Вопрос 6
Приведите доказательства вращения Земли вокруг собственной оси и движения Земли вокруг солнца.
Вращение земли .
Наша планета вращается вокруг собственной оси с запада на восток, то есть против часовой стрелки (если смотреть со стороны Северного полюса). Ось — это условная прямая линия, пересекающая земной шар в районе Северного и Южного полюсов, т.е. полюса имеют фиксированное положение и "не участвуют" во вращательном движении, в то время как все другие точки расположения на земной поверхности вращаются, причём линейная скорость вращения на поверхности земного шара зависит от положения по отношению к экватору — чем ближе к экватору, тем линейная скорость вращения выше (поясним, что угловая скорость вращения любого шара одинакова в различных его точках и измеряется в рад/сек, мы обсуждаем скорость перемещения объекта, находящегося на поверхности Земли и она тем выше, чем более объект удалён от оси вращения).
Например, на средних широтах Италии скорость вращения составляет примерно 1200 км/ч, на экваторе она максимальна и составляет 1670 км/ч, тогда как на полюсах она равна нулю. Следствиями вращения Земли вокруг своей оси являются смена дня и ночи и видимое движение небесной сферы.
Действительно, создается впечатление, что звёзды и другие небесные тела ночного неба движутся в противоположном нашему с планетой движению направлении (то есть с востока на запад). Кажется, что звезды находятся вокруг Полярной звезды, которая расположена на воображаемой линии - продолжении земной оси в северном направлении. Движение звезд не является доказательством того, что Земля вращается вокруг своей оси, ведь это движение могло бы быть следствием вращения небесной сферы, если считать, что планета занимает фиксированное, неподвижное положение в пространстве, как думали раньше.
Вращение вокруг солнца
Земля совершает полный оборот вокруг Солнца за 365 суток и 6 часов. Для удобства считают, что в году 365 дней, а через каждые четыре года, когда из 6 часов «накопится» 24 часа, в году бывает не 365, а 366 дней. Этот год называется високосным, а один день прибавляют к февралю. Земная ось наклонена под углом 66,5° и перемещается в пространстве параллельно самой себе в течение года:
Поэтому освещается то северная, то южная полярные области Земли, что приводит к смене времен года и неравенству дня и ночи в течение года на всех широтах, кроме экватора. Началом астрономической весны и осени считаются дни весеннего и осеннего равноденствий (когда солнечные лучи под углом 90° падают на экватор и касаются полюсов – 21 марта и 23 сентября). А началом лета и зимы – дни соответствующих солнцестояний (когда высота Солнца над горизонтом в полдень наибольшая – 22 июня и 22 декабря).
В день летнего солнцестояния – 22 июня – земная ось северным концом обращена к Солнцу – солнечные лучи в полдень отвесно падают на 23,5° параллель северной широты – так называемый северный тропик (тропик Рака). Все параллели севернее экватора до 66,5° с. ш. большую часть суток освещены, на этих широтах день длиннее ночи. Параллель 66,5° с. ш. является границей, с которой начинается полярный день – это Северный полярный круг. В этот же день на всех параллелях южнее экватора до 66,5° ю. ш. день короче ночи. Южнее 66,5° ю. ш. – территория не освещена совсем – там полярная ночь. Параллель 66,5° ю. ш. – южный полярный круг.
В день зимнего солнцестояния – 22 декабря земная ось южным концом обращена к Солнцу, и солнечные лучи в полдень отвесно падают на 23,5° параллель южной широты – так называемый южный тропик (тропик Козерога). На всех параллелях южнее экватора до 66,5° ю. ш. день длиннее ночи. Начиная с Южного полярного круга Солнце не заходит за горизонт – устанавливается полярный день. За северным полярным кругом все погружено во мрак – господствует полярная ночь.
Полярные круги замечательны тем, что являются границами полярных дней и полярных ночей.
Это только так говорится «полярная ночь». Она может длиться в полярных поясах от одних суток на широте Северного или Южного полярных кругов до 178 суток на Северном или Южном полюсах. Во время полярной ночи Солнце не появляется над горизонтом. В Северном полушарии на широте Северного полярного круга этот период начинается 22 декабря – в день зимнего солнцестояния, а в более высоких широтах раньше.
Полярный день – это период, когда Солнце не опускается за горизонт. Чем ближе к полюсу от полярного круга, тем длиннее полярный день. На широте Северного полярного круга он длится одни сутки, на Северном полюсе – 189 суток.
В Северном полушарии на широте Северного полярного круга полярный день начинается 22 июня – в день летнего солнцестояния, а в более высоких широтах раньше.
Аналогичное явление наблюдается в Южном полушарии, но в другое полугодие.