Metodika prepodavaniya astronomii| << Predydushaya |
§ 47. Obrashenie Zemli vokrug Solnca.
Ponimanie vidimogo dvizheniya Solnca i polozheniya ekliptiki ves'ma sushestvenno kak dlya uyasneniya nekotoryh voprosov predydushei temy, tak i dlya posleduyushih. Tak kak astronomiyu po bol'shei chasti prepodaet uchitel' fiziki, to on imeet vozmozhnost' eshe v IX klasse postavit' nablyudeniya dliny teni v polden' ot gnomona (ili hotya by ot perepleta okna v yuzhnoi storone zdaniya shkoly) v techenie vsego uchebnogo goda cherez 10-15 dnei. Material takih nablyudenii, ob'edinennyi na odnom liste v vide grafika (po osi absciss - daty, po ordinatam - dliny teni, a eshe luchshe - vysoty, vychislennye trigonometricheski), daet vozmozhnost' uchitelyu sdelat' vyvod o raspolozhenii ekliptiki.
Takie nablyudeniya ne vsegda mozhno postavit', i poetomu uchitel' dolzhen nachat' izlozhenie s horosho izvestnogo uchashimsya fakta, chto Solnce letom stoit vysoko, a zimoi nizko, dat' znachenie skloneniya Solnca dlya serediny kazhdogo mesyaca (ih mozhno vzyat' iz astronomicheskogo kalendarya) i po nim na doske postroit' grafiki. Eto sluzhit osnovaniem dlya vyvoda ob izmenenii skloneniya Solnca v techenie goda.
Dlya togo chtoby raz'yasnit' izmenenie pryamyh voshozhdenii Solnca, nado pokazat' ryad zvezdnyh kart, izobrazhayushih severnuyu i yuzhnuyu poloviny nebosvoda v raznoe vremya goda i, osnovyvayas' na tom, chto v polnoch' Solnce imeet takoe zhe pryamoe voshozhdenie, kak i zvezdy, nahodyashiesya v nizhnei kul'minacii, ustanovit' izmenenie pryamyh voshozhdenii Solnca.
Takim obrazom, mozhno priiti k vyvodu o vidimom dvizhenii Solnca i o toi linii na nebesnoi sfere, po kotoroi proishodit eto dvizhenie. Uchashimsya obychno byvaet trudno otsyuda pereiti k predstavleniyu ob ekliptike kak o bol'shom kruge nebesnoi sfery, ploskost' kotorogo sostavlyaet nekotoryi ugol s ploskost'yu ekvatora. Dlya oblegcheniya vospriyatiya takogo predstavleniya ob ekliptike mozhet sluzhit' ves'ma prostoi priem. Chertim ekvator i ekliptiku na liste kal'ki, i, sognuv zatem etot list v cilindr tak, chtoby soshlis' sootvetstvuyushie tochki, osveshaem iznutri ves' chertezh. Pri etom stanovitsya yasno, chto liniya vidimogo dvizheniya Solnca lezhit v odnoi ploskosti, kotoraya sostavlyaet ugol v 231/2œ s ploskost'yu ekvatora.
Dlya ukrepleniya i utochneniya etogo predstavleniya nado to zhe samoe pokazat' i na modelyah nebesnoi sfery (steklyannyi shar, provolochnaya model' i t. p.). Kogda ponyatie ob ekliptike vosprinyato, sleduet vernut'sya k ekvatorial'nym koordinatam i, zakrepiv v pamyati uchashihsya opredelenie tochki vesennego ravnodenstviya kak mesta peresecheniya ekliptiki i ekvatora, pereiti k rassmotreniyu sutochnoi dugi Solnca v raznoe vremya goda i dlya raznyh shirot. Ponyatie o ravnodenstviyah sleduet stroit' na tom, chto ekvator delitsya liniei gorizonta popolam, sledovatel'no, vsyakoe svetilo, nahodyasheesya na ekvatore, ravnoe vremya byvaet i nad gorizontom lyubogo mesta, i pod gorizontom. Vidimoe sutochnoe dvizhenie Solnca na raznyh shirotah ochen' prosto mozhno pokazat' na modelyah nebesnoi sfery ili na chernom globuse, a zatem dat' ob'yasnenie vidimomu dvizheniyu Solnca po ekliptike.
Uchashiesya s mladshih klassov znayut o dvizhenii Zemli vokrug Solnca i odnovremennom vrashenii ee vokrug osi. Izuchenie vidimogo dvizheniya Solnca daet vozmozhnost' svyazat' uchenie o dvizhenii Zemli s faktami nablyudenii i tem samym uglubit' i utochnit' imeyushiesya svedeniya. K tomu zhe znanie osnov mehaniki, prohodimyh v kurse fiziki, pozvolyaet obosnovat' sohranenie napravleniya osi vrasheniya Zemli v prostranstve. Kogda uchashiesya vosprinyali fakt postoyanstva napravleniya zemnoi osi, on stanovitsya dokazatel'stvom vrasheniya Zemli, tak kak imenno vrashayusheesya telo postoyanno sohranyaet napravlenie osi vrasheniya.
Samoe
ob'yasnenie vedetsya pri pomoshi odnogo iz
vidov telluriya; esli zhe telluriya net, to
vpolne vozmozhno zamenit' ego
geograficheskim globusom, peredvigaemym
vokrug dostatochno yarkoi lampy. S kakoi by
model'yu ni stavilos' ob'yasnenie, nado vse
vremya vesti ego tak, chtoby, ustanoviv zemnoi
globus v polozhenie ravnodenstvii i
solncestoyanii, razobrat':
1) kak proishodit smena dnya i nochi v raznyh
tochkah zemnoi poverhnosti (putem vrasheniya
globusa vokrug osi);
2) po kakomu napravleniyu i kak po otnosheniyu k
ploskosti ekvatora raspolozheno Solnce;
3) kak raspolozhena ploskost' zemnoi orbity.
Poslednee luchshe vsego pokazyvat', nakladyvaya na liniyu ekvatora Zemli vyrezannoe iz plotnogo kartona ili tonkogo metalla ploskoe kol'co i s pomosh'yu legkogo sterzhnya ili spicy ukazyvaya napravlenie na Solnce (lampu). Ploskost' kol'ca daet uchashimsya naglyadnoe izobrazhenie ploskosti nebesnogo ekvatora, i oni bez truda ustanavlivayut svyaz' mezhdu vidimym dvizheniem Solnca po ekliptike i istinnym dvizheniem Zemli vokrug Solnca. Eta demonstraciya sushestvenna eshe i v tom otnoshenii, chto ona pokazyvaet uchashimsya ploskost' ekliptiki kak ploskost' zemnoi orbity. Takim obrazom, poluchaetsya vyvod, chto tol'ko pri postoyannom naklone osi vrasheniya Zemli k ploskosti ee orbity mozhet imet' mesto sushestvuyushaya smena uslovii osvesheniya, a s nei vmeste i smena vremen goda.
S geometricheskoi storony ob'yasnit' teplovye poyasa i ih granicy na Zemle (po formule zenitnogo rasstoyaniya svetila v verhnei i nizhnei kul'minaciyah) vpolne vozmozhno. Nuzhno raz'yasnit' ponyatiya polyarnyh krugov i tropikov kak linii, otgranichivayushih odni zony ot drugih. Esli uchitel' vyvel, kak eto bylo uzhe ran'she ukazano, vysotu ekvatora i sklonenie zenitnoi zvezdy, to delo oblegchaetsya. V etom sluchae legko pokazat', chto pri sklonenii Solnca ±231/2œ ono v verhnei kul'minacii budet v gorizonte na shirotah ±661/2œ (polyarnye krugi), v shirotah bolee vysokih takoe polozhenie ego budet i pri men'shih absolyutnyh znacheniyah, a na polyuse pri znacheniyah skloneniya 0œ.
Tochno tak zhe mozhno vyvesti, chto pri skloneniyah ±231/2œ Solnce budet v zenite na shirotah ±231/2œ (tropiki), i dalee pokazat', chto pri znacheniyah sklonenii, men'shih po absolyutnoi velichine, ono nahoditsya v zenite na shirotah, men'shih, chem ±231/2œ.
Pol'zuyas' tem zhe soobrazheniem o zenitnom svetile i predelami skloneniya Solnca ±231/2œ, mozhno poyasnit' nevozmozhnost' prohozhdeniya Solnca cherez zenit mest s shirotami, bol'shimi (po absolyutnoi velichine), chem 231/2œ. Sleduet pri etom podcherknut' i naglyadno poyasnit', chto na ekvatore byvaet dva "leta" i dve "zimy" v techenie goda, tak kak dvazhdy v godu Solnce imeet sklonenie 0œ i 231/2œ (po absolyutnoi velichine), byvaya v polden' na yuge i na severe. Sleduet pri etom takzhe ukazat', chto neravnomernost' vidimogo godichnogo dvizheniya Solnca proishodit vsledstvie dvizheniya Zemli po ellipsu. Illyustraciya etogo daetsya raschetom prodolzhitel'nosti vremen goda dlya severnogo i yuzhnogo polusharii Zemli. Razlichie nagrevaniya poverhnosti Zemli ob'yasnyaetsya lish' razlichiem v uglah padeniya luchei Solnca na poverhnost' Zemli v raznoe vremya goda. Tem ne menee polezno osobo podcherknut', chto v smene vremen goda elliptichnost' zemnoi orbity nikakoi roli ne igraet i vremena goda v severnom i yuzhnom polushariyah nastupayut ne odnovremenno, a s raznicei v polgoda.
Polezno
dat' naglyadnye poyasneniya etomu. Eto mozhno
sdelat', ishodya iz: 1) raznicy v osveshennosti
(i pritom odinakovoi dlya oboih polusharii
Zemli odnovremenno) v perigelii i afelii; 2)
chertezha orbity Zemli. Ishodya ot
ekscentrisiteta zemnoi orbity, ravnogo 0,017,
uchitel' mozhet podschitat' etu raznicu,
okrugliv ekscentrisitet do 0,02 po formule S =
a * e, gde a = 1, i zatem zapisat':
Malaya velichina etogo otnosheniya govorit
sama za sebya. Polezno dlya shiroty togo goroda,
gde nahoditsya shkola, vychislit' i pokazat'
uchashimsya otnoshenie osveshennosti v polden'
letnego i zimnego solncestoyanii. Dlya Moskvy,
naprimer, poluchaetsya:
Chto kasaetsya chertezha orbity Zemli, to ego
dostatochno sdelat' v vide okruzhnosti so
sdvigom ee centra otnositel'no tochki,
izobrazhayushei Solnce, vsego na 0,02 radiusa.
Sledovatel'no, esli vzyat' dlya radiusa 50 sm,
to sdvig budet v 1 sm, i chertezh stanet ves'ma
naglyaden.
Posle togo kak vyvedeny usloviya vidimosti dlya centra Solnca, nuzhno ukazat' na vliyanie refrakcii, opredelyayushee real'nyi voshod i zahod (verhnii krai Solnca), yavlenie sumerek, udlinyayushee svetluyu chast' goda v Arktike. Eti dannye osobenno vazhny dlya ponimaniya uslovii raboty sovetskih arkticheskih ekspedicii v vysokih shirotah.
Iz kursa geografii uchashiesya poluchayut tol'ko svedeniya, chto "na polyuse polugodovaya noch'". V deistvitel'nosti, temnoe vremya goda v Arktike i Antarktike koroche vsledstvie yavleniya refrakcii i sumerek. Sleduet raz'yasnit' eto, kratko rasskazav, chto nalichie atmosfery sozdaet vidimoe podnyatie Solnca nad gorizontom i yavlenie sumerek, udlinyayushee svetluyu chast' goda. Deistvitel'nye usloviya legko rasschitat', uchityvaya, chto voshod i zahod Solnca, nachalo i konec sumerek obuslovleny dvizheniem ego po ekliptike. Otsyuda poluchaetsya dlya severnogo polyusa, chto, iskusstvennym osvesheniem prihoditsya pol'zovat'sya primerno s13 oktyabrya do 28 fevralya, hotya ravnodenstviya byvayut 23 sentyabrya i 21 marta,
S
prohozhdeniem etoi chasti kursa nado
soedinit' priblizhennoe reshenie dvuh zadach:
1) nahozhdenie po karte ekvatorial'noi zony
neba mestopolozheniya- Solnca na nebesnoi
sfere, 2) raschet vida yuzhnoi chasti neba v
zadannoe vremya. 1. Na zvezdnoi karte
ekvatorial'noi zony nanesena ekliptika:
dostatochno znat' pryamoe voshozhdenie Solnca,
chtoby naiti mesto ego na nebe (peresechenie
ekliptiki s pryamoi, provedennoi vverh ot
sootvetstvuyushego a Solnca).
Dlya rascheta a Solnca nado,
chtoby uchashiesya pomnili chetyre znacheniya a
dlya osnovnyh dat: 0 ch. - 21. III, 6 ch. - 22. VI, 12 ch. - 23. IX,
18 ch. - 22. XII i izmenenie za 1 sutki - 4 m., za 1
mesyac - 2 ch. Dlya lyuboi daty raschet a
Solnca delaetsya putem prilozheniya ili
vychitaniya izmeneniya a.
Naprimer, dlya 6. VIII raschet takov:
ot 22. VI do 22. VII uvelichenie a
Solnca 2 ch. 0 m.,
ot 22. VII do 6. VIII uvelichenie a 4 m.
H 14 56 m.
Obshee uvelichenie a Solnca 2 ch.
56 m.
Tak kak 22. VI a = 6 ch. to na 6. VIII = 8
ch. 56 m.
Po zvezdnoi karte, otmetiv na ekliptike sootvetstvuyushuyu tochku, nahodim, chto Solnce - v sozvezdii Raka. Kogda uchashimsya pokazan i poyasnen etot sposob, to, ishodya iz nego, mozhno ob'yasnit' i metod rascheta vida yuzhnoi storony zvezdnogo neba. 2. Znaya a Solnca mozhno ob'yasnit' uchashimsya, chto v polnoch' v verhnei kul'minacii nahodyatsya zvezdy, u kotoryh pryamoe voshozhdenie na 12 ch. bol'she solnechnogo i pokazat' po zvezdnoi karte sozvezdiya kak vostochnye, tak i zapadnye. Na zvezdnoi karte pokazyvaetsya, chto za neskol'ko chasov do ili posle polunochi a zvezd v verhnei kul'minacii sootvetstvenno men'she ili bol'she. Posle takih ob'yasnenii uzhe mozhno obuchit' soznatel'nomu primeneniyu podvizhnoi zvezdnoi karty putem ukazaniya, chto daty po okruzhnosti ee sootvetstvuyut pryamym voshozhdeniyam Solnca. Chtoby uchashiesya pravil'no smontirovali podvizhnuyu kartu iz uchebnika, uchitel' dolzhen pokazat' uzhe smontirovannuyu. V dal'neishem nado vremya ot vremeni na uroke davat' uchashimsya zadachi na raschet vida zvezdnogo neba na tekushii mesyac.
| << Predydushaya |
|
Publikacii s klyuchevymi slovami:
metodika prepodavaniya - prepodavanie astronomii - uchebnye posobiya - demonstracii - zvezdnoe nebo - shkol'nyi atlas - zvezdnaya karta - zvezdnye karty - model' - chislennoe modelirovanie - nablyudeniya - solnechnye chasy - planetarii - planirovanie zanyatii - naglyadnye posobiya
Publikacii so slovami: metodika prepodavaniya - prepodavanie astronomii - uchebnye posobiya - demonstracii - zvezdnoe nebo - shkol'nyi atlas - zvezdnaya karta - zvezdnye karty - model' - chislennoe modelirovanie - nablyudeniya - solnechnye chasy - planetarii - planirovanie zanyatii - naglyadnye posobiya | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> | |
