Trái Đất chuyển động với tốc độ khá ổn định xung quanh một trục tưởng tượng nối hai cực Bắc và Nam của nó và hoàn thành một vòng 360o mất khoảng 24 giờ. Nếu nhìn từ Vũ Trụ, trực diện từ trên cao của cực Bắc ta sẽ thấy Trái Đất liên tục quay theo h−ớng ng−ợc chiều kim
đồng hồ.
Vận tốc góc của tất cả các khu vực trên hành tinh đều nh− nhau và bằng 150/h. Ng−ợc lại, vận tốc dài của các điểm trên bề mặt Trái Đất lại khác nhau. Vận tốc dài của hai cực Trái Đất bằng không vì hai điểm này tự quay tại chỗ. Càng xa hai cực, vận tốc dài càng tăng dần và đạt cực đại ở các điểm nằm trên đường Xích đạo với tốc độ 460 m/s hay 1660 km/h. Tại vĩ độ 600 B tốc độ này giảm xuống còn một nửa, đạt vận tốc 830 km/h.
Ta không cảm nhận thấy Trái Đất tự quay vì:
− Vận tốc góc tại mọi nơi trên Trái Đất đều bằng nhau.
− Khí quyển cũng xoay theo Trái Đất.
− Quanh ta không có các vật thể đứng yên hoặc chuyển động với vận tốc góc khác để làm mốc.
Bài 7 Thực hành:
Hệ quả địa lí chuyển động xung quanh Mặt Trời của trái đất
I. Mục tiêu 1. Kiến thức
Củng cố và vận dụng đ−ợc các kiến thức về hệ quả của chuyển động quanh Mặt Trời của Trái Đất (mục II bài 6) để giải thích sự thay đổi số giờ chiếu sáng, góc chiếu sáng và khả năng nhận đ−ợc nhiệt l−ợng từ Mặt Trời ở các địa
điểm khác nhau trên Trái Đất.
2. Kĩ năng
• Tính đ−ợc góc chiếu sáng (góc nhập xạ) của tia sáng Mặt Trời lúc 12 giờ tr−a tại các vòng cực, chí tuyến và Xích đạo trong các ngày 21/3, 22/6, 23/9 và 22/12.
• Nhận biết đ−ợc thời gian các nửa cầu ngả về phía Mặt Trời để từ đó có thể nhận xét đ−ợc sự thay đổi của góc chiếu sáng, số giờ chiếu sáng từ Xích
đạo về 2 cực.
II. Đồ dùng dạy − học
• Các hình 6.4 và 6.5 phóng to.
• Dụng cụ vẽ: compa, th−ớc kẻ, bút chì, tẩy...
III. Hoạt động dạy − học 1. KiÓm tra bμi cò
1. Chuyển động tự quay quanh trục của Trái Đất gây nên những hệ quả địa lí nào? Hãy trình bày những hệ quả đó.
2. Hãy cho biết nơi nào trên Trái Đất trong một năm:
− Mặt Trời lên thiên đỉnh 2 lần.
− Mặt Trời lên thiên đỉnh 1 lần.
− Không có hiện t−ợng Mặt Trời lên thiên đỉnh. Vì sao?
3. Tại sao sự chuyển động của Trái Đất quanh Mặt Trời lại tạo ra các mùa khí hËu trong n¨m?
2. Bμi míi
Mở bài: Qua nội dung bài 6 chúng ta đã đ−ợc tìm hiểu về các hệ quả địa lí các chuyển động của Trái Đất. Để thấy rõ hơn về hệ quả địa lí chuyển động quanh Mặt Trời của Trái Đất, chúng ta cùng nghiên cứu và thực hiện bài thực hành hôm nay.
B−ớc 1: GV chia lớp thành các nhóm nhỏ, có thể chia mỗi tổ thành 3 nhóm và giao nhiệm vụ cho các nhóm. Mỗi nhóm nghiên cứu, trả lời một câu hỏi trong bài.
Bước 2: Các nhóm trao đổi thảo luận để hoàn chỉnh nội dung bài tập được phân công, GV theo dõi và có thể gợi ý các em một số thao tác cần thiết.
B−ớc 3: Đại diện nhóm lên trình bày kết quả, các nhóm khác góp ý bổ sung, và cuối cùng GV chuẩn xác kiến thức.
GV cho điểm cá nhân hoặc nhóm tiêu biểu để động viên tinh thần học tập của HS.
Sau đây là gợi ý nội dung trả lời, tính toán cho các câu hỏi trong bài thực hành.
Câu 1: Giải thích hiện t−ợng chênh lệch giờ chiếu sáng ở một số vĩ tuyến Bảng số liệu về số giờ chiếu sáng trong ngμy ở một số vĩ tuyến
Số giờ chiếu sáng trong ngμy Vĩ tuyến
21/3 22/6 23/9 22/12
66o33'B (Vòng cực Bắc) 12 24 12 0
23o27'B (Chí tuyến Bắc) 12 13,5 12 10,5
0o(Xích đạo) 12 12 12 12
23o27'N (ChÝ tuyÕn Nam) 12 10,5 12 13,5
66o33'N (Vòng cực Nam) 12 0 12 24
Nguyên nhân có sự khác nhau về số giờ chiếu sáng trong ngày ở các vĩ tuyến trong bảng tổng hợp trên là:
Do Trái Đất hình cầu, trục Trái Đất nghiêng và h−ớng nghiêng của trục Trái
Đất không đổi so với mặt phẳng quỹ đạo một góc 66o33' trong khi chuyển động xung quanh Mặt Trời nên đã sinh ra hiện t−ợng ngày đêm dài ngắn trái ng−ợc nhau trên hai nửa cầu Bắc và Nam:
1. Tại Xích đạo do mặt phẳng phân chia sáng tối luôn đi qua tâm Trái Đất nên
độ dài ngày và đêm luôn bằng nhau.
2. Vào các ngày 21/3 (Xuân phân) và 23/9 (Thu phân) Mặt Trời lên thiên đỉnh lúc 12 giờ tr−a tại Xích đạo, nên mọi nơi ở cả 2 nửa cầu đều có số giờ chiếu sáng nh− nhau.
3. Trong khoảng thời gian giữa 2 ngày 21/3 và 23/9 nửa cầu Bắc ngả về phía Mặt Trời nên góc chiếu sáng lớn và có ngày dài hơn đêm. Trái lại ở nửa cầu Nam có đêm dài hơn ngày.
Ngày 22/6:
− Nửa cầu Bắc ngả nhiều nhất về phía Mặt Trời, ánh sáng Mặt Trời chiếu thẳng góc tại chí tuyến Bắc nên ở đây có ngày dài nhất (đạt 13,5 giờ), đặc biệt từ vòng cực Bắc đến cực Bắc có ngày dài 24 giờ.
− Trái lại, ở Nam bán cầu có đêm dài nhất, tại chí tuyến Nam ngày chỉ đạt 10,5 giờ. Từ vòng cực Nam đến cực Nam có đêm dài 24 giờ.
4. Trong khoảng thời gian giữa 2 ngày từ 23/9 đến 21/3 năm sau nửa cầu Bắc chếch xa Mặt Trời nên góc chiếu sáng nhỏ và có ngày ngắn hơn đêm. Trái lại ở nửa cầu Nam có ngày dài hơn đêm.
Ngày 22/12:
− Nửa cầu Nam ngả nhiều nhất về phía Mặt Trời, ánh sáng Mặt Trời chiếu thẳng góc tại chí tuyến Nam nên ở đây có ngày dài nhất (đạt 13,5 giờ), đặc biệt từ vòng cực Nam đến cực Nam có ngày dài 24 giờ.
− Trái lại, ở Bắc bán cầu có đêm dài nhất, tại chí tuyến Bắc ngày chỉ đạt 10,5 giờ. Từ vòng cực Bắc đến cực Bắc có đêm dài 24 giờ.
Câu 2. Tính góc chiếu sáng (góc nhập xạ) của tia sáng Mặt Trời lúc 12 giờ tr−a tại Xích đạo, các chí tuyến và vòng cực trong các ngày 21/3, 22/6, 23/9, 22/12.
Ta cã:
− Trị số góc nhập xạ lúc 12 giờ tr−a trong ngày xuân phân, thu phân tại Xích
đạo là 90o.
− Trị số góc nhập xạ lúc 12 giờ tr−a trong ngày hạ chí tại chí tuyến Bắc là 90o.
− Trị số góc nhập xạ lúc 12 giờ tr−a trong ngày đông chí tại chí tuyến Nam là 90o.
Dựa vào các tính chất hình học có thể tính đ−ợc góc nhập xạ trong các ngày 21/3, 23/9, 22/6, và 22/12 tại các vòng cực, các chí tuyến và Xích đạo nh− sau:
a) Trong các ngày 21/3 và 23/9: (xem hình 7.1)
Hình 7.1. Tính góc nhập xạ tại các vòng cực, chí tuyến vμ Xích đạo vμo 12 h tr−a của các ngμy 21/3 vμ 23/9
Vòng cực Bắc
xích đạo
Vòng cực Nam Chí tuyến Bắc
ChÝ tuyÕn Nam B
N G
H X I K
1 2
4 3 1
2
1 2
1
1
Tia sáng mặt trời
o
− Tại vòng cực Bắc, góc nhập xạ G2 = 90o − G1; G1 = góc GOX (tr−ờng hợp 2 góc đồng vị) = 66o33' ⇒ G2 = 90o − 66o33' = 23o27'
− Tại chí tuyến Bắc, góc nhập xạ H2 = 90o − H1; H1 = góc O2 = 23o27'
⇒ H2 = 90o − 23o27' = 66o33'
− Tại Xích đạo, góc nhập xạ lúc 12 giờ tr−a X1= 90o
Tính t−ơng tự, ta có trị giá góc nhập xạ ở chí tuyến Nam I1và vòng cực Nam K1 nh− ở chí tuyến Bắc và vòng cực Bắc.
b) Trong ngày 22/6: (xem hình 7.2)
Hình 7.2. Tính góc nhập xạ tại các vòng cực, chí tuyến, vμ Xích đạo vμo 12 h tr−a của các ngμy 22/6 vμ 22/12
− Tại vòng cực Bắc, góc nhập xạ A2 = 90o − A1; A1 = O1 (tr−ờng hợp 2 góc
đồng vị) = 66o33' − 23o27'= 43o06' (Ta có góc AOD = 66o33')
⇒ A2= 90o − 43o06' = 46o54'
− Tại Xích đạo, góc nhập xạ D1 = 90o− D2; ta có D2 = O2 = 23o27'
⇒ D1 = 90o− 23o27' = 66o33'
− Tại chí tuyến Nam, góc nhập xạ là E1= 90o− (E2+ E3)
E2 = O2 = 23o27' (Tr−ờng hợp 2 góc có cạnh t−ơng ứng song song) E3 = O3 = 23o27' (Trường hợp 2 góc đồng vị)
⇒ E1 = 90o− (E2 + E3) = 90o − (23o27'+ 23o27') = 43o06'
− Tại vòng cực Nam, góc nhập xạ = 0 vì tia sáng chính là tiếp tuyến của vòng cực này.
c) Trong ngày 22/12: cách tính tương tự như đối với ngày 22/6 Kết quả tính đ−ợc thể hiện cụ thể trong bảng tổng hợp sau:
Vòng cực Bắc
xích đạo
Vòng cực Nam Chí tuyến Bắc
ChÝ tuyÕn Nam
B
N
A
D C
E 1
2 3
1
2 1
3 1
Tia sáng mặt trời
o
2
1 2
Góc chiếu sáng (nhập xạ) lúc 12 giờ tr−a Vĩ tuyến
21/3 vμ 23/9 22/6 22/12
66o33'B (Vòng cực Bắc) 23o27' 46o54' 0o
23o27'B (Chí tuyến Bắc) 66o33' 90o 43o06'
0o (Xích đạo) 90o 66o33' 66o33'
23o27'N (ChÝ tuyÕn Nam) 66o33' 43o06' 90o
66o33'N (Vòng cực Nam) 23o27' 0o 46o54'
Câu 3. Nhận xét chung về thời gian và độ lớn góc chiếu sáng trong những ngày trên từ Xích đạo đến hai cực.
a) Về thời gian chiếu sáng
− Vào các ngày 21/3 và 23/9 cả 2 nửa cầu có số số giờ chiếu sáng nh− nhau.
− Số giờ chiếu sáng trên 2 nửa cầu Bắc và Nam vào các ngày 22/6 và 22/12 trái ng−ợc nhau.
+ Ngày 22/6 ở bán cầu Bắc có ngày dài hơn đêm, ở bán cầu Nam có đêm dài hơn ngày.
+ Ng−ợc lại, ngày 22/12 ở bán cầu Bắc có đêm dài hơn ngày, ở bán cầu Nam có ngày dài hơn đêm.
b) Về độ lớn góc chiếu sáng
− Vào các ngày 21/3 và 23/9 cả 2 nửa cầu có độ lớn góc chiếu sáng nh− nhau.
− Độ lớn góc chiếu sáng trên 2 nửa cầu Bắc và Nam vào các ngày 22/6 và 22/12 trái ng−ợc nhau.