כדור הארץ - כוכב הלכת ארץ | הפלנטה שלנו

כדור הארץ | ניסויים, עזרים ומצגות 
 

- מדוע השמיים כחולים ? ניסוי ומערך שיעור
- עונות השנה ונטיית ציר כדור הארץ

- מופעי הירח והחודש העברי

- בניית שעון שמש

- חיים על כוכב הלכת מאדים, האומנם?

אטמוספירה

לכדור הארץ אטמוספירה עשירה בחיים ותופעות פיזיקליות. להלן כמה מהן: 

 סרטון: תנועת השמש,כוכבים, והעננים באטמוספירת כדור הארץ

כפי שצולמו ע"י מצלמת השמים בשידור חי במצפה הכוכבים ברקת במכבים

מטאורים

לעיתים, כאשר צופים לעבר השמיים בעת ליל - ניתן לראות מטאור החוצה את השמיים.

האקט בו אנו חוזים בעת צפייה במטאור מתרחש כאשר חלקיק אבק הנמצא במערכת השמש נכנס לאטמוספרת כדור הארץ.
חלקיקי האבק מתכלים באטמוספרה בגובה של כ-100 קילומטרים. לתופעה אותה אנו רואים (דהיינו שובל האור וההבזק) קוראים בשם מטאור.

החלקיקים הקטנים הללו נכנסים במהירות גבוהה מאוד לאטמוספרת כדור הארץ. בעת כניסתם לאטמוספרה של כדור הארץ - הטמפרטורה שלהם גדלה.
חלקיק המטאור מתכלה (אלא אם כן הוא גדול דיו ואז גם יכול לפגוע בכדה"א) השובל המשתרך מאחור, היוצר את זנבו של המטאור הינו הגז המתקרר בהדרגה.

גשם מטאורים נוצר כאשר כדור-הארץ הנע במסלולו השנתי סביב השמש מגיע לאזור בחלל בו נמצאים שרידים מזנבו של שביט (Comet). בעת מעברו של כדור הארץ בשובל חלקיקי השביט - אנו זוכים לראות מופע מרהיב של עשרות ואף מאות מטאורים בשעה.

סרט : מטר המטאורים פרסאידים. צפו בסרט המציג את המטאורים הבהירים שנלכדו בעדשת המצלמה – במהלך לילה שלם.

הזוהר הצפוני

(מכונה גם בשם "זוהר הקוטב")

תופעת הזוהר הצפוני (Aurora Borealis) מופיעה במהלך סופות גיאומגנטית - כלומר, כאשר השדה המגנטי של כדור הארץ רוטט בתגובה למשב החלקיקים של רוח השמש.
בתופעה זו נראות מעין רצועות בהירות וצבעוניות, הנעות בשמים.

רוח השמש יכולה להוות סכנה עקיפה (קישור חיצוני-אנגלית) לאנשים על הקרקע, כיוון שזו גורמת להפרעות בשדה המגנטי הנמצא מסביב לכדור הארץ המכונה מגנטוספירה, אשר עשירה באלקטרונים ופרוטונים. אלו יכולים להשפיע על מכשירי החשמל שלנו.

כאשר משב רוח השמש (קרינה קוסמית) פוגע באטמוספירה של כדור הארץ – חלקיקים ממנו ניתרים כ'גשם' על אטמוספרת כדור הארץ, וגורמים לאוויר לזהור במקום בו פגעו - בדומה לתהליך בו פועלת שפופרת התמונה של טלוויזיה צבעונית. הסבר פיסיקאלי: הקרינה הקוסמית גורמת לינון ועירור של האטומים באטמוספירה.
 על-פי מודל האטום הרווח כיום - האטום מורכב מגרעין מרכזי וסביבו ענן של אלקטרונים. אלו מקיפים את הגרעין. כאשר חלקיקים טעונים מרוח השמש פוגעים באטומים באטמוספרה של כדור הארץ, הם גורמים לאלקטרונים באטום לנוע אל עבר מסלולי אנרגיה גבוהים יותר, רחוק יותר מהגרעין. ואז, כאשר אלקטרון נע חזרה למסלול אנרגיה נמוך יותר, משתחרר חלקיק של אור המכונה בשם פוטון.

התהליך המתרחש בזוהר הקוטב דומה לזה המתרחש בנורות הניאון, התלויות על גבי שלטי פרסומת רבים בחי היום-יום. בני האדם משתמשים בחשמל כדי לעורר את האטומים של גז הניאון בתוך צינורות הזכוכית של שלטי הניאון. זוהר הקוטב פועל על-פי אותו העיקרון, אולם בקנה מידה הרבה יותר גדול.לחצו על הקישור למידע נוסף מאתר סוכנות החלל האמריקנית.
סרטון: ראו כיצד רוח השמש גורמת לתופעת הזוהר הצפוני באטמוספירת כדור הארץ.

על אף הנרמז משמה - תופעת הזוהר הצפוני יכולה להתרחש גם בחצי הדרומי של כדור הארץ, ולמעשה כמעט בכל קו רוחב, תלוי בעוצמתה של רוח השמש.
כבר נצפו תופעות של 'זהר הקוטב' גם בחלק מכוכבי הלכת, כגון בצדק ושבתאי.

תמונה: הזוהר הצפוני

חלק מרוח השמש נגרם כתוצאה מפליטת חומר רב מתהליכים דינאמיים רבי עוצמה, המתרחשים בקרבתם של כתמי השמש.
צבעו של זוהר הקוטב תלוי בסוג החומר. לדוגמה הצבע הירוק, שהינו הצבע הנפוץ ביותר, נוצר כתוצאה מפגיעה באטומי החמצן באטמוספירה.
צבעים כגון אדום וכחול נגרמים מאטומים של מימן, או חנקן (המהווה כ-75% מההרכב הכימי של האטמוספירה). תופעת הזוהר הצפוני מתרחשת בגובה הנע בין 90-200 ק"מ מעל קרום כדור הארץ, כאשר עוביה של שכבת הפליטה נע לרוב בין 20-40 ק"מ.
 
התופעה המתוארת מעלה הנה חלק מתחום מרתק המכונה בשם "מזג אוויר בחלל" (הבהרה: אין מדובר במזג אוויר בדומה לזה שבכדור הארץ...).
ניתן לעקוב אחר תופעות 'מזג האוויר בחלל' כמעט בזמן אמת, באמצעות האתר של NOAA / Space Weather Prediction Center

הידעת?
לעיתים הצופה מכדור הארץ חוזה בהילה (טבעת) בהירה בשמים, מסביב לירח או השמש. לחצו על הקישור למידע נוסף  

הדינאמיקה המתמשכת של תנועת כדור הארץ בחלל, ביחס לגרמי השמים, יוצרת מספר סיטואציות מעניינות ביותר. לדוגמה: תופעות אטמוספריות מגוונות, שינויי עונות, זריחה ושקיעה של גרמי השמיים ביחס לאופק המקומי ועוד...
אחת התופעות המרשימות ביותר מתרחשת כאשר כדור הארץ נמצא בקו גיאומטרי בין השמש והירח, נוצר ליקוי לבנה (ליקוי ירח).

ליקוי לבנה

באמצעות טלסקופ ניתן להבחין ביתר קלות בשינויי התאורה על הירח עם התקדמותו אל עבר צילו של כדור-הארץ.

 
 
 
 

כדור הארץ ועונות השנה

עונות השנה נגרמות כתוצאה מנטיית ציר כדור הארץ שהנה כ-23.5 מעלות (ביחס למישור המילקה).
יש לציין כי זווית הנטייה של כדור הארץ ביחס למישור המילקה משתנה במעט על-פני תקופות זמן ארוכות, במחזור של כ-26,000 שנה.
תנועה זו המכונה 'פרסציה', מזכירה את חלקו העליון של גי'רוסקופ אל עבר נקודה קבועה* בחלל הסמוכה בשמיים לכוכב הצפון. ראו סרטון בנושא-מטה.
לזאת מתווספת תנועת כדור הארץ סביב השמש.

כך נוצר המצב בו במשך חצי שנה - חצי כדור הארץ הדרומי נטוי יותר לעבר השמש ולאחר חצי שנה - נטוי לעבר השמש החצי הצפוני.
יום השיוויון נוצר כאשר כדור הארץ נמצא בדיוק בין שני מצבים אלו.
אם יום השיוויון יתקיים לאורך כל השנה – אז לא יתקיים השוני בין אורך היום והלילה, לא יהיו שינויי טמפרטורה במשך השנה (מזעריים) ולמעשה לא יהיו עונות כלל!

במסעו של כדור הארץ סביב השמש - הקוטב הצפוני נטוי לעבר השמש בחודש יוני, דבר הגורם לימים להיות ארוכים יותר ולמזג אוויר חם יותר.
בחודש דצמבר הקוטב הצפוני נטוי הרחק מהשמש מצב הגורם לימים להיות קצרים יותר ולמזג אוויר קר יותר.

בחצי הכדור הדרומי נוצר מצב 'הפוך' - הקוטב הדרומי נטוי הרחק מהשמש בחודש יוני, דבר הגורם לימים להיות קצרים יותר ולמזג אוויר קר יותר.
בחודש דצמבר הקוטב הדרומי נטוי לעבר השמש, מצב הגורם לימים להיות ארוכים יותר ולמזג אוויר חם יותר.
ראו מקבץ קישורים מטה להרחבה.
(* נקודה קבועה ביחס לצופה אנדבדואלי בזמן ספציפי)

ניסוי: מדדו את הקשר בין מיקומה היחסי של השמש בשמים לבין עונות השנה

סרטון: פרסציה - נקיפת ציר הסיבוב של גי'רוסקופ

 
 

פוסטר להורדה

כדור הארץ ועונות השנה
בכפוף לתקנון ותנאי השימוש באתר 

 כדור הארץ - נתונים