Mô phỏng ngày đêm và bốn mùa 3D

Mô phỏng này đặt Trái Đất vào đúng vị trí của nó trên quỹ đạo vào bất kỳ ngày giờ nào trong năm 2026, được Mặt Trời chiếu sáng, với trục quay luôn hướng về một phía trong không gian. Bạn có thể chuyển giữa toàn cảnh quỹ đạo và cận cảnh Trái Đất, chọn một thành phố, và bảng bên phải cho biết hôm đó Mặt Trời mọc, lặn lúc mấy giờ, ban ngày dài bao lâu, giữa trưa Mặt Trời lên cao bao nhiêu độ. Hai câu hỏi lớn được trả lời ở cùng một chỗ: vì sao có ngày và đêm, và vì sao có các mùa?

Cách dùng

• Hai góc nhìn: "Quỹ đạo" cho thấy Mặt Trời, quỹ đạo Trái Đất và bốn Trái Đất nhỏ ở các ngày Xuân phân, Hạ chí, Thu phân, Đông chí, để học sinh thấy trục không bao giờ đổi hướng. "Trái Đất" cho thấy cận cảnh hành tinh với xích đạo, hai chí tuyến, hai vòng cực, ranh giới ngày đêm và một chiếc ghim ở thành phố bạn chọn.
• Ngày và giờ: kéo thanh "Ngày" qua các tháng trong năm, kéo thanh "Giờ" qua các giờ trong ngày (thanh Giờ tô màu ban đêm và ban ngày của nơi đó). Bấm nút chạy "Theo giờ" để thấy ngày đêm luân phiên, hoặc "Theo ngày" để thấy Trái Đất đi quanh Mặt Trời.
• Phân và chí: bốn nút vàng đưa tới đúng thời điểm Xuân phân, Hạ chí, Thu phân, Đông chí năm 2026, tính theo giờ của thành phố đang chọn. Ở Việt Nam, Đông chí năm 2026 rơi vào 3 giờ 50 phút sáng ngày 22/12.
• Địa điểm: chọn Hà Nội, TP. Hồ Chí Minh, Singapore, Sydney, New York, London, Reykjavik hoặc Tromsø, hoặc chạm vào Trái Đất ở góc nhìn "Trái Đất" để cắm ghim ở bất kỳ đâu.
• Trên máy chiếu hoặc bảng tương tác: bấm nút toàn màn hình. Chữ, thanh kéo và nút tự to lên để cả lớp đọc được. Dùng ngón tay kéo để xoay, chụm để phóng to, phím cách để chạy hoặc dừng.

Vì sao có ngày và đêm?

Trái Đất có dạng hình cầu nên Mặt Trời chỉ chiếu sáng được một nửa. Trái Đất tự quay quanh trục từ tây sang đông, khoảng 24 giờ một vòng, nên mỗi nơi lần lượt được đưa vào vùng sáng (Mặt Trời mọc), qua giữa vùng sáng (giữa trưa) rồi vào vùng tối (Mặt Trời lặn). Mặt Trời không thật sự đi qua bầu trời: chính chúng ta đang quay.

Ở góc nhìn "Trái Đất", vòng màu cam là ranh giới ngày đêm. Chạy "Theo giờ" và xem chiếc ghim đi qua vòng này hai lần mỗi ngày. Chấm sáng nhỏ là nơi duy nhất lúc đó có Mặt Trời ở ngay trên đỉnh đầu (nắng chiếu thẳng góc).

Vì sao có các mùa?

Trục Trái Đất nghiêng 23,44° so với phương thẳng đứng (tức nghiêng 66°33′ so với mặt phẳng quỹ đạo), và luôn hướng về một điểm gần Sao Bắc Cực suốt cả năm. Khi Trái Đất đi quanh Mặt Trời:

• khoảng ngày 21–22/6 (Hạ chí), nửa cầu Bắc ngả về phía Mặt Trời: ngày dài, Mặt Trời giữa trưa lên cao, nửa cầu Bắc là mùa hạ, nửa cầu Nam là mùa đông;
• khoảng ngày 21–22/12 (Đông chí), nửa cầu Bắc ngả ra xa Mặt Trời: ngày ngắn, Mặt Trời thấp, nửa cầu Bắc là mùa đông, nửa cầu Nam là mùa hạ;
• vào Xuân phân (khoảng 20–21/3) và Thu phân (khoảng 22–23/9), không nửa cầu nào ngả về phía Mặt Trời, ngày và đêm ở mọi nơi đều dài gần 12 giờ.

Mùa hạ nóng hơn vì hai lẽ. Ngày dài hơn nên mặt đất được sưởi nóng nhiều giờ hơn. Và Mặt Trời lên cao hơn nên ánh nắng chiếu gần thẳng góc. Hình "Nắng giữa trưa trên 1 m²" trong bảng cho thấy điều này: cùng một chùm nắng, khi Mặt Trời thấp thì trải ra trên diện tích mặt đất rộng hơn, nên mỗi mét vuông nhận ít năng lượng hơn.

Không phải do khoảng cách. Trái Đất gần Mặt Trời nhất vào đầu tháng 1 (147,1 triệu km) và xa nhất vào đầu tháng 7 (152,1 triệu km). Nếu khoảng cách tạo ra mùa thì cả thế giới sẽ có mùa hạ vào tháng 1. Thực tế khi đó Úc đang mùa hạ còn châu Âu đang mùa đông.

Càng gần xích đạo, độ dài ngày càng ít thay đổi trong năm. Từ vòng cực (66°33′) về cực, có những ngày Mặt Trời không lặn quanh Hạ chí và không mọc quanh Đông chí.

Thử ngay

1. Chọn Hà Nội, bấm Đông chí: ban ngày dài 10 giờ 51 phút, giữa trưa Mặt Trời chỉ cao 46°, mỗi m² nhận khoảng 71% so với khi Mặt Trời ở đỉnh đầu.
2. Bấm Hạ chí: ban ngày 13 giờ 25 phút, Mặt Trời giữa trưa cao gần 88°, gần như ngay trên đầu, vì Hà Nội chỉ cách Chí tuyến Bắc khoảng 2,4°.
3. Chọn Sydney và bấm lại hai nút trên: mọi thứ đảo ngược, tháng 6 là mùa đông của Sydney.
4. Chuyển sang Quỹ đạo và nhìn bốn Trái Đất nhỏ: các trục song song với nhau. Chỉ vị trí của Trái Đất thay đổi, nên nửa cầu ngả về phía Mặt Trời thay đổi theo.
5. Chọn Tromsø, bấm Hạ chí, chuyển sang Trái Đất và chạy "Theo giờ": chiếc ghim không bao giờ rời vùng sáng.

Gợi ý dạy trên lớp

Mô phỏng hợp với hai bài liên tiếp của phân môn Địa lí 6 (Lịch sử và Địa lí 6): bài chuyển động tự quay quanh trục của Trái Đất và hệ quả (Bài 7 sách Kết nối tri thức, Bài 6 sách Chân trời sáng tạo, Bài 6 sách Cánh Diều) và bài chuyển động của Trái Đất quanh Mặt Trời và hệ quả (Bài 8 sách Kết nối tri thức, Bài 7 sách Chân trời sáng tạo, Bài 7 sách Cánh Diều). Nó cũng dùng được cho bài chuyển động nhìn thấy của Mặt Trời trong KHTN 6 (Bài 52 sách Kết nối tri thức, Bài 43 sách Chân trời sáng tạo, Bài 33 sách Cánh Diều).

1. Khởi động (3 phút): hỏi "Vì sao mùa hạ nóng hơn mùa đông?" Ghi lại mọi câu trả lời. Nhiều em sẽ nói "vì Trái Đất gần Mặt Trời hơn".
2. Ngày và đêm (5 phút): góc nhìn "Trái Đất", chạy "Theo giờ". Hỏi: "Mặt Trời chuyển động hay chúng ta chuyển động?" "Khi Hà Nội giữa trưa thì nơi nào đang nửa đêm?"
3. Kiểm tra ý "gần xa" (5 phút): góc nhìn "Quỹ đạo", đọc nhãn gần nhất và xa nhất. Hỏi: "Khi nào Trái Đất gần Mặt Trời nhất? Lúc đó Hà Nội đang mùa gì?" So sánh với Sydney.
4. Nguyên nhân thật (10 phút): lần lượt bấm bốn nút vàng với Hà Nội. Học sinh điền bảng độ dài ban ngày và độ cao Mặt Trời giữa trưa, rồi dùng trục nghiêng để giải thích quy luật.
5. Ôn tập (10 phút): bấm "Tạo game ôn tập" để có ngay một trò chơi cả lớp chơi trên cùng màn hình, chia đội, điện thoại của bạn làm điều khiển.

Câu hỏi thường gặp

Giờ và vị trí trong mô phỏng có đúng không?

Đúng. Vị trí Trái Đất lấy từ thông số quỹ đạo của NASA JPL, hướng tự quay theo mô hình của Hiệp hội Thiên văn Quốc tế, nên đúng nửa Trái Đất quay về phía Mặt Trời vào đúng lúc. Giờ mọc, lặn tính theo công thức của Astronomical Almanac, khớp với các bảng đã công bố trong khoảng một, hai phút, có tính cả giờ mùa hè ở New York, London, Sydney và Tromsø.

Ở xích đạo, sao ban ngày dài 12 giờ 7 phút chứ không phải 12 giờ?

Không khí làm ánh sáng bị bẻ cong, nên ta thấy Mặt Trời sớm hơn một chút trước khi nó thật sự mọc và muộn hơn một chút sau khi nó lặn. Ngoài ra, giờ mọc được tính khi mép trên của Mặt Trời ló lên, không phải tâm. Cộng lại, mỗi đầu ngày dài thêm khoảng 3,5 phút.

Sao Trái Đất trông to thế so với quỹ đạo?

Ở góc nhìn "Quỹ đạo", Trái Đất được vẽ to hơn thật khoảng 1.750 lần, nếu không nó sẽ nhỏ hơn một điểm ảnh. Hình dạng quỹ đạo, vị trí Mặt Trời trong quỹ đạo và hướng của trục đều đúng tỉ lệ.

Trục Trái Đất có thật sự luôn hướng về một phía?

Gần như vậy. Trục luôn hướng về gần Sao Bắc Cực, vì thế Sao Bắc Cực gần như đứng yên trên bầu trời còn các sao khác quay quanh nó. Trong khoảng 26.000 năm, trục chậm rãi vẽ một vòng tròn (hiện tượng tuế sai), quá chậm để nhận ra trong một năm.

Có cần cài đặt hay đăng ký không?

Không. Mô phỏng chạy ngay trên trình duyệt của máy tính, máy tính bảng, điện thoại hoặc bảng tương tác, và miễn phí. Máy cần hỗ trợ đồ họa 3D (WebGL); nếu không có, số liệu và biểu đồ vẫn dùng được.