Lekcja 2 – 22.09.2012

Dział: ASTRONOMIA

Temat: Ziemia we Wszechświecie. Ruchy Ziemi.

1. Podstawowe pojęcia astronomiczne.

2. Teorie dotyczące budowy Wszechświata, Układu Słonecznego.

3. Ruch obrotowy Ziemi.

4. Ruch obiegowy Ziemi.

5. Kształt i rozmiary Ziemi.

1. Podstawowe pojęcia astronomiczne:

galaktyka - …................................................

gwiazda - …..................................................

planeta - …....................................................

księżyc - …...................................................

planetoida - …..............................................

kometa - …...................................................

zenit - ….......................................................

górowanie - …..............................................

2. Teorie dotyczące budowy Wszechświata, Układu Słonecznego:

a. teoria geocentryczna – Ptolemeusz,

b. teoria heliocentryczna – M. Kopernik,

c. teoria Wielkiego Wybuchu - podstawą teorii Wielkiego Wybuchu, jest założenie, iż ok. 14

miliardów lat temu wszelka obecna dzisiaj materia i energia, była skupiona w pojedynczym nieskończenie małym punkcie, o nieskończenie dużej temperaturze. I w pewnym momencie punkt ten zaczął się błyskawicznie powiększać i jednocześnie ochładzać. Owo błyskawiczne rozszerzanie się nazywamy dzisiaj Wielkim Wybuchem. W miarę rozszerzania się temperatura ulegała obniżeniu. Gdy Wszechświat osiągnął już 2/3 dzisiejszej wielkości powstał nasz Układ Słoneczny. -

ocenia się go na ok. 5 miliardów lat. Wszechświat cały czas ewoluuje, jednak powstała populacja gwiazd zaczyna powoli zanikać - cały dostępny materiał gazowy, został już wykorzystany na ich budowę.

Ciekawostka:

http://www.youtube.com/watch?v=g7v9cDg9As4&feature=related – 25 min. film o Wszechświecie i Układzie Słonecznym.

3. Ruch obrotowy Ziemi.

a. cechy:

* pełny obrót - tzw. doba gwiazdowa, trwa 23 godz. 56 min. 04 s,

* Ziemia obraca się z zachodu na wschód,

* prędkość kątowa jest stała – 3600 - 24 godz.

150 - 1 godz.

10 - 4 min.

* prędkość liniowa jest zmienna - B 0 km / godz.

R 1666,6 km / godz.

b. konsekwencje:

* dobowy ruch sfery niebieskiej ze wschodu na zachód,

* wędrówka Słońca po sklepieniu niebieskim,

* zmiana dnia na noc i związana z nią rachuba czasu,

* spłaszczenie Ziemi na biegunach, które wynosi 21km,

* siła Coriolisa,

* pływy mórz i ruchy skorupy Ziemi.

c. rachuba czasu:

* czas słoneczny - określany na podstawie położenia słońca nad horyzontem inaczej czas miejscowy.

* czas strefowy – podzielony jest na 24 strefy. Każda strefa liczy 15o dług. geogr. (atlas -

mapa str.29)

* czas urzędowy – czas wprowadzony na podstawie zarządzenia władz,

czas letni (300), czas zimowy (150)

Przekraczając linię zmiany daty z półkuli wsch. na zach. zyskujemy 1 dzień. Przekraczając linię zmiany daty z półkuli zach. na wsch. tracimy 1 dzień.

Zadanie

Która jest godzina czasu miejscowego słonecznego w miejscowości X (450 N, 710 E), jeżeli w miejscowości Y (120 N, 230 N) jest godzina 9.23.? Zapisz obliczenia.

4. Ruch obiegowy Ziemi. (atlas str.2)

a. cechy:

* nachylenie osi ziemskiej – 660 33`

* pełen obieg Ziemi dookoła Słońca trwa 365 dni 5 godzin i 48 minut i 46 sekund (rok zwrotnikowy)

* Ziemia obiega Słońce w kierunku odwrotnym do ruchu wskazówek zegara (patrząc od północy),

* orbita Ziemi ma kształt lekko wydłużonej elipsy,

* średnia odległość Ziemi od Słońca wynosi około 150 mln km. Największa odległość (aphelium) wynosi 152 mln km, a najmniejsza ( peryhelium) 147 mln km.

Źródło: www.forum.linum.pl

Schemat ruchu obiegowego Ziemi dookoła Słońca.

b. konsekwencje:

* występowanie pór roku,

* zmienna długość dnia i nocy,

* zmienna pora wschodu i zachodu Słońca,

* rachuba czasu – kalendarz słoneczny,

* zjawisko dnia i nocy polarnej,

* różne strefy oświetlenia kuli ziemskiej,

* występowanie stref klimatycznych.

c. astronomiczne i kalendarzowe pory roku:

21 marca i 23 września - promienie prostopadle padają na Równik, na całej ziemi dzień i noc trwają po 12 h na biegunie południowym słońce zachodzi a na północnym wschodzie. Są to dwa dni równo nocy wiosennej i jesiennej

Źródło: http://edudu.pl/

22 czerwca - promienie słoneczne padają prostopadle na Zwrotnik Raka (230 27’N) na półkuli północnej dzień trwa ponad 12 h, a na południowej mniej niż 12 h na biegunie północnym trwa dzień polarny a na południowym noc polarna. Jest to przesilenie letnie

Źródło: http://edudu.pl/

22 grudnia - promienie słoneczne są prostopadle padają na Zwrotnik Koziorożca (230 27’N), na półkuli południowej dzień trwa więcej niż 12 h, a na północnej mniej niż 12 h na biegunie południowym trwa dzień, a na północnym noc polarna. Jest to przesilenie zimowe

Źródło:http://edudu.pl/

d. strefy oświetlenia kuli ziemskiej:

* Strefa podbiegunowa (zimna - 2 ):

• rozciąga się między biegunem a kołem podbiegunowym (66033’)

• dzień i noc trwają od 24h do 6 miesięcy nazywamy je dniem i nocą polarną

• ujemne temperatury panują cały rok

• jest najzimniejszą a zarazem najmniejszą strefą

* Strefa międzyzwrotnikowa (gorąca - 1):

• położona jest między zwrotnikiem raka a zwrotnikiem koziorożca

• na równiku przez cały rok dzień i noc mają po 12h

• nie występują tu pory roku

• jest to najcieplejsza strefa

* Strefa umiarkowana - 2

• położona jest między 66033’ a 23027’

• występują pory roku

• zróżnicowana temperatura w ciągu roku

• w ciągu doby występuje dzień i noc

5. Kształt i rozmiary Ziemi.

a. poglądy na kształt Ziemi:

– Pitagoras (VI w. p.n.e.) – pierwszy głosił pogląd o kulistości Ziemi – kula ma idealny kształt.

– Arystoteles (IV w. p.n.e.) – pierwsze dowody na kulistość Ziemi:

– Eratostenes (III w. p.n.e.) – pierwszy dokonał pomiaru wielkości Ziemi na podstawie obserwacji astronomicznych

(miejscowości, w których dokonywany jest pomiar – Syene (dzisiejszy Asuan) i Aleksandria – położone są na tym samym południku.

Pomiar Eratostenesa polegał na zmierzeniu wysokości Słońca nad horyzontem w momencie górowania, w dniu przesilenia letniego w Aleksandrii. Zmierzony kąt był odchylony od zenitu o 7°12’. Tego samego dnia, w południe w Syene Słońce jest w zenicie – nad horyzontem widoczne jest pod kątem 90°. Różnicę wysokości Słońca w momencie górowania w tych dwóch miejscowościach Eratostenes potraktował jako różnicę szerokości geograficznej tych miejscowości. Znając odległość między miastami, do obliczenia obwodu Ziemi zastosował twierdzenie Talesa. Na tej podstawie obliczył obwód Ziemi (długość równika) na ok. 40 tys. km i promień Ziemi na ponad 6 tys. km. Obliczenia Eratostenesa niewiele odbiegają od obecnie przyjętych rozmiarów Ziemi, mimo że popełnił on błąd, przyjmując, że Syene i Aleksandria położone są na tym samym południku.)

– Ptolemeusz (II w. n.e.) – obliczył, że obwód Ziemi wynosi ok. 30 tys. km. Dokonał tego na podstawie pomiaru wysokości gwiazd w momencie ich górowania nad linią horyzontu.

– Izaak Newton (1687) – przyjmując za pewnik teorię Kopernika o ruchu Ziemi dookoła własnej osi, wywnioskował, że ruch ten mógł spowodować spłaszczenie Ziemi przy biegunach i sprawić, że jej kształt jest podobny do elipsoidy obrotowej.

- geodezja satelitarna - zauważono, że kierunek działania siły ciężkości, tj. pion, w wielu miejscach odchyla się od kierunku prostopadłego do powierzchni Ziemi. Z tego względu przyjęto, że Ziemia ma kształt geoidy, tj. bryły, której powierzchnia jest w każdym miejscu prostopadła do pionu wyznaczonego przez siłę ciężkości.

b. wymiary Ziemi:

• promień równikowy - 6378 km

• promień biegunowy - 6357 km

• średni promień - 6371 km

• obwód równika - 40 076 km

• średnia długość południka - 20 004 km

• powierzchnia Ziemi - 510 mln km2 (powierzchnia oceanów 361 mln km2; powierzchnia

lądów 149 mln km2)

• objętość Ziemi - 1083 mld km3

• masa Ziemi - 5,98*1024kg

Kalendarz gregoriański – kalendarz słoneczny został wprowadzony w 1582 przez papieża Grzegorza XIII .Kalendarz juliański zreformowany został przez L. Lilio. W Polsce został

zastosowany od roku wprowadzenia.

Kalendarz gregoriański jest to w zasadzie kalendarz juliański, do którego wprowadzono poprawkę w naliczaniu lat przestępnych mającą na celu zapobieżenie opóźnieniu się kalendarza względem roku zwrotnikowego. Zniwelowano także część różnicy narosłej od wprowadzenia kalendarza juliańskiego. Kalendarz juliański spóźnia się o 1 dzień na 128 lat, natomiast opóźnienie kalendarza gregoriańskiego wynosi 1 dzień na 3322 lata.

Różnice pomiędzy kalendarzami juliańskim a gregoriańskim sprowadzają się do dwóch kwestii:

• ominięcia 10 dat dziennych, od 5 do 14 X 1582 roku - skorygowanie powstałego

opóźnienia,

• skorygowanie zasady obliczania lat przestępnych, lata o numerach podzielnych przez 100, ale niepodzielne przez 400, nie będą przestępne, przy zachowaniu przestępności pozostałych lat o numerach podzielnych przez 4. Poprawka ta znalazła dotychczas zastosowanie trzykrotnie: lata 1700, 1800 i 1900 były w kalendarzu gregoriańskim latami zwyczajnymi (podczas gdy np.1600 i 2000 pozostały przestępne).

Miłej lektury. Do następnej lekcji. Pozdrawiam Bogusława Grabowska.