Chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Địa lí 12 - Tính góc nhập xạ

Hãy tính góc chiếu sáng (góc nhập xạ) (góc tới) 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:
Vĩ 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)
         Với bài tập này, giáo viên thường hướng dẫn học sinh tính toán theo phương pháp hình học (xem SGV Địa lý lớp 10 nâng cao- trang 26, 27). Sử dụng phương pháp hình học sẽ gặp không ít những khó khăn vì đa số học sinh theo ban nâng cao thường yếu về kiến thức hình học, trong khi bài tập lại đòi hỏi các em phải biết vận dụng một số kiến thức có liên quan như góc đồng vị, hai góc có cạnh tương ứng song song, tính chất của tiếp tuyếnđể tính toán nên hoạt động của giáo viên và học sinh ở trên lớp mất nhiều thời gian mà hiệu quả lại không cao. Để khắc phục những khó khăn trên, theo tôi  nên hướng dẩn học sinh tính góc nhập xạ của tia sáng Mặt Trời lúc 12 giờ trưa vào các ngày 21-3, 22-6, 23-9, 22-12 bằng phương pháp đại số đơn giản và học sinh dể vận dụng.
      * Cụ thể: 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: (h0 = 900 – φ ± α ) 
-    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)
66033’
43006’
66033’
900
66033’N (vòng cực Nam)
23027’
00
23027’
46054’
         Theo cách trình bày trên, chúng ta thấy, sử dụng phương pháp đại số sẽ không mất thời gian vẽ hình, cách tính đơn giản và hiệu quả cao hơn. Giáo viên có thể yêu cầu học sinh về nhà vận dụng các công thức để tính góc nhập xạ ở các vĩ độ khác, từ đó học sinh sẽ tự rèn luyện và thành thạo kỹ năng tính góc nhập xạ của tia sáng Mặt Trời lúc 12 giờ trưa vào các ngày 21-3, 22-6, 23-9 và 22-12 tại bất kỳ một địa điểm nào trên bề mặt Trái đất.