Wróć do informacji o e-podręczniku Udostępnij materiał Wydrukuj

Na pewno zdarzyło ci się jeździć na karuzeli. Kiedy zaczniemy się kręcić, zauważamy, że wszystko dookoła – ludzie, drzewa, budynki – na zmianę pojawiają się i znikają z naszego pola widzenia, chociaż na pewno ciągle są w tym samym miejscu i się nie poruszają. A czy wiesz, że Ziemia, na której żyjesz jest podobną karuzelą, która również się obraca?

Już wiesz
  • jaki kształt ma Ziemia;

  • że Słońce ma decydujący wpływ na pogodę;

  • że Słońce regularnie wschodzi i zachodzi.

Nauczysz się
  • odszukiwać na sferze niebieskiej miejsc górowania Słońca i zenitu;

  • omawiać zależność między ruchem Ziemi i pozornym ruchem Słońca na niebie;

  • konstruować gnomon;

  • tłumaczyć zasadę działania zegara słonecznego.

ioxd648ZjT_d5e179

1. Co to jest sklepienie niebieskie?

Kiedy spojrzymy w niebo, wydaje się, jakby Słońce, Księżyc i gwiazdy znajdowały się na powierzchni kopuły o kształcie półkuli. Taką pozorną, nieistniejącą półkulę, na środku której znajduje się obserwator, nazywamy sferą niebieskąsfera niebieskasferą niebieską lub sklepieniem niebieskim. Dziś oczywiście wiemy, że żadnego sklepienia nie ma, ale jest to wygodne pojęcie, ułatwiające na przykład opis pozornego ruchu Słońca na niebie lub położenia gwiazd.
Wiemy już, że linia pozornego przecięcia powierzchni Ziemi i sklepienia niebieskiego to widnokrąg lub horyzont. Natomiast punkt przecięcia pionowej linii od obserwatora do sklepienia niebieskiego to zenitzenitzenit. Innymi słowy – jest to punkt na sferze niebieskiej, dokładnie nad naszą głową.

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

Setki lat temu ludzie wyobrażali sobie, że jeśli pójdą dostatecznie daleko, to dotrą do sklepienia niebieskiego i będą mogli sprawdzić, co znajduje się po drugiej stronie.

RVHFTpxsUgIcd1
Na tym drzeworycie z 1888 roku przedstawiono dawne wyobrażenie świata – płaskiej powierzchni przykrytej od góry sklepieniem, na którym znajdują się Słońce i gwiazdy
Polecenie 1

Czy można powiedzieć, że w Polsce, w którymś momencie Słońce znajduje się w zenicie? Uzasadnij swoją odpowiedź.

R1NleXQB4oQRs
(Uzupełnij).
ioxd648ZjT_d5e231

2. Wędrówka Słońca na niebie

Pozorny ruch Słońca po sklepieniu niebieskim obserwowany w Polsce wygląda następująco:

  • codziennie wschodzi, wynurzając się zza linii widnokręgu;

  • do południa przesuwa się po sklepieniu niebieskim, jednocześnie się wznosząc;

  • w południe osiąga najwyższe położenie nad horyzontem, moment ten to górowanie Słońcagórowanie Słońcagórowanie Słońca;

  • przez pozostałe pół dnia Słońce nadal przesuwa się po sklepieniu niebieskim, jednocześnie się obniżając;

  • ostatecznie Słońce zachodzi za linię widnokręgu.

Podczas tej wędrówki, zmienia się wysokość Słońca nad horyzontem. Możemy się o tym przekonać za pomocą prostego przyrządu – gnomonu.

Cień
Obserwacja 1

Wykazanie związku między pozornym ruchem Słońca, a długością i ruchem cienia.

Co będzie potrzebne
  • przedmiot rzucający wyraźny, wąski i długi cień, np. prosty kij,

  • obserwacja możliwa do wykonania tylko przy słonecznej pogodzie.

Instrukcja
  1. Wbij dany przedmiot pionowo w ziemię. W ten sposób powstał gnomon. Upewnij się, że tkwi sztywno i się nie przechyli.

  2. W czasie kolejnych przerw zaznaczaj precyzyjnie miejsca, gdzie znajduje się koniec cienia wybranego przedmiotu.

  3. Ustal, czy zmianie uległ kierunek padania cienia oraz jego długość.

Podsumowanie

W czasie między pierwszą a drugą obserwacją cień zmienił kierunek, w jakim pada. Zmieniła się też długość cienia. Zmiana kierunku padania cienia nastąpiła na skutek ruchu Słońca po sklepieniu niebieskim, zaś zmiana jego długości – na skutek zmiany wysokości Słońca nad linią widnokręgu.

RCH8PBOJ6x4uB1
Prezentowana jest powierzchnia trawnika. Widać rękę, która wbija tam pionowo kij. Ujęcie kija z góry. Widać, jak zmienia się długość cienia. W lewym górnym rogu widać zegar i przesuwające się wskazówki. W południe cień jest najkrótszy.
Uwaga!

Nigdy nie wolno patrzeć gołymi, niezabezpieczonymi oczyma na Słońce. Dłuższe niż ułamek sekundy zatrzymanie wzroku na Słońcu może spowodować poważne uszkodzenie oczu, a nawet całkowitą ślepotę.

ioxd648ZjT_d5e343

3. Zegar słoneczny

Cień rzucany przez przedmioty wskazuje dokładnie czas słonecznyczas słonecznyczas słoneczny. Umożliwiło to budowę zegara słonecznegozegar słonecznyzegara słonecznego. Skoro w momencie górowania Słońca jest południe, to wystarczy zaznaczyć kierunek rzucanego wówczas cienia (a jest to najkrótszy cień w ciągu całego dnia i kierunek północny), po czym podpisać go jako godzinę 12.00. Następnie co godzinę, aż do wieczora, wystarczy zaznaczać i podpisywać kolejne godziny. Następnego dnia warto obliczyć czas o 6–7 godzin wcześniejszych niż czas południa słonecznego, po czym w odpowiednich momentach zaznaczać, gdzie pada cień, podpisując godzinę. Zegary słoneczne wykonywano już tysiące lat temu. Nie są zbyt dokładne, ale umożliwiają w przybliżeniu określenie godziny.

RiifdoKntFXnH1
Zegary słoneczne pełnią obecnie wyłącznie funkcje ciekawostek i dekoracji. Niektóre zwracają na siebie uwagę starannością wykonania
Ciekawostka

Niektóre bardziej skomplikowane zegary słoneczne mogą pokazywać dokładnie czas w różnych porach roku i rzucać cień nie tylko na płaskie podłoże, ale także na ściany budynków.

R145qVMPnRgM01
Zegar słoneczny na ścianie. Tak umieszczony zegar może wskazywać czas jedynie przez część dnia
ioxd648ZjT_d5e388

Podsumowanie

  • Przebywając na Ziemi, obserwujemy pozorny ruch Słońca po sklepieniu niebieskim.

  • Czas trwania doby wyznaczony jest przez pozorny ruch Słońca na niebie.

  • Podczas roku zmieniają się miejsca wschodu, górowania i zachodu Słońca.

Praca domowa
Polecenie 2.1

Zastanów się i odpowiedz, jak można wyznaczać strony świata na podstawie obserwacji Słońca, kiedy się mieszka na południowej półkuli.

Zobacz także

Zajrzyj do zagadnień pokrewnych:
Jaki kształt ma Ziemia?iOD3StOhJfJaki kształt ma Ziemia?

ioxd648ZjT_d5e456

Słowniczek

czas słoneczny
czas słoneczny

czas wynikający z pozycji Słońca na niebie

górowanie Słońca
górowanie Słońca

moment, w którym Słońce znajduje się danego dnia najwyżej nad linią widnokręgu

sfera niebieska
sfera niebieska

inaczej sklepienie niebieskie, nieistniejąca w rzeczywistości, ale postrzegana przez nas półkula, na której powierzchni pozornie znajdują się Słońce, Księżyc i gwiazdy

zegar słoneczny
zegar słoneczny

zegar odmierzający czas poprzez wskazania cienia rzucanego przez wskazówkę oświetlaną promieniami Słońca podczas jego ruchu po sklepieniu niebieskim

zenit
zenit

punkt leżący dokładnie nad obserwatorem

ioxd648ZjT_d5e564

Zadania

Ćwiczenie 1
R1DECgZ8r4ym81
zadanie interaktywne
Źródło: Andrzej Boczarowski, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 2
RlIPqKPK88t5Y1
zadanie interaktywne
Źródło: Andrzej Boczarowski, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 3
R12fFEQPujThL1
zadanie interaktywne
Źródło: Andrzej Boczarowski, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 4
RlHjK73F57lT71
zadanie interaktywne
Źródło: Andrzej Boczarowski, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 5
R1LQOOuacxM9k1
zadanie interaktywne
Źródło: Andrzej Boczarowski, licencja: CC BY 3.0.