Podsumowanie działu I „Ziemia we wszechświecie”

1. 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 astronomicznego lata (22.06), a najniżej podczas przesilenia zimowego, czyli pierwszego dnia astronomicznej 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.

RIwdAK3bFp5c9

Ilustracja prezentuje sklepienie niebieskie. Jest to kopuła znajdująca się nad horyzontem, który obrysowano zieloną owalną linią. Powierzchnia Ziemi jest na schemacie płaska i okrągła, w jej centrum widać drzewo. Na sklepieniu niebieskim zaznaczono południk niebieski, jako jasno‑niebieską linię biegnącą od punktu N do punktu S znajdujących się na zielonej linii horyzontu. W środku południka niebieskiego zaznaczono i podpisano najwyższy punkt na sklepieniu niebieskim, czyli zenit. Przerywaną linią żółtą zakończoną strzałką oznaczono pozorna drogę Słońca, która biegnie od punktu E do punktu W zaznaczonych na zielonej linii horyzontu. Punkt N oraz S połączono prostą czerwona linią podpisaną – południk miejscowy. Wszystkie linie przechodzą nad drzewem znajdującym się na środku pod sklepieniem niebieskim.

2. 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, materia pyłowo‑gazowa), które wokół niego krążą wskutek przyciągania grawitacyjnego.

Słońce to gwiazda (olbrzymia, wirująca kula gazowa) 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.

3. 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.

Grawitacja (inaczej ciążenie powszechne) to siła polegająca na tym, że obiekty posiadające masę oddziałują na siebie wzajemnie się przyciągając. 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.

4. 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. Kąt padania i kąt odbicia promienia zawarty pomiędzy promieniem a prostą prostopadłą do powierzchni, na którą pada promień są takie same. Przykładem powierzchni, na których światło ulega odbiciu, są: lustro, tafla wody, gładka powierzchnia metalu.

R1K1YqqZ96gIp

Grafika przedstawia odbicie wiązek światła padających na płaską powierzchnię. Każda wiązka światła odbija się od powierzchni pod tym samym kątem i w tym samym kierunku.

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, a kąt padania i odbicia są różne. Na większości przedmiotów światło ulega rozproszeniu.

Rivm9RVHk3TDI

Ilustracja prezentuje mechanizm rozproszenia światła. Wiązka żółtych promieni lasera pada na chropowatą powierzchnię. Od każdego punktu odbija się promień świetlny adekwatnie do kierunku nachyleniem powierzchni. W efekcie dochodzi do rozproszenia światła.

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.

RUrypwpBmAeYD

Na fotografii widoczny jest kwadratowy przedmiot oświetlony przez pojedynczą świeczkę z jednej strony. Po drugiej stronie przedmiot nie jest oświetlony i rzuca cień na znajdującą się za nim ścianę.

RLPsBBFStzCvJ

Na fotografii widać ten sam kwadratowy przedmiot co na poprzedniej grafice, oświetlony przez dwie świeczki umieszczone w linii skośnej do przedmiotu. Za kwadratowym przedmiotem powstaje cień, bo nie dociera tam światło żadnej ze świeczek, a po jego bokach półcień, ponieważ dociera tam światło tylko z jednej z dwóch świeczek.

5. 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, żółty, zielony, niebieski, fioletowy.

Halo – złudzenie optyczne mające postać białego lub wielobarwnego pierścienia wokół Słońca lub Księżyca. Powstaje, gdy światło załamuje się na krawędzi, a następnie odbija we wnętrzu kryształów lodu znajdujących się wysoko chmurach pierzastych.

RNjj7shNmKBXc

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. Na koniec widok przemieszcza się na obserwatora, za nim Słońce, przed nim tęcza, pojawia się linia łącząca Słońce, głowę obserwatora i środek tęczy.

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. Na koniec widok przemieszcza się na obserwatora, za nim Słońce, przed nim tęcza, pojawia się linia łącząca Słońce, głowę obserwatora i środek tęczy.

Film dostępny pod adresem /preview/resource/RNjj7shNmKBXc

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. Na koniec widok przemieszcza się na obserwatora, za nim Słońce, przed nim tęcza, pojawia się linia łącząca Słońce, głowę obserwatora i środek tęczy.

6. 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, pozorna wędrówka Słońca i innych gwiazd po niebie, występowanie siły Coriolisa oraz spłaszczenie kuli ziemskiej przy biegunach.

R17ta4TPh8dlC

Animacja prezentuje kulę ziemską obracającą się z zachodu na wschód.

Animacja prezentuje kulę ziemską obracającą się z zachodu na wschód.

Film dostępny pod adresem /preview/resource/R17ta4TPh8dlC

Animacja prezentuje kulę ziemską obracającą się z zachodu na wschód.

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,

• pozorna wędrówka Słońca i innych gwiazd po niebie,

• różny stopień oświetlenia Ziemi,

• występowanie stref klimatycznych,

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

7. 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.

Rvjy4y900tT24

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 obraca 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 obraca się wokół osi i widać, że półkula północna i południowa są równo oświetlone.

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 obraca 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 obraca się wokół osi i widać, że półkula północna i południowa są równo oświetlone.

Film dostępny pod adresem /preview/resource/Rvjy4y900tT24

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 obraca 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 obraca się wokół osi i widać, że półkula północna i południowa są równo oświetlone.

8. 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.

RAgKmiccVgVEJ

Grafika przedstawia przebieg południków na kuli ziemskiej. Są to linie łączące biegun północny z południowym. Ich zakres zawiera się od zera stopni do stu osiemdziesięciu stopni. Przez Londyn przebiega południk zerowy.

R2J1Bm54QTkSH

Grafika przedstawia rozmieszczenie równoleżników na kuli ziemskiej. Równoleżnik zerowy nazywa się równikiem. Dzieli on kulę ziemską na północną i południową. Biegun północny i biegun południowy leżą na dziewięćdziesięciu stopniach.

RqbNirmkGGqkN

Zdjęcie przedstawia globus z nałożoną siatką geograficzną. Zaznaczony jest równik, który dzieli planetę na półkulę północną i południową, południk, biegun północny, biegun południowy. Oś obrotu Ziemi jest nachylona.

9. 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.

Test

Zadania

3

Ćwiczenie 29

RoP57LVXPa3gg

Na rysunku widać tarczę słoneczną z narysowaną pod nią zieloną strzałką. Strzałka prowadzi od wschodu na zachód i ukazuje wędrówkę Słońca. Pod nią znajduje się pole oznaczające powierzchnię Ziemi. Na polu znajdują się linie oznaczające kolejne południki z zaznaczonymi szerokościami geograficznymi. Różnice te wynoszą jeden stopień. Południk, nad którym znajduje się Słońce, ma godzinę dwunastą, gdyż tam Słońce góruje. Południki na wschód od niego mają godzinę późniejszą, a leżące na zachód wcześniejszą. Różnica w czasie między południkami wynosi cztery minuty.

R9o3mUv3szAzq1

[testowy tekst alternatywny]

Wskaż godzinę na południku 30° E jeśli na południku 0° jest godzina 13.00.

• 15.00
• 11.00
• 12.00
• 14.00