CÁCH TÍNH góc NHẬP xạ BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÌNH học

à một giáo viên đã có thâm niên trong nghề, có nhiều năm được phân công nghiên cứu, dạy ôn học sinh giỏi phần chuyên đề các chuyển động của Trái ất, tôi muốn tập hợp lại và trao đổi một

H I : 12

CÁCH TÍNH GÓC NHẬP XẠ BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÌNH HỌC

PHẦN HỆ QUẢ QUAY QUANH MẶT TRỜI CỦA TRÁI ĐẤT

A ĐẶT VẤN ĐỀ

Hướng dẫn và rèn luyện kĩ năng tư duy và tính toán cho học sinh học môn địa lí luôn là vấn đề quan trọng và trăn trở của nhiều giáo viên

vì bao giờ tư duy cũng mang tính khái quát hóa, trìu tượng dựa trên các biểu hiện cụ thể của các sự vật hiện tượng huyên đề địa lí tự nhiên đại cương luôn là chuyên đề khó đối với giáo viên, càng khó hơn trong phần các chuyển động của Trái ất ội dung này khó vì để giải quyết được vấn đề cần có sự kết hợp cả tư duy trìu tượng và kĩ năng tính toán, khó

vì ít có tài liệu viết chuyên sâu cho riêng nội dung này, khó vì sách giáo khoa viết rất ngắn gọn, thời lượng dành cho nội dung này cũng rất hạn chế hỉ khi có nhu cầu ôn học sinh giỏi giáo viên mới nghiên cứu kĩ để

ôn luyện Trong khi đó cấu trúc đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh và học sinh giỏi quốc gia luôn dành 2-3 điểm cho phần này à một giáo viên đã có thâm niên trong nghề, có nhiều năm được phân công nghiên cứu, dạy ôn học sinh giỏi phần chuyên đề các chuyển động của Trái ất, tôi muốn tập hợp lại và trao đổi một số kinh nghiệm về rèn luyện kĩ năng tư duy cho học sinh thông qua các dạng bài tập phần chuyển động quanh ặt trời của Trái ất

Theo yêu cầu của chương trình về phần này, sách giáo khoa và sách giáo viên, tài liệu tham khảo khác chủ yếu hướng dẫn dạng bài tập tính góc nhập xạ ở những vĩ độ đặc biệt theo công thức Nên khi gặp các dạng bài tập khác rất lúng túng kể cả giáo viên, đơn giản nhất là tính góc nhập xạ ở các địa điểm có vĩ độ khác biết góc nhập xạ của điểm đó thì không thể sử dụng các công thức như sách giáo viên hướng dẫn được Vậy phải dùng phương pháp nào để giải bài tập này?

huyên đề hệ quả chuyển động quanh Mặt Trời của Trái ất có rất nhiều nội dung và bài tập rèn luyện cho các em kĩ năng tính toán, kĩ năng tư duy về không gian vũ trụ Trong nhiều năm ôn tập phần bài tập tính góc nhập xạ của một địa điểm vào các ngày đặc biệt (21/3, 22/6, 23/9, 22/12) tôi đã sử dụng bằng phương pháp hình học Hi vọng việc tập hợp và hướng dẫn các dạng bài tập từ dễ đến khó trong kinh nghiệm

của tôi hôm nay sẽ giúp các em nhận thức dễ dàng hơn, tự tin trong các bài thi học sinh giỏi các cấp

Trong đề thi học sinh giỏi các tỉnh lớp 10 và đề tho Olimpic các tỉnh phía nam các năm đã có dạng câu hỏi tính góc nhập xạ ở các vĩ độ khác nhau, ví dụ: Tính góc nhập xạ tại Hà Nội (21002’B) và thành phố

Hồ Chi Minh (10047’B) biết tại thời điểm đó ặt Trời lên thiên đỉnh tại Huế (16026’B) ây là dạng bài tính góc nhập xạ vào ngày bất kì trong năm và rất khó đối với học sinh

Sử dụng phương pháp hình học vẽ mô phỏng hình dạng của Trái

ất để hướng dẫn cho các em tư duy về không gian, nhận biết các khái niệm cơ bản trong phần chuyển động quanh ặt trời của Trái ất Trên

cơ sở đó yêu cầu tư duy, tính toán các dạng bài tập phù hợp từ dễ đến khó

II NỘI DUNG

Vì thời gian và điều kiện thực tế ở đây tôi xin trao đổi một số nội dung nhỏ về kinh nghiệm ôn tập, làm bài tập phần chuyển động quanh

ặt trời của Trái ất hững nội dung trong tài liệu này tôi viết để trao đổi cùng bận bè đồng nghiệp gồm:

1 Phần kiến thức cần thiết phải nắm chác khi làm bài tập tính góc nhập xạ phần chuyên đề chuyển động quanh ặt trời của Trái ất

2 n lại bài tập tính góc nhập xạ ở những vĩ độ đặc biệt (ngày đặc biệt) theo công thức và hướng dẫn làm theo phương pháp hình học

3 Hướng dẫn và yêu cầu làm bài tập tính góc nhập xạ ở các

vĩ độ bất kì trên Trái ất theo phương pháp hình học

4 Kết luận về cách tính góc nhập xạ ở các vĩ độ bất kì trên Trái ất theo phương pháp hình học

1 Những kiến thức cơ bản cần nắm chắc khi làm bài tập

ể làm được các dạng bài tập phần này giáo viên cần yêu cầu học sinh ôn lại và nắm chắc các khái niệm, các hiện tượng địa lí sau:

- huyển động biểu kiến hàng năm của ặt Trời guyên nhân?

- Góc nhập xạ là gì? ách nhận biết góc nhập xạ trên hình vẽ

- Thế nào là hiện tượng ặt Trời lên thiên đỉnh

- Vĩ độ địa lí là gì? ách nhận biết vĩ độ địa lí trên hình vẽ

- Biết cách xác định vĩ độ ặt Trời lên thiên đỉnh vào ngày bất kì trong năm

- Thế nào là độ xích vĩ? ách xác định độ xích vĩ

2 Bài tập tính góc nhập xạ ở những vĩ độ đặc biệt theo công thức và hướng dẫn làm theo phương pháp hình học

a Tính theo công thức:

Học sinh thực hiện theo các bước như sau

Bước 1 ọc kĩ yêu cầu câu hỏi xem địa điểm cần tính góc nhập xạ nằm

ở bán cầu mùa hạ hay bán cầu mùa đông để áp dụng công thức nào? Riêng bán cầu mùa hạ lại phải xem vĩ độ của điểm cần tính góc nhập xạ nằm trong vùng nội chí tuyến hay ngoại chí tuyến thì mới có công thức phù hợp

Bước 2 Học sinh phải nhớ lại các công thức

Gọi  là góc nhập xạ

 là vĩ độ của điểm cần tính góc nhập xạ

+ Bán cầu mùa đông:  = 900 -  - 23027’

+ Bán cầu mùa hạ:

ếu vĩ độ của điểm cần tính góc nhập xạ lớn hơn độ xích vĩ thì dùng công thức:  = 900 – ( - 23027’) = 900

–  + 23027’

ếu vĩ độ của điểm cần tính góc nhập xạ nhỏ hơn độ xích vĩ thì dùng công thức:  = 900 – (23027’ - ) = 900 - 23027’ + 

Bước 3 ắp số liệu vào công thức rồi tính toán

Ví dụ 1: Tính góc nhập xạ tại chí tuyến Bắc lúc 12 giờ trưa ngày

22/12/2013

Áp dụng công thức tính góc nhập xạ của bán cầu mùa đông:

 = 900 -  - 23027’= 900

- 23027’ - 23027’= 43006’

b Tính theo phương pháp hình học

Tính góc nhập xạ tại chí tuyến Bắc lúc 12 giờ trưa ngày 22/12/2013 Hình 1

- Vào 12 giờ trưa ngày 22/12 tia sáng ặt Trời đang chiếu thẳng góc tại chí tuyến nam (đây là hệ quả chuyển động biểu kiến của ặt Trời hàng năm) Theo hình 1, Tại chí tuyến Bắc góc nhập xạ là f

- hư vậy góc f = 900 – góc B1 Mà góc B1= O1 + O2

nghĩa là B1 = 23027’+ 23027’ = 46054’ Vậy f = 900

- 46054’ = 43006’

3 Bài tập tính góc nhập xạ ở các vĩ độ bất kì trên Trái Đất

ây là dạng bài tập rất khó cho cả giáo viên và học sinh bởi vì không có công thức chung để tính

Ví dụ 2:

Tính góc nhập xạ lúc 12 giờ trưa tại điểm B (15022’B) biết cùng thời điểm đó ặt Trời lên thiên đỉnh tại (21012’B) – Hình 2

Hình 2

Vì không thể sử dụng công thức nên tôi sử dụng phương pháp hình học (hình 2)

Theo hình vẽ nhận ra góc nhập xạ tại B là f

f = 900 – góc B2

Mà góc B2 = O2; O2 = góc AOM – góc AOB

góc O chính là vĩ độ của điểm

góc OB chính là vĩ độ của điểm B

Nên ta có: f = 900 – (21012’ - 15022’) = 84010’

Ví dụ 3:

Tính góc nhập xạ lúc 12 giờ trưa ngày 4/6/2013 tại điểm B có vĩ độ

55026’B – Hình 3

Hình 3 Bước 1 húng ta phải tính xem vào 4/6 ặt Trời đang lên thiên đỉnh ở

vĩ độ nào?

ựa vào chuyển động biểu kiến của ặt Trời hàng năm ta tính được: Vào ngày 4/6 MT lên thiên đỉnh tại 18055’B ( iểm )

Bước 2

Theo hình 3 nhận ra góc nhập xạ tại B là F

F = 900 – góc B1

Mà góc B1 = góc AOB – góc AOM

góc O chính là vĩ độ của điểm

góc OB’ chính là vĩ độ của điểm B’

Nên ta có: F = 900 – (55026’ - 18055’) = 530

29’

Ví dụ 4:

Tính góc nhập xạ lúc 12 giờ trưa ngày 4/6/2013 tại điểm B’ có vĩ độ

48044’ – Hình 3

Bước 1: Tương tự như ví dụ 2 ta tính được vào ngày 4/6 MT lên thiên đỉnh tại 18055’B

Bước 2 Theo hình 3 nhận ra góc nhập xạ tại B’ là F’

F’ = 900

– góc B’1

à góc B’1 = góc B’O = OB’ + góc O

góc O chính là vĩ độ của điểm

góc OB’ chính là vĩ độ của điểm B’

Nên ta có: F = 900 – (48044’ + 18055’) = 22021’

4 Kết luận: Qua các ví dụ trên ta thấy góc nhập xạ của một địa điểm bất

kì trên Trái ất sẽ bằng 90 0

trừ đi khoảng cách góc giữa vĩ độ của địa điểm cần tính góc nhập xạ và vĩ độ của địa điểm Mặt Trời lên thiên đỉnh

Hay: Gọi góc nhập xạ của điểm là A

A là vĩ độ của điểm

B là vĩ độ của điểm B

ếu 2 điểm và B ở cùng một bán cầu Bắc hoặc bán cầu am thì:

A = 90 0 – ( A -  B )

ếu 2 điểm và B khác bán cầu thì:

A = 90 0 – ( A +  B )

Kết luận này đúng với mọi trường trường hợp vì thế ta sẽ không phải nhớ quá nhiều công thức cũng không cần vẽ hình

C KẾT LUẬN

Bài tập là một trong những hình thức vận dụng tri thức Trong bài tập không chỉ có kỹ năng thực hành mà còn có cả kỹ năng về hoạt động

tư duy, kỹ năng trí tuệ tức là kỹ năng so sánh, phân tích, tổng hợp, liên kết các sự vật, hiện tượng địa lý đã biết để tìm kiến thức ói cách khác

là vận dụng những tri thức đã tiếp thu được để tư duy, để tìm và lĩnh hội tri thức mới

Trong bồi dưỡng học sinh giỏi, bài tập vừa là mục đích vừa là nội dung, vừa là phương pháp ôn tập có hiệu quả vì nó không chỉ giúp học sinh nắm vững kiến thức, tri thức đã học, các kỹ năng mà còn là một kênh bổ sung kiến thức Phương pháp tư duy còn mang lại niềm vui, hứng thú trong phát hiện tri mới Bởi vậy trong học tập đặc biệt là bồi dưỡng học sinh giỏi giáo viên cần đề ra các bài tập cho học sinh làm, bài tập càng phong phú, đa dạng càng có tác dụng tốt trong việc củng cố kiến thức, kỹ năng, phát triển tư duy

Qua nhiều năm sử dụng phương pháp này để giải các dạng bài tập phần chuyển động quanh ặt Trời của Trái ất tôi thấy có những ưu điểm và hạn chế như sau:

1 Ƣu điểm:

- Khi vẽ hình và hướng dẫn các bài tập bằng phương pháp hình học vừa giúp học sinh hiểu sâu sắc hơn về kiến thức đã học, nhận biết được bản chất các hiện tượng là hệ quả của chuyển động quanh ặt Trời của Trái

ất vừa thực hiện được nội dung tích hợp, liên môn để phát huy năng lực học sinh theo hướng đổi mới trong giáo dục

- Tạo cho học sinh hướng thú mới trong ôn tập môn ịa lí đặc biệt là khi

ôn cho học sinh giỏi

- ùng phương pháp hình học này học sinh không phải nhớ máy móc các công thức tính góc nhập xạ, vì nhớ máy móc nên rất hay bị nhầm lẫn trong việc dùng công thức dẫn đến sai sót

- ùng phương pháp hình học này có thể giải quyết được nhiều dạng bài tập mà nếu dùng công thức chỉ tính được tính góc nhập xạ ở các vị trí đặc biệt như ở xích đạo, chí tuyến hay vòng cực vào các ngày đặc biệt như 22/6, 22/12, 21/3, 23/9

- ùng phương pháp hình học có thể giải các dạng bài tập từ dễ đến khó

về tính góc nhập xạ, tìm vĩ độ vào ngày đặc biệt, tìm vĩ độ vào ngày bất

kì trong năm, tính góc nhập xạ ỏ các vĩ độ bất kì trên Trái ất và nhiều dạng bài tập khác

2 Hạn chế

- Phải mất thời gian hướng dẫn học sinh tư duy không gian (vốn là hạn chế của học sinh lớp Văn - khối ) để nhận ra bản chất các khái niệm, hiện tượng địa lí như góc nhập xạ, độ xích vĩ, vị trí của ặt Trời trong chu kì chuyển động biểu kiến hàng năm, khoảng cách góc giữa 2 địa điểm,…

ây là một số kinh nghiệm của tôi trong nội dung ôn tập cho học sinh giỏi môn ịa lí phần chuyển động của Trái ất quanh ặt Trời Tôi rất mong được sự góp ý, trao đổi của nhiều đồng nghiệp để nội dung bài hoàn thiện hơn, giúp tôi thêm sự tự tin trong công việc

Tôi xin chân thành cảm ơn