יום ולילה.

שלב 1 מתוך 5

גלובוס מסתובב

בסצנה כדור הארץ מקיף את השמש פעם בשנה, והציר שלו נטוי ב־23.4° ומצביע תמיד לאותו כיוון בחלל. אבל יום ולילה באים מתנועה אחרת, מהירה בהרבה: כדור הארץ מסתובב סביב הציר הזה.

השמש רחוקה מאוד, ולכן הקרניים שלה מגיעות כמעט מקבילות ומאירות בכל רגע חצי כדור בדיוק. הקו בין החצי המואר לחצי החשוך נקרא קו היום והלילה.

שלב 2 מתוך 5

מעלה אחר מעלה

מבט פנימה פתוח עכשיו עד אור השמש מקרוב: הסצנה מתקרבת לכדור הארץ. הקו הלבן הוא קו היום והלילה, הקו המקווקו הוא קו הרוחב שמעליו השמש עומדת בזנית בצהריים, והטבעת הבהירה היא קו הרוחב שבחרתם, $32^\circ$⁠ צפון, בערך תל אביב. החלק שלה שבצד המואר הוא היום, והחלק שבצד החשוך הוא הלילה.

כדור הארץ מסתובב ממערב למזרח, ולכן השמש נראית עולה במזרח, חוצה את השמיים ושוקעת במערב. כמה מהר?

שלב 3 מתוך 5

שוויון

יום $78$⁠ בשנה הוא יום השוויון במרץ. הקו המקווקו, שמעליו השמש בזנית, מתלכד עם קו המשווה. קו הרוחב שבחרנו עכשיו הוא סינגפור, $1.3^\circ$⁠ צפון, והלוח שמתחת לכדור מדפיס את אורך היום ואת גובה השמש בצהריים.

שלב 4 מתוך 5

שמש הצהריים

אורך היום הוא דבר אחד. גובה השמש בצהריים, הזווית שלה מעל האופק, הוא דבר אחר. הקרניים מקבילות, אבל פני כדור הארץ מתעקמים: על כל מעלה של קו רוחב שמתרחקים מהמקום שבו השמש בזנית, היא נמוכה במעלה אחת. אם השמש בזנית מעל קו הרוחב $\delta$⁠, אז בקו רוחב $\varphi$⁠:

$h = 90^\circ - |\varphi - \delta|$$h =$$90^\circ - |\varphi - \delta|$⁠

הסצנה סגורה עכשיו על המסלול. חשבו בעצמכם.

שלב 5 מתוך 5

שמש חצות

עכשיו יום ההיפוך ביוני, יום $171$⁠. הקו המקווקו עלה צפונה עד $23.4^\circ$⁠, חוג הסרטן, וקו היום והלילה כבר לא עובר דרך הקטבים: הוא חורג $23.4^\circ$⁠ מעבר לקוטב הצפוני. בתל אביב הטבעת כבר לא חצויה שווה, ויותר ממחציתה בצד המואר.

מה קורה רחוק בצפון?