Dzień i noc to fundamentalne zjawiska w naszym życiu. Ich cykliczna zmiana wpływa na wszystko na Ziemi. Wyjaśniamy, co powoduje następowanie po sobie jasności i ciemności.
Podstawy: Ruch Ziemi i cykl dnia i nocy
Podstawowym powodem dnia i nocy jest ruch obrotowy Ziemi. Nasza planeta wiruje wokół własnej osi. Obraca się z zachodu na wschód. Ten obrót trwa około 23 godziny i 56 minut.
Dla uproszczenia czas obrotu Ziemi zaokrąglono do 24 godzin. To właśnie stanowi jedną dobę. W trakcie tego ruchu część powierzchni Ziemi jest zwrócona ku Słońcu. Tam panuje dzień. Druga część jest odwrócona od Słońca. Tam panuje noc.
W każdym momencie połowa kuli ziemskiej jest oświetlona. Druga połowa pozostaje w cieniu. Ruch obrotowy Ziemi jest przyczyną pozornego ruchu Słońca. Słońce w swojej dobowej wędrówce wschodzi, góruje, obniża się i zachodzi. W ten sposób doświadczamy zmiany pór dnia.
Dlaczego długość dnia i nocy się zmienia? Wpływ nachylenia osi Ziemi
Dzień i noc nie zawsze trwają równo po 12 godzin. Ich długość zmienia się w ciągu roku. Powodem jest nachylenie osi Ziemi. Oś obrotu Ziemi jest nachylona w stosunku do płaszczyzny orbity. Kąt wychylenia Ziemi wynosi około 23,5 stopnia.
To nachylenie sprawia, że różne obszary Ziemi otrzymują różną ilość światła słonecznego. Ilość światła zależy od pory roku. Kiedy oś Ziemi przechyla się w stronę Słońca, dni są dłuższe. Kiedy oś się odchyla, noce są dłuższe. Dobowy cykl dnia i nocy wynika z ruchu obrotowego Ziemi. Wynika także z rocznego cyklu zmian pór roku.
Równonoce i przesilenia
Dwa razy w roku dzień i noc trwają równo po 12 godzin. Następuje to w czasie równonocy. Równonoc następuje, gdy Słońce znajduje się idealnie nad równikiem. Wtedy północna i południowa półkula są oświetlone równomiernie. Na przykład, równonoc wiosenna oznacza, że dzień będzie się wydłużał. Dzieje się tak aż do przesilenia letniego w czerwcu.
Zjawiska na biegunach: Dzień polarny i noc polarna
W okolicach biegunów występują wyjątkowe zjawiska. Tam panuje dzień polarny lub noc polarna. Dzieje się tak z powodu dużego nachylenia osi Ziemi względem Słońca. Na kołach podbiegunowych noc polarna może trwać 24 godziny. Na samych biegunach może trwać nawet 6 miesięcy. W miesiącach letnich powyżej koła podbiegunowego panuje dzień polarny. W zimie w tym rejonie panuje ciemność.
Wpływ dnia i nocy na życie: Zegary biologiczne
Cykliczność dnia i nocy ma ogromny wpływ na życie na Ziemi. Istości żywe mają wewnętrzne zegary biologiczne. Zegary te są zsynchronizowane z cyklem dnia i nocy. Rytmy biologiczne są generowane wewnątrz organizmu. Nie są one bezpośrednim wynikiem zmian w środowisku zewnętrznym.
Badania nad tymi rytmami zostały uhonorowane Nagrodą Nobla. W 2017 roku Nagrodę Nobla z dziedziny fizjologii i medycyny otrzymali Jeffry C. Hall, Michael Rosbash oraz Michael W. Young. Odkryli oni mechanizmy kontrolujące rytm dobowy.
„Wewnętrznym mechanizmem sterującym rytmiką procesów życiowych wszystkich organizmów, także człowieka jest zegar biologiczny.” – prof. Elżbieta Pyza
„Zegar wewnętrzny daje nam też sygnały w ciągu doby (np. pory snu) i jeżeli ich nie ignorujemy, sprzyja to zdrowiu i dobremu samopoczuciu.” – prof. Elżbieta Pyza
Jak dawniej mierzono czas i poznawano cykl dnia i nocy?
Zrozumienie cyklu dnia i nocy jest kluczowe od najmłodszych lat. Już dzieci w wieku przedszkolnym uczą się tej naturalnej przemienności. Scenariusze zajęć edukacyjnych pomagają w tym procesie. Dzieci ćwiczą myślenie logiczne i przyczynowo – skutkowe. Uczą się rozpoznawać dzień od nocy.
Nauczyciele wykorzystują różne metody. Stosują metody słowne, muzyczno-ruchowe i praktyczne. Często używane środki dydaktyczne to globus i latarka. Demonstracja na tych rekwizytach pokazuje cykl dnia i nocy. Popularna zabawa dydaktyczna to „Co robimy w dzień? Co robimy w nocy?”. Dzieci przyporządkowują czynności do właściwej pory dnia.
Dzieci ustalają też porządek chronologiczny na ilustracjach. Uczą się wierszyków o dniu i nocy. Przykładowy tekst z zajęć brzmi:
Słońce wstaje, zaczyna się dzień
I moje zabawy rozpoczynają też się,
Słońce świeci przez cały dzień.
A gdy zajdzie, kończy się dzień.
Wtedy właśnie zaczyna się noc.
Na niebie świeci księżyc
I gwiazdek moc.
Śpię ja, spisz i ty,
Wszyscy śpią.
Śpi też cały dom.
Noc się kończy. Słońce wstaje- zaczyna się dzień.
Ciekawostki o dniu i nocy
Świat wokół nas kryje wiele fascynujących faktów o dniu i nocy. Na przykład, najszybszy ponaddźwiękowy samolot pasażerski świata poruszał się szybciej niż obracała się Ziemia. Oznacza to, że mógł „dogonić” wschód słońca.
Słońce wschodzi dokładnie na wschodzie tylko dwa razy w roku. Dzieje się to w dniach równonocy. W Polsce Słońce nie góruje w tej samej chwili w całym kraju. Zależy to od dokładnej pozycji geograficznej.
Na półkuli południowej Słońce porusza się po północnej stronie nieba. Jest to odwrotność tego, co obserwujemy na półkuli północnej. Różnica w czasie obrotu Ziemi (poniżej 24h) jest obliczana. Dodatkowy dzień co cztery lata (rok przestępny) koryguje tę różnicę.
Astronom Tony Flanders tłumaczy, że światło na biegunach mocniej się załamuje. Dzieje się tak niż na równiku. Może to wpływać na obserwowane czasy wschodów i zachodów słońca.
Dzień i noc są niezwykle skomplikowanymi zjawiskami. Ich istnienie wynika z wielu czynników. Ta nieustanna zmiana między jasnością i ciemnością jest kluczowym elementem funkcjonowania naszej planety. Wpływa na rytmy biologiczne i życie codzienne.
Najczęściej Zadawane Pytania
Dlaczego mamy dzień i noc?
Dzień i noc powstają głównie z powodu obrotu Ziemi wokół własnej osi. Ziemia obraca się, a Słońce oświetla jej jedną stronę. Strona oświetlona ma dzień, a strona w cieniu ma noc.
Jak długo trwa doba?
Doba, czyli pełny cykl dnia i nocy, trwa zazwyczaj 24 godziny. Jest to zaokrąglony czas obrotu Ziemi wokół własnej osi. Dokładny czas to 23 godziny i 56 minut.
Czy dzień i noc zawsze trwają po 12 godzin?
Nie, dzień i noc nie zawsze trwają równo po 12 godzin. Ich długość zmienia się w ciągu roku. Zmiana ta zależy od nachylenia osi Ziemi i położenia planety na orbicie. Trwają po 12 godzin tylko podczas równonocy.
Co powoduje zmianę długości dnia i nocy w ciągu roku?
Zmianę długości dnia i nocy powoduje nachylenie osi obrotu Ziemi. Oś Ziemi jest nachylona o około 23,5 stopnia. Powoduje to, że różne półkule są różnie oświetlone przez Słońce w ciągu roku.
Czym jest równonoc?
Równonoc to moment, gdy Słońce znajduje się idealnie nad równikiem. W tym czasie dzień i noc trwają w przybliżeniu po 12 godzin na większości obszarów Ziemi.
Czym jest dzień polarny?
Dzień polarny to zjawisko występujące w okolicach biegunów. Słońce nie zachodzi przez co najmniej 24 godziny. Dzieje się tak w miesiącach letnich na półkuli, która jest bardziej nachylona do Słońca.
Co to jest zegar biologiczny?
Zegar biologiczny to wewnętrzny mechanizm organizmów żywych. Steruje on rytmiką procesów życiowych. Jest zsynchronizowany z dobowym cyklem dnia i nocy.
Zobacz także: