Форма и размеры Земли - ЗЕМЛЯ ВО ВСЕЛЕННОЙ

Урок № 4. Форма и размеры Земли

Цели урока: учащиеся должны знать/понимать: основные географические понятия и термины; уметь сопоставлять географические следствия движений Земли, географические явления и процессы в геосферах, выявлять взаимосвязи между ними

Оборудование: глобус, географические атласы для 6 класса.

Ход урока

I. Проверка и закрепление знаний:

Ребята, я сегодня получила письмо от нашего друга капитана Врунгеля. Он очень переживает, что не смог прийти к нам на урок, но прислал вам задания, с которыми, я надеюсь, вы все успешно справитесь.

1. Как называется галактика, к которой принадлежит Земля?

А) Туманность Андромеды

Б) Млечный путь

В) Магеллановы облака

2. Что такое Солнечная система

А) пояс астероидов, вращающихся вокруг Солнца

Б) Солнце и движущиеся вокруг него космические тела

В) Планеты и их спутники.

3. Выберите из списка планеты земной группы

А) Юпитер

Б) Меркурий

В) Сатурн

Г) Венера

Д) Земля

Е) Уран

Ж) Марс

З) Нептун

И) Плутон

4. Перечислите оболочки Земли.

5. Что такое орбита Земли?

II. Оргмомент

Учитель: Рассказывают, что во время одного из своих плаваний к берегам Америки знаменитый мореплаватель Христофор Колумб потерпел кораблекрушение вблизи острова Ямайка. Участники экспедиции, высадившись на берег, вскоре оказались в тяжелом положении: местные жители отказались снабжать их пищей и водой. Приближалось I марта 1504 г., а Колумб знал, что в этот день должно произойти полное лунное затмение. И тогда он пригрозил туземцам, что отнимет у них Луну. Вожди туземцев сначала не поверили, но, когда началось затмение, и на покрасневшую Луну стала наползать полукруглая темная тень, они не на шутку испугались. Вожди приказали немедленно обеспечить людей Колумба пищей и всем необходимым и пообещали и впредь делать это, а Колумб сделал вид, что прощает туземцев и возвращает им Луну.

Люди давно знали о лунных и солнечных затмениях и даже предсказывали их на много лет вперед, но не умели дать им объяснение.

Еще 2 тыс. лет назад древние греки заметили, что во время лунных затмений земная тень на Луне всегда имеет круглую форму. А какую форму может иметь предмет, всегда отбрасывающий круглую тень? Конечно, форму шара. И они сделали правильный вывод: Земля — шар.

III. Изучение нового материала

Учитель: Как люди определили форму Земли? Земля, как и все остальные планеты Солнечной системы, это огромный шар. Однако люди не сразу догадались об этом по рис. 17 учебника посмотрите, как в древности представляли люди Землю. Но даже тогда многие народы знали, что Земля не плоская. Древние ученые Пифагор и Аристотель уже считали Землю шаром. Аристотель заметил, что во время лунных затмений на Луне виден круглый край земной тени. Таким образом, доказательства шарообразности Земли люди накапливали постепенно.

- Ребята, а какое самое убедительное доказательство шарообразности Земли можно привести сегодня?

Ученик: Самое убедительное из этих доказательств — наблюдения, снимки и измерения Земли, сделанные из космоса (рис. 18 учебника).

Учитель: Действительно, другие доказательства (кругосветные путешествия, форма земной тени на Луне) свидетельствуют лишь о том, что нагла планета выпуклая, а не плоская. Вавилоняне и древние индийцы заметили, что на открытой местности видимая часть земной поверхности (горизонт) имеет форму круга. Его величина увеличивается с подъемом наблюдателя вверх. Поэтому они считали Землю выпуклой.

Доклад ученика: КАК ЛЮДИ УЗНАЛИ, ЧТО ЗЕМЛЯ — ШАР

Известно, что правильное представление людей о форме Земли сформировалось еще в IV в. до н. э., когда знаменитый древнегреческий ученый Аристотель научно доказал, что Земля — шар.

Дальнейшее доказательство шарообразности Земли было получено учеными при наблюдении за Луной во время полных лунных затмений. А предсказывать сроки их наступлений на много лет вперед люди научились очень давно. Вспомните, как умело воспользовался знанием сроков наступления полного лунного затмения знаменитый мореплаватель Христофор Колумб, 1 марта 1504 г, «отняв», а затем милостиво «возвратив» ночное светило перепуганным туземцам и таким образом добившись от них помощи, в которой нуждалась его голодающая команда, потерпевшая кораблекрушение вблизи острова Ямайка.

Что же собой представляет затмение Луны? Оно происходит тогда, когда тень Земли падает на Луну. Являясь спутником Земли, Луна вращается вокруг нее. И Земля, и Луна собственного света не излучают, но, освещенные Солнцем, они, как и любой непрозрачный предмет, отбрасывают тень. Периодически Луна попадает в тень Земли, и тогда мы видим, как ее диск начинает постепенно затемняться с восточной стороны. Когда Луна попадает в тень Земли полностью или частично, происходит полное или частичное затмение Луны. Лунные затмения бывают до трех раз в году и только в полнолуние. На расстоянии, равном расстоянию от Земли до Луны, земная тень имеет диаметр около 9000 км. Диаметр же Луны составляет всего 3400 км. Поэтому лунные затмения могут продолжаться 2—3 часа, так как необходимо время на то, чтобы Луна полностью оказалась в тени Земли (полностью исчезла), а потом полностью вышла из нее.

Известно, что каждый предмет отбрасывает тень такой формы, какую имеет сам. А так как тень Земли, которую она отбрасывает на Луну во время лунных затмений, всегда круглая, то Земля имеет шарообразную форму. К этому выводу пришли и древние греки.

Учитель: Сегодня мы с вами узнаем, какая же наша Земля с математической точки зрения. Откройте учебники на стр. 21, рис. 19 - Размеры Земли.

Точные измерения показали, что Земля — не идеальный шар. Из-за вращения вокруг своей оси она немного сплюснута у полюсов.

- Чему равно расстояние от центра Земли до северного полюса? (6357 км).

- Чему равно расстояние от центра Земли до экватора?(6378км).

- Определите, на сколько расстояние от центра планеты до Северного полюса меньше расстояния от центра до экватора? (21 км)

Учитель: Ребята, у меня в руках исторический документ, рассказывающий о научном споре, который продолжался 50 лет!

До второй половины XVII в. считалось, что Земля имеет форму правильного шара. Но потом были обнаружены факты, заставившие усомниться в истинности подобного представления. Стали выдвигаться научные гипотезы, в которых доказывалось, что этого быть не может. Невероятно продолжительный по времени (50 лет!) научный спор относительно формы Земли разгорелся между знаменитым английским ученым Исааком Ньютоном и хорошо известными в ученом мире директорами Парижской обсерватории, отцом и сыном Джованни и Жаком Кассини. Причем каждый из ученых приводил веские аргументы в доказательство того, что Земля не может иметь форму шара.

(В руках свиток, из него зачитывается)

Ньютон утверждал, что Земля у полюсов сплюснута, а по экватору вытянута, т. е. имеет форму сфероида (шара, слегка приплюснутого с полюсов), так как ее фигура создается под действием сил двоякого рода: во-первых, сил тяготения, которые на Земле в сотни раз больше, чем сцепление у стали, во-вторых, центробежной силы, возникающей в результате вращения Земли вокруг своей оси.

Для проверки правильности утверждения Ньютона Французская академия наук поручила Джованни Кассини измерить дугу меридиана на севере и на юге Франции длиной в 1°. Северная дуга у него оказалась короче южной. Получалось, что Земля не сплюснута, а, наоборот, вытянута с полюсов, подобно лимону. Защищая мнение отца, Жак Кассини, ставший после его смерти директором Парижской обсерватории, написал книгу, в которой пытался доказать, что Земля имеет форму лимона.

Чтобы решить, кто же из ученых прав, Французская академия наук снарядила в 1735 г. две экспедиции: одну к Северному полярному кругу, в Финляндию и Швецию, другую к экватору, в Перу. В результате тщательной восьмилетней работы экспедиций, в ходе которых было проведено очень точное измерение длины градуса, меридиана, выяснилось, что прав был Ньютон. Земля — сфероид, или эллипсоид, т. е. фигура, полученная вращением эллипса на малой оси. Очевидно, что у сфероида меридианы — не круги, а эллипсы, и экваториальный радиус больше полярного, правда, всего на 21,4 км. Последующие, еще более тщательные измерения позволили обнаружить, что Земля — тело геометрически неправильное, которое назвали геоидом.

С конца XVII в., когда стало ясно, что Земля не является правильным шаром, а имеет форму сфероида или эллипсоида вращения на малой оси, получили широкое применение методы точных градусных измерений на местности. На их основании и были вычислены размеры Земли.

Наиболее правильное и точное определение размеров и формы земного эллипсоида было проведено крупнейшим советским ученым-геодезистом Ф. Н. Красовским и его сотрудниками на основании данных, полученных при обработке градусных измерений СССР, Западной Европы и США. Размеры земного эллипсоида такие:

• экваториальный радиус, или большая полуось — 6378,160 км (а);

• полярный радиус, или малая полуось — 6356,777 км (б);

• разность между экваториальным и полярным радиусами (а - б) — 21,4 км;

• средний радиус Земли, за который принято считать радиус шара, одинакового по объему со сфероидом Земли — 6371,032км;

• площадь поверхности земного сфероида — 510,2 млн. км2;

• объем Земли — 1083 млрд. км3;

• длина окружности по экватору — 40 075,7 км;

• длина окружности по меридиану — 40 008,5 км.

Современная фигура Земли соответствует современному состоянию ее развития. По всей вероятности, образовавшаяся из холодных и твердых частиц Земля первоначально имела неправильную форму, лишь приблизительно напоминавшую шарообразную. Позднее, в процессе вращения, сопровождавшегося перемещениями земного вещества, форма ее становилась все правильнее, хотя и к настоящему времени она не стала еще точным сфероидом. Тщательные градусные и гравиметрические измерения (измерения силы тяжести в различных точках земной поверхности) позволили определить, что Земля — тело геометрически неправильное. Это тело, истинная форма которого и до сих пор неизвестна, назвали геоидом. Но геоид так мало отличается от сфероида, а сфероид от окружности, что во многих случаях можно пренебречь этими отклонениями и рассматривать Землю как шар.

Поэтому длина окружностей, которые можно провести на ней, в отличие от шара, разная. Самая большая из них — экватор.

Экватор — это воображаемая окружность на поверхности Земли, проведенная на равном расстоянии от Северного и Южного полюсов.

Учитель: Как форма и размеры Земли влияют на жизнь планеты.

Благодаря своим размерам Земля обладает достаточной силой притяжения для того, чтобы удержать воздух и воду. Без них жизнь на планете была бы невозможна. Из-за того, что Земля — шар, солнечные лучи падают на ее поверхность под разным углом. Вблизи Экватора земная поверхность нагревается сильнее, а у полюсов — слабее. Поэтому на Земле наблюдается смена природных условий при движении от экватора к полюсам.

III. Закрепление.

1. Какое доказательство шарообразности Земли наиболее убедительно?

2. Почему Земля – не идеальный шар?

3. Какова роль формы и размеров Земли в жизни планеты?

IV. Домашнее задание: § 6.