Skip to main content
Global

4.E: الأرض والقمر والسماء (تمرين)

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    197555

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    لمزيد من الاستكشاف

    مقالات

    باكيتش، م. «مخططك لكسوف الشمس لمدة عشرين عامًا.» علم الفلك (أكتوبر 2008): 74. يصف ظروف الكسوف الكلي القادم للشمس.

    كوكو، م. «ليست مجرد مرحلة جميلة أخرى.» علم الفلك (يوليو 1994): 76. شرح مراحل القمر.

    إسبناك، إف، وأندرسون، جيه «استعدوا لتجربة أمريكا من الساحل إلى الساحل». السماء والتلسكوب (فبراير 2016): 22.

    جينجريتش، أو. «ملاحظات حول إصلاح التقويم الغريغوري». السماء والتلسكوب (ديسمبر 1982): 530.

    كلوبفيل، سي. «ما مدى دقة التقويم الغريغوري؟» السماء والتلسكوب (نوفمبر 1982): 417.

    كروب، إي. «عوالم التقويم». السماء والتلسكوب (يناير 2001): 103. حول كيفية حصول أيام الأسبوع على أسمائها.

    كروب، إي. «خلف المنحنى». السماء والتلسكوب (سبتمبر 2002): 68. حول إصلاح التقويم من قبل البابا غريغوري الثالث عشر.

    ماكروبيرت، أ.، وسينوت، آر. «صيد القمر الصغير». السماء والتلسكوب (فبراير 2005): 75. تلميحات للعثور على القمر في أقرب وقت ممكن بعد مرحلته الجديدة.

    باساشوف، جيه. «علوم كسوف الشمس: لا تزال مستمرة بقوة». السماء والتلسكوب (فبراير 2001): 40. حول ما تعلمناه وما زلنا نتعلمه من الكسوف.

    ريغاس، د. «البحث عن الشمولية». السماء والتلسكوب (يوليو 2012): 36. عن مطاردة الكسوف كهواية.

    شايفر، ب. «خسوف القمر الذي غير العالم». السماء والتلسكوب (ديسمبر 1992): 639.

    شايفر، ب. «كسوف الشمس الذي غير العالم». السماء والتلسكوب (مايو 1994): 36.

    مواقع الويب

    المراصد القديمة والمعرفة الخالدة (مركز ستانفورد للطاقة الشمسية): http://solar-center.stanford.edu/AO/. مقدمة للمواقع القديمة حيث تم تتبع حركات الأجسام السماوية على مر السنين (مع التركيز بشكل خاص على تتبع الشمس).

    خدمات البيانات الفلكية: aa.usno.navy.mil/data/index.php. يحتوي هذا الموقع الغني من المرصد البحري الأمريكي على معلومات حول الأرض والقمر والسماء، مع الجداول والآلات الحاسبة عبر الإنترنت.

    التقويمات عبر العصور: http://www.webexhibits.org/calendars/index.html. مثل معرض متحف جيد على الويب.

    منطقة التقويم: http://www.calendarzone.com/. كل ما تريد أن تسأله أو تعرفه عن التقويمات وضبط الوقت، مع روابط من جميع أنحاء العالم.

    معلومات إكليبس 2017 وإرشادات المشاهدة الآمنة: www.nsta.org/publications/pre... enceInsert.pdf.

    خرائط الكسوف: http://www.eclipse-maps.com/Eclipse-Maps/Welcome.html. يتخصص مايكل زيلر في تقديم خرائط مفيدة وتفاعلية للأماكن التي سيكون فيها كسوف الشمس مرئيًا

    توقعات الكسوف: astro.unl.edu/classaction/ani... ipsetable.html. يوفر هذا التقويم المرئي تواريخ الخسوف الشمسي والقمري القادم حتى عام 2029.EclipseWise: http://www.eclipsewise.com/intro.html. موقع تمهيدي عن الكسوف المستقبلي ومراقبة الكسوف من قبل فريد إسبناك من وكالة ناسا.

    تاريخ خط التوقيت الدولي: http://www.staff.science.uu.nl/~gent0113/idl/idl.htm. من R. H. van Gent في جامعة أوتريخت في هولندا.

    الجنون والبدر: www.scientificamerican.com/ar... the-full-moon /. تستكشف هذه المقالة العلمية الأمريكية ما إذا كانت مرحلة القمر مرتبطة بسلوك غريب.

    حاسبة مراحل القمر: https://stardate.org/nightsky/moon. تتبع مراحل القمر مع هذا التقويم.

    موقع ناسا إكليبس: http://eclipse.gsfc.nasa.gov/eclipse.html. يحتوي هذا الموقع، الذي أعده خبير الكسوف في وكالة ناسا فريد إسبيناك، على ثروة من المعلومات حول كسوف القمر والشمس، في الماضي والمستقبل، بالإضافة إلى روابط المراقبة والتصوير الفوتوغرافي.

    معرض مراحل القمر والمعلومات: http://astropixels.com/moon/phases/phasesgallery.html. صور وأوصاف قدمها فريد إسبناك من وكالة ناسا.

    موقع الوقت والتاريخ: http://www.timeanddate.com/. مورد شامل حول كيفية الحفاظ على الوقت على الأرض؛ يحتوي على محولات المنطقة الزمنية والعديد من الأدوات التاريخية والرياضية الأخرى.

    المشي عبر الزمن: تطور قياس الوقت عبر العصور (المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا): http://www.nist.gov/pml/general/time/.

    مقاطع فيديو

    يشرح بيل ناي، رجل العلوم، الفصول: https://www.youtube.com/watch?v=KUU7IyfR34o. للأطفال، ولكن يمكن لطلاب الجامعات الاستمتاع بالنكات السيئة أيضًا (4:45).

    فكرة درس الجغرافيا: المناطق الزمنية: https://www.youtube.com/watch?v=-j-SWKtWEcU. (3:11).

    كيفية مشاهدة كسوف الشمس: www.exploratorium.edu/eclipse... o-view-eclipse. (1:35).

    ظل القمر: https://www.youtube.com/watch?v=XNcfKUJwnjM. يشرح مقطع الفيديو هذا التابع لوكالة ناسا كسوف الشمس، من خلال المناقشة والرسوم المتحركة، مع التركيز على كسوف 2015، ويظهر كيف يبدو الكسوف من الفضاء (1:54).

    أغرب المناطق الزمنية في العالم: https://www.youtube.com/watch?v=uW6QqcmCfm8. (8:38).

    فهم خسوف القمر: https://www.youtube.com/watch?v=lNi5UFpales. يشرح فيديو ناسا هذا سبب عدم وجود كسوف كل شهر، مع رسوم متحركة جيدة (1:58).

    أنشطة المجموعة التعاونية

    1. اطلب من مجموعتك تبادل الأفكار حول طرق أخرى (إلى جانب بندول فوكو) يمكنك إثبات أن أرضنا هي التي تدور مرة واحدة يوميًا، وليس السماء تدور حولنا. (تلميح: كيف يؤثر دوران الأرض على المحيطات والغلاف الجوي؟)
    2. كيف ستكون الفصول على الأرض إذا لم يكن محور الأرض مائلًا؟ ناقش مع مجموعتك عدد الأشياء المتعلقة بالحياة على الأرض التي تعتقد أنها ستكون مختلفة.
    3. بعد التدريب الجامعي والدراسات العليا، يُطلب من أعضاء مجموعة الطلاب الأمريكيين إنشاء مدرسة في نيوزيلندا. وصف بعض الطرق التي قد يختلف بها جدول مدرستك السنوي في نصف الكرة الجنوبي عما اعتاد عليه الطلاب في نصف الكرة الشمالي.
    4. خلال أسابيع عطلة عيد الميلاد التقليدية في الولايات المتحدة، يتم إرسالك إلى المنطقة المجاورة للقطب الجنوبي في رحلة بحثية (اعتمادًا على مدى أدائك في منتصف الفصل الدراسي في علم الفلك، إما كمساعد باحث أو كطباخ قصير!). اطلب من مجموعتك مناقشة كيفية اختلاف الأيام والليالي هناك وكيف يمكن أن تؤثر هذه الاختلافات عليك أثناء إقامتك.
    5. ناقش مع مجموعتك جميع القصص التي سمعتها عن البدر والسلوك المجنون. لماذا يعتقد أعضاء مجموعتك أن الناس يربطون السلوك المجنون بالقمر الكامل؟ ما هي الأساطير الأخرى إلى جانب قصص مصاصي الدماء المرتبطة بمراحل القمر؟ (تلميح: فكر في البروفيسور لوبين في قصص هاري بوتر، على سبيل المثال.)
    6. تصبح مدينتك الجامعية الموقع التأسيسي لعبادة جديدة غريبة تعبد القمر. يتجمع هؤلاء المؤمنون الحقيقيون بانتظام عند غروب الشمس ويقومون برقصة يجب عليهم فيها مد أذرعهم في اتجاه القمر. اطلب من مجموعتك مناقشة الطريقة التي ستشير بها أذرعهم عند غروب الشمس عندما يكون القمر جديدًا، والربع الأول، ممتلئًا، والربع الثالث.
    7. تلعب تغييرات المواسم دورًا كبيرًا في خططنا واهتماماتنا السنوية. ألهمت المواسم الموسيقى والقصص والشعر والفن والكثير من الأنين من الطلاب خلال العواصف الثلجية. ابحث على الإنترنت للتوصل إلى بعض الأمثلة على المواسم التي يتم الاحتفال بها أو التغلب عليها في مجالات أخرى غير العلوم.
    8. استخدم المعلومات الواردة في الملحق H وعلى الإنترنت لمعرفة متى سيكون الكسوف التالي للشمس أو كسوف القمر مرئيًا من حيث ستذهب مجموعتك إلى الكلية أو من المكان الذي يعيش فيه أعضاء مجموعتك. في أي وقت من اليوم سيكون الكسوف مرئيًا؟ هل سيكون كسوف كلي أو جزئي؟ ما هي الاستعدادات التي يمكنك القيام بها للحصول على تجربة كسوف ممتعة وآمنة؟ كيف تختلف هذه الاستعدادات بين الكسوف الشمسي والكسوف القمري؟
    9. في المريخ، يستغرق اليوم (غالبًا ما يُطلق عليه اسم سول) 24 ساعة و40 دقيقة. نظرًا لأن المريخ يستغرق وقتًا أطول للالتفاف حول الشمس، فإن العام هو 668.6 سول. للمريخ قمران صغيران، فوبوس وديموس. يرتفع فوبوس، القمر الداخلي، في الغرب ويغرب في الشرق، ويستغرق 11 ساعة من طلوع القمر إلى طلوع القمر التالي. باستخدام الآلات الحاسبة والخيال، اطلب من أعضاء مجموعتك وضع تقويم للمريخ. (بعد القيام بذلك بنفسك، وبعد ذلك فقط، يمكنك البحث عبر الإنترنت عن العديد من الاقتراحات التي تم تقديمها لتقويم المريخ على مر السنين.)

    مراجعة الأسئلة

    1. ناقش كيف تتشابه خطوط الطول والعرض على الأرض مع الانحراف والصعود الأيمن في السماء.
    2. ما هو خط العرض للقطب الشمالي؟ القطب الجنوبي؟ لماذا لا يكون لخط الطول أي معنى في القطبين الشمالي والجنوبي؟
    3. ضع قائمة بكل مرحلة رئيسية من مراحل القمر، واصفًا تقريبًا متى يرتفع القمر ويغيب لكل مرحلة. خلال أي مرحلة يمكنك رؤية القمر في منتصف الصباح؟ في منتصف فترة ما بعد الظهر؟
    4. ما هي مزايا وعيوب الوقت الشمسي الظاهر؟ كيف يتم تحسين الوضع من خلال إدخال متوسط التوقيت الشمسي والتوقيت القياسي؟
    5. ما الطريقتان التي يؤدي بها ميل محور الأرض إلى جعل الصيف في الولايات المتحدة أكثر دفئًا من الشتاء؟
    6. لماذا يصعب إنشاء تقويم عملي يعتمد على دورة مراحل القمر؟
    7. اشرح سبب وجود اثنين من المد والجزر المرتفع واثنين من المد والجزر كل يوم. بالمعنى الدقيق للكلمة، هل يجب أن تكون الفترة التي يحدث فيها المد والجزر 24 ساعة؟ إذا لم يكن الأمر كذلك، فماذا يجب أن يكون الفاصل الزمني؟
    8. ما هي مرحلة القمر خلال الكسوف الكلي للشمس؟ خلال الكسوف الكلي للقمر؟
    9. على خريطة الكرة الأرضية أو العالم، ابحث عن أقرب خط عرض محدد لموقعك. هل هذا مثال لدائرة كبيرة؟ اشرح.
    10. اشرح ثلاثة أسطر من الأدلة التي تشير إلى أن الفصول في أمريكا الشمالية لا تنتج عن تغير المسافة بين الأرض والشمس نتيجة لمدار الأرض الإهليلجي حول الشمس.
    11. ما هو أصل المصطلحين «صباحًا» و «مساءً» في نظام ضبط الوقت لدينا؟
    12. اشرح أصل السنة الكبيسة. لماذا هو ضروري؟
    13. اشرح لماذا لم تكن سنة 1800 سنة كبيسة، على الرغم من أن السنوات القابلة للقسمة على أربعة تعتبر عادةً سنوات كبيسة.
    14. ما الجزء المُضاء من الوجه المرئي للقمر خلال مرحلة الربع الأول؟ لماذا تسمى هذه المرحلة الربع الأول؟
    15. لماذا لا يحدث خسوف القمر خلال كل قمر مكتمل؟
    16. لماذا يخلق القمر انتفاخات المد والجزر على جانبي الأرض بدلاً من فقط على جانب الأرض الأقرب إلى القمر؟
    17. لماذا تتغير ارتفاعات المد والجزر على مدار الشهر؟
    18. اشرح كيف تتسبب قوى المد والجزر في إبطاء الأرض.
    19. اشرح كيف تتسبب قوى المد والجزر في انحسار القمر ببطء عن الأرض.
    20. اشرح سبب تعديل التقويم الغريغوري لطبيعة السنة الكبيسة من تعريفها الأصلي في التقويم اليولياني.
    21. يُترجم مصطلح الاعتدال إلى «ليلة متساوية». اشرح لماذا تعتبر هذه الترجمة منطقية من وجهة نظر فلكية.
    22. يُترجم مصطلح الانقلاب الشمسي إلى «محطة الشمس». اشرح لماذا تعتبر هذه الترجمة منطقية من وجهة نظر فلكية.
    23. لماذا يكون أحر يوم في السنة في الولايات المتحدة (أو في المنطقة المعتدلة في نصف الكرة الشمالي) عادة في أغسطس بدلاً من يوم الانقلاب الصيفي، في أواخر يونيو؟

    أسئلة الفكر

    1. عندما يميل نصف الكرة الشمالي للأرض نحو الشمس خلال شهر يونيو، قد يجادل البعض بأن سبب فصولنا هو أن نصف الكرة الشمالي أقرب ماديًا إلى الشمس من نصف الكرة الجنوبي، وهذا هو السبب الرئيسي لارتفاع درجة حرارة نصف الكرة الشمالي. ما هي الحجة أو خط الأدلة الذي يمكن أن يتعارض مع هذه الفكرة؟
    2. أين أنت على الأرض إذا واجهت كل مما يلي؟ (راجع المناقشة في «مراقبة السماء: ولادة علم الفلك» بالإضافة إلى هذا الفصل.)
      1. ترتفع النجوم وتتوقف بشكل عمودي على الأفق.
      2. تدور النجوم حول السماء بالتوازي مع الأفق.
      3. يمر خط الاستواء السماوي عبر الذروة.
      4. في غضون عام، تكون جميع النجوم مرئية.
      5. تشرق الشمس في 21 مارس ولا تغرب حتى 21 سبتمبر (بشكل مثالي).
    3. في البلدان الواقعة في أقصى خطوط العرض الشمالية، تميل أشهر الشتاء إلى أن تكون غائمة جدًا لدرجة أن الملاحظات الفلكية تكاد تكون مستحيلة. لماذا لا يمكن إجراء ملاحظات جيدة للنجوم في تلك الأماكن خلال أشهر الصيف؟
    4. ما هي مرحلة القمر إذا كانت...
      1. ترتفع في الساعة الثالثة بعد الظهر؟
      2. هي الأعلى في السماء عند شروق الشمس؟
      3. تبدأ في الساعة العاشرة صباحاً؟
    5. يقع حادث سيارة حوالي منتصف الليل في ليلة اكتمال القمر. يدعي السائق المخطئ أنه أصيب بالعمى للحظات بسبب ارتفاع القمر في الأفق الشرقي. هل يجب أن تصدقه الشرطة؟
    6. يتم إخفاء الوصفة السرية لبرغر الخضار الشهير في كافيتريا الكلية في درج في مكتب المدير. قرر اثنان من الطلاب اقتحام المكان لوضع أيديهم عليه، لكنهم يريدون القيام بذلك قبل ساعات قليلة من الفجر في ليلة لا يوجد فيها قمر، لذلك يقل احتمال القبض عليهم. ما هي مراحل القمر التي تناسب خططهم؟
    7. أخبر جدك الأكبر، الذي غالبًا ما كان يبالغ في الأحداث في حياته، أقاربك ذات مرة عن مغامرة رائعة خاضها في 29 فبراير 1900. لماذا تجعلك هذه القصة تشعر بالريبة؟
    8. في عام واحد في المستقبل، عندما لا يكون المال شيئًا، تستمتع بعيد ميلادك كثيرًا لدرجة أنك تريد الحصول على عيد ميلاد آخر على الفور. تدخل في طائرتك الأسرع من الصوت. إلى أين يجب أن تسافر أنت والأشخاص الذين يحتفلون معك؟ من أي اتجاه يجب أن تقترب؟ اشرح.
    9. لنفترض أنك عشت في فوهة كوبرنيكوس على جانب القمر المواجه للأرض.
      1. كم مرة ستشرق الشمس؟
      2. كم مرة ستغرب الأرض؟
      3. في أي جزء من الوقت ستتمكن من رؤية النجوم؟
    10. في حالة خسوف القمر، هل يدخل القمر ظل الأرض من الجانب الشرقي أو الغربي؟ اشرح.
    11. وصف ما سيراه مراقب في فوهة البركان كوبرنيكوس أثناء كسوف القمر على الأرض. ماذا سيرى نفس الراصد خلال ما يمكن أن يكون كسوفًا كليًا للشمس كما يُرى من الأرض؟
    12. يبلغ طول اليوم على المريخ 1.026 يومًا من أيام الأرض. تستمر السنة المريخية 686.98 يومًا من أيام الأرض. يستغرق قمري المريخ 0.32 يوم الأرض (لفوبوس) و 1.26 يوم الأرض (لديموس) للدوران حول الكوكب. تم تكليفك بمهمة وضع تقويم مريخي لمستعمرة المريخ الجديدة. هل سيكون التقويم الشمسي أو القمري أفضل لتتبع الفصول؟
    13. ما هو الصعود والانحدار الصحيحين للاعتدال الربيعي؟
    14. ما هو الصعود والانحدار الصحيحين للاعتدال الخريفي؟
    15. ما هو الصعود والانحدار الصحيحين للشمس عند ظهر الانقلاب الصيفي في نصف الكرة الشمالي؟
    16. خلال فصل الصيف في نصف الكرة الشمالي، تضيء الشمس القطب الشمالي 24 ساعة في اليوم. خلال هذا الوقت، لا ترتفع درجة الحرارة غالبًا فوق نقطة تجمد الماء. اشرح لماذا.
    17. في يوم الاعتدال الربيعي، يكون طول اليوم لجميع الأماكن على الأرض أطول قليلاً من 12 ساعة. اشرح لماذا.
    18. تُعرف المناطق الواقعة شمال الدائرة القطبية باسم «أرض شمس منتصف الليل». اشرح ما يعنيه هذا من منظور فلكي.
    19. في جزء من مدار الأرض حيث تتحرك الأرض بشكل أسرع من المعتاد حول الشمس، هل سيتغير طول اليوم الفلكي؟ إذا كان الأمر كذلك، كيف؟ اشرح.
    20. في جزء من مدار الأرض حيث تتحرك الأرض بشكل أسرع من المعتاد حول الشمس، هل سيتغير طول اليوم الشمسي؟ إذا كان الأمر كذلك، كيف؟ اشرح.
    21. إذا ارتفع سيريوس في الساعة 8:00 مساء الليلة، في أي وقت سيرتفع مساء الغد، إلى أقرب دقيقة؟ اشرح.
    22. ما هي ثلاثة أسطر من الأدلة التي يمكنك استخدامها للإشارة إلى أن مراحل القمر لا تنتج عن ظل الأرض الساقط على القمر؟
    23. إذا ارتفع القمر في مكان معين في الساعة 6:00 مساءً اليوم، فما هو الوقت الذي سيشرق فيه مساء الغد؟
    24. اشرح سبب كون بعض كسوف الشمس كليًا وبعضها حلقيًا.
    25. لماذا يستمر خسوف القمر عادة لفترة أطول بكثير من كسوف الشمس؟

    اكتشاف نفسك

    1. لنفترض أن الأرض استغرقت 300.0 يومًا بالضبط للالتفاف حول الشمس، وكان كل شيء آخر (اليوم والشهر) هو نفسه. أي نوع من التقويم سيكون لدينا؟ كيف سيؤثر ذلك على المواسم؟
    2. ضع في اعتبارك تقويمًا يعتمد كليًا على اليوم والشهر (فترة القمر من المرحلة الكاملة إلى المرحلة الكاملة). كم عدد الأيام في الشهر؟ هل يمكنك معرفة مخطط مماثل للسنة الكبيسة لجعل هذا التقويم يعمل؟
    3. إذا ارتفع نجم في الساعة 8:30 مساءً الليلة، فما الوقت الذي سيرتفع فيه تقريبًا بعد شهرين من الآن؟
    4. ما هو ارتفاع الشمس ظهر يوم 22 ديسمبر، كما يُرى من مكان على مدار السرطان؟
    5. أظهر أن التقويم الغريغوري سيكون خاطئًا بحلول يوم واحد في حوالي 3300 عام.