Номер 13, страница 25, часть 1 - гдз по физике 7 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 1. Глава I. Физика и физические методы изучения природы. Параграф 3. Наблюдения и опыты. Научный метод - номер 13, страница 25.

Условие.

13. Какие гипотезы можно выдвинуть, наблюдая за солнечными и лунными затмениями; за сменой дня и ночи; за сменой времён года? Сделайте небольшую презентацию на эту тему.

Решение.

Наблюдение за различными астрономическими явлениями позволяет выдвинуть ряд гипотез об устройстве окружающего нас мира. Эти гипотезы, основанные на видимых закономерностях, стали первыми шагами к построению научной картины Вселенной.

Наблюдая за солнечными и лунными затмениями

Наблюдение за этими редкими и впечатляющими явлениями может привести к следующим выводам:

1. Гипотеза о форме небесных тел. Во время лунного затмения Земля отбрасывает тень на Луну. Форма края этой тени всегда является дугой окружности. Единственное геометрическое тело, которое при любом освещении и ориентации отбрасывает круглую тень, — это шар. Отсюда можно выдвинуть гипотезу о том, что Земля имеет шарообразную форму. По аналогии можно предположить, что Солнце и Луна, имеющие видимую форму диска, также являются шарами.

2. Гипотеза о движении и взаимном расположении небесных тел. Солнечное затмение происходит, когда Луна закрывает собой Солнце, а лунное — когда Луна входит в тень Земли. Это означает, что эти три тела (Солнце, Земля и Луна) движутся в пространстве относительно друг друга по определенным траекториям. Можно предположить, что Луна вращается вокруг Земли, а Земля (вместе с Луной) — вокруг Солнца (или наоборот, в рамках геоцентрической системы).

3. Гипотеза о наклоне орбит. Затмения происходят не каждое новолуние и полнолуние. Это наблюдение приводит к гипотезе, что плоскость орбиты Луны не совпадает с плоскостью орбиты Земли вокруг Солнца (эклиптикой), а имеет некоторый наклон. Затмение возможно только тогда, когда Луна, Земля и Солнце выстраиваются на одной линии, что происходит лишь в точках пересечения этих плоскостей.

Ответ: Наблюдения за затмениями позволяют выдвинуть гипотезы о шарообразности Земли, о движении небесных тел по орбитам и о наклоне плоскости лунной орбиты относительно земной.

Наблюдая за сменой дня и ночи

Регулярная смена светлого и темного времени суток — одно из самых фундаментальных наблюдений, которое может привести к двум основным гипотезам:

1. Геоцентрическая гипотеза. Наиболее интуитивная гипотеза, основанная на ощущениях человека, стоящего на Земле. Земля неподвижна, а Солнце и другие небесные тела вращаются вокруг нее, совершая полный оборот за 24 часа. Когда Солнце находится над горизонтом, наступает день, а когда скрывается за ним — ночь.

2. Гипотеза о вращении Земли. Альтернативное и, как мы теперь знаем, верное объяснение. Смена дня и ночи происходит из-за вращения Земли вокруг своей оси. Земля — это шар, который равномерно вращается, и Солнце освещает только одну его половину. На освещенной стороне — день, на неосвещенной — ночь. Эта гипотеза, хоть и менее очевидна для наблюдателя, позволяет проще объяснить другие астрономические явления.

Ответ: Смена дня и ночи может быть объяснена либо вращением Солнца вокруг неподвижной Земли (геоцентрическая модель), либо вращением Земли вокруг своей оси.

Наблюдая за сменой времён года

Циклическое изменение погоды, продолжительности светового дня и высоты Солнца над горизонтом в течение года также порождает несколько гипотез:

1. Гипотеза об изменении расстояния до Солнца (ошибочная). Можно предположить, что орбита Земли сильно вытянута, и смена сезонов происходит из-за того, что Земля то приближается к Солнцу (лето), то удаляется от него (зима). Эта гипотеза легко опровергается тем, что в Северном и Южном полушариях времена года противоположны. Если бы причиной была дистанция, сезоны на всей планете были бы одинаковыми.

2. Гипотеза о наклоне земной оси (верная). Правильное объяснение заключается в том, что Земля движется вокруг Солнца, и ее ось вращения наклонена к плоскости орбиты (угол наклона составляет примерно $23.5^\circ$). Этот наклон оси остается постоянным в течение года. В результате, когда Северное полушарие наклонено в сторону Солнца, оно получает больше прямых солнечных лучей, дни становятся длиннее, и наступает лето. В это же время Южное полушарие отклонено от Солнца, и там зима. Через полгода, когда Земля переместится на противоположную сторону своей орбиты, ситуация меняется на обратную.

Ответ: Смена времен года объясняется наклоном оси вращения Земли к плоскости ее орбиты и движением Земли вокруг Солнца.