سوال ۱۰۲ · زمین‌شناسی
کنکور تجربی ۱۳۹۸ · سوال ۱۰۲ · کلید رسمی سازمان سنجش
زمین‌شناسی · زمین‌شناسی · فصل ۱: آفرینش کیهان و تکوین زمین
در کدام منطقه، همیشه سایه اجسام عمود بر زمین، به سمت جنوب قرار می‌گیرد؟
نمایش پاسخ و پاسخ تشریحی
پاسخ درست: گزینهٔ ۳ (کلید رسمی سازمان سنجش)
پاسخ تشریحی
۱. مبنای سؤال، تغییر زاویۀ تابش خورشید در طول سال است. طبق کتاب، انحراف محور زمین به اندازۀ نسبت به خط عمود بر سطح مدار، همراه با حرکت انتقالی، سبب تغییر فصل‌ها و زاویۀ تابش خورشید در عرض‌های مختلف می‌شود (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۲۰).
۲. در نتیجۀ این وضعیت، محل تابش عمودی خورشید در طول سال بین عرض‌های شمالی و جنوبی جابه‌جا می‌شود. بنابراین، برای ناظری که در جنوب مدار رأس‌الجدی، یعنی در عرض‌های جنوبیِ بیشتر از قرار دارد، خورشید هنگام ظهر خورشیدی همواره در سمت شمال است.
۳. سایۀ جسم عمود بر زمین در جهت مخالف خورشید تشکیل می‌شود؛ پس در این عرض‌ها، سایۀ ظهر به سمت جنوب می‌افتد. بازۀ متناظر در گزینه‌ها، از مدار جنوبی تا نزدیکی قطب جنوب است.
نکتۀ دقت: تعبیر «همیشه» در این سؤال، ناظر به جهت سایه هنگام ظهر خورشیدی در فصل‌های مختلف است، نه تمام ساعت‌های روز؛ جهت سایه در طول روز تغییر می‌کند. همچنین روی خود مدار رأس‌الجدی، هنگام تابش عمودی خورشید، سایۀ جسم قائم در ظهر از بین می‌رود.
پاسخ: گزینهٔ ۳
چرا گزینه‌های دیگر نادرست‌اند
- گزینهٔ ۱: ممکن است دانش‌آموز تصور کند در تمام نقاط نیمکرۀ جنوبی، سایه همیشه به سمت جنوب است؛ اما در فاصلۀ استوا تا مدار رأس‌الجدی، خورشیدِ ظهر در بعضی فصل‌ها در سمت جنوب قرار می‌گیرد و سایه به سمت شمال می‌افتد.
- گزینهٔ ۲: این گزینه با تعمیم ویژگی عرض‌های جنوبیِ خارج از منطقۀ گرمسیری به کل نیمکرۀ جنوبی انتخاب می‌شود؛ درحالی‌که بخش بین استوا و مدار رأس‌الجدی نیز در این بازه قرار دارد و جهت سایۀ ظهر در آن با فصل تغییر می‌کند.
- گزینهٔ ۴: ممکن است دانش‌آموز محدودۀ تابش عمودی خورشید را با محدودۀ ثابت‌بودن جهت سایه اشتباه بگیرد. بین دو مدار رأس‌السرطان و رأس‌الجدی، خورشیدِ ظهر بسته به فصل می‌تواند در شمال یا جنوب ناظر باشد؛ بنابراین سایه جهت ثابتی ندارد.
راهنمایی قدم‌به‌قدم (پیش از دیدن پاسخ)
- اثر انحراف محور زمین بر زاویۀ تابش خورشید در عرض‌های جغرافیایی مختلف را از مبحث تغییرات آب‌وهوایی به یاد بیاور.
- سایه در جهت مخالف خورشید تشکیل می‌شود؛ پس برای جنوبی‌بودن سایۀ ظهر، خورشید باید در سمت شمال ناظر باشد.
- محل تابش عمودی خورشید در طول سال فقط بین دو مدار رأس‌السرطان و رأس‌الجدی جابه‌جا می‌شود. بررسی کن در کدام سوی این نوار، خورشیدِ ظهر همواره در شمال ناظر دیده می‌شود.