四季成因與晝夜
基礎地球自轉一周約二十四小時,產生晝夜交替;地球繞太陽公轉一周約一年,加上地軸傾斜約二十三點五度,令香港夏天日長炎熱、冬天日短清涼,形成四季。
- 地球自轉一周約二十四小時,產生晝夜交替。
- 地球繞太陽公轉一周約三百六十五日,就是一年。
- 地軸傾斜約二十三點五度,是四季形成的原因。
文體小知識:科學知識說明文解釋自然現象的成因,配上模型實驗,抽象的天文知識也能看得見。
§課文原文 Passage
1地球不停由西向東自轉,轉一周約二十四小時,就是我們的一天。面向太陽的一面是白天,背向太陽的一面是黑夜;隨着地球自轉,晝夜不斷交替。在暗室裏用電筒照射轉動的地球儀,就能模擬這個現象:光亮的地方是白天,陰暗的地方是黑夜。
2地球在自轉的同時,還沿着軌道環繞太陽運行,稱為公轉,轉一周約三百六十五日,就是我們的一年。地球的地軸是傾斜的,傾斜角度約二十三點五度,而且無論轉到軌道上哪個位置,傾斜的方向都保持不變。
3四季就是地軸傾斜和公轉共同造成的。當北半球偏向太陽時,陽光直射地面,白晝較長,天氣炎熱,香港便處於夏季;當北半球背向太陽時,陽光斜射,白晝較短,天氣清涼,便是冬季;春季和秋季則是兩者之間的過渡。
4可以做個模型實驗:在暗室裏用電筒當太陽,把地球儀保持傾斜地繞着電筒移動一圈。觀察香港的位置:有時日照時間長、光線直射,就像夏天;有時日照短、光線斜照,就像冬天。晝夜和四季,原來都由地球的運動而來。
1重點摘要 Summary
地球自轉一周約二十四小時,產生晝夜交替;地球繞太陽公轉一周約一年,加上地軸傾斜約二十三點五度,令香港夏天日長炎熱、冬天日短清涼,形成四季。
2生字卡 Vocabulary
地球繞着自己的地軸旋轉,一周約二十四小時,產生晝夜。
地球沿軌道環繞太陽運行,一周約三百六十五日,就是一年。
地球自轉所繞的一條假想軸線,傾斜約二十三點五度。
白天與黑夜的交替,由地球自轉造成。
陽光垂直照射地面,熱力集中,天氣炎熱。
陽光斜照地面,熱力分散,天氣清涼。
地球環繞太陽運行所經過的路徑。
地球的一半,赤道以北是北半球,以南是南半球,兩者季節相反。
用來模擬真實事物的工具,例如用電筒和地球儀示範晝夜。
3逐步講解 Steps
- 第一步:用地球儀和電筒模擬晝夜晝夜變化可以用實驗模擬出來。關上房間的燈,把電筒當作太陽照射地球儀:光亮的中國部分正在白天,陰暗的美國部分正在黑夜,兩邊同時存在。這個小實驗讓我們明白,地球同一時間總有一半向著光、一半背著光。實驗時要保持電筒和地球儀的距離不變,只在地球儀上移動光點,模擬才準確。
- 第二步:理解自轉產生晝夜地球像陀螺一樣不停旋轉,這叫自轉。由西向東慢慢轉動地球儀一周,代表地球自轉一次需要二十四小時;香港的位置由光亮轉入陰暗,就是日落和入夜,再轉回光亮處便是日出。晝夜交替,正是自轉造成的。轉動時留意香港的位置:面向電筒是白晝,轉到背面便是黑夜,交替出現。
- 第三步:認識公轉與一年地球一面自轉,一面繞著太陽運行,這叫公轉。地球繞太陽走一圈需要約三百六十五日,構成一年。聖誕節總是在十二月二十五日,因為地球每年這個時候都會走到軌道上的同一個位置;走完一圈,季節便重新開始一次。公轉的方向與自轉一樣,都是由西向東;一年還有閏年的安排,每四年多出一日。
- 第四步:觀察地軸傾斜細看地球儀的支架,穿過地球的軸並不是直立,而是傾斜約二十三點五度;無論怎樣轉動地球儀,這條軸的傾斜方向都固定指向同一邊。地軸傾斜正是四季形成的重要原因,觀察清楚,下一個實驗便容易理解。地軸的北端大致指向北極星附近,所以方向始終不變,這是四季成因的關鍵。
- 第五步:模擬四季保持地軸傾斜,讓地球儀繞著電筒走一圈,四個位置分別代表夏、秋、冬、春。香港處於「夏季位置」時,北半球偏向太陽,光線直射、日照時間長,天氣炎熱;走到「冬季位置」時,北半球背向太陽,光線斜射、日照短,天氣清涼。南北半球的季節正好相反:北半球是夏天時,南半球正值冬天,澳洲的聖誕節在盛夏度過。
- 第六步:連結生活觀察實驗的結論可以在生活中驗證。比較香港日出和日落的時間:六月約清晨五時四十分日出、晚上七時後日落,白晝超過十三小時;十二月約早上七時日出、下午五時四十五分日落,白晝只有約十一小時。夏天日長夜短、冬天日短夜長,正好印證地軸傾斜和公轉的原理。翻閱去年的天氣資料核對,或請父母協助記錄今年的日出日落時間,觀察便有根有據。
4圖解 Diagrams
5例題示範 Example
例題:爸爸說:「聖誕節的白晝比七月短,氣溫也較低。」請用地軸傾斜和公轉的知識,解釋香港為什麼會這樣。
- 十二月時,地球公轉到軌道上北半球背向太陽的位置。
- 陽光斜射北半球,同樣大的地面分到的熱力較少,天氣因而清涼。
- 北半球的白晝也較短,所以香港十二月日短夜長。
- 七月則剛好相反:北半球偏向太陽,陽光直射、白晝長,天氣炎熱。
- 答案:因為地軸傾斜,地球公轉到不同位置時,北半球受到的陽光角度和日照時間都不同,於是形成冬天日短而清涼、夏天日長而炎熱的季節變化。
6常見錯誤 Mistakes
75 題快測 Quick check
Q1晝夜交替是怎樣產生的?
Q2地球公轉一周需要多久?
Q3四季形成的主要原因是什麼?
Q4香港夏天為什麼日長夜短?
Q5當香港是夏天時,澳洲是什麼季節?
8重點回顧 Recap
- 地球自轉一周約二十四小時,產生晝夜交替。
- 地球繞太陽公轉一周約三百六十五日,就是一年。
- 地軸傾斜約二十三點五度,是四季形成的原因。
- 香港夏天陽光直射、日長炎熱;冬天斜射、日短清涼。
- 南北半球季節相反。