المپياد جهاني فيزيك
 پيوندهاي المپياد فيزيك
 
 روزشمار! (زنگ ‌تفريح شماره‌ي 20) ويژه‌ي ايام نوروز
روزشمار! (زنگ ‌تفريح شماره‌ي 20) ويژه‌ي ايام نوروززنگ تفريح فيزيك
مايل‌ايد در مورد معيارهاي سنتي سنجش زمان مانند: سال و ماه و روز بيش‌تر بدانيد؟

براي ما انسان‌ها كه روي زمين زندگي مي‌كنيم، «زمان‌سنجي» سه واحد طبيعي دارد:

- ‌شبانه‌روز

- سال قمري

- سال اعتدالي.

«شبانه‌روز» زماني است كه طول مي‌كشد كه دو بارِ پياپي خورشيد در يك صفحه‌ي نصف‌النهار قرار بگيرد. اين زمان ثابت نيست و متوسط آن 24 ساعت است.

«ماه قمري» زماني است كه طول مي‌كشد وضعيت نسبي زمين، ماه و خورشيد تكرار شود كه تقريبا 5/29 روز است.

«سال خورشيدي» تعريفي پيچيده‌تر دارد اما تقريباً برابر است با يك دور گردش زمين به دور خورشيد.

«زمين» جسمي است «گرد» به‌شعاع تقريباً 6400 كيلومتر كه نه صُلب است نه كاملاً مايع و نه كاملاً كره. «قاره‌‌ها»ي زمين تقريبا صُلب‌اند يعني تقريباً نسبت به هم ثابت‌اند. بنابراين مي‌توان از چرخش وضعي زمين چنان سخن گفت كه انگار يك كره‌ي صُلب است.

«محور چرخش وضعي زمين» محوري است كه قطب‌هاي شمال (N) و جنوب جغرافيايي (S) را به هم وصل مي‌كند. براي هر نقطه‌ي P كه به زمين چسبيده باشد (خواه بر سطح زمين باشد خواه در درون زمين و خواه بالاتر از سطح زمين) به‌جز نقاط روي محور چرخش زمين، نيم‌صفحه‌ي نصف‌النهاري - يعني يگانه نيم‌صفحه‌اي كه از آن نقطه و محور چرخش زمين مي‌گذرد - اين نيم‌صفحه، كره‌ي زمين را در نصف يك دايره‌ي عظيمه قطع مي‌كند. نصف‌النهار گذرنده از P يعني همين نيم‌دايره. از اين به بعد همه‌جا منظور از «صفحه‌ي نصف‌النهاري» همين «نيم‌صفحه‌ي نصف‌النهاري» است.

ناظري كه در نقطه‌يP است (يعني نسبت به زمين ساكن است)، مي‌تواند صفحه‌ي نصف‌النهاري P را تشخيص دهد؛ اين نخستين چيزي است كه هر منجم بايد بياموزد تا بتواند تلسكوپ خود را روي زمين مستقر كند.

ناظري كه در P ايستاده است، اگر با يك ساعت دقيق بسنجد، مي‌بيند كه 86164 ثانيه يعني 23 ساعت و 56 دقيقه و 4 ثانيه طول مي‌كشد كه صفحه‌ي نصف‌النهاريِ P نسبت به ستاره‌هاي دوردست يك دور كامل بچرخد.

صفحه‌ي نصف‌النهاري وقتي يك دور كامل چرخيده كه يك ستاره‌ي مشخص دوبار پياپي در اين صفحه‌ي نصف‌النهاري باشد.

آن‌چه امروز پس از سنجش‌هاي دقيق مي‌دانيم اين است كه اين زمان با آهنگي حدود 11-10 دارد زياد مي‌شود يعني «سرعت زاويه‌ايِ وضعي»‌اي كه زمين دارد با اين آهنگ كند مي‌شود. اين عدد تقريبا ً 1 (ميلي ثانيه بر سال) (ms/y)   است.

چرا «سرعت زاويه‌اي وضعي زمين» تقريباً ثابت است؟ و چرا دقيقاً ثابت نيست؟ ثابت بودن اين سرعت زاويه‌اي نمودي است از ثابت بودن «تكانه‌ي زاويه‌ي وضعي زمين»، و اين‌كه زمين با تقريب خوبي «كره» است. اگر به زمين «گشتاوري» وارد نشود، «‌تكانه‌ي زاويه‌اي»اش ثابت است. در اين حال،‌ اگر زمين دقيقا يك كره باشد، «سرعت زاويه‌اي»اش هم ثابت است.

پس سرعت زاويه‌اي زمين به دو دليل مي‌تواند تغيير كند:

- اول اين‌كه به زمين گشتاوري وارد شود

- دوم اين‌كه زمين كره نباشد.

ماه، خورشيد و سياره‌هاي منظومه‌ي شمسي مي‌توانند به زمين گشتاور وارد كنند. از طرفي حتي اگر گشتاوري به زمين وارد نشود - چون زمين دقيقاً كروي نيست - حتي وقتي تكانه‌يِ زاويه‌اي‌اش ثابت است، سرعت زاويه‌اي‌اش ثابت نيست.



ناظري كه در نقطه‌ي P است، ‌مي‌تواند فاصله‌ي زماني دوبارِ پياپي قرار گرفتن خورشيد در صفحه‌ي نصف‌النهاري را بسنجد. اين فاصله‌ي زماني - كه آن را «روز» (شبانه‌روز)‌ خورشيدي مي‌گوييم، ثابت نيست. در طول سال اين زمان تغيير مي‌كند. متوسط روز خورشيدي 24 ساعت يعني 86400 ثانيه است.

 

n چرا روز نجومي كوتاه‌تر از روز خورشيدي است؟‌

n چرا روز خورشيدي ثابت نيست؟‌

 

پاسخ اين سؤال‌ها را در زنگ تفريح بعدي خواهيد يافت.

1386/1/10لينک مستقيم

نظر شما پس از تاييد در سايت قرار داده خواهد شد
نام :
پست الکترونيکي :
صفحه شخصي :
نظر:
تاییدانصراف
 
 المپياد فيزيك

 

     

 

 

صفحه‌ي اصلي

     

 

راهنماي سايت

     

 

 

آموزش

     

 

بانك سوال

     

 

 

مسابقه

     

 

 

زنگ تفريح

     

 

 

مصاحبه و گزارش

     

 

 

معرفي كتاب

     

 

 

مشاوره

     

 

 

پرسش‌و‌پاسخ‌علمي

     

 

اخبار

 

فعاليت‌هاي علمي

 سايت‌هاي المپياد فيزيك
 بازديدها
كاربران غيرعضو آنلاينكاربران غيرعضو آنلاين:  1190
 كاربران عضو آنلاين:  0
  کل كاربران آنلاين:  1190