اجزاء تشکیل دهنده منظومه شمسی چیست؟ جلسه چهارم

اهداف:

• آشنایی با سیاره زمین و خصوصیات ویژه آن

• آشنایی با تنها قمر زمین (ماه)

• راهنمایی برای ساخت ماکت منظومه شمسی

وسائل مورد نیاز:

• کامپیوتر مجهز به اینترنت

• وسایل مورد نیاز برای ساخت ماکت منظومه شمسی

1- مقدمه:

در درس های گذشته با مشخصات دو سیاره از مجموعه سیارات منظومه شمسی که سیارات زیرین یا سفلی گفته می شوند، آشنا شدیم. در این درس قصد داریم درباره سیاره زمین و تنها قمرش صحبت کنیم. زمین تنها کره آبی خاکی منظومه شمسی، تنها کره دارای حیات و در حال حاضر تنها خانه ما انسان ها می باشد که به این دلایل مورد اهمیت است.

4-1 سیاره زمین Earth

زمین کره‌ای است که روی آن زندگی می‌کنیم. بنا به باورهای دینی از خاک آن آفریده شده‌ایم و روزی دوباره به خاک آن باز می‌گردیم. این کره خاکی سومین سیاره منظومه شمسی از نظر نزدیکی به خورشید است که مانند سایر سیارات در مداری به دور خورشید می‌گردد. زمین سیاره‌ای منحصر بفرد در منظومه شمسی است که در آن آب، اکسیژن و نیتروژن که برای حیات ضروری‌اند، وجود دارد.

سیاره زمین

نشانه:

اندازه :سیاره زمین چگال ترین سیاره با قطری در حدود 12756 کیلومتر (7926 مایل) است. این سیاره از تمام سیارات خارجی (یا مشتری‌مانند) كوچكتر بوده و پنجمین سیاره بزرگ در منظومه شمسی می‌باشد (سیارات مشتری‌ مانند عبارتند از : مشتری ، زحل ، اورانوس و نپتون). همچنین زمین در میان چهار سیارهء سنگی گردان به دور خورشید ) تیر، ناهید، زمین و مریخ) زمین بزرگترین آن‌ها است. اراتوستن ، دانشمند یونانی (194 تا 276 سال قبل از میلاد مسیح) اولین کسی بود که محیط سیاره زمین را محاسبه کرد. فاصله کره زمین تا کره ماه 340 هزار کیلومتر می‌باشد.

دما: محدوده ی دمای هوا بر روی کره زمین میان 89,2 درجه زیر صفر (قطب جنوب) تا 70,7 درجه درجه بالای صفر(کویر لوت، ایران) قرار دارد.

حرکت: زمین همواره با دیگر جرم‌های آسمانی به ویژه خورشید و ماه در اندرکنش است. هم اکنون زمین با سرعتی برابر با 365,26 روز خورشیدی یا یک سال نجومی به دور خودش می‌گردد. محور گردش زمین نسبت به خط عمود بر صفحه ی گردش آن 23,4 درجه انحراف دارد. این انحراف باعث ایجاد تغییرات فصلی با دوره ی گردشی برابر با یک سال اعتدالی یا 365,24 روز می‌شود. زمین دارای چهار نوع حرکت می باشد که در زیر به آن می پردازیم.

1- حرکت انتقالی :

حرکت انتقالی زمین به معنای حرکت زمین به دور خورشید می باشد. سرعت حرکت انتقالی زمین در مدار خود به دور خورشید یکسان نیست و در نزدیکی خورشید بیشتر می‌شود. از اثرات این حرکت ایجاد یک سال شمسی ، شکل گرفتن فصول مختلف و تغییر ظاهری چهرهء آسمان شب در طول سال می‌باشد. مدت زمان لازم برای این چرخش 365 روز و 6 ساعت بوده و سرعت زمین در این مدار 30 کیلومتر بر ثانیه است.

2- حرکت وضعی :

حرکت وضعی زمین همان حركت زمین به دور خود می باشد. حرکت زمین به دور محور شمالی و جنوبی آن را حركت وضعی می‌نامند و مدت این چرخش 23 ساعت و 56 دقیقه است.

3- حرکت رقص محور :

این نوع حركت بسیار کمتر بوده و تنها یک لرزش سینوسی در مدار زمین ایجاد می‌کند ، که دلیل آن نیروی جاذبه و چرخش ماه به دور زمین است.

4- حرکت تقدیمی :

حرکت تقدیمی حرکتی است که به موجب خم بودن محور زمین نسبت به مدار خود ایجاد شده و باعث می‌شود که قطب شمال سماوی جابه‌جا شود (در دوره‌های 25800 هزار ساله). برای مثال ستاره‌ی نسر (واقع در صورت فلكی چنگ رومی) زمانی ستاره قطبی بوده است و 12000 سال دیگر نیز ستاره قطبی خواهد شد.

حرکت زمین

سطح سیاره: پوسته ی زمین به چندین لایه ی سخت یا زمین ‌ساخت بشقابی تقسیم شده‌است، این لایه‌ها در گذر میلیون‌ها سال در زمین جابجا می‌شوند. نزدیک به 71% از سطح زمین با آب شور اقیانوس‌ها پوشیده شده ‌است و باقی مانده ی آن را قاره‌ها و جزیره‌ها تشکیل می‌دهند که خود آن‌ها نیز تعداد زیادی دریاچه و دیگر سرچشمه‌های آبی را در خود جای داده‌اند. بیشتر سطح قطب‌های زمین از یخ یا دریای یخ زده پوشیده شده‌است. ساختار درونی زمین پویا است و لایه‌های آن عبارتند از لایه ی ضخیم گوشته ی جامد، یک لایه، هسته ی بیرونی که مایع است و میدان مغناطیسی را تولید می‌کند و یک لایه، هسته ی درونی که آهنی و جامد است.

زمین و کره ماه

بلندترین نقطه بر روی خشکی‌های زمین کوه اورست نام دارد که نزدیک به 9 کیلومتر از سطح دریا بالاتر است. ژرف ‌ترین قسمت دریاها نیز در نزدیکی جزایر فیلیپین در اقیانوس آرام قرار دارد. عمق این ناحیه حدود 11 کیلومتر پایین‌تر از سطح دریا است و به آن درازگودال ماریانا گفته می‌شود.

ساختار درونی زمین: ساختار درونی زمین مانند سایر سیارات درونی از یک هسته داخلی و یک هسته خارجی به همراه لایه‌های مذاب و نیمه مذاب و سنگی جامد تشکیل یافته است. هسته داخلی فلزی و جامد بوده و توسط هسته خارجی که فلزی و مذاب است، احاطه شده است. در خارج هسته، گوشته زمین با ضخامت حدود 2900 کیلومتر تا سطح گسترش دارد و متشکل از سنگهایی مشابه آنچه که از دهانه آتشفشانها جاری می شود است. گوشته در وضعیتی بین مایع و جامد قرار دارد و کمی انعطاف پذیر است و بنابراین نقش مهمی در پویایی کره زمین دارد. اطراف گوشته را قشر سخت و نازکی به نام پوسته در بر گرفته است که بین حدود 8 تا 60 کیلومتر ضخامت دارد و سطح بیرونی زمین را تشکیل می دهد.

جو زمین: ترکیبی از نیتروژن (نزدیک به هشتاد درصد)، اکسیژن (نزدیک به بیست درصد) و چندین گاز دیگر است.

حیات بر روی کره زمین: نزدیک به 4,54 میلیارد سال از پیدایش زمین می‌گذرد. و زندگی بر روی سطح آن در طول یک میلیارد سال پدیدار گشته‌است. هم اکنون زمین خانه ی میلیون‌ها گونه از جانداران است که انسان یکی از آن‌ها است. زیست‌کره ی زمین با گذر زمان جو زمین و دیگر شرایط فیزیکی و شیمیایی این سیاره را دچار دگرگونی‌های شگرفی کرده‌است و محیطی را فراهم کرده‌است تا اندامگان زنده بتوانند به رشد و زیست‌زایی بپردازند. همچنین در اثر این دگرگونی‌ها لایه ی اوزون به دور این سیاره تشکیل شده‌است، لایه‌ای که با کمک میدان مغناطیسی زمین مانع از ورود پرتوهای آسیب رسان خورشید می‌شود و به این ترتیب اجازه می‌دهد در زمین زندگی ادامه یابد. ویژگی‌های فیزیکی، پیشینه ی زمین شناسی و گردش زمین باعث شده‌اند تا زندگی در این دوره‌ها در آن پابرجا بماند و انتظار آن می‌رود که برای 500 میلیون تا 2,3 میلیارد سال دیگر نیز زندگی همچنان ادامه داشته باشد.

حیات بر روی کره زمین

اساطیر: یونانی‌ها که پیشروان علم بودند، در قرن ششم قبل از میلاد، زمین را کروی و ثابت فرض می‌کردند و اکثر تمدن‌ها بر این عقیده بودند که جهان، زمین مركز است؛ ولی بطلمیوس (ستاره‌شناس یونانی) بیشتر از سایرین بر این اندیشه‌ی معروف معتقد بوده است. در جهان زمین مرکز ، زمین در مرکز عالم قرار داشته و خورشید و سیارات و ستارگان حول آن می‌گردند. سال‌ها بعد معدودی از متفکران یونانی (مخصوصا آریستار خوس) اندیشه‌ی زمین مرکزی بودن جهان را زیر سۆال بردند. اما از آنجایی كه کتاب بطلمیوس المجسی بر علم آن زمان سیطره داشت، مانع از قبول نظر آریستار خوس شد. عاقبت در سال 1543 نیکلاس کپرنیک، ستاره‌شناس لهستانی، مرکزیت را از زمین گرفته و به خورشید داد.

4-2 ماه Moon

تنها ماه طبیعی شناخته شده برای زمین، کره ی ماه است که از نزدیک به 4,53 میلیارد سال پیش گردش خود به دور زمین را آغاز کرده ‌است. ماه باعث ایجاد کشند در آب اقیانوس‌ها، پایدار شدن زاویه ی انحراف محور زمین و کم کم آهسته تر شدن سرعت گردش زمین شده ‌است. در آخرین بمباران شهابی تقریبا میان 3,8 و 4,1 میلیارد سال پیش، چندین سیارک و شهاب سنگ با زمین برخورد کرد و دگرگونی‌های درخور توجهی در سطح زمین ایجاد کرد. کـره‌ی ماه ممکن است بخشی از سیاره‌ی زمین بوده باشد که بر اثر برخورد جسمی بزرگ با زمین ، در میلیاردها سال پیش ، از آن جدا شده است.

کره زمین و تنها ماه آن

ماه در بین سایر اجرام فلکی موقعیت خاصی دارد. قطر آن فقط کمی کوچکتر از قطر عطارد است و به همین جهت غالباً آن را به عنوان یک سیاره گروه خاکی و مجموعه ماه-زمین را به عنوان یک سیاره دو تایی در نظر می گیرند. گرچه اقمار در مقایسه با سیاره خود بسیار کوچک اند در صورتیکه ابعاد ماه، نسبت به زمین نیز قابل توجه است.

هر چند با تقریب کلی می توان ماه را به صورت یه کره در نظر گرفت ولی اندازه گیری های دقیق نشان داده است که بزرگترین آنها، در امتداد ماه-زمین قرار دارد.

حرکت: ماه تقریباً هر 5/27 روز یک بار به دور زمین می چرخد و در این مدت هم یک بار به دور خود می چرخد. به این جهت است که ماه همواره یک روی خود را به ما نشان می دهد چیزی که به قفل شدگی گرانشی معروف است.درواقع بشر قبل از پرتاب سفینه های فضایی به ماه،هرگز طرف دیگر ماه را ندیده بود.

دمای سطحی ماه: دامنه تغییرات دمای سطح ماه بسیار زیاد است. هر بخش از سطح ماه به مدت تقریباً دو هفته پیاپی در معرض اشعه خورشید قرار می گیرد و سپس برای مدتی به همین میزان شب را می گذراند. به دلیل عدم وجود جو قابل ملاحظه در ماه، همچنین کم بودن ضریب بازتاب این کره (حدود 7 درصد) اختلاف دما میان بخش روشن و تاریک ماه بسیار زیاد است.

دمای بخش روشن ماه گاهی به حدود 130 درجه سانتیگراد می رسد و این در حالی است که دما در بخش تاریک آن تا حد 180- درجه سانتیگراد کاهش می یابد. یعنی این جرم آسمانی اختلاف دمایی در حدود 310 درجه را در سطح خود تحمل می کند.

سطح ماه

به طوری که گفتیم سطح ماه هموار نیست و از واحدهای اصلی زیر تشکیل شده است.

کره ماه

الف) نواحی مسطح

این دشت های وسیع در بعضی موارد حتی با چشم غیر مسلح نیز قابل رویت است. از آنجا که اولین بار گالیله این مناطق را به نام دریا نامگذاری کرد امروزه نیز به همان اسم نامگذاری می شود. بدیهی است تحقیقات امروزی نشان داده است که در کره ماه آب وجود ندارد و باقیماندن اسم دشت های وسیع کره ماه به نام دریا، صرفاً به خاطر احترام به این دانشمند است. هنگامی که با تلسکوپ ماه را مطالعه می کنیم، این قسمت های مسطح، تیره تر از بقیه قسمت ها به نظر می رسند که علت آن قابلیت جذب بیشتر این مناطق است. بر اساس آخرین مطالعاتی که در این زمینه انجام شده است، دریاهای ماه مناطق نسبتاً گودی هستند که از گدازه های آتشفشانی پر شده اند.

ب) کوه ها

قسمت های مرتفع ماه که به نام کوه نامگذاری شده دارای دامنه های پر شیب است و ارتفاع بعضی از آنها نسبت به سطح دریاهای ماه، به 6000 متر نیز می رسد.

عوارض سطح کره ماه

پ) دهانه ها یا سیرک ها(cirque)

در سطح ماه تعداد زیادی محوطه دایره ای شبیه دهانه آتشفشان وجود دارد که به نام دهان هیا سیر ک نامگذاری شده و تعدادشان در حدود 30000 تخمین زده شده است. ابعاد سیرک ها مختلف است و قطر بعضی از آنها به 230 کیلومتر نیز می رسد. عده ای معتقدند که این برجستگی ها منشأ آتشفشانی دارند وعده ای دیگر سیرکه ا را بقایای منجمد شده حباب سنگ های خمیری سطح ماه می پندارند.

ت) شیارها

علاوه بر بخش های ذکر شده، در سطح ماه شبکه هایی از شیارها و بریدگی ها وجود دارد ه عمدتاً در قسمت پنهان ماه متمرکزند.

مدار ماه: ماه در یک مدار بیضوی( همانند مدار سیارات منظومه شمسی) به دور سیاره مادر خود یعنی زمین می چرخد که در حالت حضیض (نزدیکترین فاصله) 356500 کیلومتر و در حالت اوج (دورترین فاصله) 406700 کیلومتر از زمین فاصله می گیرد ولی به طور متوسط 384000 کیلومتر از زمین فاصله دارد. قطر ماه در حدود 3500 کیلومتر است و تقریباً برابر با عرض قاره استرالیا است.

اهله ماه

می دانیم که ماه هیچ نوری از خود ندارد و تنها با منعکس کردن نور خورشید روشن می شود. در نتیجه در هر لحظه زمانی تنها نصف سطح ماه روشن خواهد بود (نیم سطحی که روبه روی خورشید است) در حالی که نیم سطح دیگر تاریک است.

راز به وجود آمدن این اشکال متفاوت ماه یعنی از هلال تا بدر،در مدار ماه و نحوه ی نورپردازی خورشید نهفته است. چون ماه دور زمین را در کمتر از یک ماه تقویمی طی می کند بسته به این که چه مقدار از سطح روشن شده ماه به طرف ما باشد شکل های مختلفی از آن را مشاهده می کنیم.

در ماه نو، ماه تقریباً بین خورشید و زمین قرار می گیرد به طوری که طرف تاریکش به سوی ماست و ما نمی توانیم آن را ببینیم. همچنان که ماه به سفر خودش به دور زمین ادامه می دهد کم کم از جلوی خورشید کنار می رود و ما می توانیم قسمتی از آن را که به وسیله نور خورشید روشن می شود ببینیم (هلال رو به بدر). در این موقع ماه به صورت یک هلال نازک دیده می شود. در زمانی که ماه یک چهارم سفرش به دور زمین را طی کرده باشد ما می توانیم نصف طرف روشن شده ماه را ببینیم و در آن موقع گفته می شود که تربیع اول است. بعد از این و به تدریج قسمت های بیشتری از ماه را می بینیم (تحدب به سوی بدر)تا این که در حدود دوهفته بعد از ماه نو تمام قسمت های قابل رویت ماه دیده می شود(حالت بدر). در این حالت خورشید و ماه در نقطه مقابل یکدیگر قرار دارند و زمین بین آنهاست.

اهله و بدر ماه

وقتی که ماه در این موقعیت است ماه در حدود زمان غروب آفتاب طلوع می کند. همچنان که ماه به سفرش ادامه می دهد به خورشید نزدیک تر می گردد (تحدب به سوی محاق) و بنابراین ما به تدریج قسمت کمتری از آن را مشاهده خواهیم کرد. تربیع دوم یا تربیع آخر زمانی اتفاق می افتد که ما بتوانیم نصف طرف روشن ماه را در آسمان صبح ببینیم بعد از چند روز در حالت هلال به سوی محاق بسر برده و بالاخره بعد از بیست و نه روزگذشته از ماه نو ماه یک بار دیگر طرف تاریکش را به سوی زمین نشان می دهد.

4-3 ساخت ماکت منظومه شمسی

با مطالعه درس های گذشته و پیگیری روند پروژه تاکنون می بایست مدل و طرح ساخت ماکت خود را انتخاب نموده باشید. در ادامه این درس قصد داریم مدل جدیدی از ساخت ماکت منظومه شمسی ارائه دهیم تا به شما در ساخت ماکت خود کمک کند و از طرح های ارائه شده ایده بگیرید.

در تصویر زیر، یک مدل از ساخت ماکت منظومه شمسی را مشاهده می نمایید.

ماکت منظومه شمسی

مدل ارائه شده، برخلاف مدل درس گذشته تخت با مرکزیت خورشید می باشد. در این نمونه می توانید سیارات را از جنس ابر و یا خمیر بسازید. دقت نمایید در این طرح ابعاد اجزاء منظومه شمسی و فاصله آنها نسبت به خورشید، تا حدود کمی رعایت شده. در این نمونه اجزاء فاقد حرکت می باشند و مداری برای حرکت سیارات تعریف نشده است.

تکلیف:

تکلیف 1: در مورد نحوه بوجود آمده فصل ها بر اساس حرکات زمین ( بخش اول درس این جلسه) و سفر انسان به ماه (بخش دوم درس این جلسه) تحقیق و بررسی نمایید. یافته های تحقیق خود را برای ما ارسال نمایید.

تکلیف 2: بعد از انتخاب نوع و مدل ماکت منظومه شمسی خود (در این مرحله از خلاقیت خود کمک بگیرید) به ترتیب دروس و آموزش گام به گام سیارات، اجزاء ماکت منظومه شمسی خود را تکمیل نمایید. از مراحل کار خود تصویر برداری نمایید و برای ما ارسال کنید.

محل بازدید/ اردو/ خرید:

برای این جلسه می توانید از مرکز رصد و نجوم ( رصد خانه زعفرانیه) بازدید نمایید. در این مرکز می توانید از نخستین آسمان نمای ساخته شده در ایران و همچنین ابزار های اپتیکی مرکز، بازدید نموده و از برنامه های آموزشی و مشاوره های علمی این مرکز بهره مند شوید. برای آشنایی بیشتر با مرکز رصد و نجوم به آدرس اینترنتی زیر مراجعه نمایید.

منابع مطالعه:

جهت دریافت مطالب بیشتر در زمینه کره زمین و تنها قمرش، منابع معرفی شده را مطالعه نمایید.

- کتاب منظومه ی شمسی، از مجموعه ی «جهان اسرار آمیز فضا»، نویسنده: جان كرك وود، مترجم: مجید عمیق، انتشارات پیدایش. مطالب مورد بحث در این کتاب، همراه با عکس های بسیار جالب و حیرت انگیز از منظومه ی شمسی سخن می گوید.

مطالب مرتبط:

اجزاء تشکیل دهنده منظومه شمسی چیست؟ جلسه اول

اجزاء تشکیل دهنده منظومه شمسی چیست؟ جلسه دوم

اجزاء تشکیل دهنده منظومه شمسی چیست؟ جلسه سوم

اجزاء تشکیل دهنده منظومه شمسی چیست؟ جلسه چهارم

 اجزاء تشکیل دهنده منظومه شمسی چیست؟ جلسه پنجم

اجزاء تشکیل دهنده منظومه شمسی چیست؟ جلسه ششم

اجزاء تشکیل دهنده منظومه شمسی چیست؟ جلسه هفتم

اجزاء تشکیل دهنده منظومه شمسی چیست؟ جلسه هشتم

بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان، تنظیم: نسرین صادقی