شیب محور چرخشی زمین است. چرخش زمین. نظریه در مورد میدان های مغناطیسی

پنجمین سیاره بزرگ منظومه شمسی- زمین که 4.54 میلیارد سال پیش از غبار و گاز پیش سیاره ای تشکیل شده است، شکل یک توپ نه چندان منظم دارد و نه تنها به دور خورشید در مداری به شکل یک بیضی با بیان ضعیف با سرعت متوسط ​​تقریباً 108 هزار می چرخد. کیلومتر در ساعت، بلکه در اطراف محور خود است. چرخش زمانی رخ می دهد که از قطب شمال، در جهت غرب به شرق، یا به عبارت دیگر در خلاف جهت عقربه های ساعت مشاهده شود. دقیقاً به این دلیل که زمین به دور خورشید و در عین حال به دور محور خود می چرخد، مطلقاً در تمام نقاط این سیاره تغییر دوره ای روز و شب و همچنین تغییر متوالی چهار فصل وجود دارد.

میانگین فاصله خورشید تا زمین تقریباً 150 میلیون کیلومتر و تفاوت بین کوچکترین و بزرگترین فاصله تقریباً 4.8 میلیون کیلومتر است در حالی که مدار زمین خارج از مرکز آن بسیار کمی تغییر می کند و چرخه آن 94 هزار سال است. عامل مهمی که بر آب و هوای زمین تأثیر می گذارد، فاصله بین آن و خورشید است. پیشنهاداتی وجود دارد مبنی بر اینکه عصر یخبندان روی زمین دقیقاً در زمانی آغاز شد که در حداکثر فاصله ممکن از خورشید قرار داشت.

روز اضافی در تقویم

زمین در مدت 23 ساعت و 56 دقیقه یک دور به دور محور خود می چرخد ​​و یک دور به دور خورشید 365 روز و 6 ساعت طول می کشد. این اختلاف دوره به تدریج جمع می شود و هر 4 سال یک بار یک روز اضافی در تقویم ما ظاهر می شود (29 فوریه) و به چنین سالی سال کبیسه می گویند. همچنین، این فرآیند تحت تأثیر ماه واقع در مجاورت، تحت تأثیر قرار می گیرد میدان گرانشیکه چرخش زمین به تدریج کند می شود و این به نوبه خود هر 100 سال یک هزارم روز را طولانی می کند.

تغییرات آب و هوایی قابل توجهی در راه است

تغییر فصل به دلیل شیب است محورهای چرخشزمین به مدار خورشید. این زاویه اکنون 66 درجه و 33 دقیقه است. جاذبه سایر ماهواره ها و سیارات زاویه شیب محور زمین را تغییر نمی دهد، بلکه باعث می شود زمین در یک مخروط دایره ای حرکت کند - این فرآیند را تقدیم می نامند. AT این لحظهموقعیت محور زمین به گونه ای است که قطب شمال در مقابل ستاره شمال قرار دارد. در طی 12 هزار سال آینده، محور زمین به دلیل تأثیر تقدیم تغییر می کند و در مقابل ستاره وگا قرار می گیرد که تنها نیمی از راه است (چرخه کامل تقدم 25800 سال است) و باعث ایجاد آب و هوای بسیار قابل توجهی می شود. کاملاً در تمام سطح زمین تغییر می کند.

نوسانات باعث تغییر آب و هوای زمین می شود

دو بار در ماه در لحظه عبور از خط استوا و دو بار در سال که خورشید در یک موقعیت قرار می گیرد، جاذبه امتداد کاهش می یابد و برابر با صفر می شود، پس از آن دوباره افزایش می یابد، یعنی نرخ های امتداد نوسانی است. . این نوسانات را نوتاسیون می نامند، به طور متوسط ​​هر 18.6 سال یک بار به حداکثر مقدار خود می رسند و از نظر تأثیر بر اقلیم، پس از تغییر فصل در رتبه دوم قرار می گیرند.

به طور خلاصه در چرخش زمین به دور خورشید.

V = (R e R p R p 2 + R e 2 t g 2 φ + R p 2 h R p 4 + R e 4 t g 2 φ) ω (\displaystyle v=\left((\frac (R_(e) \,R_(p))(\sqrt ((R_(p))^(2)+(R_(e))^(2)\,(\mathrm (tg) ^(2)\varphi )))) +(\frac ((R_(p))^(2)h)(\sqrt ((R_(p))^(4)+(R_(e))^(4)\,\mathrm (tg) ^ (2)\varphi )))\راست)\omega )، جایی که R e (\displaystyle R_(e))= 6378.1 کیلومتر - شعاع استوایی، R p (\displaystyle R_(p))= 6356.8 کیلومتر - شعاع قطبی.

• هواپیمایی که با این سرعت از شرق به غرب پرواز می کند (در ارتفاع 12 کیلومتری: 936 کیلومتر در ساعت در عرض جغرافیایی مسکو، 837 کیلومتر در ساعت در عرض جغرافیایی سن پترزبورگ) در چارچوب مرجع اینرسی در حالت استراحت خواهد بود. .
• برهم نهی چرخش زمین به دور محور خود با دوره زمانی یک روز جانبی و به دور خورشید با دوره زمانی یک ساله منجر به نابرابری روزهای خورشیدی و بیدرئی می شود: طول متوسط ​​روز خورشیدی دقیقاً 24 ساعت است. که 3 دقیقه و 56 ثانیه بیشتر از روز غیر واقعی است.

معنای فیزیکی و تایید تجربی

معنای فیزیکی چرخش زمین به دور محور خود

از آنجایی که هر حرکتی نسبی است، لازم است چارچوب مرجع خاصی را نشان دهیم که حرکت یک بدن نسبت به آن بررسی می شود. وقتی می گویند زمین حول یک محور خیالی می چرخد، به این معنی است که حرکت چرخشی را نسبت به هر چارچوب مرجع اینرسی انجام می دهد و دوره این چرخش برابر است با روزهای غیر واقعی - دوره یک چرخش کامل زمین (آسمانی) کره) نسبت به کره آسمانی (زمین).

تمام شواهد تجربی از چرخش زمین به دور محور خود به اثبات اینکه چارچوب مرجع مرتبط با زمین یک چارچوب مرجع غیر اینرسی است کاهش می یابد. نوع خاص- یک چارچوب مرجع که حرکت چرخشی را نسبت به فریم های مرجع اینرسی انجام می دهد.

بر خلاف حرکت اینرسی (یعنی حرکت مستقیم یکنواخت نسبت به چارچوب های مرجع اینرسی)، برای تشخیص حرکت غیر اینرسی یک آزمایشگاه بسته، انجام مشاهدات روی اجسام خارجی ضروری نیست - چنین حرکتی با استفاده از آزمایش های محلی تشخیص داده می شود (یعنی ، آزمایشات انجام شده در داخل این آزمایشگاه). به این معنا حرکت غیر اینرسی از جمله چرخش زمین به دور محور خود را می توان مطلق نامید.

نیروهای اینرسی

اثرات نیروی گریز از مرکز

وابستگی شتاب سقوط آزاد به عرض جغرافیاییآزمایش‌ها نشان می‌دهند که شتاب سقوط آزاد به عرض جغرافیایی بستگی دارد: هر چه به قطب نزدیک‌تر باشد، بیشتر است. این به دلیل عمل نیروی گریز از مرکز است. ابتدا، نقاطی از سطح زمین که در عرض های جغرافیایی بالاتر قرار دارند، به محور چرخش نزدیکتر هستند و بنابراین، هنگام نزدیک شدن به قطب، فاصله r (\displaystyle r)از محور چرخش کاهش می یابد و در قطب به صفر می رسد. ثانیاً با افزایش عرض جغرافیایی، زاویه بین بردار نیروی گریز از مرکز و صفحه افق کاهش می یابد که منجر به کاهش مولفه عمودی نیروی گریز از مرکز می شود.

این پدیده در سال 1672 کشف شد، زمانی که ژان ریشه، ستاره شناس فرانسوی، در سفری به آفریقا، متوجه شد که ساعت های آونگی در نزدیکی خط استوا کندتر از پاریس حرکت می کنند. نیوتن به زودی این را با گفتن اینکه دوره یک آونگ با آن نسبت معکوس دارد توضیح داد ریشه دوماز شتاب ناشی از گرانش، که در استوا به دلیل عمل نیروی گریز از مرکز کاهش می یابد.

صاف شدن زمین.تأثیر نیروی گریز از مرکز منجر به مایل شدن زمین در قطب ها می شود. این پدیده که توسط هویگنس و نیوتن در پایان قرن هفدهم پیش‌بینی شد، برای اولین بار توسط پیر دو ماپرتویس در اواخر دهه 1730 در نتیجه پردازش داده‌های دو اعزامی فرانسوی که مخصوصاً برای حل این مشکل در پرو مجهز شده بودند (به رهبری پیر بوگر) کشف شد. و چارلز د لا کاندامین) و لاپلند (به رهبری الکسیس کلرو و خود مائوپرتویس).

اثرات نیروی کوریولیس: آزمایشات آزمایشگاهی

این اثر باید به وضوح در قطب ها بیان شود، جایی که دوره چرخش کامل صفحه آونگ برابر با دوره چرخش زمین به دور محور خود (روزهای غیر طبیعی) است. در حالت کلی، دوره با سینوس عرض جغرافیایی نسبت معکوس دارد، در خط استوا صفحه نوسانات آونگ بدون تغییر است.

ژیروسکوپ- یک جسم دوار با گشتاور اینرسی قابل توجهی در صورت عدم وجود اغتشاشات شدید، تکانه زاویه ای خود را حفظ می کند. فوکو که از توضیح دادن آنچه برای آونگ فوکو در قطب نبود خسته شده بود، نمایش دیگری را ارائه داد: یک ژیروسکوپ معلق جهت خود را حفظ کرد، به این معنی که به آرامی نسبت به ناظر می چرخید.

انحراف پرتابه ها در هنگام شلیک اسلحه.یکی دیگر از تظاهرات قابل مشاهده نیروی کوریولیس، انحراف مسیر پرتابه هایی است که در جهت افقی شلیک می شوند (به سمت راست در نیمکره شمالی، به سمت چپ در نیمکره جنوبی). از نقطه نظر چارچوب اینرسی مرجع، برای پرتابه های شلیک شده در امتداد نصف النهار، این به دلیل وابستگی سرعت خطی چرخش زمین به عرض جغرافیایی است: هنگام حرکت از استوا به قطب، پرتابه را حفظ می کند. مولفه افقی سرعت بدون تغییر است، در حالی که سرعت خطی چرخش نقاط روی سطح زمین کاهش می یابد، که منجر به جابجایی پرتابه از نصف النهار در جهت چرخش زمین می شود. اگر گلوله به موازات خط استوا شلیک شده باشد، تغییر مکان پرتابه از موازی به این دلیل است که مسیر پرتابه در همان صفحه با مرکز زمین قرار دارد، در حالی که نقاط روی سطح زمین در حرکت هستند. صفحه ای عمود بر محور چرخش زمین. این اثر (برای مورد شلیک در امتداد نصف النهار) توسط گریمالدی در دهه 40 قرن 17 پیش بینی شد. و اولین بار توسط ریچیولی در سال 1651 منتشر شد.

انحراف اجسام در حال سقوط آزاد از عمودی. ( ) اگر سرعت جسم دارای مولفه عمودی بزرگی باشد، نیروی کوریولیس به سمت شرق هدایت می شود که منجر به انحراف متناظر از مسیر حرکت جسمی می شود که آزادانه (بدون سرعت اولیه) از یک برج بلند سقوط می کند. هنگامی که در یک چارچوب مرجع اینرسی در نظر گرفته می‌شود، این اثر با این واقعیت توضیح داده می‌شود که بالای برج نسبت به مرکز زمین سریع‌تر از پایه حرکت می‌کند، به همین دلیل مسیر بدن یک سهمی باریک است. و بدنه کمی جلوتر از پایه برج است.

اثر Eötvös.در عرض های جغرافیایی پایین، نیروی کوریولیس، هنگام حرکت در امتداد سطح زمین، در جهت عمودی هدایت می شود و عمل آن بسته به اینکه جسم به سمت غرب یا شرق حرکت کند، منجر به افزایش یا کاهش شتاب سقوط آزاد می شود. این اثر به افتخار فیزیکدان مجارستانی Lorand-Åtvös، که به طور تجربی در آغاز قرن بیستم آن را کشف کرد، اثر Eötvös نامیده می شود.

آزمایش هایی با استفاده از قانون بقای تکانه زاویه ای.برخی از آزمایش‌ها بر اساس قانون بقای تکانه هستند: در یک چارچوب مرجع اینرسی، مقدار تکانه (برابر حاصل ضرب تکانه - اینرسی ضربدر سرعت زاویه‌ای چرخش) تحت تأثیر نیروهای داخلی تغییر نمی‌کند. اگر در زمان اولیه نصب نسبت به زمین بی حرکت باشد، سرعت چرخش آن نسبت به چارچوب مرجع اینرسی برابر با سرعت زاویه ای چرخش زمین است. اگر ممان اینرسی سیستم را تغییر دهید، سرعت زاویه ای چرخش آن باید تغییر کند، یعنی چرخش نسبت به زمین شروع می شود. در یک چارچوب مرجع غیر اینرسی مرتبط با زمین، چرخش در نتیجه عمل نیروی کوریولیس رخ می دهد. این ایده توسط دانشمند فرانسوی لویی پوانسو در سال 1851 ارائه شد.

اولین آزمایش از این دست توسط هاگن در سال 1910 انجام شد: دو وزنه بر روی یک میله متقاطع صاف بدون حرکت نسبت به سطح زمین نصب شد. سپس فاصله بین بارها کاهش یافت. در نتیجه، نصب به چرخش درآمد. آزمایش گویاتری توسط دانشمند آلمانی هانس بوکا در سال 1949 انجام شد. میله ای به طول حدود 1.5 متر عمود بر یک قاب مستطیل شکل نصب شد. در ابتدا، میله افقی بود، نصب نسبت به زمین ثابت بود. سپس میله را به حالت عمودی رساندند که منجر به تغییر گشتاور اینرسی نصب حدود 10 4 برابر و چرخش سریع آن با سرعت زاویه ای 10 4 برابر بیشتر از سرعت چرخش زمین شد.

قیف در حمام.

از آنجایی که نیروی کوریولیس بسیار ضعیف است، تأثیر ناچیزی بر جهت چرخش آب در هنگام تخلیه در سینک یا وان دارد، بنابراین به طور کلی جهت چرخش در قیف با چرخش زمین ارتباطی ندارد. تنها در آزمایش‌های دقیق کنترل شده می‌توان اثر نیروی کوریولیس را از سایر عوامل جدا کرد: در نیمکره شمالی، قیف در خلاف جهت عقربه‌های ساعت پیچ خورده است، در نیمکره جنوبی - برعکس.

اثرات نیروی کوریولیس: پدیده ها در محیط

آزمایشات نوری

تعدادی از آزمایش‌ها که چرخش زمین را نشان می‌دهند بر اساس اثر ساگناک هستند: اگر تداخل‌سنج حلقه‌ای بچرخد، به دلیل اثرات نسبیتی، اختلاف فاز در پرتوهای روبرو ظاهر می‌شود.

Δ φ = 8 π A λ c ω , (\displaystyle \Delta \varphi =(\frac (8\pi A)(\lambda c))\omega,)

جایی که A (\displaystyle A)- مساحت طرح حلقه بر روی صفحه استوایی (صفحه عمود بر محور چرخش)، c (\displaystyle c)- سرعت نور، ω (\displaystyle \omega)- سرعت زاویه ای چرخش برای نشان دادن چرخش زمین، این اثر توسط فیزیکدان آمریکایی مایکلسون در مجموعه ای از آزمایشات انجام شده در سال های 1923-1925 استفاده شد. در آزمایش‌های مدرن با استفاده از اثر ساگناک، چرخش زمین باید برای کالیبره کردن تداخل‌سنج‌های حلقه‌ای در نظر گرفته شود.

تعدادی تظاهرات تجربی دیگر از چرخش روزانه زمین وجود دارد.

چرخش ناهموار

تقدم و نوتاسیون

تاریخچه ایده چرخش روزانه زمین

دوران باستان

توضیح چرخش روزانه آسمان توسط چرخش زمین به دور محور خود اولین بار توسط نمایندگان مکتب فیثاغورث، هیکت و اکفانت سیراکوزان ارائه شد. بر اساس برخی بازسازی ها، فیلولاوس فیثاغورثی کروتون (قرن پنجم قبل از میلاد) نیز مدعی چرخش زمین بود. جمله ای که می تواند به عنوان نشانه ای از چرخش زمین تفسیر شود در گفت و گوی افلاطونی موجود است. تیمائوس .

با این حال، تقریباً هیچ چیز در مورد گیکتا و اکفانت مشخص نیست و حتی وجود آنها نیز گاهی زیر سؤال می رود. طبق نظر اکثر دانشمندان، زمین در سیستم دنیای فیولائوس نمی چرخید، بلکه حرکت رو به جلو در اطراف آتش مرکزی بود. افلاطون در نوشته های دیگر خود از دیدگاه سنتی بی حرکتی زمین پیروی می کند. با این حال، ما شواهد متعددی دریافت کرده‌ایم که نشان می‌دهد ایده چرخش زمین توسط فیلسوف هراکلیدس-پونتیک (قرن چهارم قبل از میلاد) دفاع شده است. احتمالاً فرض دیگری از هراکلید با فرضیه چرخش زمین به دور محور آن مرتبط است: هر ستاره دنیایی است که شامل زمین، هوا، اتر است و همه اینها در فضای بینهایت قرار دارند. در واقع، اگر چرخش روزانه آسمان انعکاسی از چرخش زمین باشد، در این صورت فرض تلقی ستاره ها در یک کره ناپدید می شود.

حدود یک قرن بعد، فرض چرخش زمین تبدیل شد بخشی جدایی ناپذیراولی که توسط ستاره شناس بزرگ آریستارخوس ساموسی (قرن سوم قبل از میلاد) پیشنهاد شد. آریستارخوس توسط سلوکوس بابلی (قرن دوم پیش از میلاد) و همچنین هراکلید-پونتیک، که جهان را نامتناهی می دانست، حمایت می شد. این واقعیت که ایده چرخش روزانه زمین از اوایل قرن اول پس از میلاد طرفداران خود را داشت. ه.، برخی از اظهارات فیلسوفان سنکا، درکیلید، ستاره شناس کلودیوس-بطلمیوس گواهی می دهند. با این حال، اکثریت قریب به اتفاق ستاره شناسان و فیلسوفان در بی حرکتی زمین شک نداشتند.

استدلال هایی علیه ایده حرکت زمین در آثار ارسطو و بطلمیوس یافت می شود. پس در رساله او درباره بهشتارسطو بی تحرکی زمین را با این واقعیت توجیه می کند که در یک زمین در حال چرخش، اجسامی که به صورت عمودی به سمت بالا پرتاب می شوند، نمی توانند به نقطه ای که حرکت آنها از آنجا شروع شده سقوط کنند: سطح زمین در زیر جسم پرتاب شده حرکت می کند. استدلال دیگری برای عدم تحرک زمین که ارسطو ارائه کرده است، مبتنی بر نظریه فیزیکی او است: زمین جسم سنگینی است و اجسام سنگین تمایل دارند به سمت مرکز جهان حرکت کنند و به دور آن بچرخند.

از کار بطلمیوس چنین بر می آید که طرفداران فرضیه چرخش زمین به این استدلال ها پاسخ دادند که هم هوا و هم همه اجرام زمینی همراه با زمین حرکت می کنند. ظاهراً نقش هوا در این استدلال اساساً مهم است ، زیرا درک می شود که دقیقاً حرکت آن همراه با زمین است که چرخش سیاره ما را پنهان می کند. بطلمیوس این را با گفتن آن مقابله می کند

اجسام موجود در هوا همیشه عقب مانده به نظر می رسند ... و اگر اجسام همراه با هوا به طور کلی بچرخند، به نظر نمی رسد که هیچ یک از آنها جلوتر از دیگری باشد یا از آن عقب بماند، بلکه در حال پرواز در جای خود باقی می ماند. و پرتاب آن باعث انحراف یا حرکت به جای دیگر نمی شود، چنانکه با چشم خود می بینیم که انجام می شود، و اصلاً سرعت و شتاب آنها کاهش نمی یابد، زیرا زمین ساکن نیست.

قرون وسطی

هند

اولین نفر از نویسندگان قرون وسطی، که پیشنهاد کرد زمین به دور محور خود می چرخد، ستاره شناس و ریاضیدان بزرگ هندی آریابهاتا (اواخر قرن پنجم - اوایل قرن ششم) بود. او در چند جای رساله آن را صورت بندی کرده است. آریابهاتیا، مثلا:

همانطور که شخصی در کشتی که به جلو حرکت می کند، اجسام ثابتی را می بیند که به سمت عقب حرکت می کنند، ناظر نیز ... ستاره های ثابتی را می بیند که در یک خط مستقیم به سمت غرب حرکت می کنند.

معلوم نیست که آیا این ایده متعلق به خود آریابهاتا است یا آن را از ستاره شناسان یونان باستان به عاریت گرفته است.

آریابهاتا تنها توسط یک ستاره شناس به نام پرتوداکا (قرن نهم) حمایت می شد. اکثر دانشمندان هندی از بی حرکتی زمین دفاع کرده اند. بنابراین، اخترشناس Varahamihira (قرن ششم) استدلال کرد که در یک زمین در حال چرخش، پرندگانی که در هوا پرواز می کنند نمی توانند به لانه خود بازگردند و سنگ ها و درختان از سطح زمین خارج می شوند. ستاره شناس برجسته براهماگوپتا (قرن ششم) نیز این استدلال قدیمی را تکرار کرد که جسدی که از کوه بلندی سقوط می کند می تواند به پایه خود فرو رود. با این حال، در همان زمان، یکی از استدلال های وراهامیهیرا را رد کرد: به نظر او، حتی اگر زمین بچرخد، اجسام به دلیل جاذبه خود نمی توانند از آن جدا شوند.

شرق اسلامی

امکان چرخش زمین توسط بسیاری از دانشمندان شرق مسلمان مورد توجه قرار گرفت. بدین ترتیب هندسه دان معروف السیجیزی اسطرلاب را اختراع کرد که اصل عملکرد آن بر این فرض استوار است. برخی از علمای اسلامی (که نامشان به دست ما نرسیده است) حتی یافته اند راه درسترد استدلال اصلی علیه چرخش زمین: عمودی مسیر اجسام در حال سقوط. در اصل، در همان زمان، اصل برهم نهی حرکات بیان شد که بر اساس آن هر حرکتی را می توان به دو یا چند جزء تجزیه کرد: با توجه به سطح زمین در حال چرخش، بدن در حال سقوط در امتداد یک شاقول حرکت می کند. اما نقطه ای که پرتاب این خط بر روی سطح زمین است به آن منتقل می شود. این را دانشمند-دانشنامه‌نویس معروف البیرونی، که خود به بی حرکتی زمین تمایل داشت، نشان می‌دهد. به عقیده وی، اگر نیروی اضافی بر جسم در حال سقوط وارد شود، نتیجه عمل آن بر روی زمین در حال چرخش منجر به اثراتی خواهد شد که عملاً مشاهده نمی شود.

در میان دانشمندان قرن سیزدهم تا شانزدهم، مرتبط با رصدخانه های ماراگا و سمرقند، بحثی در مورد امکان توجیه تجربی برای بی حرکتی زمین مطرح شد. بنابراین، ستاره شناس معروف، قطب الدین آش شیرازی (قرن سیزدهم تا چهاردهم) معتقد بود که بی حرکتی زمین را می توان با آزمایش تأیید کرد. از سوی دیگر، بنیانگذار رصدخانه ماراگا، نصیرالدین طوسی، معتقد بود که اگر زمین بچرخد، این چرخش با لایه‌ای از هوا در مجاورت سطح آن جدا می‌شود و تمام حرکات نزدیک به سطح زمین از هم جدا می‌شود. دقیقاً به همان شکلی رخ می دهد که اگر زمین بی حرکت باشد. او این موضوع را با کمک مشاهدات دنباله دارها توجیه کرد: طبق نظر ارسطو، دنباله دارها یک پدیده هواشناسی در بالای جو هستند. با این وجود، مشاهدات نجومی نشان می دهد که دنباله دارها در چرخش روزانه کره آسمانی شرکت می کنند. در نتیجه، لایه‌های بالایی هوا با چرخش آسمان به دام می‌افتند و بنابراین لایه‌های پایین‌تر نیز می‌توانند با چرخش زمین به دام بیفتند. بنابراین، آزمایش نمی تواند به این سوال پاسخ دهد که آیا زمین می چرخد ​​یا خیر. با این حال، او از طرفداران بی حرکتی زمین باقی ماند، زیرا با فلسفه ارسطو مطابقت داشت.

اکثر علمای اسلامی دوران متأخر (اردی، قزوینی، نیسابوری، الجورجانی، بیرجندی و دیگران) با طوسی موافق بودند که همه پدیده‌های فیزیکی در یک زمین در حال چرخش و ساکن منجر به به همان شیوه. با این حال، نقش هوا در این مورد دیگر اساسی تلقی نمی شد: نه تنها هوا، بلکه تمام اجسام نیز توسط زمین در حال چرخش منتقل می شوند. بنابراین، برای توجیه بی حرکتی زمین، باید تعالیم ارسطو را درگیر کرد.

در این منازعات، سومین رئیس رصدخانه سمرقند، علاءالدین علی الکوشچی (قرن پانزدهم)، که فلسفه ارسطو را رد کرد و چرخش زمین را از نظر فیزیکی ممکن می دانست، جایگاه ویژه ای داشت. در قرن هفدهم، بهاءالدین عاملی، متکلم و دانشمند-دانشمند ایرانی، به نتیجه مشابهی رسید. به نظر او، ستاره شناسان و فیلسوفان شواهد کافی برای رد چرخش زمین ارائه نکرده اند.

غرب لاتین

بحث مفصلی درباره امکان حرکت زمین به طور گسترده در نوشته‌های دانش‌آموزان پاریسی ژان بوریدان، آلبرت ساکسونی و نیکلاس اورم (نیمه دوم قرن چهاردهم) آمده است. مهمترین دلیلی که در آثار آنها به نفع گردش زمین و نه آسمان آورده شده، کوچک بودن زمین در مقایسه با جهان هستی است که نسبت دادن چرخش روزانه آسمان به کیهان را بسیار غیرطبیعی می کند.

با این حال، همه این دانشمندان در نهایت چرخش زمین را، البته به دلایل مختلف، رد کردند. بنابراین آلبرت ساکسونی معتقد بود که این فرضیه قادر به توضیح پدیده های نجومی مشاهده شده نیست. بوریدان و اورم به درستی با این مخالفت کردند، که طبق آن، پدیده های آسمانی باید بدون توجه به آنچه که چرخش را ایجاد می کند، زمین یا کیهان، به یک شکل رخ دهند. بوریدان تنها یک استدلال قابل توجه در برابر چرخش زمین پیدا کرد: فلش هایی که به صورت عمودی به سمت بالا پرتاب می شوند یک خط محض سقوط می کنند، اگرچه به نظر او با چرخش زمین باید از حرکت زمین عقب بمانند و به سمت پایین بیفتند. غرب نقطه شلیک

اما حتی این استدلال توسط Oresme رد شد. اگر زمین بچرخد، فلش به صورت عمودی به سمت بالا پرواز می کند و در همان زمان به سمت شرق حرکت می کند و توسط هوایی که با زمین می چرخد ​​اسیر می شود. بنابراین، تیر باید در همان جایی که از آن شلیک شده، بیفتد. اگرچه در اینجا دوباره به نقش حباب کننده هوا اشاره می شود، اما در واقعیت نقش خاصی ندارد. این با قیاس زیر نشان داده می شود:

به همین ترتیب، اگر در یک کشتی در حال حرکت هوا بسته بود، برای شخصی که توسط این هوا احاطه شده بود به نظر می رسید که هوا حرکت نمی کند ... اگر شخصی در کشتی بود که با سرعت زیاد به سمت شرق حرکت می کرد، بدون اینکه بداند. در مورد این حرکت، و اگر دستش را در یک خط مستقیم در امتداد دکل کشتی دراز می کرد، به نظرش می رسید که دستش در حال ساختن است. حرکت مستقیم; به همین ترتیب، طبق این نظریه، به نظرمان می رسد که همین اتفاق برای یک تیر می افتد زمانی که آن را به صورت عمودی به سمت بالا یا عمودی به پایین پرتاب کنیم. در داخل یک کشتی که با سرعت زیاد به سمت شرق حرکت می کند، همه نوع حرکت می تواند انجام شود: طولی، عرضی، پایین، بالا، در همه جهات - و دقیقاً مانند زمانی که کشتی ساکن است به نظر می رسد.

علاوه بر این، Orem فرمولی را ارائه می دهد که اصل نسبیت را پیش بینی می کند:

بنابراین نتیجه می‌گیرم که نمی‌توان با هیچ تجربه‌ای ثابت کرد که آسمان‌ها حرکتی روزانه دارند و زمین نه.

با این حال، حکم نهایی اورسمه در مورد امکان چرخش زمین منفی بود. مبنای این نتیجه گیری متن کتاب مقدس بود:

با این حال، تا کنون همه حمایت کرده‌اند و من معتقدم که این [بهشت] است و نه زمین که حرکت می‌کند، زیرا «خدا دایره زمین را آفرید که نمی‌لرزد»، با وجود همه استدلال‌های مخالف.

امکان چرخش روزانه زمین توسط دانشمندان و فیلسوفان اروپایی قرون وسطی نیز ذکر شد، اما هیچ استدلال جدیدی که در بوریدان و اورم وجود نداشته باشد، اضافه نشده است.

بنابراین، عملاً هیچ یک از دانشمندان قرون وسطی فرضیه چرخش زمین را نپذیرفتند. با این حال، در جریان بحث آن توسط دانشمندان شرق و غرب، افکار عمیق بسیاری بیان شد که سپس توسط دانشمندان عصر جدید تکرار خواهد شد.

رنسانس و دوران مدرن

در نیمه اول قرن شانزدهم، آثار متعددی منتشر شد که مدعی شدند دلیل چرخش روزانه آسمان، چرخش زمین به دور محور خود است. یکی از آنها رساله ایتالیایی Celio Calcagnini "درباره این واقعیت است که آسمان بی حرکت است و زمین می چرخد، یا در حرکت دائمی زمین" (نوشته شده در حدود 1525، منتشر شده در 1544). او تأثیر زیادی بر معاصران خود نگذاشت، زیرا در آن زمان کار اساسی ستاره شناس لهستانی نیکلاوس-کوپرنیک "درباره چرخش ها" قبلاً منتشر شده بود. کره های آسمانی"(1543)، جایی که فرضیه چرخش روزانه زمین برای او مانند آریستارخوس ساموس بخشی از سیستم هلیومرکزی جهان شد. کوپرنیک قبلاً افکار خود را در یک مقاله دست نویس کوچک بیان کرد. نظر کوچک(نه زودتر از 1515). دو سال زودتر از اثر اصلی کوپرنیک، کار اخترشناس آلمانی گئورگ-یواخیم-رتیک منتشر شد. روایت اول(1541)، جایی که نظریه کوپرنیک به طور عامیانه توضیح داده شده است.

در قرن شانزدهم، کوپرنیک به طور کامل توسط اخترشناسان توماس دیگز، رتیک، کریستوف روتمن، مایکل موستلین، فیزیکدانان جیامباتیستا بندتی، سیمون استوین، فیلسوف جووردانو برونو، الهیدان دیگو د زونیگا حمایت شد. برخی از دانشمندان چرخش زمین به دور محور خود را پذیرفتند و حرکت رو به جلو آن را رد کردند. این موضع اخترشناس آلمانی نیکلاس رایمرز، معروف به اورسوس، و همچنین فیلسوفان ایتالیایی آندریا سزالپینو و فرانچسکو پاتریسی بود. دیدگاه فیزیکدان برجسته ویلیام گیلبرت، که از چرخش محوری زمین پشتیبانی می کند، اما در مورد حرکت انتقالی آن صحبت نمی کند، کاملاً روشن نیست. در آغاز قرن هفدهم، سیستم هلیوسنتریک جهان (شامل چرخش زمین به دور محور آن) از حمایت چشمگیر گالیله-گالیله و یوهانس-کپلر برخوردار شد. تأثیرگذارترین مخالفان ایده حرکت زمین در قرن 16 - اوایل قرن 17، اخترشناسان Tycho-Brage و Christopher-Clavius ​​بودند.

فرضیه چرخش زمین و شکل گیری مکانیک کلاسیک

در واقع، در قرون XVI-XVII. تنها استدلال به نفع چرخش محوری زمین این بود که در این مورد نیازی به نسبت دادن سرعت چرخش عظیم به کره ستاره ای نیست، زیرا حتی در دوران باستان قبلاً به طور قابل اعتماد ثابت شده بود که اندازه کیهان به طور قابل توجهی از اندازه بیشتر است. از زمین (این برهان توسط بوریدان و اورم نیز وجود داشت) .

در برابر این فرضیه، استدلال هایی بر اساس اندیشه های پویای آن زمان بیان شد. اول از همه، این عمودی بودن مسیر اجسام در حال سقوط است. بحث های دیگری نیز وجود داشت، مثلاً برد مساوی آتش در جهت شرق و غرب. کوپرنیک در پاسخ به این سوال در مورد غیرقابل مشاهده بودن اثرات چرخش روزانه در آزمایشات زمینی، نوشت:

نه تنها زمین با عنصر آب متصل به آن می چرخد، بلکه بخش قابل توجهی از هوا و هر چیزی که به هر نحوی شبیه به زمین یا نزدیکترین هوا به زمین است، اشباع شده از مواد زمینی و آب است. از همان قوانین طبیعت مانند زمین پیروی می کند یا حرکتی اکتسابی دارد که توسط زمین مجاور در چرخش ثابت و بدون هیچ مقاومتی به آن منتقل می شود.

بنابراین، حباب هوا با چرخش آن، نقش اصلی را در غیر قابل مشاهده بودن چرخش زمین ایفا می کند. این عقیده توسط اکثریت کوپرنیک ها در قرن شانزدهم مشترک بود.

حامیان بی نهایت جهان در قرن شانزدهم نیز توماس دیگز، جوردانو برونو، فرانچسکو پاتریسی بودند - همه آنها از فرضیه چرخش زمین به دور محور خود (و دو نفر اول نیز به دور خورشید) حمایت کردند. کریستف روتمان و گالیله گالیله معتقد بودند که ستارگان در فواصل متفاوتی از زمین قرار دارند، اگرچه آنها به صراحت درباره بی نهایت جهان صحبت نکردند. از سوی دیگر، یوهانس کپلر بی نهایت بودن کیهان را انکار کرد، اگرچه او از حامیان چرخش زمین بود.

زمینه مذهبی بحث چرخش زمین

تعدادی از اعتراضات به چرخش زمین با تناقضات آن با متن کتاب مقدس همراه بود. این مخالفت ها دو گونه بود. اولاً، برخی از مکان‌های کتاب مقدس برای تأیید اینکه خورشید است که حرکت روزانه را انجام می‌دهد ذکر شد، به عنوان مثال:

خورشید طلوع می کند و خورشید غروب می کند و به سوی محل طلوعش می شتابد.

در این مورد، چرخش محوری زمین مورد حمله قرار گرفت، زیرا حرکت خورشید از شرق به غرب بخشی از چرخش روزانه آسمان است. غالباً قسمتی از کتاب یوشع در این رابطه نقل شده است:

عیسی در روزی که خداوند اموریان را به دست اسرائیل تسلیم کرد، هنگامی که آنها را در جبعون زد، خداوند را صدا زد و در برابر صورت بنی اسرائیل ضرب و شتم شدند و به بنی اسرائیل گفت: بس کنید، خورشید بر فراز جبعون است و ماه بر فراز دره آوالون.

از آنجایی که فرمان توقف به خورشید داده شد و نه به زمین، از این نتیجه به این نتیجه رسید که این خورشید است که حرکت روزانه را انجام می دهد. عبارات دیگری در حمایت از بی حرکتی زمین ذکر شده است، مانند:

تو زمین را بر پایه های محکم نهادی و تا ابد متزلزل نخواهد شد.

این گذرگاه ها هم برخلاف تصور چرخش زمین به دور محورش و هم با چرخش به دور خورشید در نظر گرفته شدند.

حامیان چرخش زمین (به ویژه، جوردانو برونو، یوهان کپلر و به ویژه گالیله گالیله) در چندین جهت دفاع کردند. ابتدا اشاره کردند که کتاب مقدس به زبانی نوشته شده است که برای مردم عادی قابل درک باشد و اگر نویسندگان آن فرمول‌بندی‌های علمی روشنی ارائه می‌کردند، نمی‌توانست مأموریت اصلی و مذهبی خود را انجام دهد. بنابراین برونو نوشت:

در بسیاری از موارد احمقانه و بی مصلحت است که بر اساس حقیقت و نه بر اساس مصداق و مصلحت داده شده، استدلال زیادی ارائه دهیم. مثلاً اگر به جای این جمله: «خورشید زاده می‌شود و طلوع می‌کند، از ظهر می‌گذرد و به سوی آکیلون متمایل می‌شود»، حکیم می‌گوید: «زمین دایره‌ای به طرف مشرق می‌رود و خورشید را که غروب می‌کند، می‌گذارد، به سمتش متمایل می‌شود. دو منطقه استوایی، از سرطان تا جنوب، از برج جدی تا آکیلو، سپس شنوندگان شروع به فکر کردن کردند: «چطور؟ می گوید زمین در حال حرکت است؟ این چه خبر است؟ در نهایت او را احمق می دانستند و او واقعاً احمق بود.

پاسخ هایی از این دست عمدتاً به اعتراضات مربوط به حرکت روزانه خورشید داده شد. ثانیاً، اشاره شد که برخی از آیات کتاب مقدس باید به صورت تمثیلی تفسیر شود (به مقاله تمثیل کتاب مقدس مراجعه کنید). بنابراین، گالیله اشاره کرد که اگر کتاب مقدس کاملاً تحت اللفظی گرفته شود، معلوم می شود که خدا دست دارد، او در معرض احساساتی مانند خشم و غیره است. ایده اصلیمدافعان آموزه حرکت زمین این بودند که علم و دین اهداف متفاوتی دارند: علم به پدیده های جهان مادی توجه می کند که با استدلال های عقل هدایت می شود، هدف دین بهبود اخلاقی انسان، نجات او است. گالیله در این رابطه از کاردینال بارونیو نقل کرد که کتاب مقدس نحوه صعود به بهشت ​​را آموزش می دهد، نه اینکه چگونه آسمان ها ساخته شده اند.

این استدلال ها توسط کلیسای کاتولیک قانع کننده نبود و در سال 1616 دکترین چرخش زمین ممنوع شد و در سال 1631 گالیله به دلیل دفاع از خود توسط تفتیش عقاید محکوم شد. با این حال، در خارج از ایتالیا، این ممنوعیت تأثیر قابل توجهی بر توسعه علم نداشت و عمدتاً به سقوط اقتدار خود کلیسای کاتولیک کمک کرد.

باید اضافه کرد که استدلال های مذهبی علیه حرکت زمین نه تنها توسط رهبران کلیسا، بلکه توسط دانشمندان (به عنوان مثال، تیکو براژ) ارائه شد. از سوی دیگر، راهب کاتولیک پائولو فوسکارینی مقاله کوتاهی نوشت: «نامه ای درباره دیدگاه فیثاغورثی ها و کوپرنیک در مورد تحرک زمین و بی حرکتی خورشید و در مورد سیستم جدید فیثاغورثی جهان» (1615). جایی که او ملاحظات نزدیک به گالیله را بیان کرد، و دیگو دی زونیگا، الهی‌دان اسپانیایی، حتی از نظریه کوپرنیک برای تفسیر برخی از آیات کتاب مقدس استفاده کرد (اگرچه بعداً نظر خود را تغییر داد). بنابراین، تضاد بین الهیات و آموزه حرکت زمین نه چندان تضادی بین علم و دین، بلکه تضاد بین اصول روش‌شناختی قدیمی (که در آغاز قرن هفدهم منسوخ شده بودند) و جدید بود. علم زیربنایی

اهمیت فرضیه چرخش زمین برای توسعه علم

درک مشکلات علمی مطرح شده توسط نظریه زمین در حال چرخش به کشف قوانین مکانیک کلاسیک و ایجاد کیهان شناسی جدید کمک کرد که بر اساس ایده بی نهایت جهان است. در طول این فرآیند، تضادهای بین این نظریه و قرائت تحت اللفظی کتاب مقدس به مرزبندی علم طبیعی و دین کمک کرد.

حتی در زمان های قدیم، با مشاهده آسمان پر ستاره، مردم متوجه شدند که در طول روز خورشید و در آسمان شب - تقریباً همه ستارگان - مسیر خود را هر از گاهی تکرار می کنند. این نشان می دهد که دو دلیل برای این پدیده وجود دارد. یا در پس زمینه یک آسمان پرستاره ثابت اتفاق می افتد، یا آسمان به دور زمین می چرخد. کلودیوس بطلمیوس، ستاره شناس، دانشمند و جغرافی دان برجسته یونان باستان، به نظر می رسید که این مسئله را با متقاعد کردن همه به اینکه خورشید و آسمان به دور زمین بی حرکت می چرخند، حل کرده است. علیرغم این واقعیت که او نمی توانست توضیح دهد، بسیاری از آنها خود را به این امر رها کردند.

سیستم هلیوسنتریک، بر اساس نسخه ای دیگر، در یک مبارزه طولانی و دراماتیک به رسمیت شناخته شد. جووردانو برونو در آتش مرد، گالیله سالخورده "صحت" تفتیش عقاید را تشخیص داد، اما "... هنوز می چرخد!"

امروزه چرخش زمین به دور خورشید کاملاً اثبات شده تلقی می شود. به طور خاص، حرکت سیاره ما در یک مدار نزدیک به خورشید با انحراف نور ستاره و جابجایی پارالاکسی با تناوب برابر با یک سال ثابت می شود. امروزه مشخص شده است که جهت چرخش زمین، به طور دقیق تر، مرکز آن، در امتداد مدار با جهت چرخش آن حول محور آن منطبق است، یعنی از غرب به شرق رخ می دهد.

حقایق زیادی وجود دارد که نشان می دهد زمین در یک مدار بسیار پیچیده در فضا حرکت می کند. چرخش زمین به دور خورشید با حرکت آن حول محور، تقدیم، نوسانات نوتاسیونی و پرواز سریع همراه با خورشید به صورت مارپیچی در کهکشان همراه است که آن نیز ثابت نمی ماند.

چرخش زمین به دور خورشید مانند سیارات دیگر در مداری بیضوی صورت می گیرد. بنابراین، سالی یک بار، در 3 ژانویه، زمین تا حد امکان به خورشید نزدیک می شود و یک بار، در 5 ژوئیه، با بیشترین فاصله از آن دور می شود. تفاوت بین حضیض (147 میلیون کیلومتر) و آفلیون (152 میلیون کیلومتر)، در مقایسه با فاصله خورشید تا زمین، بسیار ناچیز است.

با حرکت در مدار نزدیک به خورشید، سیاره ما 30 کیلومتر در ثانیه می کند و چرخش زمین به دور خورشید در عرض 365 روز و 6 ساعت کامل می شود. این به اصطلاح سال ستاره ای یا ستاره ای است. برای راحتی عملی، مرسوم است که 365 روز در سال را در نظر بگیرید. 6 ساعت "اضافی" در 4 سال جمع می شود 24 ساعت، یعنی یک روز بیشتر. این روزهای (در حال اجرا، اضافی) هر 4 سال یک بار به فوریه اضافه می شود. بنابراین، در تقویم ما، 3 سال شامل 365 روز، و یک سال کبیسه - سال چهارم، شامل 366 روز است.

محور چرخش خود زمین 66.5 درجه به سمت صفحه مداری متمایل شده است. در این راستا، در طول سال، پرتوهای خورشید به هر نقطه از سطح زمین در زیر آن می‌تابد

گوشه ها بنابراین، در زمان های مختلف سال، نقاط در سایت های مختلف به طور همزمان مقدار نابرابر نور و گرما را دریافت می کنند. به همین دلیل، در عرض های جغرافیایی معتدل، فصول ماهیت مشخصی دارند. در همان زمان، در طول سال، پرتوهای خورشید در خط استوا با یک زاویه بر روی زمین می افتند، بنابراین فصول در آنجا کمی با یکدیگر متفاوت هستند.

همانطور که می دانید زمین دائما در حال حرکت است و این حرکت شامل چرخش آن به دور محور خود و در امتداد یک بیضی به دور خورشید است. به لطف این چرخش ها، فصل ها در سیاره ما تغییر می کنند و روز با شب جایگزین می شود. سرعت چرخش زمین چقدر است؟

سرعت چرخش زمین به دور محورش

اگر چرخش زمین به دور محورش را در نظر بگیریم (البته خیالی)، آنگاه یک دور کامل در 24 ساعت (به طور دقیق تر، 23 ساعت و 56 دقیقه و 4 ثانیه) انجام می دهد و به طور کلی پذیرفته شده است که در خط استوا سرعت این چرخش 1670 کیلومتر در ساعت است. چرخش سیاره ما به دور محور خود باعث تغییر روز و شب می شود و به آن روزانه می گویند.

سرعت چرخش زمین به دور خورشید

به دور نور ما، زمین در یک مسیر بیضی شکل بسته می چرخد ​​و در 365 روز و 5 ساعت و 48 دقیقه و 46 ثانیه یک چرخش کامل می کند (این بازه زمانی یک سال نامیده می شود). ساعت‌ها، دقیقه‌ها و ثانیه‌ها ¼ دیگر از روز را تشکیل می‌دهند و در عرض چهار سال، چنین «ربع‌هایی» به یک روز کامل می‌رسد. بنابراین هر سال چهارم دقیقاً شامل 366 روز است و نامیده می شود

سیاره ما دائماً در حرکت است:

• چرخش حول محور خود، حرکت به دور خورشید؛
• چرخش همراه با خورشید به دور مرکز کهکشان ما.
• حرکت نسبت به مرکز گروه محلی کهکشان ها و سایرین.

حرکت زمین حول محور خودش

چرخش زمین به دور محور خود(عکس. 1). یک خط فرضی برای محور زمین گرفته می شود که به دور آن می چرخد. این محور 23 درجه و 27 "از عمود بر صفحه دایره البروج انحراف دارد. محور زمین با سطح زمین در دو نقطه - قطب - شمال و جنوب قطع می شود. هنگامی که از قطب شمال مشاهده می شود، چرخش زمین در خلاف جهت عقربه های ساعت رخ می دهد. یا همانطور که معمولاً تصور می شود، با غرب به شرق. این سیاره یک چرخش کامل به دور محور خود در یک روز انجام می دهد.

برنج. 1. چرخش زمین به دور محور خود

یک روز یک واحد زمان است. روزهای شمسی و شمسی را از هم جدا کنید.

روز غیر واقعیمدت زمان لازم برای چرخش زمین حول محور خود نسبت به ستارگان است. آنها برابر با 23 ساعت و 56 دقیقه و 4 ثانیه هستند.

روز خورشیدیمدت زمان لازم برای چرخش زمین حول محور خود نسبت به خورشید است.

زاویه چرخش سیاره ما به دور محورش در تمام عرض های جغرافیایی یکسان است. در عرض یک ساعت، هر نقطه از سطح زمین 15 درجه از موقعیت اصلی خود حرکت می کند. اما در عین حال، سرعت حرکت به طور معکوس با عرض جغرافیایی متناسب است: در خط استوا 464 متر در ثانیه و در عرض جغرافیایی 65 درجه - فقط 195 متر بر ثانیه است.

چرخش زمین به دور محور خود در سال 1851 توسط جی فوکو در آزمایش خود ثابت شد. در پاریس، در پانتئون، آونگی زیر گنبد آویزان بود و زیر آن دایره ای با تقسیمات. با هر حرکت بعدی، آونگ بر روی تقسیمات جدید قرار گرفت. این تنها زمانی اتفاق می افتد که سطح زمین زیر آونگ بچرخد. موقعیت صفحه نوسان آونگ در خط استوا تغییر نمی کند، زیرا صفحه با نصف النهار منطبق است. چرخش محوری زمین پیامدهای جغرافیایی مهمی دارد.

هنگامی که زمین می چرخد، یک نیروی گریز از مرکز ایجاد می شود که نقش مهمی در شکل دادن به شکل سیاره ایفا می کند و نیروی گرانش را کاهش می دهد.

یکی دیگر از مهمترین پیامدهای چرخش محوری، تشکیل نیروی چرخشی است - نیروهای کوریولیسدر قرن 19 اولین بار توسط یک دانشمند فرانسوی در زمینه مکانیک محاسبه شد جی کوریولیس (1792-1843). این یکی از نیروهای اینرسی است که برای در نظر گرفتن تأثیر چرخش یک چارچوب مرجع متحرک بر حرکت نسبی یک نقطه مادی معرفی شده است. تأثیر آن را می توان به طور خلاصه به شرح زیر بیان کرد: هر جسم متحرک در نیمکره شمالی به سمت راست و در جنوب - به چپ منحرف می شود. در خط استوا، نیروی کوریولیس صفر است (شکل 3).

برنج. 3. عمل نیروی کوریولیس

عمل نیروی کوریولیس به بسیاری از پدیده های پوشش جغرافیایی گسترش می یابد. اثر انحرافی آن به ویژه در جهت حرکت توده های هوا قابل توجه است. تحت تأثیر نیروی انحرافی چرخش زمین، بادهای عرض های جغرافیایی معتدل هر دو نیمکره جهت غالباً غربی و در عرض های جغرافیایی گرمسیری - شرقی به خود می گیرند. تجلی مشابهی از نیروی کوریولیس در جهت حرکت آبهای اقیانوس یافت می شود. عدم تقارن دره های رودخانه نیز با این نیرو همراه است (کرانه سمت راست معمولاً در نیمکره شمالی بالا است، در جنوب - سمت چپ).

چرخش زمین به دور محور خود نیز منجر به حرکت نور خورشید بر سطح زمین از شرق به غرب، یعنی تغییر روز و شب می شود.

تغییر روز و شب، ریتمی روزانه در طبیعت جاندار و بی جان ایجاد می کند. ریتم روزانه ارتباط نزدیکی با شرایط نور و دما دارد. روند روزانه دما، نسیم های روز و شب و غیره به خوبی شناخته شده است.ریتم های روزانه نیز در حیات وحش رخ می دهد - فتوسنتز فقط در طول روز امکان پذیر است، اکثر گیاهان گل های خود را در ساعات مختلف باز می کنند. برخی از حیوانات در روز و برخی دیگر در شب فعال هستند. زندگی انسان نیز با ریتم روزانه پیش می رود.

یکی دیگر از پیامدهای چرخش زمین به دور محور خود، اختلاف زمان در نقاط مختلف سیاره ما است.

از سال 1884، حساب زمانی منطقه به تصویب رسید، یعنی کل سطح زمین به 24 منطقه زمانی 15 درجه تقسیم شد. مطابق زمان استانداردزمان محلی نصف النهار میانی هر منطقه را در نظر بگیرید. مناطق زمانی همسایه یک ساعت متفاوت است. مرزهای کمربندها با در نظر گرفتن مرزهای سیاسی، اداری و اقتصادی ترسیم می شود.

کمربند صفر گرینویچ (با نام رصدخانه گرینویچ در نزدیکی لندن) است که در دو طرف نصف النهار اصلی قرار دارد. زمان صفر یا نصف النهار اولیه در نظر گرفته می شود ساعت جهانی.

مریدین 180 درجه بین المللی پذیرفته شده است خط اندازه گیری تاریخ- یک خط مشروط در سطح کره زمین که در دو طرف آن ساعت ها و دقیقه ها با هم منطبق هستند، و تاریخ های تقویمیک روز متفاوت است

برای بیشتر استفاده منطقینور روز تابستان در سال 1930 در کشور ما معرفی شد زمان زایمان،یک ساعت جلوتر از منطقه برای این کار عقربه های ساعت یک ساعت به جلو کشیده شدند. از این نظر، مسکو با قرار گرفتن در منطقه زمانی دوم، مطابق با زمان منطقه زمانی سوم زندگی می کند.

از سال 1981، بین آوریل و اکتبر، زمان یک ساعت به جلو کشیده شده است. این به اصطلاح زمان تابستانبرای صرفه جویی در مصرف انرژی معرفی شده است. در تابستان، مسکو دو ساعت جلوتر از زمان استاندارد است.

منطقه زمانی که مسکو در آن واقع شده است مسکو.

حرکت زمین به دور خورشید

زمین با چرخش به دور محور خود، به طور همزمان به دور خورشید حرکت می کند و در 365 روز 5 ساعت و 48 دقیقه و 46 ثانیه به دور دایره می چرخد. این دوره نامیده می شود سال نجومیبرای راحتی، در نظر گرفته می شود که 365 روز در سال وجود دارد و هر چهار سال، زمانی که 24 ساعت از شش ساعت "انباشته می شود"، نه 365، بلکه 366 روز در سال وجود دارد. امسال نام دارد سال کبیسه،و یک روز به بهمن ماه اضافه می شود.

مسیری در فضا که در طول آن زمین به دور خورشید حرکت می کند، نامیده می شود مدار(شکل 4). مدار زمین بیضوی است، بنابراین فاصله زمین تا خورشید ثابت نیست. وقتی زمین داخل است حضیض(از یونانی. peri- نزدیک، اطراف و هلیوس- خورشید) - نزدیکترین نقطه مدار به خورشید - در 3 ژانویه، فاصله 147 میلیون کیلومتر است. در این زمان در نیمکره شمالی زمستان است. دورترین فاصله از خورشید در آفلیون(از یونانی. آرو- دور از و هلیوس- خورشید) - بیشترین فاصله از خورشید - 5 ژوئیه. برابر با 152 میلیون کیلومتر است. در این زمان در نیمکره شمالی تابستان است.

برنج. 4. حرکت زمین به دور خورشید

حرکت سالانه زمین به دور خورشید با تغییر مداوم موقعیت خورشید در آسمان مشاهده می شود - ارتفاع ظهر خورشید و موقعیت طلوع و غروب خورشید تغییر می کند، مدت زمان قسمت های روشن و تاریک روز تغییر می کند

هنگام حرکت در مدار، جهت محور زمین تغییر نمی کند، همیشه به سمت ستاره شمالی هدایت می شود.

در نتیجه تغییر فاصله زمین تا خورشید و همچنین به دلیل تمایل محور زمین به صفحه حرکت آن به دور خورشید، توزیع ناهموار تابش خورشید در طول سال بر روی زمین مشاهده می شود. . این نحوه تغییر فصول است که برای تمام سیاراتی که دارای تمایل محور چرخش به صفحه مدار خود هستند، معمول است. (البروج)متفاوت از 90 درجه سرعت مداری سیاره در نیمکره شمالی در زمستان بیشتر و در تابستان کمتر است. بنابراین، نیمه سال زمستان 179 و نیمه سال تابستان 186 روز طول می کشد.

در نتیجه حرکت زمین به دور خورشید و تمایل محور زمین به صفحه مدار آن به میزان 66.5 درجه، نه تنها تغییر فصل در سیاره ما مشاهده می شود، بلکه تغییر در طول روز نیز مشاهده می شود. و شب

چرخش زمین به دور خورشید و تغییر فصول روی زمین در شکل نشان داده شده است. 81 (اعتدال و انقلاب با توجه به فصول در نیمکره شمالی).

فقط دو بار در سال - در روزهای اعتدال، طول روز و شب در کل زمین تقریباً یکسان است.

اعتدال- لحظه ای که مرکز خورشید در طی حرکت ظاهری سالانه خود در امتداد دایره البروج از خط استوای سماوی عبور می کند. اعتدال بهاری و پاییزی وجود دارد.

میل محور چرخش زمین به دور خورشید در اعتدال های 20 تا 21 مارس و 22 تا 23 سپتامبر نسبت به خورشید خنثی است و قسمت هایی از سیاره رو به آن به طور یکنواخت از قطبی به قطب دیگر روشن می شوند (شکل 1). 5). پرتوهای خورشید به صورت عمودی در خط استوا می افتند.

طولانی ترین روز و کوتاه ترین شب در انقلاب تابستانی رخ می دهد.

برنج. 5. روشنایی زمین توسط خورشید در روزهای اعتدال

انقلاب- لحظه عبور از مرکز خورشید از نقاط دایره البروج، دورترین نقاط از استوا (نقاط انقلاب). انقلاب تابستانی و زمستانی وجود دارد.

در روز انقلاب تابستانی در 21-22 ژوئن، زمین در موقعیتی قرار می گیرد که در آن انتهای شمالی محور آن به سمت خورشید متمایل می شود. و پرتوها به صورت عمودی نه بر روی خط استوا، بلکه در استوایی شمالی که عرض جغرافیایی آن 23 درجه و 27 است می ریزد "در تمام روز و شب، نه تنها مناطق قطبی روشن می شود، بلکه فضای فراتر از آنها تا عرض جغرافیایی 66 درجه و 33" ( دایره قطب شمال). در نیمکره جنوبی در این زمان، فقط آن قسمت از آن که بین استوا و دایره قطبی جنوبی قرار دارد (66 درجه 33 اینچ) روشن می شود. فراتر از آن، در این روز، سطح زمین روشن نیست.

در روز انقلاب زمستانی در 21-22 دسامبر، همه چیز برعکس اتفاق می افتد (شکل 6). پرتوهای خورشید در حال حاضر بر روی مناطق استوایی جنوبی می تابند. در نیمکره جنوبی مناطقی هستند که نه تنها بین استوا و استوایی، بلکه در اطراف قطب جنوب قرار دارند. این وضعیت تا اعتدال بهاری ادامه دارد.

برنج. 6. روشنایی زمین در روز انقلاب زمستانی

در دو موازی زمین در روزهای انقلاب، خورشید در ظهر مستقیماً بالای سر ناظر، یعنی در نقطه اوج قرار دارد. چنین موازی نامیده می شود مناطق گرمسیریدر استوایی شمال (23 درجه شمالی)، خورشید در 22 ژوئن در اوج قرار دارد و در 22 دسامبر در استوایی جنوب (23 درجه جنوبی) قرار دارد.

در خط استوا، روز همیشه برابر با شب است. زاویه تابش اشعه های خورشیددر سطح زمین و طول روز در آنجا کمی تغییر می کند، بنابراین تغییر فصول بیان نمی شود.

محافل قطبیقابل توجه است که آنها مرزهای مناطقی هستند که در آن روزها و شبهای قطبی وجود دارد.

روز قطبی- دوره ای که خورشید به زیر افق نمی افتد. هر چه از دایره قطب شمال در نزدیکی قطب دورتر باشد، روز قطبی طولانی تر است. در عرض جغرافیایی دایره قطب شمال (66.5 درجه) فقط یک روز و در قطب 189 روز طول می کشد. در نیمکره شمالی در عرض جغرافیایی دایره قطب شمال، روز قطبی در 22 ژوئن - روز انقلاب تابستانی، و در نیمکره جنوبی در عرض جغرافیایی دایره قطب شمال جنوبی - در 22 دسامبر مشاهده می شود.

شب قطبیاز یک روز در عرض جغرافیایی دایره قطب شمال تا 176 روز در قطب ها طول می کشد. در طول شب قطبی، خورشید در بالای افق ظاهر نمی شود. در نیمکره شمالی، در عرض جغرافیایی دایره قطب شمال، این پدیده در 22 دسامبر مشاهده می شود.

غیرممکن است که به چنین پدیده طبیعی شگفت انگیزی مانند شب های سفید توجه نکنید. شب های سفید- اینها شبهای روشن در آغاز تابستان است، زمانی که سپیده دم عصر با سپیده دم صبح همگرا می شود و گرگ و میش تمام شب ادامه دارد. آنها در هر دو نیمکره در عرض های جغرافیایی بیش از 60 درجه مشاهده می شوند، زمانی که مرکز خورشید در نیمه شب بیش از 7 درجه به زیر افق می افتد. در سن پترزبورگ (حدود 60 درجه شمالی) شب های سفید از 11 ژوئن تا 2 ژوئیه، در آرخانگلسک (64 درجه شمالی) از 13 می تا 30 ژوئیه ادامه دارد.

ریتم فصلی در ارتباط با حرکت سالانه در درجه اول بر روشنایی سطح زمین تأثیر می گذارد. بسته به تغییر ارتفاع خورشید در بالای افق روی زمین، پنج عدد وجود دارد تسمه های روشناییکمربند گرم بین مناطق استوایی شمالی و جنوبی (گرمای سرطان و استوایی برج جدی) قرار دارد و 40 درصد از سطح زمین را اشغال می کند و با بیشترین مقدار گرما که از خورشید می آید متمایز می شود. بین مناطق استوایی و دایره های قطب شمال در نیمکره جنوبی و شمالی مناطق روشنایی متوسط ​​وجود دارد. فصول سال قبلاً در اینجا بیان شده است: هر چه از مناطق استوایی دورتر باشد، تابستان کوتاه تر و خنک تر، زمستان طولانی تر و سردتر است. کمربندهای قطبی در نیمکره شمالی و جنوبی توسط حلقه های قطب شمال محدود شده اند. در اینجا، ارتفاع خورشید بالای افق در طول سال کم است، بنابراین مقدار گرمای خورشیدی حداقل است. مناطق قطبی با روز و شب قطبی مشخص می شوند.

بسته به حرکت سالانه زمین به دور خورشید، نه تنها تغییر فصول و روشنایی ناهموار سطح زمین در عرض های جغرافیایی وجود دارد، بلکه بخش قابل توجهی از فرآیندها در پوشش جغرافیایی وجود دارد: تغییرات آب و هوای فصلی، رژیم رودخانه ها و دریاچه ها، ریتم زندگی گیاهان و حیوانات، انواع و شرایط کار کشاورزی.

تقویم.تقویم- سیستمی برای محاسبه دوره های زمانی طولانی. این سیستم بر اساس پدیده های طبیعی دوره ای مرتبط با حرکت اجرام آسمانی است. تقویم از پدیده های نجومی استفاده می کند - تغییر فصل، روز و شب، تغییر فازهای قمری. اولین تقویم مصری بود که در قرن چهارم ایجاد شد. قبل از میلاد مسیح ه. در 1 ژانویه 45، ژولیوس سزار تقویم ژولیانی را معرفی کرد که هنوز توسط روسی ها استفاده می شود. کلیسای ارتدکس. با توجه به این واقعیت که طول سال جولیان در قرن شانزدهم 11 دقیقه و 14 ثانیه بیشتر از سال نجومی است. یک "خطای" 10 روزه انباشته شد - روز اعتدال بهاری نه در 21 مارس، بلکه در 11 مارس فرا رسید. این اشتباه در سال 1582 با فرمان پاپ گریگوری سیزدهم اصلاح شد. شمارش روزها 10 روز جلو رفت و روز بعد از 4 اکتبر مقرر شد که روز جمعه در نظر گرفته شود، اما نه 5 اکتبر، بلکه 15 اکتبر. اعتدال بهاری دوباره به 21 مارس بازگردانده شد و تقویم به عنوان میلادی شناخته شد. در سال 1918 در روسیه معرفی شد. با این حال، تعدادی اشکال نیز دارد: مدت زمان نابرابر ماه ها (28، 29، 30، 31 روز)، نابرابری ربع ها (90، 91، 92 روز)، ناهماهنگی تعداد ماه ها. بر اساس روزهای هفته