения. Несколько распространенных примеров:

• Орион изображен как мужчина-человек
• Скорпион, которого большинство народов пустыни называют скорпионом
• Небесные реки и змеи

[Ищите Орион в зимнем небе, он поднимается на востоке / юго-востоке на закате.
начало в конце декабря].

Классические созвездия

Самые старые известные созвездия (Лев, Телец, Скорпион) появляются в
клинописи датируются 3000 годом до нашей эры, но могут быть еще старше.

Греческие созвездия и связанные с ними звездные предания были описаны в
Явления Евдокса Книдского (ок. 366 г. до н.э.) и, вероятно,
происходит из вавилонских (ассирийских?) преданий ок. 1100 г. до н.э.

Греческий астроном Птолемей составил каталог из 48 «классических»
созвездия во 2 веке нашей эры:

Все классические созвездия видны из середины.
широты северного полушария.

Звезды не фиксируются!

Они движутся по небу длительное время. Через 20 000 лет Большая Медведица будет выглядеть заметно иначе, чем сегодня. Почему? Звезды нашей галактики вращаются в плоскости или пластине в форме пластинчатого диска, и все они вращаются вокруг галактики примерно с одинаковой скоростью. Но, как и забота на шоссе, у них есть движения относительно друг друга. Таким образом, кажется, что они движутся по небу.

Ежедневные движения

Кажется, что объекты в небе поднимаются на востоке и заходят на западе каждый.
день.Это кажущееся ежедневное движение является отражением вращения Земли.
вокруг своей оси.

• Земля вращается один раз в сутки (24 часа)
• Направление вращения на восток
• Лицом на север, вращение — вправо.

Плоскость орбиты Солнце-Земля называется плоскостью эклиптики. Это плоскость, в которой мы видим движение Солнца. Это путь Солнца с нашей точки зрения.

Годовое движение Солнца

В течение года Солнце, кажется, немного смещается в сторону
Восток каждый день , если смотреть по отношению к фоновым звездам .Этот ежедневный
дрейф на восток составляет около 1 ° в сутки (в году 365 дней, но
360 ° по кругу).

Это видимое движение является отражением годовой орбиты Земли.
вокруг Солнца. Неподвижные звезды (по крайней мере, в человеческом масштабе времени), очевидно, не двигаются. В течение года мы могли наблюдать, какие звезды восходят на востоке незадолго до восхода солнца. Мы бы обнаружили, что в течение года положение Солнца на небе по отношению к этим фоновым звездам меняется. Это потому, что по мере того, как мы вращаемся вокруг Солнца, наша точка зрения на Солнце меняется по сравнению с фоновыми звездами.

Наш ближайший небесный сосед

Луна естественный спутник Земли.

Его орбита вокруг Земли эллиптическая :

• ~ 0,15% от круглого.
• Наклон 5 от эклиптики.
• Среднее расстояние: 384 400 км
• Перигей (ближайший подход): 363 300 км
• Апогей (максимальное расстояние): 405 500 км
• В Перигее на ~ 11% больше, чем в Апогее.

Синхронное вращение

Период вращения Луны равен ее периоду обращения:

• Луна совершает 1 оборот вокруг своей оси за то же время, что и
  он совершает 1 оборот вокруг Земли.

Как следствие, Луна всегда обращена одним и тем же лицом к
Земля.

• Ближняя сторона: полушарие обращено к Земле
• Дальняя сторона: полушарие обращено на от Земли на

Синхронизация вращения Луны и орбиты вызвана
сильные приливные силы с Земли, которые эффективно «запирают»
Ориентация Луны относительно Земли.

[Примечание: степень синхронизации не идеальна по двум причинам.Во-первых, орбита Луны эллиптическая, а не круговая, так что
Орбитальная скорость Луны выше в перигее и меньше в апогее. Этот
несоответствие точной орбиты и скорости вращения приводит к очевидному
«качательное» движение Луны с востока на запад примерно на 7,9 градуса над
курсом в месяц. Во-вторых, ось вращения Луны
наклонен примерно на 7 градусов относительно своей орбитальной плоскости (как и
23,5 градуса Земли). Это приводит к дополнительным кивкам с севера на юг.
движение в течение месяца.Комбинированное покачивание и кивание
движение движение называется «либрацией». Вы можете увидеть либрацию в фильме про лунацию ниже.]

Фазы Луны

Луна сама по себе не производит видимого света

• Светит только отраженным солнечным светом
• Поверхность очень темная, отражающая способность лишь ~ 7%

В течение месяца мы видим полный цикл из Фаз :

• Солнечное полушарие полностью освещено.
• Противоположное полушарие темное.

Фаза Луны зависит от доли солнечного света
видимое нам полушарие.

Графическое изображение фаз (щелкните, чтобы увидеть в полном размере)
(Графика Р. Погге)

[Лунация
Фильм (Графика Р. Погге). Этот фильм показывает один месяц лунных фаз. Обратите внимание, как
Луна кажется больше в перигее и меньше в апогее. Также обратите внимание на
очевидное кивание и раскачивание из-за «либраций», как уже упоминалось
выше.]

Новолуние и полнолуние

Новолуние:

• Луна и Солнце находятся на одной стороне неба.
• Ближняя сторона в полной темноте.
• Луна и Солнце восходят вместе.

Полнолуние:

• Луна находится на небе напротив Солнца.
• Ближняя сторона полностью освещена.
• Луна восходит по мере заката Солнца.

Четверть Луны

Четверть Луны появляются, когда Земля, Луна и Солнце находятся справа.
углы:

• Половина ближней стороны освещена
• Половина дальней стороны освещена

Первая четверть:

• Четверть Луны между Новолунием и Полнолунием.

Последняя четверть:

• Четверть Луны между Полнолунием и Новолунием.
• Иногда также называется «Третья четверть»

С Новолунием и Полнолунием они помогают разделить лунный месяц на
кварталы.

Депиляция воском и убывающая

Восковая эпиляция: увеличивающее освещение

• Растущий Полумесяц: сразу после Новолуния
• Растущая Луна: незадолго до полнолуния

Убывающая: убывающая освещенность

• Убывающая Луна: сразу после Полнолуния
• Убывающий Полумесяц: незадолго до Новолуния

Восход луны, закат луны…

Вы не всегда видите все фазы луны

• Никогда не увидеть полумесяц в полночь.
• Никогда не увидеть последнюю четверть луны на закате.
• Никогда не видеть полную луну днем.

Время восхода и захода зависит от деталей Земли-Солнца-Луны.
конфигурация, если смотреть с поверхности вращающейся Земли.

Восход и заход Луны в полнолуние:

(Щелкните изображение, чтобы просмотреть в полном масштабе [Размер: 28Kb])

• Полнолуние восходит по мере захода Солнца.
• Полная Луна находится в середине неба в полночь.
• Полнолуние заходит с восходом Солнца.
• Полнолуние днем ​​не видно.

Другие примеры были даны в классе (Лучше выработайте примерный
время восхода и захода луны для текущей фазы Луны, а затем
выйдите на улицу и посмотрите, верны ли ваши прогнозы!)

Вид с Луны

Вопрос: Что увидел бы космонавт на ближней стороне Луны?
в течение одного месяца?

Ответ:

• Не видеть, как Земля не восходит и не заходит, но остается почти неподвижной
  в том же месте в небе.
• Посмотрите, как Земля вращается вокруг своей оси каждые 24 часа ^ч .
• Посмотрите, как Земля проходит через фазы.

Небо без глаз

Небесные объекты, видимые невооруженным глазом, включают:

Вс :

Яркий диск ~ 1/2 ° в поперечнике

Луна :

Бледный диск ~ 1/2 ° в поперечнике, который проходит месячные фазы.

Звезды :

Точечные точки света, которые кажутся фиксированными относительно каждого
другой на Небесной Сфере.

Планеты : (греч .: planetai = «странники»)

Световые точки, движущиеся относительно «неподвижных» звезд.

Оставайтесь в пределах нескольких градусов от эклиптики

Следуйте сложным маршрутам, которые занимают от 88 дней
(Меркурий) и 30 лет (Сатурн), чтобы завершить
кругооборот по небу.

Пять классических (тех, которые можно увидеть невооруженным глазом) планет:

Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн

Низшие и высшие планеты

Ранние астрономы признали, что 5 классических планет могут быть
делится на две группы:

Низшие планеты : Меркурий и Венера

• Похоже, чтобы следовать за Солнцем по небу.
• <28 ° для Меркурия и <47 ° для Венеры.

Высшие планеты : Марс, Юпитер и Сатурн

• Все движутся по эклиптике по тропинкам вроде бы
  независимо от движения Солнца.
• Все может появиться в небе в любое время (например, около полуночи)

Ретроградное движение

В общем, планеты перемещаются на к востоку на относительно
«фиксированные» звезды.

• Называется «Прямое движение».
• Движение неравномерно (не с одинаковой скоростью).

Однако иногда кажется, что планеты

• Притормози и остановись!
• Начать движение на запад , или РЕТРОГРАД ,
• Снизьте скорость и снова остановитесь,
• Продолжить движение на на восток, на снова.

[Щелкните здесь, чтобы увидеть изображение (16 КБ)
ретроградное движение Марса в 1994/95 г., когда он совершил особенно
характеристическая петля. Фильм QuickTime 688 КБ
показывает эту фигуру в движении (будьте осторожны! это большой файл)]
(Графика Р.Погге)

Кажущееся ретроградное движение наблюдается у всех планет.

Во всех случаях видимые пути, по которым следуют планеты, если смотреть со стороны
Земля очень сложна. Они делают различные петли и S-образные кривые во время
их ретроградные движения из-за наклона их пути
относительно эклиптики.

[Щелкните здесь, чтобы увидеть монтаж (18Kb)
недавних (1998-2000) ретроградных движений Меркурия, Венеры, Марса,
Юпитер и Сатурн. Обратите внимание, что Юпитер и Сатурн, видимые в настоящее время
после захода солнца высоко в восточном небе, только сейчас (18 января) заканчивается
период ретроградного движения, начавшийся еще в октябре прошлого года.
год.] (Графика Р. Погге)

Вот составное изображение ретроградного Марса с Астрономической картинки дня.
Вот фильм, показывающий ретроградное движение Юпитера и Сатурна.

В отличие от всех других движений, которые мы видели до сих пор, планетарные
движения пугающе сложны.
На то, чтобы понять эти движения, ушло почти 3000 лет.

Вопрос о подходе

Как мы объясним движение планет?

Были приняты два подхода:

Феноменологическое описание

• Найдите способ вычислить движения, не беспокоясь о
  подробности , почему они работают именно так.
• Цель состоит в том, чтобы «сохранить внешний вид» (т. Е. Сделать надежные прогнозы)

Физическое описание

• Откройте для себя основные физические принципы , лежащие в основе
  планетарные движения (т.е. спросите, «почему» они движутся).
• Прогнозы движений должны тогда следовать из первых принципов

Обновлено: август 2014 г., Тодд А. Томпсон.
Авторские права Ричард В. Погге, Все права
Зарезервированный.

ВОСЕМЬ ДВИЖЕНИЙ ЗЕМЛИ

ВОСЕМЬ ДВИЖЕНИЙ ЗЕМЛИ

Восемь движений Земли

Восемь движений Земли

1.Земля вращается вокруг своей оси

2. Система Земля-Луна вращается вокруг гравитационной
В центре »
3. Земля один раз в год вращается вокруг Солнца
4. Солнце и Земля
Вращение вокруг «Гравитационного центра» Солнечной системы
5. Прецессы орбиты Земли каждые 25 770 лет
6. Солнце один раз вращается вокруг Галактики
250 миллионов лет
7. Галактика движется через Вселенную
8. Изменение полярности — небольшое, но необходимо упомянуть

«Хотя большая часть нашей погоды связана с взаимодействием Земли /
Луна / солнце / солнечная активность могут быть связаны с некоторыми долгосрочными погодными изменениями
к менее известным движениям Земли »

Пятьдесят лет освоения космоса с Земли инфографика

1.Земля вращается вокруг своей оси

• Окружность Земли (расстояние от экватора) составляет
  приблизительно 40,075 км (24,901 миль)
• Земля вращается вокруг своей оси относительно Солнца за один «средний солнечный
  день «
• Он вращается ровно на 360 ° за один «средний звездный день», который
  86 164,0909 секунды, или 23 часа 56 мин 4,0909 секунды
• Как далеко вы путешествуете, зависит от вашей широты… Расстояние в км
  = 360 * (111,41288 * cos (широта) — 0,09350 * cos (3 * широта) +
  0,00012 * cos (5 * широта))
• скорость на экваторе … скорость = расстояние / время = окружность / время
  = 40,075 км / 23 часа 56 минут 4,0909 секунды = 1,674
  км / ч (1040 миль / ч)
• Итак, вы путешествуете быстрее скорости звука к
  восточный горизонт, но вращение Земли замедляется — около 1 секунды
  каждые 40 000 лет.
• Полярная звезда будет Вега вместо Полярной к 14000 году нашей эры.

2. Система Земля-Луна вращается вокруг гравитационного
Центр «

• И Луна, и Земля вращаются вокруг общего центра тяжести
• Масса Земли (M _E ) составляет 5,9742 * 10 ²⁴
  кг, а масса Луны 7.349 * 10 ²² кг — Соотношение
  масс составляет 81,3. Таким образом, центр тяжести находится
  расположен в 1 блоке от центра Земли и 81.3 единицы от Луны
  центр
• Земля вращается вокруг этой точки один раз каждый лунный месяц

3. Земля вращается вокруг Солнца один раз в год

• Орбита Земли вокруг Солнца имеет форму эллипса и движется по
  разная скорость в течение года — самая низкая в Афелии (самая дальняя точка
  от Солнца) и самый быстрый в Перигелии (ближайшая точка к Солнцу)
• Орбита Земли (путь) составляет примерно 940 000 000 км.
  (580,000,000 миль) в 365.2421896698 дней
• Итак, «год» — это не совсем 365 дней (иногда их называют юлианскими
  Год).
• Скорость Земли вокруг Солнца Скорость = расстояние / время =
  окружность / время = 939,951,145 км / (365,2421896698 дней * 24
  ч / день) = 107 229 км / ч
  (66,629 миль / ч)

4. Солнце и Земля вращаются вокруг Солнечной системы
«Гравитационный центр»

• Масса Солнца равна 1.9891 * 10 ³⁰ кг это 332,950 раз
  тяжелее Земли. Земля делает причиной того, что Солнце
  колебание, но это очень крошечное движение.
• С другой стороны, Юпитер (самая тяжелая планета в Солнечной системе)
  вызывает гораздо более заметное колебание Солнца.
• Солнце колеблется вокруг точки за пределами своей поверхности каждые 11,859
  лет (длина орбиты Юпитера).
• Это колебание, хотя и медленное, но ощутимо — оно также означает
  Земля вращается вокруг медленно колеблющегося Солнца

5.Прецессы орбиты Земли каждые 25 770 лет

• Ось вращения Земли с севера на юг «колеблется», как медленное движение.
  вращательный наклон волчка в течение 25 770 лет.
  Это называется прецессией и влияет на направление в небе.
  на который указывает Северный полюс и, собственно, ориентация
  весь орбитальный путь Земли.
• Прецессия вызвана гравитационным притяжением Солнца
  (и Луна) тянут за экваториальную выпуклость Земли.

6. Солнце каждый раз обращается вокруг Галактики
250 миллионов лет

• Положение Солнца в Галактике Млечный Путь составляет примерно 2/3 пути.
  от центра к краю галактического диска (и около 20
  световых лет к северу от галактической плоскости).
• Оценка расстояния Солнца от центра Млечного Пути
  Диапазон галактик от 25000 до 28000 световых лет (световой год равен
  9 460 536 000 000 км)

7.Галактика движется по Вселенной

• Галактика Млечный Путь и Галактика Андромеды приближаются друг к другу.
  другой на скорости около 400 км / с

8. Изменение полярности — небольшое, но необходимо упомянуть

• Земля колеблется, вызывая расположение Северного и Южного полюсов.
  варьироваться от 3 до 15 м.
• Это колебание Чендлера определяет широту любого положения на
  Земля переместится на несколько метров в этом 14-месячном цикле
• и влияет на показания GPS

ВЕРХ

Что такое наклон оси Земли?

В древние времена ученые, провидцы и маги различных культур считали, что мир принимает разные формы — от зиккурата или куба до более популярного плоского диска, окруженного морем.Но благодаря постоянным усилиям астрономов мы пришли к пониманию того, что на самом деле это сфера и одна из многих планет в системе, вращающейся вокруг Солнца.

За последние несколько столетий усовершенствования как научных инструментов, так и более всесторонние наблюдения неба также помогли астрономам определить (с чрезвычайной точностью), какова природа орбиты Земли. Мы знаем не только точное расстояние от Солнца, но и то, что наша планета вращается вокруг Солнца, причем один полюс постоянно наклонен к нему.

Ось Земли:

Это то, что называется наклоном оси, когда вертикальная ось планеты наклонена на определенную степень к эклиптике объекта, вокруг которого она вращается (в данном случае Солнца). Такой наклон приводит к разнице в том, сколько солнечного света достигает данной точки на поверхности в течение года. В случае с Землей ось наклонена к эклиптике Солнца примерно на 23,44 ° (или 23,439281 °, если быть точным).

Ось Земли указывает на север на Полярную звезду, Полярную звезду северного полушария, а на юг — на тусклую Сигму Октантис.Кредит: Боб Кинг

Сезонные колебания:

Этот наклон земной оси является причиной сезонных изменений в течение года. Когда Северный полюс направлен к Солнцу, в северном полушарии наступает лето, а в южном полушарии — зима. Когда через шесть месяцев Южный полюс направлен в сторону Солнца, ситуация меняется на противоположную.

Помимо колебаний температуры, сезонные изменения также приводят к изменениям суточного цикла.Обычно летом день длится дольше, и Солнце поднимается выше в небе. Зимой дни становятся короче, а Солнце опускается ниже. В северных умеренных широтах Солнце восходит к северу от истинного востока во время летнего солнцестояния и садится к северу от истинного запада, а зимой меняет направление. Солнце восходит к югу от истинного востока летом для южной умеренной зоны и заходит к югу от истинного запада.

Ситуация становится экстремальной за Полярным кругом, где часть года вообще нет дневного света, и до шести месяцев на самом Северном полюсе (известном как «полярная ночь»).В южном полушарии ситуация обратная: Южный полюс ориентирован против направления Северного полюса, и в нем наблюдается так называемое «полуночное солнце» (день, который длится 24 часа).

Четыре сезона можно определить по солнцестоянию (точка максимального наклона оси к или от Солнца) и равноденствиям (когда направление наклона и Солнце перпендикулярны). В северном полушарии зимнее солнцестояние происходит около 21 декабря, летнее солнцестояние — около 21 июня, весеннее равноденствие — около 20 марта, а осеннее равноденствие — около 22 или 23 сентября.В южном полушарии ситуация обратная: поменяны местами летнее и зимнее солнцестояние, а даты весеннего и осеннего равноденствия поменяны местами.

Изменений со временем:

Угол наклона Земли относительно стабилен в течение длительных периодов времени. Однако земная ось действительно претерпевает небольшое нерегулярное движение, известное как нутация — раскачивание, покачивание или покачивание (как гироскоп) — с периодом 18,6 года. Ось Земли также подвержена небольшому колебанию (как волчок), из-за чего ее ориентация со временем меняется.

Известный как прецессия , этот процесс вызывает медленное изменение даты сезонов в течение 25 800-летнего цикла. Прецессия — это не только причина разницы между звездным и тропическим годом, но и причина того, что времена года в конечном итоге меняются. Когда это произойдет, в северном полушарии в декабре наступит лето, а в июне — зима.

Художественная передача вращения Земли и прецессии равноденствий. Предоставлено: NASA

. Прецессия, наряду с другими орбитальными факторами, также является причиной того, что известно как «изменение длины дня».По сути, это явление, при котором даты перигелия и афелия Земли (которые в настоящее время имеют место 3 января и 4 июля соответственно) меняются с течением времени. Оба эти движения вызваны переменным притяжением Солнца и Луны к экваториальной области Земли.

Излишне говорить, что вращение Земли и орбита вокруг Солнца не так просты, как мы когда-то. Во время научной революции было огромным откровением узнать, что Земля не является фиксированной точкой во Вселенной и что «небесные сферы» — это планеты, подобные Земле.Но даже тогда астрономы, такие как Коперник и Галилей, все еще считали, что орбита Земли представляет собой идеальный круг, и не могли представить, что ее вращение подвержено недостаткам.

Только со временем удалось понять истинную природу наклонов и движений нашей планеты. И мы знаем, что они приводят к некоторым серьезным колебаниям с течением времени — как в краткосрочной перспективе (т.е. сезонное изменение), так и в долгосрочной перспективе.

Мы написали много статей о Земле и временах года для «Вселенной сегодня».