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解密日全食:日、地、月轨道运动关系(2)

2009-12-02 10:24
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  《解密日全食》 北京科学技术出版社

      

        2.太阳周年视运动是怎么回事

 

    为了说明太阳的周年视运动,我们用一个动点与一个定点的关系来进行分析。

 

    假如,动点A在绕定点B做逆时针的圆周运动,则在定点B看上去,A点的轨迹是一个圆形。若以动点A为参照系,则定点B的运动特征与A是完全相同的,即B点的运动轨迹也是圆形的,运动方向也是逆时针的。但是,AB的运动是一种真运动,而BA的运动则是一种视运动,它是AB运动的一种直观反映。

 

    上面提到的动点A就像我们的地球,定点B则像太阳。地球绕太阳做椭圆转动,但是作为地球上的观测者,感受到的只是太阳在绕地球做椭圆运动,这种运动就称为太阳周年视运动。我们引入天球,这个以地球为球心任意半径的假想球体来研究天体运动,那么太阳周年视运动实际上就是地球公转“真实运动”在天球上的反映。

 

       3.地球的自转

 

    太阳系中的行星,除了周而复始地绕日公转外,自转也是一种非常普遍的运动形式,我们的地球也不例外。从北极点向下看,地球是在以穿越南北极的假想直线为轴逆时针自转,这条轴线也被称为地球自转轴。自转的平均角速度为 7.292×10 -5度/秒,在地球赤道上的自转线速度达到 465/秒。人们对地球自转最直观的感受,就要数日月星辰的东升西落了。天空中的一颗恒星,连续两次出现在同一位置的时间间隔为23小时564秒,这就是地球自转的周期。恒星东升西落的速度约为每小时15°,就是说,我们在一个小时内看到天上的星星由东向西移动15°。

 

        4.月球的公转

 

    与地球的公转相比,月球绕地球公转可以直接被我们观测到,它相对恒星背景每天都自西向东移动13°左右,所划出的轨迹就是它的公转轨道,也就是我们通常所说的白道。公转的周期为27.32166天。和地球绕太阳的运动类似,月球在绕地球公转时二者的距离也并不固定。最近时月球距离我们差不多是36万千米,最远时能超过40万千米,平均距离约为38万千米。月球的质量约7350亿亿吨,相当于地球质量的1/81。如此大质量而又距离较近的两个天体,它们之间的引力作用一定是巨大而又复杂的。由于月球绕地球公转的轨道由多种因素决定,因此白道既不重合于天赤道(地球赤道在天球上投影出的大圆),也不平行于黄道面。通过长期对月球位置的观测,人们发现白道与黄道有一个5°09′的夹角。

   

       5.月球也在自转

 

    月球在绕地球公转的同时也在自转,自转周期为27.32166日,正好与公转周期相同,所以我们看不见月球背面。这种现象称为“同步自转”,这几乎是卫星世界的普遍规律。

 

    但由于月球自转的“赤道面”与公转轨道平面有一个6°41′的夹角,就会导致在月球运动过程中,地面上某一点的观测者多少还能看出月面边沿有前后的摆动。这一现象被称为月球天平动,因此我们能看到大约60%的月球表面,而非正好50%

 

    

    本内容选自《解密日全食》一书,北京科学技术出版社出版,授权贝壳阅读网 www.bkydw.cn 连载,未经书面许可,不得转载。

   

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