恒星日和太阳日的比较
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一天真的是24小时吗?——附:对太阳日恒星日的经典解答地球是一个不发光也不透明的球体,所以在同一时间里只有面朝太阳的半球处于白昼,由于地球的自转,就产生了昼夜交替现象。
那么一个昼夜交替过程的结束,也即从今天正午12:00太阳高高在上算起,到明天正午12:00太阳又位于相同位置时,地球是否真正自转了一周?时间是否正好是24小时呢?笼统的说,地球自转的周期是1日,而地球自转周期的度量,需要在地外的天空中寻找到一个超然于地球自转的参考点。
因为我们应该要知道,怎样才能确定一个物体旋转了一周,假如你现在开始自己旋转,你怎么确定你自己转了一圈呢?你肯定要找到一个参照物,比如你面前有一堵墙,那么你旋转过后必须同样面对那堵墙,你才能确认你转了一圈。
如果你没有那堵墙或者其它的参照物,你是绝不可能知道自己转了多少圈的。
又或者那堵墙或者你找到的那个参照物其本身也是在运动的,那就更麻烦了。
总之,确定地球自转的周期也一样,需要在地外找到一个参照物。
因为参照物的不同,地球自转测得的周期也不同,主要有三种,它们分别是恒星日(以地外遥远的某一恒星作参考点)、太阳日(以太阳作参考点)和太阴日(以月亮作参考点),在这三“日”中,只有恒星日是地球自转的真正周期。
一、太阳日与恒星日大家知道,地球的运动是复杂的,其在自转的同时,还绕太阳公转。
现为弄清问题,我们先假想将地球变为一正方形。
从北极上空看地球,地球呈逆时针旋转,并自西向东绕太阳公转,如图所示:以某一遥远恒星作为参照点,因恒星与地球距离太遥远,此时恒星到达地球的光可近似看作是平行光,也就是说,地球在甲、乙、丙三处的正上方看到的恒星其实是同一颗恒星。
地球在甲处时,恒星在A点正上方,及至地球自转并公转到乙处时,恒星又一次出现在A 点正上方。
可见,地球以恒星作参照系真正自转了一周,所以恒星日是地球自转的真正周期。
而以太阳作为参照点发现,地球在甲处时,太阳在A点正上方,当地球自转并公转到乙处时(已经真正自转了一周),太阳并不在A点正上方,当地球继续自转并公转到丙处时(此时地球已自转一周多了),太阳才又正好处在A 点正上方,即以太阳作参照,地球完成了一个昼夜交替。
【演示和讲解】运用“太阳日和恒星日”多媒体动画分析“恒星日与太阳日图”中恒星日与太阳日的关系。
图1 图2 图3如图1:假设遥远的恒星(小圆)和太阳(S)同时对着地球上的一点P,设地球只自转而不公转,那么地球在E1处自转一周(电脑显示P点绕圆运动一周)。
如图2先以恒星作参照,动画显示恒星日的长度。
动画的过程是:地球一边自转(即P点绕圆心运动),一边由E1向E2运动(公转),当地球到达E2点停止,此时P点刚好对着恒星。
【提问】此时地球是否自转了一周,自转的角度是多少,以什么作参照?学生回答点击鼠标,电脑画出SE2的连线和E2与恒星的连线,标出“恒星日”)从E1到E2,地球自转了360°。
而因为以恒星作为参照,地球从E1到E2的时间间隔就是“恒星日”,时长23时56分4秒,是地球自转的真正周期。
投影恒星日与太阳日比较表格,填写恒星日内容图3以太阳作参照。
在图2中可看出,地球在E2处时,P点还未两次对着太阳,即以太阳作参照时,地球自转还不到一周360°。
【演示动画】:地球继续自转(即P点继续绕圆运动),但地球同时绕太阳公转到E3处时,动画暂停,P点两次对着太阳。
【提问】从E1到E3,相对太阳来说,地球是否自转了一周,自转角度是多少?学生回答:自转了一周多。
点击鼠标显示连线和“太阳日”。
太阳、地面上某地点、地心第一次“三点共线”到下一次“三点共线”(注:“三点共线”是指地面上某点位于地心与太阳的连线上)的时间间隔为一个太阳日。
从E1到E3的时间间隔称一个太阳日,长24小时,其自转的角度是360°59′。
完成表格内容,总结比较太阳日与恒星日的差异。
恒星日和太阳日的区别怎么计算恒星日
有很多的同学是非常想知道,恒星日和太阳日的区别是什幺,怎幺计算,小编整理了相关信息,希望会对大家有所帮助!
1恒星日和太阳日的不同恒星日是以距离无限远的恒星为标准,太阳日是
以太阳为标准。
恒星日:某地经线连续两次通过同一恒星与地心连线的时间间隔,为23
时56分4秒。
(自转周期)
太阳日:某地经线连续两次与日地中心连线相交的时间间隔,为24时。
(昼夜交替周期)
楼主可以想象一下,假设你就是地球,原地旋转,你开始的时候正好直视一个东西(比如一个杯子),当你原地转一圈,再次直视这个杯子的时候,你正好转了360度。
地球的情况比你要复杂,因为地球在自转的同时还在公转。
为了体会地球的处境,你依旧可以做试验。
你直视一个杯子(把它当作太阳,为了效果明显,不要距离杯子太远,3米之内最好),然后顺时针旋转,旋转的同时向右迈一步(这个“右”是指你初始站立位置的右边),以此来模仿地球的运动(你开始旋转的时候不管是“自转”还是“公转”,方向都是向右的,这用来模仿地
球的自转方向和公转方向是相同的)。
等你再次直视杯子的时候,你会发现你旋转的角度不到360度——这就是一个太阳日。
而恒星日是相对于无限远的恒星而言的,试想你直视着很远的一个物体(比如月亮或者很远的一栋大楼),你“自转”一圈并且在“自转”的同时“公转”
一步,直到你再次直视它。
因为你们相距如此遥远,你发现你旋转的角度就。
恒星日与太阳日的区别在于选择目标不同,前者以恒星为目标计算,后者以太阳为目标计算,这是问题的关键。
地球在不停地自转,同时绕太阳不停公转,天体东升西落现象,实际是地球自转的现象。
地球自转的周期,也就是天体周日运行的周期。
太阳和其他恒星周日运行的周期并不相同,所以地球自转的同期也就有了太阳日和恒星日的区别。
恒星日:当地球位于E1时注意E1、P点和某一遥远的恒星A点在一直线上,当地球自转一周360°,即从E1到E2,A的位置似乎到了B点,(实际未动,因太遥远)这时E2、P和B点仍在一直线上,这段时间即为一恒星日,这是地球自转的真正周期,时间间隔(即E1、P、A与E2 、P、B之间的时间)是23小时56分4秒。
太阳日:当地球自转一周,由E1PS至E2PS时,所需时间间隔是24小时,叫做一个太阳日,太阳日并不是地球自转的真正周期,而是太阳连续两次经过同一子午线平面的时间间隔,因为地球在自转时同时公转,自转一周需用23小时56分4秒,公转时转了59秒,需用3分56秒,时间,自转加上公转用的时间共24小时,所以一个太阳要比一个恒星日多出3分56秒的时间(约4分钟)。
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太阳日比恒星日长的原因
地球不但有自转运动,还有公转运动,两种运动的方向都是自西向东。
如图:
地球在位置1时,太阳S和遥远的恒星同时在A点上中天,太阳日和恒星日同时开始。
因为遥远的恒星离我们非常遥远,无论地球在轨道上的什么位置,对遥远的恒星所作的方向线都可看作平行线;但对太阳却不同,太阳离我们相对较近,当地球绕日公转,地球在轨道上的不同位置,对太阳所作的方向线是不平行的。
当地球自转一周的同时,地球也绕日从位置1运行到位置2。
此时遥远的恒星又在A点的上中天,地球完成了一个恒星日;但对于太阳,它还在A地的东边,地球还需继续自转角AEA′后,太阳才会又在A地的上中天,完成一个太阳日。
所以太阳日比恒星日长。
太阳日比恒星日长的地理意义:(一般来说)在地表自西向东运动,测得昼夜长短都变短;自东向西运动,测得昼夜长短都变长。
高中地理选择性必修一地貌地形气候易错点1.地球自转方向:从北极上空看为逆时针,从南极上空看为顺时针。
但要注意,这是指地球的“自西向东”自转方向,不能简单地理解为北极是顺时针、南极是逆时针。
2.恒星日与太阳日:恒星日是地球自转的真正周期,时间为23时56分4秒;太阳日是日常作息时间,为24小时。
要明确两者的区别和定义。
3.线速度的分布规律:地球自转的线速度,南北纬60°的线速度约为赤道的1/2。
同时要注意,同一纬度海拔越高,线速度越大。
4.黄赤交角的影响:黄赤交角决定了太阳直射点的移动范围,要理解其与太阳直射点移动之间的关系。
5.近日点与远日点:地球公转在近日点( 1月初)时角速度、线速度快,在远日点( 7月初)时角速度、线速度慢。
不要记混时间和速度的特点。
6.昼夜长短的变化规律:太阳直射点在哪个半球,哪个半球就昼长夜短,且纬度越高,昼越长夜越短。
要根据不同季节和纬度进行分析。
7.正午太阳高度的计算:要能正确运用公式计算正午太阳高度,同时要注意太阳直射点的移动对不同地区正午太阳高度的影响。
8.晨昏线的判断:顺着地球自转的方向,由夜入昼的是晨线,由昼入夜的是昏线。
要能在图上准确判断。
9.地方时的计算:要注意“东加西减”的原则,同时要考虑是否跨越日界线。
10.时区的划分:要清楚全球共分为24个时区,每个时区相差1小时,能根据经度计算所在时区。
11.水平气压梯度力是风形成的直接原因,但风向还要受到地转偏向力和摩擦力的影响。
12.冷锋过境时的天气特征是阴天、刮风、下雨、降温等;暖锋过境时多连续性降水。
不能混淆两者的天气表现。
13.气旋中心是低压,气流上升,多阴雨天气;反气旋中心是高压,气流下沉,多晴朗天气。
14.气压带和风带的分布:要牢记七个气压带和六个风带的名称和位置,以及它们随季节的移动规律。
15.季风的形成原因:不仅仅是海陆热力性质差异,如南亚的夏季风还受气压带风带季节移动的影响。
16.背斜成谷、向斜成山的原因是背斜顶部受张力,易被侵蚀成谷;向斜槽部受挤压,不易被侵蚀,反而形成山岭。
恒星日和太阳日的区别怎么计算
很多人都不了解恒星日和太阳日有什幺区别,下面小编整理了一些相关信息,供大家参考!
1 恒星日和太阳日的意思连接一个地方正南正北两点所得的直线为子午线,子午线和铅垂线所决定的平面是正南正北方向的子午面。
某地天文子午面两次对向同一恒星的时间间隔叫做恒星日,恒星日是以恒星为参考的地球自转周期。
如果把时间单位,定义为某地天文子午面两次对向太阳圆面中心(即太阳圆面中心两次上中天)的时间间隔,则这个时间单位就称作真太阳日,简称真时,也叫视时。
它是以太阳为参考的地球自转周期。
恒星日只在天文工作中使用,实际生活中我们所用的“日”是指昼夜更替的
周期,显然更接近于真太阳日。
根据真太阳日制定的时间系统称为“真太阳时”。
1 恒星日和太阳日一样吗恒星日是以距离无限远的恒星为标准,太阳日是以太阳为标准。
恒星日:某地经线连续两次通过同一恒星与地心连线的时间间隔,为23
时56 分4 秒。
(自转周期)
太阳日:某地经线连续两次与日地中心连线相交的时间间隔,为24 时。
(昼夜交替周期)
楼主可以想象一下,假设你就是地球,原地旋转,你开始的时候正好直视一个东西(比如一个杯子),当你原地转一圈,再次直视这个杯子的时候,你正好转了360 度。
恒星日与太阳日差异的原因【摘要】恒星日与太阳日之间的差异主要源于地球自转轴倾斜度不同、地球绕太阳公转速度不均匀以及地球轨道偏心率影响。
地球轴倾斜度使得地球绕太阳公转轨道不是一个完全规则的椭圆,导致太阳日和恒星日的长度不同。
地球绕太阳的速度也不是恒定的,因为椭圆轨道使得地球冬夏两个季节的长度不同,进而影响到太阳日和恒星日的长度。
地球轨道偏心率也会对日长产生影响,由此造成太阳日和恒星日的不同。
恒星日与太阳日的差异对于科学研究和地球物理学有着重要意义,可以帮助我们更好地理解地球运行的规律和特点。
【关键词】恒星日、太阳日、地球、自转轴、倾斜度、绕太阳公转速度、轨道偏心率、差异、重要性1. 引言1.1 恒星日与太阳日的定义恒星日与太阳日是描述地球自转周期的两种不同方式。
恒星日是指地球绕自转轴完成一次旋转所需的时间,即地球相对于固定在宇宙空间中的恒星的角位置的变化。
而太阳日则是指地球相对于太阳的角位置的变化所需要的时间,即地球自西向东转一圈的时间。
恒星日的长度为23小时56分4.1秒,而太阳日则是平均24小时。
由于地球绕行轨道不是完全圆形,且自转轴倾斜度不同,地球绕太阳公转速度也不均匀,这导致了恒星日与太阳日的差异。
在我们将探讨这两种日子的概念及其定义,为后续正文部分的讨论奠定基础。
1.2 恒星日与太阳日的概念恒星日与太阳日是地球上两种不同的计时方式,它们之间的差异主要源于地球自转和公转运动的复杂性。
恒星日是以地球上某一固定点相对于远处恒星的运动为基础所定义的一种日计时方式,而太阳日则是以地球上某一固定点相对于太阳的运动为基础所定义的另一种日计时方式。
在地球上,我们通常采用太阳日作为我们的标准日计时方式,因为太阳日和我们的日常生活紧密相关,比如白天和黑夜的交替。
恒星日与太阳日之间存在一定的差异,这主要是由地球自转轴倾斜度不同、地球绕太阳公转速度不均匀以及地球轨道偏心率等因素造成的。
这些差异使得恒星日和太阳日的长度并不完全相同,导致在实际应用中需要进行一定的修正。
地球自转的恒星日推算地球自转的恒星日是指地球绕自己轴线旋转一周所需的时间。
恒星日的概念是基于地球自转的时间单位,与太阳的运动无关。
本文将详细介绍地球自转的恒星日的相关知识。
地球自转的恒星日的长度是固定的吗?恒星日的长度是如何确定的呢?地球自转的恒星日与地球的自转速度有关。
地球自转的速度是恒定的,约为每小时1670公里。
根据这个速度,我们可以计算出地球自转一周所需的时间,即恒星日的长度。
地球自转的恒星日的长度约为23小时56分钟4秒。
这个时间是根据国际天文学联合会(IAU)所确定的,被广泛接受并采用。
恒星日相对于太阳日略短,这是因为地球在绕太阳公转的同时,自转也在进行,所以地球要多转一小段才能使太阳再次出现在同一个位置。
地球自转的恒星日的长度对于日常生活并没有直接的影响,我们通常使用的时间单位是太阳日。
太阳日的长度是根据太阳的位置来确定的,即从太阳高度角为0度的时刻开始,到下一次太阳高度角为0度的时刻结束。
太阳日的平均长度约为24小时。
为什么我们要使用太阳日而不是地球自转的恒星日?这是因为我们的生活习惯和社会活动都是以太阳为基准的。
人类的生物钟也与太阳的周期相适应,所以太阳日更符合我们的日常需求。
然而,在科学研究和天文学领域,地球自转的恒星日是非常重要的。
天文学家使用恒星日来计算恒星位置和观测时间,以精确测量天体的位置和运动。
地球自转的恒星日还与地球坐标系统的建立和使用密切相关。
地球坐标系统是用来描述和定位地球上的地理位置和天体位置的系统。
其中最常用的是赤道坐标系统和地平坐标系统。
赤道坐标系统以地球自转的恒星日为基准,将天体的赤经和赤纬作为坐标来表示。
地球自转的恒星日的长度并不是完全恒定的。
由于多种因素的影响,地球自转的速度会发生微小的变化。
其中最主要的因素是地球内部的物理过程,如地核的运动、地球的形变以及海洋和大气的运动等。
这些因素会引起地球自转速度的微小变化,导致恒星日的长度略有变化。
为了精确测量地球自转的恒星日的长度,国际天文学联合会建立了国际地球自转与参照系统服务(IERS)。
太阴⽇·太阳⽇·恒星⽇地球⾃转是⼀种周期性的运动,其⾃转周期为⼀⽇。
在天⽂学上,⽇的长度有三种:即恒星⽇、太阳⽇、太阴⽇。
它们分别是以恒星、太阳、⽉球为参考点的。
恒星⽇:某⼀地或同⼀经线,同⼀恒星相邻两次上中天所⽤的时间为⼀个恒星⽇。
太阳⽇:某⼀地或同⼀经线,太阳中⼼相邻两次上中天所⽤的时间为⼀个太阳⽇。
太阴⽇:某⼀地或同⼀经线,⽉球中⼼相邻两次上中天所⽤的时间为⼀个太阴⽇。
天体运动周期是以转过360o所⽤的时间为标准的,在天球上只有遥远的恒星被认为是不动的,⽽太阳和⽉球在天球上都有运动,且速度不同,⽇的长度也不等。
因⽽恒星⽇是地球⾃转的真正周期。
⾸先,⽐较恒星⽇和太阳⽇。
如图⽰,地球上某地A点⽇上中天、星上中天,当地球⾃转过360o,达到恒星再上中天时,完成了⼀个恒星⽇,但此时太阳尚没有上中天,地球还需要转过59′才过到⽇再上中天,完成⼀个太阳⽇。
因此,⼀个太阳⽇地球⾃转过的⾓度为360o+59′,所以太阳⽇⽐恒星⽇要长。
太阴⽇是以⽉球为参考点所度量的地球⾃转周期。
⽉球中⼼连续两次通过地球上同⼀⼦午线所需要的时间。
平均是24⼩时50分,⽐平太阳⽇长50.47分。
这是由于⽉球公转⽅向和地球⾃转⽅向相同,⽉球每⽇在⽩道上平均运⾏13°11′,因此当地球⾃转⼀周后,⽉球已经沿轨道向前运⾏了13°11′,⽽地球需要再转过13°11′(地球绕过这个⾓度所需的时间约是50分),⽉球中⼼才能两次经过这⼀⼦午线。
所以,以⼀定的地点来说,⽉球中⼼通过当地⼦午线的时刻,总⽐前⼀天延迟50分钟。
由于⽇常⽣活中⼈们常以24时表⽰太阳⽇的长度,因此恒星⽇为23时56分4秒,太阴⽇为24时50分。
⽇参考点每⽇⾃转⾓度时间恒星⽇恒星360o23时56分04秒太阳⽇太阳360o+59¢24时太阴⽇⽉球360o+13o38¢24时50分恒星⽇和太阳⽇的区别恒星⽇是以距离⽆限远的恒星为标准,太阳⽇是以太阳为标准。
恒星日和太阳日的差异的原因恒星日和太阳日是两个与地球自转周期相关的概念。
恒星日指的是地球绕自身轴旋转一周所需的时间,而太阳日则是地球绕太阳一周所需的时间。
尽管它们都与地球的自转有关,但两者之间存在一定的差异。
恒星日的定义是地球上某一地点的太阳再次出现在同一子午线上所需的时间间隔。
由于地球的自转轨迹是一个近似椭球形,且受到地球自转轨道的影响,导致地球在自转过程中会出现一些微小的波动。
这些波动使得恒星日的长度略有变化,通常在24小时左右。
太阳日则是以太阳在地球上某一地点的两次上中天为标志,所需的时间间隔。
太阳在地球上的运动是由地球绕太阳公转和地球自转共同决定的。
由于地球的公转轨道是一个椭圆形,且受到其他天体的引力影响,导致地球绕太阳的速度并不均匀。
这使得太阳日的长度在一年中会有所变化。
恒星日和太阳日的差异主要源于地球自转轨迹的不规则性和地球公转轨道的偏离。
地球自转轨迹的不规则性导致恒星日的长度会发生微小的变化,这种变化在日常生活中并不明显,但在科学和导航领域却需要精确考虑。
而地球公转轨道的偏离则导致太阳日的长度在一年中会有所变化,这一变化影响了地球上的季节变化和气候。
除了地球自转轨迹和公转轨道的影响外,地球的自转速度也会受到其他因素的影响而发生微小的变化。
例如,地球的自转速度受到大气和海洋的影响,而这些因素又会受到地球的形状和结构的影响。
因此,恒星日和太阳日的长度都会受到地球内外部因素的综合影响。
尽管恒星日和太阳日存在差异,但它们在日常生活中并不会带来实质性的影响。
人们通常使用24小时来计量时间,这是以平均太阳日为基准的。
对于科学研究和导航定位等领域,可能需要考虑到恒星日和太阳日的差异,以确保精确计算和测量。
然而,对于大多数人来说,恒星日和太阳日的差异并不会对日常生活产生直接影响。
恒星日和太阳日的差异主要源于地球自转轨迹的不规则性和地球公转轨道的偏离。
尽管它们在长度上存在微小的差异,但对于大多数人来说,这并不会产生实质性的影响。