Pory roku

Instrukcje dla nauczyciela do symulacji earthspacelab - Pory roku

Zagadnienia

Ruch obiegowy i obrotowy Ziemi
Nachylenie osi ziemskiej
Zmiany oświetlenia Ziemi
Pory roku

Opis

Co powoduje pory roku? Jak wysoko nad horyzontem jest Słońce w ciągu roku na różnych szerokościach geograficznych? A jak zmieniłaby się sytuacja, gdyby oś Ziemi miała inne nachylenie? Interaktywna animacja obrazująca tytułowe zagadnienie.

W szablonie strony niniejszych instrukcji wykorzystano kod html/css: phydemo.app.

Poziom

Szkoła podstawowa, Szkoła średnia

Przykładowe cele nauczania

Pokazanie związku między nachyleniem osi ziemskiej a oświetleniem Ziemi.
Wskazanie różnic w oświetleniu powierzchni w momentach początków poszczególnych pór roku.
Wskazanie różnic w oświetleniu powierzchni na różnych szerokościach geograficznych.

Przykładowe materiały teoretyczne

Ruch obiegowy Ziemi (Wikipedia)
Ruch obrotowy Ziemi (Wikipedia)
Ruch obiegowy Ziemi (Zintegrowana platforma edukacyjna)
Ruch obrotowy Ziemi (Zintegrowana platforma edukacyjna)
Następstwa ruchu obiegowego Ziemi (Zintegrowana platforma edukacyjna)
Pora roku (Wikipedia)
Cztery pory roku (Zintegrowana platforma edukacyjna)
Strefy oświetlenia Ziemi (Zintegrowana platforma edukacyjna)

Sterowanie symulacją

Sterowanie symulacją jest intuicyjnie proste i nie wymaga komentarza. Domyślne ustawienia są zgodne z wartościami rzeczywistymi. Nachylenie osi Ziemi to kąt między osią Ziemi i normalną (czyli linią prostopadłą) do płaszczyzny ekliptyki (czyli płaszczyzny ziemskiej orbity). Aktualna wartość nachylenia to 23,44 stopnie. Przeciągając myszką, można zmieniać perspektywę. Pokrętłem myszki można ustawić zoom.

Uproszczenia modelu

Rozmiary Ziemi i Słońca, oraz ich odległość w animacji są czysto umowne. Skala odległości nie jest zachowana.
Nachylenie osi Ziemi to kąt między osią Ziemi i normalną (czyli linią prostopadłą) do płaszczyzny ekliptyki (czyli płaszczyzny ziemskiej orbity). Aktualna wartość nachylenia to 23,44 stopnie. Kąt domyślnie ustawiony w symulacji, jest zgodny z faktycznym. Jeśli chcemy przyjrzeć się rzeczywistym parametrom ruchu Ziemi, nie należy go zmieniać (jeżeli został zmieniony, należy ustawić go zgodnie z wartością faktyczną - ręcznie suwakiem lub ponownie załadować ramkę lub stronę). Możliwość zmiany tego parametru, tu w symulacji, ma jedynie charakter poglądowy, żeby umożliwić ocenę, jaki to miałoby wpływ na pory roku i energię słoneczną docierającą do Ziemi.
Szybkość animacji jest wielokrotnością rzeczywistej szybkości.

Sugestie dotyczące wykorzystania

Wskazówki dotyczące wszystkich symulacji zawarte są w informacjach ogólnych.

Więcej porad dotyczących korzystania z symulacji z uczniami można znaleźć na stronach PhET w sekcji Wskazówki dotyczące korzystania z PhET.

Przykładowe polecenia

Obejrzyj animację i odpowiedz na pytanie: Jakie są przyczyny występowania pór roku?
Ustaw szerokość geograficzną odpowiadającą Twojej lokalizacji. Jakie jest największe i najmniejsze nachylenie promieni słonecznych w południe w ciągu roku i kiedy to następuje? Jakie jest powiązane tym nasłonecznienie?
Ustaw szerokość geograficzną na równik i zwrotniki. Kiedy jest największe nachylenie promieni słonecznych w południe w ciągu roku?
Na jakiej szerokości geograficznej nachylenie promieni słonecznych w południe podczas przesilenia zimowego lub letniego wynosi zero?
A co, gdyby nachylenie osi ziemskiej wynosiło 0 °. Jaki miałoby to wpływ na przebieg pór roku?