太陽一天的運動軌跡
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太陽一天的運動軌跡,在生活當中,很多人認爲,太陽每天的運動軌跡都是一樣的,其實不然,太陽運動是每天都在不斷地變化,但是這種變化很微小,你只要細心一點去看,就會發現,下面小編整理了太陽一天的運動軌跡。
太陽一天的運動軌跡1
當太陽在天空中南北兩端偏離最遠的時候,即是它出現在這個“8”字曲線上下兩個頂點的時刻,分別對應每年的夏至日和冬至日。太陽的這種移動軌跡被稱爲“日行跡”,即以地球作爲觀測點,一年中太陽在天空中的移動軌跡。
只要在固定時間、方位、角度拍攝記錄太陽一年,就能得出太陽的“8”字型路徑。不同的記錄時間點所得到的軌跡圖也不一樣,早、晚拍攝記錄得出的“8”字是平躺的,中午拍攝記錄得到的“8”字是直立的。
其實,這種“8”字軌跡並不是由太陽決定的,而是由地球決定的,是因爲地球在繞太陽公轉的同時,其本身也在自轉,而其自轉軸存在着一定的傾斜。
地球的公轉軌道並非是完美的圓形。一年中,地球和太陽的距離時近時遠,地球的公轉速度也隨之時快時慢,最快的時間點在每年的1月4日左右,最慢的時間點在7月4日左右。
太陽也並非在每天的正午時分都正好處於正南方向,有時會提前,有時會落後,最大時間差爲17分鐘。這一點也決定了“8”字的寬窄。地球除了公轉之外還有自轉,其自轉相對於公轉軌跡來說存在着23、5°的傾斜角度,所以正午時分太陽的位置也會在南北方向上移動,這一點也決定了“8”字的長短。
白天能觀察到太陽的“8”字軌跡,那麼晚上是否也能觀察到月亮的“8”字軌跡呢?與地球的公轉軌道相同,月球的公轉軌道也不是正圓形的,而是橢圓形。平均下來,月亮出現在天空中同一位置時對應的時間點相差大約51分鐘。也就是說,每天比前一天延遲51分鐘左右記錄月亮的位置,即可得到一個類似的“8”字軌跡圖。
太陽一天的運動軌跡2
地球在公轉過程中,所經過的路線上的每一點,都在同一個平面上,而且構成一個封閉曲線。這種地球在公轉過程中所走的封閉曲線,叫做地球軌道。如果我們把地球看成爲一個質點的話,那麼地球軌道實際上是指地心的公轉軌道。
太陽視運動軌跡(日出、日落、傾斜)
(1)太陽的視運動軌跡(日出、日落方位),與太陽直射點的位置有關,有如下規律:
①太陽直射北半球:全球東北日出、西北日落;
②太陽直射赤道:全球正東日出、正西日落;
③太陽直射南半球:全球東南日出、西南日落;
(2)太陽的視運動軌跡(傾斜方向),與觀察者A所處的位置有關,有如下規律:
①A位於北半球,則運動軌跡向南傾斜,日出日落方位如上文所述(與太陽直射點的位置有關);
太陽一天的運動軌跡3
太陽週日視運動,就是太陽以地球自轉的相反方向,繞地軸並隨着天球旋轉,以一太陽日爲週期的自東向西的“巡天”運動。由於太陽運行的黃道面與地球的赤道面並不平行,這就導致太陽半年在天赤道以北運動,半年在天赤道以南運動,造成了同一緯度太陽週日視運動具有周年變化的規律。
由於太陽週日視運動軌跡圖是以觀測點爲中心,目視太陽在天球上運行所形成的軌跡示意圖,與教材上以太陽爲中心的地球公轉示意圖差別較大,而且課本上直接涉及這方面內容較少,又沒有詳細說明,因此,這往往成爲同學們學習的薄弱點,也成爲教師教學的難點,然而在高考中對太陽視運動有一定的要求。
筆者經過教學實踐與研究,發現如果掌握了太陽週日視運動路線圖的繪製方法及其構成要素,然後將所學的課本知識進行有效的整合,就可以掌握“太陽視運動路線圖”規律,很多問題也就可以迎刃而解了。
一、 太陽視運動路線圖的繪製
1、畫出地球,並標出地軸和赤道,作出某日太陽的光線。
2、確定觀測點的位置。
3、過地心和觀測點連線。
然後過觀測點作連線垂線,該線即爲過觀測點的地平線,即該地的南北方向線,過觀測點作南北方向線與上述連線的垂線即爲該地的東西方向線;以觀測點爲圓心,以地球半徑爲半徑,過觀測點東西方向線和南北方向線作地球的切平面(該面即爲過觀測點的地平面(因爲觀測角度的原因,一般用橢圓表示地平圈)。
4、以觀測點爲圓心,以地球半徑爲半徑的求球,可表示該觀測點看到的天球。
5、地心和觀測點連線與天球有兩個交點,在地平面之上的交點爲該觀測點的`天頂,在地平面之下的交點爲該點的天底。
6、過觀測點作太陽光線的平行線與天球的交點即太陽在該地上中天即正午12點,過交點作地軸的垂線與天球的交點即太陽在該地下中天即0點(或24點)的位置。
7、過上述交點作垂直於地軸或平行於赤道的圓,表示該日該地太陽視運動路線(因爲觀測角度原因,可以用橢圓表示),而且標上箭頭(與地球自轉方向相反)。
二、 太陽視運動圖的判讀
1、 確定地平面上的方向
一般地面方向,我們用的是“十字架”的方向,即“上北下南、左西右東”。也可以根據二分日日出和日落的方向或二分二至正午時太陽的方向確定。
2、 晝夜長短比較
晝夜長短比較爲地平面之上軌跡線與地平面之下軌跡線的比較,根據兩者各自所佔的比例可確定觀察者當地此時的晝夜長短情況。當地平面之上軌跡線大於地平面之下軌跡線時,晝長大於夜長;反之,晝長小於夜長;當二者相等時,晝長等於夜長。當太陽的週日視運動圈全部位於地平面上之,爲極晝;反之,爲極夜。
3、 太陽高度的變化可確定太陽直射點的緯度和時刻
太陽高度是太陽光線與當地地平面的夾角。一天之中太陽高度在不斷的變化(除兩極點外,兩極點的太陽高度一天之中是不變的,且等於當天太陽直射點的緯度)。
太陽位於上中天時即一天之中太陽的最高點時是正午12點。太陽位於地平面時即太陽運動軌跡線與地平面東側交點爲日出,西側爲日落。太陽在下中天,即一天之中太陽的最低點是0點或24點。
4、 確定正午太陽高度的大小和方位
確定正午太陽高度的大小爲正午太陽與地平面中心點的連線和地平面之間的夾角,正午太陽高度的大小的比較即爲爲該夾角的比較。
正午太陽高度的方位爲正午太陽相對於當地天頂的方向。北迴歸線以北,正午看到太陽的方向一直在正南;北迴歸線上,正午看太陽方向夏至日在頭頂上,最大太陽高度爲90°,其他一直在正南;
南北迴歸線之間,正午看太陽方向有時在北,有時在南,最大的太陽高度爲90°;南迴歸線上,正午看太陽方向,冬至日在頭頂上,最大太陽高度爲90°,其他一直在正北;南迴歸線以南,正午看太陽方向一直在正北。
5、 根據日出日落方位,可以確定直射點的大致範圍和季節
北半球冬半年,太陽直射點在南半球,日出方位爲東南方,緯度越高越接近正南。北半球出現極夜的最低緯度日出(12點)爲正南,南半球出現極晝的最低緯度日出(0點)爲正南。日落方位爲西南方,緯度越高越接近正南。北半球出現極夜的最低緯度日落(12點)正南,南半球出現極晝的最低緯度日落(0點)正南。
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