Jak pokazać nachylenie osi bez modelu i globusa?

Wystarczy lampka bez abażuru na stole i jabłko z wbitym ukośnie ołówkiem. Ołówek to oś — i przez całe okrążenie musi wskazywać ten sam róg pokoju, bo to jest w tym doświadczeniu najważniejsze. Niech dziecko obniesie jabłko dookoła lampki i zatrzyma się w czterech miejscach: dwa razy ołówek celuje ukośnie w lampkę albo od niej (przesilenia), dwa razy stoi do niej bokiem (równonoce). Widać wtedy od razu, że oświetlenie górnej połówki jabłka zmienia się samo, choć nikt nie zmienia nachylenia ołówka.

Dziecko pyta, dlaczego w takim razie nie jest najcieplej 22 czerwca?

Najlepiej działa porównanie z kuchni: garnek wody postawiony na palniku nie wrze w chwili zapalenia gazu, tylko po kilkunastu minutach, a zdjęty z ognia długo jeszcze parzy. Ziemia zachowuje się tak samo, tylko w skali miesięcy — 22 czerwca dopływ energii jest największy, ale grunt, a zwłaszcza woda w Bałtyku, wciąż się dogrzewają. Dlatego szczyt ciepła wypada w lipcu, a Bałtyk jest najcieplejszy dopiero w sierpniu. Warto sprawdzić z dzieckiem w internecie średnie temperatury miesięczne dla waszego miasta i policzyć, ile tygodni dzieli przesilenie od najcieplejszego miesiąca.

Skąd biorą się rozbieżności w datach: 21 czy 22 czerwca, 20 czy 21 marca?

Rok trwa około 365 dni i 6 godzin, więc każda kolejna równonoc wypada mniej więcej sześć godzin później niż poprzednia — po trzech latach uzbiera się prawie doba i data przeskakuje. Rok przestępny z 29 lutego cofa ten zegar z powrotem, dlatego przesilenie letnie krąży między 20 a 22 czerwca. W zadaniach szkolnych używa się dat umownych: 21 III, 22 VI, 23 IX, 22 XII, i tych warto się trzymać, ale dobrze, żeby dziecko wiedziało, skąd bierze się rozjazd z kalendarzem w telefonie.

Astronomiczne pory roku. Przesilenia i równonoce

około 15 minut

W tej lekcji1/10

22 czerwca w Warszawie Słońce wstaje tuż po czwartej rano, a gdy idziesz spać, na niebie wciąż jest jasna łuna. Pół roku później, 22 grudnia, latarnie zapalają się przed szesnastą. To samo miasto, to samo Słońce — a dnia mniej o dziewięć godzin. Cały rok kręci się wokół czterech dat i jednego przechylenia.

Oś, która się nie prostuje

Ziemia obiega Słońce z osią przechyloną o 23,5° — i to przechylenie trzyma przez cały rok ten sam kierunek, celując w punkt nieba tuż obok Gwiazdy Polarnej.

Oś Ziemi przechylona o 23,5° od pionu, promienie Słońca poziome: biegun północny pochyla się ku Słońcu i jest cały po stronie dnia

Cztery dni, które mają własne nazwy

Na orbicie są cztery miejsca, którym astronomowie dali imiona. W dwie równonoce (21 III i 23 IX) Słońce góruje w zenicie nad równikiem. W przesilenie letnie (22 VI) zenit wypada nad Zwrotnikiem Raka (23°26′N), a w przesilenie zimowe (22 XII) — nad Zwrotnikiem Koziorożca (23°26′S).

Daty bywają przesunięte o dzień, bo rok nie ma równo 365 dni — nadwyżkę zbiera co cztery lata 29 lutego.

Cztery położenia Ziemi na orbicie: w równonoce Słońce świeci równo na obie półkule, w przesilenia jedna z nich jest pochylona ku Słońcu

Rok w czterech przystankach

1
21 marca: granica dnia i nocy przechodzi przez oba bieguny i dzieli każdy równoleżnik na pół
21 marca — równonoc wiosenna. Słońce góruje nad równikiem, a granica dnia i nocy przechodzi dokładnie przez oba bieguny. Dzień trwa tyle samo co noc — i to na całej Ziemi, od Islandii po Kenię.
$\text{dzień} = \text{noc} \approx 12\text{ h}$
2
22 czerwca: Słońce góruje nad zwrotnikiem Raka, granica dnia i nocy jest ukośna, a biegun północny cały w dniu
22 czerwca — przesilenie letnie. Półkula północna jest pochylona ku Słońcu najmocniej w roku, a zenit wypada nad Zwrotnikiem Raka. W Warszawie to najdłuższy dzień, a za kołem podbiegunowym Słońce w ogóle nie zachodzi — to biały dzień, czyli dzień polarny.
$\text{Warszawa, } 22\text{ VI}: 16\text{ h } 45\text{ min}$
3
23 września: Słońce znów nad równikiem, granica dnia i nocy z powrotem przez bieguny
23 września — równonoc jesienna. Słońce wraca nad równik i znów wszędzie dzień równa się nocy. Od tego dnia u nas noce są dłuższe od dni — aż do marca.
$\text{dzień} = \text{noc} \approx 12\text{ h}$
4
22 grudnia: Słońce góruje nad zwrotnikiem Koziorożca, biegun północny cały w cieniu — noc polarna
22 grudnia — przesilenie zimowe. Teraz ku Słońcu pochyla się półkula południowa, a zenit wypada nad Zwrotnikiem Koziorożca. W Warszawie dzień jest najkrótszy w roku, a za kołem podbiegunowym trwa noc polarna.
$\text{Warszawa, } 22\text{ XII}: 7\text{ h } 42\text{ min}$
5
Cały rok w jednej liczbie. Odejmij najkrótszy dzień od najdłuższego, a zobaczysz, o ile światła gra to przechylenie osi.
$16\text{ h }45\text{ min} - 7\text{ h }42\text{ min} = 9\text{ h }3\text{ min}$
Wskazówka
Dziewięć godzin i trzy minuty różnicy w jednej Warszawie. Na równiku ta sama różnica wynosi kilkanaście minut — tam rok świeci równo.

Wszystkie kroki za Tobą!

Twoja kolej

Jest 22 czerwca, dochodzi północ. Stoisz w Rovaniemi w Finlandii, tuż za kołem podbiegunowym, i robisz zdjęcie. Co na nim wyjdzie?

Na południu wszystko na opak

Ta sama data znaczy co innego po drugiej stronie równika. 22 czerwca to dla Australii przesilenie zimowe, a 22 grudnia — letnie.

22 grudnia: półkula południowa pochylona ku Słońcu — u nas przesilenie zimowe, w Sydney letnie

Trzy różne wiosny

Wiosna zaczyna się w Polsce trzy razy — i za każdym razem według czegoś innego:

pory roku	wiosna startuje	według czego
astronomiczne	21 III, w równonoc	położenia Ziemi na orbicie
kalendarzowe	1 III	pełnych miesięcy, dla wygody
klimatyczne	gdy średnia dobowa przekroczy 5°C	pomiarów temperatury

Twoja kolej

23 marca w radiu mówią: „mamy trzeci dzień wiosny astronomicznej, ale wiosna klimatyczna jeszcze się u nas nie zaczęła”. Co to znaczy?

Pułapka! „22 czerwca jest najcieplej”

Źle: najdłuższy dzień roku to zarazem najcieplejszy dzień roku.

Ściąga do zapamiętania

Przesilenia i równonoce — co się dzieje w tych czterech dniach?

PRZYCZYNA: oś Ziemi jest nachylona o 23,5° i przez cały obieg celuje w ten sam punkt nieba, więc półkule na przemian pochylają się ku Słońcu i od Słońca. CZTERY DATY: 21 III równonoc wiosenna — Słońce w zenicie nad równikiem, dzień równy nocy na CAŁEJ Ziemi; 22 VI przesilenie letnie — zenit nad Zwrotnikiem Raka (23°26′N), najdłuższy dzień półkuli północnej, za kołem podbiegunowym dzień polarny; 23 IX równonoc jesienna — znów zenit nad równikiem; 22 XII przesilenie zimowe — zenit nad Zwrotnikiem Koziorożca (23°26′S), najkrótszy dzień, za kołem podbiegunowym noc polarna. LICZBY DLA WARSZAWY: 16 h 45 min w czerwcu, 7 h 42 min w grudniu, czyli 9 h 3 min różnicy. PÓŁKULA POŁUDNIOWA: wszystko odwrotnie — 22 XII to tam przesilenie letnie, dlatego Boże Narodzenie w Sydney wypada na plaży, a wakacje szkolne trwają od grudnia do stycznia. TRZY RODZAJE PÓR ROKU: astronomiczne (21 III, od równonocy), kalendarzowe (1 III, pełne miesiące), klimatyczne (gdy średnia dobowa przekroczy 5°C — co roku innego dnia). UWAGA: najdłuższy dzień to nie najcieplejszy — grunt nagrzewa się z opóźnieniem, więc szczyt ciepła wypada w lipcu, a mrozy w styczniu.

Dla rodzica

Jak pomóc dziecku w tym temacie?

Jak pokazać nachylenie osi bez modelu i globusa?: Wystarczy lampka bez abażuru na stole i jabłko z wbitym ukośnie ołówkiem. Ołówek to oś — i przez całe okrążenie musi wskazywać ten sam róg pokoju, bo to jest w tym doświadczeniu najważniejsze. Niech dziecko obniesie jabłko dookoła lampki i zatrzyma się w czterech miejscach: dwa razy ołówek celuje ukośnie w lampkę albo od niej (przesilenia), dwa razy stoi do niej bokiem (równonoce). Widać wtedy od razu, że oświetlenie górnej połówki jabłka zmienia się samo, choć nikt nie zmienia nachylenia ołówka.
Dziecko pyta, dlaczego w takim razie nie jest najcieplej 22 czerwca?: Najlepiej działa porównanie z kuchni: garnek wody postawiony na palniku nie wrze w chwili zapalenia gazu, tylko po kilkunastu minutach, a zdjęty z ognia długo jeszcze parzy. Ziemia zachowuje się tak samo, tylko w skali miesięcy — 22 czerwca dopływ energii jest największy, ale grunt, a zwłaszcza woda w Bałtyku, wciąż się dogrzewają. Dlatego szczyt ciepła wypada w lipcu, a Bałtyk jest najcieplejszy dopiero w sierpniu. Warto sprawdzić z dzieckiem w internecie średnie temperatury miesięczne dla waszego miasta i policzyć, ile tygodni dzieli przesilenie od najcieplejszego miesiąca.
Skąd biorą się rozbieżności w datach: 21 czy 22 czerwca, 20 czy 21 marca?: Rok trwa około 365 dni i 6 godzin, więc każda kolejna równonoc wypada mniej więcej sześć godzin później niż poprzednia — po trzech latach uzbiera się prawie doba i data przeskakuje. Rok przestępny z 29 lutego cofa ten zegar z powrotem, dlatego przesilenie letnie krąży między 20 a 22 czerwca. W zadaniach szkolnych używa się dat umownych: 21 III, 22 VI, 23 IX, 22 XII, i tych warto się trzymać, ale dobrze, żeby dziecko wiedziało, skąd bierze się rozjazd z kalendarzem w telefonie.

Sprawdź się!

Nad którym równoleżnikiem Słońce góruje w zenicie 22 czerwca?

23 września mierzymy długość dnia w Quito na równiku, w Warszawie i w Kapsztadzie na półkuli południowej. Co pokażą pomiary?

Uczniowie w Melbourne mają najdłuższe wakacje w grudniu i styczniu. Dlaczego akurat wtedy?

Najdłuższy dzień w Polsce wypada 22 czerwca, a najcieplejszy miesiąc to lipiec. Skąd ta zwłoka?

Pierwszy dzień wiosny kalendarzowej i pierwszy dzień wiosny astronomicznej to w Polsce dwie różne daty. Które to daty?

Następny temat

Strefy oświetlenia Ziemi