Що таке Гринвіцький меридіан?

Як змінюється положення Сонця на небосхилі впродовж року?

Поняття про час

Час — одне з найголовніших понять у науці, а разом із цим — одне з найзагадковіших понять. Ми можемо його відчувати. За нашими відчуттями час плине дуже швидко, коли ми займаємося улюбленою справою, або дуже повільно, коли нудьгуємо. Люди навчилися вимірювати час, проте наука досі не може відповісти, що таке час. Можливо, хтось із вас зацікавиться цим питанням і зможе знайти на нього відповідь у своїй науковій роботі.

Сьогодні точно можна сказати, що час — певна неперервна величина, міра тривалості процесів. Він тече лише в одному напрямку — з минулого крізь сьогодення в майбутнє.

У науці одиницею вимірювання часу є секунда. А також використовують і більші проміжки часу — хвилину, годину, добу тощо.

Вимірювання часу

Уважають, що вперше слідкувати за ходом часу в людини виникла потреба разом із початком використання вогню, аби підтримувати багаття, щоб воно не згасало.

Для слідкування за часом люди використовують певні природні явища, що незмінно повторюються. Першим таким явищем став рух Сонця на небі. Хоча схід і захід Сонця кожного дня відбувається в різний час, проте кожного дня в найвищому положенні на небі Сонце завжди в один час — у полудень. Проміжок часу між двома полуднями назвали добою.

Майже 4000 років тому ще в Давньому Єгипті добу розділили на дві частини: світлу і темну. А кожну з них — на 12 проміжків, які назвали годинами. І до сьогодні ми розділяємо добу на 24 години.

Приблизно в той самий час у Давньому Єгипті винайшли сонячний годинник (мал. 29.1), який використовували для визначення часу у світлу частину доби. А вночі слідкували за появою певних сузір’їв над горизонтом.

Місцевий час

Унаслідок обертання Землі навколо своєї осі полудень у різних місцевостях настає в різний час. Приміром, полудень на Закарпатті настає приблизно через 2 години після полудня на Донбасі. Тож у цих місцевостях різний час. Його називають місцевим часом, або астрономічним. Проте було б дуже незручно, якщо б робочий день в Ужгороді починався на дві години пізніше, ніж у Донецьку. Саме тому по всій Україні прийнятий єдиний час, який приблизно дорівнює місцевому часу в нашій столиці — Києві. Цей час також називають поясним — час у нашому часовому поясі.

Календар

Спостерігаючи за рухом Сонця по небосхилу, виявили також і більші проміжки часу. У певний день влітку Сонце займає найвище положення — день літнього сонцестояння (21 червня). А на початку зими — найнижче положення в день зимового сонцестояння (21 грудня). Це дало можливість називати роком не лише проміжок часу від одного літа до наступного, а точніше визначати рік, наприклад, між двома днями літнього сонцестояння.

Так само й Місяць дає можливість слідкувати за часом. Кожні 27 діб настає молодик. Певні народи виділяють проміжки часу у 27 діб і називають його місяцем. А день молодика — це перший день місяця.

Спостерігаючи астрономічні явища, різні народи створювали свій календар, який визначає, у який день настає Новий рік, скільки діб в одному році тощо.

За календарями в давнину передбачали, коли розіллється Ніл, у який день слід починати сіяти пшеницю або інші культури, а також у який день варто сплачувати податки.

Ми з вами живемо за Григоріанським календарем. Це сонячний календар, тобто такий, що ґрунтується на вимірювання руху Землі навколо Сонця. Згідно з ним, один звичайний рік складається з 365 діб, а кожні 4 роки настає високосний рік на 366 діб.

Спостереження за астрономічними явищами дає можливість визначати час та створити

календар.

1. Схарактеризуйте час як наукове поняття.

2. Наведіть приклади, як можна вимірювати час.

ІНФОРМАЦІЙНО-ПОШУКОВІ ЗАВДАННЯ

1. Які трапляються метеорні потоки? Які з них можна спостерігати у вашій місцевості та в які дати?

2. Зорі Рігель та Бетельгейзе із сузір’я Оріон є рекордсменами за певними параметрами. Знайдіть інформацію щодо них, а також щодо інших зір цього сузір’я.

3. У які дні на небосхилі найкраще спостерігати Марс і Венеру?

4. Знайдіть інформацію та підготуйте коротке повідомлення про назви сузір’їв на небосхилі, що використовувалися в різних цивілізаціях.

5. Підготуйте повідомлення щодо того, як моряки визначали своє місцеположення в давнину та роблять сьогодні.

6. На малюнку зображено 15 найвідоміших сузір’їв Північної небесної півкулі. Під час прогулянки з дорослими (бажано поза межами міст) знайдіть Полярну зорю та ці сузір’я на небосхилі.

7. Підготуйте презентацію про особливості календарів, які застосовували різні народи та цивілізації (наприклад, юліанського та григоріанського, давньоєгипетського, єврейського, ісламського, китайського, майя тощо)

ОБГОВОРІТЬ У ГРУПАХ

1. Чому Полярна зоря отримала саме таку назву?

2. У перекладі з грецької слово «зодіак» означає «звірине коло». Чому саме цим словом поєднали певні сузір’я?

3. Астрономи цивілізації інків зодіакальні сузір’я називали Пастух, Лама, Лис тощо. Як ви вважаєте, із чим пов’язані розбіжності в назвах сузір’їв у різних народів?

4. У Південній півкулі опівдні мандрівник стоїть, як показано на малюнку.

У напряму якої сторони світу падає тінь? Який напрям буде ліворуч, праворуч та позаду?

5. Прочитайте діалоги головних героїв відомої фантастичної кінострічки «Люди в чорному».

— Які їхні вимоги? — запитав агент Джей.

— З аркілійського військового крейсера надійшло повідомлення: «Поверніть галактику», — відповів шеф ЛВЧ. <...>

— І що повідомив аркілійський принц? — поцікавився агент Кей.

— Він сказав, що галактика на поясі Оріона, — відповів Джей і замислився: — Проте ж там не може бути галактики...

Поясніть, ґрунтуючись на чому агент Джей зробив свій висновок і згодом здогадався, що йдеться не про сузір’я Оріона, а про кота аркілійського принца на таке саме прізвисько.

6. Проаналізуйте фрагменти зоряних карт. Поясніть, як можна знайти на небосхилі найяскравішу зорю нічного неба Сиріус та найяскравішу червону зорю усього Зодіаку — Альдебаран.

7. Поясніть, чому одні мешканці України відзначають Різдво 25 грудня, а інші — 7 січня. Чому ніч із 13 на 14 січня називають святом Старого Нового року?

8. Поясніть, чому в Китаї Новий рік святкують у лютому, причому кожного року в різні дні лютого.

9. Обговоріть питання: чи змінився би шлях Сонця небосхилом, якщо б не Земля оберталася навколо Сонця, а навпаки.

ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ЗАВДАННЯ

Визначення часу гномоном

Сконструюйте свій власний сонячний годинник (гномон).

Розташуйте його в певному місці, до якого добре дістають сонячні промені впродовж усього світлового дня. Як ви вважаєте, чи є необхідність жорстко закріпити гномон?

Спостерігайте за тінню від гномону впродовж світлового дня.

Використовуючи власний годинник, зробіть помітки на циферблаті вашого сонячного годинника. Наприклад, коли на вашому годиннику показуватиме 9 годин, напишіть цифру 9 на циферблаті гномона там, де падає тінь від стрижня. І так далі, кожну одну або дві години.

Наступного дня використайте сонячний годинник для визначення часу. Порівняйте його покази з показами сучасного годинника.

Визначення географічної широти місцевості

Визначити географічну широту місцевості можна за допомогою Полярної зорі. Кут, під яким ми спостерігатимемо Полярну зорю над горизонтом, дорівнює значенню географічної широти цього пункту.

Для вимірювання кута висоти Полярної зорі використаємо звичайний великий шкільний транспортир діаметром 50 см із тягарцем (виском) на нитці, прикріпленим до центру транспортира.

По-перше, спрямуйте транспортир на Полярну зорю так, щоб ваше око було на одній прямій із лінією транспортира та Полярної зорі.

Зафіксуйте на транспортирі позначку, на яку вказує нитка тягарця (наприклад 40°).

Відніміть від 90° показник тягарця:

90° - 40° = 50° пн. ш.

Отже, географічна широта даної місцевості дорівнює куту висоти Полярної зорі, тобто 50° пн. ш.

Визначення лінії місцевого меридіану

Для того, щоб визначити географічну довготу свого населеного пункту, спочатку необхідно провести лінію місцевого меридіана. Для цього скористайтеся гномоном і виконайте такі дії:

Відмітьте у сонячний день за 30-40 хвилин до полудня на гномоні точку А, де закінчується тінь від стрижня. Проведіть циркулем дугу радіусом, що дорівнює довжині тіні (центр радіуса — основа стрижня).

Коли тінь після вкорочення знову почне збільшуватися й торкнеться описаної дуги, позначте другу точку перетину — В.

З’єднайте точки А і В прямою лінією і позначте її середину.

Від основи стрижня проведіть через середину відрізка АВ лінію. Ця лінія збігатиметься з напрямком полуденної — місцевим меридіаном.

Визначення географічної довготи

Наступного дня (або в інший день після визначення місцевого меридіана) ви вже можете встановити місцевий час, а отже, й визначити географічну довготу місцевості.

Коли настане справжній полудень, тінь від стрижня гномона збігатиметься з напрямком полуденної лінії ОС. Зафіксуйте цей час на годиннику, наприклад, 12 год 16 хв (поясний час).

Розрахуйте різницю між справжнім і поясним часом: 12 год 16 хв - 12 год = 16 хв. Отже, місцевий час відстає від поясного на 16 хв, а це означає, що місцевість знаходиться західніше серединного меридіана, довгота якого 30 сх. д.).

Оскільки за 1 годину Земля обертається на 15° (360 : 24 год), то на 1° планета обертається за 4 хв (60 хв : 15°).

Знаючи різницю у хвилинах (16 хв), визначте різницю в градусах: (16 хв : 4 хв = 4°).

Визначте географічну довготу населеного пункту:

30° сх. д. - 4° сх. д. = 26° сх. д.

Порівняйте визначені вами географічні координати вашої місцевості із даними, отриманими з використанням GPS-на-вігатора.

ДОВГОСТРОКОВИЙ ПРОЄКТ

Доведення руху Землі навколо Сонця

Аби довести, що Земля обертається навколо Сонця, слід довести, що Сонце кожного дня змінює своє положення на небосхилі.

Для початку слід обрати місце, з якого ви будете здійснювати свої спостереження. Для цього підійде будь-яке вікно, у яке можна в певний час побачити сонце. Бажано, щоб вікно було розділено на кілька стекол, а за вікном було видно ще інші об’єкти (дерева, будівлі, вуличний ліхтар тощо). Так вам буде зручніше визначати положення сонця.

Наступний важливий момент — оберіть місце, на якому ви будете стояти навпроти вікна під час спостережень. Наприклад, з правого боку шафи, що навпроти вікна, або з лівого. А також час, у який ви спостерігатимете. Звичайно, з обраного місця та у вибраний час з вікна має бути видно сонце. Поясніть, для чого необхідно додержуватися цієї умови.

У перший день спостережень станьте в обране вами місце, у зошиті замалюйте вікно та вид з нього й позначте на малюнку положення сонця. Повторюйте такі спостереження в обраний вами час раз на тиждень упродовж 5-8 тижнів. Кожного разу на малюнку в зошиті позначайте положення сонця. Через кілька тижнів порівняйте свої результати з результатами спостережень ваших однокласників і однокласниць.

 

Це матеріал з підручника "Довкілля" 5 клас Григорович 2022