Ответьте на вопросы, страница 64 - гдз по физике 9 класс учебник Закирова, Аширов

Ответьте на вопросы

1. Почему видимое движение Солнца в течение года отличается от движения других звезд?

2. Почему на экваторе продолжительность дня и ночи в любое время года одинаковая?

3. Почему «белые ночи» возможны только за полярным кругом?

1. Видимое движение Солнца в течение года отличается от движения других звезд из-за двух основных причин: суточного вращения Земли вокруг своей оси и ее годового обращения вокруг Солнца.
Суточное вращение Земли заставляет все небесные объекты, включая Солнце и звезды, восходить на востоке и заходить на западе. В этом их движение похоже.
Однако, поскольку Земля обращается вокруг Солнца, наше положение в космосе относительно Солнца постоянно меняется. Для земного наблюдателя это выглядит так, будто Солнце медленно перемещается на фоне далеких, «неподвижных» звезд. Этот видимый годовой путь Солнца по небу называется эклиптикой. Каждый день Солнце смещается по эклиптике примерно на $1^\circ$ к востоку. Другие звезды находятся так далеко, что их взаимное расположение и положение относительно наблюдателя за год практически не меняется, и они не совершают такого годичного движения по небу. Их движение — это только отражение суточного вращения Земли.

Ответ: Отличие вызвано тем, что Земля обращается вокруг Солнца. Из-за этого Солнце, в отличие от очень далеких звезд, видимо перемещается по небу в течение года по особому пути — эклиптике.

2. Продолжительность дня и ночи на экваторе практически одинакова (около 12 часов) в течение всего года из-за особенностей геометрии вращения Земли. На экваторе ось суточного вращения небесной сферы перпендикулярна горизонту.
Вследствие этого суточный путь любого светила, включая Солнце, представляет собой окружность, которую линия горизонта делит ровно пополам. Это означает, что Солнце в любой день года проводит примерно половину суток над горизонтом (день) и половину — под горизонтом (ночь). Даже когда из-за наклона земной оси Солнце находится севернее или южнее небесного экватора (в дни солнцестояний), его траектория на земном экваторе все равно делится горизонтом на две равные части. Солнце на экваторе всегда восходит почти перпендикулярно горизонту и так же заходит, что обеспечивает быструю смену дня и ночи и их равную продолжительность.

Ответ: На экваторе плоскость горизонта делит суточную траекторию движения Солнца по небу на две равные части в любой день года, поэтому оно проводит над горизонтом и под ним одинаковое время — примерно по 12 часов.

3. Этот вопрос содержит неточность. «Белые ночи» — это явление, при котором вечерние сумерки сливаются с утренними, и полной темноты не наступает. Это характерно для широт, близких к полярному кругу, но находящихся южнее его (например, Санкт-Петербург, широта ~$60^\circ$ с.ш.). За полярным кругом (широты выше ~$66.5^\circ$) наблюдается полярный день, когда Солнце вообще не заходит за горизонт.
Оба явления вызваны наклоном земной оси к плоскости ее орбиты (~$23.5^\circ$). Полярные круги — это как раз те широты, где в день летнего солнцестояния Солнце не опускается за горизонт в течение суток. В более высоких широтах (ближе к полюсу) полярный день длится еще дольше.
«Белые ночи» возникают, когда Солнце после захода опускается под горизонт неглубоко (не более чем на $6^\circ-18^\circ$), и его свет, рассеиваясь в верхних слоях атмосферы, продолжает освещать землю. Такая ситуация в летние месяцы возможна только в высоких широтах, поскольку там суточная траектория Солнца очень пологая по отношению к горизонту. В низких и средних широтах Солнце заходит под более крутым углом, быстро уходя на большую глубину под горизонт и обеспечивая наступление полноценной ночи.

Ответ: «Белые ночи» и полярный день возможны только в высоких широтах из-за наклона земной оси. Летом в приполярных областях Солнце движется по пологой траектории и либо не заходит за горизонт совсем (за полярным кругом), либо опускается под него неглубоко, что не дает наступить полной темноте.