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近 日 点 的 东 旋
近日点在轨道上不固定, 东旋11〃/年.
黄赤交角
K P
23°26 黄道面
黄赤交角与地轴的倾斜
地球公转的周期
恒星年 回归年 近点年 交点年
太阳在黄道上连续两次通过同一恒星的 时间间隔 1恒星年=365.2564日
岁 差
太阳在黄道上连续两次通过春分点的 时间间隔 1回归年=365.2422日 地球在轨道上连续两次通过近日点的 时间间隔 1近点年=365.2596日 太阳在黄道上连续两次通过同一黄白交点 的时间间隔 1交点年=346.6200日
图为万神庙外观.
悬 挂 于
摆 绳 长 67 27 摆
大 厅 的 傅 科 摆
地球真的在转动
傅科摆每经过一个 周 期的震荡,在沙盘 上画出的轨迹都会偏 离原来的轨迹,在直 径6米的沙盘边缘,两 个轨迹之间相差大约3 毫米. "地球真的是 在转动啊",有的人 不禁发出了这样的感 慨.
150年前 傅科摆实验 所用的 沙盘 和标尺 现仍 保存于巴黎 万神庙大厅.
V地内>V地>V地外
会合运动周期( 会合运动周期(s)
设在一个会合周期中,Pb转过的角 度为θ, 则Pa转过的角度为360+θ 360 θ = T S b 360 360+ θ = T S a θ
Pb
E P
Pa P E
360 360 360+ T S = T S b a 1 1 1 = - S Ta Tb
傅科摆偏转
惯性使摆的摆动方向 原理 超然于地球自转.
傅科摆特点
傅科摆是法国物理学家 傅科在1851年为证明地 球自转而设计的一种摆.
傅科摆实验
傅科摆的特点
特殊的悬挂装置 长摆绳 重摆锤 刻有度数的圆盘
傅科摆实验
1851年,傅科 在巴黎万神庙用单 摆成功的作了一次 著名的实验,用以 证明地球自转.
1 1 1 = - S地内 P E 1 1 1 = - S地外 E P
行星与太阳相对位置的变化
冲 昏 星 星
东方照 冲 西方照
晨
东方照
西方照
合
地内行星
地外行星
3
5 4
地 内 行 星 的 逆 行
2 1 地内行星在下合前后逆行
地外行星
地 外 行 星 的 逆 行
3 2 4 地外行星在冲前后逆行
1
�
周年视差:地球的轨道半径 对恒星的最大张角.
关于周年视差的确定 π
关于恒星周年视差的测定
哥白尼
恒星没有这种现象(周年视差),说明 它们的距离太大,以至地球轨道同它们 相比可以忽略不计,从而不能看到这种 现象. 现在实验没有成功,不要紧,我相信将 来一定能够成功.或早或晚,或许是明 天,或许是百年之后,天文学家总有一 天会找出地球绕太阳运动的证据来.
三种周期的比较
参考点 地球自转角度 所需时间 恒星日 太阳日 太阴日
地球自转速度
角速度 线速度
随纬度的升高而减小; 随高度的升高而增大.
单位时间内地球绕轴 自转的角度 ω=3600/T =3600/23h56m ≈150/h
自转速度的变化
地球自转线速度
赤道上
2πR V0= T =465m/s≈4万km/日 r
F2
F
F1 F1
赤道半径a=6378km 6378km 极半径 b=6357km
F
F2
地球的赤道半径和极半径
落体偏东
含义
从高处下落的物体,并不垂 直的降落到地面B点,而是 稍稍偏向东方的B′点.
A
V
B
B'
东
原因
地球的自转使落体具有更 大的线速度 物体的惯性使落体在下落 过程中保持这一较大的速度
B A
30°
60°
60°
北极
南极
北极:逆时针
自西向东
南极:顺时针
右手定则
右手拇指指向北极,则四指 环绕方向为地球自转方向
练习
判断下列各图中地轴北端的指向 或者地球自转方向
N
地球自转的周期——恒星日 恒星日 地球自转的周期
某恒星连续两次通过某 恒星日 地上中天的时间间隔. 1恒星日=23小时56分
太阳日 1太阳日=24小时 太阴日 1太阴日=24小时50分
距日越近,速度越大 V地内>V地>V地外
行 星 轨 道 速 度 比 较
如图,设两行星的公转周期分别为Ta, Tb ,公转速度分别为Va,Vb , 则 Va=2πa/ Ta Vb=2πb/ Tb
Pb b Pa a
Va a Tb Vb = b Ta 根据开普勒第三定律, Tb2 b3 Ta2 = a3 Va Vb = b a Tb Ta = b3 = b a a3 b a
扁球体 附加引力 F2 F1 K P
黄赤交角
促使天轴向黄轴靠拢
地球的自转
惯性力图保持地轴 的空间指向
地轴进动后果
天极的改变 极星的变迁 春分点的西移
ε
P K
极 星 的 变 迁
春 50.29"/年 方向:
γ
自东向西
地球自转方向
0°
0°
30°
地球内部物质的移动或太阳活动 不规则变化 的影响 ,没有一定规律.
地球自转的后果
天体的周日运动
不同天体的周日运动 不同纬度的周日运动
水平运动的 左右偏转
不同天体的周日运动
恒星的周日运动是地 球自转的单纯反映
周期为太阳日.
旋轴
方向
周期
太阳的周日运动有地球公转的因素 月球的周日运动有月球公转的因素
周期为太阴日. 思考?
恒星周日运动反映了地球自转
思考
某恒星21:00位于某地上中天, 第二天它位于该地上中天的时间是 几点? 月亮某日18:00位于某地上中天, 第二天它位于该地上中天的时间是 几点?
不同纬度的周日运动
恒显星 出没星 恒隐星
对于40°N来说, 下列赤纬的天体 属于哪类恒星? +40 ° +70 ° -50 ° -70 ° 举例 P Z
地 球 的 公 转
公转的证明 公转的后果 公转的规律
地球公转及其证明
恒星的周年视差
视差位移 位移路线 位移大小
恒星的光行差
光行差位移及路线
恒 星 的 视 差 位 移
由于地球在轨道上的位 移而引起的恒星的视位置在 天球上改变的现象
视 差 位 移 路 线
视 差 位 移 大 小 —— —— 周 年 视 差
地球自转的规律性
P
极移和进动
极移
两极在地表的移动 各地经纬度的微小变化 N N SS
地轴进动 概念 原因 后果
方向,周期和速度
P
极移曲线
15m
地轴进动
地轴以25800年为周期,以黄赤 交角为角半径绕黄轴自东向西的 旋转运动 速度: 地轴 黄轴 50.29"/年
ε
陀螺的进动
地轴进动原因
地球的形状
水平运动的左右偏转
原因 科里奥利力
地转偏向力 F=2mvωSinφ
用经纬线的偏转解释运动偏向
地球上的方向是以经 纬线为标准的. 由于地球自转,经纬 线的方向是变化的. 惯性使物体力图保持 原运动状态不变.
N
南半球
s
作业
什么是地轴进动?其后果是什么? 比较恒星日,太阳日,太阴日的区别. 说明600N,300S,900S所见到的恒星 周日运动情况. 用经纬线的偏转解释地球上水平运动 物体的偏向. P78 第7,9题.
比较
恒星年与回归年
r1
3600 3600 -50.29"
四种年的比较
周期 恒星年 回归年 近点年 交点年 参考点 所用时间 公转角度
地球公转速度
平均速度
角速度 ω=3600/T =3600/365.2564日=59′/日 线速度 V=29.78 km/S
速度的变化
近 61′/日30.3 km/S 点 日 点 日 远
开普勒
最先测定的恒星的视差
最先测定的恒星的周年视差
观测者 白塞耳(德) 亨德逊(英) 斯特鲁维(俄) 测定恒星 测定年代 测定数值 现代测定值 天鹅座61 南门二 织女星 1838 1839 1839 0.314 0.98 0.261 0.30 0.76 0.124
白塞耳(1784-1846),德国著名的天文 学家和数学家,1837年,白塞尔发现天 鹅座61正在非常缓慢地改变位置,第二 年,他宣布这颗星的视差是0.31弧秒, 这是世界上最早测定的恒星视差之一.
57′/日29.3 km/S
地 球 公 转 的 后 果
太阳的周 年运动
行星同太 阳的会合 运动
太阳周年运动
方向 周期 路线
二十四气 太阳以恒星年为周期在黄 弧段 等分点 时段 的含义 道上自西向东的视运动
十二宫
时刻
二 十 四 气 与 黄 道 十 二 宫
行星与太阳的会合运动
行星轨道速度比较 会合运动周期 行星与太阳相对位置的变化 行星的逆行
0° 30° 60°
A
北极
三种周期的比较
恒 星 日 与 太 阳 日 的 区 别
P E2 E1 P P E3 59
在一个太阳 日中: 地球自转了 360 59 ′ 太阳日比 恒星日约 长4分钟.
恒 星 日 与 太 阴 日 的 区 别
M3 M1 M2 在1太阴日中, 地球自转了 373 38′ 太阴日比恒星 日长54分钟, 比太阳日长50 分钟
φ
90-φ
三类恒星的范围
范围 恒显星 距离仰极φ以内 出没星 赤纬 δ高于90-φ的恒星
天赤道两侧 δ介于±(90-φ))之间 90-φ的距离内 恒隐星 距离俯极φ以内 δ高于-(90-φ)的恒星
