地理疑難問題精解-1地球在宇宙中

地理疑難問題精解

地球在宇宙中

1.宇宙的概念是什么？

解析：概括說，天地萬物總稱宇宙。我國戰(zhàn)國時代學(xué)者尸佼著的《尸子》中指出：“天地四

方日宇，往古來今日宙意思是說天地四方的空間范圍是宇，往古來今的時間是宙。恩格

斯指出：“時間上的永恒性、空間上的無限性，本來就是，而且按簡單的字義也是：沒有一

個方向是有終點的，不論是向前或向后，向上或向下，向左或向右意思是說宇宙的時間，

過去存在，現(xiàn)在存在，將來也永遠(yuǎn)存在，時間不會滅亡，是永恒存在的；宇宙的空間范圍是

沒有終點的，是無限大的?？偟膩碚f，宇宙是永恒的、無限的、物質(zhì)的、運動的、發(fā)展的、

變化的。具體來說就是：無比眾多的運動而變化著的天體物質(zhì)，存在于無限大的空間和永恒

的時間之中，就是宇宙。太陽是宇宙中一顆普通的恒星，人類居住的地球又是太陽系中的一

顆普通行星。

2.宇宙中的天體有哪些類型？

解析：宇宙間以不同形式存在的各種物質(zhì)，通稱天體。天體分為自然天體和人造天體兩大類

型。人造天體是指人類制造，并從地球上發(fā)送到太空中運行的人造衛(wèi)星、宇宙飛船、航天飛

機、天空實驗室等。人們通常所說的天體，一般是指自然天體。根據(jù)宇宙間物質(zhì)存在的形式,

自然天體分為星云、星系、星團、恒星、行星、衛(wèi)星、小行星、彗星、流星、星際物質(zhì)（星

際間

的塵埃和氣體）、類星體，以及紅外源、射電源、x射線源、y射線源等多

種類型。在宇宙間各種類型的自然天體中，恒星和星云的數(shù)量極大，占天體

的絕大多數(shù)，是最基本的天體。

當(dāng)然，地球作為一個整體來說，也屬于天體。但必須指出：地球上任何

物體（如山、河、大氣等）不能叫天體。流星體是天體，闖入大氣層被燃燒

時，叫流星現(xiàn)象，但燃燒不完全墜落地面的那一部分則不是天體，而屬地球

上的物體了。

3.恒星為什么有閃爍現(xiàn)象？太陽和其它行星等天體是否也有閃爍現(xiàn)象？

解析：教材中說：“閃爍的恒星、明亮的行星和輪廓模糊的星云?！苯?/p>

材中所描述的以上三類天體的特征，指的是人們視覺所獲得的天體形象，即

天體的視象。閃爍根據(jù)視物體的位置分為地面閃爍和天文閃爍兩種。凡是地

球表面遠(yuǎn)方的視目標(biāo)物或燈光，因大氣的折射而產(chǎn)生的閃爍現(xiàn)象稱為地面閃

爍，如夜晚看到地表遠(yuǎn)處的燈火忽明忽暗現(xiàn)象，或白晝看到遠(yuǎn)處的山、林、

船、高層建筑等地面景物的時隱時現(xiàn)的現(xiàn)象等，都屬地面閃爍。凡是從宇宙

空間來的光源，經(jīng)過大氣折射作用而產(chǎn)生的閃爍現(xiàn)象，稱為天文閃爍。天文

閃爍以恒星閃爍（星星眨眼）最常見。恒星在地平線上的角度愈小，閃爍的

現(xiàn)象越顯著、強度也越大。公元一世紀(jì)，古希臘天文學(xué)家托勒密（一譯托勒

玫，約90?168年）所著《光學(xué)》五卷就提出了大氣折射（蒙氣差）現(xiàn)象，

并說：“靠近地平線的恒星比天頂?shù)暮阈情W爍更強古希臘學(xué)者亞里斯多

德認(rèn)為，只有恒星才有閃爍現(xiàn)象，行星沒有閃爍現(xiàn)象。后來經(jīng)過長期觀察，

發(fā)現(xiàn)行星和月球都有閃爍現(xiàn)象。在恒星閃爍現(xiàn)象非常顯著時I或行星位于接

近地平線時，行星就會有閃爍現(xiàn)象，象水星和金星就是明顯例證。太陽和月

亮剛從地平線升起，或向地平線降落時，也有閃爍現(xiàn)象。如日出和日落時，

看到太陽忽升忽降，太陽光盤變形、變色等，就是太陽閃爍現(xiàn)象。月亮的亮

度，顏色的變化，也是閃爍現(xiàn)象。如我國勞動人民總結(jié)出“月到中秋分外明”,

說明了月亮的亮度變化。有一年春季在列寧格勒曾出現(xiàn)過綠色的蛾眉月，那

一年夏季特別干燥。閃爍的種類主要有搖擺抖動現(xiàn)象、明暗現(xiàn)象、變形現(xiàn)象

等形式。日、月、星、辰等天體閃爍的原因，與其光源有關(guān)。有些天文學(xué)家

認(rèn)為，恒星表面亮度不均，又高速自轉(zhuǎn)，故看上去有閃爍現(xiàn)象。伽利略認(rèn)為

恒星閃爍是其光度發(fā)生變更的緣故?，F(xiàn)代科學(xué)認(rèn)為天文閃爍和地面閃爍，都

是由于大氣的密度、溫度、濕度的不同和大氣的運動變化，對各種光波所產(chǎn)

生的不同折射而形成的。當(dāng)有強勁陣風(fēng)，或冷暖氣流垂直對流旺盛，空氣渦

動強烈，空氣密度瞬息變化，折射作用變化大時，星辰的閃爍現(xiàn)象就特別顯

著。相反，天氣平靜，閃爍現(xiàn)象也就相對較小。如《田家五行》中載有：“星

光閃爍不定，主有風(fēng)”，說明了星星的閃爍與大氣有關(guān)?？諝獾臐穸仍酱?，

閃爍也越強，空氣的濕度和閃爍的顏色也有關(guān)系，如果空氣中的水汽多，星

光閃爍多出現(xiàn)青光，如果空氣干燥，星光閃爍的綠光較多。除太陽外，恒星

距地球都非常遙遠(yuǎn)，以點光通過大氣層到達地表，易被折射，故星光閃爍抖

動顯著，而行星距地球較近，以視覺不易辨認(rèn)的小圓面反射太陽光的光束到

達地表，通過大氣層時，其光束中的光線被交替折射，總有些光線到達地表，

故閃爍抖動現(xiàn)象不十分顯著，看上去既明亮，又好象無閃爍現(xiàn)象一樣。行星

只有在接近地平線時.，因視線通過密度很大而多變的低層大氣層時,由于折

射強烈，行星才出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象。

4.如何理解9月星空觀測日期與點鐘的對應(yīng)關(guān)系？

解析：高中地理上冊在“9月的星空”圖下注有“適用9月1日21時、

9月15日20時、9月30日19時“一語。為什么觀測日期每推遲1天，觀測

點鐘必須提前1小時，才能看到相同的星空形象呢？

我們知道由于地球不停地自西向東自轉(zhuǎn)，每小時向東移動15。，所以星

空每小時相對西移15。。即在同一日期，星空形象因點鐘不同而不同，這叫

周II變化。又因為地球在自轉(zhuǎn)的同時還繞日公轉(zhuǎn)，這樣就會使星空形象還有

明顯的周年變化。即在同一點鐘星空因日期不同而不同。地球大致每天在公

轉(zhuǎn)軌道上向東推進1°（實為59，），星空相對西移1。每15天便使星空相

對西移約15。。這樣1小時的自轉(zhuǎn)與15天的公轉(zhuǎn)相比，星空西移角度相等，

均為15。，所以對于星空狀況來說，要看到相同的，星象，觀測日期拖后15

天，觀測點鐘就要提前1小時;例如北緯35。處9月1日21時的星空，可

再現(xiàn)于9月15日20時和9月30日19時。

5.為什么高中地理課本中對北半球中高緯度終年可見的星座只提有三個?

解析：這里，我們主要理解以卜兩個問題：

（一）組成該星座的主要恒星的亮度

恒星的亮度，一般用絕對星等和視星等來表示。視星等是人們用肉眼能

觀測到的恒星亮度。它一般可分六等：最亮的叫一等星；肉眼勉強能觀測到

的為六等星。星等每增加一等，亮度變暗2.512倍。所以人們規(guī)定：亮度為

0.6~1.5等的星算作一等星；1.6?2.5等的星算作二等星；其它以此來推。

當(dāng)然，天空中還有更亮的天體，則就用負(fù)星等表示了。例如：南半天的天狼

星視星等就為-1.6等；滿月時的月亮視星等則為-12.7等。在天球上，北赤

緯60。至北天極的主要星座有大熊座（視星等達2等的有5顆星）、小熊座

（視星等2等的有2顆星，其中?顆就是北極星）、仙后座（視星等2等的

有3顆星）、天龍座（視星等達2等的只有?顆，3?4等的卻有14顆）、

仙王座（視星等2等的一顆也沒有，3~4等的有13顆）。相對來講：北赤

緯60。至北天極之間的較亮星座就只有大熊座、小熊座和仙后座，而天龍

座、仙王座的亮度要比上述3個星座暗2.5?6倍多。而觀測者用肉眼觀測往

往總是先看亮星所在的星座，所以天龍座、仙王座一般不易觀測到。

（-）觀測者所在地的緯度及有關(guān)條件

觀測者所在地的緯度為什么非在北半球的中高緯度呢？在低緯行不行

呢？我們來分析圖1-1便可知道：假定觀測者的位置在3（TN,則垂直天頂

和天底的鉛垂線平面——地平圈面在天球上就同南、北赤緯60。的線相切，

南赤緯60。至南天極的廣大地區(qū)內(nèi)（即恒隱圈內(nèi)）的星座，在3（TN的觀測

者永遠(yuǎn)看不到。而在北赤緯60。至北天極之間的地區(qū)內(nèi)（即恒顯圈內(nèi)）的星

座則永不落，終年可見。恒顯圈與恒隱圈之間的星座則隨著天球的周日視運

動的變化而變化，要一年后才能全部觀測到。若觀測者的緯度位置不斷增大，

則恒顯圈不斷擴大，直至可到地平圈重合于天赤道，則觀測到的明亮星座可

達20多個，而大熊座、小熊座、仙后座也是終年可見。這時南天的星座全部

在恒隱圈內(nèi)，終年不見。若觀測者的緯度位置不斷縮小。則恒星圈與恒隱圈

的范圍不斷縮小，大熊座和仙后座就不能終年可見。假定觀測者的緯度位置

在赤道上，則地平圈通過南北天極，觀測者在晚上能觀測到的只是北半天和

南半天的星空，北赤緯60。至北天極的星座就不能終年可見，須在一年后才

全部見到。

另外，觀測星空時有時還要受到大氣擾動、大氣清潔度、月光、地面障

礙物等條件的影響。實際上，在地平圈附近的星座也很難觀測到。當(dāng)然，這

里還須指明的是，山于教材自身的要求，所以課本中就只提大熊座、小熊座、

仙后座3個星座是北半球中高緯度終年可見的了。

6.怎樣在天空中找到北極星？怎樣利用北極星判斷方向？

解析：由于天體的運動，北極星并不是永遠(yuǎn)固定不變的，公元前2750

年前后，天龍座的a星（中名“右樞”）曾是北極星，到公元4000年北極星

將是仙王座中的少衛(wèi)增八，到公元7000年北極星將是仙王座中的天鉤五，到

公元10000年北極星將是天鵝座中的天津四，到公元14000年北極星將是天

琴座中的織女一。

現(xiàn)在的北極星是近千年來才運動到北極上空附近的星星。北極星屬于恒

星，也叫“勾陳一”、“北辰”，是小熊座中的a星，它是雙星，也是變星

（星等從1.95等變到2.12等）。離這個雙星18”處還有一顆8.6等的星，

所以北極星實際上是由3顆星組成的聚星。北極星現(xiàn)在距天北極約1。，不

是正好位于天北極，北極星每年向天北極接近15",到公元2095年兩者的

角距將小于2630",現(xiàn)在它是距天北極最近的星。對地球上觀測者來說，

似乎不參與周II運動，總是位于天北極處，故名"北極星北極星距地球

約400光年，在地球北半球上的任何地點，都可以找到北極星。

找北極星應(yīng)在晴朗的夜晚，到無障礙物的空曠地方或高樓頂部，面向正

北方，從地平線到天空的仰角（視角高度）和觀測者所在地的地理緯度度數(shù)

相等處的那顆星就是北極星。北極星是一顆一般亮度的星，在星空中并不顯

眼，因此，所找到的北極星是否正確，應(yīng)再找到大熊座和仙后座加以驗證。

大熊座，也叫北七斗星、勺星、指極星。它有七顆主要亮星，七顆星的中國

名稱從勺柄開始為：搖光、開陽、玉衡、天權(quán)、天磯、天璇、天樞組成勺子

形狀，從勺邊的天璇到天樞作一直線，并向正前方延長，在延長線上，從天

樞估計，大約在相當(dāng)于天璇到天樞這兩顆星之間距離的5倍遠(yuǎn)的地方有一顆

較亮的星，就是北極星。北極星是小熊座中最亮的星。另外還可將仙后座中

的王良四與大熊座中的玉衡之間劃?條直線，在這條直線的中間有?顆

星，就是北極星。還可將仙后座中的王良四朝向大熊座方向不遠(yuǎn)處的王良二

之間劃一直線，在此直線延長線上，約相當(dāng)王良四與王良二兩顆之間距離的

3倍遠(yuǎn)的地方，有顆星，就是北極星（如圖1—2）。

大熊座與仙后座中間隔著北極星在天空遙遙相對.，春天天黑后不久，大

熊座在東北方，仙后座在西北方；五六月間天黑后，大熊座在頭頂天空，仙

后座在正北地平線附近。其他月份，仙后座在東北方和頭頂附近，大熊座在

西北方和正北地平線附近。大熊座和仙后座在我國黃河流域以北地區(qū)，一年

四季都可以看到。在長江流域以南地區(qū)，有時只能看到一個，另一個在地平

線以下，所以看不到。北極星在我國正北方，在天空找到北極星以后，面向

北極星，前方是北方，背后方向是南方，左邊是西方，右邊是東方。北極星

對航空、航海、測量、地質(zhì)勘探、野外工作、旅游、軍事以及生活等方面確

定方向都起著重要作用。

7.說明星空的季節(jié)變換與日變換

解析：恒星的本意是“固定的星”，即它在天球中的相對位置似乎是不

變的?；谶@一點人們可以對天空中的恒星進行定位、命名，并且把天球中

的恒星分成不同的星區(qū)，即星座。全天共分為88個星座，而星座在天球中的

相對位置是確定的。

（-）由于地球的公轉(zhuǎn)，造成了星座的周年運動，使星空有季節(jié)變換。

與此同時，山于地球的自轉(zhuǎn)，星空又有周II運動。“斗轉(zhuǎn)星移”與“物換星

移幾度秋''是兩種不同運動的極好寫照。日行一周是眾所周知的；在每晚的

同一時刻，星空的形象因季節(jié)而迥異。正是由于這一點，遠(yuǎn)在古代的人們根

據(jù)星座的變換來判斷季節(jié)，從而進行天象授時。如，早在漢代時，《鵑冠子》

一書中就有斗柄授時的記載：“斗柄東指，天下皆春；斗柄南指，天下皆夏；

斗柄西指，天下皆秋；斗柄北指，天下皆冬我國漢代的斗柄授時，就是

利用大熊星座中的七顆亮星（或稱北斗七星）的斗柄在黃昏時.（或在前半夜）

的指向來確定季節(jié)。

（二）由于天球中的星座在周年運動的同時，還要進行周日運動，因而

在一天中北斗七星的斗柄也要發(fā)生變換。但是，一天中的斗柄指向的變換因

季節(jié)的不同而不同。例如，夏季黃昏時斗柄的指向為南方，后半夜時則指向

西方即同秋季黃昏時指向一致；在白天的時間，人們雖不能看出斗柄指向的

變換，若借助于儀器觀測便可發(fā)現(xiàn)在夏季時：黎明到中午這一段時間北

斗七星斗的柄指向北方，同冬季黃昏時的指向一致；中午到黃昏前這i段時

間，斗柄的指向山北方轉(zhuǎn)向東方，同春季時黃昏的指向一致（如圖1—4）。

一天當(dāng)中斗柄的指向同季節(jié)的變換規(guī)律見下頁表：

（三）以上是大熊星座的季節(jié)變換與日變換，事實上，天球上的每一個

星座都有其日變換和季節(jié)變換，只不過有的易被人們覺察，有的不易被人們

所發(fā)現(xiàn)。只要細(xì)心地研究和觀察就可找出其中的奧妙所在。如仙后座中的五

顆亮星構(gòu)成字母“W"。其季節(jié)變換亦非常明顯（如圖1-5）,因而也可以用

來判斷季節(jié)。

8.我國和國際上對星空是怎樣劃分的？國際上將全天劃分了哪些星座？

解析：人們?yōu)榱苏J(rèn)識星座和恒星，將星空中肉眼能看到的恒星，按照它

們排列的形狀和聯(lián)成的圖形，把天球分成若干區(qū)域，這些區(qū)域稱為星座。

我國早在商周時就已經(jīng)開始給星星起名字了。我國古代把恒星劃分成的

星群稱為“星宮戰(zhàn)國初期（公元前五世紀(jì)）已經(jīng)有了二十八宿和四象的

記載。西漢《史記?天宮書》中記載有星宮89個，星500余顆。東漢《漢書?天

文志》記載有星宮118個，星783顆。吳末、晉初天文學(xué)家陳卓整理、組成

283個星宮，1464顆星宮體系，并有圖錄。唐代《步天歌》將天空分為三垣、

二十八宿、三十一個天區(qū)的星空區(qū)劃體系，類似現(xiàn)在的星座。每區(qū)以一垣或

一宿為主體，并包含有其他多少不等的星宮。三垣即太微垣、紫微垣（也稱

紫微宮）和天市垣。二十八宿也稱二十八舍或二十八星，作為觀測天象和日、

月、星在天空運動的標(biāo)志，在環(huán)黃道和赤道帶兩側(cè)所選取的28個星宮，稱為

二十八宿。二十八宿分為四組，每組七宿，與東，西、南、北四個方位和蒼

龍、白虎、朱雀、玄武（龜蛇）四種動物形象相配伍，稱為四象。二十八宿

以北斗七星的斗柄所指的角宿為起點，山西到東排列，它們的名稱和四象的

關(guān)系是：東方蒼龍的七宿是角、亢、氐、房、心、尾、箕，北方玄武的七宿

是斗、牛、女、虛、危、室、壁，西方白虎的七宿是奎、婁、胄、昴、畢、

楮、參，南方朱雀的七宿是井、鬼、柳、星、張、翼、軫等。三垣四象二十

八宿是我國古代劃分天區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)，相當(dāng)于現(xiàn)在星座的作用。國際上的星座，

據(jù)考證，古代的30個星座，是三四千年以前古代巴比倫人創(chuàng)立的，后來希臘

天文學(xué)家托勒密列出48個星座。星座的名稱，是根據(jù)其座內(nèi)明亮恒星排列的

形狀命名的，星座大約有一半是以動物命名的，如大熊座、獅子座、天鵝座

等；1/4是以古代巴比倫和希臘神話中的人物命名的，如仙后座、仙女座、

英仙座等；有1/4是以用具命名的，如顯微鏡座、時鐘座、繪架座等。后來

歐洲一些天文學(xué)家對星座又進行了不斷補充和發(fā)展。1922年國際天文學(xué)聯(lián)合

會大會將歷史上沿用的星座及其名稱，進行了整理，根據(jù)天球上的赤經(jīng)圈和

赤緯圈重新加以科學(xué)地劃分，并確定為現(xiàn)代國際通用的88個星座。如南船座

（也稱天舟座），因范圍太大，將該座取消后，并將其劃分為船底、船尾、

羅盤、船帆四個座。1928年國際天文學(xué)聯(lián)合會正式公布國際通用的88個星

座方案。同時規(guī)定以1875年的春分點和赤道為基準(zhǔn)。根據(jù)88個星座在天球

上的不同位置和恒星出沒的情況，又劃成五大區(qū)域，即北天拱極星座（5個）、

北天星座（40?90。，19個）、黃道十二星座（天球上黃道附近的12個星

座）、赤道帶星座（10個）、南天星座（-30?-90。，42個）。全天的88

個星座是：北天拱極星座（5個）：小熊座（最靠近北天極）、大熊座、仙

后座、天龍座、仙王座。

北天星座（19個）：蝎虎座、仙女座、鹿豹座、御夫座、獵犬座、狐貍

座、天鵝座、小獅座、英仙座、牧夫座、武仙座、后發(fā)座、北冕座、天貓座、

天琴座、海豚座、飛馬座、三角座（小星座）、天箭座（小星座）。

黃道十二星座（12個）：巨蟹座、白羊座、雙子座、寶瓶座、室女座、

獅子座、金牛座、雙魚座、摩羯座、天蝎座、天秤座、人馬座。

赤道帶星座（10個）：小馬座、小犬座、天鷹座、蛇夫座、巨蛇座、六

分儀座、長蛇座、麒麟座、獵戶座、鯨魚座。

南天星座（共42個）：天壇座、繪架座、蒼蠅座、山案座、印第安座、

天燕座、飛魚座、矩尺座、劍魚座、時鐘座、杜鵑座、南三角座、圓規(guī)座、

蝎蜓座、望遠(yuǎn)鏡座、水蛇座、南十字座（小星座）、鳳凰座、孔雀座、南極

座、網(wǎng)罟座，天鶴座、南冕座、豺狼座、大犬座、天鴿座、烏鴉座、南魚座、

天兔座，船底座、船尾座、羅盤座、船帆座、玉夫座、半人馬座、波江座、

盾牌座、天爐座、唧筒座、雕具座、顯微鏡座、巨爵座。

9.請設(shè)計一幅有關(guān)天體系統(tǒng)的示意圖。

解析：天體系統(tǒng)問題中，空間概念較多，各種天體系統(tǒng)的從屬關(guān)系、范

圍和大小等等，需要有一幅直觀的圖配合講解，才能提高教學(xué)效果，現(xiàn)設(shè)計

總星系示意圖（如圖1—6）,供參考。

10.把天體系統(tǒng)的層次用簡表形式表示出來。

解析：宇宙中的天體浩如煙海，天體都在運動著。運動著的天體之間由

于存在著萬有引力而相互吸引、相互繞轉(zhuǎn)，從而形成天體系統(tǒng)。在天體家族

里，質(zhì)量較大的天體總是吸引質(zhì)量較小的天體繞自己公轉(zhuǎn)，構(gòu)成一級天體系

統(tǒng)，而其本身不被質(zhì)量更大的天體吸引并繞其公轉(zhuǎn)，從而構(gòu)成較高一級的天

體系統(tǒng)。所以，天體系統(tǒng)有不同的級別，即層次。天體系統(tǒng)的層次可用下列

通式表示：

對于這些不同層次的天體系統(tǒng)，若用我們比較熟悉的天體系統(tǒng)示例，則

有:

這種層次和關(guān)系，也可表示為:

宇宙

總星系

銀河系

太陽系

太陽

行星和衛(wèi)星

地月系——地球和月球

其他八大行星及其衛(wèi)星

小行星

彗星

流星體

行星系物質(zhì)

恒星世界

各種恒星

星云

星際物質(zhì)

河外星系

總星系以外世界

ii.

i

i

i

i

1

在每個天體系統(tǒng)內(nèi)部都有一些固定成員，如在太陽系內(nèi)有太陽、九大行

星、衛(wèi)星、小行星、周期彗星等。此外，在天體系統(tǒng)之間還有一些無家可歸

的“流浪漢”，如非周期彗星，以及一些“不速之客”，如流星。

在各級天體系統(tǒng)中，除總星系外，其它各級的成員構(gòu)成、規(guī)模等基本上

是不變的。總星系是現(xiàn)在所知道的最高一級天體系統(tǒng)，也是目前人們所能觀

測到的宇宙部分，其半徑現(xiàn)在約為360億光年。由于宇宙無邊無際，無始無

終，所以對總星系以外的宇宙部分人們現(xiàn)在尚不清楚，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展

和空間探測手段的進步，人們對宇宙的認(rèn)識將會不斷擴大和深入。

11.繪圖說明太陽的外部結(jié)構(gòu)。

解析：有關(guān)太陽的外部結(jié)構(gòu)，課文中所占篇幅較長，問題比較復(fù)雜，若

設(shè)計一幅示意圖，把各層的重點問題表現(xiàn)出來，將會提高教學(xué)效果?，F(xiàn)設(shè)計

如圖1-7,供參考。

12.有關(guān)太陽外部結(jié)構(gòu)的敘述，哪些是正確的？

A.色球?qū)又?，有時會向外猛烈地噴出高達幾萬至幾十萬公里的紅色火

焰，這叫日冕；B.日冕的高溫使高能帶電粒子向外運動，速度很高，不斷地

飛逸到行星際空間，這叫“太陽風(fēng)”；C.色球?qū)拥哪承﹨^(qū)域，在短時間內(nèi)有

突然增亮的現(xiàn)象，這叫II珥；D.色球?qū)油獍鼑粚雍鼙〉摹⑼耆婋x的氣

體層，叫耀斑。（B）

解析：太陽外部結(jié)構(gòu)從內(nèi)到外分為光球、色球和日冕。光球?qū)又械奶?/p>

活動是太陽黑子，色球?qū)又械奶柣顒邮且吆腿甄恚彰釋拥奶柣顒邮?/p>

太陽風(fēng)。黑子實際上并不黑，只是因為它的溫度比光球的表面溫度大約低

1500℃左右，在明亮光球的襯托下，它才顯得陰暗一些。色球?qū)赢?dāng)中，有時

會向外猛烈地噴出高達幾萬公里至幾十萬公里的紅色火焰，這叫日珥，色球

層的某些區(qū)域，在短時間內(nèi)有突然增亮的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象，叫做耀斑?！疤?/p>

陽風(fēng)”的形成原因是因為日冕離太陽表面較遠(yuǎn)，受到的引力較小，它的高溫

使高能帶電粒子向外運動。這種粒子流運動的速度很高，每秒達350公里以

上，不斷地飛逸到行星際空間，好象是從太陽吹出來的一股“風(fēng)”，所以叫

做“太陽風(fēng)”。

13.“兩小兒辨日”解。

解析：中學(xué)語文課本上有一篇古文《兩小兒辨II》，大意是：一小兒根

據(jù)“日初出大如車蓋，及日中則如盤盂''的現(xiàn)象，認(rèn)為太陽早-晨離人近，中

午離人遠(yuǎn)。另一小兒根據(jù)“日初出滄滄涼涼，及其日中如探湯'’的現(xiàn)象，認(rèn)

為太陽早晨離人遠(yuǎn)，中午離人近。請教孔子，而“孔子不能決也”。

那么，太陽到底是早晨還是中午離人近？

地球繞日運行的軌道為一橢圓，太陽位于其中一個焦點上。每年1月初

經(jīng)過近日點（距太陽14710萬公里），7月初經(jīng)過遠(yuǎn)日點（距太陽15210萬

公里）。經(jīng)過計算，地球每年從遠(yuǎn)日點向近日點（7月?1月）運行時，從早

晨到中午這段時間靠近太陽約8000公里，在此期間，每天中午的太陽比早晨

的太陽距離我們近些；反之，地球從近日點向遠(yuǎn)日點（1月?7月）運行時，

每天中午的太陽比早晨距我們遠(yuǎn)約8000公里。早晨和中午的日地距離8000

公里之差，和日地平均距離（1.5億公里）相比，微不足道，用肉眼是很難

觀察出來的。可以說，太陽在早晨和中午離我們同樣遠(yuǎn)。

““初出大如車蓋，及II中則如盤盂“，這是人眼接觸物體所產(chǎn)生的視

覺錯誤的緣故。在實際生活中，人們都有這樣的體驗：兩個同樣大小的圓,

如果把其中一個放在幾個大圓圈中，把另一個放在幾個小圓圈中，粗一看,

前者小，后者大。又根據(jù)物理學(xué)的“光滲”作用，我們看白色圖形，總比看

同樣大小的黑色圖形大些。當(dāng)太陽初升、降落時，地平線上只有一角天空，

而且附近還有樹木、房屋背襯，加上此時四周天空昏暗，太陽就顯得特別亮

而且大；中午時，背襯的是遼闊天空，沒有物體同它比較，而且四周的天空

已很明亮，與太陽亮度相差不太懸殊，因此，看上去太陽顯得小了。

圖1-8

我們知道，地面輻射是大氣的直接熱源，而地面輻射能的大小又與地面

接收太陽輻射能的多少有關(guān)。早晨，太陽初升，地平高度小，陽光斜射在地

面上，地面單位面積上吸收到的太陽輻射能少，氣溫較低，故仍“滄滄涼涼

中午，太陽直射地面，地面單位面積吸收到的太陽輻射能增大，氣溫高，故

“日中如探湯因此，以“遠(yuǎn)者小而近者大''或"近者熱而遠(yuǎn)者涼''來推

論II之遠(yuǎn)近，是錯誤的。

14.太陽的巨大能量是怎樣產(chǎn)生的？

解析：太陽的能量來源于內(nèi)部的核聚變反應(yīng)，即4個氫原子核聚變?yōu)?

個氮原子核。在聚變的過程中，會釋放出巨大的能量，并以輻射、對流等形

式向外傳遞。

在普通的環(huán)境下，這種聚變反應(yīng)是不可能發(fā)生的。首先，原子核外有電

子包圍著；其次，原子核都帶正電荷，彼此互相排斥。只有在極高的溫度時

（幾百萬度以上），電子才能被剝掉，原子核才有足夠的動能克服相互之間

的庫侖斥力而彼此碰撞，從而接近到可以發(fā)生聚變的程度（10-15米）。太陽

內(nèi)部就有這樣的條件。

從太陽中心到太陽半徑的1/4處，這里的溫度高達攝氏1500萬度，壓力

為2533125x1010百帕（2500億大氣壓）。在這樣的高溫高壓下，氫核之間

互相碰撞，當(dāng)接近到一定程度時，核力就會把它們咬合在--起，并暫時形成

1個由2個質(zhì)子所組成的原子核（即雙質(zhì)子），這種原子核是不很穩(wěn)定的，

偶而會有1個質(zhì)子放射性地轉(zhuǎn)變?yōu)?個中子，就形成了笊核。接著，笊核與

另1個質(zhì)子互相碰撞，形成氨的同位素He3,然后，兩個這樣的同位素結(jié)合

成1個普通氫原子核He4,同時放出2個多余的質(zhì)子。這種聚變反應(yīng)是一個

連續(xù)的，緩慢的過程。因為在真正的聚變反應(yīng)出現(xiàn)之前，必須首先形成笊核。

這樣，核聚變的原料便是一點一點地供給的，結(jié)果使氫核聚變反應(yīng)得以穩(wěn)定

地進行，而無任何突然爆炸的危險。

隨著核聚變反應(yīng)的不斷進行，太陽內(nèi)部的氫會不斷地減少，直至全部用

完。這時，太陽如有足夠高的溫度，便會發(fā)生氫聚變反應(yīng)。

15.晨星與辰星指的是什么星？金星有哪些名稱？為什么特別亮？

解析：晨星指的是類地行星中的水星和金星。水星和金星距離太陽最

近，從地球上觀測水星和金星，只有在日出前的黎明，或日落后的黃昏才能

看到。水星和金星在黎明前出現(xiàn)在東方時，稱為“晨星”。

地理教材中所說的“日月星辰''中的辰字，有兩種含義，一是日、月、

星的統(tǒng)稱，人們常把日、月、星統(tǒng)稱為“星辰二是指水星，我國古代稱

水星為“辰星水星是距離太陽最近的行星，從地球上看水星，水星總是

在太陽兩側(cè)擺動，它同太陽的角距離很小，一般為18?28。，而不超過30

°,即不超過一辰，所以被稱為辰星。因水星距太陽很近，常被太陽光輝所

淹沒，所以平時人們很難看到它，只有當(dāng)水星處在同太陽最大角距時才能看

到它。古代羅馬人認(rèn)為水星象一個行動詭秘的商人，所以用商之神的名字稱

它為“梅庫利

金星同太陽的角距為45?48。，角距較大，所以從地球上能夠經(jīng)常看到

它。當(dāng)金星在黎明前出現(xiàn)在東方時，我國古代稱它為“晨星”和“啟明星”，

當(dāng)它傍晚出現(xiàn)在西方時，我國古代稱它為“昏星”和“長庚星”。我國詩經(jīng)

上說：“東有啟明，西有長庚啟明星和長庚星，實際上都是金星。因它

特別明亮，也稱“明星”，自古以來我國民間還稱金星為“太白”和"太白

金星金星是太陽系內(nèi)九大行星中唯一自東向西作逆向自轉(zhuǎn)的行星。金星

表面有濃密的大氣，大氣中的二氧化碳含量在97%以上，還有少量的氮、氨、

一氧化碳、水蒸氣、氯化氫、氟化氫等。由于大氣中二氧化碳所產(chǎn)生的“溫

室效應(yīng)“，金星表面溫度高達465?485℃,因此金星上不可能有生命。在金

星表面有一層主要由濃硫酸霧所形成的濃云，厚達25公里，能反射所入射的

陽光的75%左右，在金星大氣中還有頻繁的閃電，因與地球為鄰，所以從地

球上看金星，金星特別明亮。它在天空中的亮度，僅次于日、月，最亮?xí)r可

以在白晝看見它，在夜里可以將物體照射出影子來。金星常出現(xiàn)在凌晨時東

方天空和黃昏前后的西方天空，它是?顆金光閃閃、光芒四射的星星，容易

辨認(rèn)。人們進行野外考察、航海，或到新環(huán)境旅游，也可以利用金星辨別方

向，在早晨這顆亮星所在的天空是東方，傍晚它所在的天空是西方。為了了

解和研究金星的情況，自1961年以來，蘇聯(lián)和美國先后發(fā)射了14個行星際

探測器飛向金星，從而增加了人們進一步對金星的了解。如蘇聯(lián)科學(xué)家尼古

拉?利云捷高博士在比利時的布魯塞爾一個科學(xué)研討會上，公開了最近一艘

蘇聯(lián)無人太空船穿過金星表面濃密的大氣層，拍下的在金星表面大約有2萬

個城市遺跡照片的秘密，并初步認(rèn)為這些城市遺跡可能是由一個絕跡J久的

金星民族遺留下來的。

16.行星上的光環(huán)是怎么回事？

解析：圍繞行星運轉(zhuǎn)，而由許多小物體組成的物質(zhì)環(huán)，稱為行星環(huán)。行

星環(huán)因靠反射太陽光而發(fā)亮，因此也稱行星光環(huán)。行星光環(huán)的形成，可能是

行星的衛(wèi)星被行星的引潮力瓦解而成，或是太陽系演化初期殘留F來的某些

不能凝聚成衛(wèi)星的原始物質(zhì)，也可能是較大的天體被流星轟擊成碎塊形成了

行星環(huán)。

在太陽系的九大行星中，已知木星、土星、天王星都有光環(huán)，1982年6

月，美國天文學(xué)家宣布他們發(fā)現(xiàn)海王星有兩條光環(huán)，分別位于海王星赤道上

空，因光環(huán)離海王星很近，而且由相當(dāng)透明的物質(zhì)組成，因此長期未被發(fā)現(xiàn)。

木星，我國古代稱為歲星，是太陽系九大行星中體積最大和自轉(zhuǎn)最快的

液體行星，體積和質(zhì)量比其他八大行星的總和還大。它有16顆衛(wèi)星。木星的

光環(huán)由內(nèi)環(huán)、暈和外環(huán)三部分組成，光環(huán)由大小不同的黑色塊狀物體組成。

內(nèi)環(huán)較暗，外環(huán)較亮，外環(huán)距木星中心約12.8萬公里，寬約數(shù)千公里，厚約

30公里。暈寬從內(nèi)環(huán)到外環(huán)，比外緣稍遠(yuǎn)，暈延伸在環(huán)面上下各1萬公里。

土星，我國古代稱填星或鎮(zhèn)星，有23顆衛(wèi)星和許多美麗的光環(huán)。土星光

環(huán)是由許多粒子和巖石物體組成的，位于土星的赤道面上。從地球上看，土

星光環(huán)的視面積和視亮度不斷變化，到1979年9月，已發(fā)現(xiàn)土星有7個光環(huán),

到1980年11月，“旅行者1號''探測器發(fā)現(xiàn)土星的光環(huán)數(shù)有兒百條、幾千

條均分布在土星環(huán)的平面內(nèi)。天王星到目前為止，已發(fā)現(xiàn)有15顆衛(wèi)星和20

圈光環(huán)。

17.為什么金星自轉(zhuǎn)軸上的箭頭往下？

解析：在高中地理“太陽系的模式”圖中，為什么金星自轉(zhuǎn)軸土的箭頭

往下呢？這個問題得從行星的赤道面和公轉(zhuǎn)軌道面的夾角談起，這個夾角是

行星赤道面與公轉(zhuǎn)軌道面重合為0℃,然后旋轉(zhuǎn)的角度值。行星的自轉(zhuǎn)方向

與公轉(zhuǎn)方向一致，赤道面旋轉(zhuǎn)后有自轉(zhuǎn)狀態(tài)不變，如：夾角為180。時，行

星自轉(zhuǎn)方向就與公轉(zhuǎn)方向完全相反，夾角為90。時，行星屬于側(cè)向自轉(zhuǎn)。金

星的夾角為177。接近180。，所以是逆轉(zhuǎn)（自轉(zhuǎn)方向與公轉(zhuǎn)方向相反），天

王星這個夾角為97。55,接近90。，所以為側(cè)向自轉(zhuǎn)（躺著自轉(zhuǎn)）。倘若金

星自轉(zhuǎn)軸上的箭頭往上的話，這個夾角理應(yīng)為：180。-177。=3。.那么，金

星自轉(zhuǎn)方向也就應(yīng)為順轉(zhuǎn)（自轉(zhuǎn)方向與公轉(zhuǎn)方向相同）了。在太陽系的九大

行星中，唯有金星是屬于逆轉(zhuǎn)的，因此，其自轉(zhuǎn)軸上的箭頭就應(yīng)往下。

18.什么是高能帶電粒子？

解析：太陽色球爆發(fā)時，耀斑所發(fā)出的能量極大，把很強的無線電波、

大量的紫外線、％射線、丫射線射出，把氫原子分解為高能帶電粒子拋出，

并能到達地球。太陽風(fēng)是從完全電離的、溫度高達攝氏100萬度的日冕層中

向行星際空間高速運動的高能帶電粒子流。什么是粒子？粒子是組成物質(zhì)的

最小單位（到目前科學(xué)發(fā)展水平所了解的情況）。宇宙間的各種物體，都是

由各種不同的物質(zhì)組成的。物質(zhì)是由分子組成的，分子是由原子組成的，原

子是由帶正電的質(zhì)子和不帶電的中子組成的原子核，以及圍繞原子核運動的

帶負(fù)電的電子組成的，原子的質(zhì)量幾乎全部集中在原子核中。各種元素的原

子核中所含的質(zhì)子和中子數(shù)都不相同。各種同位素的原子核中所含的質(zhì)子數(shù)

相同，中子數(shù)不同。原子核有的穩(wěn)定，有的不穩(wěn)定，不穩(wěn)定的原子核能放射

出a、0、丫射線，并衰變成另一種元素的原子核。

粒子是比原子核還小的物質(zhì)單位，基本粒子包括也子、中子、質(zhì)子、光

子，以及在宇宙射線和高能原子核實驗中發(fā)現(xiàn)的一系列粒子。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的基

本粒子有30多種，連同共振態(tài)共有300多種。每種基本粒子都有確定的質(zhì)量、

電荷、自旋、平均壽命等。粒子多數(shù)是不穩(wěn)定的，在經(jīng)歷一定的平均壽命后

轉(zhuǎn)化為別種基本粒子?；玖Ｗ佑械氖侵行裕械膸д?，有的帶負(fù)電，電

量大小與電子相同。一般按其質(zhì)量大小及其他性質(zhì)的差異，而把基本粒子分

為光子、輕子、介子、重子（包括核子、超子）四種類型。許多基本粒子都

有對應(yīng)的反粒子?；玖Ｗ又g存在著強弱不同的相互作用，并且按一定的

方式相互轉(zhuǎn)化。基本粒子也有其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，基本粒子內(nèi)部結(jié)構(gòu)究竟是什么情

況，科學(xué)家正在進行研究，到目前人們認(rèn)識的水平為止，粒子是物質(zhì)的最小

單位。來自太陽輻射的電磁波中的粒子，是具有很高能量的粒子，而且大部

分都是帶電的粒子，其中質(zhì)子所帶的正電的電量與電子所帶的負(fù)電的電量相

同。中子質(zhì)量為電子質(zhì)量的1838.6倍，不帶電，但單獨存在時不穩(wěn)定，經(jīng)過

平均壽命15.30分后，就衰變?yōu)橘|(zhì)子、電子和反中微子，易于進入原子核內(nèi)。

電子和正電子相遇，就轉(zhuǎn)化為兩個不帶電的光子。這些能量很高的帶電粒子,

就稱為高能帶電粒子。

每個粒子都有沿著粒子運動方向傳播的平面波，因此每個粒子都具有波

粒二象性，在不同條件下，有時顯示出波動性，有時顯示出粒子性。成群高

速運動的粒子稱為粒子流。相同的粒子流，可稱為射線，如放射性原子所發(fā)

出的a粒子流，就稱為a射線，或稱甲種射線。a粒子的功能可達幾兆電子

伏特以上，能量極高。除來自太陽的高能帶電粒子流外，來自宇宙空間的射

線，主要成分是質(zhì)子，其次是a粒子及少數(shù)輕原子核，能量極高，可達1020

電子伏特以上，因此宇宙射線是高能帶電粒子流。

19.耀斑為何會干擾電訊？

解析：高中地理課本上冊講到太陽活動時，提到黑子和耀斑對地球的影

響，其中耀斑對地球的影響最大，大量的耀斑出現(xiàn)時地球上的短波電訊一度

受到干擾或中斷。

什么是耀斑？耀斑亦稱“色球爆發(fā)”，是太陽大氣極小區(qū)域內(nèi)發(fā)生的爆

發(fā)性能量釋放現(xiàn)象。常出現(xiàn)在太陽黑子上空或黑子附近，壽命幾分鐘或幾小

時不等。一個大耀斑在極短時間釋放的總能量接近太陽一秒鐘內(nèi)所輻射的總

能量！耀斑所輻射的除可見光以外，還有紫外線、％射線、a射線、丫射線、

紅外線和射電輻射，還有沖擊波、高能粒子流和宇宙射線。耀斑對地球的影

響很大，人們最能覺察到的影響是干擾短波無線電訊，包括無線電導(dǎo)航、電

視播送等等。那么，耀斑等太陽活動為何會干擾短波無線電通訊呢？

原來，在離地球表面300?800公里以上的高空，大氣密度十分稀薄，氣

溫達1000℃以上，由于高溫，大氣處于電離狀態(tài)，氣體的分子和原子都電離

了，形成了大氣中的電離層。它的特點是可以反射和散射無線電短波。因為

電離層主要是太陽輻射引起的，所以，太陽活動對電離層的影響特別大。耀

斑爆發(fā)時拋出大量的帶電粒子流到達地球，使地球向陽一面上空的電離層結(jié)

構(gòu)發(fā)生變化。這一區(qū)域的電離層原有的反射和散射無線電波的功能遭到破

壞，使電離層部分或全部地喪失反射無線電波的能力，于是，出現(xiàn)電訊干擾

和中斷。

20.為什么地球是太陽系唯一有生命物質(zhì)的天體？其它星球上有生

命物質(zhì)嗎？

解析：在太陽系的天體中，只有地球上有生命物質(zhì)和人類，是因為地球

上具有生物生存的環(huán)境。

（1）太陽與地球相距約1.5億公里，距離恰當(dāng)，位置優(yōu)越。恰到好處的

距離，使地球表層有了適于生物生存的0?100℃的溫度和生物生存所需要的

液態(tài)水。有生命的生物體是由有機物質(zhì)形成的，有機物質(zhì)是由分子組成的，

分子是原子構(gòu)成的。如果溫度過高熱擾動太強，原子就不能結(jié)合形成分子，

更不能形成復(fù)雜的生命物質(zhì)。如果地表太冷，分子將凝聚在一起，以固態(tài)和

晶體存在，生物也無法生存。

(2)地球表層有適于生物呼吸的含氧大氣。

(3)地球具有適當(dāng)?shù)捏w積和質(zhì)量，其引力可以把地球大氣層中的各種氣

體吸住，不致逃逸。

在太陽系中，只有地球具有以上生物生存的條件，所以地球是太陽系中

唯一有生命物質(zhì)的天體。

在太陽系的其它行星上，至今沒有找到生物，也沒有發(fā)現(xiàn)適合生命生存

的環(huán)境。但是，在太陽系所在的銀河系中，已發(fā)現(xiàn)有20顆帶有行星的恒星。

有人估計，在銀河系的1000多億顆恒星中，有行星系的太陽型恒星可能有近

100萬顆。因此，科學(xué)家推算，其中可能有的恒星擁有生物生存條件的行星，

可能存在地外文明世界。如英國宇宙動物學(xué)家約翰C?麥克洛克林博士，根

據(jù)世界科學(xué)家對宇宙探索的新成果，與他本人豐富的動物學(xué)知識，提出了在

其它“太陽系”可能存在著一些奇異動物，并對這些動物作了推測性的敘述

及描繪。他提到的地外奇異動物有水棲動物圓帆魚、大型食肉動物標(biāo)槍龍、

奇特的食肉獸鉗齒四眼虎、有形動物星際水母、紅外體圓盤大齒動物等（如

圖1-9）o

21.地球為什么具有適合生物生存的溫度？

解析：地球之所以具有適合生物生存的溫度，是由于下面三個原因：

①地球距離太陽的遠(yuǎn)近位置適中。如果地球距離太陽太近，則溫度過高；

反之，則溫度太低。如天王星、海王星、冥王星等離太陽較遠(yuǎn)，其表面平均

溫度都在-200C以下。

②地球的自轉(zhuǎn)周期較短，為23小時56分4秒。這就使得地面白晝增溫

不至于過分炎熱，黑夜冷卻不至于過分寒冷。

③地球有較大的質(zhì)量，能吸引住大氣。由于大氣的存在，一方面，它能

通過反射、散射、吸收等作用，削弱到達地面的太陽輻射；另一方面，它能

通過大氣逆輻射的形式，對地面起到保溫作用。這樣，就使地面的溫度變化

比較緩和。例如月球，由于自轉(zhuǎn)周期長（27.32B）和沒有大氣的調(diào)節(jié)作用,

晝夜溫差很大，白天太陽直射的地方，溫度可達127℃,夜晚則降到-183℃。

22.如何看地理課本上的月相圖？怎樣觀察天空的月相變化？

解析：月球本身不會發(fā)光，因反射太陽光而明亮，故月球也稱月亮。月

球繞地球公轉(zhuǎn)，構(gòu)成了地月系，地球是地月系的中心天體。利用月相圖觀測

天空月相的方法主要是:

（1）在地理教材中的月相圖上，地球周圍的8個半白半黑的小圓，代表

月球按逆時針方向環(huán)繞地球公轉(zhuǎn)時在其軌道上所處的8個位置。從宇宙空間

看月球，它始終被太陽光照亮同側(cè)半球，向太陽半球為白晝，背太陽半球

為黑夜，并無圓缺虧盈變化。

（2）月相圖上外圈的8個月球圖相，是在太陽、地球、月球三者相對位

置變化過程中，從地球上觀測月球時，看到月球被照亮的部分而產(chǎn)生的圓缺

盈虧變化的月相。

（3）圖上虛箭頭為從地球上觀測月球的方向。

（4）月球繞地球公轉(zhuǎn)一周的時間為27.32日，月相變化的周期為29.53

0o月相變化周期符合農(nóng)歷日期，農(nóng)歷小月29日，大月30日。觀測月相變

化應(yīng)按農(nóng)歷II期進行?月相變化周期從農(nóng)歷每月初一觀測新月（朔）開始計

算，根據(jù)月球從西向東（逆時針方向）繞地球公轉(zhuǎn)方向進行，圖上平均每隔

約3.7日出現(xiàn)一個月相。在農(nóng)歷一個月內(nèi)，共出現(xiàn)了8個月相。這8個月相

出現(xiàn)的時間大致時間是：新月（朔）農(nóng)歷初一，蛾眉月（新月）初四前后，

上弦月初八前后、凸月（前半月）十二日前后，滿月（望）十五日，凸月（后

半月）十八日前后，下弦月二十二日、二十三日，蛾眉月（殘月）二十七日、

二十八日前后，新月下月初一，完成月相變化一周。

（5）月相在天空中出現(xiàn)是有規(guī)律的。因地球自西向東自轉(zhuǎn)，因而產(chǎn)生了

月亮自東向西的視運動。農(nóng)歷上半月，月亮從朔到望（即由虧到盈、由缺到

圓），位于太陽的東邊，在日落以前已從地平線上升起，出現(xiàn)在天空，故有

“U未落、月已出”的說法。新生的蛾眉月，常在太陽升起后不久就升起，

黃昏后已出現(xiàn)在西方天空，月牙的弓弧向西，但不久即消失在西方上的天空。

弦時，月亮在正午升起，18點左右出現(xiàn)在南方天空，弓弧向西。滿月時，太

陽從西方地平線上落下時，月亮正好從東方地平線上升起。農(nóng)歷下半月，月

亮從望到朔、即山盈到虧（由圓到缺）的月相稱為殘月，殘月位于太陽的西

邊，在日出以后月亮才從地平線上落下，故有.“日已出，月未落”的說法。

下弦時，月亮在半夜0點左右出現(xiàn)在東方的地平線上，弓弧朝東。蛾眉月（殘

月）出現(xiàn)在黎明前的東方天空，月牙弓弧向東，但不久即消失在東方天空中。

月亮每天升起的時刻，平均每天要比前一天推遲50分鐘左右時間。由于月球

繞地球公轉(zhuǎn)的方向與地球自轉(zhuǎn)的方向一致，都是自西向東。當(dāng)今“地球上的

某觀測點對向月球時，經(jīng)過一天地球自轉(zhuǎn)了一周（360°）時一，某觀測者再對

向昨天月球的位置時，月球在繞地球的軌道上已向前運動了12.2。多。因此

地球還必須再自轉(zhuǎn)12.2。多才能再對準(zhǔn)月球，所以平均每天推遲50分鐘左

右時間。又因月球軌道和地平（線圈）

月相概況表

交角的不斷變化，實際每天月亮遲升的時間也不完全一樣。如北京地區(qū)

有時月亮比前一天遲升22分鐘，有時比前天遲升80分鐘。但是總的來說,

月亮的升起是一天比一天晚。夜晚看到月亮?xí)r間的長短可根據(jù)月亮圓缺的情

況推測出來，月亮愈圓，夜晚看到月亮?xí)r間愈長；月牙愈窄，夜晚看到月亮

時間愈短。如新月（朔）整夜不見，上弦月上半夜能看到，滿月整夜可見，

下弦月下半夜能看到。

23.恒星月和朔望月的定義及其計算。

解析：高中地理上冊“月球和地月系”一節(jié)中指出：“月球繞地球公轉(zhuǎn)

一周的時間為27.32日..月相變化的周期為29.53日“。為什么這兩種周

期不同？它是怎樣形成的？

定義轉(zhuǎn)動度數(shù)長度

恒星月

月球連續(xù)兩次通過地球與

某恒星的聯(lián)線的時間間隔

360°（是真正周期）27.3217日

朔望月日、月會合周期360。+29.1054。

=389°

29.5306

27.32日與29.53日這兩個數(shù)據(jù)均屬約數(shù)。從表中可見，兩種周期的差

額是2.2089日，它是怎樣形成的呢？

如圖1-11所示，月球在m處為朔月。這時，月球、太陽和某恒星聯(lián)成-

直線，我們把它當(dāng)作一個朔望月的起點。

當(dāng)月球繞地球公轉(zhuǎn)了一周（360。），即從m到m，，第二次對準(zhǔn)某恒星，

完成一個恒星月（27.3217日）o但這時月球還未對著太陽，需再轉(zhuǎn)過一個

角度，才能完成一個朔望月，這個角度是：

27.3217日xO.9856。（太陽日的平均角速度）=26.9283°

月球要轉(zhuǎn)過這個角度，需要多少時間呢？

由于月球的日平均角速度是：

360°-27.3217日=13.17634。/日.…①

太陽的日平均角速度是：

360°-365.2564B=0.9856°/B.….②

①-②=12.19074°/日（即12°ir26.67H）

所以，26.9283%（13.17634°/日-0.9856°/日）=2.2089日

這就是月球完成一個恒星月后，需要轉(zhuǎn)過一角度才能完成一個朔望月（m

”）所需要的時間。

那么，朔望月=27.32170+2.2089日=29.5306日，或360°+(13.1763

。/日-0.9856。/日）=29.5306日

24.地軸始終指向北極星嗎？

解析：地球在自轉(zhuǎn)的同時.，又繞II公轉(zhuǎn)，且地軸與公轉(zhuǎn)軌道面斜交成66.5

。的夾角，地軸的傾斜方向保持不變，始終指向北極星附近。這種說法只有

目前在較短時間內(nèi)才是正確的，從長時間看，小熊座a星。中名是勾陳一星

并不永遠(yuǎn)是北極星。

現(xiàn)階段的北極星距北天極有5r的角距。公元1000年時、這顆星離北

天極約6。，開始登上北極星的寶座；1940年后，以每年約15"的速度向北

天極靠攏，大約在公元2095年，這顆星距北天極的角距達到最小，約26'

30"。此后又將遠(yuǎn)離北天極。因此，在最近一段時間內(nèi)，小熊座a星成為指

示北天極的標(biāo)志，故叫它北極星。

當(dāng)小熊座a星離北天極較遠(yuǎn)時，其北極星的資格自然取消。如公元2750

年前后，地軸指向天龍座的a星，同樣公元4000、7000,10000和14000年

時，仙王座八仙王座a、天鵝座a和天琴座a將先后成為指示北天極的標(biāo)

志。待到公元27800年，小熊座a星將再次成為北極星。可見，地球自轉(zhuǎn)軸

的方向并非永遠(yuǎn)不變。

地軸為什么也會發(fā)生進動呢？這是因為地球是一個橢球體，赤道略鼓的

部分，由于月球和太陽的引力作用，導(dǎo)致赤道面和黃道面互相重合的趨勢，

使得地軸象陀螺似的作錐式運動，即是地軸進動，周期為26000年。地軸進

動的結(jié)果，使地軸所指方向發(fā)生變動，從而出現(xiàn)天極的移動和北極星更替現(xiàn)

象。

25.地球上任意兩點間最短距離計算公式的推導(dǎo)方法

解析：在講《世界地理》下冊的“世界的交通和聯(lián)系”一節(jié)時，課文中

有這樣一段：“越過北冰洋的航空線是聯(lián)系亞、歐和北美三大洲的捷徑.從

東京到倫敦，沿北極圈飛行，比經(jīng)過莫斯科能縮短1100公里?，F(xiàn)在從東京到

西歐和美國已開辟有穿過北極上空的航線當(dāng)講到此時，學(xué)生們便常問：

為什么沿緯線飛行反而要遠(yuǎn)些？第八章“南極洲”講到交通位置的重要性時，

也常提到同樣的問題。對這個問題我們知道，地球上的兩點的最近距離應(yīng)是

這兩點的大圓弧，而除赤道以外的其它任何同在一條緯線上的兩點，它們的

緯線并不是經(jīng)過這兩點的大圓弧，所以要遠(yuǎn)些。那么地球上任意兩點間的最

短距離（大圓?。┯衷鯓佑嬎隳兀?/p>

對上面這一問題，可通過用幾何和三角作一個簡單的推導(dǎo)，如下：

設(shè)地球上有任意的和兩點，點的緯度是，經(jīng)度是3,點的緯ABABljl

度是，經(jīng)度是3。又設(shè)點所在的經(jīng)線和緯線與點所在的緯線和經(jīng)線j22AB

分別相交于A，和B，（如圖1-12）。分別用直線連接這四點成四條弦，這

四條弦構(gòu)成了一個等腰梯形ABBA，，即兩腰AA，=BB1

然后以這梯形的兩腰分別作底邊，以地心0點作頂點，又可做出兩個等

腰三角形，△BOB，和△AOA、而這兩個三角形的頂角：ZBOB'=ZAOAc

'。=-12jj

可用平面三角法，求出梯形的兩腰：

AABBR〃..①==

2

2

12sin

jj

又設(shè)圖中rl和r2分別為B和A的自轉(zhuǎn)半徑

則.....②

.…③

r=Reos

r=Reos

12

21

J

j

而△AO2B，和△ADIB又是以32?31為頂角的等腰三角形，通過平面三

角法又可求得梯形的上下兩底長：

AB=2rlsin

AB=2r2sin

f

dd

dd

21

21

2

2

將②③或分別代入上兩式即得:

AB=2Reos2'④j

dd

sin21

2

AB=2Rcossin1'..................⑤j

dd21

2

在求出等腰梯形四邊的長度后，再計算其對角線AB（弦）的長度。

通過圖中所引的輔助線后，可算出：

BC=

AB+AB

AC=

.…⑥

.…⑦

2

2

ABAB-

在直角三角形ACA，中：

AC2=AA，2?AC2

⑦代入即得：'

，，

.......(8)AC=AA22-

0

ABAB

2

2

在直角三角形ACB中:

AB2=AC2+BC2

將⑥、⑧式代入上式：

AB=AA22'

+

0()

ABABABAB

22

2

BP：AB2=AA2+ABWB..............⑨

看圖(1-12),若再設(shè)AB弦對應(yīng)地心。點的圓心角為仇則^AOB又是

以地球半徑R為兩腰的等腰三角形：

其

0

AB=2Rsin

2

將此式和前面的①④⑤代入⑨式：

則:

0

,(sin)(sin)sincossincos2

2

2

2

2

2

2

2

212221

2

21

1RRRR=+

jjdd

j

dd

j

即

0

…⑩:sinsinsincoscos2212221

12222

=+

?jjdd

jj

由上面公式即可求得地球上任意兩點分別與地心連線的夾角0,只要求

出仇就可求出過這兩點間最大圓弧長，也就是這兩點最近距離So

即：

花

O

-9S=

2R

360

最后必須指出：該公式是考慮地球是正圓球時推導(dǎo)的。另外，在運用公

式⑩忖，緯度和經(jīng)度B本身帶有正負(fù)號。通常取北緯為正，南緯為負(fù)，東j

經(jīng)為正，西經(jīng)為負(fù)。

26.航空航海線遵循大圓弧線的數(shù)學(xué)證明

解析：在地圖上，航空線和大洋上的航線都是盡量遵循地球上大圓弧

線。地球表面兩點間距離，是指經(jīng)過這兩點間所有線中最短的一條線。這最

短的線就是經(jīng)過這兩點的大圓劣弧長。

關(guān)于這一命題，地理課本和數(shù)學(xué)課本雖都作為定義但沒有給予證明，本

文試圖對這一問題給出一個簡單的證明，以幫助地理教師和感興趣的學(xué)生增

加理解。

如圖：設(shè)A、B為球面兩點，圓O是過A、B兩點的大圓，圓0,是過A、

B兩點的任一小圓，大圓半徑為R,小圓半徑為r,貝I」：R>r?ZA0B=2p；

NA0，B=2a,顯然a、0均為銳角。

則大圓上過A、B兩點的劣孤長：R-2p

小圓上過A、B兩點的劣弧長：r2a

因此，如果RB<ra,由于r2a是過A、B兩點任一個小圓的劣

弧，則就證明了本命題。

欲證：p<-a,只須證：p<-a即可Rr

r

R

由于AB=2R,sin0,AB=2rSina

pasinsin.=

R

當(dāng)x是銳角時、sinx是增函數(shù)，因此：

如果：P<a成立，則：P<a。sinsin

r

R

r

R

因此只須證明：aVa成立即可。

r

R

sinsin

r

R

由微積分初步知識可以得到：

當(dāng)：時有

y=sin

x

m

1

m

sinx

y=

11

m

x

mm

Xcoscos-

當(dāng)V<

71

時，且>時，V,且是減函數(shù)，則由Oxmlxcosxcos

X

m2

m

>cosx得到：yz>0從而得到:

y=sin

x

m

1

m

sinx

Rr1

是增函數(shù)。

???>,<,a是銳角。

r

R

即：a-a是增函數(shù)，

且a時，，工〉

故a>從而證得結(jié)論。

y=sin

R

sin

=Oy=OyO

sin

r

R

sina

r

R

r

R

27.指南針是如何指示方向的？

解析：指南針可以指示方向，這是很普通的常識。可日常生活、生產(chǎn)應(yīng)

用中的方向是地理方位，指南針（磁針）所指示的是地磁方位。地理方位是

以地理南北極為標(biāo)準(zhǔn)確立的，地磁方位是以地磁南北極確立的。難道二者是

相同的嗎？

地理南北極與南北磁極是兩個截然不同的概念。地理南北極是依據(jù)地球

的自轉(zhuǎn)來確定的，即地球自轉(zhuǎn)軸與地面的交點定為兩極，指向北極星-端的

叫北極，另一端為南極。以此來確定經(jīng)緯線、建立經(jīng)緯網(wǎng)，進而確定地球上

點的位置及方位等。一般來說是固定不變的。

地磁南北極呢？地球本身是一個大磁體，其磁場較弱，磁場強度平均約

0.5x10-4特斯拉。比玩具馬蹄形磁鐵要小兒百倍，赤道附近較弱，兩極較強。

地磁場總的來說是比較穩(wěn)定的，但其磁場強度也是不斷變化的，有短期的變

化，一般在幾十個微特以內(nèi)。長期的變化是在緩慢減弱。近百年間減少了5

%,據(jù)古地磁研究，兩千年以來，地磁場強度減小了1.5倍。

地磁南北極的位置也是變化的。目前是磁極西移，且比較明顯。如70

年代南磁極位置是北緯70。50\西經(jīng)96。。到了80年代移到北緯78.2。、

西經(jīng)102.9。。據(jù)研究500萬年以來，地磁場的南北磁極已倒轉(zhuǎn)了十余次。

為了全世界應(yīng)用的方便，每隔一段時間國際上統(tǒng)一測量一次作為全世界統(tǒng)一

使用的磁極。目前在地圖上標(biāo)出的是1985年的磁極位置。

在地球這個大磁體周圍的不同位置，磁場的方向是不同的。其地磁要素

磁偏角因地而異，且一般不為零。個別地方磁偏角較大，致使磁針?biāo)甘镜?/p>

方向與地理南北方向完全不同。我國境內(nèi)的磁偏角比較小，基本上在10°以

內(nèi)，東部西偏，西部東偏。為使用方便各地都測出磁偏角的大小，使用指南

針時，首先根據(jù)該地磁偏角的大小，將測出的方向進行修正后得出該地的地

理南北方向。這就是運用磁針［指南針］來指示地理方向的原因。

28.如