การเกิดกลางวันกลางคืน

ใบความรู้เกย่ี วกบั การเกดิ กลางวนั กลางคืน ศูนยว์ ทิ ยาศาสตรแ์ ละวัฒนธรรมเพอื่ การศกึ ษาร้อยเอด็

การเกิดกลางวนั กลางคืน โลกหมนุ รอบตวั เองจากทิศตะวนั ตกไปยงั ทิศตะวนั ออก ทาใหเ้ กิดกลางวนั และ กลางคนื ดา้ นท่ีหนั รบั แสงอาทิตยเ์ ป็นกลางวนั ดา้ นตรงขา้ มท่ีไมไ่ ดร้ บั แสงอาทิตยเ์ ป็นกลางคืน ภาพท่ี 1 การเกิดกลางวนั กลางคืน

การเกิดกลางวนั กลางคืน เส้นลองจิจูด (Longitude) หรือเสน้ แวง คือเส้นสมมติบนพ้นื โลกตามแนวทิศเหนือ-ใต้ เรา แบ่งพกิ ดั ลองจิจูดออกเป็น 360 เส้น ห่างกนั เสน้ ละ 1 องศา โดยลองจิจูดเส้นแรกหรือไพรม์ เมอริเดียน (Prime Meridian) อยทู่ ่ีลองกิจูด 0° ลากผา่ นตาบล “กรีนิช” (Greenwich) ใน กรุงลอนดอน ประเทศองั กฤษ จากไพรมเ์ มอริเดียนนบั ไปทางทิศตะวนั ออกและทิศ ตะวนั ตกขา้ งละ 180° ไดแ้ ก่ ลองจิจูด 1° - 180° ตะวนั ออก และลองจิจูด 1° - 180° ตะวนั ตก รวมท้งั สิ้น 360° เมื่อนา 360° หารดว้ ย 24 ชว่ั โมง จะคานวณไดว้ า่ ลองจิจูดห่างกนั 15° เวลา ต่างกนั 1 ชว่ั โมง ดงั น้นั เวลามาตรฐานของประเทศไทยซ่ึงถือเอาเวลาท่ีลองจิจูด 105° ตะวนั ออก (จงั หวดั อุบลราชธานี) จึงเร็วกวา่ “เวลาสากล” (Universal Time เขียนยอ่ วา่ UT) ซ่ึงเป็นเวลาที่กรีนิช 7 ชวั่ โมง (105°/15° = 7) เวลามาตรฐานประเทศไทยจึงมีค่า UT+7

การเกิดกลางวนั กลางคืน อน่ึง เส้นลองจิจูด 180° ตะวนั ออก และเสน้ ลองจิจูด 180° ตะวนั ตก เป็นเสน้ เดียวกนั เรียกวา่ “เส้นแบ่งวนั สากล” หรือ “International Date Line” (เสน้ หนาทาง ขวามือของภาพท่ี 2) หากเราเดินทางขา้ มเสน้ แบ่งวนั จากทิศตะวนั ออกมายงั ทิศ ตะวนั ตก วนั จะเพมิ่ ข้ึนหน่ึงวนั แตถ่ า้ เราเดินทางขา้ มเส้นแบ่งวนั จากทิศตะวนั ตกมายงั ทิศตะวนั ออก วนั จะลดลงหน่ึงวนั ภาพท่ี 2 แผนที่แสดงโซนเวลาของโลก (Time Zone)

การเกิดกลางวนั กลางคืน โลกหมุนรอบตวั เองหน่ึงรอบไดม้ ุม 360 องศา ใชเ้ วลา 23 ชว่ั โมง 56 นาที เรียกวา่ วนั ทางดาราคติ (Sidereal day) โดยถือระยะเวลาท่ีดาวฤกษด์ วงเดิมเคล่ือนที่ผา่ นเสน้ Prime meridian (RA=0 ชว่ั โมง) สองคร้ังเป็นส่ิงอา้ งอิง เวลามาตรฐานท่ีเราใชใ้ นนาฬิกาบอกเวลาเป็น เวลาสุริยคติ (Solar day) ซ่ึงถือระยะเวลาที่ดวง อาทิตยเ์ คลื่อนที่ผา่ นเสน้ เมอริเดียนสองคร้ังเป็นส่ิงอา้ งอิง หน่ึงวนั จึงเท่ากบั 24 ชวั่ โมงพอดี จะเห็น ไดว้ า่ หน่ึงวนั สุริยคติมีระยะเวลานานกวา่ หน่ึงวนั ดาราคติ 4 นาที เนื่องจากโลกโคจรรอบดวง อาทิตย์ จึงทาใหต้ าแหน่งของดาวบนทอ้ งฟ้าในแต่ละวนั เปล่ียนไปวนั ละ 1 องศา ปฏิทินสากลเป็นปฏิทินทางสุริยคติ (Solar calendar) 1 ปี มี 365 วนั โดยแบ่งออกเป็น 12 เดือน ๆ ละ 30 หรือ 31 วนั และเดือนกมุ ภาพนั ธ์มี 28 วนั แต่ในทุกๆ 4 ปี จะมีปี อธิกสุรทิน ซ่ึง เดือนกมุ ภาพนั ธจ์ ะมี 29 วน้ เพ่ือเพิ่มชดเชยเวลาที่โลกโคจรรอบดวงอาทิตยใ์ ชเ้ วลารอบละ 365.25 วน้ (Sidereal year) ดวงจนั ทร์โคจรรอบโลก 1 รอบ ใชเ้ วลาประมาณ 29.5 วนั ทาใหเ้ ราจึงมองเห็นดวงจนั ทร์ ปฏิทิน พระเป็นปฏิทินทางจนั ทรคติ (Lunar calendar) แบ่งออกเป็น 12 เดือนๆ ละ 30 วนั

การเกิดกลางวนั กลางคืน ซกี โลกเหนือและซกี โลกใตจ้ ะมีฤดกู าล และชว่ งเวลากลางวนั -กลางคืนสลบั กนั เน่ืองจาก โลกมีแกนเอยี ง ทาใหข้ วั้ โลกเหนือหนั เขา้ หาดวงอาทติ ยใ์ นเดือนมถิ นุ ายน ใน ขณะเดียวกนั ขวั้ โลกใตก้ ็จะหนั ออกจากดวงอาทติ ย์ ดงั นนั้ ในเดือนมถิ นุ ายนประเทศใน ซีกโลกเหนือจะเป็นฤดรู อ้ น กลางวนั จงึ ยาวกว่ากลางคืน ประเทศในซีกโลกใตจ้ ะเป็นฤดู หนาว กลางวนั สนั้ กวา่ กลางคืน ฤดหู นาวไมใ่ ชเ่ กิดจากความใกล-้ ไกล ของดวงอาทติ ย์ หากแตเ่ กิดจากความเอยี ง ของแสงแดดท่ีตกกระทบผิวโลกไมใ่ ชร่ ะยะหา่ งของดวงอาทติ ยจ์ ากโลก ฤดหู นาว ในเดือนธนั วาคม ประเทศในซกี โลกเหนือเป็นฤดหู นาวกลางวนั สนั้ กลางคืน ยาว ประเทศในซกี โลกใตจ้ ะเป็นฤดรู อ้ น กลางวนั ยาว กลางคืนสนั้ สว่ นเดือนมนี าคมและ กนั ยายน จะเหมือนกนั ทงั้ สองซกี โลก

พกิ ดั ศนู ยส์ ูตร (Equatorial coordinates) เป็นระบบพกิ ดั ซ่ึงใชใ้ นการ วดั ตาแหน่งของวตั ถทุ อ้ งฟ้า โดยถือเอาการเคล่ือนที่ของทรงกลมฟ้า เป็นส่ิงอา้ งอิง โดยกาหนดจุดและเส้นสมมติในระบบพกิ ดั ดงั น้ี จุดข้วั ฟ้าเหนือ (North Celestial Pole) เป็นจุดศูนยก์ ลางการหมุนของ ทรงกลมฟ้าทางดา้ นทิศเหนือ (เกิดจากการต่อแกนหมุนของโลกข้ึนไป บนทอ้ งฟ้า) จุดข้วั ฟ้าใต้ (South Celestial Pole) เป็นจุดศนู ยก์ ลางการหมุนของทรง กลมฟ้าทางดา้ นทิศเหนือ (เกิดจากการต่อแกนหมุนของโลกข้ึนไปบน ทอ้ งฟ้า) เสน้ ศูนยส์ ูตรฟ้า (Celestial Equatorial) หมายถึงเส้นวงกลมใหญ่บน ทรงกลมฟ้า ซ่ึงเกิดจากการต่อขยายเส้นศูนยส์ ูตรโลกข้ึนไปบนฟ้า ดงั น้นั ระนาบศนู ยส์ ูตรฟ้าจึงต้งั ฉากกบั แกนหมุนของโลก เสน้ สุริยวิถี (Ecliptic) เป็นเส้นวงกลมใหญ่บนทรงกลมฟ้า ซ่ึงเป็น ระนาบวงโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์ ท้งั น้ีระนาบสุริยวถิ ีจะเอียงทา มุม 23.5° กบั ระนาบศูนยส์ ูตร เนื่องจากแกนหมุนของโลกเอียง 23.5° ขณะที่โคจรรอบดวงอาทิตย์