Демонстрація зміни пір року на Землі за допомогою телурія

Демонстрація зміни пір року на Землі за допомогою телурія

Телурій (діюча модель Сонце-Земля-Місяць)

Телурій (від лат. tellus. родовий відмінок telluris — Земля)(діюча модель Сонце-Земля-Місяць) використовується в кабінеті фізики та географії загальноосвітнього навчального закладу. Модель демонструє  траекторію обертання Землі і Місяця навколо Сонця та  зміни сезонів на Землі в залежності від її розташування відповідно до Сонця.

 Демонстрація зміни пір року та зміни дня і ночі   на Землі за допомогою телурія

 

Пори року та прецесія

Как происходит смена времен года? 

 

Теллурий И. В. Кандаурова. Модель 1929 г.

Презентація для учнів початкової школи

Тема. Як обертається Земля. Зміна дня і ночі. Зміна пір року

Тема 5. Чомувідбувається зміна пір року?

Розділ II. ЗЕМЛЯ ЯК ПЛАНЕТА
Тема 6. ФОРМА І РОЗМІРИ ЗЕМЛІ
Тема 7. ОСЬОВЕ ОБЕРТАННЯ ЗЕМЛІ
Тема 8. ЧАС І ГЕОГРАФІЧНА ДОВГОТА
Тема 9. ОРБІТАЛЬНІЙ РУХ ЗЕМЛІ


Рухи Землі у просторі

Нам потрібно досягти таких цілей:
•    пригадати, які рухи у просторі здійснює наша планета;
•    зрозуміти, чому на Землі відбувається зміна дня і ночі;
•    з'ясувати причини зміни пір року.
Земля в просторі рухається подібно до дзиґи, яка обертається навколо себе й одночасно біжить по колу. Наша планета так само здійснює два основні рухи: обертається навколо своєї осі та рухається довкруж Сонця.
Обертання Землі навколо осі. Ви вже бачили, як глобус-Земля обертається навколо стержня-осі. Наша планета здійснює такий рух постійно. Проте ми цього не помічаємо, тому що разом із нею обертаємося й ми, і всі земні тіла — рівнини, гори, річки, моря й навіть повітря, що оточує Землю. Нам здасться, що Земля залишається нерухомою, а рухаються по небосхилу Сонце, Місяць і зорі. Ми говоримо, що Сонце сходить на сході, а заходить на заході. Насправді ж це Земля рухається — обертається із заходу на схід (проти годинникової стрілки).
Станьте дослідниками природи
Щоб уявити рухи Землі в просторі, проведемо дослід за допомогою телурія. Телурій — це спеціальний прилад для демонстрації обертання Землі навколо своєї осі й Сонця мал. 85). Якщо телурія немає, можна використати настільну лампу. Лампу поставимо в центрі стола, це буде наше Сонце. Землю зображуватиме глобус. Під час досліду глобус має зайняти таке положення, щоб один його бік, повернений до лампи, був освітлений, а протилежний опинився в тіні. Обертаючи глобус проти годинникової стрілки, а саме так обертається Земля навколо своєї осі, побачимо, як нові ділянки поверхні виходять з тіні, потрапляючи під світло. Так настає день.
А з іншого боку такі самі за площею ділянки заходять у тінь. Так настає ніч.
Пригадайте, що таке добовий і річний рух Землі.
За який час Земля здійснює повний оберт навколо своєї осі й навколо Сонця?

Мал. 85. Телурій — прилад для демонстрації обертання Землі навколо своєї осі й навколо Сонця

Мал. 86. Обертання Землі навколо своєї осі

Отже, обертаючись навколо осі, Земля освітлюється Сонцем то з одного боку, то з іншого (мал. 86). Унаслідок цього на планеті настає то день, то ніч. Повний оберт навколо осі Земля здійснює за 24 години. Цей період називають добою. Рух Землі навколо її осі рівномірний і не припиняється ні на мить.
Унаслідок обертання Землі навколо своєї осі відбувається зміна дня і ночі. Повний оберт навколо осі наша планета здійснює за добу (24 год).
Рух Землі навколо Сонця. З попереднього розділу ви дізналися, що Земля рухається навколо Сонця по орбіті. Повний оберт вона робить за рік — 365 діб.
Подивіться уважно на глобус. Ви помітите, що вісь Землі не вертикальна, а нахилена під кутом. Це має велике значення: нахил осі під час руху Землі навколо Сонця спричинює зміну пір року. Адже сонячні промені протягом року освітлюють більше то Північну півкулю (і день там триває довше), то Південну.
Станьте дослідниками природи
Продовжимо дослід з телурієм. Будемо пересувати глобус по поверхні стола проти годинникової стрілки так, як рухається Земля навколо Сонця. Пересунемо спочатку на чверть кола навколо лампи (слідкуйте за тим, щоб підстава глобуса не відривалася від стола, а земна вісь завжди була спрямована на північ). Освітлення глобуса помітно змінилося. Освітлена ділянка змістилася на північ, залишивши в тіні увесь район Південного полюса. У Північній півкулі (освітленій) у цей час буде літо, натомість у Південий (неосвітленій) — зима. Отже, якщо зміна дня і ночі відбувається внаслідок обертання Землі навколо своєї осі, то їх тривалість змінюється залежно від руху Землі навколо Сонця, тобто від пори року.
Унаслідок нахилу земної осі під час руху нашої планети навколо Сонця на Землі відбувається зміна пір року.
Протягом року бувають дні, коли одна з півкуль, обернувшись до Сонця, освітлюється найбільше, а інша — найменше, і навпаки. Це дні сонцестояння. Під час одного обертання Землі навколо Сонця буває два сонцестояння: літнє й зимове. Двічі на рік обидві півкулі бувають освітлені однаково (тоді й тривалість дня в обох півкулях однакова). Це дні рівнодення.
Розгляньте мал. 87 і прослідкуйте рух Землі по орбіті. Коли Земля звернена до Сонця Північним

Мал. 87 Річний рух Землі навколо сонця

полюсом, тоді воно більше освітлює й нагріває Північну півкулю. Дні там стають довші за ночі. Настає тепла пора року — літо. 22 червня день буде найдовшим, а ніч найкоротшою в році, це день літнього сонцестояння. У цей час Сонце менше освітлює і нагріває Південну півкулю. Там зима.
Через три місяці, 23 вересня, Земля займе таке положення відносно Сонця, коли сонячні промені однаково освітлюватимуть як Північну, так і Південну півкулі. На всій Землі, окрім полюсів, день дорівнюватиме ночі (по 12 год). Цей день називають днем осіннього рівнодення. Ще через три місяці до Сонця буде звернена Південна півкуля. Там настане літо. Натомість у нас, у Північній півкулі, буде зима. 22 грудня день буде найкоротшим, а ніч найдовшою. Це день зимового сонцестояння. 21 березня знову обидві півкулі будуть освітлені однаково, день буде дорівнювати ночі. Це день весняного рівнодення.
Протягом року (за час повного оберту Землі навколо Сонця) за освітленням земної поверхні розрізняють дні: сонцестояння — зимового 22 грудня,
літнього 22 червня; рівнодення — весняного 21 березня, осіннього 23 вересня.
Отже, протягом року півкулі Землі отримують різну кількість сонячного світла і тепла. Внаслідок цього відбувається зміна пір (сезонів) року. Ці зміни впливають на всі живі організми на Землі.
Перевірка знань
1.      Які рухи у просторі здійснює наша планета?
2.      Якими є наслідки обертання Землі навколо своєї осі?
3.      Чому на Землі відбувається зміна пір року?
4.      Чим відрізняються дні сонцестояння від днів рівнодення?
5.      Поміркуйте, якою півкулею буде звернена Земля до Сонця 22 червня з настанням в Україні ночі (24.00 год).

Розподіл сонячного світла і тепла на поверхні Землі

Нам потрібно досягти таких цілей:
•    дізнатися про розподіл світла і тепла на Землі;
•   зрозуміти, чому протягом року змінюється висота Сонця над горизонтом;
•   з’ясувати, яка залежність існує між висотою Сонця над горизонтом і нагріванням земної поверхні.
Як змінюється висота Сонця над горизонтом протягом року. Щоб з’ясувати це, пригадайте результати своїх спостережень за довжиною тіні, яку кидає гномон (жердина завдовжки 1 м) опівдні. У вересні тінь була однієї довжини, у жовтні вона стала довшою, в листопаді — ще довшою, у 20-х числах грудня — найбільшою. З кінця грудня тінь знову коротшає. Зміна довжини тіні гномона свідчить, що протягом року Сонце в полудень буває на різній висоті над горизонтом (мал. 88). Чим вище Сонце над горизонтом, тим коротша тінь. Чим нижче Сонце над горизонтом, тим довша тінь. Найвище піднімається Сонце в Північній півкулі 22 червня (у день літнього сонцестояння), а найнижче — 22 грудня іу день зимового сонцестояння).
Чому нагрівання поверхні залежить від висоти Сонця. Розгляньте мал. 89. На ньому видно, що >дна й та сама кількість світла й тепла, що надходить від Сонця, при його високому положенні потрапляє на меншу ділянку, а при низькому — на більшу. Яка ділянка буде нагріватися більше? Звичайно, менша, тому що там скупчені промені.

Мал. 88. Зміни висоти Сонця і довжини тіні протягом року

Мал. 89. Залежність освітлення й нагрівання поверхні від кута падіння сонячних променів

Мал. 90. Зміна кута падіння

Отже, чим вище Сонце над горизонтом, тим прямовисніше падають його промені, тим більше нагрівається земна поверхня, а від неї й повітря. Тоді настає літо (мал. 90). Чим нижче Сонце над горизонтом, тим менший кут падіння променів, тим менше нагрівається поверхня. Тоді настає зима.
Чим більший кут падіння сонячних променів на земну поверхню, тим більше вона освітлюється й нагрівається.
Як нагрівається поверхня Землі. На поверхню кулястої Землі сонячні промені падають під різним кутом. Найбільший кут падіння променів на екваторі. У напрямку до полюсів він зменшується (мал. 91).
Станьте дослідниками природи
Продовжимо досліди з телурієм. Поставте глобус так, щоб лампа освітлювала півкулі рівномірно (земна вісь завжди має бути спрямована на північ). Зверніть увагу, що найяскравіше освітлення буде в районі екватора. Ближче до полюсів воно стає більш розсіяним, а самі вони ледь освітлюються косими променями. Пересунемо глобус по поверхні стола проти годинникової стрілки навколо лампи, як ми це робили в попередніх дослідах, спочатку на чверть кола. Добре видно, що освітлена ділянка змістилася на північ. Світло на півночі, хоча й слабке та розсіяне, доходить уже не лише до полюса, а й охоплює увесь район довкола нього. Можна помітити, що і найяскравіше освітлення поверхні містилося з екватора далі на північ. Після проходження половини кола все повториться для Південної півкулі.

Зима

Під найбільшим кутом, майже прямовисно сонячні промені падають на екваторі. Земна поверхня там отримує найбільше сонячного тепла, тому обабіч екватора жарко цілорічно й змін пір року не буває.
Чим далі від екватора на північ чи на південь, тим кут падіння сонячних променів менший. Унаслідок цього менше нагрівається поверхня й повітря. Стає прохолодніше, ніж на екваторі. З’являються пори року: зима, весна, літо, осінь.
На полюси і приполярні райони взимку сонячні промені зовсім не потрапляють. Сонце по кілька місяців не з’являється з-за горизонту, і день не настає. Це явище називається полярна ніч. Поверхня й повітря сильно охолоджуються, тому зими там дуже суворі. Влітку ж Сонце місяцями не заходить за горизонт і світить цілодобово (ніч не настає) — це полярний день. Здавалося б, якщо так довго триває літо,

Мал. 91. Зміна кута падіння сонячних променів у напрямку від екватора до полюсів

то й поверхня мала б нагріватися. Проте Сонце там , знаходиться низько над горизонтом, його промені лише ковзають поверхнею Землі і нагрівають її дуже слабко. Тому літо поблизу полюсів холодне.
Освітлення й нагрівання поверхні залежить від її розташування на Землі: чим ближче до екватора, тим більший кут падіння сонячних променів, тим сильніше вона нагрівається. З віддаленням від екватора до полюсів кут падіння променів зменшується, поверхня нагрівається менше і стає холодніше.
Значення світла і тепла для живої природи.
Сонячне світло і тепло потрібні всьому живому. Навесні і влітку, коли світла і тепла багато, рослини перебувають у розквіті. З приходом осені, коли Сонце над горизонтом знижується і зменшується надходження світла і тепла, більшість рослин скидають листя. З настанням зими, коли тривалість дня мала, природа перебуває в стані спокою, окремі тварини (ведмеді, борсуки) навіть впадають у сплячку. Коли настає весна і Сонце піднімається дедалі вище, рослини знову починають бурхливий ріст, оживає тваринний світ. І все це завдяки Сонцю.
Станьте дослідниками природи
Проведіть спостереження за тим, як листя кімнатних рослин реагує на сонячне освітлення.
Завдання 1. З’ясуйте, як розміщені листки кімнатної рослини, що стоїть на підвіконні. Чи не стала вона «однобокою», адже кожний листок намагається тягнутися до світла? Запишіть у зошиті дату і результати своїх спостережень.
Завдання 2. Поверніть рослину до вікна іншим боком.
Завдання 3. Приблизно через тиждень знову розгляньте розташування листків. Які відбулися зміни? Дату і результати цього спостереження знову запишіть у зошиті. Поясніть причину змін, що відбулися.

Навесні рослини починають бурхливо розвиватись

Скарбничка знань
Кімнатні рослини, такі як монстера, фікус, аспарагус, якщо їх поступово повертати до світла, розростаються рівномірно в усі боки. Але є і такі, що погано переносять подібну перестановку. Азалія, камелія, герань, фуксія, бегонія майже одразу скидають бутони, а то й листя. Тому під час цвітіння «чутливі» рослини краще не переставляти.
Перевірка знань
1. Від чого залежить нагрівання земної поверхні Сонцем?
2. Чому висота Сонця протягом року змінюється?
3.Чому в напрямку від екватора до полюсів стає холодніше?
4.Поясніть, чому на екваторі немає пір року.