Мы живём в разном времени суток

Определения и обозначения

Сутки — промежуток времени, за который Земля совершает один полный оборот вокруг своей оси. Это единица измерения времени, которой мы пользуемся в повседневной жизни: в сутках есть 24 часа. Такое определение помогает понять, почему смена дня и ночи повторяется регулярно.

Ось Земли — воображаемая линия, проходящая через Северный и Южный полюса, вокруг которой вращается Земля. Увидеть эту линию нельзя, но её удобно представить, чтобы объяснить вращение планеты. Понятие оси помогает описать, как меняется положение разных мест относительно Солнца.

День — часть суток, когда место на Земле освещено Солнцем. В обычной речи словом «день» иногда называют все сутки, поэтому важно смотреть на смысл слова в предложении. Здесь день означает именно светлую часть суток. Это различие помогает не путать время суток с единицей времени.

Ночь — часть суток, когда место на Земле не освещено Солнцем. В это время данное место находится на стороне планеты, отвернувшейся от Солнца. Ночь не означает, что Солнце перестало светить: его свет не попадает на эту часть Земли. Определение помогает отличить причину темноты от её наблюдаемого признака.

Как это устроено

Солнце освещает только обращённую к нему половину Земли, потому что свет распространяется от Солнца и не огибает шар целиком. На освещённую поверхность попадают солнечные лучи, а противоположная сторона оказывается в тени самой планеты. Поэтому на одной стороне Земли наступает день, а на другой в тот же момент — ночь. Граница между светом и тенью проходит не по всей планете одинаково и постепенно меняет положение относительно поверхности.

Земля вращается вокруг своей оси, поэтому одно и то же место не остаётся постоянно в освещённой или затенённой части. Вместе с поверхностью оно перемещается относительно направления на Солнце. Когда место выходит из тени, солнечные лучи начинают его освещать; когда уходит с освещённой стороны, оно снова оказывается в тени. Именно движение Земли, а не смена источника света, заставляет границу дня и ночи проходить через разные места.

Когда место на Земле поворачивается к Солнцу, сначала оно выходит к границе освещённой области: наступает утро, а затем день. Причина утреннего света в том, что солнечные лучи начинают достигать этой части поверхности. По мере вращения место оказывается всё дальше на освещённой стороне. Позже оно приближается к границе тени, отворачивается от Солнца, и наступают вечер и ночь.

В один и тот же момент жители разных мест Земли могут видеть разное время суток, потому что эти места по-разному расположены относительно Солнца. Одно место может находиться на освещённой стороне, а другое — на противоположной, затенённой. Бывает и так, что два места освещены, но одно только поворачивается к Солнцу, а другое уже отворачивается от него. Значит, время суток связано с положением конкретного места, а не всей планеты сразу.

Смена дня и ночи повторяется, потому что Земля продолжает вращаться вокруг своей оси. За один полный оборот каждое место снова проходит через смену освещённой и затенённой частей. Такой оборот занимает примерно сутки, поэтому через примерно одинаковые промежутки времени наступает следующий день и следующая ночь. Если бы вращения не было, привычного регулярного чередования освещения в данном месте не происходило бы.

Как положение места на Земле связано со временем суток

Чтобы пользоваться таблицей, сначала определите, где находится место относительно направления на Солнце. Затем выясните, попадает ли туда солнечный свет, и соотнесите это с временем суток. На границе света и тени день или ночь сменяются постепенно, поэтому там наблюдают утро либо вечер.

Разбор задач

Глобус и лампа

Условие. На глобусе отметь место, обращённое к лампе, и место на противоположной стороне. Определи, где день, а где ночь. Лампа в этой модели изображает Солнце, а глобус — Землю, поэтому важно сравнить, какая часть шара получает свет.

1. Посмотри, куда направлен свет лампы: он падает только на обращённую к ней половину глобуса.
2. На этой освещённой половине отметь место, обращённое к лампе. Оно соответствует месту на Земле, где сейчас день.
3. Найди противоположное место, куда свет лампы не попадает. Оно находится в тени и соответствует ночи.

Ответ. У лампы, на освещённой стороне глобуса, день; на противоположной, затенённой стороне, ночь. Вывод основан не на том, что лампа перемещается, а на том, какая часть глобуса освещена.

Утро в одном городе и ночь в другом

Условие. В одном городе сейчас утро, а в другом — ночь. Нужно объяснить, почему это возможно в один и тот же момент. Для ответа сравним положение этих городов относительно освещённой Солнцем стороны Земли.

1. Утром город находится у границы света и тени и поворачивается к Солнцу. Лучи уже начинают освещать его.
2. Город, где ночь, находится на стороне Земли, не обращённой к Солнцу. Поэтому солнечный свет до него сейчас не доходит.
3. Земля вращается, и оба города перемещаются относительно направления на Солнце. Позже в ночном городе начнётся утро, а в другом наступят следующие части суток.

Ответ. Это возможно, потому что города находятся в разных местах вращающейся Земли: одно освещено Солнцем, другое — нет. Время суток не бывает одинаковым во всех точках планеты одновременно.

Если Земля перестанет вращаться

Условие. Представь, что Земля перестала вращаться вокруг оси. Нужно сравнить изменение освещённости разных мест с обычной сменой дня и ночи. Для этого выясним, что именно перемещает места поверхности из света в тень и обратно.

1. В обычной ситуации поверхность Земли вращается относительно Солнца. Поэтому одно место проходит через освещённую и затенённую области.
2. Если вращение прекратится, эта причина смены освещения исчезнет. Сторона, обращённая к Солнцу, продолжит получать свет, а противоположная останется в тени.
3. Значит, привычная регулярная смена дня и ночи в каждом месте не происходила бы. Для вывода достаточно связать чередование света и тьмы с вращением Земли.

Ответ. При остановке вращения освещённость разных мест не менялась бы так, как при обычном чередовании дня и ночи: одна сторона оставалась бы освещённой, другая — затенённой. Именно вращение Земли обеспечивает регулярную смену освещённых и тёмных участков.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что Солнце движется вокруг Земли и поэтому наступает ночь. Так можно подумать, наблюдая, как Солнце перемещается по небу в течение дня. На самом деле чередование дня и ночи вызывает вращение Земли вокруг своей оси. Проверь себя вопросом: что должно сменить положение относительно света, чтобы разные места Земли по очереди освещались?

Ошибка: думать, что в один момент на всей Земле одинаковое время суток. Так кажется, если представлять Землю как плоскую поверхность, освещённую целиком. Но планета имеет форму шара, и Солнце освещает только одну её половину. Проверь себя на глобусе: одновременно покажи сторону, обращённую к источнику света, и противоположную сторону.

Ошибка: путать день как светлую часть суток со словом «день» в значении всех суток. В обычной речи говорят «три дня», имея в виду промежуток в несколько суток, а не только светлое время. В теме о смене освещения день — это часть суток, когда место освещено Солнцем. Проверь, какое значение подходит по смыслу: речь о светлом времени или о полном промежутке времени.

Ошибка: предполагать, что ночью Солнце перестаёт светить. Темноту иногда связывают с тем, что Солнце исчезает, ведь ночью его не видно. Но Солнце продолжает излучать свет, а конкретное место оказывается на отвернувшейся от него стороне Земли. Проверь себя, представив одновременно освещённую половину планеты и её теневую сторону.

Связь с другими темами

Чтобы понять смену дня и ночи, нужно знать, что Земля имеет форму шара и на неё падает свет Солнца. Тогда становится понятно, почему свет получает только часть поверхности. Тема связана с вращением Земли: именно оно меняет положение мест относительно освещённой стороны. Эти знания пригодятся при изучении календаря, суток и времени в разных частях света, где учитывают, что местное время суток может различаться.

Что запомнить

• Солнце освещает только половину Земли.
• На освещённой стороне Земли день, на неосвещённой — ночь.
• Земля вращается вокруг своей оси.
• Вращение Земли вызывает смену дня и ночи.
• В один момент в разных местах Земли может быть разное время суток.
• Полный оборот Земли вокруг оси занимает примерно сутки.