Phương pháp giải các dạng bài tập Tính góc nhập xạ Địa lí 10

TÍNH GÓC NHẬP XẠ

- Góc nhập xạ là góc được tạo bởi tia tới của Mặt trời hợp tiếp tuyến của bề mặt Trái Đất trong những thời điểm cụ thể.

- Giải các bài tập này giúp luyện tập được cách tính toán, xác định góc nhập xạ của Mặt Trời trên Trái đất tại các thời điểm khác nhau, ở những vĩ độ khác nhau.

- Qua việc tính toán xác định được lượng nhiệt mà mặt trời phân phối xuống ở những địa phương và vào những thời điểm khác nhau trên Trái đất có sự khác biệt như thế nào, từ đó giải thích được tuy cùng ở trên Trái đất ở cùng một thời gian mà nơi nhận được lượng nhiệt nhiều, nơi nhận được lượng nhiệt ít và tại một địa điểm trong các thời điểm khác nhau trong năm thì nhận được lượng nhiệt khác nhau do góc nhập xạ khác nhau.

- Các tia nắng Mặt Trời phát ra và chiếu tới Trái Đất xem như song song vì Mặt Trời là một khối cầu rất lớn, các tia năng lượng này luôn tạo mặt phẳng xích đạo một  góc lệch thay đổi trong năm từ - 23^o27’ đến 23^o27’ nghĩa là \(\delta = \pm {23^0}27'\).

- Từ đó góc nhập xạ ho thay đổi trong năm theo công thức:

                          \({H_0} = {90^0} - \varphi \pm \delta \)   với : Vĩ độ địa lí

- Xác định H₀ vào ngày 21/3 và 23/9:

Vào ngày này góc lệch \(\delta = 0\) vì tia sáng Mặt Trời vuông góc với xích đạo do đó  góc nhập xạ được tính bằng công thức: \({H_0} = {90^0} - \varphi\)

- Ngày khác:

+Trường hợp 1: Địa điểm A cần tính góc nhập xạ đang là bán cầu mùa đông thì:

                   \({H_0} = {90^0} - \varphi - \delta \)

+Trường hợp 2: Địa điểm A cần tính góc nhập xạ đang là bán cầu mùa hạ thì:

                  \({H_0} = {90^0} - \varphi +\delta \) (với A nằm ngoài khu vực nội chí tuyến \(\varphi \)>\(\delta \) )

                \({H_0} = {90^0} + \varphi - \delta \) (với A nằm trong khu vực nội chí tuyến \(\varphi \)< \(\delta \))

Câu 1: Hà Nội nằm ở vĩ độ 21⁰B, hãy cho biết góc nhập xạ của Hà Nội là bao nhiêu vào những ngày Xuân phân, Thu phân, Hạ chí, Đông chí?

Hướng dẫn giải

=> Phân tích đề:

- Có 2 cách tính góc nhập xạ:

+ HS có thể vẽ hình để tính

+ HS có thể dựa vào công thức tính góc nhập xạ (công thức tính góc nhập xạ đã được giáo viên hướng dẫn)

=> Gợi ý

*/ Khái niệm góc nhập xạ: Góc nhập xạ là góc hợp bởi tia sáng Mặt Trời với tiếp tuyến của Trái Đất tại điểm đó

*/ Tính:

- Vào 2 ngày Xuân phân (21/3) và Thu phân (23/9), Mặt Trời lên thiên đỉnh tại Xích đạo, Mặt Trời chiếu thẳng góc xuống Xích đạo lúc 12h trưa nên góc nghiêng của tia sáng Mặt Trời với mặt phẳng Xích đạo = 0⁰

            Áp dụng công thức: \({H_0} = {90^0} - \varphi + \alpha \)

            Trong đó: + \(\varphi \): vĩ độ điểm cần tính

           + \(\alpha \): góc nghiêng của tia sáng Mặt Trời với Mặt phẳng Xích đạo

            => Vào 2 ngày Xuân phân và Thu phân, \(\alpha \) = 0

            → h_HN = 90⁰_­ – 21⁰ = 69⁰

            - Vào ngày hạ chí, Mặt Trời lên thiên đỉnh tại chí tuyến Bắc, Mặt Trời chiếu thẳng góc xuống chí tuyến Bắc lúc 12h trưa à góc nghiêng của tia sáng Mặt Trời với mặt phẳng Xích đạo = 23⁰27’

            → h_HN = 90⁰ + 21⁰ - 23⁰27’ = 87⁰33’ (Bán cầu mùa hạ)

            - Vào ngày đông chí, Mặt Trời lên thiên đỉnh tại chí tuyến Nam à góc nghiêng của tia sáng Mặt Trời với mặt phẳng Xích đạo = 23⁰27’

            → h_HN = 90⁰ – 21⁰ – 23⁰27’ = 45⁰33’ (Bán cầu mùa đông)

Câu 2: Tính góc nhập xạ lúc 12h trưa của các ngày 21/3, 23/9. 22/6, 22/12?

Hướng dẫn giải

Ta tính góc nhập xạ ở vĩ độ 20, xích vĩ là ngày 23/9 hoặc 21/3 (tức thời điểm đó xích vĩ = 0). Vậy ta có:
h = 90 - (20 + 0) = 70 độ
Nếu ngày 22/6 hoặc 22/12 (xích vĩ = 23,5 độ)
h = 90 - (20 + 23,5) = 46,5 độ

Còn các ngày còn lại trong năm bạn phải tra ở địa cầu đồ có dạng hình số 8

Câu 3: Hãy tính góc chiếu sáng (góc nhập xạ) của tia sáng Mặt Trời lúc 12 giờ trưa tại: Xích đạo, các chí tuyến và các vòng cực trong các ngày 21-3, 22-6, 23-9, 22-12 rồi điền vào bảng theo mẫu dưới:

V ĩ tuyến	Góc chiếu sáng lúc 12 giờ trưa
	21-3	22-6	23-9	22-12
66­­­0 33’B (vòng cực Bắc)
23027’B (chí tuyến Bắc)
00 (Xích đạo)
23027’N (chí tuyến Nam)
66033’N (vòng cực Nam)

Nếu gọi h là góc nhập xạ của tia sáng Mặt Trời lúc 12 giờ trưa, φ là vĩ độ địa lý tại địa điểm cần tính, chúng ta sẽ có các công thức tính vào các ngày nói trên, cụ thể là:

- Vào ngày 21-3 và 23-9: Tất cả các địa điểm trên Trái Đất đều có góc nhập xạ được tính bằng công thức:

               h= 90⁰- φ

- Vào ngày 22-6:

     +   Bắc bán cầu (BBC): h= 90⁰- φ+ 23⁰27’

     +   Nam bán cầu (NBC): h= 90⁰- φ- 23⁰27’

- Vào ngày 22-12:

+   BBC: h= 90⁰- φ- 23⁰27’

+   NBC: h= 90⁰- φ+ 23⁰27’

Áp dụng các công thức vào bài tập trên ta có:

- Vào ngày 21-3 và 23-9:

+ Tại vòng cực Bắc: h= 90⁰- 66⁰33’ = 23⁰27’

+ Tại chí tuyến Bắc: h= 90⁰- 23⁰27’ = 66⁰33’

+ Tại xích đạo: h= 90⁰- 0⁰ = 90⁰

+ Tại chí tuyến Nam: h= 90⁰- 23⁰27’ = 66⁰33’

     + Tại vòng cực Nam: h= 90⁰- 66⁰33’= 23⁰27’

- Vào ngày 22-6:

+ Tại vòng cực Bắc: h= 90⁰- 66⁰33’+ 23⁰27’= 46⁰54’

+ Tại chí tuyến Bắc: h= 90⁰- 23⁰27’+ 23⁰27’= 90⁰

+ Tại xích đạo: h= 90⁰- 0⁰+ 23⁰27’= 66⁰33’

+ Tại chí tuyến Nam: h= 90⁰- 23⁰27’- 23⁰27’= 43⁰06’

+ Tại vòng cực Nam: h= 90⁰- 66⁰33’- 23⁰27’= 0⁰

- Vào ngày 22-12:

+ Tại vòng cực Bắc: h= 90⁰- 66⁰33’- 23⁰27’= 0⁰

+ Tại chí tuyến Bắc: h= 90⁰- 23⁰27’- 23⁰27’= 43⁰06’

+ Tại xích đạo: h= 90⁰- 0⁰- 23⁰27’= 66⁰33’

+ Tại chí tuyến Nam: h= 90⁰- 23⁰27’+ 23⁰27’ = 90⁰

+ Tại vòng cực Nam: h= 90⁰- 66⁰33’+ 23⁰27’ = 46⁰54’.

      Cả hai phương pháp đều cho kết quả tính như sau:

V ĩ tuyến	Góc chiếu sáng lúc 12 giờ trưa
	21-3	22-6	23-9	22-12
66­­­0 33’B (vòng cực Bắc)	23027’	46054’	23027’	00
23027’B (chí tuyến Bắc)	66033’	900	66033’	43006’
00 (Xích đạo)	900	66033’	900	66033’
23027’N (chí tuyến Nam)	660333’	43006’	660333’	900
66033’N (vòng cực Nam)	23027’	00	23027’	46054’