علت پیدایش فصل‌ها(علوم دوم ابتدایی)

بر خلاف تصور رایج اکثر مردم که گمان می کنند فصل ها در اثر دوری و نزدیکی زمین به خورشید شکل می گیرد تغییر فصول ارتباط چندانی با فاصله زمین از خورشید ندارد.در  واقع بیشتر مردم، مدار زمین را به صورت بیضی خیلی کشیده ای که خورشید در یکی از کانون های آن قرار دارد تصور می کنند و فکر می کنند تغییر فصل ها نتیجه دور و نزدیک شدن زمین به خورشید است. یعنی تصور می کنند تابستان ها زمین به خورشید نزدیک و زمستان ها دورتر است.

اما این تفکر به ۳ دلیل زیر کاملا اشتباه است! که در ادامه به آن ها خواهیم پرداخت:

۱٫  همان طور که می دانیم فصل ها در دو نیمکره زمین برعکس یکدیگر رخ می دهند. بدین معنی که وقتی در نیمکره شمالی، مردم اوج تابستان را سپری و از تجهیزات خنک کننده استفاده می کنند ساکنین نیمکره جنوبی فصل زمستان را تجربه می کنند و در حال گرم کردن خود هستند! برای درک این موضوع به یاد بازی های جام جهانی دوره پیش بیفتید که در آفریقای جنوبی برگزار شد. با وجودی که ما فصل تابستان را پیش رو داشتیم مسابقات در هوای زمستانی این کشور در حال برگزاری بود. مشاهده می کنید که اگر تفکر بالا درست بود باید تمام کره زمین در یک زمان خاص فصول یکسانی را تجربه می کردند که می بینیم چنین نیست.

۲٫  تمام سیارات در منظومه ی خورشیدی ما مداری بیضوی را به دور خورشید طی می کنند و این چیزی بود که یوهان کپلر در قوانین خود ذکر کرده است. پس مدار زمین به دور خورشید، مداری بیضی‌شکل است اما این مدار بسیار نزدیک به دایره است، طوری‌که فاصله متوسط زمین از خورشید حدود ۱۵۰ میلیون کیلومتر و تغییر فاصله آن در بیشترین و کمترین حالت (که به ترتیب اوج و حضیض نامیده می‌شود) حداکثر ۵ میلیون کیلومتر یا ۳% است .

این تغییر سه درصدی فاصله زمین از خورشید در حدی نیست که بخواهد باعث تغییراتی این چنینی در آب و هوای زمین بشود. اگرچه این ۳ درصد خیلی هم بی تاثیر نیست اما نمی تواند برای پیدایش فصول مختلف عامل موثری به حساب آید.

اگر می‌شد خورشید را با استفاده از فیلتری مناسب و ایمن در طول سال مشاهده و قطر ظاهری آن‌را اندازه‌گیری کرد، به‌وضوح می‌شد تغییر ظاهری اندازه خورشید را در اثر نزدیک و دور شدن زمین اندازه‌گیری کرد

۳٫  دلیل و علت اصلی پیدایش فصول زمین به انحراف ۲۳٫۵ درجه ای محور زمین مربوط می شود. محوری فرضی که از شمال و جنوب کره زمین عبور می کند و زمین به دور آن در گردش است. در اثر انحراف این محور و به دلیل حرکت انتقالی زمین به دور خورشید در زمان های مختلف سال زاویه تابش خورشید به نیمکره های شمالی و جنوبی زمین تغییر می کند به طوری که از اوایل فروردین تا اواخر شهریور، نیم کره شمالی رو به خورشید قرار می گیرد و خورشید با زاویه عمود تری به سطح نیمکره شمالی می تابد. یعنی مقدار انرژی ای که هر متر مربع از این بخش زمین دریافت می کند بیشتر می شود. همچنین در این وضعیت طول روز نیز بلندتر است. در همین زمان نیمکره جنوبی زمین در زاویه ای نسبت به خورشید قرار گرفته است که نور خورشید متمایل تر به آن می تابد و گرمای کمتری را از خورشید دریافت می کند. بدیهی است طول روز نیز کوتاه تر است.

این موضوع همان دلیلیست که گفته می شود در قطبین زمین ۶ ماه شب و ۶ ماه روز است. برای مثال همان طور که در تصویر زیر مشاهده می کنید قطب جنوب زمین در زمانی که این نیمکره در زمستان قرار دارد در تاریکی به سر می برد و چرخش زمین نیز باعث نمی شود این نقطه از زمین رو به خورشید قرار گیرد اما زمانی که این نیمکره فصل تابستان را تجربه می کند قطب جنوب تمام مدت در مقابل خورشید قرار دارد و به نوعی خورشید در آن غروب نمی کند.

عوامل پیدایش شب و روز(علوم دوم ابتدایی)

در زمان های قدیم، مردم عقیده داشتند که خورشید واقعا در آسمان حرکت می‌ کند و شب و روز به وجود می ‌آورد. مثلا مصریان بر این باور بودند که خدای خورشید به نام «رع» ارابه آتشین خود را هر روز در آسمان ها می ‌راند. امروزه می ‌دانیم که این خورشید نیست که حرکت می‌کند بلکه سیاره ما زمین، مانند فرفره از غرب به شرق می ‌چرخد. ما در اثر چرخش زمین تصور می کنیم که خورشید در آسمان حرکت می‌کند. هنگامی که یک بخش رو به خورشید قرار می‌ گیرد، روز در آن آغاز می‌ شود. در همان هنگام، بخش دیگر زمین که رو به خورشید نیست در تاریکی فرو می ‌رود. یک بار چرخش زمین به دور خود، یک شبانه روز است.

ساعت آفتابی

یکی از کهن ترین روش های تشخیص زمان، گردش روزانه خورشید در آسمان بود. رومیان، روز را هشت قسمت می کردند و هر قسمت را یک ساعت می ‌نامیدند. ساعت های آن ها در زمستان کوتاه و در تابستان طولانی بود. با استفاده از یک ساعت آفتابی به راحتی می‌ توان زمان را از حرکت خورشید بدست آورد. یک میله که در جایی نصب شده باشد، سایه ایجاد می‌کند. در تمام مدت روز که خورشید در آسمان گردش می‌کند. مکان سایه نیز به آرامی عوض می ‌شود. از مکان سایه می ‌توان فهمید که ساعت چند است. پیش از اختراع ساعت های ارزان قیمت امروزی، بسیاری از مردم برای نگاه داشتن زمان از ساعت های آفتابی استفاده می‌کردند.

روز خورشیدی

یک بار چرخش زمین به دور خود، ۲۴ ساعت طول می کشد. این مدت را یک روز خورشیدی می‌ نامند.

روز نجومی

اگر چرخش زمین را نسبت به ستارگان بسنجیم، مدت یک بار چرخش آن را یک روز نجومی می ‌نامند. روز نجومی ۴ دقیقه کوتاه تر از روز خورشیدی است.

زمان محلی و زمان رسمی
اگر کسی زمان را مستقیما از روی خورشید حساب کند، با یک معما روبرو خواهد شد. زمان محاسبه شده از روی خورشید در محل هایی که طول جغرافیایی متفاوتی دارند، فرق نمی ‌کند. به ازای هر ۱۵ درجه تغییر در طول جغرافیایی، زمان خورشیدی یک ساعت تمام تغییر می‌کند. با یک ساعت آفتابی ساده، زمان خورشیدی محلی را با دقت ۱۵ دقیقه می توان حساب کرد. مردم هر کشور برای آن که در کارهایشان بی‌نظمی پدید نیاید، باید فقط یک زمان را برای همه کشور قبول کنند. زمانی که مستقیما از خورشید بدست می ‌آید، زمان محلی و زمان مورد قبول در سرتاسر یک کشور یا ناحیه، زمان رسمی نامیده می شود.

منطقه ‌های زمانی
زمان رسمی بیشتر کشورها معمولا طوری انتخاب می شود که به زمان محلی نزدیک باشد. در کشورهای پهناوری مانند ایالات متحد آمریکا، منطقه‌ های زمانی متعددی لازم است. تمام سطح زمین به منطقه ‌های زمانی تقسیم شده است. هر منطقه تقریبا ۱۵ درجه طول جغرافیایی را در بر می گیرد. ولی مرز این منطقه ها خط مستقیم نیست. بلکه از نوار مرزی میان کشورهای ایالت ها می گذرد. پس در صورت عبور از مرز یک کشور یا ایالت باید ساعت خود را با زمان منطقه جدید تنظیم کنیم. سرعت هواپیماهای مافوق صوت بیشتر از سرعت چرخش زمین است. از این رو مسافرانی که با هواپیماها از شرق به غرب پرواز می کنند، با شگفتی می‌ بینند که زودتر از ساعت شروع مسافرت به مقصد رسیده‌اند!