Природоведение. Природа. Неживая и живая. 5 класс Иванова Нина
Дорогие друзья!
Вы взяли в руки учебник, который поможет в дальнейшем изучении природы. Первоначальные знания о ней вы получили в младших классах. Вам уже известно, что жизнь природы многообразна, интересна и сложна, в ней есть свои тайны. Часть из них вы уже разгадали, но многое еще предстоит узнать. И в этом верным помощником будет настоящий учебник. Из него вы узнаете о явлениях природы, научитесь их наблюдать и объяснять.
Учебник поможет заглянуть в разнообразный мир живых существ, понять особенности их жизни и необходимость охраны живой и неживой природы. Вы поймете самое главное: в природе все взаимосвязано.
Все вы, безусловно, хотите стать современными, образованными людьми. А для этого необходимо не просто накапливать знания, а уметь самостоятельно их добывать. Вот почему авторы учебника, стремясь помочь вам, предлагают немало интересных заданий, опытов, самостоятельных работ, приводят интересные сведения, расширяющие ваш кругозор.
Ваши успехи в изучении природы во многом зависят от умения работать с учебником. Прежде всего выясните, как учебник устроен, прочтите оглавление. Учебник разделен на главы, а главы – на параграфы. В конце каждого параграфа и каждой главы даны вопросы для самопроверки. Здесь же могут быть задания для самостоятельной работы, опыты.
В учебнике очень много красочных иллюстраций. Внимательно рассматривайте рисунки, схемы и читайте подписи к ним.
Формулировки определений и отдельные термины, которые вы должны запомнить, выделены жирным шрифтом. Выводы, утверждения, свойства тел и веществ даны полужирным курсивом. Светлым курсивом выделены понятия, на которые необходимо обратить внимание.
На страницах учебника вы найдете значки, изображающие героев замечательных русских сказок – лису и ежа. Что же означают здесь эти символы?
Лиса – умное животное. Она предлагает вам ответить на вопросы и выполнить задания, помещенные в конце каждого параграфа. Надеемся, что это поможет повторить и закрепить то, что вы узнали.
Еж – запасливый зверек. Он позаботится о прочности ваших знаний. С этой целью он предлагает ответить на вопросы в конце каждой главы.
Каждая тема завершается рубрикой «Что вы узнали из темы (самое, самое, самое…)». Здесь дан план, пользуясь которым вы сможете повторить материал всей темы и самостоятельно сделать выводы.
Желаем успешной работы с учебником. Удачи вам!
Введение
Природа! Многоликая и разнообразная. Ее нельзя не любить, ею нельзя не восхищаться. Эти слова мы слышим постоянно. А что такое природа? Природа – все то, что нас окружает. Это живые организмы: растения, животные, грибы, бактерии. Они живут в воде, на суше, в воздухе. Вода, воздух, горные породы – элементы неживой природы.
Все живые организмы тесно связаны между собой и со средой, в которой они живут. Живые организмы влияют на окружающую среду, а их существование зависит от условий этой среды. Следовательно, живая и неживая природа – единое целое, и неразумная деятельность человека в природе, т. е. осуществляемая без учета взаимозависимости ее компонентов, может привести к очень серьезным последствиям.
Решить проблему сохранения и улучшения условий жизни на нашей планете могут лишь люди, хорошо знающие законы природы. Многие из них уже изучены, и вы будете знакомиться с ними на уроках. Но природа хранит еще немало загадок. Каждый из вас, получив багаж современных знаний, сможет участвовать в раскрытии тайн природы.
Первые попытки человека познать окружающую его природу были связаны с поиском пищи, жилища. Он собирал растения, пригодные в пищу, охотился на животных, ловил рыбу, выискивал для жилья углубления в скалах и пещеры. В этот период своего существования человек использовал то, что давала ему природа, и не наносил ей большого ущерба.
Проходили века. Развитие техники делало человека все более могущественным. Он уже не хотел довольствоваться только дарами природы. Стремясь к улучшению условий своей жизни, человек покорял и переделывал окружающий его мир, не задумываясь о последствиях. Рост населения, интенсивное развитие сельского хозяйства, промышленности, строительства, транспорта требовали использования все новых и новых природных ресурсов.
К сожалению, активное воздействие людей на природу не могло остаться без негативных последствий: сократились площади, занятые лесами, обмелели реки и моря, резко уменьшилось количество видов растений, животных, грибов.
Отрицательное воздействие человека на природу продолжается. В окружающую среду в огромных количествах выбрасываются бытовые и производственные отходы, которые отравляют воду, воздух, почву, вызывая болезни и гибель живых организмов. В настоящее время это уже создает угрозу самому существованию окружающей нас природы. Вот почему очень важно изучить все закономерности ее развития, чтобы в процессе деятельности как можно меньше наносить природе вред.
Все живые организмы, в том числе и человек, не могут жить вне природы, они ее часть, ее порождение. Великий немецкий поэт и естествоиспытатель Иоганн Вольфганг Гёте говорил: «Все, что ни есть в живой природе, – лишь часть единого целого».
Сохранить все богатства природы на планете для себя и будущих поколений – глобальная задача человечества.
Как изучают природу
История самых ранних цивилизации показывает, что человек всегда старался познать природу. Его разум в равной мере стремился постичь устройство Земли и небесных светил, океанов и суши, растений и животных; их взаимное влияние и значение для себя.
Неживые и живые тела, явления природы можно изучать разными способами или, как в науке принято говорить, методами (в переводе с греческого «методос» означает способ познания, путь). Главные из них – наблюдение, эксперимент (опыт), измерение. Основным «инструментом», с помощью которого человек изучает природу, является наблюдение. Наблюдением называют способ изучения предметов и явлений с помощью органов чувств – зрения, слуха, обоняния, осязания, вкуса. С помощью зрения мы получаем наибольшую часть сведений об окружающем нас мире.
Наблюдая, человек давно заметил: чем Солнце выше на небосводе, тем день длиннее, ночь короче, на дворе теплее. Если больше света и тепла, – лучше растут растения. Ветер с запада приносит дожди, северный ветер – похолодание, а южный – зной и засуху.
Чтобы объяснить, почему происходят те или иные явления, какие при этом факторы влияют на ускорение или замедление наблюдаемых процессов, человек проводит эксперименты, или ставит опыты. Многие выдающиеся открытия ученых стали результатом эксперимента.
Рис. 1. Приборы и инструменты для проведения наблюдений, опытов, измерений
Давайте и мы проделаем несложный эксперимент (опыт). Например, с тем, чтобы доказать, что наиболее прозрачна чистая вода.
Для этого нальем воду в стакан из тонкого стекла. Включим настольную лампу, возьмем в руку стакан с водой и через него посмотрим на лампочку. Лампочку хорошо видно. Положим в воду столовую ложку соли, размешаем. Посмотрим на лампочку. Лампочку видно, но хуже. Этим опытом мы доказали, что наиболее прозрачной является чистая вода.
Полученные знания в результате проведенного эксперимента могут служить основой для установления определенных закономерностей.
Часто наблюдения и эксперименты сопровождаются измерениями. Измерение хороню знакомо каждому. Измеряют размеры тел, температуру, скорость движения, время, расстояние.
При проведении наблюдений и опытов человек использует измерительные приборы и инструменты (рис. 1). В опыте, который мы проделывали, приборами были настольная лампа и стакан. При проведении других опытов, в зависимости от того, какие в них ставятся задачи, могут использоваться линейки, рулетки, часы, весы, термометры, мензурки, микроскопы, телескопы, бинокли, лупы, колбы, банки, термосы и т. д.
Например, чтобы измерить время, используют часы или секундомер.
Для измерения длины, высоты, ширины предметов используют такие инструменты, как линейка, рулетка.
Расстояние также можно отмерить линейкой или рулеткой.
Положите на парту линейку и поместите на нее большой палец там, где расположена цифра ноль, а указательный поставьте на цифру пять. В таком случае говорят: «Расстояние между пальцами 5 см». Сближая или раздвигая кончики пальцев, мы будем увеличивать или уменьшать расстояние между ними.
Без особого труда можно определить расстояние до школы. Для этого вам нужно знать длину своего шага. Чтобы его замерить, надо взять рулетку или длинную линейку, положить ее на пол и измерить длину одного своего шага. Зная длину одного шага и количество шагов от дома до школы, вы можете установить, на каком расстоянии от вашего дома находится школа.
Для того чтобы измерить температуру, используют термометр.
Весы служат для измерения массы. Вспомните, как продавец, отпуская вам товар, кладет его на весы.
Определенные объемы жидкости отмеряют мензуркой.
Микроскоп служит для изучения мельчайших деталей строения природных тел, неразличимых невооруженным глазом.
1. Какие вам известны способы изучения природы?
2. Какими приборами и инструментами пользуются при изучении природы?
3. Наблюдайте за погодой. Отмечайте температуру воздуха, облачность, виды осадков, направление ветра. Эти данные нам будут нужны, когда мы будем изучать погоду.
4. Возьмите две баночки из-под майонеза. В каждую из них налейте воды. Поместите в них по луковице, как показано на рисунке. Одну баночку с луковицей поставьте на окно, которое хорошо освещается солнцем, а другую – на ту сторону, где практически солнца не бывает. Понаблюдайте несколько дней. Где быстрее появятся зеленые листья? Какие можно сделать выводы?
Опыт по выращиванию лука
Глава 1
Вселенная
Человека всегда влекло небо, с давних пор мечтал он подняться в космос. Космическое пространство, включающее в себя планеты, звезды и другие небесные тела называется Вселенной.
Вспомните:
• Какие планеты и звезды вам известны?
• В какое время суток вы их наблюдали?
§ 1. Звезды на небе
В древние времена люди считали, что звезды – это серебряные гвоздики, вбитые в небесный свод – «хрустальный купол неба». Безоблачной ночью на небе можно увидеть очень много звезд. Они отличаются друг от друга по блеску, окраске, величине (рис. 2).
Рис. 2. Звездное небо
Раньше людей, изучавших звезды, называли звездочетами. Позже у них появилось еще одно название – астрономы (в переводе с греческого «астро» означает звезда). Ученые-астрономы установили, что звезды представляют собой раскаленные газовые тела шарообразной формы.
По величине звезды разные. Многие из них гораздо больше Солнца. Это звезды-гиганты. Есть такие, которые меньше Солнца, их называют звезды-карлики.
Звездное небо условно разделено на участки со строго установленными границами. Их называют созвездиями. С давних пор человек давал им имена, например, созвездия Волка, Лисички, Рака, Большой Медведицы, Малой Медведицы, Геркулеса, Зайца и др. Ученые считают, что самое древнее наименование имеет созвездие Большая Медведица (рис. 3). На звездном небе это созвездие самое заметное и похоже на большой ковш. Недалеко от него можно разглядеть ковш маленьких размеров – созвездие Малая Медведица. В этом созвездии есть яркая звезда, с которой начинается ручка малого ковша. Ее называют Полярной. Полярная звезда расположена над Северным полюсом и издавна используется для навигации – служит ориентиром на север.
Рис. 3. Созвездие Большая Медведица. Это созвездие на звездном небе самое заметное
От древних греков дошла до нас такая легенда. Когда-то, в незапамятные времена, у царя Лиокаона, правившего Аркадией, была дочь красавица Каллисто. Она соперничала по красоте с богиней Герой – супругой всемогущего Зевса. Ревнивая богиня превратила Каллисто в безобразную медведицу. Когда сын Каллисто, юный Аркас, возвращаясь с охоты, увидел у дверей своего дома медведицу, он хотел убить ее. Но всемогущий Зевс не допустил преступления. Он удержал руку Аркаса, а Каллисто взял на небо, превратив ее в прекрасное созвездие.
В настоящее время насчитывают 88 созвездий. Чтобы было легко ориентироваться среди множества звезд, ученые создали карту звездного неба (рис. 4).
Когда мы смотрим на небо, нам кажется, что все звезды, входящие в созвездие, близко расположены друг к другу. На самом деле звезды одного созвездия находятся на огромных расстояниях друг от друга.
Рис. 4. Карта звездного неба
Наблюдая за звездами, можно заметить, что они отличаются друг от друга по яркости. Существует шкала их яркости – от первой до шестой величины.
Самые яркие называют звездами первой величины. Цвет звезд сильно зависит от их температуры. Ученые установили, что самые горячие звезды имеют цвет белый или чуть голубоватый. Менее горячие, такие как наше Солнце, – желтого или оранжевого цвета. Красные звезды самые холодные. В красивейшем созвездии Ориона находится звезда первой величины Ригель. Этот белый гигант излучает света столько же, сколько 27 00 °Солнц взятых вместе! Свет от нее идет до Земли 600 лет.
Звезды, которые едва видны с Земли невооруженным глазом, – шестой величины.
Звезды на небе можно наблюдать в бинокль и подзорную трубу (рис. 5). Но эти приборы дают очень маленькое увеличение. Чтобы не только наблюдать, но и изучать звезды, ученые создали телескоп (в переводе с греческого «теле» – далеко и «скопос» – наблюдатель). Телескоп – очень сложный прибор; дает увеличение в 500 раз (рис. 6). Как правило, устанавливают его в специальных помещениях – обсерваториях. Их строят вдали от больших городов, предпочтительно в горах, где воздух менее загрязнен дымом и пылью.
Рис. 5. Школьный телескоп и бинокль – приборы, с помощью которых наблюдают звезды
Рис. 6. Телескоп
Звезды находятся в постоянном движении. Телескопические наблюдения позволяют определить их перемещение.
Посмотрите на рисунок 7; на нем изображено изменение вида созвездия Большая Медведица на протяжении 100 000 лет. Расположение звезд продолжает меняться и в настоящее время.
Рис. 7. Изменение вида созвездия Большая Медведица на протяжении 100 тыс. лет
Немного истории. Люди испокон веков наблюдали движение на небосклоне Луны и Солнца. Полную картину мира впервые создал Клавдий Птолемей (ок. 90– 160 н. э.), грек по национальности. Он считал, что шарообразная Земля занимает центральное неподвижное положение, а вокруг нее по круговым орбитам движутся небесные тела: Луна, Меркурий, Венера, Солнце, Марс, Юпитер, Сатурн. Такое представление о Земле, как центре мира, несмотря на высказываемые сомнения в его правильности, продержалось в науке 14 веков.
К. Птолемей и его система мира
В середине XVI в. польский ученый Николай Коперник (1473–1543) предложил свою теорию, по которой в центре системы находится Солнце, а все планеты, включая Землю, движутся вокруг него по круговым орбитам. Коперник считал, что наблюдаемые на небе движения светил можно объяснить тем, что Земля одновременно вращается вокруг своей оси и вокруг Солнца. Однако Копернику не удалось доказать справедливость предложенной им новой системы мира. В 1616 г. произведение Коперника «О вращении небесных сфер» было внесено католической церковью в «Индекс запрещенных книг». Этот позорный запрет продолжался более 200 лет.
Н. Коперник и его система мира
Учение Николая Коперника расширил и развил великий итальянский ученый Джордано Бруно (1548–1600). Практически всю свою жизнь он посвятил популяризации учения Коперника. Бруно высказывал предположения, что миров, подобных нашему, множество; что Солнце – не единственная звезда во Вселенной, вокруг которой обращаются планеты.
Джордано Бруно (1548–1600)
Публичные выступления Бруно не нравились представителям инквизиции. Его схватили и заточили в тюрьму на восемь лет. Церковь требовала от Бруно, чтобы он отрекся от своих идей. Но Бруно остался непоколебимым, и тогда его сожгли на костре.
Однако наблюдения звездного неба продолжались. Итальянский физик и астроном Галилео Галилей, построивший первый в мире телескоп, 7 января 1610 г. увидел через него лунный пейзаж с кратерами и холмами, которые поразили его необычайной красотой. Еще одним достижением Галилея было открытие спутников у Юпитера. До этого Земля была единственной планетой, у которой был известен спутник. Исследования Галилея подтверждали правильность учения Коперника. Католическая церковь обвинила Галилея в отступлении от Священного Писания, и в 1633 г. инквизицией был учинен суд, завершившийся «торжественным покаянием» и публичным отречением Галилея от «заблуждений». Затем последовал домашний арест.
Галилео Галилей (1564–1642)
Существует легенда, что после отречения от теории Коперника Галилей воскликнул: «Eppur si muove!» («И все-таки она вертится!»). В действительности подобные слова ни в день отречения, ни позже не были произнесены. И тем не менее считается, что несказанная легендарная фраза выражает действительные убеждения Галилео Галилея.
1. Что такое звезды?
2. Как различаются звезды по цвету, яркости?
3. Что такое созвездие?
4. С помощью каких приборов можно наблюдать звездное небо?
1. Внимательно рассмотрите карту звездного неба.
2. Найдите созвездия: Большая Медведица, Малая Медведица. Сосчитайте, сколько звезд входит в каждое из них.
3. Найдите Полярную звезду. В каком созвездии она находится?
4. Найдите созвездия Кассиопея, Дракон, Гончие Псы. Внимательно рассмотрите расположение звезд, входящих в созвездия. Зарисуйте созвездия и подпишите их названия.
5. Вечером вместе со взрослыми рассмотрите звездное небо. Постарайтесь найти созвездия, которые вы зарисовали в тетрадь.
§ 2. Земля – наш дом
Земля – третья от Солнца планета Солнечной системы. Ее возраст примерно 4,5 млрд лет.
Земля шарообразная, но не абсолютно круглая, а немного сплюснутая у полюсов.
В древности люди представляли, что Земля плоская. В Индии, например, считали, что она покоится на спинах слонов, которые стоят на панцире гигантской черепахи, плавающей в безбрежном океане (рис. 8).
Рис. 8. Такой представлялась человеку Земля в древности
Важным доказательством шарообразной формы Земли стало совершенное в начале XVI в. кругосветное путешествие испанских мореплавателей под командованием Фернана Магеллана. Их корабли, отправившись на запад и двигаясь в одну сторону, через три года возвратились домой с востока.
Человека всегда интересовали размеры Земли. Первым довольно точно определил ее диаметр египетский ученый и астроном Эратосфен, живший в III в. до н. э. Его расчеты были настолько точны, что оказались близкими к тем, которые получили в наше время с помощью искусственных спутников Земли. Диаметр Земли равен 12 800 км, а длина окружности более 40 000 км. Это составляет почти 50 расстояний от Москвы до Санкт-Петербурга.
Посмотрите на глобус – модель Земли, уменьшенную в миллионы раз (рис. 9). Легонько поверните его. Он начинает вращаться относительно своей оси. Ось глобуса немного наклонена от вертикального положения потому, что и ось Земли также не вертикальна, а немного наклонена.
Рис. 9. Глобус – модель Земли
Ось, вокруг которой вращается Земля, называют осью Земли. Однако не надо искать ее. Это не та реальная ось, которую вы видите у глобуса. У Земли это воображаемая линия, проходящая через Северный и Южный полюсы.
Для удобства изучения земную поверхность условно разделили на две половины. Каждая из них имеет название. Половину, где находится Северный полюс, назвали Северным полушарием, а где Южный полюс – Южным полушарием.
Линия, разделяющая Северное и Южное полушария, называется экватором. Экватор – тоже воображаемая линия.
Земля постоянно находится в движении. Различают суточное и годовое вращение Земли. За 24 ч земной шар совершает один полный оборот вокруг своей оси. При этом Земля поворачивается к Солнцу то одной, то другой стороной. На той стороне, которая освещена, – день, на противоположной – ночь. Так происходит смена дня и ночи (рис. 10). Это суточный цикл вращения Земли.
Рис. 10. Вращение Земли вокруг воображаемой линии – земной оси. На рисунке показано, как происходит смена дня и ночи. Объясни, как происходит смена времен года
Земля вращается с запада на восток. Поэтому люди, живущие на востоке, утром встречают Солнце раньше, чем те, кто живет на западе. Запад, восток, север, юг – четыре основных направления. Их называют сторонами света.
Древние люди определяли восток и запад по положению Солнца. Оно восходит на востоке и заходит на западе. Сегодня при определении сторон света используется прибор компас (рис. 11). Он был изобретен в Китае более 3000 лет назад. Магнитная стрелка этого прибора указывает направление на север. Даже если встать лицом на север, то юг будет сзади, восток – направо, запад – налево.
Рис. 11. Компас – прибор для определения сторон света (современный и старинный)
При годовом движении по «долгой дороге» – орбите вокруг Солнца – на Земле происходит смена времен года: весны, лета, осени, зимы. Орбита – это траектория движения Земли вокруг Солнца.
Время одного оборота Земли по орбите вокруг Солнца называют годом. Земля совершает один оборот вокруг Солнца за 365 дней 5 ч 48 мин и 46 с. Обратите внимание, что не просто 365 дней, как мы привыкли говорить, а есть еще часы, минуты и секунды.
Каждые четыре года на Земле наступает год, получивший название високосного. В нем 366 дней. Часы, минуты и секунды, накапливаясь за четыре года, дополнительно составляют один день. Его добавляют к самому короткому месяцу – февралю, имеющему в обычный год 28 дней. Чтобы отличить простой год от високосного, установлено такое правило: если две последние цифры года делятся без остатка на 4, год будет високосным, если с остатком – обычным (например, 1996 г. – високосный, 1997 г. – обычный).
1. Какие два главных движения отмечаются у Земли?
2. Отчего на Земле происходит смена дня и ночи?
3. Земля совершает полный оборот вокруг Солнца за год. Одновременно она вращается вокруг своей оси. Сколько оборотов вокруг своей оси сделает Земля за год; за месяц; за 12 ч?
1. Рассмотрите глобус (карту полушарий).
2. Найдите Северный полюс, Южный полюс, экватор, Северное и Южное полушария.
3. Опишите их местоположение на глобусе.
§ 3. Оболочки Земли
Земля состоит из отдельных оболочек, иногда их называют сферами. Выделяют оболочки внешние и внутренние. Познакомимся с внешними оболочками Земли, к которым относятся атмосфера, литосфера, гидросфера и биосфера (рис. 12).
Рис. 12. Вид Земли из космоса
Воздушная оболочка нашей планеты называется атмосферой (в переводе с греческого «атмос» означает пар, «сфера» – шар). Состав ее изменяется с высотой.
Самый нижний слой, прилегающий к земной поверхности, имеет толщину 10–18 км. Птицы не залетают за пределы этого слоя, да и облака редко поднимаются выше. В этом слое атмосферы протекает жизнь всех живых организмов.
Следующий слой достигает высоты примерно 60 км. Его отличительная особенность состоит в том, что в этом слое содержится газ озон. После грозы мы всегда чувствуем свежесть, которую придает воздуху именно озон. Расположенный на высоте 20–30 км над поверхностью Земли, озоновый слой защищает все живое от солнечной радиации, служит своеобразным экраном, который очень хорошо поглощает вредные для живых организмов ультрафиолетовые лучи.
В последнее время замечено возникновение так называемых «озоновых дыр». Некоторые ученые связывают их появление с тем, что в атмосферу в результате деятельности человека поступает большое количество газов, разрушающих озон. Через «озоновую дыру» солнечные ультрафиолетовые лучи в избытке попадают на нашу планету, что отрицательно сказывается на здоровье человека, животных и некоторых видов растений. И последний слой атмосферы – безвоздушное пространство. Здесь начинается космос.
Верхняя твердая оболочка Земли, включающая в себя земную кору и часть верхней мантии, называется литосферой (в переводе с греческого «литое» означает камень). Эта оболочка состоит из огромных, плотно прилегающих друг к другу блоков – литосферных плит. Толщина литосферы составляет от 5 до 100 км под океанами и от 25 до 200 км под областями суши.
Прерывистая водная оболочка Земли (в переводе с греческого «гидро» означает вода) называется гидросферой. Гидросфера состоит из океанов, морей, рек, озер, болот, водохранилищ, ледников, подземных вод.
Особую оболочку Земли представляет собой биосфера – сфера жизни (в переводе с греческого «биос» означает жизнь). Биосфера приурочена к внешним оболочкам: атмосфере, гидросфере и литосфере – к тем ее областям, в которых есть жизнь. Иначе можно сказать, что биосфера – это оболочка нашей планеты, заселенная живыми организмами.
В местах с наиболее благоприятными условиями существования отмечается наибольший расцвет жизни. В верхнем слое атмосферы и в глубине океанов численность живых организмов падает.
Итак, мы познакомились с внешним строением нашей планеты. О ее внутреннем строении вы узнаете из § 24.
1. Какую оболочку Земли образует вода?
2. Как называется воздушная оболочка?
3. Какую роль выполняет озоновый слой?
4. Какую оболочку нашей планеты образует вся суша?
5. Что представляет собой биосфера?
§ 4. Луна – естественный спутник Земли
Луна – естественный спутник нашей планеты, единственное крупное небесное тело, которое обращается вокруг Земли. В 1610 г. Галилей впервые посмотрел на Луну в телескоп. И вот уже около 400 лет пополняются знания о подробностях ее строения.
Наблюдая Луну на ночном безоблачном небе, можно обнаружить на ее поверхности темные пятна.
Раньше люди могли рассматривать Луну только невооруженным глазом или с помощью телескопов с малым увеличением. Большие темные пятна на Луне назвали лунными морями и океаном. Думали, что в них, как и в земных морях, много воды.
Сегодня ученые точно знают, что воды в лунных морях и океане нет. И все же оставили на карте Луны старые названия: Океан Бурь, Море Ясности, Море Дождей, Море Изобилия и др. (рис. 13). Лунный пейзаж составляют также многочисленные горы, горные цепи, трещины.
Поверхность Луны покрыта большими круглыми. впадинами – кратерами, диаметр которых достигает 500 км (рис. 13). Существуют различные гипотезы, объясняющие происхождение кратеров. Наиболее вероятная из них утверждает, что кратеры – результат столкновения с поверхностью Луны небесных тел. Луна, в отличие от Земли, не окружена атмосферой. «Небесные пришельцы» из космоса, не встречая сопротивления газов атмосферы, ударяются о поверхность Луны и оставляют следы в виде кратеров.
Рис. 13. Видимая с Земли поверхность Луны с кратерами
Луна, как и Земля, самостоятельно не светится. Светлой, а значит, видимой для нас, бывает лишь та ее часть, которую освещает Солнце. Наблюдая Луну на звездном небе, вы замечали, что она меняет свой вид и изо дня в день выглядит иначе. Постоянные изменения вида Луны называют лунными фазами (рис. 14).
Рис. 14. Фазы Луны. Образование фаз Луны связано с ее движением вокруг Земли и освещением солнечными лучами ее поверхности
В одной африканской сказке рассказывается, почему меняется вид Луны. Однажды Солнце пронзило Луну своими острыми, как нож, лучами. Луна от этого пошла на убыль. Когда от нее остался лишь тонкий серпик, она взмолилась: «О Солнце, пощади меня, разреши светить ради детей!» Солнце сжалилось над Луной, отпустило домой. Там она вновь набралась сил. Полная Луна опять вышла на небо, а Солнце снова стало метать в нее свои острые лучи. И опять Луна стала ущербной. Так оно и происходит поныне.
Образование фаз Луны связано с ее движением вокруг Земли и освещением солнечными лучами ее поверхности. Поверхность Луны светится отраженным солнечным светом, поэтому меняющиеся лунные фазы зависят и от ее положения по отношению к Солнцу.
Лунные фазы повторяются каждые 29,5 суток. Когда мы видим освещенной всю обращенную к Земле сторону нашего естественного спутника, говорят, что наступило полнолуние. Если освещена половина обращенной к нам стороны Луны, то наступают фазы первой или последней четверти. Когда обращенная к Земле сторона Луны не освещена, это состояние называют новолунием. Некоторые лунные фазы похожи на блестящий серп (см. рис. 14).
По серпу Луны можно определить, в какой фазе она находится. Если серп похож на букву «С» – Луна «стареет» (уменьшается) и впереди новолуние, если, мысленно присоединив к серпу палочку, мы получим букву «Р», – «растет» и впереди полнолуние. Однако надо помнить, что такой способ годится только для наблюдателей, находящихся в Северном полушарии Земли.
Благодаря вращению Луны вокруг своей оси (один оборот за 27,3 суток) на ней, как и на Земле, происходит смена дня и ночи вследствие освещения Солнцем лунной поверхности. День на Луне длится 14 земных суток, ночь – примерно столько же.
Большое значение имеют знания фаз Луны в мореплавании, авиации, в геологических экспедициях, в туристских походах.
Рис. 15. Советский луноход (прилунился в 1970 г.)
Впервые в истории человечества 12 сентября 1959 г. на поверхность Луны опустился искусственный аппарат-зонд, созданный трудом ученых нашей страны. А 20 июля 1969 г. на Луне побывал первый человек, американский астронавт Нил Армстронг (рис. 16).
Рис. 16. Американский астронавт на Луне
Всего на Луне в разное время побывало 12 человек. Все вместе они прошли и проехали по ее поверхности около 100 км. Более 400 кг лунного грунта было доставлено на Землю. Ученые, изучая лунный грунт, обнаружили его сходство с земными породами.
1. Вы, вероятно, замечали, что Луна не всегда выглядит одинаково. В течение месяца вид ее изменяется: то виден узкий серпик, то половина лунного диска, то полная Луна, а то ее совсем не видно. Почему Луна на небе выглядит по-разному?
2. Представьте себе, что вы участники экскурсии на Луну. Корабль летит со скоростью 2500 км/ч. Расстояние от Луны до Земли около 380 000 км. Успеете ли вы сделать перелет туда и обратно за время весенних каникул? Сделайте необходимые расчеты.
§ 5. Солнце. Солнечная система
«Владыка пищи, отец и мать людей» – так называли Солнце египтяне. Они строили в его честь храмы, приносили ему жертвы. Сохранился памятник старины, на котором солнечные лучи изображены в виде длинных рук, творящих все сущее на Земле. В одном из гимнов так воспевалось Солнце:
- Восходишь – все оживает.
- Заходишь – и все умирает.
- Ты жизни мерило и первопричина ее.
Трудно поверить, что звезды, которые видны только ночью, и Солнце одинаковы. Солнце – тоже звезда, самая ближайшая к Земле. Это гигантский пылающий газовый шар (рис. 17).
Рис. 17. Солнце – ближайшая к Земле звезда. Она находится на расстоянии 150 млн км от Земли. Свет от Солнца доходит до Земли за 8,5 мин
В древности Солнце было предметом не просто поклонения. Люди внимательно следили за светилом и понимали, что смена времен года и урожаи на полях зависят от Солнца.
Солнце – источник энергии для всех процессов, происходящих на поверхности Земли.
Ученые подсчитали, что только за полгода Солнце поставляет на Землю энергию, равную той, которая заключена во всех запасах минерального топлива на нашей планете. Без энергии солнечных лучей не было бы на Земле жизни. Используя энергию солнечного света, растения из углекислого газа и воды создают органические вещества, которые служат основой для развития всего живого на Земле. Благодаря теплу солнечных лучей испаряется вода из океанов, морей, озер, рек. Затем собирается в виде облаков, чтобы вернуться на Землю дождем.
Солнечная система состоит из Солнца, вращающихся вокруг него планет (в переводе с древнегреческого «планета» означает блуждаю), естественных спутников этих планет, астероидов – малых планет, бесчисленных метеоритов и комет.
Вся Солнечная система, в свою очередь, – часть другой большой системы, называемой Галактикой. Она включает миллионы и миллионы звезд, многие из которых значительно больше Солнца и имеют свои системы планет, похожие на Солнечную.
Вокруг Солнца вращаются восемь планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун (рис. 18). С 1930 по 2006 г. девятой планетой Солнечной системы считался Плутон.
Рис. 18. Солнечная система. Восемь крупных шарообразных планет, вращающихся вокруг Солнца
Расскажем о ближайших четырех планетах Солнечной системы. По самой близкой к Солнцу орбите движется планета Меркурий. У нее сильно разреженная атмосфера. На поверхности очень жарко днем и очень холодно ночью. Поверхность Меркурия, как и Луны, покрыта кратерами.
По второй от Солнца орбите движется планета Венера. Она почти такой же величины, как и Земля. Венера окутана очень плотной облачной атмосферой, богатой углекислым газом и удерживающей тепло; там круглый год стоит жаркое лето.
Венера отличается от других планет тем, что вращается вокруг своей оси в сторону, противоположную той, в которую вращаются все планеты Солнечной системы (кроме Урана).
По третьей орбите вращается Земля, а рядом, по четвертой, ее сосед – Марс. Планета Марс меньше Земли примерно в 2 раза, а находится в 1,5 раза дальше от Солнца. Вот почему тепла и света ей достается меньше, чем Земле.
Поверхность Марса, как и Луны, покрыта кратерами всевозможных размеров. Эта планета красного цвета из-за большого содержания железа в ее грунте. Условия на Марсе суровые. Летом температура редко поднимается выше 0° С, к ночи падает до -60—10 °C. Там самые высокие горы, таких гор нет больше ни на одной планете Солнечной системы. На Марсе, как и на Земле, происходит смена времен года. У этой планеты есть два естественных спутника, которые значительно меньше Луны.
За Марсом по орбитам движутся Юпитер, Сатурн (рис. 19), Уран, Нептун.
Рис. 19. Планета Сатурн с гигантскими кольцами, состоящими из камней и льда
Вокруг Солнца (в основном между орбитами Марса и Юпитера) движутся малые планеты – астероиды (в переводе с греческого «астероид» означает звездоподобный). Ученым-астрономам известно более 10 тыс. астероидов.
Многие тысячелетия человек наблюдал «падающие» звезды. Сегодня мы знаем, что это метеоры (в переводе с греческого «метеорос» означает парящий в воздухе). Когда метеор проходит сквозь атмосферу Земли, он сильно нагревается в результате трения его поверхности о воздух. И мы видим его яркий след. Метеор, достигший поверхности Земли, называют метеоритом. Метеориты могут быть железные, каменные и железокаменные. Отыскать на Земле метеорит – значит получить редчайшую возможность для изучения межпланетного вещества (рис. 20).
Рис. 20. «Небесные пришельцы» – метеориты
Еще одни небесные тела – кометы (в переводе с греческого слово «кометес» означает волосатая). Они состоят из сгустков твердых частиц и газа. С приближением к Солнцу комета разогревается, ее вещества начинают испаряться – у кометы появляется хвост, состоящий из очень разреженного газа и мельчайших частиц (рис. 21). Он всегда направлен в сторону от Солнца. Чем ближе комета к Солнцу, тем больше становится ее хвост. Обычно длина хвоста достигает порядка 10 млн км, а иногда 180 млн км. У некоторых комет вообще нет хвоста.
Рис. 21. Хвостатая комета. Было время, когда появление комет вызывало у людей ужас. Они считали кометы дьявольским предзнаменованием, предвестником чумы, войн, смерти
Из глубины веков дошла до наших дней запись на хорошо сохранившейся глиняной табличке из Древнего Вавилона о появлении в 164 г. до н. э. в небе летящего вблизи Земли небесного тела. Много веков спустя это тело было названо кометой Галлея, в честь английского астронома XVII в., впервые рассчитавшего траекторию его полета. В 1835,1910,1986 гг. комета Галлея появлялась в окрестностях Солнца и Земли. Ученые рассчитали, что примерно раз в 76 лет она возвращается к Солнцу и Земле. Следующее ее появление ожидается в 2062 г.
1. Почему говорят «Солнце – основа жизни на Земле»?
2. Что представляет собой Солнечная система?
3. Назовите ближайшие к Земле планеты.
4. Объясните значение слов: планета, астероид, метеор, метеорит, комета.
1. Для определения сторон горизонта возьмите компас и расположите его на столе или на другой какой-либо ровной (горизонтальной) поверхности.
2. Освободите стрелку компаса, вытянув арретир. Стрелка после нескольких колебаний установится и укажет на север.
3. Вращайте компас, чтобы совместить северный конец стрелки с нулевым делением шкалы, рядом с которым написана буква С. Буквы В, Ю, З укажут соответственно направление на восток, юг, запад.
4. Если занятие проводится в классной комнате, определите, в какой стороне горизонта находятся окна, стол учителя, входные двери.
5. Если занятие проводится на улице, определите, в какой стороне горизонта находятся дерево, стоящее недалеко от школы, столб с уличными фонарями.
В полдень солнце находится в самой высшей точке своего подъема.
В это время тени от предметов становятся самыми короткими.
(В России часы переведены на один час вперед. Значит, астрономический полдень – в 13 часов. А при переходе на летнее время – еще на час вперед – в 14 часов.) Встаньте спиной к солнцу, как показано на рисунке 22.
Рис. 22. Ориентирование на местности по солнцу
Впереди вас находится тень. Куда она указывает, там и север, сзади – юг, справа – восток, слева – запад.
Если до полудня еще долго дожидаться или он уже прошел, то найти стороны горизонта помогут часы со стрелками.
Читать бесплатно другие книги:
