以地球爲參考系太陽的運動軌跡
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以地球爲參考系太陽的運動軌跡,太陽比地球大得多,我們見到的太陽,直徑有139萬千米,它的運行軌道直徑非常大。而太陽與太陽系全體成員一起,圍繞着銀河系中心運行。以下分享以地球爲參考系太陽的運動軌跡?
以地球爲參考系太陽的運動軌跡1
忽略其他大天體的影響,太陽和地球在相互引力作用下相互繞轉,就像兩個人手拉着手旋轉一樣。
所以,以太陽爲參考系,地球的軌跡是什麼樣,那麼以地球爲參考系,太陽的軌跡就是什麼樣的。
具體來說,把地球當做中心,太陽繞地球的軌跡稱爲黃道。太陽在黃道上每年轉一圈。
以地球爲中心天體,可以求太陽的質量。但是要注意的是,嚴格來說,只有太陽和地球存在的情況下,它們都是繞着質心旋轉的。
另外,在現實中,其他大行星(尤其是木星)的引力的影響是很大的,不能忽略的。
太陽從東方升起,從西方落下,這樣的情況一年只有兩天。問一個人早上太陽從哪兒升起,他或者她通常會回答:從東方升起。同樣他或者她通常也會說:晚上太陽從西方落下。事實上,一年中只有兩天,太陽是從正東方升起,從正西方落下,即春分和秋分。從春分到秋分,生活在北半球的人看到太陽從東偏北的地方升起,從西偏北的地方落下。
在夏至時這種現象尤爲明顯,太陽從東偏北最大的方向升起,從西偏北最大的方向落下。從秋分到春分,生活在北半球的人看到太陽從東偏南的地方升起,從西偏南的地方落下。在冬至時這種現象尤爲明顯,太陽向南偏離得最遠。生活在南半球的人看到的情形與我們正好相反。
太陽在黃道上運動一週的過程就是我們經歷一年的過程。正如一年中太陽的升降方向不斷變化一樣,每天同一時刻太陽在天空中的位置一年中也不斷變化。夏至日,當太陽從東偏北最大的方向升起,從西偏北最大的方向落下,太陽在天空中走過了一年中最長、最高的軌道,因此夏至日是一年中白天最長的一天。
相反,在冬至日,當太陽從東偏南最大的方向升起,從西偏南最大的方向落下,太陽在天空中走過了一年中最短、最低的軌道,因此冬至日是一年中白天最短的一天。在春分和秋分日,太陽走過了長短,高低適中的軌道,因此這兩天晝、夜一樣長。
春分和秋分是由單詞“equinox”翻譯過來的。“equinox”來自拉丁語,意思是“相等的夜晚”。現在的意思與此略有不同,它也用來指一年中晝夜相等的那兩天。
夏至和冬至是由單詞“solstice”翻譯過來的。“solstice”來自拉丁語,字面意思是“太陽停止不動”。這需要解釋一下,每個人都知道太陽不可能在天空停止不動,這裏的“solstice”是指這樣一個現象:每年從冬至到夏至,太陽一天內在天空中的軌跡越來越長,越來越高,到夏至時,太陽在天空中的軌道達到最長、最高,即太陽往北的運動趨勢停止了。
與此類似,每年從夏至到冬至,太陽一天內在天空中的軌跡越來越短,越來越低,到冬至時,太陽在天空中的軌道達到最短、最低,即太陽往南的運動趨勢停止了。
許多文明都與太陽在天空中的位置和軌跡密切相關。在索爾茲伯里平原上,在新石器時代豎立的史前巨石柱至今已有3000多年的歷史。今天,這些史前巨石柱仍然十分準確的標誌出太陽在分點和至點升起及落下的方向。1000年前,有個本土的美洲人定居點科胡基亞,在密西西比河岸靠近今天聖路易斯的地方。今天科學家在那裏的地面上發現這兒曾有一圈木樁。
直到今天,霍皮人(美國亞利桑那州東南部印第安村莊居民)和安第斯山脈的土著人仍用平頂山和山峯記錄下太陽升起及落下的方向。他們之所以這樣做,實際和精神上的原因都有。太陽在天空中位置的變化即反應了天曆,又告知人們何時耕種,何時收割以及何時舉行重大的宗教儀式。
太陽的軌跡在天空中的變化是由於地球自轉軸的傾斜造成的。當地球繞太陽公轉時,地軸始終與軌道面保持傾斜。在夏至日的北半球,傾斜軸偏向太陽,因此太陽在天空中的軌道達到最高。6個月後,在北半球,傾斜軸偏離太陽,太陽在天空中的軌道達到最低。而在春分和秋分日,傾斜軸即不偏向太陽又不偏離太陽,所以太陽在天空中的軌道高低適中。
以地球爲標準,太陽比地球大得多。我們見到的太陽,直徑有139萬千米,如果把太陽比做一個金魚缸,則需要100萬顆地球大小的'大理石才能填滿。
太陽的化學成分十分簡單。太陽包含了宇宙中所存在的大部分元素,但太陽主要是由最簡單的元素氫組成。實際上,氫和氦組成了太陽質量的99.9%,其他的氧、碳、氮、鐵等元素只佔0.1%。
我們見到的太陽的表面實際並不是一個面。在我們看來,太陽似乎有一個固體的表面,並且有一個可測的邊界。真實情況是:太陽是一個由氣體組成的球體,沒有固體的表面。我們看到的邊界,只是由於在那兒,太陽氣體的密度下降到使光透明的程度。
在這個密度之上,太陽是不透明的,因此我們看不到太陽內部。雖然我們現在瞭解到這些,但天文學家仍然把這一不透明的邊界當做太陽的“表面”,稱作光球層。顧名思義,在光球層內,太陽放出的光子可以最終到達我們的眼睛。
太陽中心看起來要比邊緣亮。這一現象稱作暗暈,是由於我們看的太陽中心比邊緣更厚,並且溫度也更高。
太陽的顏色可以告訴我們它的表面溫度。如果我們把一根鐵絲伸進火爐裏,燒幾分鐘後拿出來,會發現它發出暗紅色的光。此時測量它的輻射溫度,大約2760℃。如果我們把它放進火爐多幾分鐘,再拿出來,發現它發出亮黃色的光。此時測量它的輻射溫度,大約6090℃。
此時鐵絲的顏色與太陽十分接近,太陽表面的溫度也大約是6090℃。與此類似,其他恆星的顏色也暗示出各自的表面溫度。如紅星溫度較低,藍、白星溫度極高。
太陽表面是有斑點的。望遠鏡觀測的圖像顯示,太陽的斑點好像鑲入水泥地上的鵝卵石一樣。這是因爲我們看到許多氣體單元的頂部,這些亮的區域與美國得克薩斯州大小相仿,是熱氣流噴射上升的區域。而暗區域是冷氣流下沉的區域。因爲表面斑點的現象與米湯相似,我們又稱其爲粒狀亮斑。
太陽的斑點聚成一團。通過研究太陽表面的大尺度運動,我們得出:斑點聚成巨大的、粗糙的多邊形區域。物質常從區域中心涌出,向各個方向流動,在邊緣又沉落。該區域常延綿到32200千米,我們又把它叫做超大斑點。
以地球爲參考系太陽的運動軌跡2
一、太陽的東昇西落
每天早晨,太陽從東方升起,越升越高,經過我們的頭頂,而後逐漸向西邊落下,隨着它落入地平線,天也就漸漸變暗變黑了。
夜晚之後,黑夜便逐漸退去,太陽又會再次從東方升起,再次經過我們的頭頂,向西邊落下。如此周而復始,永不停息。
早上太陽從東方升起
中午太陽升到最高位置
晚上太陽從西邊落下
二、太陽每天升起點、下落點的位置變化。
我們只要連續觀察一段時間就會發現,太陽並非每天都是在東方地平線上的同一個點升起。
假設我們是在春季的某一個清晨,而對着太陽升起的方向(圖1.2),看到太陽剛好在一棵大樹的後面升起。(圖1.2中大樹背後的太陽示意)。第二天,太陽好像還是在那棵大樹後升起,但如果仔細辨別,其實太陽的升起點已經往北有了小小的移動,大約有1個太陽的直徑,也就是半度左右(圖1.2中大樹左側太陽示意)。
七八天後,這種移動就看得比較明顯了,太陽已經從大樹的北側升起。太陽的升起點就這樣緩緩地往北移動着,離那棵大樹越來越遠,但這種移動有一個極限(圖1.2中左側邊緣的太陽示意),到了這個極限,太陽的升起點又會緩緩地往回移動。
漸漸地向大樹靠去,並且越過大樹,往南移動。南面同樣也有一個極限(圖1.2中右側邊緣的太陽示意),到了這個極限,太陽的升起點又會緩緩地往回移動,就這樣周而復始,永不停息。
這一南一北相距多遠呢?在北半球中緯度的地方看來,兩點相距四五十度,所以說太陽從東方升起,這兒所指的東方是一個籠統的方位。在這一南一北兩點間的中點,纔是正東方,在太陽南北往返的一個完整的週期中,只有兩天,太陽從正東方升起,這就是“春分”和“秋分”。
太陽落下的地點也和升起的地點一樣,每天都有難以察覺的變化,也在一定的範圍內,由南往北,再由北往南緩緩地移動着,周而復始,永不停息。
圖中的兩張日落照片分別是在冬、夏的兩個傍晚,在同一個地點拍攝的,可以看到,太陽落山的位置有非常大的差別。
三、太陽白天在空中的運動軌跡是怎樣的?
太陽從升起到落下,在空中劃了一個很大的圓弧,在我們北半球中緯度的人看來,太陽軌跡構成的圓弧往南傾斜(圖1.4)。這一點我們可以通過樹木或者建築物的影子的移動變化發現。
如果在一塊平坦的地面生長着一顆筆直的大樹,早晨太陽升起以後,大樹的西面拖着長長的影子,隨着太陽越來越高,大樹的影子漸漸變短,影子所指的方向也在逐漸改變,當太陽到達一天中的最高點的時候,大樹的影子是一天中最短的,這時它指向正北方。過了這一時刻,太陽漸漸向西移動,高度越來越低,大樹的影子則越來越長,並且逐漸移向東方。
大樹的影子是不是每天都在這樣變化呢?
是的,但又不是的。
前面我們說過,太陽每天升起的位置是逐日移動的,所以每天大樹的影子的起始方向也在逐日變化。我們可以在一塊平坦的地面中間立一個垂直於地面的高杆,太陽升起以後,立杆就會在平坦的地面投下影子。如果我們每隔10分鐘就去把立杆當時的影子描畫在地上,一天下來,地面上就會有很多直線,構成了一個美麗的圖案。
圖1.5是3個特定日期的立杆影子掃描出的3個圖案。這是從高處往下看到的圖形,也叫俯視圖。圖中的實線是一天之中若干個時間的杆影,虛線是杆影變化的邊界。
通過對比這三幅圖,我們可以看出杆影變化的規律。不管是冬至還是夏至,不管是春分還是秋分,一天之中,影子總是由長變短再由短變長,影子所指的方向也由向西漸漸變爲向東,影子構成的圖案是完全對稱的,這是這三幅圖的基本共同點,也是全年的任意一天中影子變化的共同點。
如果再仔細分析一下還會發現第四個共同點:不管是哪一天,立杆影子最短的時刻,它總是很準確地指向正北方,也就是一天中的正午時刻,這是一個非常重要的特點。但是這三幅圖的總體形狀又很不相同,如冬至日,影子起先是指向西偏北的方向,夏至日,影子起先是指向西偏南的方向。再有就是,不同的日子,正午時刻立杆的影子的長度是不同的。
圖1.6表示的,就是在北迴歸線以北地區,一根垂直於地面的杆子,在冬至和夏至的正午時刻所投下的影子,影子的長度相差還是挺大的。
這反映了太陽高度與方位的變化特點,每天從早到晚,太陽的高度與方位在逐漸變化,這是人們容易察覺的。一年之中,選擇每天的同一時刻來比較(如每天的上午10點),你會發現太陽的高度與方位也在逐日變化,但是每天正午時刻的太陽,只是高度在逐日變化,而所在方位永遠是正南方天空。
在太陽每天升落的地點由南往北慢慢移動的那段時間裏,它每天的升起時刻也在漸漸提前,而落山的時刻則在漸漸推遲,也就是說,白天的總時間在漸漸延長,夜晚的總時間在漸漸縮短。相反,在太陽每天升落的地點由北往南慢慢移動的那段時間裏,它每天的升起時刻也在漸漸推遲,而落山的時刻則在漸漸提早,也就是說,白天的總時間在漸漸縮短,夜晚的總時間在漸漸延長。
我們很多人都有體會,暑假前後的早晨去上學,天已經很亮了,下午放學回家,天也沒黑,可以在外面玩上好一陣子;但寒假的早晨去上學,天還沒怎麼亮,下午放學回家天已經完全黑了。在太陽南北往返的一個完整的週期中,只有兩天,晝和夜的時間相等,那就是“春分”和“秋分”。
太陽的升降點、正午太陽的高度(也即正午杆影的長度)、白天與黑夜的時間長度,這三者是完全同步的;當太陽從東方最偏北的點升起,就會在西方最偏北的點落下,它在空中所劃的圓弧也最偏北,正午時刻它在正南方的高度最高,即離我們正頭頂的距離最近。
正午杆影的長度最短,這一天白天的時間最長而夜晚時間最短,由於這時候正處於炎熱的夏天,這一天被稱爲“夏至”日;當太陽從東方最偏南的點升起,就會在西方最偏南的點落下,它在空中所劃的圓弧也最偏南,正午時刻它在正南方的高度最低,即離我們正頭頂的距離最遠。
正午杆影的長度最長,這一天白天的時間最短而夜晚時間最長,由於這時候正處於寒冷的冬季,所以這一天被稱爲“冬至”日。圖1.7是太陽在夏至、春分、秋分、冬至四個特定日子東昇西落的軌跡示意。
從冬至到冬至,或者從夏至到夏至就是太陽視運動變化的一個大週期。
以上就是我們肉眼能直接觀察到的太陽的運動。
平時生活中,如果留心的話,我們也能感受到太陽的升起點的變化。
以地球爲參考系太陽的運動軌跡3
太陽系在做什麼運動?在宇宙中是什麼個運動模式?
太陽系處在銀河系的獵戶臂上,圍繞着銀河系中心旋轉。
1、月球自轉的同時,繞地球做接過圓的橢圓運動。(以地球爲參照系)
2、地球自轉的同時,繞太陽做橢圓運動(以太陽爲參照系)
3、太陽帶着它們繞銀河系轉動,這個系統非常複雜,很難描述,一般都是分開研究。
4、銀河系在宇宙中也不是靜止的。
太陽系是以太陽爲中心,和所有受到太陽的引力約束天體的集合體。包括八大行星(由離太陽從近到遠的順序:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星)、以及至少173顆已知的衛星、5顆已經辨認出來的矮行星和數以億計的太陽系小天體。
廣義上,太陽系的領域包括太陽,四顆像地球的內行星,由許多小岩石組成的小行星帶,四顆充滿氣體的巨大外行星和充滿冰凍小岩石被稱爲柯伊伯帶的第二顆小天體區。其中目前太陽系有八大行星,分別是水星,金星,地球,火星,木星,土星,天王星,海王星。
擴展資料
太陽系在銀河中的位置是地球上能發展出生命的一個很重要的因素,它的軌道非常接近圓形,並且和旋臂保持大致相同的速度,這意味着它相對旋臂是幾乎不動的。因爲旋臂遠離了有潛在危險的超新星密集區域,使得地球長期處在穩定的環境之中得以發展出生命。
太陽系也遠離了銀河系恆星擁擠羣聚的中心,接近中心之處,鄰近恆星強大的引力對奧爾特雲產生的擾動會將大量的彗星送入內太陽系,導致與地球的碰撞而危害到在發展中的生命。銀河中心強烈的輻射線也會干擾到複雜的生命發展。
即使在太陽系所在的位置,有些科學家也認爲在35000年前曾經穿越過超新星爆炸所拋射出來的碎屑,朝向太陽而來的有強烈的輻射線,以及小如塵埃大至類似彗星的各種天體,曾經危及到地球上的生命。
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