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地球概论3
地球自转的规律性 一、 地轴和极移 第七节 地球的公转 地球公转后果 一、 恒星周年视差 二、 太阳周年运动 二十四气 十二宫 二分点、二至点 行星相对于恒星的运动。通常行星在恒星间自西向东运行,叫顺行。当行星在其轨道上接近地球时,即下合前后的地内行星和冲日前后的地外行星,在天球上转变为向西运行,叫逆行;经短暂时间后又恢复顺行。 East China Normal University 图3-21 地球与地球共转轨道面的交角 66?34′ East China Normal University 地球公转的规律性 一、 地球轨道 轨道形状:椭圆 轨道半长轴(a):149 600 000km; 轨道半短轴(b):149 580 000km; 半焦距(c):2 500 000km; 周长(l):940 000 000km; 偏心率(e):0.016; 扁 率 (f):??7 000。 East China Normal University 太阳在轨道中的位置:两焦点之一 近日点(地球一月初经过) : 147 100 000km; 远日点(地球七月初经过) : 152 100 000km。 图3-22 地球的近日点和远日点 图3-23 地球的轨道面 二、 黄赤交角 East China Normal University East China Normal University 三、 地球公转周期 恒星年:以恒星为参考点,无明显自行,365.256 4日 回归年:以春分点为参考点,每年西移50 ? ,小于恒星年,365.242 2日 近点年:以近日点为参考点,每年东移11 ? ,大于恒星年,365.259 6日 交点年:以黄白交点为参考点,每年西移20 ? ,小于恒星年, 346.620 0日 East China Normal University 四、 地球公转速度 角速度:平均每日59?(因距离而变化) 线速度:平均每秒30km(因距离而变化) 面速度:不变(开普勒第二定律) East China Normal University East China Normal University 三、 行星同太阳的会合运动 会合周期: 设E、P分别表示地球和行星的周期,S为会合周期。便有: 360?S?? = 360? + ???? ?3-?? 360?S?? = ? ?3-?? ???代入(1),消去 ?,整理后,得: 1/S= 1/ P - 1/E 同理,地外行星则有: 1/S= 1/ E - 1/P East China Normal University 周期相差愈大,会合周期愈短;反之,则愈长。 行星同太阳相对位置的变化 地内行星:上合、下合和东西大距; 地外行星:合日、冲日和东西方照。 行星的逆行: 地内行星在下合前后逆行; 地外行星在冲日前后逆行。 East China Normal University 图3-29 行星的逆行 * 第三章 地球的运动 East China Normal University 第六节 地球的自转 地球自转及证明 傅科摆 特征:摆长,锤重,持续时间长 偏转方向:北半球右偏,南半球左偏 偏转速度:因纬度而异, d?/dt=15?sin?/时 East China Normal University 傅科摆的特点是绳长、锤重,使摆动能持续较长时间,并在沙盘上留下摆动的轨迹。 图 3-1 傅科摆示意图 East China Normal University 图 3-2 傅科摆偏转速度 图 3-3 在两极,傅科摆偏转最快(与地球自转角速度相同);在赤道,偏转速度为零。 East China Normal University 极移是地极的移动,不涉及天极在天球上位置的变化;进动造成天极的移动,不涉及地极在地面上的位置的变化 图3-4 极移与进动的比较 East China Normal University East China Normal University 二、 地轴进动 地轴的一种圆锥运动 圆锥轴垂直于轨道平面,指向黄极; 圆锥半径23????(黄赤交角); 方向向西(与地球自转和公转方向相反); 速度每年50?; 周期25 800年。 图 3-5 左:陀螺的进动(向东) 右:地球的进动(向西) East China Normal University 地轴进动的原因 地球形状; 黄赤交角; 地球自
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