折疊編輯本段簡介折疊編輯本段地球自轉折疊方向地球自轉是地球的一種重要運動形式，地球繞自轉軸自西向東的轉動，從北極點上空看呈逆時針旋轉，從南極點上空看呈順時針旋轉。“地球自轉”，只是在描述地球自身繞日運行的姿態，它相對于太陽的位置而言，每24小時旋轉一周；相對于恒星的位置而言，每23小時56分4秒旋轉一周，這是現行時間標量的依據，是太陽日和恒星日日長的由來，也是地球出現朝、晝、暮、夜的原因 。 地球自轉是地球的一種重要運動形式，自轉的 平均角速度為7.292×10-5弧度/秒，在地球赤道上的自轉線速度為465米/秒。 格林威治時間所說的一秒是一天的8.641萬分之一，而1972年制作的地球時鐘所定義的一秒是從銫原子中放射出的光振動91億9千2百63萬1千7百70次所需要的時間。 與銫原子振動數能維持一定速度相比，以地球的自轉為準的格林威治標準時間是發生變化的，閏秒就是為了解決這種問題產生的一種時間概念。 ω=2π/(24*3600s)=7.27/100000rad/s 地球在自轉時同時公轉，自轉一周需用23小時56分4秒，公轉了約0.986度，按地球自轉速度折合3分56秒，時間，自轉加上公轉用的時間共24小時。經度每隔15度，地方時相差一小時。 折疊速度地球自轉的角速度大約是每小時15度；而表面每點的線速度隨緯度而變化，是赤道的線速度乘以緯度的余弦。因此赤道的線速度是最大的，兩極的線速度最小。 影響地球自轉速度的因素 地球自轉速度主要受三個因素影響，總體使其趨慢。 長期變化 日月對海洋的引潮力使地球自轉速度變慢，令地球一日的長度每100年增加1.6毫秒，導致一年的日數減少，有證據表明泥盆紀中期的一年有400日。 季節變化 有周年變化和半年變化。周年變化是風的季節變化引起的，其振幅為20-25毫秒；半年變化是由日月引潮力對大氣的潮汐作用引起，其振幅約為9毫秒。 不規則變化 地外和地內的物質或能量交換，如隕星體對地球的撞擊等，時而使地球加速時而使地球變慢。 折疊周期地球自轉的周期是一個行星日，目前其值為23時56分4秒。但是近年來地球自轉周期在緩慢增加（即轉速緩慢減小），導致需要對全球計時器進行調整，例如2005年12月31日全球鐘表統一加一秒。這樣的調整稱為閏秒。 折疊規律性極移 地軸在地面上的運動，叫做極移。 極移的原因主要有兩種，一種是地軸對于慣性軸偏離的結果，周期大約為14個月。另一種是大氣季節性運行導致，其周期為一年。還有其他一些次要的原因，極移的振幅一般不超過15米。 極移的結果使地球上的緯度和經度發生變化。 進動 天極在天球上的位置的變化稱為進動。 規律性 地軸的進動是一種圓錐形的運動，其規律性如下： 圓錐軸線垂直于地球公轉軌道平面，指向黃道兩極。 圓錐的半徑是黃赤交角。 運動的方向是自東向西，即同地球自轉的方向相反。 運動的速度是每年50秒點29，周期是25800年。 表現 表現為天極的周期性運動。 造成北極星的變遷。 二分二至點每年在黃道上以50秒點29的速度西移。（歲差） 使回歸年小于恒星年 原因 第一，地球形狀 因為地球是一個明顯的扁球體，所以隆起的部位所受的附加引力總是稍大于另一側。二者之間的差值，總是存在于接近日月的一側。 第二，黃赤交角 由于黃赤交角的存在，使得日月經常在赤道面以外對赤道隆起施加引力。這樣上述引力差就成為一個力矩，使得地軸趨近黃軸，天極趨近黃極。 第三，地球自轉 因為上述的引力差，給地球的自轉的角動量增加了一個增量，使得地球的自轉方向發生偏轉。這就是地軸的進動，也就是歲差。 折疊結果自轉意義1．東、西半球發生晝夜交替 2.不同地方的時間差異 1）經度不同，地方時不同，經度相差15度，時間相差1小時。）日界線：國際日期變更線，180度經線。 6）北京時間：東八區區時（120度E的地方時） 2）全球被劃分為24個時區。 3）各時區區時采用本時區中央經線（時區數乘以15度）的地方時。 4）時差：相差1經度，時差4分鐘。 3、物體偏向 4,日月星辰的東升西落 晝夜交替 1.產生原因:地球不發光也不透明，地球的自轉。 2.周期:1個太陽日，即24小時 3.晨昏線含義:晝夜半球的分界線，包括晨線和昏線。晨昏線的判讀:①自轉法:順地球自轉方向，由夜進入晝，為晨線;由晝進入夜為昏線。②時間法:赤道上地方時為6點對應的為晨線;赤道上的地方時為18點，對應的為昏線。③方位法:夜半球東側為晨線，西側為昏線;晝半球東側為昏線，西側為晨線。 地方時和區時 1.地方時 地方時的概念:以本地子午面作起算平面，根據任意時天體所確定的時間，均稱該地的地方時。 產生的原因:東邊的地點比西邊的地點先看到日出，東邊地點的時刻較早，西邊地點的時刻較晚。 計算方法:所求地點的時間=已知地點的時間±(兩地相隔的經度數÷15°)×1小時(所求地點在已知地點以東用"+"，反之用"-") 2.時區和區 時區的含義:時區是指同一時間制度的區域。 時區的劃分:全球共劃分為24個時區，以本初子午線為基準，從7.5°W向東至7.5°E,劃分為一個時區，叫中時區或零時區。在零時區以東，依次劃分為東一區至東十二區;在中時區以西，依次劃分為西一區至西十二區，東十二區和西十二區各跨經度7.5°合為一個時區，即十二區。 區時的含義:為了方便計時，把每一個時區中央經線的地方時作為整個時區通用的時間，即區時。 區時的計算:所求地的區時=已知地的區時±時區差×1小時(計算某地所在的時區:用該地經度÷15°所得商四舍五入取整數，即為時區數，東西時區根據所在經度來確定;時區差的計算:若兩地同屬于東時區或同屬于西時區，時區差為兩地時區數之差，若兩地分屬于東、西時區，則兩地時區差為兩地時區數之和;"+"、"-"號的取舍:若要計算的地方位于已知地的東側，用"+"，反之用"-")。 地方時和區時的關系:一般從光照圖上讀到的時間，均是地方時，一個地區正午太陽高度角最大時，一定是地方時12時，由于區時從地方時而來，區時即為一個時區中央經線的地方時，則二者關系又密切聯系。兩個地點的地方時，可以相差時、分、秒，而兩個地點的區時之差只能是小時。 3.日期界線 概念:國際上規定，把東西十二區之間的180°經線作為國際日期變更線，簡稱日界線。 日界線的特征:日界線是地球上新的一天的起點和舊的一天的終點，地球上日期的更替，都從這條線開始。日界線不是一條直線，而是有些曲折，不完全按照180°經線延伸，這是為了附近國家和地區居民生活的方便，日界線的劃定避免通過陸地。 過日界線時日期的變更:由于在任何時刻，東十二區總比西十二區早24小時，即一天。因此，自東十二區向東進入西十二區，日期要減去一天;自西十二區向西進入東十二區，日期要增加一天。東西十二區時刻相同，但日期相差一天。 折疊編輯本段月球自轉折疊簡介月球公轉時在離心力的作用下重心外偏，但在地球的引力作用下重心又向內偏。月球就在這兩種力的作用下完成繞自己的軸心自轉的。月球實際上是繞自己的軸相對地球旋轉。因此無論是用地球作參照物還是用恒星作參照物，月球都是相對地球自轉的。月球在繞地球公轉的同時進行自轉，周期27.32166日，正好是一個恒星月。 月球的自轉，傳統的解釋是月球是通過公轉完成自轉的。這樣給人們造成了一種誤會，就是很有名氣的學者也誤以為月球“相對地心不轉”，也就是誤以為月球是繞地軸完成“自轉”的。 自轉周期 折疊原理先找一張較大的白紙并在上面畫一平分十二等分（標有刻度）的大圓圈表示月球軌道，軌道中心用紅筆標出一紅點（圓心），然后找一個較大的象棋并在棋頂上用紅筆沿圓心畫一直線（直徑），并在象棋柱面上用紅筆畫一紅點（表示月球的朝向地球的一面的中心點），放到紙面上的月球軌道上的任一刻度上。 實驗開始，先將棋頂上的直線兩端指向南北（或東西）兩個方向，使象棋柱面上的紅點與軌道圓心、象棋圓心置在一直線上。然后在保持棋頂直線始終指向南北（或東西）方向的前提下把象棋在軌道上逆時針平移到下一刻度上。這時我們會發現棋柱上的紅點與軌道圓心、棋頂圓心不在同一直線上了，也就是在“公轉”時重心偏離了。我們把象棋繞圓心逆時針旋轉一個角色，使其柱面上的紅點重新與軌道圓心、棋頂圓心成一直線。然后又保持棋頂上的直線的這一指向逆時針平移到第二個刻度上，以此類推。我們發現，象棋每移到下一刻度都出現柱面紅點偏離軌道圓心（公轉成偏），經調整后重新回到三點一線狀態（自轉糾偏）。 上述實驗表明，兩天體在繞中心旋轉時，它們的公轉都引起重心偏離現象，而這種現象是通過自轉來糾正的。至于自轉的動力，應該說就是重力（對月球而言，也就是地球的吸引力，潮汐作用也可認為是一種重力作用），這可能是因為天體內部物質的空間分布不均勻引起。 這里必須強調，解開月球自轉的奧秘并不是從天文知識中得到啟發而產生，恰恰相反，這是從“機械設計”原理中的平面構件的活動度的計算方法中得到啟發而想到的。 折疊方式月球是繞自己的軸心完成自轉的。 1、地球和月球都是繞各自的軸心旋轉的天體，此時月球的活動度大于零，月球能繞自己的軸心旋轉。 2、假定在“地球”是套上一個能相對地心旋轉的套筒，再用一根長桿把月球與套筒聯焊在一起。此時月球的活動度等于零，但能隨套筒的轉動繞地球公轉（也就是人們認為的相對恒星的自轉）。 3、假定用長桿把月球與地球直接聯焊在一起。此時月球繞自己的軸心轉動的活動度等于零，不能繞自軸自轉，也不能相對地球公轉，只能隨地球定位“公轉”。 月球繞地軸旋轉的情況雖不同，但都不能自轉，看起來都是一面朝地球。從邏輯學的角度來考慮，把這種“旋轉”說成月球在空間自轉是不正確的。這兩種情況下月球無論是相對地球還是相對恒星都不自轉。對于相對旋轉的兩天體而言，它們彼此都是繞各自的軸心旋轉的，是公平的。并沒有一個繞另一個的軸心（公轉）來實現自轉之說。 所以，只能用第1種情況來說明月球是繞自己的軸心旋轉的。無論是相對地球，還是相對太陽，月亮都在繞自己的軸心施轉。只因它的公轉偏心與自轉糾偏相抵消，導致不易被人們所察覺。 折疊周期折疊編輯本段太陽自轉
太陽系是以太陽為中心，和所有受到太陽的重力約束天體的集合體:8顆行星、至少165顆已知的衛星、5顆已經辨認出來的矮行星(冥王星、谷神星、鬩神星、妊神星和鳥神星)和數以億計的太陽系小天體。這些小天體包括小行星、柯伊伯帶的天體、彗星和星際塵埃。 廣義上，太陽系的領域包括太陽，4顆像地球的內行星，由許多小巖石組成的小行星帶，4顆充滿氣體的巨大外行星，充滿冰凍小巖石，被稱為柯伊伯帶的第二個小天體區。在柯伊伯帶之外還有黃道離散盤面和太陽圈，和依然屬于假設的奧爾特云。 折疊編輯本段自轉公式太陽自轉角速度Ω和日面緯度□的關系可以寫成下式: Ω=a+b sin□□+c sin□□ a、b、c是用最小二乘法根據日面的活動客體的觀測數據整理得到的，隨所觀測的活動客體的不同而不同。以恒星為參考背景,日面緯度17°處的太陽自轉周期是25.38日，稱為太陽自轉的恒星周期。相對于地球而言的自轉周期是27.275日，稱為太陽自轉的會合周期。地面的觀測者為了觀測的方便常使用后一數字。 由于1969年來觀測技術的發展，我們能夠更精確地了解太陽自轉的情況。1970年，霍華德和哈維發現，太陽表面有一個全球尺度的非軸對稱的速度場，而日面較差自轉只是上述速度場的緯向速度分量的反映。這一速度場的存在表明在赤道與極之間有角動量轉移。 折疊轉速規律很早就有人注意到太陽自轉速率常有變化。1904年，哈姆就發現，1901~1902年與1903年觀測到的太陽自轉速率是不一樣的;1916年，普拉斯基特觀測到在幾天之內太陽自轉速率的變化達到每秒0.15公里;1970年霍華德和哈維的精確的觀測更表明太陽自轉速率天天都有變化。但是,太陽自轉速率隨時間變化的規律還不清楚,既不是越轉越快，也不是越轉越慢，而是在某一個上下限之間擺動。 不少人還觀測、研究了色球、日冕和太陽磁場扇形結構的較差自轉。色球和日冕的自轉速率同光球相似。有些觀測表明，在某些日面緯度上日冕自轉速度比光球自轉速度慢，并且隨太陽周期的位相而變化。至于太陽磁場扇形結構的邊界，并沒有象根據較差自轉理論所預料的那樣變化，而是呈現出一種剛性旋轉。 太陽內部的自轉無法直接觀測，只能間接推測，例如，根據主序星的平均自轉速度的統計規律，根據角速度同恒星年齡和電離鈣發射線的關系，或者根據太陽的鋰-鈹豐度進行推測。有的學者認為太陽內部自轉速度比表面快，有的學者認為比表面慢，看法還不一致。 太陽較差自轉的理論研究工作是六十年代才開始的，因為對于太陽對流層中的大尺度環流的了解有了較大的進展，所以在湍流理論的基礎上提出了太陽較差自轉的理論，其基本思想是:米粒組織和超米粒組織這些小尺度對流可看作是一種粘滯作用，由于非軸對稱的全球尺度的對流和自轉的相互作用，角動量向赤道轉移，從而形成了太陽的較差自轉。 |
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