Wędrówki Słońca
Na pewno zdarzyło ci się obracać 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?
główne kierunki geograficzne,
kształt Ziemi,
pozorną wędrówkę Słońca po sferze niebieskiej.
Odszukasz na sferze niebieskiej punkt górowania Słońca i zenit.
Omówisz pozorną wędrówkę Słońca nad widnokręgiem.
Wyjaśnisz zasadę działania zegara słonecznego.
Skonstruujesz gnomon.
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 niebieskąsferą 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 zenitzenit. Innymi słowy – jest to punkt na sferze niebieskiej, dokładnie nad naszą głową.
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.
Czy w Polsce można zaobserwować górowanie Słońca w zenicie? Uzasadnij swoją odpowiedź.
2. Wędrówka Słońca na niebie
Pozorny ruch Słońca po sklepieniu niebieskim wygląda następująco:
codziennie wschodzi, pojawiając się za linią widnokręgu;
do południa przesuwa się po sklepieniu niebieskim, jednocześnie się wznosząc;
w południe osiąga najwyższe położenie nad horyzontem, moment ten to górowanie 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.
Obserwacja cienia rzucanego przez gnomon.
W jaki sposób zmieni się cień rzucany przez gnomon?
Przedmiot rzucający wyraźny, wąski i długi cień, np. prosty kij.
Wbij dany przedmiot pionowo w ziemię. W ten sposób powstał gnomon. Upewnij się, że tkwi sztywno i się nie przechyli.
Co godzinę zaznaczaj precyzyjnie miejsca, gdzie znajduje się koniec cienia wybranego przedmiotu. Obserwacje prowadź przez pięć godzin.
Ustal, czy zmianie uległ kierunek padania cienia oraz jego długość.
Ważne: Obserwacja możliwa do wykonania tylko przy słonecznej pogodzie.
Film dostępny pod adresem /preview/resource/RHgcEBAsqWDcL
Materiał filmowy do lekcji ilustrujący zmianę długości cienia gnomonu w zależności od wysokości Słońca nad horyzontem
Nigdy nie wolno patrzeć niezabezpieczonymi oczyma na Słońce. Zatrzymanie wzroku na Słońcu może spowodować poważne uszkodzenie oczu, a nawet całkowitą ślepotę.
3. Zegar słoneczny
Cień rzucany przez przedmioty wskazuje dokładnie czas słonecznyczas słoneczny. Umożliwiło to budowę zegara słonecznegozegara 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.
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.
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
Zastanów się i odpowiedz, jak można wyznaczać strony świata na podstawie obserwacji Słońca, kiedy się mieszka na południowej półkuli.
Słownik
czas wynikający z pozycji Słońca na niebie
moment, w którym Słońce znajduje się danego dnia najwyżej nad linią widnokręgu
inaczej sklepienie niebieskie, nieistniejąca w rzeczywistości, ale postrzegana przez nas półkula, na której powierzchni pozornie znajdują się Słońce, Księżyc i gwiazdy
zegar odmierzający czas poprzez wskazania cienia rzucanego przez wskazówkę oświetlaną promieniami Słońca podczas jego ruchu po sklepieniu niebieskim
punkt leżący dokładnie nad obserwatorem
Zadania
Wybierz nazwy nieistniejącej, ale postrzeganej przez nas linii na granicy widzialnej części powierzchni Ziemi i sfery niebieskiej.
- widnokrąg
- horyzont
- równik
- zwrotnik
- równoleżnik
- południk
- słonecznik
- zenit
- sfera