五年級(jí)科學(xué)下冊地球的運(yùn)動(dòng)參考資料教科版

地球的運(yùn)動(dòng)參考資料地球自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)地球自轉(zhuǎn)指地球繞地軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。地軸是地球自轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸。地球不停地繞地軸旋轉(zhuǎn)。地球自轉(zhuǎn)方向與公轉(zhuǎn)相同，為自西向東。從北極上空視察呈逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，從南極上空視察呈順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。由于地球的自轉(zhuǎn)，地球上的觀測者看到恒星及太陽隨著天球在自東向西旋轉(zhuǎn)。地球自轉(zhuǎn)一周的時(shí)間即自轉(zhuǎn)周期，叫做一日。由于觀測周期采納的參照點(diǎn)不同，有恒星日(23小時(shí)56分4秒)和太陽日(24小時(shí))之分。地球自轉(zhuǎn)一周3600，所需的時(shí)間是23時(shí)56分4秒。這叫做一個(gè)恒星日，即天空某一恒星連續(xù)兩次經(jīng)過上中天(天體每天經(jīng)過觀測者所在的子午圈平面兩次，離天頂較近的一次叫上中天)的時(shí)間間隔，這是地球自轉(zhuǎn)的真正周期。一天24小時(shí)，是太陽連續(xù)兩次經(jīng)過上中天的時(shí)間間隔，叫做一個(gè)太陽日。由于地球在自轉(zhuǎn)的同時(shí)還在繞日公轉(zhuǎn)，一個(gè)太陽日，地球要自轉(zhuǎn)360059'，比恒星日多出59'。所以，時(shí)間上比恒星日多3分56秒。地球自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是不勻稱的，有季節(jié)變更、長期變更及不規(guī)則變更。如地球自轉(zhuǎn)的長期變更使自轉(zhuǎn)速度減慢，但這種變更不大，每100年日長增加1毫秒一2毫秒。地球自轉(zhuǎn)的季節(jié)變更是每年3^-4月速度最慢，8月最快，但季節(jié)性日長變更不超過0.5毫秒一0.6毫秒。地球自轉(zhuǎn)的角速度，在南、北兩極點(diǎn)等于零。除南、北兩極點(diǎn)外，地球上任何地點(diǎn)的自轉(zhuǎn)角速度都相等，約為每小時(shí)150。地球自轉(zhuǎn)的線速度，在南、北兩極點(diǎn)等于零。除南、北兩極點(diǎn)外，自轉(zhuǎn)的線速度因緯度和海拔的不同而不同，自轉(zhuǎn)線速度自赤道向兩極漸漸減小，赤道海平面處約為16'70千米每小時(shí)，南、北緯300海平面處約為144'7千米每小時(shí)，南、北緯600海平面處約為83'7千米每小時(shí)。在赤道處高度相差100米，線速度相差26米每小時(shí)。地球自轉(zhuǎn)具有重要的地理意義。1.它確定了晝夜的更替，并使地表各種過程(如熱量、氣溫、氣壓、蒸發(fā)、水汽凝聚及有機(jī)界等)具有一晝夜的節(jié)奏。由于地球自轉(zhuǎn)速度使地球上晝夜更替適中，地表增溫柔冷卻不超過肯定的限度，生物才得以生存。2.地球自轉(zhuǎn)還會(huì)使地球上南、北半球物體水平運(yùn)動(dòng)的方向產(chǎn)生偏向。3.地球自轉(zhuǎn)造成不同經(jīng)線上具有不同的地方時(shí)刻。4.地球自轉(zhuǎn)對地球的形態(tài)也產(chǎn)生影響，并與地殼運(yùn)動(dòng)、海水運(yùn)動(dòng)、大氣運(yùn)動(dòng)等都有親密的關(guān)系。大陸漂移、地震、潮汐摩擦、洋流等現(xiàn)象，都在不同程度上受到地球自轉(zhuǎn)的影響。地球公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)地球公轉(zhuǎn)指地球依據(jù)肯定的軌道圍著太陽的運(yùn)動(dòng)。地球公轉(zhuǎn)軌道是一個(gè)特別近似圓的橢圓，太陽位于橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn)之一，公轉(zhuǎn)軌道全長約9.4億千米，橢圓最長直徑叫長軸，最短直徑叫短軸，地球公轉(zhuǎn)軌道半長軸為1.49億千米(即日地平均距離，稱為天文單位距離)。橢圓長短軸之差稱為焦點(diǎn)距，1/2焦點(diǎn)距與半長軸之比，稱為偏心率，地球公轉(zhuǎn)軌道偏心率約為0.017或1/600地球公轉(zhuǎn)的方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同，都是自西向東，從北極高空看來，是逆時(shí)針方向。地球公轉(zhuǎn)周期為一年?！澳辍钡臅r(shí)間因參照點(diǎn)不同而有差別?；貋砟隇?65日5時(shí)48分46秒，恒星年為365日6時(shí)9分9.5秒。地球在公轉(zhuǎn)軌道上的位置，大致在1月3日左右最接近太陽，此時(shí)的位置稱為近日點(diǎn)，日地距離約為1.47億千米;大致在7月4日左右最遠(yuǎn)離太陽，此時(shí)的位置稱為遠(yuǎn)日點(diǎn)，日地距離約為1.52億千米。地球公轉(zhuǎn)的平均角速度，大致是每日向東推動(dòng)10。公轉(zhuǎn)平均線速度為23.74千米每秒，在近日點(diǎn)時(shí)公轉(zhuǎn)線速度較快，在遠(yuǎn)日點(diǎn)時(shí)較慢。地球公轉(zhuǎn)軌道面是在地球公轉(zhuǎn)軌道上并通過地球中心的一個(gè)平面，地軸與軌道面斜交成66034’交角。太陽位于地球公轉(zhuǎn)軌道面所擴(kuò)大的黃道面上，從地球上看來，太陽似乎終年在這個(gè)平面上運(yùn)動(dòng)，這就是太陽的視運(yùn)動(dòng)。太陽視運(yùn)動(dòng)的路途叫做黃道，黃道所在的面就是黃道面。黃道面和地球軌道面相重合。黃道面與地球赤道面之間的交角，稱為黃赤交角，日前約為23026}。由于地球的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與黃赤交角的存在，引起了地球上正午太陽高度、晝夜長短的周年變更，使地球上產(chǎn)生四季的更替與五帶(熱帶、北溫帶、南溫帶、北寒帶、南寒帶)的劃分，對地球上很多地理現(xiàn)象產(chǎn)生巨大的影響。觀星，感知地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)夜間，面對天空，你可以看到兩個(gè)聞名的星座一大熊座和仙后座。這兩個(gè)星座都很簡潔分辨:大熊座由7顆亮星組成勺子的形態(tài)，叫北斗一七星，也叫勺子星;仙后座的5顆亮星組成拼音字母W的樣子。就是這兩個(gè)星座，可以幫助我們找到北極星。利用大熊座找北極星時(shí)，沿天漩<R星)、天樞(。星)的方向延長出去，在相當(dāng)于這兩顆星之間距離約5倍的地方，有一顆幾乎同樣亮的星一小熊座a星，這就是北極星，中國古代稱之為勾陳一。在那部分天空，只有北極星這么一顆比較亮的星，所以很簡潔找到。我們還可以看到，仙后座a星(閣道三)、北極星、天北極和大熊座的屯星(開陽)幾乎可以連成一條直線，仙后座y星與北極星的連線及其與閣道三的連線幾乎相互垂直，這也為我們找尋北極星創(chuàng)建了條件。假如細(xì)心觀測，你會(huì)發(fā)覺更好玩的現(xiàn)象:大熊座、仙后座不停地以北極星為中心有規(guī)律的轉(zhuǎn)動(dòng)。其實(shí)這是地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)現(xiàn)象的反映。找一個(gè)晴朗的晚上，按以上方法找到北極星，并記錄大熊座(或仙后座)相對北極星的方向。此后可以每隔一小時(shí)觀測一次，會(huì)發(fā)覺這兩個(gè)星座每隔一小時(shí)都轉(zhuǎn)過15度的角度，這是為什么呢?原來這是地球自轉(zhuǎn)的結(jié)果。北極星連同四周的恒星離我們很遠(yuǎn)很遠(yuǎn)，它們的位置幾乎不是變的。而地球每晝夜自西向東自轉(zhuǎn)一周即360度，你也跟著地球每小時(shí)轉(zhuǎn)過15度。所以你會(huì)看到北極星四周的星座每小時(shí)向相反的方向轉(zhuǎn)過15度，24小時(shí)后它們又回到了第一次記錄的位置。假如做定時(shí)長期觀測，你會(huì)發(fā)覺每天大熊座(或仙后座)的位置都有所不同。假如你在20:00定時(shí)觀測，第一次先找到北極星并記錄大熊座(或仙后座)相對北極星的方向，以后每隔15天在20:00觀測一次，就會(huì)發(fā)覺這個(gè)星座每隔15天就轉(zhuǎn)過15度角度，這又是為什么呢?這是地球公轉(zhuǎn)的結(jié)果。地球每年繞太陽自西向東公轉(zhuǎn)一周即360度，平均每天大約轉(zhuǎn)過1度。我們就看到大熊座(或仙后座)繞北極星每天向相反的方向轉(zhuǎn)過1度，一年后在20:00你再觀測時(shí)這個(gè)星座又回到了第一次記錄的位置。哥白尼哥白尼(14731543)，波鑄天文學(xué)家，‘舊心說”的創(chuàng)立人，曾在波鑄和意大利的幾所高校學(xué)習(xí)，探討數(shù)學(xué)、天文學(xué)、法學(xué)和醫(yī)學(xué)。1506年回國任僧正，從事宗教活動(dòng)，但仍以主要精力探討天文學(xué)。他在所供職的教堂城垣的箭樓上，建立了一個(gè)小天文臺(tái)，并親自制作視察儀器，長期從事天文觀測和探討。最終創(chuàng)立了科學(xué)的宇宙結(jié)構(gòu)體系一“日心說”。從今否定了統(tǒng)治西方達(dá)一千多年的“地心說”?！f心說”提出后經(jīng)驗(yàn)了艱苦的斗爭，才為人們所接受。這是天文學(xué)上一次宏大的革命，引起了人類宇宙觀的重大革新，從根本上動(dòng)搖了歐洲中世紀(jì)宗教神學(xué)的理論支柱。正如恩格斯在《自然辯證法》中指出的“從今自然科學(xué)便起先從神學(xué)中解放出來。”“科學(xué)的發(fā)展從今便大踏步地前進(jìn)”。哥白尼在《天體運(yùn)動(dòng)論》中闡明白‘舊心說”，這部著作于1543年出版。由于受到時(shí)代的局限，在哥白尼的‘舊心說”中保留了所謂“完備的”圓形軌道等形而上學(xué)的論點(diǎn)。在開普勒總結(jié)出行星運(yùn)動(dòng)三定律，牛頓發(fā)覺了萬有引力定律以后，‘舊心說”才建立在更加穩(wěn)固的科學(xué)基礎(chǔ)上。傅科傅科，法國物理學(xué)家。1819年9月18日生于巴黎;1868年2月11日卒于巴黎。傅科是一位出版商的兒子，起先學(xué)醫(yī)，在他結(jié)識(shí)菲佐以后，就起先探討物理學(xué)，并以此作為他的畢生事業(yè)。傅科在光學(xué)探討領(lǐng)域有很大的成就，他與菲佐合作，用齒輪測量光速，然后依據(jù)阿拉戈十年前提出的建議，探討出一種新的測量光速的方法一旋鏡法。傅科測得的光速值比菲佐的值更加精確，僅稍低于邁克耳孫后來最終求得的值。傅科還進(jìn)一步測量了光在水和其他透亮介質(zhì)中的速度。1853年，傅科證明光速在水中比在空氣中小，他把這個(gè)探討成果作為博士論文發(fā)表。但傅科的名字經(jīng)常和始于1851年的一系列壯麗的試驗(yàn)聯(lián)系在一起。傅科知道，鐘擺有保持自己振動(dòng)面的趨向，擺的系著點(diǎn)會(huì)扭轉(zhuǎn)。于是傅科認(rèn)為，如使一大型擺搖擺，它就會(huì)保持其振動(dòng)面，同時(shí)，地球?qū)⒃跀[下扭轉(zhuǎn)。擺如處于北極，地球就會(huì)在每24小時(shí)扭轉(zhuǎn)一周。處地越往南邊去的緯度，地球就似乎扭轉(zhuǎn)得越慢;因?yàn)榈厍蛟诒辈繀^(qū)域里運(yùn)行的速度比在南部區(qū)域里稍慢一些。越往南，則速度差越小，而在赤道則完全不轉(zhuǎn)動(dòng)。由赤道往南，扭轉(zhuǎn)就會(huì)重新起先(但方向相反)，到了南極則又具有24小時(shí)的周期。對視察擺的人來說(他本身也跟著地球運(yùn)動(dòng))，就顯得似乎是擺在緩慢地變更方向。傅科的第一次試驗(yàn)不夠明顯，須要一個(gè)更長的擺。先是阿拉戈將天文臺(tái)大樓供應(yīng)應(yīng)傅科作其次次試驗(yàn)之用，爾后拿破侖三世把巴黎一個(gè)大教堂支配給他進(jìn)行最出名的第三次試驗(yàn)。傅科用一根60多米長的鋼絲繩將一個(gè)直徑約2英尺重27千克的大鐵球吊在教堂的圓頂下。擺的下一端是一個(gè)尖頭，正好從地板上拂過，可在灑于教堂地板的沙上劃出記號(hào)來。他將鐵球高高地拉向一側(cè)，用繩子拴在墻上，當(dāng)一切都安靜后，就點(diǎn)火燒斷拴擺的繩子(如用剪刀或刀子切斷繩子，就會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，干擾試驗(yàn)結(jié)果)。繩斷了，擺起先了搖擺，為數(shù)眾多的觀眾們都靜聲屏息。隨著時(shí)間的推移，擺尖劃出的記號(hào)明顯地變更著方向。它扭轉(zhuǎn)的方向和速率正好符合巴黎的緯度，即31小時(shí)47分扭轉(zhuǎn)一周。旁觀者事實(shí)上等于視察了地球在擺下的自轉(zhuǎn)。這個(gè)試驗(yàn)引起了極大反響。早在22個(gè)世紀(jì)以前，赫拉克雷迪斯就首先提出地球在自轉(zhuǎn);三個(gè)世紀(jì)前，哥白尼重申了這一點(diǎn)。自從兩個(gè)半世紀(jì)前的伽利略時(shí)代以來，學(xué)術(shù)界并未懷疑過這件事。不過，關(guān)于地球自轉(zhuǎn)的全部證據(jù)都是間接的，直到傅科的試驗(yàn)勝利，才使地球的自轉(zhuǎn)成為可見的事實(shí)，而不單是邏輯的推斷。時(shí)區(qū)與區(qū)時(shí)確定一地時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)有兩種:一種叫地方時(shí)，一種叫區(qū)時(shí)(標(biāo)準(zhǔn)時(shí))。在日常生活中，人們習(xí)慣于用太陽在天空的位置來確定時(shí)間，以太陽位置最高(即正午)的時(shí)刻定為12點(diǎn)，這種時(shí)間叫地方時(shí)。假如各地都運(yùn)用自己的地方時(shí)，在人們的生活工作中會(huì)帶來肯定的麻煩，特殊是交通通信發(fā)達(dá)的今日，國際往來頻繁，地方時(shí)更為不便，這樣才有統(tǒng)一時(shí)間的必要。時(shí)區(qū)的劃分，區(qū)時(shí)制度的建立便是適應(yīng)這種要求而產(chǎn)生的。1884年國際協(xié)議，全世界采納“區(qū)時(shí)系統(tǒng)”計(jì)量時(shí)間。地球每24小時(shí)自轉(zhuǎn)一周<3600)，一個(gè)小時(shí)轉(zhuǎn)過經(jīng)度150。因此，國際上規(guī)定，每隔15。劃為一個(gè)時(shí)區(qū)，全球可分為24個(gè)時(shí)區(qū)。以本初子午線為基準(zhǔn)，從西經(jīng)7.5。至東經(jīng)7.50，劃為中時(shí)區(qū)，或叫零時(shí)區(qū)。在中時(shí)區(qū)以東，依次劃分為東一區(qū)至東十二區(qū)。在中時(shí)區(qū)以西，依次劃分為西一區(qū)至西十二區(qū)，東十二區(qū)和西十二區(qū)各跨經(jīng)度7.50，合為一個(gè)時(shí)區(qū)。每個(gè)時(shí)區(qū)的中心經(jīng)線，叫做該時(shí)區(qū)的“標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)線”。標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)線上的時(shí)間便是整個(gè)時(shí)區(qū)的“區(qū)時(shí)”。例如，北京處在東八區(qū)，東經(jīng)1200，是東八區(qū)的中心經(jīng)線，因此，北京時(shí)間采納的是東經(jīng)1200的地方時(shí)，即東八區(qū)的區(qū)時(shí)。相鄰兩個(gè)時(shí)區(qū)的區(qū)時(shí)，相差整整一小時(shí)。在隨意兩個(gè)時(shí)區(qū)之間，相差幾個(gè)時(shí)區(qū)，它們就相差幾小時(shí)。例如北京和莫斯科相差5個(gè)時(shí)區(qū)，時(shí)間就相差5小時(shí)。其中，較東的時(shí)區(qū)，區(qū)時(shí)較早。因此，出國旅行的人必需知道這個(gè)常識(shí)，向東每跨人一個(gè)時(shí)區(qū)，應(yīng)把表往前撥一小時(shí)，向西每跨人一個(gè)時(shí)區(qū)，應(yīng)把表倒撥一小時(shí)，這樣才能保證你隨身攜帶的表的時(shí)間，與當(dāng)?shù)貢r(shí)間一樣。國際日期變更線由于在任何時(shí)刻，東十二區(qū)總比西十二區(qū)早24小時(shí)，即一天。因此，自東十二區(qū)向例如，船只于5月1日8時(shí)由東十二區(qū)進(jìn)人西十二區(qū)，日期要改成4月30日8時(shí)。相反，船只5月1日8時(shí)由西十二區(qū)進(jìn)人東十二區(qū)，日期就要改成5月2日8時(shí)。在1884年召開的國際經(jīng)度會(huì)議上，規(guī)定了原則上以1800經(jīng)線作為地球上“今日”和“昨天”的分界線，叫做“國際日期變更線”，簡稱‘舊界線”。日界線并不完全在1800經(jīng)線上，而是稍有曲折，主要是為了照看1800經(jīng)線旁邊的居民生活便利，而避開陸地。地球儀地球儀是用球體代表縮小的地球，以表示地面地理狀況和地球自身特性的模型裝置。球面上繪有各大洲、各海洋的分布以及某些重要地理要素、赤道、經(jīng)線、緯線等。為了便于說明地球的自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn)、四季形成和晝夜長短等自然現(xiàn)象，地球儀一般按23026’的傾斜裝置。恒星周年視差的發(fā)覺恒星周年視差緣于一個(gè)簡潔的推理:與更遠(yuǎn)的恒星相比較時(shí)，比較近的恒星應(yīng)當(dāng)顯示出視差。即人們以地球繞太陽的軌道直徑(大約3X108千米)作基線，在軌道相對的兩端以半年的間隔進(jìn)行觀測，可觀測到恒星的視差。但由于以前人們沒有望遠(yuǎn)鏡，單憑肉眼無法測出恒星的視差，因?yàn)楹阈呛偷厍蜷g的距離，同地球的軌道直徑相比，實(shí)在太大了。望遠(yuǎn)鏡和其他儀器為恒星周年視差的觀測供應(yīng)了可能。在19世紀(jì)30年頭，德國天文學(xué)家貝塞爾運(yùn)用了一種叫做量日儀的新儀器，因?yàn)檫@種儀器最初是想用來精密地測量太陽的直徑的。但用它同樣能夠測量天體間的其他距離，貝塞爾就用它來測量兩個(gè)恒星之間的距離。貝塞爾月復(fù)一月地留意這些距離的變更，最終勝利地測出了一個(gè)恒星的視差。他選擇的是天鵝座的一顆小星，叫做天鵝座61星。他之所以選定這顆星，是因?yàn)檫@顆星相對于其他恒星背景每年都顯示出特殊大的自行，因此它肯定比其他恒星離我們近。(不要把這種自行與恒星相對于背景的前后移動(dòng)相混淆，后者表示的是視差)貝塞爾以旁邊“固定的”恒星(可能要遠(yuǎn)得多)為基準(zhǔn)，測定天鵝座61星連續(xù)移動(dòng)的位置，持續(xù)觀測了一年多。最終在1838年，他報(bào)告說天鵝座61星的視差為0.31角秒，即相當(dāng)于把一枚5分硬幣放在16千米遠(yuǎn)處觀看時(shí)的視角。這個(gè)視差是以地球軌道的直徑為基線觀測到的，這表明天鵝座61星在大約100萬億千米遠(yuǎn)處，為我們太陽系寬度的9000倍。因此，即使和最近的恒星相比，太陽系也像是空間的一個(gè)小點(diǎn)。因?yàn)橛萌f億千米計(jì)算距離相當(dāng)不便利，天文學(xué)家便以光的速度來計(jì)算距離，以便縮小數(shù)字。光速是每秒299792.458千米。光一年走的距離約為94605億千米，叫做1光年。利用這個(gè)單位，天鵝座61星距離地球約11光年。在貝塞爾勝利后僅兩個(gè)月，英國天文學(xué)家亨德森就算出了半人馬座a星的距離。這顆星是天空中第三顆最亮的星，位于南天低空處。結(jié)果表明，半人馬座a星的視差為0.75角秒，是天鵝座61星的兩倍多。因此，半人馬座a星相應(yīng)地距離地球近多了。事實(shí)上，它距離太陽系只有4.3光年，是我們太陽系最近的恒星鄰居。其實(shí)它并不是一顆單獨(dú)的星，而是由三顆恒星組成的。1840年，在德國誕生的俄國天文學(xué)家斯特魯維宣布了天空中第四顆最亮的星織女星的視差。后來發(fā)覺他的測量結(jié)果有點(diǎn)誤差，但這是可以諒解的，因?yàn)榭椗蔷嚯x地球遠(yuǎn)達(dá)27光年，視差特別小。到1900年，約有70顆恒星已經(jīng)用視差法測定出來(到20世紀(jì)80年頭，已有數(shù)千顆)。而現(xiàn)在，人們運(yùn)用精密的儀器，運(yùn)用視差法測得較精確的宇宙空間距離約有120億光年。四季的劃分地球上的季節(jié)變更，從天文現(xiàn)象來看，是晝夜長短和太陽高度的季節(jié)變更，這種變更確定于太陽直射點(diǎn)在緯度上的周年變更。從天文含義看四季:夏季就是一年內(nèi)白晝最長、太陽最高的季節(jié);冬季，就是一年內(nèi)白晝最短、太陽最低的季節(jié)。春、秋二季就是冬、夏兩季的過渡季節(jié)。我國傳統(tǒng)上以立春(2月4日或5日)、立夏(5月5日或6日)、立秋(C8月7日或8日)、立冬(C11月7日或8日)，為起點(diǎn)來劃分四季。為了使季節(jié)與氣候相結(jié)合，氣候統(tǒng)計(jì)工作一般把3,4,5三個(gè)月劃為春季;6,7,8三個(gè)月劃為夏季;9,10,11三個(gè)月劃為秋季;12,1,2三個(gè)月劃為冬季。南、北回來線南