Układ słoneczny
Pod pojęciem Układu Słonecznego rozumiemy Słońce i wszystkie ciała niebieskie, które poruszają się w jego polu grawitacyjnym. Układ Słoneczny powstał ok. 5 - 6 mld lat temu z obłoku materii pyłowo-gazowej. Wyróżnia się w nim następujące typy obiektów: Słońce, planety, księżyce, planetki, komety i meteroidy. Oto ich krótka charakterystyka:
Słońce jest gwiazdą centralną układu. W jego wnętrzu, jak w każdej gwieździe, zachodzą reakcje jądrowe, dzięki którym Słońce świeci jak każda gwiazda światłem własnym. Zbudowane jest głównie z wodoru i helu, które stanowią 99,9% liczby atomów. Resztę stanowią atomy 65 pierwiastków. Słońce skupia 99,8% masy całego układu. Ma kształt kuli o średnicy około 109 razy większej od średnicy Ziemi.
Planetą nazywamy takie obiegające gwiazdę ciało niebieskie, wewnątrz którego nie zachodzą reakcje jądrowe stanowiące źródło energii dla gwiazd.
Planetki, zwane też planetoidami lub asteroidami, to ciała niebieskie o umownej średnicy do 1000 km, o nieregularnych kształtach, powstałe głównie z rozbicia planet. Najwięcej ich krąży między orbitami Marsa i Jowisza.
Planeta, która obiega planetę większą od siebie nazywana jest księżycem. Księżyc obiega więc planetę, nie Słońce. W Układzie Słonecznym jest 61 księżyców.
Komety są ciałami obiegającymi gwiazdę centralną, przeważnie po wydłużonych orbitach, zbudowane przynajmniej częściowo z lodu. Ich rozmiary wahają się od 1 do 50 km.
Do meteoroidów zaliczamy krążące wokół Słońca małe bryły skał o rozmiarach mniejszych niż kilometr.
W Układzie Słonecznym jest 9 planet. Wszystkie obiegają Słońce w jednym kierunku. Ich orbity, oprócz Merkurego i Plutona, leżą w przybliżeniu w jednej płaszczyźnie. Planety dzielą się na planety wewnętrzne oraz planety zewnętrzne.
Planety wewnętrzne (inaczej ziemskie) - Merkury, Wenus, Ziemia, Mars - odznaczają się niewielkimi rozmiarami, dużą gęstością i podobną warstwową budową wewnętrzną. Każda ma żelazne jądro otoczone płaszczem.
Planety zewnętrzne - Jowisz, Saturn, Uran, Neptun i Pluton to, z wyjątkiem Plutona, wielkie, o małej gęstości, zbudowane głównie z substancji ciekłych i gazowych. Każda z nich ma prawdopodobnie skaliste jądro.
Ruch obiegowy i jego następstwa
Ziemia dokonuje dwojakiego rodzaju ruchów - ruchu obrotowego wokół własnej osi oraz ruchu obiegowego. Ruch ten odkrył i uzasadnił M. Kopernik.
Ruch obiegowy dokonuje się po eliptycznej orbicie wokół Słońca, które nie znajduje się w środku tej elipsy, ale w jednej z jej ogniskowych. Stąd odległość Ziemi od Słońca zmienia się w czasie ruchu obiegowego. Punkt najbardziej oddalony to aphelium - Ziemia osiąga go ok. 5 lipca i oddala się od Słońca na odległość ok. 152 mln km. Miejsce na orbicie, w którym Ziemia najbardziej zbliża się do Słońca, tj. na odległość 147 km, to peryhelium, osiągane ok. 2 stycznia.
Jeden pełny obieg Ziemi wokół Słońca trwa 365 dni 5 godzin 48 minut i 49 sekund (rok).
Podczas obiegu naszej planety wokół Słońca, oś obrotu Ziemi nachylona jest do płaszczyzny orbity pod niezmiennym kątem 660 33’’. Stałe położenie osi ziemskiej w czasie ruchu obiegowego jest przyczyną zmieniającego się w rytmie rocznym oświetlenia i ogrzania powierzchni Ziemi.
21 III i 23 IX promienie słoneczne padają prostopadle do płaszczyzny równika. Są to dni równonocy - dzień trwa tak samo długo jak noc. Oświetlona jest cała Ziemia. 21 III rozpoczyna się astronomiczna wiosna, a 23 IX astronomiczna jesień.
21 VI promienie słoneczne padają prostopadle (Słońce góruje w zenicie) na płaszczyznę zwrotnika Raka. Na półkuli północnej jest to najdłuższy dzień w roku - dzień przesilenia letniego. Data ta rozpoczyna astronomiczne lato na półkuli północnej. Na obszarze poza kołem podbiegunowym północnym trwa dzień polarny, a na półkuli południowej poza kołem podbiegunowym - noc polarna.
22 XII promienie słoneczne padają pionowo na płaszczyznę zwrotnika Koziorożca. Data ta rozpoczyna astronomiczną zimę dla półkuli północnej. Jest to najkrótszy dzień w roku dla tej półkuli. Poza kołem podbiegunowym północnym trwa noc polarna, a poza kołem podbiegunowym na półkuli południowej - dzień polarny.
Następstwa ruchu obiegowego Ziemi:
występowanie stref oświetlenia: strefy międzyzwrotnikowej, dwóch stref umiarkowanych szerokości geograficznych, dwóch stref podbiegunowych, czyli polarnych (rysunek)
występowanie pór roku, gdyż te same miejsca na Ziemi otrzymują w ciągu roku zmienną ilość ciepła i światła
zmiany wysokości Słońca nad horyzontem w momencie górowania
zmienna długość dnia i nocy
zmienne w ciągu roku punkty wschodu i zachodu Słońca na horyzoncie
strefy klimatyczne i podporządkowane im strefy roślinne i glebowe
Ruch obrotowy
Ruch obrotowy Ziemi dokonuje się wokół jej własnej osi i trwa 23 godziny 56 minut 3,44 sekundy. Okres obrotu Ziemi wokół osi nazywamy dobą. Ruch obrotowy Ziemi, czyli ruch wirowy, dokonuje się z zachodu na wschód, a zatem przeciwnie do pozornego ruchu Słońca.
Następstwa ruchu obrotowego wpłynęły na wykształcenie się rytmu w przyrodzie oraz na regulację życia cywilnego ludzi. Do najważniejszych należą:
występowanie dnia i nocy
zmiany wysokości Słońca nad horyzontem obserwowane w ciągu dnia
widoma wędrówka Słońca i gwiazd po niebie ze wschodu na zachód
spłaszczenie Ziemi na biegunach
powstawanie siły Coriolisa powodującej odchylenia kierunku poruszania się ciał - w prawo na półkuli północnej i w lewo na południowej; podlegają jej m. in.: wiatry, prądy morskie, wody rzek
konieczność wprowadzenia dobowej rachuby czasu, stref czasowych i związanej z nimi granicy zmiany daty