Поиск по базе сайта:
Земля § 26. Как выглядит наша планета из космоса. Какую форму имеет наша Земля icon

Земля § 26. Как выглядит наша планета из космоса. Какую форму имеет наша Земля




Скачати 143.29 Kb.
НазваЗемля § 26. Как выглядит наша планета из космоса. Какую форму имеет наша Земля
Дата конвертації17.09.2013
Розмір143.29 Kb.
ТипДокументи

Глава 3. Земля

§ 26. Как выглядит наша планета из космоса. Какую форму имеет наша Земля


Полет человека в космос – это величайшее событие в истории человечества. Что же увидели жители Земли глазами первых космонавтов? Перед глазами первого в мире космонавта Ю.А. Гагарина ближайший и дальний космос, лишенный воздушной, светорассеивающей среды, предстал как безмолвное царство нескончаемой ночи, вселенский покой и порядок, где на непроглядном фоне бархатной тьмы сияли крупные, выпуклые, холодные и немигающие звезды, бриллиантовыми и жемчужными подвесками смотрелись созвездия, алмазной россыпью более четко обозначились бесчисленные галактики и Млечный Путь. Вся голубая, в облаках и радужных ореолах Земля казалась плывущей в океане мироздания.



Рис. 1. Летчик-космонавт Рис. 2. Летчик-космонавт

Ю.А Гагарин Г.С. Титов

Глубоко был прав космонавт Г.С. Титов, сказавший, что для более полного и яркого выражения красоты Вселенной нужны поэты и художники.

^ В голубом красуясь ореоле,

Шла планета гордая Земля.

Голубая наша планета явилась изумленному взору космонавтов целиком и во всей своей первозданной красе. Они ее увидели шарообразной, покрытой облаками, от которых на Землю падали легкие тени, окруженной, словно нимбом, дивным от редкостных цветов горизонтом. Земля светилась во мраке космоса. Появившееся из-за горизонта Солнце было круглое, красное, огромное и ослепительное. Оно было, по впечатлениям Гагарина, во много сотен раз ярче, чем мы видим его с Земли. Ярче, чем расплавленный металл.


^ Рис.3. Первая фотография Земли из Космоса,

сделанная Г.С. Титовым

Слова первого в мире космонавта: « … как прекрасен ореол нежно-голубоватого цвета, окружающий Землю», - облетели весь мир. Ореол постепенно темнел, становился бирюзовым, синим, фиолетовым и переходит в угольно-черный.



Рис.4. Полярное сияние

В атмосфере Земли были видны различные слои яркости - результат ослепительного свечения воздуха, которое переходило в бушующее пламя самых различных расцветок с преобладанием багрового и синего цветов. Волшебное зрелище представляло полярное сияние над Антарктидой. Это были золотистые лучи, подобные зубцам гигантской короны. Столь же величественно смотрелись сверху и грозы, сверкания множества молний, серебристые облака и следы сгорающих в земной атмосфере метеоритов.


^ Рис.5. Карта, составленная с использованием космических снимков


По мере приближения к Земле наша планета видится нежно-голубой с обширными синими пятнами облаков, зелеными просторами лесов, желто-оранжевыми зонами степей и пустынь.


Мы живем с вами на планете Земля, которая несется в бесконечном просторе Вселенной, окруженная нежно-голубом ореолом. В представлении космонавтов картина космической бездны с планетами и звездами поражает воображение удивительными, непривычными, яркими, ослепительно чистыми красками. По фотографиям и, особенно, по описаниям космонавтов наша Земля в космосе выглядит как серебристо-синеватый шар, сияющий в темно-синем просторе мерцающих холодном светом звезд.

По мере приближения к Земле, наша планета видится нежно-голубой с обширными пятнами океанов и зелеными островами лесов, которые лежат между желто-оранжевыми зонами пустынь и степей.

^ Интересный факт. Космонавт А.А. Леонов признавался, что его захватила и очаровала картина космической бездны. Посмотришь на звезды - они неподвижны, а Солнце будто впаяно в бархат неба. Только Земля несется перед глазами. Захватывало дух от бесконечного простора. Вернувшись на Землю, А. Леонов нарисовал удивительную картину: высоко над планетой парит космонавт, закрывая своей тенью часть поверхности Земли. А какие удивительные, непривычные краски - чистые, ослепительно яркие.


Сейчас любой школьник скажет, что наша планета имеет шарообразную форму. И доказать это очень просто - фотографией Земли, сделанной из космоса впервые летчиком космонавтом Г.С.Титовым в 1961 г.

Тысячи лет отделяют нас от тех времен, когда люди впервые задумались о форме Земли. По сохранившимся источникам, ученые по крупицам восстановили для нас, те далекие представления о форме нашей планеты. Какими они были? Вот некоторые из них.

Какими были первые представления древних людей о форме Земли?

В Древнем Египте считали, что бог Солнца возникает из безбрежных вод Океана, который является началом всех вещей. Он разъединяет силы Неба и Земли, и поэтому изображен между ними, поддерживающим руками звездное небо.



^ Рис. 6. Представление о форме Земли у древних египтян

Вопрос о том, держится ли на чем-либо Земля, едва ли возникал в то время. Древним народам казалось естественным, что плоская Земля покоится на первоначальном Океане, подобно доске на воде. Однако, поскольку видимая часть земной поверхности - горизонт имела форму круглой тарелки, блюда, ту же форму приписывали и всей Земле.

Египтяне, вся жизнь которых была связана с долиной Нила, представляли себе Землю продолговатой, протянувшейся с севера на юг, как дно длинного ящика. Небо простиралось над головой, «как шатер, чтобы жить в нем».



^ Рис. 7. Представление о форме Земли у древних вавилонян

В Древнем Вавилоне Землю рассматривали то как перевернутую лодку, то как «пирамидальный храм» в семь этажей, а иногда как большой купол или как пустотелую гору, поднимающуюся из пучин Океана.

Народы древней Индии представляли себе Землю плоской, лежащей на спинах трех слонов, которые плывут в безбрежном Океане на огромной черепахе.



^ Рис.8. Представления о форме Земли у древних индусов.

У древних китайцев существовали мифы о яйцеобразном мире. Однако Землю они представляли скорее квадратной, чем круглой.

Впервые мысль о том, что Земля не плоское, а объемное тело, появилась у древнегреческих ученых. Поначалу они считали, что Земля как некое «кругообразное» тело (барабан, диск) плавает в Океане. Эти представления сформировались не путем точных расчетов, а умозрительно, как философская теория.

Идею о шарообразной форме Земли впервые высказал древнегреческий ученым Парменид (около 540 или 520 гг. до н.э.), который считал, что форма шара идеальна.

Первое доказательство шарообразности Земли привел Аристотель, наблюдая ночью за тенью Земли на поверхности Луны.




^ Рис. 9. Постепенное перемещение тени Земли на поверхности Луны

По рисунку определите, какую форму имеет тень от Земли на поверхности Луны. О чем это свидетельствует?

С идеей Аристотеля был согласен знаменитый древнегреческий математик Архимед (около 287- 212 гг. до н.э.). Он считал, что раз на Земле есть высокие горы, равнины и глубокие впадины, то идеальным шаром она не может быть. Архимед первым предложит использовать термин сфероид, обозначающий фигуру, близкую к сфере, но не совсем идеальный шар. (Сфера – замкнутая поверхность, все точки которой равноудалена от центра; поверхность и внутреннее пространство шара.)

Идея «непогрешимой» круглой планеты существовала очень долго - до конца XVIII века. Но идеально правильным шаром Земля могла быть только в том случае, если бы она не вращалась вокруг своей оси. Тогда вещество, составляющее планету, расположилось бы равномерно вокруг ее центра.

Англичанин ^ Исаак Ньютон (1643-1727 гг.) и голландец Христиан Гюйгенс (1629-1695 гг.) доказали, что Земля не может иметь формуправильного шара. Ведь если шарообразное тело долго и быстро вращается вокруг своей оси, то оно окажется сжатым у полюсов и вытянутым посередине. Такую форму назвали эллипсоид.



^ Рис. 10. Эллипсоид.

Земля сжалась у полюсов в далеком прошлом, когда, по одной из гипотез, она представляла собой неостывшее, пластичное тело. Экваториальная часть Земли удалилась от оси вращения, а полюса сблизились. В результате оказалось, что расстояние от центра до полюсов равно 6356 км, а от центра к экватору больше на 22 км, и составляет 6378 км.




^ Рис. 11.Форма и размеры Земли


Это следует из законов физики, а им подчиняется весь материальный мир.

На этом можно было бы и закончить рассуждения о форме Земли, однако, эллипсоид – это форма правильного тела вращения из однородного или равномерно распределенного по плотности вещества. В действительности, как это видно на рис. 119, масса земного вещества распределена неравномерно: в северном полушарии больше суши, а в Южном - воды. Следовательно, Земля не может быть правильным эллипсоидом. Поэтому было предложено условное наименование формы Земли - геоид*.

(Геоид – от греческих слов gе - Земля, eidos - вид, т.е. имеющий вид Земли, замкнутая фигура, которую принимают за сглаженную фигуру Земли.)



Рис. 12. Неравномерное распределение массы земного вещества




Рис. 13. Геоид

Интересный факт. Внимательно рассматривая рисунок 12, нетрудно увидеть, что Северное и Южное полушария Земли асимметричны (от греческого аsiттеtri - несоразмерность, нарушение симметрии): одно не является зеркальным отражением другого. Чем объясняется эта асимметричность Северного и Южного полушарий Земли?

Установлено, что строение и состав пород, слагающий эти полушария, различны. Силы, направленные параллельно оси вращения (а именно: с юга на север), переместили массы земного вещества в этом же направлении. Поэтому плотность земного вещества Южного полушария уменьшается и при вращении оно испытывает большее сжатие, чем Северное. В результате этого Земля приобрела довольно своеобразную форму: у Южного полюса она слегка вогнутая, у Северного – выпуклая (Смотри рис.14). Специалисты придумали ей название: кардиоид - сердцевидная фигура.



^ Рис. 14. Соотношение форм Земли: сфера, эллипсоид, кардиоид


Представления о форме Земли складывались веками. Какой она только не представлялась! Наблюдения за тенью Земли на поверхности Луны подсказали Аристотелю идею о шарообразности Земли. Не отвергая эту идею, знаменитый древнегреческий математик Архимед внес в нее свои поправки. Он предложил считать формой Земли сфероид - фигуру, близкую к сфере, но не совсем идеальную как шар, исходя из того, что на поверхности Земли есть высокие горы, глубокие впадины. Это представление существовало до конца XVIII века, пока Ньютон и Гюйгенс не доказали, что наша планета в результате вращения вокруг своей оси сплюснута у полюсов. Ученые еще очень долго пытались определить форму Земли и, наконец, назвали ее геоидом.


Полярное сияние Геоид Горизонт Сфера Сфероид Эллипсоид

Проверьте свои знания

  1. Опишите, как выглядит Земля из космоса.

Представьте себе, что вы вернулись из космического полета. У вас масса впечатлений. Все ждут от вас интересных рассказов. О каких впечатлениях, переживаниях вы расскажете?

  1. Какие представления о форме Земли были у древних египтян?

  2. Какие представления о форме Земли были у древних вавилонян, китайцев и индийцев?

  3. Какие общие представления о форме Земли были у древнегреческих ученых? На чем они основывались?

  4. Кто и как впервые доказал шарообразность Земли?

  5. Какие поправки в идею шарообразности Земли внес Архимед? Как он назвал форму Земли?

  6. Кто и как доказали, что Земля имеет форму эллипсоида?

  7. Почему Земля не может быть правильным эллипсоидом, и какое название дали форме Земли?

  8. Чем объясняется асимметричность Северного и Южного полушарий Земли и как называют такую форму нашей планеты?

  9. Представьте, что Земля имеет форму диска или барабана, плавающих в Океане. Можно ли тогда совершить кругосветное путешествие? Почему?

  10. Представьте себе, что вы совершаете свой первый космический полет. Пролетая мимо Земли, вы, несомненно, увидели бы, как она прекрасна и идеальна по форме. Почему в Космосе форма Земли воспринимается как шар?



^

§ 27. Что такое земная ось и каково значение вращения Земли вокруг нее


Земной осью называют воображаемую прямую линию, вокруг которой проходит суточное вращение Земли. Земная ось проходит через центр Земли и пересекает земную поверхность в географических полюсах. Своим северным концом она направлена на точку вблизи Полярной звезды.

Найдите и покажите ее на рисунке 15 земную ось и Полярную звезду.


Рис.15. Направление земной оси


Ось вращения Земли наклонена к плоскости ее орбиты под углом 66,5° (или 23,5° от вертикали). Этот наклон обеспечивает наиболее благоприятные условия для жизни на большей части Земли.

Земля вращается вокруг своей оси с запада на восток в том же направлении, в каком перемещается по орбите. Полный оборот вокруг своей оси Земля совершает за 24 часа, то есть за сутки.

Вращение Земли вокруг своей оси называют осевым или суточным.




^ Рис. 16. Вращение Земли вокруг своей оси


Осевое вращение Земли отклоняет тела, движущиеся горизонтально, в Северном полушарии - вправо, в Южном - влево. В результате этого происходит отклонение направлений постоянных ветров, смещение русел рек и размывание ими правых берегов в Северном полушарии и левых - в Южном.



^ Рис. 17 Долины рек в разных полушариях

По рисункам определите, в каких полушариях протекают эти реки. По каким признакам вы это определили?

Какое значение имеет смена дня и ночи для живых организмов?

Как вам известно, смена дня и ночи для живых организмов имеет огромное значение. Вы могли наблюдать, как в определенное время суток раскрываются и закрываются цветки одуванчика, календулы и других растений.

Лишь в немногих местах обитания (темных пещерах, нижних слоях почвы, на морской глубине) смена дня и ночи практически не влияет на живые организмы.

В течение суток активность большинства животных и растений значительно меняется. Это явление называется суточным ритмом, он обусловлен периодическими изменениями освещенности из-за вращения Земли вокруг своей оси.

Различие в освещенности и температуре в течение суток приводит к изменению интенсивности таких сложных процессов у живых организмов, как образование органических веществ, дыхание, испарение воды листьями растений.

Суточный режим жизни организма ярче всего проявляется в периодах бодрствования и сна, в необходимости смены активной деятельности и покоя. Во время сна идет восстановление жизненно необходимых процессов организма, предохраняющих его от истощения.




^ Рис. 18. Смена периодов активности у живых организмов.

На рисунке 18 вы видите, что листья бобовых, например, на ночь сникают, а днем снова расправляются. График активности крысы состоит из последовательно чередующихся изменений: днем крыса спит, а ночью – бодрствует.

Всех животных, у которых суточные изменения проявляются в чередовании периодов активности и покоя, условно делят на несколько групп. В одну из их входят активных в светлое время суток, или дневные животные (многие насекомые, ящерицы, белки, синицы); в другую - активных в темное время суток ночные животные (черви, жабы, ежи, мыши, волки, совы и др.).

Немало животных, которые активны круглосуточно. У них поиск пищи, ее потребление чередуются с непродолжительным сном (кроты, землеройки).

Приспособленность живых организмов к определенному образу жизни имеет наследственную основу.




^ Рис. 19. Животные, ведущие разный образ жизни

Итак: Земля вращается вокруг воображаемой линии - оси, которая наклонена к плоскости орбиты под углом, равным 66,5°. Полный оборот вокруг своей оси наша планета совершает за период времени, который называют сутками. За это время период происходит смена дня и ночи.

^ Осевое вращение Земли отклоняет тела, движущиеся горизонтально: в Северном полушарии - вправо, в Южном - влево.

Смена дня и ночи у живых организмов сформировала суточные ритмы в чередовании периодов активности (бодрствования) и покоя (сна).

Осевое вращение Земли * Ось вращения Земли * Сутки * Суточное вращение Земли

* Суточные ритмы живых организмов

Интересный факт. Существует ряд опытов, подтверждающих вращение Земли вокруг своей оси. Один из них был разработан и продемонстрирован в 1851 г. французским физиком Жаном Фуко (1819-1868 гг.). Суть этого опыта заключается в следующем. Маятник - груз, свободно висящий на длинной нити, - при качании неизменно сохраняет плоскость своего качания. Такой маятник, прикрепленный к потолку высокого здания, перемещается в пространстве вместе с ним благодаря вращению Земли, но при этом продолжает сохранять направление своих колебаний.

Фуко, прикрепил к грузу маятника острие, а на полу, по кругу, насыпал песчаные валики. При качании маятника острие оставляло на песке новые и новые следы. В опытах Фуко в Париже длина маятника была 67 метров; а масса груза - 28 кг. Чем длиннее нить маятника, тем медленнее происходит качание. Чем дальше от экватора производится опыт, тем кажущееся отклонение маятника значительнее. На каждом из полюсов расхождение между начальным направлением качание маятника и направлением спустя час составляет 15°. На экваторе никакого отклонения маятника нет.

Опыт Фуко с 1931 г до недавнего времени демонстрировался в Санкт-Петербурге в Исаакиевском соборе. Длина маятника составляла 98 м; а груз имел массу 60 кг.



^ Рис. 20. Демонстрация опыта Фуко в Исаакиевском соборе.

Интересный факт. Человек спит в среднем по 8 часов в день, то есть на сон он тратит около трети своей жизни. И это не так уж много. Хищные звери и грызуны спят целых две трети жизни, а ленивцы и броненосцыпочти всю жизнь.

Для некоторых людей достаточно и половинной дозы сна. Такими людьми, к примеру, были Петр I, Наполеон Бонапарт, Томас Эдисон.

Человек, долго лишенный сна, начинает видеть предметы как бы в кривом зеркале, сквозь туманную дымку. Он видит сновидения наяву. Нарушение ритма сна и бодрствования может привести не только к бессоннице, но и к заболеваниям сердечно-сосудистой, дыхательной и пищеварительной систем. Длительное (более 10 дней) лишение сна может привести к смерти.

Интересный факт. Под влиянием других планет Солнечной системы угол наклона земной оси увеличивается ежегодно на 0,468". Расчеты показывают, что этот угол будет увеличиваться примерно в течение 15000 лет, а затем начнет уменьшаться. Этим объясняются небольшие изменения направления оси вращения Земли.

Проверьте свои знания

1. Что называют осью Земли?

2. Выберите правильный ответ: ось Земли можно увидеть на карте; фотографии Земли в космосе; глобусе; компасе.

3. Что такое сутки? Чему они равны и как называют разное время суток?

4. Как можно наблюдать осевое вращение Земли?

5. Назовите следствия вращения Земли вокруг своей оси.

6. В чем проявляется суточный ритм у живых организмов?

7*.На какие группы делятся живые организмы в зависимости от чередования у них периодов активности и покоя? Приведите примеры.





Схожі:




База даних захищена авторським правом ©lib.exdat.com
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації