Dodaj do ulubionych Udostępnij materiał Wydrukuj

Już w starożytności ludzie znali niektóre planety Układu Słonecznego, obserwowali ich ruch i być może zastanawiali się, czy jest na nich życie. W XX w. dotarliśmy na Księżyc. Umieszczamy w kosmosie stacje orbitalne, na których są prowadzone badania naukowe. Wysyłamy bezzałogowe sondy kosmiczne, za pomocą których zbieramy informacje na temat najbliższych Ziemi planet. Wiemy, że warunki na innych planetach Układu Słonecznego uniemożliwiają rozwój organizmów. A czy na planetach w innych układach jest życie?

iJgNfLpH3T_d5e346

1. Jaki kształt ma Ziemia?

Ziemia to kulista planeta należąca do Układu Słonecznego. Na jej powierzchni są oceany i liczne wzniesienia. Przemieszcza się po orbicie wykonując obroty wokół własnej osi (ruch obrotowy) i wokół Słońca (ruch obiegowy).
Dowody na kulistość Ziemi:

  • obserwacja widnokręgu na otwartym terenie – widnokrąg ma kształt okręgu;

  • podczas zaćmienia Księżyca cień Ziemi, jaki pada na powierzchnię Księżyca, ma kształt koła;

  • w miarę oddalania się statku od obserwatora jego wielkość pozornie zmniejsza się, aż w końcu chowa się za horyzontem;

  • Ziemia obserwowana z kosmosu ma kształt kuli.

    RSIumcmnK8eUR1
    Krótki film animowany przedstawia płynącą i oddalającą się żaglówkę. Dzień. Powierzchnia wody gładka. Żółte słońce w lewym górnym rogu ekranu. Niebo niebieskie. Białe chmurki przesuwają się z lewej strony ekranu na prawą. Żaglówka rozpoczyna rejs w lewym dolnym rogu ekranu. Biała żaglówka z trójkątnym białym żaglem oddala się od obserwatora, zmierzając w głąb ekranu. Na początku rejsu żaglówka jest widoczna w całości. Im bardziej zbliża się do horyzontu, tym staje się mniej widoczna, aż w końcu znika za linią horyzontu. Widoczna część żaglówki to maszt z żaglem, który znika pionowo w dół. Najpierw widoczny jest cały maszt z żaglem. Stopniowo kolejne części masztu i żagla znikają za linią horyzontu, najpierw dolne, potem górne, a na końcu czubek masztu.
    Dowody na kulistość Ziemi. Kiedy statek oddala się od nas, wydaje nam się, że robi się coraz mniejszy i powoli znika pod horyzontem. W rzeczywistości wraz ze wzrostem odległości statku od obserwatora krzywizna Ziemi powoduje, że statek znika stopniowo za linią horyzontu

iJgNfLpH3T_d5e397

2. Dlaczego jabłko spada w dół?

Grawitacja (inaczej ciążenie powszechne) to siła polegająca na tym, że obiekty posiadające masę oddziałują na siebie wzajemnie się przyciągając. Siła przyciągania jest tym mniejsza im dalej obiekty są od siebie oddalone i im są mniejsze.
Kierunek przyciągania grawitacyjnego jest zawsze skierowany do środka masy obiektu. Grawitacja sprawia, że obiekt rzucony do góry spada.

Grawitacja na różnych planetach jest inna i zależy od ich masy. Planety o małej masie mają mniejszą grawitację od planet o dużej masie. Dzięki grawitacji Słońca planety należące do Układu Słonecznego krążą po swoich orbitach. Z kolei grawitacja planet utrzymuje krążące wokół nich ich księżyce.

Masa ciała (ilość substancji, z której jest wykonane ciało) jest zawsze stała, niezależnie od grawitacji. Obiekt, na który oddziałuje różna siła grawitacji ma zawsze taką masę, ale może mieć różny ciężar. Na przykład obiekty o takiej samej masie na Ziemi są sześciokrotnie cięższe niż na Księżycu, ponieważ grawitacja na Księżycu jest sześciokrotnie mniejsza w porównaniu z ziemską.

RUUCXF5Eoqr8M1
Animacja przedstawiająca zależność ciężaru od grawitacji. Na wszystkich rysunkach widoczny człowiek podnoszący ciężary najpierw na Ziemi, potem na Księżycu, potem na Jowiszu.
iJgNfLpH3T_d5e444

3. Wędrówki Słońca

Zmiana położenia Słońca na niebie w ciągu dnia:

  • wschód Słońca to moment, w którym tarcza słoneczna staje się widoczna ponad linią widnokręgu;

  • górowanie Słońca (południe słoneczne) to moment, w którym Słońce jest najwyżej na niebie;

  • zachód Słońca to moment, w którym Słońce znika za widnokręgiem.

Dokładny czas i miejsce wschodu i zachodu Słońca oraz moment górowania Słońca zmienia się każdego dnia w ciągu roku. Jest to spowodowane ruchem obiegowym Ziemi wokół Słońca oraz nachyleniem osi Ziemi.

W Polsce Słońce jest najwyżej na niebie podczas przesilenia letniego, czyli pierwszego dnia lata (22.06), a najniżej podczas przesilenia zimowego, czyli pierwszego dnia zimy (22.12).

Zjawisko zmiany długości cienia w zależności od położenia Słońca na niebie w ciągu dnia wykorzystywano przy konstruowaniu zegarów. Cień nieruchomej wskazówki pokazuje na tarczy zegara godzinę. Zegar słoneczny ma zastosowanie wyłącznie w słoneczny dzień i wskazuje czas słoneczny.

R1KEtaoiAQAFB1
Sfera niebieska. Zaznaczone są kierunki geograficzne, zenit i linie wskazujące przebieg pozornej wędrówki Słońca po sklepieniu niebieskim
iJgNfLpH3T_d5e499

4. Układ Słoneczny

Teoria heliocentryczna opisująca położenie Słońca, Ziemi i innych planet w Układzie Słonecznym: W centrum Układu Słonecznego jest nieruchome Słońce, a wokół niego krążą po orbitach planety oraz inne ciała niebieskie. Teorię tę w XVI w. opisał i uzasadnił jej słuszność Mikołaj Kopernik.

Układ Słoneczny tworzą Słońce i ciała niebieskie (planety, księżyce, planetoidy, komety, meteory), które wokół niego krążą wskutek przyciągania grawitacyjnego.

Słońce to gwiazda położona w centrum Układu Słonecznego. Planeta to ciało niebieskie, które krąży po orbicie wokół Słońca. Dookoła niektórych planet krążą naturalne satelity. Satelitą Ziemi jest Księżyc. Planety i ich satelity nie świecą światłem własnym, lecz odbitym od gwiazd.

R6M91vrrJsaAn1
Animacja przedstawienia krótką charakterystykę planet Układu Słonecznego.Pierwszy kadr ukazuje cały Układ Słoneczny. Po lewej stronie znajduje się żółtoczerwone duże Słońce, na prawo od niego pokazano kolejne planety z zachowaniem proporcji wielkości, są to kolejno: Merkury, Wenus, Ziemia, Mars, Jowisz, Saturn, Uran, Neptun. W kolejnych kadrach pokazywane są po kolei planety. U dołu kadru każdej planety znajduje się jej opis: średnica, czas obiegu wokół Słońca oraz odległość od Słońca.
iJgNfLpH3T_d5e542

5. Jak urządzony jest Wszechświat?

Gwiazdy to najlepiej widoczne na niebie ciała niebieskie, ponieważ są bardzo duże i świecą światłem własnym. Planety to ciała niebieskie, które krążą wokół gwiazd. Planety nie świecą lecz są oświetlone przez gwiazdy. Słońce i krążące wokół niego planety i inne ciała niebieskie tworzą Układ Słoneczny, który jest częścią galaktyki. Galaktyka to skupisko gwiazd, planet i innych ciał niebieskich utrzymujących się dzięki sile grawitacji. Jedną z galaktyk jest Droga Mleczna, której częścią jest Układ Słoneczny.
Gwiazdozbiór (konstelacja) to grupa gwiazd zajmujących określony obszar na niebie. Dla obserwatora patrzącego z Ziemi układają się w różne kształty, na podstawie których nadano im nazwy. Przykładem gwiazdozbiorów są Baran, Byk, Bliźnięta, Orion.

RV6PJGvdxttYk1
Na ilustracji widzimy, jak olbrzymie jest Słońce w porównaniu z planetami, które je okrążają. Jednak niektóre gwiazdy są znacznie większe od Słońca
iJgNfLpH3T_d5e591

6. Jak biegnie światło?

Światło rozchodzi się prostoliniowo i porusza się w próżni zawsze z taką samą prędkością.
Gdy światło pada na powierzchnię gładką, ulega odbiciu. Równoległa wiązka promieni świetlnych po odbiciu od powierzchni gładkiej jest nadal równoległa. Przykładem powierzchni, na których światło ulega odbiciu, są: lustro, tafla wody, gładka powierzchnia metalu.
Gdy światło pada na powierzchnię chropowatą, ulega rozproszeniu. Równoległa wiązka promieni świetlnych po odbiciu się od powierzchni chropowatej nie tworzy wiązki równoległej, lecz biegnie w różnych kierunkach. Na większości przedmiotów światło ulega rozproszeniu.
Gdy światło pada na ciało nieprzezroczyste, za ciałem powstaje jego cień. Jest to obszar, do którego nie dociera bezpośrednio światło. Zjawisko występowania cienia wykorzystano przy konstrukcji zegarów słonecznych.

RlWtzj7C9Xw131
Jeśli obiekt jest oświetlony jednym źródłem światła, powstaje pojedynczy, wyraźny cień
RsDIOxd5JNkBR1
Obiekt oświetlony przez dwa źródła światła rzuca dwa półcienie. Cień powstaje tylko w miejscu, gdzie półcienie się nakładają
iJgNfLpH3T_d5e641

7. Spektakl na niebie

Tęcza – zjawisko to występuje, gdy światło słoneczne pada na krople wody unoszące się w powietrzu podczas padającego deszczu. Obserwator widzi kolory: czerwony, pomarańczowy, żółty, zielony, niebieski, fioletowy.
Halo – biały lub wielobarwny pierścień wokół Słońca lub Księżyca. Powstaje, gdy światło pada na kryształki lodu znajdujące się wysoko chmurach pierzastych.

R1ODssK6M4S811
Prezentowany jest widok na człowieka stojącego na łące, patrzącego w niebo, które stopniowo zasnuwa się chmurami. Człowiek obraca się, widzi, że za nim niebo jest czyste i świeci Słońce. Człowiek znów obraca się plecami do Słońca, patrzy na chmury. Zaczyna z nich padać deszcz. Stopniowo pojawia się tęcza. Pojawia się zbliżenie na krople wody, widać, jak przez kroplę przebiega promień światła, załamuje się i rozszczepia. Ujęcie rozszczepionych promieni, które stają się elementem tęczy. Widok obserwatora, za nim Słońce, przed nim tęcza, pojawia się linia łącząca Słońce, głowę obserwatora i środek tęczy.
iJgNfLpH3T_d5e682

8. Czy Ziemia stoi w miejscu?

Ruch obrotowy Ziemi to jej obrót wokół własnej osi, który trwa 24 godziny. Jest to czas między dwoma południami słonecznymi, czyli kolejnymi górowaniami Słońca. Ruch obrotowy odbywa się z zachodu na wschód. Konsekwencją tego ruchu jest następowanie po sobie dnia i nocy.

Ruch obiegowy Ziemi to jej ruch po orbicie wokół Słońca. Odbywa się w kierunku z zachodu na wschód. Czas obiegu Ziemi wokół Słońca to czas słoneczny i trwa około 365 dni 5 godzin i 49 minut. Ze względu na czas trwania ruchu obiegowego Ziemi rok ma 365 dni, a co 4 lata do lutego dodaje się jeden dzień.

Konsekwencje ruchu obiegowego Ziemi i nachylenia osi obrotu:

  • występowanie pór roku,

  • zmiana długości dnia i nocy,

  • zmiana położenia Słońca podczas wschodu i zachodu ,

  • zmiana położenia Słońca na niebie w czasie południa słonecznego,

  • różny stopień oświetlenia Ziemi,

  • roczny rytm życia organizmów (np. zapadanie w sen zimowy, kwitnienie i owocowanie roślin).

RTRPK1zN0VLNO1
Animacja prezentuje kulę Ziemską obracającą się z zachodu na wschód.
iJgNfLpH3T_d5e741

9. Cztery pory roku

Występowanie pór roku jest konsekwencją ruchu obiegowego Ziemi wokół Słońca i nachylenia osi Ziemi do płaszczyzny orbity, po której planeta się przemieszcza.
Astronomiczne pory roku na półkuli północnej:
wiosna

  • 21.III – równonoc wiosenna to pierwszy dzień wiosny; w tym dniu dzień i noc trwają po 12 godzin na całej kuli ziemskiej; od tego dnia przez pół roku Słońce oświetla mocniej półkulę północną; w tym czasie na półkuli południowej rozpoczyna się jesień;

  • dzień stopniowo wydłuża się i jest dłuższy od nocy;

  • podnosi się temperatura powietrza;

  • rośliny wzrastają i zakwitają;

  • zwierzęta zmiennocieplne budzą się, przylatują ptaki wędrowne, zwierzęta się rozmnażają,

lato

  • 22.VI – przesilenie letnie to pierwszy dzień lata i najdłuższy dzień w roku; w tym dniu oś Ziemi jest najbardziej nachylona w kierunku Słońca; w tym czasie na półkuli południowej jest przesilenie zimowe i rozpoczyna się zima;

  • dzień stopniowo skraca się, ale nadal jest dłuższy od nocy;

  • temperatura powietrza jest wysoka;

  • rośliny wytwarzają owoce i nasiona;

  • zwierzęta są aktywne;

jesień

  • 23.IX – równonoc jesienna to pierwszy dzień jesieni; w tym dniu dzień i noc trwają po 12 godzin na całej kuli ziemskiej; od tego dnia przez pół roku Słońce oświetla mocniej półkulę południową; w tym czasie na półkuli południowej rozpoczyna się wiosna;

  • dzień staje się krótszy od nocy;

  • temperatura powietrza obniża się;

  • dojrzewają owoce, usychają rośliny zielne, z drzew i krzewów opadają liście;

  • zwierzęta gromadzą zapasy na zimę, niektóre ptaki odlatują do ciepłych krajów, lądowe zwierzęta zmiennocieplne szukają kryjówek, w których przetrwają zimę;

zima

  • 22.XII – przesilenie zimowe to pierwszy dzień zimy; w tym dniu jest najdłuższa noc i najkrótszy dzień; w tym czasie na półkuli południowej jest przesilenie letnie i rozpoczyna się lato;

  • dzień stopniowo wydłuża się, ale jest krótszy od nocy;

  • temperatura powierza jest bardzo niska;

  • występują opady śniegu.

R1B3hnHaVYzhq1
Prezentowana jest Ziemia krążąca wokół Słońca. Ziemia zatrzymuje się po jednej stronie Słońca, następuje zbliżenie. Ziemia obraca się wokół osi. Widać, że jest zwrócona południowym biegunem w stronę Słońca. Ziemia pokonuje ćwierć obiegu wokół Słońca, zatrzymuje się. Następuje zbliżenie na kulę ziemską. Ziemia obraza się wokół osi i widać, że półkula północna i południowa są równo oświetlone. Następnie Ziemia pokonuje kolejne ćwierć obiegu wokół Słońca, zatrzymuje się. Następuje zbliżenie na kulę ziemską. Ziemia obraza się wokół osi i widać, że jest nachylona biegunem północnym w stronę Słońca. Ziemia pokonuje kolejne ćwierć obiegu wokół Słońca, zatrzymuje się. Następuje zbliżenie na kulę ziemską. Ziemia obraza się wokół osi i widać, że jest nachylona biegunem północnym w stronę Słońca.
iJgNfLpH3T_d5e842

10. Co oznaczają linie na globusie?

Globus to model Ziemi. Oś Ziemi to umowna prosta łącząca biegun północny z biegunem południowym.
Południki to umowne linie na globusie łączące biegun północny z biegunem południowym. Południki wyznaczają kierunek północ‑południe.

  • Południk 0° i 180° dzielą kulę ziemską na półkulę wschodnią i zachodnią.

  • Wszystkie południki mają jednakową długość.

  • Południk 0° przechodzi przez obserwatorium astronomiczne w dzielnicy Greenwich w Londynie.

  • Po przeciwległej stronie od południka 0° jest południk 180°.

Równoleżniki to umowne linie na globusie prostopadłe do południków.

  • Najdłuższy równoleżnik to równik, który dzieli kulę ziemską na półkulę północną i południową.

  • Równoleżniki wyznaczają kierunek wschód‑zachód.

  • Równoleżniki mają różną długość; najdłuższy jest równik, im bliżej biegunów, tym równoleżniki są krótsze.

iJgNfLpH3T_d5e905

11. Która godzina?

Czas słoneczny określa się na podstawie górowania Słońca na określonym południku. Górowanie Słońca występuje w tym samym czasie we wszystkich miejscach na jednym południku. Ustalono, że w czasie górowania Słońca jest godzina 12:00. Każdy południk ma inny czas.

Czas uniwersalny to czas słoneczny południka 0° (południk ten przechodzi przez obserwatorium astronomiczne w dzielnicy Greenwich w Londynie). Oznacza to, że w południe słoneczne na południku 0° jest dokładnie godzina 12:00. Czas uniwersalny jest podstawą do określania czasu na Ziemi.

Czas urzędowy to czas używany na terenie całego kraju lub regionu. Wyznacza się go w zależności od tego, w jakiej strefie czasowej znajduje się dany kraj. Strefa czasowa to obszar, na którym obowiązuje ta sama godzina. Na Ziemi wyróżnia się 24 strefy czasowe, w których czas różni się o godzinę.

R1LaAJdLQek611
Geograficznie wyznaczone strefy czasowe na Ziemi
iJgNfLpH3T_1449739085673_0

Test

RQmlCrv0fSIRG1
[testowy tekst alternatywny]
Źródło: Brygida Baranowska, licencja: CC BY 3.0.
iJgNfLpH3T_d5e948

Zadania

Ćwiczenie 1
RaRI6l7Xz93bf1
[testowy tekst alternatywny]
Źródło: Brygida Baranowska, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 2
R1H30trPqeJuz1
[testowy tekst alternatywny]
Źródło: Brygida Baranowska, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 3
R80uLIJxdD1hM1
[testowy tekst alternatywny]
Źródło: Brygida Baranowska, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 4
R1IaYHWMYyK3q1
[testowy tekst alternatywny]
Źródło: Brygida Baranowska, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 5
R1Fg4TNc9kxda1
[testowy tekst alternatywny]
Źródło: Brygida Baranowska, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 6
R1Un2tVjfLazK1
[testowy tekst alternatywny]
Źródło: Brygida Baranowska, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 7
R1CM5FlYQMb8U1
[testowy tekst alternatywny]
Źródło: Brygida Baranowska, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 8
R1EK6FkJHLIKa1
[testowy tekst alternatywny]
Źródło: Brygida Baranowska, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 9
RCSZu1yvF36fF1
[testowy tekst alternatywny]
Źródło: Brygida Baranowska, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 10
RYpYiBgBmuVKy1
[testowy tekst alternatywny]
Źródło: Brygida Baranowska, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 11
RtEYBoPRKNdE51
[testowy tekst alternatywny]
Źródło: Brygida Baranowska, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 12
Rh3H634r6WYOe1
[testowy tekst alternatywny]
Źródło: Brygida Baranowska, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 13
R58UGLH9y1i641
[testowy tekst alternatywny]
Źródło: Brygida Baranowska, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 14
R1AC7e4pcwa4z1
[testowy tekst alternatywny]
Źródło: Brygida Baranowska, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 15
RbzOWEDyqjTVA1
[testowy tekst alternatywny]
Źródło: Brygida Baranowska, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 16
R12uUuwZxMmjt1
[testowy tekst alternatywny]
Źródło: Brygida Baranowska, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 17
RM7ZHBMs44mfz1
[testowy tekst alternatywny]
Źródło: Brygida Baranowska, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 18
RUJQR9CHtj7nm1
[testowy tekst alternatywny]
Źródło: Brygida Baranowska, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 19
R1CP9tH0KyvMa1
[testowy tekst alternatywny]
Źródło: Brygida Baranowska, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 20
ROEQW5IZO2Qoy1
[testowy tekst alternatywny]
Źródło: Brygida Baranowska, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 21
R1dHZD9B9MHWX1
[testowy tekst alternatywny]
Źródło: Brygida Baranowska, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 22
R14HF5rJIHdle1
[testowy tekst alternatywny]
Źródło: Brygida Baranowska, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 23
RFAhVHwazZR3S1
[testowy tekst alternatywny]
Źródło: Brygida Baranowska, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 24
R17cOtOzY1Afg1
[testowy tekst alternatywny]
Źródło: Brygida Baranowska, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 25
R1aQixm1cK8fE1
[testowy tekst alternatywny]
Źródło: Brygida Baranowska, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 26
R1QEmJDtRt55f1
[testowy tekst alternatywny]
Źródło: Brygida Baranowska, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 27
R1HCsLHLHZnsl1
[testowy tekst alternatywny]
Źródło: Brygida Baranowska, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 28
R1U5HsQoIIcje1
[testowy tekst alternatywny]
Źródło: Brygida Baranowska, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 29
R1UEnOdAUpbJm1
[testowy tekst alternatywny]
Źródło: Brygida Baranowska, licencja: CC BY 3.0.
RQmlCrv0fSIRG1
[testowy tekst alternatywny]
Źródło: Brygida Baranowska, licencja: CC BY 3.0.