чем на планете объясняется смена дня и ночи
Почему на Земле происходит смена дня и ночи?
Мы настолько привыкли к чередованию дней и ночей, что даже не задумываемся об этом явлении. Однако должна быть какая-то причина, объясняющая его.
Вообще на большинстве космических тел небосвод постоянно темный. Дни на Земле возникают от того, что она достаточно близко расположена к Солнцу. Наша звезда представляет собой столь мощный источник света, что может полностью осветить всё небо Земли.
Но тогда почему наступает ночь? Дело в том, что Солнце освещает лишь половину земного шара, которая повернута к звезде. Второе полушарие в этот момент пребывает в темноте. Так как наша планета вращается вокруг собственной оси, то постепенно одни участки земной поверхности уходят в темноту, а другие выходят на свет. В момент, когда какой-то район Земли поворачивается к Солнцу, наблюдатели на нем видят восход светила. Так наступает день. Когда же район уходит в тень, наблюдатели видят заход Солнца – наступает ночь.
Важно отметить, что ночь и день не наступают одновременно на всей планете. Граница между светом и тенью медленно двигается по земному шару с востока на запад. Именно поэтому на Земле существуют отдельные часовые пояса.
Так как один оборот вокруг собственной оси занимает у нашей планеты 24 часа, то именно столько времени длятся земные сутки. За этот период времени граница тени и света полностью огибает Землю.
Для лучшего понимания механики движения Земли можно привести грубый пример с приготовлением пищи. Часто повар устанавливает кусок мяса на вертель и медленно вращает его, чтобы он равномерно прогрелся со всех сторон. Аналогично и Земля, вращаясь вокруг своей оси, «подставляет» Солнцу различные участки своей поверхности. Этот же пример объясняет, почему ночью обычно значительно холодней, чем днем. Ведь Солнце похоже на печку – это источник не только света, но и тепла.
Список использованных источников
Как рассказать ребенку о причине смены дня и ночи просто и понятно?
Примерно в 4 года каждый ребенок превращается в маленького почемучку и задает свыше сотни вопросов в день. Однажды он непременно захочет узнать причину смены дня и ночи. Почему днем светло, а ночью темно? Куда пропадает солнце? Подробно эта тема будет рассматриваться во втором классе на уроке природоведения. Но это не мешает получить полный и интересный ответ намного раньше – от воспитателя в детском саду или дома от родителей.
Как объяснить ребенку?
Смена «утро – день – вечер – ночь» – самое постоянное и неизменное явление природы. Свет и темнота чередуются изо дня в день из века в век. Издавна наши предки задавались вопросом, почему происходит так, а не иначе. Но правильный ответ не находили. Тысячелетиями они считали, что наша планета Земля неподвижная, а Солнце вращается вокруг нее, освящая то одну сторону полушария, то другую. Но на деле оказалось, что все наоборот!
Земля непрерывно движется по двум направлениям одновременно: вокруг себя и вокруг Солнца по орбите-пути.
Полный оборот вокруг своей оси Земля совершает за 24 часа, что составляет сутки. Вращение происходит с запада на восток. Потому утром Солнце всходит всегда на востоке, а вечером садится на западе. А вокруг самой Земли вращается спутник – Луна. Полный круг она делает за 27,3 суток. При этом наша планета затеняет Луну и не дает Солнцу осветить ее полностью. В зависимости от местонахождения спутника солнечный свет падает на разную площадь. Как следствие, на протяжении 27 дней на небе меняется картинка: сначала господствует тоненький Месяц, затем он становится шире, толще – и так пока не наступит полнолуние.
Самое доступное объяснение может быть непонятно ребенку из-за путаницы в терминах. В таком случае рассказ нужно начать с самого начала – с определения слов «планета», «земная ось», «полюса». Ребенку следует сначала узнать, что в мире существует бесчисленное количество планет, которые поделены на галактики и системы. Мы живем в Солнечной системе. Ее центром является звезда Солнце. Вокруг него вращаются 8 планет. Мы живем на 3-й планете, если считать от Солнца, и она называется Земля.
Наглядный пример – лучшее объяснение
Что ни говори, а один раз увидеть лучше, чем сто раз услышать. Чтобы наглядно продемонстрировать, что смена утра на ночь является следствием вращения Земли, понадобятся следующие предметы:
Нужно попросить малыша представить, что фонарик – это Солнце, и объяснить, что глобус является макетом нашей планеты – конечно же, сильно уменьшенным.
Опыт с вращением Земли и со связанной с ним сменой времени суток:
В качестве альтернативного варианта ребенку можно показать анимацию и познавательные видеоролики.
Почемучка:
Видео из серии «Занимательные уроки Р. Саакянца»:
Чем обусловлена смена дня и ночи из мультика «Фиксики»:
Вращение нашей планеты вокруг своей оси – причина смены дня и ночи. Именно так правильно ответить на вопрос. Но если его задает ребенок, сухой ответ ему будет непонятен. Рекомендуется раскрыть тему как можно полнее, привести наглядные примеры и показать познавательные видеоролики.
Что приводит к смене дня и ночи?
Мы привыкли к восходам, закатам и смене дня и ночи на Земле как к чему-то совершенно обычному. А ведь эти процессы обеспечиваются целым рядом механизмов и факторов. Что же приводит к смене дня и ночи? Здесь нужно рассмотреть две главных земных особенности.
Планетарное вращение
Земное вращение оси осуществляется с запада на восток, поэтому мы привыкли встречать Солнце на востоке и провожать в западной направленности. Если бы могли посмотреть на нашу планету с позиции северного полярного полюса, то отметили ее обороты против часовой стрелки. На нижней схеме продемонстрирован угол наклона оси вращения Земли.
Осевой наклон и соотношение к оси вращения и орбитальной плоскости
Земля выполняет один оборот за 24 часа относительно Солнца и за 23 часа 56 минут 4 секунды относительно звезд. Северная ось направлена на Полярную звезду, а южная – Сигму Октанта.
Осевой наклон
Восход во время солнцестояния, запечатленный над Стоунхенджем
Именно благодаря осевому наклону день и ночь на планете не делятся равноправно. Если бы ось установилась перпендикулярно, то все земные участки получили бы по 12 часов темноты и света. Но тогда не было бы смены сезонов.
В реальности мы знаем, что полушария по очереди меняют направленность, и пока одно греется в летнем этапе, второе мерзнет от зимы.
Сезонность
Не будем забывать, что планета также выполняет вращение по орбите вокруг Солнца, поэтому в течение всего года меняет позицию и удаленность. Солнце фиксируется на полушарии по 6 месяцев, после чего изменяет локацию.
Художественная интерпретация земного вращения и прецессии равноденствий
Поэтому больше всего «не везет» Северному и Южному полюсу, которые вынуждены долгое время пребывать под круглосуточным днем или ночью. Такие периоды именуют солнцестояниями, и они случаются дважды в год (летнее – 20-22 июня для северного и 20-23 декабря для южного, а зимнее – меняет их местами).
Еще один момент в земном цикле дня и ночи – видимость земного спутника, звезд и прочих небесных тел. Технически ночью Луна доступна всегда. Иногда она способна показаться днем или в ранее утро. А вот для наблюдения за другими объектами нужно дождаться солнечного исчезновения.
Ночное небо. В самый темный период можно рассмотреть огромное богатство ярких звезд и галактические полосы
Проблема в том, что свечение далеких тел слишком слабое, чтобы пробиться сквозь солнечные лучи. Но порой Земля отклоняется на достаточное расстояние, чтобы заметить Луну. Важно при наблюдении также позаботиться о световом загрязнении, то есть уехать подальше от искусственного городского освещения.
Удивительная особенность цикла дня и ночи на Земле состоит также в том, что со временем они замедляются. На это влияет лунное приливное воздействие. Сейчас день на 1.7 миллисекунд дольше, чем было век назад.
Почему день и ночь сменяют друг друга?
Все живое на нашей планете подчиняется определенным циклам, и один из главнейших – это цикл смены дня и ночи, или суточный цикл. В течение дня мы выполняем свои обязанности, общаемся с друзьями, участвуем в различных мероприятиях, ночь же предназначена для отдыха.
Цикличность смены дня и ночи сопровождает нас с момента рождения и кажется одним из самых привычных явлений на земле, но все же каждый ребенок однажды задает вопрос: почему день и ночь сменяют друг друга? К сожалению, не все родители могут ответить на него правильно.
Легенды и мифы
Загадка суточного цикла будоражила людей с глубокой древности. Многие народы, исчезнувшие с лица Земли, поклонялись Солнцу как высшему божеству, дарящему жизнь, свет и тепло. Согласно представлениям древних греков, бог Солнца Гелиос каждое утро выезжает на небесный свод в своей золотой колеснице и целый день едет с востока на запад.
У славянских народов тоже была похожая легенда, в которой Солнце-Ярило поутру выезжает из золотого дворца на колеснице, весь день едет по небосводу, осматривая свои владения, а ночью спускается в темные чертоги богини смерти Морены, где садится в ладью, запряженную гусями и лебедями, и плывет по морю, возвращаясь в свой дворец.
Во многих древних легендах встречается сюжет, согласно которому ночь – это чудовище, которое каждый вечер проглатывает Солнце, а поутру, не в силах вынести нестерпимого жара в животе, отрыгивает его, выпуская на небосвод.
Как мы видим, уже в глубокой древности люди понимали, что смена дня и ночи напрямую зависит от Солнца.
Научные представления
В течение долгих веков люди считали, что Земля представляет собой плоский блин, плавающий в безбрежном Мировом океане под хрустальным небесным сводом, на котором прикреплены маленькие огоньки – звезды. Смена дня и ночи происходит благодаря движению по этому своду Солнца, представляющего собой огненный шар, который специальное божество ежедневно провозит в ладье или колеснице.
Первой попыткой представить с научной точки зрения, почему день и ночь сменяют друг друга, были труды древнегреческого ученого и философа Аристотеля. Он сумел, наблюдая за лунными затмениями, сделать вывод о том, что Земля имеет форму шара, но считал, что Солнце, такой же шар, только состоящий из огня, вращается вокруг Земли по своей небесной сфере.
Эта теория господствовала в мире очень долго – почти полторы тысячи лет, до тех пор, пока Николай Коперник не разработал свою знаменитую гелиоцентрическую модель Вселенной.
Теория Коперника основывалась на математических расчетах. Это был первый ученый, который выстроил модель Солнечной системы с Солнцем в центре, вокруг которого вращаются планеты. Смену дня и ночи он объяснил вращением Земли вокруг своей оси. Как показали дальнейшие исследования, он был совершенно прав.
Почему день и ночь сменяют друг друга?
Для того, чтобы понять, почему на Земле происходит постоянная смена дня и ночи, достаточно воссоздать этот процесс при помощи простейшей модели. Возьмите глобус и поставьте его напротив включенной настольной лампы, которая будет изображать Солнце.
Подтолкните глобус, чтобы он вращался на оси, и наблюдайте, как лампа периодически освещает то одну, то другую его сторону. В то время, как одна из сторон глобуса освещена, другая погружается в тень. Именно так и происходит смена дня и ночи на нашей планете.
Вращение происходит достаточно быстро, чтобы ночная сторона не успела слишком сильно остыть, а дневная – чересчур разогреться под солнечными лучами. В этом Земля выгодно отличается, к примеру, от Венеры, сутки на которой длятся около четырех земных месяцев. Равномерность вращения позволяет сохранить на поверхности Земли достаточно стабильную температуру, что является одним из условий существования живых существ.
Почему день и ночь имеют разную продолжительность?
В зависимости от времени года продолжительность дня и ночи изменяется, причем в довольно существенных пределах. Самый короткий световой день (зимой) и самая короткая ночь (летом) длятся всего 6 с небольшим часов.
Это происходит из-за того, что воображаемая ось, вокруг которой вращается Земля, не перпендикулярна ее орбите, а немного наклонена по отношению к ней. Получается, что разные участки поверхности неодинаково освещаются Солнцем в ходе годового цикла вращения. Чем дальше от экватора и ближе к полюсам, тем больше эта разница.
Летом в районах, расположенных неподалеку от Полярного круга, бывают короткие периоды, когда даже после захода Солнца не наступает полная темнота. Это явление получило название «белых ночей».
Хотя считается, что белые ночи бывают только в Санкт-Петербурге, это не совсем так. Аналогичные периоды бывают в Архангельске, Пскове, Казани, Сыктывкаре и прочих северных регионах России.
Давайте поговорим о смене времен года
Смена времен года, схема
Почему происходит смена времен года? Древние мыслители и астрономы Греции полагали, что смена времен года объясняется мистическими причинами, никак не связанными с движением планет в Солнечной системе.
Более того, для них вся остальная вселенная находилась в движении вокруг нашей планеты, а сама Земля оставалась неподвижной. Подобная модель сохранилась и в эпоху Средневековья, по религиозным соображениям.
Николай Коперник совершил переворот, доказав, что Земля и прочие планеты движутся вокруг Солнца, а, как мы увидим, именно этим движением объясняется смена времен года.
Движение вокруг Солнца — вот ответ на вопрос
Земля со спутника Электро-Л. На видео показано как менялась Земля с 1 января по 31 декабря 2012 года.
Наша планета имеет два постоянных движения: она движется вокруг своей оси, а так же оборачивается вокруг Солнца. Первым движением объясняется смена дня и ночи — один полный оборот происходит за 24 часа, мы называем это сутками. Второе движение является непосредственной причиной смены времен года.
Ось планеты находится под непрямым углом к падающим на нее солнечным лучам, если бы было иначе — смена времен года никогда бы не происходила, ночь и день всегда были бы одинаковыми и длились по 12 часов, как на экваторе, так и в Лондоне, и в заполярье.
Однако, ось наклонена по отношению к солнечным лучам и не составляет с ними прямого угла, поэтому в течении полугода северное полушарие получает большую часть солнечного тепла, предоставляя солнечным лучам большую поверхность, чем южное. То же самое происходит с южным полушарием в течении другой половины года.
Почему на Юге теплее круглый год
Поскольку во время движения по своей орбите Земля находится на разных расстояниях по отношению к Солнцу — лето в южном полушарии теплее, чем лето в северном. Это объясняется тем, что во момент, когда расстояние между Землей и Солнцем является минимальным — именно Южное полушарие находится ближе к Солнцу, чем северное.
Конечно, и в Южной Африке бывает зима и выпадает снег, но зима в ЮАР и в Австралии намного теплее, чем зима в России на полуострове Ямал или на архипелаге Новая Гвинея.
Смена времен года, смонтирована на основе изображений геостационарного спутника METEOSAT-9, полученных в период с 21 декабря 2010 по 20 сентября 2011 года.
Заключение
Итак, смена времен года происходит благодаря двум факторам: во-первых, это движение Земли вокруг Солнца по эллиптической орбите, во-вторых, это непрямой угол между земной орбитой и солнечными лучами. Не будь одного из этих двух факторов — на Земле никогда не сменялись бы времена года.
Однако возникает вопрос: какое время года было бы в таком случае на Земле — вечная зима или вечное лето? Ответ: ни то, ни другое. Дело в том, что если бы земная ось не была бы наклонена — на экваторе, куда лучи падают под прямым углом, было бы вечное лето, а чем дальше от экватора — тем холоднее. Если же наша планета не двигалась бы вокруг Солнца, но ось была бы так же наклонена по отношению к солнечным лучам — в одном из полушарий было вечное лето, а в другом зима, в зависимости от расположения Земли относительно Солнца.
Похожие статьи
Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!