地概第三章(公转)PPT参考幻灯片课件.ppt

1,,一、地球的公转及其发现,地球环绕太阳的绕转运动，称为地球的公转运动严格地说：地球并不是绕日心旋转，太阳也不是 居中不动的，而是地球和太阳都绕着它们共同的 质量中心旋转（据计算，这个质量中心位于距日 心450千米，在太阳内部）太阳系中的绕转天体不只是地球，还有其他天体， 它们都同太阳一起绕太阳系的共同质量中心旋转 “公转”生活在地球上的人类不仅觉察不到地球的自转运 动，也觉察不到地球的公转运动，人类所感觉到 的只是日、月、星辰在天球上的周日运动和周年 运动，特别是太阳的周日运动和周年运动2,,,,,太阳的周年运动,太阳以年为周期，在天球星座之间位置的移动， 称为太阳的周年运动K,K,S1,S2,S3,M3,M2,M1,E1,E2,E3,黄 道,地球,,,,,,,,,,,太阳,3,4,5,,黄道十二宫,白羊金牛道路开，双子巨蟹跟着来， 狮子室女光灿烂，天秤天蝎共徘徊， 人马摩羯弯弓射，宝瓶双鱼把头抬， 春夏秋冬分四季，十二宫里巧安排双鱼白羊到金牛，双子巨蟹狮子头， 室女天秤天蝎尾，人马摩羯宝瓶收一羊二牛三双子，四蟹五狮室女连， 七秤八蝎九人马，摩宝双鱼十二全6,,历史上，太阳的周年运动和周日运动一样，曾经长期被认为是真实运动，由此产生了“地球 中心体系”的宇宙学说。

地球中心体系”,“ 地球中心体系 ” 简称 “ 地心体系 ”， 该体系的倡导者是古希腊学者亚里 斯多德，代表者是古希腊著名天文学家 托勒密 7,托勒密从实际观测出发，总结了希腊古代 天文学的成就，发表了巨著天文学大成， 系统提出了行星运动的理论，创立了“地球 中心说”地球中心说” 的主要观点为： 地球是宇宙的中心天体，月球、太阳 和行星都是围绕它旋转，从地球算起，依次 排列顺序是地球、月球、水星、金星、太阳、 火星、木星和土星8,9,10,11,12,,“日心地动说”又称为“日心说”，其代表 者是波兰天文学家尼古拉 哥白尼，他 于1543年出版了阐述日心说理论的巨著 天体运行论日心地动说”,主要观点是:, 太阳是宇宙的中心天体，地球只是一颗 行星；, 日、月、星辰的东升西落是地球自转的反映， 地球除每天自转一周外，还同其他行星一起 按各自的圆形轨道匀速地围绕着太阳公转；,13,哥白尼的日心体系正确地揭示了太阳系的结 构，是人类认识史上的一次伟大的革命 地球的公转周期是一年；, 月球是地球的卫星，它在以地球为中心的圆 形轨道上，每月绕地球运转一周，同时又跟 着地球绕太阳公转；, 按离太阳由近及远，依次是水星、金星、地 球和月球、火星、木星、土星。

恒星离地球比太阳远的多14,,15,二、地球公转运动的规律,（一）地球公转的轨道和轨道面,1、地球公转的轨道及其特征,地球公转运动的路线称为公转轨道地球公转的轨道是一个闭合的椭圆，太阳 位于椭圆的一个焦点上（经计算，地球轨 道的偏心率很小，仅为0.0167，故此，地 球公转轨道近似圆形）16,,17,,由于地球轨道的椭圆形状，因此日地距离就 因地球本身在轨道上位置的变化而变化，有 近日点和远日点之分，其变化周期为一年现阶段地球于每年1月初经过近日点，7月初经过 远日点F1,F2,地球轨道,地球,近日点,远日点,太阳,15210万km,14710万km,18,2、黄道和黄赤交角,地球绕日公转的轨道面无限扩大与天球相交的大 圆称为黄道黄道是太阳周年视运动的路线天北极,天南极,天赤道,地球轨道,黄北极,黄南极,黄道,19,天北极,天南极,天赤道,地球轨道,黄北极,黄南极,升分 (春分),北至 (夏至),降分 (秋分),南至 (冬至),黄道,20,黄道和天赤道的交角，叫做黄赤交角，其大小为 23o26，用表示（=23o2621.448）在黄道上，春分点和秋分点之间的中点，在天球 北半球的叫夏至点，也称北至点；在天球南半球 的叫冬至点，也称南至点。

黄道和天赤道相交于两点，即春分点和秋分点； 春分点又称升交点，秋分点又称降交点21,天北极,天南极,天赤道,地球轨道,黄北极,黄南极,升分 (春分),北至 (夏至),降分 (秋分),南至 (冬至),黄道,22,23,,24,天北极,天南极,天赤道,地球轨道,黄北极,黄南极,升分 (春分),北至 (夏至),降分 (秋分),南至 (冬至),,,,,,,,,,25,,夏至点（北至点）和冬至点（南至点）是黄道上 距天赤道最远的两点，它们对于天赤道的角距离 是23o26，称为黄赤大距在天球上距黄道90o 的点叫黄道的极（黄北极和黄 南极），黄极和天极的角距离，也等于黄赤交角春分点和秋分点合称为二分点；夏至点和冬至点 合称为二至点26,3、地轴的倾斜,地球在绕日公转的过程中，其自转轴对公转轨道面 是倾斜的，两者之间有一个交角，其大小 为66o34 （产生原因是黄赤交角的存在）地球在公转过程中，地轴所指的方向在一定时期是 不变的故此， 地球在公转的 过程中， 倾斜 的地轴是平行 地移动27,,（二）地球公转运动的方向和周期,1、地球公转运动的方向,一般规定，从黄北极向下看地球的公转运 动，其运动方向与地球自转方向相同，是 逆时针方向，即自西向东；,在太阳系中所有行星的公转方向都是逆时针 方向，绝大多数卫星的公转方向也都是逆时 针方向；,一般称逆时针方向运动的天体为顺向运动，顺时 针方向运动的天体为逆向运动。

28,,2、地球公转的周期,地球环绕太阳绕转一周的时间就是公转的周期， 笼统地说是一年，一般用太阳周年视运动的周 期来反映在地球上选择不同的参考点 ，太阳周年视运动 的周期 年的长度就不同恒星年：太阳在天球上连续两次通过同一恒星 的时间间隔，其长度为365日6时9分10秒，即 365.2564日回归年：太阳在天球上连续两次通过春分点的 时间间隔，其长度为365日5时48分46秒，即 365.2422日29,近点年：太阳在天球上连续两次通过近地点 的时间间隔，其长度是365日6时13 分56秒，即365.2596日食 年：太阳在天球上连续两次通过升交点 （黄道和白道的交点之一）的时间间 隔，其长度为346日14时52分53秒， 即346.6200日恒星年和回归年是经常使用的年，其中恒星 年是地球公转的真正周期，即地球环绕太阳 绕转360o 所用的时间30,四种年的比较 :,恒星年是以固定不动的恒 星为参考点，因此是地球 绕转太阳360o 所用的时间；,回归年是以春分点为参考 点，而春分点每年沿黄道 西退50.29，使太阳连续 两次通过春分点只视行了 359o599.71 ，这就造成 了回归年比 恒星年平均短 20分40秒（0.01416日）；,r1,r2,,50.29,31,食年是以黄白交点为参考 点，而黄白交点每年西退 19.4o ，因此食年比恒星年 短18.6364日。

近点年是以近日点为参考 点，而近日点每年东移11， 因此，近点年比恒星年长 4分43秒；,P2,,11,P1,,N1,N2,19.4,,32,33,（三）地球公转运动的速度及其变化,地球公转平均角速度= 360o / 恒星年= 0.986o /日 = 59/日地球公转平均线速度= 94000万km /年= 29.8km / s地球公转的角速度和线速度，是随日地距离的 变化而变化据测算，地球在近日点时公转速度 快，角速度为1110/日，线速度为 30.3km/s；地球在远日点时公转速度慢， 角速度为5710/日，线速度为29.3km/s 34,由于地球公转速度的快慢变化，就形成了 自春分经夏至到秋分的半年（夏半年）的 日数多于自秋分经冬至到春分的半年（冬 半年）的日数前者是 186天多，后者是 179天35,三、地球公转的后果或效应,恒星的周年视差位移,恒星的光行差位移,恒星的多普勒效应,太阳的周年视运动,行星与太阳的会合运动 行星与恒星的会合运动,行星的视运动,36,（一）太阳的周年运动,太阳的周年运动就是太阳以年为周期在 黄道星座之间位置的移动太阳在黄道上的位置，是用黄经表示的。

我国二十四节气所表示的，正是这样的 位置太阳的周年运动是地球公转的最明显的 后果，它从各个方面反映地球绕日公转 的具体细节：,37,,38,39,,40,, 太阳在黄道上的位置，真实地反映了地球在 其轨道上的位置 太阳在黄道上的运动方向，真实地反映了地 球公转的方向 太阳周年运动的周期，真实地反映了地球公 转的周期 太阳周年运动的角速度，真实地反映了地球 公转的角速度太阳周年运动的轨迹 黄道，真实地反 映了地球轨道面在天球中的位置41,（二）行星的视运动,行星围绕着太阳运行，观察者从地球上看行 星在天球上位置的移动，叫做行星的视运动行星、太阳都以各自的特定周期在天球星 座之间运行着，但是由于它们运行的周期 和角速度各不相同，因此在行星和太阳之 间、行星和行星之间以及行星和恒星之间 就存在相对运动，这样的相对运动，叫做 行星相对于太阳的视运动（会合运动） 、 行星相对于行星的视运动（会合运动）以 及行星相对于恒星的视运动42,,1、行星轨道速度的比较,假定行星轨道都是圆 形，并且都在同一平面上Pa,Pb,,,a,,,b,va,vb,如图：Pa 和 Pb 代表 两颗行星， a、b 是它们 的轨道半径，Va 、Vb 是 它们的轨道速度，Ta 、Tb 是它们的公转周期。

则：,43,行星轨道速度的大小是与它们轨道半径的 平方根成反比距太阳近的行星，轨道速 度大，距太阳远的行星，轨道速度小由开普勒第三定律,代入上式，得：,,即:,44,,,,上合,2、行星相对于太阳的视运动,（1）地内行星同太阳的会合运动,太阳,上合,,下合,,东大距,西大距,,地球轨道,,1,,2,东大距,3,下合,4,西大距,5,上合,太阳,,,45,,行星的距角：地球和行星的连线与地球和太阳 的连线之间的交角在天球上的投 影，叫行星的距角合日时，行星和太阳同升同落，一般看不见它行 星 合 日：在天球上，当行星的黄经和太阳 的黄经相等时，其距角为零，称 之为合日，简称为合合有上合与下合之分，距地球 最远的合日是上合，距地球最近的合日是下合46,,东大距：在天球上，当行星位于太阳以东，且 偏于太阳以东角度最大时，称为东大 距 东大距前后，行星在日落后出现 在西方天空，故此称作“昏星”西大距：在天球上，当行星位于太阳以西，且 偏于太阳以西角度最大时，称为西大 距西大距前后，行星在日出前出现 在东方天空，故此称为“晨星”。

上合 东大距 下合 西大距 上合,会合运动规律：,47,,,,（2）地外行星同太阳的会合运动,合,,西方照,东方照,冲,太阳,,,,,,太阳,合,西方照,东方照,冲,合,1,2,3,4,5,,,48,行星合日：当行星的黄经与太阳的黄经相等 时，其距角为零，称之为合日， 简称 “合”合日时，行星和太阳 同升同落，一般看不到它 西 方 照： 当行星位于太阳以西，且行星的 黄经和太阳的黄经相差 90o 时， 称为西方照西方照时，行星于 子夜从东方升起，下半夜可见49,,行星冲日：当行星的黄经和太阳的黄经相差180o 时，称为冲日，简称“冲” 冲日时， 行星于日落时从东方升起，日出时 在西方落下，整夜可见东 方 照：当行星位于太阳以东，且行星的黄经 和太阳的黄经相差270。