Если Гагарин для вашего чада — не авторитет, а все снимки с МКС, по его мнению — подделка, придётся запастись терпением и доказывать шарообразность Земли, пользуясь минимумом технических стредств — совсем так, как это делали древние греки. Процесс этот будет долгим, зато чрезвычайно поучительным.
1. Доказываем, что Земля — диск или шар
Начнём с того, что определимся с очертаниями родной планеты. Имеет ли она форму чемодана или там, внизу черепаха и слоны? Есть очень простой способ понять, что Земля — это диск или сфера. Для этого достаточно дождаться полноголунного затмения (в Европе ближайшее можно будет наблюдать 27 июля 2018 года, они происходят каждый год. Поезжайте с ребёнком туда, где в этот день точно будет ясное небо, и смотрите, как круглая тень Земли медленно закрывает Луну. Перед этим продемонстрируйте, как форма тени зависит от тени предмета — покажите тенями рук на стене волка или лося. Если тень круглая, значит, и тело, которое её отбрасывает, круглое.
После этого останется только понять, имеет земля форму диска или форму шара.
2. Выбираем между диском и сферой
Чтобы ответить на вопрос о том, плоская Земля или шарообразная, нам понадобится: выбраться за город, мячик и муравей (жук, божья коровка или таракан — на выбор).
Сначала нам нужно найти высокое отдельностоящее на равнинной местности сооружение (например, опору линии электропередач) и пойти от него. Точно так же, как корабль на море, опора будет пропадать из виду не сразу, а постепенно — сначала «ноги», потом средняя часть и, наконец, верхушка с проводами.
Теперь интерпретируем результаты наблюдений. Если бы мы имели дело с высокой башней на плоскости, то она, отдаляясь, становилась бы всё меньше и меньше, но, даже оставаясь едва заметной, была бы видна полностью. На поверхности сферы же объекты пропадают из виду постепенно.
Берём мячик и сажаем на него насекомое. Подносим мячик очень-очень близко к глазам так, чтобы насекомое оказалось наполовину за «горзонтом» — дальним видимым краем мячика. Видна будет только часть тела животного — как видна издалека только часть вышки. Теперь можно с уверенностью заключить, что мы живём на поверхности земного (кроме шуток) шара.
3. Еще раз о шаре
Еще один отличный способ убедиться в том, что земля круглая — выйти на рассвете в поле. Захватите с собой часы и стойте лицом к самому светлому краю неба. Как только краешек Солнца (или Луны — это неважно) покажется за горизонтом, лягте на Землю и засеките время. Смотрите в том же направлении. На несколько секунд светило снова скроется за горизонтом. Почему? Потому что вы изменили угол наблюдения, и на короткое время Солнце (или Луна) оказались скрыты от вас выпуклой поверхностью Земли.
То же самое можно проделать на закате или наблюдая, как садится Луна, но только в обратном порядке: сначала наблюдать лёжа, а потом — стоя.
4. Определяем размеры шара
Впервые длину окружности экватора рассчитал библиотекарь Александрийской библиотеки Эратосфен Киренский. Древний мудрец сравнил отклонение Солнца от зенита в один и тот же день года в двух городах, расположенных на расстоянии 800 километров друг от друга — Александрии и Сиене.
Солнце в зените поймать легко: в этот момент его лучи падают даже на дно глубоких ям (Эратосфен ориентировался на колодцы), а предметы не отбрасывают тени. В один и тот же день Солнце роняло на Александрию отвесные лучи, а в Сиенне — нет. Оно отклонялось от зенита на 7,2°. Семь градусов от 360 — это два процента. Умножаем 800 на 50 и получаем 40 тысяч (километров): такова длина Экватора, это подтверждено и современными высокоточными измерениями.
Повторить эксперимент Эратосфена довольно просто, но придётся заручиться помощью друзей в другом городе. Дождитесь момента, когда Солнце будет в зените (можно дать слабину и посмотреть в интернете, можно ориентироваться по солнечным часам — палке, воткнутой в Землю. Когда тень самая короткая, тогда Солнце ближе всего к зениту). Над средней полосой Солнце никогда не бывает в зените, но это неважно. Важно в тот момент, когда тень от вашей палки дойдёт до своего минимума, позвонить друзьям в город, расположенный от вас довольно далеко — из Москвы, например, в Петербург, и попросить измерить длину тени у них (и высоту палки). Рассчитайте значение острого угла между палкой и воображаемой прямой от конца палки до конца тени у вас и в далёком городе. Дальше — чистая арифметика: должно получиться около 40 тысяч километров.
5. Ещё раз измеряем размеры шара
Возвращаемся к экспериментам с часами и восходами (закатами). Мы не просто так засекали время: зная его и собственный рост, можно решить задачку о радиусе земного шара.
Сначала найдём угол, на который Земля повернулась в промежутке между тем, как вы увидели краешек восходящего Солнца или Луны на рассвете стоя и лёжа. Для этого решите простую пропорцию. Если Земля поворачивается на 360° за 24 часа, то на какой угол она повернулась за время, которое вы засекли? Посчитайте и назовите его углом α.
Представьте, что это не вы падали и вставали. Вместо этого восход наблюдали два человека: Иван 1 и Иван 2, на таком расстоянии друг от друга, что первый увидел Солнце позже другого ровно на то самое время T. Два радиуса R до Ивана 1 и Ивана 2 образуют равнобедренный треугольник с углом α.
Дополните радиус до Ивана 2 отрезком, равным вашему росту h, и соедините его конец с точкой, где стоит Иван 1. Получим прямоугольный треугольник с гипотенузой R+h и известным острым углом. Немного тригонометрии — и мы вычисляем радиус Земли.
О том, что форма у нашей планеты шарообразная, люди узнали не сразу. Давайте плавно перенесёмся в древние-древние времена, когда люди считали, что Земля плоская, и попробуем вместе с древними мыслителями, философами и путешественниками прийти к идее шарообразности Земли...
(Данный пост навеян размышлениями автора и гостей блога к сообщению "Как я повышала квалификацию на курсах. Часть 2: Чем мультфильмы могут навредить нашим детям
")
Представления наших далёких предков о Земле в основном опирались на мифы, предания и легенды.
Древние греки считали, что планета - это выпуклый диск, похожий на щит воина, омываемый со всех сторон рекой Океан.
В Древнем Китае существовало представление, согласно которому Земля имеет форму плоского прямоугольника, над которым на столбах поддерживается круглое выпуклое небо. Разъяренный дракон будто бы согнул центральный столб, вследствие чего Земля наклонилась к востоку. Поэтому все реки в Китае текут на восток. Небо же наклонилось на запад, поэтому все небесные светила движутся с востока на запад.
Греческий философ Фалес (VI в. до н. э.) представлял Вселенную в виде жидкой массы, внутри которой находится большой пузырь, имеющий форму полушария. Вогнутая поверхность этого пузыря — небесный свод, а на нижней, плоской поверхности, наподобие пробки, плавает плоская Земля. Нетрудно догадаться, что представление о Земле как о плавающем острове Фалес основывал на том факте, что Греция расположена на островах.
Современник Фалеса - Анаксимандр
представлял Землю отрезком колонны или цилиндра, на одном из оснований которого мы живем. Середину Земли занимает суша в виде большого круглого острова Ойкумены («населенной Земли»), окруженного океаном. Внутри Ойкумены находится морской бассейн, который делит ее на две приблизительно равные части: Европу и Азию:
А вот мир в представлении древних египтян :
Внизу - Земля, над ней - богиня неба;
слева и справа корабль бога Солнца, показывающий путь Солнца по небу от восхода до заката.
Древние индийцы
представляли Землю в виде полусферы, опирающейся на слонов.
Слоны стоят на панцире огромной черепахи, стоящей на змее и плывущей в бескрайнем Океане из молока. Змея, свернувшись кольцом, замыкает околоземное пространство.
Обратите внимание, до истины ещё далеко, но первый шаг к ней уже сделан!
Жители Вавилона
представляли Землю в виде горы, на западном склоне которой находится Вавилония.
Они знали, что к югу от Вавилона раскинулось море, а на востоке расположены горы, через которые не решались переходить. Поэтому им и казалось, что Вавилония расположена на западном склоне «мировой» горы. Гора эта окружена морем, а на море, как опрокинутая чаша, опирается твердое небо - небесный мир, где, как и на Земле, есть суша, вода и воздух.
А на Руси
считали, что Земля плоская и держится на трех китах, которые плавают и безбрежном всемирном океане.
Когда люди начали совершать далекие путешествия, постепенно стали накапливаться доказательства, что Земля не плоская, а выпуклая.
Впервые предположение о шарообразности Земли высказал древнегреческий философ Парменид в 5 веке до н.э.
Но первые доказательства этого были приведены тремя древнегреческими учёными: Пифагором, Аристотелем и Эратосфеном.
Пифагор говорил, что Земля не может иметь никакой другой формы, кроме шара. Не может - и всё тут! Потому, что, по мнению Пифагора, в природе всё устроено правильно и красиво. А самой правильной и поэтому красивой фигурой он считал именно шар. Вот такое своеобразное доказательство))))
Первое: если смотреть на приближающийся со стороны моря корабль, то сначала из-за горизонта появятся мачты и только потом - корпус корабля.
Но такое доказательство не удовлетворяло многих.
Ночью на Луну "набегает" огромная тень, и Луна "гаснет", правда, не полностью: она только темнеет и меняет цвет. Древние греки говорили, что Луна становится "цвета тёмного мёда".
Вообще греки считали, что лунное затмение - очень опасное для здоровья и жизни явление, так что от Аристотеля потребовалось немалое мужество. Он не раз наблюдал лунные затмения и понял, что огромная тень, закрывающая Луну, - это тень Земли, которую отбрасывает наша планета, когда оказывается между Солнцем и Луной. Аристотель обратил внимание на одну странность: сколько бы раз и в какое время он бы ни наблюдал лунное затмение, тень Земли - всегда круглая. Но только у одной фигуры тень всегда круглая - у шара.
Кстати, ближайшее лунное затмение будет... 15 апреля 2014 года.
В одном источнике я нашла такой интересный фрагмент со словами самого Аристотеля:
Три доказательства шарообразности Земли мы находим в книге Аристотеля "О небе".
1. Все тяжелые тела падают на землю под равными углами. Это первое по счету аристотелевское доказательство шарообразности Земли нуждается в пояснении. Дело в том, что Аристотель считал, что тяжелые элементы, к числу которых он относил землю и воду, естественные образом стремятся к центру мира, который поэтому совпадает с центре Земли. Если бы Земля была плоской, то тела падали бы не перпендикулярно, ибо они устремлялись бы к центру плоской Земли, но поскольку все тела не могут находиться непосредственно над этим центром, то большинство тел падало бы на землю по наклонной линии.
2. Но также (шарообразность Земли) следует из того, что явлено нашим чувствам. Ибо, конечно, затмения Луны не имели бы такой формы (если бы Земля была плоская). Определяющая же линия во время (лунных) затмений всегда дугообразна. Итак, вследствие того, что Луна затмевается по причине нахождения Земли между нею и Солнцем, форма Земли обязана быть шарообразной. Здесь Аристотель опирается на учение Анаксагора о причине солнечных и лунных затмений.Третьим известным учёным был Эратосфен . Он первым выяснил размеры земного шара, тем самым ещё раз доказал, что Земля имеет форму шара.
3. Некоторые из звезд видны в Египте и на Кипре, а в местах, расположенных севернее, не видны. Из этого не только явствует, что форма Земли сферическая, но и что Земля - сфера небольших размеров. Это третье доказательство шарообразности Земли основывается на наблюдениях, которые проводил в Египте древнегреческий математик и астроном Евдокс, принадлежавший к пифагорейскому союзу.
Древнегреческий математик, астроном и географ Эрастофен Киренский (около 276-194 гг. до н.э.) с удивительной точностью определил размеры земного шара. Сейчас мы знаем, что в день летнего солнцестояния (21-22 июня), в полдень Солнце на Тропике Рака (или Северном тропике) находится в зените, т.е. его лучи отвесно падают на поверхность Земли. Эрастофену же было известно, что в этот день Солнце освещает дно даже самых глубоких колодцев в окрестностях Сиены (Сиена- древнее название Асуана).
В полдень он по тени от вертикального столба, установленного в Александрии, в 800 км от Сиены, измерил угол между столбом и лучами солнца (для измерения Эрастофен сделал прибор - скафис
, полусферу со стержнем, отбрасывающим тень) и нашел его равным 7,2 о, что составляет 7,2/360 долю полной окружности, т.е. 800 км или 5 000 греческих стадий (1 стадия примерно равнялась 160 м, что примерно равно современному 1 градусу и соответственно 111 км). Отсюда Эрастофен вывел, что длина экватора = 40 000 км (согласно современным данным длина экватора 40 075 км).
Посмотрим, что предлагает учебник для детей-пятиклассников:
Почувствуйте себя древними географами!
Характерными для этого времени являются представления византийского географа VIв. Коcьмы Индикоплова
. Купец и торговец, Косьма Индикоплов совершал длительные торговые путешествия по Аравии и восточной Африке. Сделавшись монахом, Косьма Индикоплов составил ряд описаний своих путешествий, в том числе единственно дошедшую до нас Христианскую топографию. Он выступил со своей фантастической картиной строения Земли. Земля представлялась ему в виде прямоугольника, вытянутого с запада на восток.
Ссылаясь на священное писание, он установил отношение ее длины к ширине - 2: 1. Со всех сторон земной прямоугольник окружен океаном, а по краям его расположены высокие горы, на которые опирается небесный свод. По своду движутся звезды, которые перемещают приставленные к ним ангелы. Солнце восходит на востоке и скрывается в конце дня за горами на западе, а в течение ночи проходит за горой, расположенной на севере Земли. Внутреннее строение Земли Косьму Индикоплова вообще не интересовало. Не допускались им и какие-либо изменения рельефа Земли. Несмотря на явную фантастичность, космографические представления Индикоплова - имели большое распространение в Западной Европе, а позднее и на Руси.
Николай Коперник
также внёс свой вклад в доказательство шарообразности Земли.
Он установил, что продвигаясь на юг, путешественники видят, что в южной стороне неба звезды поднимаются над горизонтом пропорционально пройденному пути, и над Землей появляются новые звезды, которые раньше не были видны. А в северной стороне неба, наоборот, звезды спускаются вниз к горизонту
и потом совсем исчезают за ним.
В Средневековье европейская география, как и многие другие науки, входит в период застоя и в своем развитии откатывается назад
, в т.ч. отвергаются факт шарообразности Земли и предположения о геолицентрической модели Солнечной системы. Главные европейские мореплаватели той поры - скандинавские викинги - не слишком интересовались проблемами картографии, полагаясь скорее на свое искусство плавания по водам Атлантики. Византийские ученые считали землю плоской, арабские географы и путешественники не имели однозначных взглядов насчет формы Земли, занимаясь в первую очередь исследованиями народов и культур, нежели непосредственно физической географией.
Невежды и религиозные фанатики жестоко преследовали людей, сомневающихся в том, что Земля плоская и у неё есть "край света" (а с мультиком про Смешариков мы словно возвращаемся в те времена).
Новый период познания мира начинается с конца XV в., это время часто называют эпохой Великих географических открытий. В 1519-1522 г. португальский путешественник Фернан Магеллан
(1480-1521) и его команда совершают первое кругосветное путешествие, что на практике подтверждает теорию о шарообразности Земли
.
10 августа 1519 года пять кораблей - «Тринидад», «Сан Антонио», «Концепсьон», «Виктория» и «Сантьяго» отплывают из Севильи, чтобы обогнуть земной шар. Фернандо Магеллан был абсолютно не уверен в счастливом завершении плавания, потому что мысль о шарообразной форме Земли была лишь предположением.
Путешествие окончилось удачно - было доказано, что Земля - круглая. Сам Магеллан не дожил до возвращения на родину - он умер в пути. Но перед смертью знал, что его цель достигнута.
Ещё одним доказательством шарообразности может служить наблюдение, что при восходе Солнца его лучи освящают сначала облака и другие высокие предметы, тот же процесс наблюдается и во время заката.
Также является доказательством то, что при подъеме вверх увеличивается кругозор. На ровной поверхности человек видит вокруг себя на 4 км, на высоте 20 м уже 16 км, с высоты 100 м кругозор расширяется на 36 км. На высоте 327 км можно наблюдать пространство диаметром 4000 км.
Ещё одно доказательство шарообразности базируется на утверждении, что все небесные тела нашей солнечной системы имеют шарообразную форму и Земля в этом случае не исключение.
А фотодоказательства шарообразности стали возможны после запуска первых спутников, сделавших фотографии Земли со всех сторон. И, конечно же, первый человек, увидевший всю Землю целиком - Юрий Алексеевич Гагарин 12.04.1961 года.
Я думаю, что шарообразность Земли доказана!!!
Согласны?
При написании данной статьи использовались материалы учебников и атласов по географии (по новым ФГОС география с 5 класса):
География. 5-6кл. Тетрадь-практикум_Котляр О.Г_2012 -32с
География. 5-6кл. Алексеев А.И. и др_2012 -192с
География. 5кл. Атлас._Летягин А.А_2013 -32с
География. 5кл. Введение в географию. Домогацких Е.М. и др_2013 -160с
География. 5кл. Начальный курс. Летягин А.А_2013 -160с
География. 5кл. Планета Земля_Петрова, Максимова_2012 -112с,
а также материалы сети Интернет.
Ни один из использованных источников
НЕ ВКЛЮЧАЕТ ОДНОВРЕМЕННО ВСЕХ ОПИСАННЫХ ДОКАЗАТЕЛЬСТВ!
Если спросить любого человека какую форму имеет наша планета, то он не задумываясь ответит – шар. Действительно, школьные учебники начального курса географии разных авторов, например, Максимова Н. А. , Крыловой О. В. и других позиционируют нашу планету, как шар или сферу. Ведь даже земные оболочки носят названия сфер: литосфера, гидросфера, атмосфера, биосфера, геосфера. ”Сфера – замкнутая поверхность, все точки которой одинаково удалены от центра,“ - такое определение дает толковый словарь. Греческое слово ”sphaira“ означает шар. Так ли это на самом деле? Современные геодезические исследования показывают, что форма Земли сложная: поверхность дна океанов как бы вдавлена, приближена к центру Земли, а поверхность материков – наоборот. Следовательно, наша планета не обладает правильными пропорциями.
Таким образом, возникает проблема несоответствия данных школьного учебника и научной литературы на предмет описания формы Земли. На самой первой странице географического атласа приведены два изображения Земли. Одно – вид из космоса, где мы ясно видим, что по форме Земля напоминает шар; другое – представление древних о месте их жительства, когда люди считали, что Земля неподвижна и у неё должна быть какая-то опора. Поэтому древний народ – вавилоняне – думал, что Земля сама плавает на поверхности океана, а древние индусы, например, считали, что Земля покоится на четырёх слонах, стоящих на спине плавающей черепахи.
Наши предки воображали, что Земля покоится на спинах трёх больших китов, которые плавают на поверхности огромного океана. Даже в сказке Ершова «Конёк Горбунок» Иванушка пролетает на коньке над китом, на спине которого стоят деревни, едут на телегах мужики, на полях выращивают рожь, а кит в это время плавает в море-океане.
Проблема усугубляется: так какую же форму имеет Земля – плоскую, круглую, или какую-нибудь другую?
Тем более, некоторые народы полагали, что она похожа на невысокий пень спиленного дерева, на плоской поверхности которого живут люди. Только в сказках могут существовать такие громадные киты или слоны, которые держат на себе нашу планету. Известно же, что все животные должны питаться и размножаться. Кроме того, ни одно животное не живет больше нескольких сот лет, оно стареет и умирает, не говоря уже о том, что никакие животные не в состоянии выдержать на себе не только тяжести всей Земли, но и даже небольшой горы. А мысль вавилонян о том, что Земля плавает на поверхности океана, подобно куску дерева, также ошибочна. Ведь Земля очень тяжела для того, чтобы плавать на воде. Даже если бы она могла плавать в каком-нибудь океане, то вода этого океана тоже должна была бы на чем-то держаться.
Целью данной работы является исследование закономерностей образования фигуры Земли с помощью практического физического эксперимента и теоретических научных данных.
В ходе работы были решены следующие задачи:
1. Систематизирован теоретический материал по развитию взглядов на истинную форму Земли.
2. Опытным путем с помощью физических приборов исследована форма нашей планеты.
Поставленные задачи решались методами эмпирическим и сравнительного анализа различных данных.
Актуальность данной работы заключается в том, что в ней проведена обширная систематизация знаний по, казалось бы, самой простой теме; широко показаны межпредметные связи – интеграция нескольких предметов друг в друга: физика и география, история и география.
ГЛАВА 1. ДОКАЗАТЕЛЬСТВА ШАРООБРАЗНОСТИ ЗЕМЛИ.
Людей издавна интересовал вопрос о форме Земли. Истоки идеи о шарообразной форме Земли неразрывно связаны с учением Пифагора и его последователей – пифагорейцев: впервые в истории человеческой мысли логически последовательно проводилась идея шарообразности Земли и симметрично устроенных сфер, из которых состоит космос.
Аристотелем и его последователями была доказана шарообразность Земли, что сыграло значительную роль в становлении географии как определенной системы знаний.
Эратосфен рассматривал шарообразность Земли, понимая, что только научное доказательство истинной формы планеты может стать необходимым фундаментом географии. Кстати, Эратосфен впервые ввел термин «география» вместо ранее употребляемых.
Убедиться в выпуклости Земли можно, наблюдая, как скрываются или появляются высокие предметы на той линии, где небо будто сходится с земной поверхностью, то есть на линии горизонта. Холмы, леса, горы скрывают её от нас. Но на море линия горизонта отчётливо видна. Вот почему моряки первыми заметили, что земная поверхность выпуклая.
Приближаясь к берегу, моряки видели, что сначала показывались только верхушки гор, а по мере приближения к ним горы как бы вырастали на глазах, пока не становилось видным их подножие.
Удаляясь от берега, наблюдалось обратное – горы как бы погружались в море: сначала исчезали из виду их подножие и строение на берегу, а затем скрывались из глаз и вершины.
Если бы Земля была плоской, горы не исчезали бы из виду, а лишь становились бы по мере удаления от них всё меньше. Их можно было бы видеть за сотни километров с такой же легкостью, как мы видим за сотни метров обычные дома. В действительности же, когда гора скроется за горизонтом, её нельзя увидеть даже в самую сильную зрительную трубу. Но, если подняться на высокое место, то скрывшийся за горизонтом корабль можно снова увидеть. Взбираясь на высокие места (ими могут быть даже крыши домов), можно заметить, что горизонт как бы расширяется.
Расширение горизонта – одно из доказательств выпуклости земной поверхности: если бы Земля была плоской, этого явления не наблюдалось бы.
Вторым доказательством выпуклости земной поверхности служит появление над горизонтом новых звёзд при перемещении вдоль меридиана. Если ехать из Москвы в Санкт-Петербург, то в Твери Полярная звезда будет стоять выше над горизонтом, чем в Москве, а в Санкт-Петербурге ещё выше. Это происходит потому, что Тверь севернее Москвы почти на 20, а Санкт-Петербург на 40.
Такие наблюдения показывают, что земная поверхность везде – на суше и на море – выпуклая, а не плоская.
Третьим доказательством шарообразности Земли является вид тени Земли, которую можно увидеть в полнолуние, когда Земля находится между Солнцем и Луной. Освещаемая Солнцем, она отбрасывает в пространство тень, которая может упасть на Луну Тогда происходит полное или частичное лунное затмение: земная тень надвигается на светлый диск полной Луны, а край земной тени всегда круглый, такой же как у тени, падающей от апельсина на стену.
Четвертое доказательство появилось в эпоху Великих географических открытий, во время путешествия испанского мореплавателя Фернана Магеллана в 1519-1522 годах. Плывя всё время на запад, он пересек Атлантический океан, обогнул Южную Америку через пролив, названный его именем, и вышел в Тихий океан. Плывя в одном направлении, эскадра пересекла Индийский океан и через мыс Доброй Надежды вышла в Атлантический, то есть совершилось плавание вокруг земного шара.
Правда, кругосветное путешествие еще не доказывает шарообразности Земли. Если бы она имела форму, подобную кабачку или огурцу, её тоже можно было бы объехать вокруг.
Пятым доказательством служит круговая линия горизонтаЕсли бы Земля не была по своей форме близка к шару, то горизонт не был бы в форме правильного круга.
Это доказательство позволило немецкому ученому Мартину Бехайму в ХV веке построить модель земного шара – глобус.
Шестым доказательством – современным – являются фотоснимки Земли из космоса.
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ: ИСТИННАЯ ФОРМА ЗЕМЛИ
Однако взгляд с межпланетных станций и орбитальных спутников позволил подтвердить то, что Земле нашей до идеального шара далеко.
Впервые на это обратил внимание в 1672 году французский астроном Шарль Рише. А помогли ему в этом. часы! Обыкновенные ходики с маятником. Ученый обратил внимание, что его часы, исправно шедшие в Париже, при переезде в Южную Америку вдруг стали отставать. Вначале Рише предположил, что всему виною жара, потому что в Кайене, расположенной неподалеку от экватора, гораздо жарче, чем в Париже: “Под действием температуры металл расширился, маятник стал длиннее, вот часы и стали отставать”, –рассудил исследователь. Однако расчет показал, чтобы часы стали отставать на 4 минуты! в сутки, как это произошло на практике, необходимо, чтобы разница в температурах составляла. 2000!
Истинную причину парадокса только в 1787 году объяснил Исаак Ньютон. Он рассудил, что причиной отставания часов является вращение Земли вокруг своей оси (на экваторе линейная скорость чуть выше, чем в Париже), а также сплюснутость нашей планеты у полюсов. Вращение Земли вокруг своей оси заставляет её сплющиваться у полюсов так, что все точки на экваторе находятся на 21 км дальше от центра, чем на полюсах. Таким образом, Земля по своей форме напоминает мандарин, хотя сжата она гораздо меньше.
Расчеты Ньютона были уточнены в XVIII веке английским ученым Мак-Лореном. Он доказал, что Земля имеет форму дыни – сфероида.
В 1834 году путем довольно сложных вычислений немецкий ученый Якоби выяснил, что для формы Земли больше подходит другое название – трехосный эллипсоид.
Дальнейшие поправки усложнили картину: была отмечена некоторая «грушевидность» планеты.
Изучение формы Земли показало, что Земля сжата не только вдоль оси вращения, но и в плоскости экватора, то есть, другими словами, диаметры экватора не одинаковой длины. Это сжатие незначительно, но оно существует. Но ведь Земля не гладкая, как бильярдный шар. На ней есть возвышенности, горные хребты, долины, впадины морей и океанов. Поэтому ученые принимают за земную поверхность уровень океана. Этот же уровень океанов можно мысленно продолжить на материки, если прорезать все материки такими глубокими каналами, что все океаны и моря соединились бы между собой. Уровень в этих каналах и был принят за поверхность Земли. Он немного отличается от поверхности сжатого эллипсоида.
Эту истинную форму Земли назвали ГЕОИДОМ (гео – Земля, ид – форма).
ГЛАВА 3. ПРАКТИЧЕСКАЯ: ИСТИННАЯ ФОРМА ЗЕМЛИ
Земля вращается вокруг своей оси. На опыте можно пронаблюдать, как изменяется форма сферического тела при вращении вокруг своей оси.
Опыт 1. Возьмем машину, которая является вспомогательным прибором служащим для приведения во вращательное движение двух гибких обручей, соединенных между собой и закрепленных вертикальным стержнем. Получилась модель сферы, где пластины символизируют меридианы, а соединительный стержень – ось Земли. Верхняя точка крепления может свободно перемещаться вдоль стержня. Установим прибор в центробежной машине и начнем вращение. Мы увидим, как обручи начинают сплющиваться. И чем быстрее вращаем ручку, тем приплюснутость у «полюсов» становится больше.
Опыт 2. Итак, вращение Земли отразилось на её форме. Почему это происходит, показывает еще один опыт с каплей растительного масла, вращаемой в смеси воды со спиртом.
Нальем в стакан смесь воды со спиртом в такой пропорции, чтобы растительное масло не всплывало и не тонуло в ней. Только тогда масло примет форму шара Затем осторожно введем в масляный шарик легкую вертушку на тонком стержне. При вращении вертушки постепенно начинает вращаться и масляный шарик, и чем быстрее он вращается, тем больше сплющивается вдоль своей оси.
Таким образом, сплюснутость Земли объясняется её вращением. И Земля, совершающая полный оборот вокруг своей оси за 24 часа, как вращающееся тело имеет форму сфероида, или эллипсоида вращения, а не сферы.
Подобным образом сплюснуты и другие вращающиеся небесные тела. Юпитер, например, сплюснут очень сильно благодаря большой скорости вращения (один оборот за 10 часов). А Луна, совершающая один оборот вокруг своей оси за один месяц, практически не сплюснута и имеет форму шара.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
Таким образом, изучив доказательства шарообразности Земли, я пришла к выводу, что Земля, как всё живое, имеет только ей присущую форму, на изменение которой влияют различные силы, в том числе скорость вращения вокруг своей оси и Солнца, притяжение Луны и других планет.
И не подлежит никакому сомнению, что Земля – это вращающийся шар. При этом она подчиняется тем же движениям, что и обыкновенный волчок.
Поэтому можно сказать, что Земля – это гигантский волчок, изменения в скорости которого не прошли бесследно для формирования её формы.
При жизни Колумба люди считали, что Земля плоская. Они верили, что в Атлантическом океане живут чудовища огромного размера, способные поглотить их корабли, и существуют страшные водопады, на которых сгинут их суда. Колумбу пришлось бороться с этими странными представлениями, чтобы убедить людей отправиться в плавание с ним. Он был уверен, что Земля круглая.
- Эмма Милер Болениус, автор американских учебников, 1919
Один из самых долгоживущих мифов, с верой в которой растут дети в США, состоит в том, что Колумб был единственным из людей его времени, верившим, что Земля – круглая. Остальные верили, что она плоская. «Какими же смелыми должны были быть мореплаватели 1492 года,- думаете вы,- чтобы отправиться на край мира и не бояться свалиться с него!».
И в самом деле, существует много древних упоминаний о Земле в форме диска. И если бы из всех небесных тел вам были бы известны только Солнце и Луна, вы могли бы самостоятельно прийти к такому же выводу.
Если выйти на улицу на закате, через день-два после новолуния, можно увидеть примерно следующее.
Тонкий серп Луны, освещённая часть которого совпадает с частью сферы, которая могла бы быть освещена Солнцем.
Если бы вы обладали научным мышлением и любопытством, вы могли бы выходить на улицу в последующие дни и наблюдать за тем, что происходит дальше.
Луна не только меняет положение примерно на 12 градусов каждую ночь, двигаясь дальше от Солнца, но и освещается всё больше! Вы могли бы (справедливо) заключить, что Луна вращается вокруг Земли, и что изменение фаз связано со светом Солнца, освещающим разные части круглой Луны.
Древние и современные взгляды на фазы Луны в этом совпадают.
Но примерно два раза в год во время полнолуния случается кое-что, что позволяет нам определить форму Земли: лунное затмение! Во время полной Луны Земля проходит между Солнцем и Луной, и тень Земли становится видна на поверхности Луны.
И если посмотреть на эту тень, становится видно, что она загнута и имеет форму диска!
Правда, из этого нельзя вывести, является ли Земля плоским диском или круглой сферой. Можно лишь видеть, что тень Земли круглая.
Но, несмотря на популярный миф, вопрос о форме Земли решился не в XV или XVI веках (когда Магеллан совершил кругосветное путешествие), но примерно 2000 лет назад, в древнем мире. И что самое удивительное, для этого потребовалось лишь Солнце.
Если отслеживать путь Солнца по дневному небу, живя в северном полушарии, можно заметить, что оно восходит в восточной части неба, поднимается до максимума на юге, и затем клонится к закату и заходит на западе. И так в любой день года.
Но пути в течение ода немного отличаются. Солнце встаёт гораздо выше и светит в течение большего количества часов летом, а зимой встаёт ниже и светит меньше. Для иллюстрации обратите внимание на фото солнечного пути, изготовленное во время зимнего солнцестояния на Аляске.
Если построить путь Солнца по дневному небу, вы обнаружите, что самый нижний из путей, и самый короткий по времени, приходится на зимнее солнцестояние – обычно это 21 декабря – а самый высокий путь (и самый длинный) бывает во время летнего солнцестояния, обычно 21 июня.
Если сделать камеру, способную фотографировать путь Солнца по небу в течение года, у вас получится набор дуг, из которых самая высокая и длинная сделана в день летнего солнцестояния, а самая низкая и короткая – в день зимнего солнцестояния.
В древнем мире величайшие учёные Египта, Греции и всего Средиземноморья работали в Александрийской библиотеке. Одним из них был древнегреческий астроном Эратосфен.
Живя в Александрии, Эратосфен получал удивительные письма из города Сиена в Египте. Там, в частности, говорилось, что в день летнего солнцестояния:
Тень человека, смотрящего в глубокий колодец, закроет отражение Солнца в полдень.
Иными словами, Солнце будет находиться прямо над головой, не отклоняясь ни на градус на юг, север, восток или запад. И если у вас был бы полностью вертикальный объект, он не отбрасывал бы тени.
Но Эратосфен знал, что в Александрии это не так. Солнце подходит к верхней точке в полдень во время летнего солнцестояния в Александрии ближе, чем в другие дни, но и вертикальные объекты там отбрасывают тень.
И как и любой хороший учёный, Эратосфен поставил эксперимент. Измеряя длину тени, отбрасываемой вертикальной палочкой в день летнего солнцестояния, он смог измерить угол между Солнцем и вертикальным направлением в Александрии.
Он получил одну пятидесятую круга, или 7,2 градусов. Но в то же время в Сиене угол между Солнцем и вертикальной палочкой составлял ноль градусов! Почему так могло происходить? Возможно, благодаря гениальному озарению, Эратосфен понял, что Солнечные лучи могут быть параллельны, а Земля – изогнутой!
Если потом он мог бы узнать расстояние от Александрии до Сиены, зная разницу углов, он смог подсчитать бы окружность Земли! Если бы Эратосфен был научным руководителем аспиранта, он бы послал его в путь для измерения расстояния!
Но вместо этого ему пришлось полагаться на известное тогда расстояние между этими двумя городами. А самым точным методом измерения тогда было…
Путешествие на верблюде. Можно понять критику такой точности. И всё же, он полагал расстояние между Сиеной и Александрией равным 5000 стадиев. Вопрос только в длине стадия. Ответ зависит от того, использовал ли Эратосфен, грек, живший в Египте, аттические или египетские стадии, о чём историки спорят до сих пор. Аттический стадий использовался чаще, и длина его составляет 185 метров. С использованием этого значения можно получить окружность Земли равной 46 620 км, что на 16% больше реального значения.
Но египетский стадий составляет всего 157,5 метра, и возможно, именно его имел в виду Эратосфен. В этом случае получится 39 375, что отличается от современного значения в 40 041 км всего на 2%!
Вне зависимости от цифр, Эратосфен стал первым в мире географом, изобрёл понятия широты и долготы, используемые по сей день, и построил первые модели и карты на основе сферической Земли.
И хотя много чего было утеряно за прошедшие с тех пор тысячелетия, идеи о сферической Земле и знание о её примерной окружности не пропадали. Сегодня кто угодно может повторить тот же эксперимент с двумя местами, находящимися на одной долготе, и, измерив длины теней, получить окружность Земли! Неплохо, учитывая, что первое прямое фотографическое доказательство искривлённости Земли будет получено лишь а 1946 году!
Зная форму и размер Земли, уже с 240 года до н.э., мы смогли выяснить множество замечательных вещей, включая и размер и расстояние до Луны! Поэтому отдадим должное Эратосфену за открытие того, что Земля круглая и за первый точный подсчёт её размера!
Если Колумба и нужно за что-то запомнить в связи с размером и формой Земли, так это за то, что он использовал слишком малые значения для её окружности! Его оценки расстояний, с помощью которых он убедил, что судно может пройти из Европы напрямую в Индию (если бы Америк не было), были невероятно малы! И если бы Америк не было, они с командой умерли бы от голода, не дойдя до Азии!
Интернет-урок по окружающему миру «Форма Земли». Каждый из вас знает, что наша планета Земля - круглая, как шар. Хотя, скорей всего, это слегка сплющенный шар, а точнее геоид. И этот шар движется в космическом пространстве…
Итак, давным-давно, люди были уверены, что Земля - это плоский круг, который лежит посреди безграничного океана. В Древней Индии считалось, что Землю держат четыре слона, а слоны стоят на громаднейшей черепахе.
Древние греки считали, что Земля имеет форму выпуклого диска, который со всех сторон омывает река Океан. Над Землей раскинулся медный небосвод, по которому движется Солнце, поднимаясь и погружаясь ежедневно в воды Океана.
Греческий астроном Птолемей пытался объяснить и доказать людям, что Земля имеет форму шара, но ему никто не поверил.
Со временем люди стали много путешествовать. Вели торговлю в разных странах, то есть обменивали изделия и продукты, которых у них было много, на такие, которых им недоставало. Охотники меняли звериные шкуры на мечи и ножи, на прочные металлические сосуды; земледельцы отдавали хлеб за ткани, за красивые браслеты и ожерелья. Таких торговцев называли купцами. Отправлялись в путешествие и по суше и по морю - на маленьких кораблях.
Первых морских путешественников предупреждали, что Земля плоская и на краю ее Всемирный океан падает в пропасть огромным водопадом. Корабль, который доплывет до края Земли, свалится в бездну и погибнет.
Далекие путешествия помогали людям все больше и лучше узнавать Землю. Появились карты земной поверхности, хотя еще далеко не полные и не точные.
Именно путешественники смогли доказать, что Земля имеет форму шара…. Хотя, люди не могли поверить, что Земля-это шар. - Допустим, Земля шарообразна,- рассуждали они. — Но ведь когда корабль спустится с ее верхушки и съедет в нижние области земного шара, ему невозможно будет подняться обратно - на гору!
Итак, пять доказательств того, что Земля имеет форму шара.
Первое доказательство. Великий португальский путешественник Фернан Магеллан совершил первое в мире кругосветное путешествие, доказав тем самым, что Земля круглая.Отправившись на восток к островам пряностей, он вернулся домой с другой стороны, с запада…
Путешествие было трудным. Из 5 кораблей (256 человек составляли экипаж), вернулись домой два корабля, на борту которых было только 20 человек. Сам Магеллан погиб во время сражения с аборигенами на одном из островов.
Второе доказательство. Горизонт. Это граница между небом и землей. Наблюдая в подзорную трубу, морские путешественники не могли понять, почему на горизонте корабли видны не сразу целиком, а частями?
Кто раньше увидит подплывающий корабль: тот, кто стоит на берегу, или тот, кто на маяке?…. О чем это говорит?
Заблудившись в лесу, мужчина залез на дерево, зачем?… О чем это говорит?
Третье доказательство. Люди давно наблюдали за луной. Луна — естественный спутник Земли. Это огромный каменный шар. Запомни, что Луна не светит сама, ее освещает солнце. К тому же, луна приобретает каждый раз новый вид. Почему?
Правильно, Луна вращается вместе с Землей вокруг Солнца. И Солнце с разных сторон освещает Луну. В то время, Земля заслоняет Луну от солнечного света.
А теперь посмотрите внимательно, какая тень от Земли на Луне? … Точно, круглая!
Четвертое доказательство. Земля из космоса. Когда Юрий Гагарин впервые поднялся в космос, он совершил тоже кругосветное путешествие вокруг Земли, но уже в космическом пространстве. Что увидел из иллюминатора Юрий Гагарин, любуясь красотой планеты Земля?
Желаете совершить полет вокруг нашей планеты, как Юрий Гагарин? Не проблема! Интересное видео, которое сделано с помощью покадровой съемки с международной космической станции. Огни больших городов, белые вспышки молний… Полетели?