地球概論地球的公轉(zhuǎn)

關(guān)于地球概論地球的公轉(zhuǎn)第一頁，共五十頁，2022年，8月28日第二節(jié)地球的公轉(zhuǎn)地球公轉(zhuǎn)及其證明地球公轉(zhuǎn)的規(guī)律性地球公轉(zhuǎn)的后果第二頁，共五十頁，2022年，8月28日一、地球公轉(zhuǎn)及其證明地球公轉(zhuǎn)就是地球?qū)μ柕睦@轉(zhuǎn)。方向：逆時針（向東）繞轉(zhuǎn)中心：共同質(zhì)心

450km(70萬km)第三頁，共五十頁，2022年，8月28日恒星周年視差：地球在軌道上的位移對于恒星視位置的影響。光行差：地球的軌道速度對于光行方向的影響。多普勒效應(yīng)：地球的軌道速度對于星光頻率的影響。地球公轉(zhuǎn)的物理證據(jù)第四頁，共五十頁，2022年，8月28日恒星的視差位移

由于地球在軌道上的位移而引起的恒星的視位置在天球上改變的現(xiàn)象（一）恒星周年視差第五頁，共五十頁，2022年，8月28日

地球公轉(zhuǎn)以一年為周期，恒星的視差位移也以一年為周期，稱為周年視差。第六頁，共五十頁，2022年，8月28日視差位移路線

地球公轉(zhuǎn)軌道是封閉曲線，恒星在天球上視差位移的路線也是封閉曲線，具體形狀則因恒星的黃緯而不同。第七頁，共五十頁，2022年，8月28日關(guān)于周年視差的確定

當(dāng)日地連線同星地連線垂時，同一恒星的視差位移達到極大值。這個極大值被稱為該恒星周年視差，簡稱年視差。第八頁，共五十頁，2022年，8月28日關(guān)于周年視差的確定

假設(shè)在太陽上觀測到的恒星在天球上的位置為平均位置。從地球上觀測到的恒星位置與平均位置存在一定的偏離。第九頁，共五十頁，2022年，8月28日恒星年視差是地球軌道半徑對恒星的最大張角。sin=a/Dsin=(當(dāng)角很小時）=a/D1弧度=360°/2=57.3°=206265″=206265a/D已知恒星年視差，可測定恒星距離第十頁，共五十頁，2022年，8月28日已知半人馬座的a（比鄰星）的年視差是0.76″求它的距日距離是多少？=206265a/D

D=206265a/D=206265a/0.76=271401AU第十一頁，共五十頁，2022年，8月28日D=206265a/當(dāng)=1時，Ｄ＝206265a該恒星的距離稱作1秒差距(PC)若D以秒差距為單位，206265a=1

D=1/恒星的秒差距與它的周年視差互為倒數(shù)第十二頁，共五十頁，2022年，8月28日1天文單位(AU)=1.496×108km1光年(l.y.)=9.5×1012km=6.324×104AU1秒差距(PC)=3×1013km=206265AU=3.262l.y.天文學(xué)上常見的距離單位第十三頁，共五十頁，2022年，8月28日最先測定的恒星的周年視差觀測者測定恒星測定年代測定數(shù)值現(xiàn)代測定值白塞耳（德）天鵝座6118380.314?0.30?亨德遜（英）南門二18390.98?0.76?斯特魯維（俄）織女星18390.261?0.124?白塞耳（1784-1846），德國著名的天文學(xué)家和數(shù)學(xué)家，1837年，白塞爾發(fā)現(xiàn)天鵝座61正在非常緩慢地改變位置，第二年，他宣布這顆星的視差是0.31弧秒，這是世界上最早測定的恒星視差之一。第十四頁，共五十頁，2022年，8月28日（二）光行差光行差是地球軌道速度對于光速的影響。地球向某一恒星接近，在相互關(guān)系上，也可以看作該恒星向地球接近。第十五頁，共五十頁，2022年，8月28日光行差位移CV-VV合S1S2光行差位移：由于地球軌道速度對星光方向的影響，使恒星的視方向和真方向之間存在一定偏差的現(xiàn)象。θ地球的軌道速度：V=30km/s星光光速：C=300000km/s則： tan=30/300000=0.0001

=20.47：光行差常數(shù)位置：真位置的前方大?。号c恒星的距離無關(guān)第十六頁，共五十頁，2022年，8月28日（二）光行差地球上所看到的星光的視方向，不同于星光的真方向：是光速和地球公轉(zhuǎn)速度的合成反映。即：視方向與真方向之間存在著一定的偏離，這就是恒星的光行差位移。光行差示意圖VC第十七頁，共五十頁，2022年，8月28日光行差橢圓

在南北黃極，光行差軌道是半徑為20″的橢圓(與地球軌道形狀相同)在黃道上，變成長度為20″2的一段直線。在其他黃緯，光行差軌道都是半長軸為20″的橢圓.愈近黃極，橢圓扁率愈小。

地球公轉(zhuǎn)以一年為周期，恒星視位置繞轉(zhuǎn)其真位置也以一年為周期，恒星視位置的繞轉(zhuǎn)路線，被叫做光行差軌道，其形狀則因恒星的黃緯而不同。第十八頁，共五十頁，2022年，8月28日（三）年視差和光行差比較愈近黃極，年視差和光行差橢圓的扁率愈??；愈近黃道扁率愈大。恒星年視差沿軌道半徑方向偏離其平均位置；恒星光行差則沿軌道切線方向偏離其真位置。二者的偏離方向有90之差。第十九頁，共五十頁，2022年，8月28日（四）多普勒效應(yīng)地球軌道速度對星光頻率的影響。地球繞太陽公轉(zhuǎn)，使地球與恒星發(fā)生相對運動。使恒星譜線以一年為周期，交互發(fā)生紫移（接近）和紅移（遠離）。第二十頁，共五十頁，2022年，8月28日二、地球公轉(zhuǎn)的規(guī)律軌道和方向周期速度第二十一頁，共五十頁，2022年，8月28日6634′（一）地球軌道

1、軌道形狀：橢圓半長軸（a）：1.496×108

km（天文單位）半短軸（b）：1.4958×108

km半焦距（c）：2.5×106km周長（l）：9.4×108km偏心率（e=c/a）：0.016扁率（f=a-b/a）：7000近日點遠日點第二十二頁，共五十頁，2022年，8月28日2、太陽在軌道中的位置：兩焦點之一近日點（地球1月初經(jīng)過）：1.471×108km；遠日點（地球7月初經(jīng)過）：1.521×108km。圖3-22地球的近日點和遠日點第二十三頁，共五十頁，2022年，8月28日近日點的東旋近日點在軌道上不固定，東旋11″/年。

第二十四頁，共五十頁，2022年，8月28日黃赤交角與地軸的傾斜黃道面赤道面23°26′

KP（二）黃赤交角第二十五頁，共五十頁，2022年，8月28日黃赤大距第二十六頁，共五十頁，2022年，8月28日（三）地球公轉(zhuǎn)的周期1、恒星年：以恒星為參考點，無明顯自行，365.2564日2、回歸年：以春分點為參考點，每年西移50，小于恒星年，365.2422日3、交點年：以黃白交點為參考點，每年西移20°，小于恒星年，346.6200日4、近點年：以近日點為參考點，每年東移11，大于恒星年，365.2596日第二十七頁，共五十頁，2022年，8月28日黃赤交角四種年的比較周期參考點公轉(zhuǎn)角度所用時間恒星年回歸年

近點年交點年恒星360°365.2564春分點360°-50″365.2422近日點360°+11″365.2596黃白交點360°-20°346.62第二十八頁，共五十頁，2022年，8月28日恒星年與回歸年r1r236003600－50.29"恒星年是地球公轉(zhuǎn)的真正周期回歸年是地球上季節(jié)變化的周期歲差（20分24秒）第二十九頁，共五十頁，2022年，8月28日

平均速度角速度(ω)＝3600／Ｔ＝360°／365.2564日=0.99°/日=59′/日線速度（V）＝L/T=9.4×108/365.2564=29.78km/s≈30km/s

速度的變化61′10″/日30.3km/s

57′10″/日29.3km/s

近日點遠日點（四）地球公轉(zhuǎn)速度第三十頁，共五十頁，2022年，8月28日（四）地球公轉(zhuǎn)速度1、角速度：0.99°/日=59′/日

（因距離而變化）2、線速度：29.78km/s≈30km/s

（因距離而變化）3、面速度：不變（開普勒第二定律）面速度不變（開普勒第二定律）的幾何證明

⊿ABS=⊿BCS(等底同高)⊿BCS=⊿BES(同底等高)

第三十一頁，共五十頁，2022年，8月28日

——天體視位置的變化

地球公轉(zhuǎn)的后果太陽的周年運動行星同太陽的會合運動恒星周年視差第三十二頁，共五十頁，2022年，8月28日（一）恒星周年視差（二）太陽周年運動地球公轉(zhuǎn)的后果太陽周年運動是恒星周年視差的一種特例第三十三頁，共五十頁，2022年，8月28日（二）太陽周年運動太陽以恒星年為周期在黃道上自西向東的視運動

方向周期路線二十四氣的含義弧段時段等分點時刻第三十四頁，共五十頁，2022年，8月28日二十四氣與黃道十二宮1、二十四氣春雨驚春清谷天夏滿芒夏暑相連秋處露秋寒霜降冬雪雪冬小大寒第三十五頁，共五十頁，2022年，8月28日2、十二星座寶瓶座(1.21-2.19)雙魚座(2.20-3.20)白羊座(3.21-4.19)金牛座(4.20-5.20)雙子座(5.21-6.21)巨蟹座(6.22-7.21)獅子座(7.22-8.21)室女座(8.22-9.22)天秤座(9.23-10.22)天蝎座(10.23-11.21)人馬座(11.22-12.21)摩羯座(12.22-1.20)第三十六頁，共五十頁，2022年，8月28日（三）行星與太陽的會合運動行星軌道速度比較會合運動周期行星與太陽相對位置的變化行星的逆行第三十七頁，共五十頁，2022年，8月28日行星軌道速度比較VbVaab假設(shè)兩行星的公轉(zhuǎn)周期分別為Ta、Tb，公轉(zhuǎn)速度分別為Va、Vb，軌道半徑分別為a、b。則Va=2πa/Ta

Vb=2πb/

Tb

根據(jù)開普勒第三定律，Tb2Ta2=b3a3距日越近，速度越大Ｖ地內(nèi)>Ｖ地>Ｖ地外

=ab·TbTaVaVb第三十八頁，共五十頁，2022年，8月28日行星會合周期行星合日：當(dāng)行星和太陽的黃經(jīng)相等時，二者處在地球的同一側(cè)，就是行星與太陽的會合，簡稱合。行星會合周期：從這一次行星合日到下一次行星合日所經(jīng)歷的時間。第三十九頁，共五十頁，2022年，8月28日1、會合周期：設(shè)E、P分別表示地球和行星的周期，S為會合周期。便有：

360

×S=360+ 360

×S=

代入(1)，消去

，整理后，得：

1/S=1/P-1/E

同理，地外行星則有：

1/S=1/E-1/P周期相差愈大，會合周期愈短；反之，則愈長。第四十頁，共五十頁，2022年，8月28日圖3-27會合速度

角速度是周期的倒數(shù)。行星與地球的會合速度（1/S），就是二者的角速度（1/P和1/E）之差。左：地內(nèi)行星；右：地外行星第四十一頁，共五十頁，2022年，8月28日2、行星同太陽相對位置的變化(1)地內(nèi)行星：上合、下合和東西大距；上合-東大距-下合-西大距-上合(2)地外行星：合日、沖日和東西方照。合-西方照-沖-東方照-合圖3-28(A)行星的會合運動(假定地球不動)左圖為地內(nèi)行星，右圖為地外行星。第四十二頁