Lesson 3.1Introduction to Lunar Eclipses

Earth, Moon, and SunLesson Guides

Lesson 3.1

© The Regents of the University of California

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Earth, Moon, and Sun—Lesson 3.1—Activity 3

Exploring Lunar Eclipses

Part 1: Three View Mode in the Simulation

Goal: With your partner, explore Three View Mode of the Sim and discuss what you learn about System View.

Tips:• Use the cameras (pink camera toggle) to see how Top View and View from Earth are generated.

• Change the perspective in System View, using the slider on the left.

Part 2: Investigating Lunar Eclipses

Goal: Find a lunar eclipse in the Earth, Moon, and Sun Simulation and explore the different views to answer the question: What makes the Moon completely dark during a lunar eclipse?

Tips:• There will be a lunar eclipse in July, August, or September in 2025.

• You may find it helpful to move time slowly, using the day and hour timeline sliders.

In the box below, draw what the System View and Top View look like in the Sim during a lunar eclipse.

Consider the positions of Earth, the Moon, and the sun as you answer the question: What makes the Moon completely dark during a lunar eclipse?

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Earth, Moon, and Sun—Lesson 3.1—Activity 5

Homework: Reading “The Endless Summer of the Arctic Tern”

You have been focused on the Moon and how it appears at different times according to the positions of the Earth, Moon, and sun. To learn about another important phenomenon that results from the changing position of the Earth relative to the sun, read and annotate the “The Endless Summer of the Arctic Tern” article. Then, answer the questions below.

Why are there seasons on Earth?

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Why is there one winter and one summer each year?

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Active Reading Guidelines

1. Think carefully about what you read. Pay attention to your own understanding.

2. As you read, annotate the text to make a record of your thinking. Highlight challenging words and add notes to record questions and make connections to your own experience.

3. Examine all visual representations carefully. Consider how they go together with the text.

4. After you read, discuss what you have read with others to help you better understand the text.

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The Endless Summer of the Arctic Tern

The Arctic tern is a species of bird that lives in the Arctic—but only for part of the year. These terns fly very long distances to stay in parts of the planet that are experiencing summer. Every year, Arctic terns fly from the Arctic all the way to the Antarctic and back. Arctic terns live an average of 30 years and migrate about 2.4 million kilometers (1.5 million miles) during their lives! Why would these birds fly so far? It’s all about sunlight.

All Arctic terns are born in the far north, near the Arctic Circle. During the northern summer, the Arctic gets 24 hours of sunlight each day. At the same time, the Antarctic experiences a dark, dark winter—for months, the sun never rises at all. When the seasons change, conditions at the two poles switch: when the darkness of winter comes to the Arctic, the South Pole gets 24-hour sunlight. All that sunlight means plants and other producers

Arctic terns fly about 2.4 million km (1.5 million mi) over the course of their lives.

The Arctic is the area around Earth’s North Pole, while the Antarctic is the area around Earth’s South Pole.

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Arctic terns fly back and forth between the North Pole and the South Pole.

are able to perform lots of photosynthesis and provide food for animals and other organisms. Warmer temperatures can also mean better conditions for reproducing and raising baby terns. Arctic terns fly back and forth between the Arctic and Antarctic as the seasons change so they have enough food to eat.

Earth has seasons because of the way the northern hemisphere (northern half) and the southern hemisphere (southern half) of Earth are oriented toward the sun. At certain times of year, as Earth moves in its orbit around the sun, one hemisphere of Earth is tilted toward the sun. While it’s tilted toward the sun, that hemisphere receives more hours of sunlight each day than it does during other times of year, and the sunlight it receives is more intense than at other times of year. It is summer for that half of Earth. At the same time, the other hemisphere, or half, of Earth is tilted away from the sun and gets less intense sunlight for fewer hours each day—that’s winter for that half of Earth. Earth’s tilt does not change as Earth orbits the sun over the course of a year. As Earth travels, the hemisphere that starts out tilted toward the sun is eventually tilted away from it. Earth takes one year to orbit all the way around the sun, so each hemisphere of Earth experiences one summer and one winter each year.

Just because it’s summer in the Arctic when the Northern Hemisphere is tilted toward the sun, that doesn’t mean it is very warm there. Summer temperatures in the Arctic average 0°C (32°F). These chilly summers happen because the Arctic never directly faces the sun, like locations closer to the equator do—the sun is never directly overhead at the Arctic. The same is true about the Antarctic. It is warmer at the South Pole when the Southern Hemisphere is tilted toward sun, but the average summer temperature is still below freezing!

The Arctic tern’s migration ensures the terns are always living where there’s plenty of sunlight. When the Arctic is tilted toward the sun and experiences summer, the terns live there. When the seasons begin to change, the terns leave the Arctic and fly south. By the time the Antarctic is tilted all the way toward the sun, the terns have arrived at the Antarctic. They live there until the seasons change again, and fly north again. That way, they always live where it’s summer.

Since Earth’s seasons are all about how our planet is tilted, that means our seasons don’t depend on how far Earth is from the sun. In fact, Earth’s distance from the sun doesn’t change very much as it orbits. One way we know this is true is because the whole planet doesn’t experience the same season at the same time. For example, if summer were caused by Earth moving closer to the sun, you would expect the whole planet to have summer at the same time. But we know that only half of Earth experiences summer at the same time—it’s when that hemisphere is tilted toward the sun.

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December

March

June

September

• Fall in the Northern Hemisphere, spring in the Southern Hemisphere • The sun shines equally on both hemispheres

• Winter in the Northern Hemisphere, summer in the Southern Hemisphere • Less intense sunlight and fewer hours of sunlight in the Northern Hemisphere

• Spring in the Northern Hemisphere, fall in the Southern Hemisphere• The sun shines equally on both hemispheres

• Summer in the Northern Hemisphere, winter in the Southern Hemisphere• More intense sunlight and more hours of sunlight in the Northern Hemisphere

Southern Hemisphere

Northern Hemisphere

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Tierra, Luna y sol—Lección 3.1—Actividad 3

Explorar los eclipses lunares

Parte 1: “Three View Mode” (Modo de tres vistas) en la Simulación

Meta: Con tu compañero/a, explorar “Three View Mode” (Modo de tres vistas) en la Simulación y discutir lo que aprenden acerca de “System View” (Vista de Sistema).

Consejos:• Usa las cámaras (botón de cámara rosada) para ver cómo se generan “Top View” (Vista

Superior) y “View from Earth” (Vista desde la Tierra).

• Cambia la perspectiva en “System View” (Vista de Sistema), usando el control deslizante a la izquierda.

Parte 2: investigar los eclipses lunares

Meta: Encontrar un eclipse lunar en la Simulación Tierra, Luna y sol y explorar las vistas diferentes para responder la pregunta: ¿Qué hace que la Luna se oscurezca completamente durante un eclipse lunar?

Consejos:• Habrá un eclipse lunar en julio, agosto o septiembre de 2025.

• Tal vez encuentres útil mover el tiempo lentamente, usando los controles deslizantes del día y de la hora.

En el cuadro, dibuja cómo se ven “System View” (Vista de Sistema) y “Top View” (Vista Superior) en la Simulación durante un eclipse lunar.

Considera las posiciones de la Tierra, la Luna y el sol al contestar la pregunta: ¿Qué hace que la Luna se oscurezca completamente durante un eclipse lunar?

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Tierra, Luna y sol—Lección 3.1—Actividad 5

Tarea: leer “El verano sin fin del charrán ártico”

Has estado concentrado/a sobre la Luna y cómo se ve en momentos diferentes de acuerdo a las posiciones de la Tierra, la Luna, y el sol. Para aprender acerca de otro importante fenómeno que resulta del cambio de posición de la Tierra relativo al sol, lee y añade apuntes al artículo “El verano sin fin del charrán ártico”. Luego, contesta las siguientes preguntas.

¿Por qué hay estaciones del año en la Tierra?

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¿Por qué hay un invierno y un verano cada año?

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Pautas de la Lectura Activa

1. Piensa cuidadosamente sobre lo que lees. Presta atención a tu propia comprensión.

2. Mientras lees, añade apuntes al texto para tener un registro de tus ideas. Destaca las palabras difíciles, y agrega notas para apuntar tus preguntas y hacer conexiones con tu propia experiencia.

3. Examina cuidadosamente todas las representaciones visuales. Considera cómo se relacionan con el texto.

4. Después de leer, discute lo que leíste con otros/as estudiantes para ayudarte a comprender mejor el texto.

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Tierra, Luna y sol El verano sin fin del charrán ártico F1

El verano sin fin del charrán ártico

Los charranes árticos vuelan aproximadamente 2.4 millones de kilómetros (1.5 millones de millas) durante el curso de sus vidas.

El Ártico es el área alrededor del Polo Norte de la Tierra, mientras que la Antártica es el área alrededor del Polo Sur de la Tierra.

El charrán ártico es una especie de ave que vive en el Ártico, pero solo durante parte del año. Estos charranes vuelan distancias muy largas para permanecer en partes del planeta que estén en verano. Cada año, los charranes árticos vuelan desde el Ártico hasta la Antártica y de regreso. ¡Los charranes árticos viven un promedio de 30 años y migran alrededor de 2.4 millones de kilómetros (1.5 millones de millas) durante sus vidas! ¿Por qué volarán tan lejos estas aves? Se trata de la luz solar.

Todos los charranes árticos nacen en el norte lejano, cerca del Círculo Ártico. Durante el verano del norte, el Ártico recibe 24 horas de luz solar a diario. Al mismo tiempo, la Antártica pasa un invierno muy, muy oscuro; el sol no sale durante meses. Cuando las estaciones cambian, las condiciones en los dos polos se intercambian: Cuando la oscuridad del invierno viene al Ártico, el Polo Sur recibe 24 horas de luz solar. Toda esta luz solar G

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F2 Tierra, Luna y sol El verano sin fin del charrán ártico

Los charranes árticos van y vienen volando entre el Polo Norte y el Polo Sur.

significa que las plantas y otros productores pueden llevar a cabo montones de fotosíntesis y proporcionar comida para los animales y otros organismos. Temperaturas más cálidas también pueden significar mejores condiciones para reproducirse y criar charranes bebés. Los charranes árticos vuelan de ida y vuelta entre el Ártico y la Antártica cuando cambian las estaciones para tener suficiente comida para alimentarse.

La Tierra tiene estaciones debido a la manera en que el hemisferio norte (la mitad norte) y el hemisferio sur (la mitad sur) de la Tierra están orientados hacia el sol. En ciertas épocas del año, a medida que la Tierra se mueve en su órbita alrededor del sol, un hemisferio de la Tierra está inclinado hacia el sol. Mientras está inclinado hacia el sol, aquel hemisferio recibe más horas de luz solar al día de lo que recibe durante otras épocas del año, y la luz solar que recibe es más intensa que durante otras épocas del año. Es verano para esa mitad de la Tierra. Al mismo tiempo, el otro hemisferio, o mitad, de la Tierra está inclinado en dirección opuesta al sol y recibe luz solar menos intensa por menos horas al día. Es invierno para esa mitad de la Tierra. La inclinación de la Tierra no cambia al orbitar alrededor del sol a lo largo de un año. Mientras que la Tierra viaja, el hemisferio que comienza inclinado hacia el sol es eventualmente inclinado en dirección opuesta al sol. La Tierra se demora un año en orbitar alrededor del sol, por lo que cada hemisferio de la Tierra experimenta un verano y un invierno cada año.

Solo porque es verano en el Ártico cuando el hemisferio norte está inclinado hacia el sol no significa que ahí haga mucho calor. El promedio de las temperaturas de verano en el Ártico es de 0°C (32°F). Estos fríos veranos suceden porque el Ártico nunca está orientado directamente hacia el sol, como los lugares más cercanos al ecuador; el sol nunca se posiciona directamente sobre el Ártico. Esto es así

también para la Antártica. El Polo Sur está más tibio cuando el hemisferio sur está inclinado hacia el sol, ¡pero la temperatura promedio del verano aún es bajo el punto de congelación!

La migración del charrán ártico asegura que los charranes siempre estén viviendo donde haya bastante luz solar. Cuando el Ártico está inclinado hacia el sol y experimenta el verano, los charranes viven ahí. Cuando las estaciones comienzan a cambiar, los charranes dejan el Ártico y vuelan al sur. Los charranes ya han llegado a la Antártica para cuando la Antártica está inclinada completamente hacia el sol. Los charranes viven ahí hasta que las estaciones cambian otra vez, y vuelan de nuevo al norte. De esa manera, siempre viven donde hay verano.

Ya que las estaciones de la Tierra se deben a cómo nuestro planeta esté inclinado, esto significa que nuestras estaciones no dependen de cuán lejos se encuentre la Tierra del sol. De hecho, la distancia de la Tierra al sol no cambia mucho cuando la Tierra orbita. Una forma en la que sabemos que esto es cierto es el hecho que el planeta completo no experimenta la misma estación al mismo tiempo. Por ejemplo, si el verano fuera causado por el movimiento de la Tierra acercándose al sol, esperarías que el planeta entero estuviera en verano al mismo tiempo. Pero sabemos que solo una mitad de la Tierra pasa por el verano a la vez, cuando ese hemisferio está inclinado hacia el sol.

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Tierra, Luna y sol El verano sin fin del charrán ártico F3

Diciembre

Marzo

Junio

Septiembre

• Otoño en el hemisferio norte, primavera en el hemisferio sur• El sol brilla igualmente en ambos hemisferios

• Invierno en el hemisferio norte, verano en el hemisferio sur• Luz solar menos intensa y menos horas de luz solar en el hemisferio norte

• Primavera en el hemisferio norte, otoño en el hemisferio sur• El sol brilla igualmente en ambos hemisferios

• Verano en el hemisferio norte, invierno en el hemisferio sur• Luz solar más intensa y más horas de luz solar en el hemisferio norte

Hemisferio sur

Hemisferio norte

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