Wydrukuj Zapisz jako PDF Dodaj do ulubionych Udostępnij materiał

W naszym kraju notujemy znaczne zróżnicowanie długości dnia i nocy. Pierwszy dzień lata na Przylądku Rozewie trwa 17 godzin i 20 minut, a w Bieszczadach 16 godzin i 10 minut. Natomiast pierwszy dzień zimy trwa odpowiednio 7 godzin i 10 minut na północnych krańcach Polski oraz 8 godzin i 20 minut na południowych.

ROy1a9gXaxUeu1
Częściowe zaćmienie Słońca w 2012 roku w Minnesocie (Stany Zjednoczone) – Księżyc tylko fragmentem swojej tarczy przysłania Słońce, obserwator znajduje się w obszarze półcienia rzucanego przez naszego naturalnego satelitę
Już wiesz
  • jak Ziemia porusza się wokół własnej osi i wokół Słońca;

  • jak nachylona jest oś Ziemi i jakie są tego konsekwencje;

  • kiedy występują zjawiska równonocy i przesileń;

  • jak wygląda przebieg pozornej wędrówki Słońca po sferze niebieskiej na różnych szerokościach geograficznych.

Nauczysz się
  • wyjaśniać następstwa ruchu obiegowego Ziemi;

  • rozróżniać dwa najważniejsze kalendarze na Ziemi;

  • wymieniać konsekwencje różnic w oświetleniu Ziemi przez Słońce w ciągu roku;

  • opisywać przebieg i zasięg zjawisk dnia polarnego i nocy polarnej;

  • wyjaśniać przyczyny i przebieg zaćmień Słońca oraz Księżyca.

Przygotuj przed lekcją:
  • globus,

  • tellurium.

ijlS11GYEY_d5e250

1. Kalendarz juliański i gregoriański

Nie da się precyzyjnie podzielić roku słonecznego na pełne dni (ponieważ trwa ok. 365 dni, 5 godzin, 49 minut) ani na równe 12 miesięcy (miesiąc księżycowy, wyznaczany na podstawie czasu, jaki potrzebuje Księżyc na wykonanie pełnego obiegu wokół Ziemi, ma w zależności od sposobu obliczania od 27,3 do 29,5 dnia, co po pomnożeniu przez 12 daje odpowiednio 327,6 lub 354 dni). W rezultacie wszystkie starożytne kalendarze były nieprecyzyjne i nie zgadzały się ze sobą. Juliusz CezarGajusz Juliusz CezarJuliusz Cezar nakazał uporządkowanie tej kwestii i opracowanie dla całego imperium rzymskiego jednolitego kalendarza.

W roku, który obecnie określamy jako 45 rok p.n.e., wprowadzono kalendarz nazywany od imienia cesarza – juliańskim. Główne jego założenia to: ustanowienie dnia 1 stycznia początkiem roku; ustalenie długości miesiąca na 30 lub 31 dni – z wyjątkiem lutego, który liczył ich tylko 28; wprowadzenie co 4 lata roku przestępnegorok przestępnyroku przestępnego – dłuższego o jeden dzień, czyli o 29 lutego. Założono wówczas, że rok ma 365 dni i 6 godzin. Faktycznie jest jednak krótszy o ok. 11 minut. Błąd ten sumował się przez setki lat, aż w 1582 roku urósł do ok. 10 dni. Początki pór roku przestały zgadzać się z kalendarzem. Papież Grzegorz XIIIUgo Boncompagni (Papież Grzegorz XIII)Papież Grzegorz XIII wprowadził reformę, która obowiązuje do dziś. Po pierwsze zadecydował, aby jednorazowo po 4 października nastąpił 15 października, dzięki czemu usunął nadmiarowe dni. Po drugie przyjął, że zwykły rok ma 365 dni, co 4 lata wypada rok przestępny i dodawany jest wówczas 29 lutego, ale co 100 lat rok, który miałby być przestępny, jest jednak zwykły i ma 365 dni. Natomiast co 400 lat, pomimo pełnej setki, rok i tak jest przestępny. Kalendarz ten nazwany został gregoriańskim i dominuje na całym świecie, choć jest kilka innych, równie ważnych kalendarzy.

Polecenie 1

Odpowiedz na pytanie. Według której zasady rok 2000 teoretycznie powinien mieć 365 dni, a która zasada spowodowała, że miał jednak 366?

Ciekawostka

Już starożytni astronomowie potrafili w miarę dokładnie zaobserwować i zmierzyć czas trwania roku, co stało się podstawą do stworzenia pierwszych kalendarzy. Niemal każda z cywilizacji i kultur tworzyła własny kalendarz. Przeważnie opierały się one na podziale roku słonecznego na miesiące wynikające z cyklu księżycowego i na tygodnie, które powstały na skutek obserwacji faz Księżyca.

Ciekawostka

Poza kalendarzem juliańskim (który ciągle jest podstawą roku liturgicznego w Kościele prawosławnym) i gregoriańskim (który dominuje na świecie) funkcjonują także inne kalendarze. We wschodniej i południowo‑wschodniej Azji w kilku krajach oficjalnie przyjęto kalendarz gregoriański, ale święta nadal obchodzi się zgodnie z tradycyjnymi kalendarzami nawiązującymi do księżycowo‑słonecznego kalendarza chińskiego. Hindusi stosują swój zreformowany kalendarz narodowy, a muzułmanie z całego świata święta obchodzą według kalendarza muzułmańskiego.

RLADVte6NjZOC1
Obchody chińskiego Nowego Roku zgodnie z tradycyjnym kalendarzem wypadają pod koniec stycznia lub w lutym. Dla setek milionów mieszkańców wschodniej i południowo-wschodniej Azji jest to najważniejsze święto w całym roku
R7m13vgtGsjaC1
Termin najważniejszej pielgrzymki do Mekki wyznawcy islamu ustalają za pomocą swojego kalendarza. Trwa ona od 7. do 13. dnia ostatniego miesiąca księżycowego kalendarza muzułmańskiego
ijlS11GYEY_d5e304

2. Strefy oświetlenia Ziemi. Jak powstaje zjawisko dnia i nocy polarnej?

Roczna wędrówka wokół Słońca powoduje powstanie pięciu stref oświetlenia Ziemi. Ich granice wyznaczają zwrotnikikoła podbiegunowe. Najsilniej oświetlona jest strefa międzyzwrotnikowa. Rozciąga się między zwrotnikiem Raka na północy a zwrotnikiem Koziorożca na południu. Przez jej środek przebiega równik. Tylko na tym obszarze obserwowane jest zjawisko górowania Słońca w zenicie. W ciągu każdej doby występuje zarówno dzień, jak i noc. Ich długość jest niemal identyczna na równiku i wynosi po ok. 12 godzin, a w pobliżu zwrotników różnica między tymi częściami doby to maksymalnie 2 godziny.

Dwie strefy umiarkowane znajdują się między zwrotnikami i kołami podbiegunowymi – zwrotnikiem Raka i kołem podbiegunowym północnym oraz zwrotnikiem Koziorożca i kołem podbiegunowym południowym, przez co są słabiej oświetlone. Słońce tutaj nigdy nie góruje w zenicie, ale w ciągu każdej doby występuje dzień i noc. Bardzo silnie zróżnicowana jest wysokość górowania Słońca. W pobliżu zwrotników może to być od ok. 43° do niemal 90°, a w sąsiedztwie kół podbiegunowych od prawie 0° do maksymalnie 43°. Bardzo duże jest też zróżnicowanie długości dnia i nocy w ciągu roku.

Najsłabiej oświetlane przez Słońce są strefy podbiegunowe, leżące między kołami podbiegunowymi i biegunami. Na biegunach Słońce nigdy nie wznosi się wyżej niż 23°27'. Tuż za kołami podbiegunowymi leżą obszary, gdzie występują zjawiska dnia i nocy polarnej. Polegają one na tym, że w ciągu jednej doby Słońce nie zachodzi lub nie wschodzi ani na chwilę. Im bliżej biegunów, tym okres dnia i nocy polarnej jest dłuższy. Na samych biegunach dzień polarny trwa aż pół roku, po czym następuje tak samo długa noc polarna.

R1ZHE9qDgVp9o1
Strefa międzyzwrotnikowa otrzymuje największą ilość energii słonecznej, gdyż przez cały rok Słońce góruje tam na dużej wysokości. W strefach umiarkowanych ilość docierającej energii słonecznej zależy od wysokości górującego Słońca i długości dnia – latem dociera tam dużo więcej energii niż zimą. Najmniej energii słonecznej dociera do stref podbiegunowych, gdyż Słońce góruje tam na małych wysokościach
R16WW4vPqmO3x1
Pozorna wędrówka Słońca w ciągu dnia polarnego za kołem podbiegunowym. Słońce o północy jest widoczne stosunkowo nisko, ale przez pozostałą część doby wznosi się niewiele wyżej
Polecenie 2

Oblicz, ile stopni szerokości geograficznej (i ile kilometrów w linii prostej) jest z twojej miejscowości do najbliższego miejsca, gdzie można zobaczyć Słońce w zenicie, oraz jak daleko jest do miejsca, gdzie można przeżyć choćby jednodobową noc polarną.

Ciekawostka

W czasie nocy polarnej nie zawsze jest całkiem ciemno. Strefy podbiegunowe oświetlają gwiazdy, Księżyc, a często także zorza polarna. Ponadto przez długie okresy nocy polarnej Słońce znajduje się co prawda poniżej linii horyzontu, lecz w bezpośredniej jego bliskości, więc obserwujemy coś w rodzaju wielogodzinnego świtu lub zmierzchu, pomimo że wschód Słońca nie następuje. Pamiętać też musimy, że w czasie nocy polarnej zarówno obszary lądowe, jak i zamarznięte morza pokryte są białym śniegiem i lodem, co sprzyja powstawaniu poblasku i rozpraszaniu ciemności.

ijlS11GYEY_d5e348

3. Skąd się biorą zaćmienie Słońca i zaćmienia Księżyca?

Księżyc obiega Ziemię po orbicie nachylonej w stosunku do płaszczyzny ekliptyki od ok. –6° do +6°. Ponadto odległość Księżyca od Ziemi jest wyraźnie zmienna i waha się od ok. 363 tys. km (w perygeum, kiedy Księżyc znajduje się najbliżej Ziemi) do niemal 406 tys. km (w apogeum, kiedy Księżyc jest najbardziej oddalony od Ziemi). W rezultacie nawet gołym okiem można zauważyć różnice w postrzeganych przez nas rozmiarach tarczy Księżyca. Rozmiary kątowe Księżyca wahają się od maksymalnie 0°33'28'' (perygeum) do minimalnie 0°29'55'' (apogeum). Ma to znaczenie, gdyż przez niezwykły zbieg okoliczności widoczne z Ziemi rozmiary Słońca wahają się od 0°32'31'' do 0°31'27'', czyli są zbliżone do widomych rozmiarów Księżyca.

Co najmniej dwukrotnie w ciągu roku (a maksymalnie cztero- lub pięciokrotnie) występuje zjawisko astronomiczne polegające na tym, że Księżyc staje na linii między Ziemią a Słońcem i przesłania światło słoneczne. Zjawisko to nazywamy zaćmieniem Słońcazaćmienie Słońcazaćmieniem Słońca. W skali całej Ziemi występuje ono dosyć często, ale widoczne jest zawsze na stosunkowo małym obszarze, w pasie węższym niż 300 km o długości kilku tysięcy km. W efekcie tylko raz na kilka lat mamy szansę zobaczyć z terenu Polski częściowe zaćmienie Słońca, a całkowite występuje na naszych ziemiach co kilkaset lat. Najbliższe całkowite zaćmienie Słońca będzie widoczne z terenów Polski 7 października 2135 roku.

Gdy Ziemia znajduje się w jednej linii pomiędzy Słońcem i Księżycem, może wystąpić zjawisko zaćmienia Księżycazaćmienie Księżycazaćmienia Księżyca. Cień albo półcień rzucany przez Ziemię zasłania światło słoneczne, co obserwujemy jako ciemny krąg przysłaniający część lub całość rozświetlonej tarczy Księżyca.

Ru4sd9zHyuYiz1
Zaćmienie Księżyca występuje wówczas, gdy Ziemia znajdzie się pomiędzy Słońcem a Księżycem będącym w pełni
Polecenie 3

Wyjaśnij, dlaczego zaćmienie Słońca możliwe jest tylko w momencie, gdy Księżyc jest w nowiu, a zaćmienie Księżyca wówczas, gdy Księżyc jest w pełni.

Polecenie 4

Używając tellurium, ustaw modele Słońca, Ziemi i Księżyca w pozycjach umożliwiających powstanie zjawiska zaćmienia Słońca i zaćmienia Księżyca.

Polecenie 5

Wyszukaj w Internecie informacji o najbliższych zaćmieniach, które będą widoczne z terenu naszego kraju.

Ciekawostka

Księżyc oddala się od Ziemi o 38 mm rocznie. W rezultacie jego rozmiary kątowe widziane z Ziemi są coraz mniejsze. Jeżeli ten proces będzie trwał nadal, to za 600 mln lat przestaną w ogóle występować całkowite zaćmienia Słońca.

ijlS11GYEY_d5e528

4. Jakie są konsekwencje ruchu obiegowego Ziemi?

W dwóch ostatnich tematach wielokrotnie była mowa o różnych zjawiskach wynikających z ruchu obiegowego Ziemi wokół Słońca. Niektóre z nich mają ogromne, a inne niewielkie znaczenie dla człowieka.

Ważne!

Konsekwencje ruchu obiegowego Ziemi

  1. Zjawisko roku, który jest jedną z podstawowych miar czasu, a dla ludzi oznacza konieczność stosowania kalendarza.

  2. Zmiana wysokości Słońca w południe w ciągu roku.

  3. Zmiana miejsca wschodu i zachodu Słońca na linii horyzontu w ciągu roku.

  4. Dzień i noc polarna, które zdecydowanie ograniczają możliwości funkcjonowania ludzi poza kołami polarnymi.

  5. Powstanie 5 stref oświetlenia Ziemi, które stwarzają bardzo różnorodne i odmienne warunki do życia i gospodarowania.

  6. Powstanie stref klimatycznych, które są konsekwencją zróżnicowanego oświetlenia Ziemi, a ponadto silnie wpływają na strefowość występowania roślin i gleb.

  7. Zmienność pór roku ma wpływ głównie na rolnictwo, ale także na inne dziedziny gospodarki.

Polecenie 6

Wskaż na globusie obszary położone poza kołem polarnym, ale niepokryte lądolodem. Wymień, w jakich dziedzinach gospodarki można działać na tych obszarach.

ijlS11GYEY_d5e617

Podsumowanie

  • Ruch obiegowy Ziemi ma liczne konsekwencje dla środowiska przyrodniczego i człowieka.

  • Na Ziemi funkcjonuje równocześnie kilka różnych kalendarzy.

  • Obecnie najpowszechniej stosowanym kalendarzem na Ziemi jest kalendarz gregoriański.

  • Ruch obiegowy powoduje następujące zjawiska: zmiany wysokości górowania oraz miejsca wschodu i zachodu Słońca w ciągu roku, astronomiczne pory roku, dzień polarny i noc polarną, powstanie stref oświetlenia Ziemi, a co za tym idzie stref klimatycznych, roślinnych i glebowych.

  • Wzajemne ruchy naszej gwiazdy, planety i jedynego naturalnego satelity powodują zjawiska zaćmień Słońca oraz Księżyca.

Praca domowa
Polecenie 7.1

Dlaczego mówimy, że Polska leży w strefie umiarkowanej? Podaj kilka geograficznych powodów tego stwierdzenia.

Zobacz także
ijlS11GYEY_d5e707

Słowniczek

Gajusz Juliusz Cezar
RyU0ADEkxWD821
Źródło: Till Niermann(https://commons.wikimedia.org), edycja: Krzysztof Jaworski, licencja: CC BY-SA 3.0.

Gajusz Juliusz Cezar

Rzymski polityk, wojskowy przywódca toczący wojny w wielu prowincjach Imperium, administrator i zarządca, dyktator, ale także poeta i reformator wielu dziedzin życia w Rzymie.

Ugo Boncompagni (Papież Grzegorz XIII)
Biogram Ugo Boncompagni (Papież Grzegorz XIII) nie istnieje
R1L6ASLDJNH1w1
Źródło: Andreas Praefcke(https://commons.wikimedia.org), edycja: Roman Nowacki, public domain.

Był doktorem prawa, sędzią oraz dyplomatą. Dopiero w związku z mianowaniem na biskupa przyjął święcenia kapłańskie. W 1572 roku został papieżem i przyjął imię Grzegorz XIII. Założył wiele szkół oraz Kolegium Rzymskie, nazwane później Uniwersytetem Gregoriańskim. Reformował prawo kanoniczne. Jednak największym jego osiągnięciem jest udana reforma kalendarza, który funkcjonuje do dziś na całym prawie świecie.

rok przestępny
rok przestępny

rok kalendarzowy, który ma 366 zamiast 365 dni

zaćmienie Księżyca
zaćmienie Księżyca

zjawisko astronomiczne obserwowane w momencie, gdy Ziemia znajduje się między Słońcem a Księżycem

zaćmienie Słońca
zaćmienie Słońca

zjawisko astronomiczne obserwowane w momencie, gdy Księżyc znajduje się między Słońcem a Ziemią

ijlS11GYEY_d5e956

Zadania

Ćwiczenie 1
R1aTsHc8LaeQA1
Zadanie interaktywne
Źródło: Andrzej Boczarowski, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 2
RHG16iBt2yKfx1
zadanie interaktywne
Źródło: Andrzej Boczarowski, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 3
R1cSJfVSouf6C1
zadanie interaktywne
Źródło: Andrzej Boczarowski, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 4
R18pKI810qeN01
zadanie interaktywne
Źródło: Andrzej Boczarowski, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 5
R1F8Zs8FYIx6H1
zadanie interaktywne
Źródło: Andrzej Boczarowski, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 6
RNgOpBk8b1SwV1
zadanie interaktywne
Źródło: Andrzej Boczarowski, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 7
R16FNUsikn6wN1
zadanie interaktywne
Źródło: Andrzej Boczarowski, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 8
R1ELpoUK1wU5i1
zadanie interaktywne
Źródło: Andrzej Boczarowski, licencja: CC BY 3.0.