以地球为参考系太阳的运动轨迹
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以地球为参考系太阳的运动轨迹,太阳比地球大得多,我们见到的太阳,直径有139万千米,它的运行轨道直径非常大。而太阳与太阳系全体成员一起,围绕着银河系中心运行。以下分享以地球为参考系太阳的运动轨迹?
以地球为参考系太阳的运动轨迹1
忽略其他大天体的影响,太阳和地球在相互引力作用下相互绕转,就像两个人手拉着手旋转一样。
所以,以太阳为参考系,地球的轨迹是什么样,那么以地球为参考系,太阳的轨迹就是什么样的。
具体来说,把地球当做中心,太阳绕地球的轨迹称为黄道。太阳在黄道上每年转一圈。
以地球为中心天体,可以求太阳的质量。但是要注意的是,严格来说,只有太阳和地球存在的情况下,它们都是绕着质心旋转的。
另外,在现实中,其他大行星(尤其是木星)的引力的影响是很大的,不能忽略的。
太阳从东方升起,从西方落下,这样的情况一年只有两天。问一个人早上太阳从哪儿升起,他或者她通常会回答:从东方升起。同样他或者她通常也会说:晚上太阳从西方落下。事实上,一年中只有两天,太阳是从正东方升起,从正西方落下,即春分和秋分。从春分到秋分,生活在北半球的人看到太阳从东偏北的地方升起,从西偏北的地方落下。
在夏至时这种现象尤为明显,太阳从东偏北最大的方向升起,从西偏北最大的方向落下。从秋分到春分,生活在北半球的人看到太阳从东偏南的地方升起,从西偏南的地方落下。在冬至时这种现象尤为明显,太阳向南偏离得最远。生活在南半球的人看到的情形与我们正好相反。
太阳在黄道上运动一周的过程就是我们经历一年的过程。正如一年中太阳的升降方向不断变化一样,每天同一时刻太阳在天空中的位置一年中也不断变化。夏至日,当太阳从东偏北最大的方向升起,从西偏北最大的方向落下,太阳在天空中走过了一年中最长、最高的轨道,因此夏至日是一年中白天最长的一天。
相反,在冬至日,当太阳从东偏南最大的方向升起,从西偏南最大的方向落下,太阳在天空中走过了一年中最短、最低的轨道,因此冬至日是一年中白天最短的一天。在春分和秋分日,太阳走过了长短,高低适中的轨道,因此这两天昼、夜一样长。
春分和秋分是由单词“equinox”翻译过来的。“equinox”来自拉丁语,意思是“相等的夜晚”。现在的意思与此略有不同,它也用来指一年中昼夜相等的那两天。
夏至和冬至是由单词“solstice”翻译过来的。“solstice”来自拉丁语,字面意思是“太阳停止不动”。这需要解释一下,每个人都知道太阳不可能在天空停止不动,这里的“solstice”是指这样一个现象:每年从冬至到夏至,太阳一天内在天空中的轨迹越来越长,越来越高,到夏至时,太阳在天空中的轨道达到最长、最高,即太阳往北的运动趋势停止了。
与此类似,每年从夏至到冬至,太阳一天内在天空中的轨迹越来越短,越来越低,到冬至时,太阳在天空中的轨道达到最短、最低,即太阳往南的运动趋势停止了。
许多文明都与太阳在天空中的位置和轨迹密切相关。在索尔兹伯里平原上,在新石器时代竖立的史前巨石柱至今已有3000多年的历史。今天,这些史前巨石柱仍然十分准确的标志出太阳在分点和至点升起及落下的方向。1000年前,有个本土的美洲人定居点科胡基亚,在密西西比河岸靠近今天圣路易斯的地方。今天科学家在那里的地面上发现这儿曾有一圈木桩。
直到今天,霍皮人(美国亚利桑那州东南部印第安村庄居民)和安第斯山脉的土著人仍用平顶山和山峰记录下太阳升起及落下的方向。他们之所以这样做,实际和精神上的原因都有。太阳在天空中位置的变化即反应了天历,又告知人们何时耕种,何时收割以及何时举行重大的宗教仪式。
太阳的轨迹在天空中的变化是由于地球自转轴的倾斜造成的。当地球绕太阳公转时,地轴始终与轨道面保持倾斜。在夏至日的北半球,倾斜轴偏向太阳,因此太阳在天空中的轨道达到最高。6个月后,在北半球,倾斜轴偏离太阳,太阳在天空中的轨道达到最低。而在春分和秋分日,倾斜轴即不偏向太阳又不偏离太阳,所以太阳在天空中的轨道高低适中。
以地球为标准,太阳比地球大得多。我们见到的太阳,直径有139万千米,如果把太阳比做一个金鱼缸,则需要100万颗地球大小的'大理石才能填满。
太阳的化学成分十分简单。太阳包含了宇宙中所存在的大部分元素,但太阳主要是由最简单的元素氢组成。实际上,氢和氦组成了太阳质量的99.9%,其他的氧、碳、氮、铁等元素只占0.1%。
我们见到的太阳的表面实际并不是一个面。在我们看来,太阳似乎有一个固体的表面,并且有一个可测的边界。真实情况是:太阳是一个由气体组成的球体,没有固体的表面。我们看到的边界,只是由于在那儿,太阳气体的密度下降到使光透明的程度。
在这个密度之上,太阳是不透明的,因此我们看不到太阳内部。虽然我们现在了解到这些,但天文学家仍然把这一不透明的边界当做太阳的“表面”,称作光球层。顾名思义,在光球层内,太阳放出的光子可以最终到达我们的眼睛。
太阳中心看起来要比边缘亮。这一现象称作暗晕,是由于我们看的太阳中心比边缘更厚,并且温度也更高。
太阳的颜色可以告诉我们它的表面温度。如果我们把一根铁丝伸进火炉里,烧几分钟后拿出来,会发现它发出暗红色的光。此时测量它的辐射温度,大约2760℃。如果我们把它放进火炉多几分钟,再拿出来,发现它发出亮黄色的光。此时测量它的辐射温度,大约6090℃。
此时铁丝的颜色与太阳十分接近,太阳表面的温度也大约是6090℃。与此类似,其他恒星的颜色也暗示出各自的表面温度。如红星温度较低,蓝、白星温度极高。
太阳表面是有斑点的。望远镜观测的图像显示,太阳的斑点好像镶入水泥地上的鹅卵石一样。这是因为我们看到许多气体单元的顶部,这些亮的区域与美国得克萨斯州大小相仿,是热气流喷射上升的区域。而暗区域是冷气流下沉的区域。因为表面斑点的现象与米汤相似,我们又称其为粒状亮斑。
太阳的斑点聚成一团。通过研究太阳表面的大尺度运动,我们得出:斑点聚成巨大的、粗糙的多边形区域。物质常从区域中心涌出,向各个方向流动,在边缘又沉落。该区域常延绵到32200千米,我们又把它叫做超大斑点。
以地球为参考系太阳的运动轨迹2
一、太阳的东升西落
每天早晨,太阳从东方升起,越升越高,经过我们的头顶,而后逐渐向西边落下,随着它落入地平线,天也就渐渐变暗变黑了。
夜晚之后,黑夜便逐渐退去,太阳又会再次从东方升起,再次经过我们的头顶,向西边落下。如此周而复始,永不停息。
早上太阳从东方升起
中午太阳升到最高位置
晚上太阳从西边落下
二、太阳每天升起点、下落点的位置变化。
我们只要连续观察一段时间就会发现,太阳并非每天都是在东方地平线上的同一个点升起。
假设我们是在春季的某一个清晨,而对着太阳升起的方向(图1.2),看到太阳刚好在一棵大树的后面升起。(图1.2中大树背后的太阳示意)。第二天,太阳好像还是在那棵大树后升起,但如果仔细辨别,其实太阳的升起点已经往北有了小小的移动,大约有1个太阳的直径,也就是半度左右(图1.2中大树左侧太阳示意)。
七八天后,这种移动就看得比较明显了,太阳已经从大树的北侧升起。太阳的升起点就这样缓缓地往北移动着,离那棵大树越来越远,但这种移动有一个极限(图1.2中左侧边缘的太阳示意),到了这个极限,太阳的升起点又会缓缓地往回移动。
渐渐地向大树靠去,并且越过大树,往南移动。南面同样也有一个极限(图1.2中右侧边缘的太阳示意),到了这个极限,太阳的升起点又会缓缓地往回移动,就这样周而复始,永不停息。
这一南一北相距多远呢?在北半球中纬度的地方看来,两点相距四五十度,所以说太阳从东方升起,这儿所指的东方是一个笼统的方位。在这一南一北两点间的中点,才是正东方,在太阳南北往返的一个完整的周期中,只有两天,太阳从正东方升起,这就是“春分”和“秋分”。
太阳落下的地点也和升起的地点一样,每天都有难以察觉的变化,也在一定的范围内,由南往北,再由北往南缓缓地移动着,周而复始,永不停息。
图中的两张日落照片分别是在冬、夏的两个傍晚,在同一个地点拍摄的,可以看到,太阳落山的位置有非常大的差别。
三、太阳白天在空中的运动轨迹是怎样的?
太阳从升起到落下,在空中划了一个很大的圆弧,在我们北半球中纬度的人看来,太阳轨迹构成的圆弧往南倾斜(图1.4)。这一点我们可以通过树木或者建筑物的影子的移动变化发现。
如果在一块平坦的地面生长着一颗笔直的大树,早晨太阳升起以后,大树的西面拖着长长的影子,随着太阳越来越高,大树的影子渐渐变短,影子所指的方向也在逐渐改变,当太阳到达一天中的最高点的时候,大树的影子是一天中最短的,这时它指向正北方。过了这一时刻,太阳渐渐向西移动,高度越来越低,大树的影子则越来越长,并且逐渐移向东方。
大树的影子是不是每天都在这样变化呢?
是的,但又不是的。
前面我们说过,太阳每天升起的位置是逐日移动的,所以每天大树的影子的起始方向也在逐日变化。我们可以在一块平坦的地面中间立一个垂直于地面的高杆,太阳升起以后,立杆就会在平坦的地面投下影子。如果我们每隔10分钟就去把立杆当时的影子描画在地上,一天下来,地面上就会有很多直线,构成了一个美丽的图案。
图1.5是3个特定日期的立杆影子扫描出的3个图案。这是从高处往下看到的图形,也叫俯视图。图中的实线是一天之中若干个时间的杆影,虚线是杆影变化的边界。
通过对比这三幅图,我们可以看出杆影变化的规律。不管是冬至还是夏至,不管是春分还是秋分,一天之中,影子总是由长变短再由短变长,影子所指的方向也由向西渐渐变为向东,影子构成的图案是完全对称的,这是这三幅图的基本共同点,也是全年的任意一天中影子变化的共同点。
如果再仔细分析一下还会发现第四个共同点:不管是哪一天,立杆影子最短的时刻,它总是很准确地指向正北方,也就是一天中的正午时刻,这是一个非常重要的特点。但是这三幅图的总体形状又很不相同,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,正午时刻立杆的影子的长度是不同的。
图1.6表示的,就是在北回归线以北地区,一根垂直于地面的杆子,在冬至和夏至的正午时刻所投下的影子,影子的长度相差还是挺大的。
这反映了太阳高度与方位的变化特点,每天从早到晚,太阳的高度与方位在逐渐变化,这是人们容易察觉的。一年之中,选择每天的同一时刻来比较(如每天的上午10点),你会发现太阳的高度与方位也在逐日变化,但是每天正午时刻的太阳,只是高度在逐日变化,而所在方位永远是正南方天空。
在太阳每天升落的地点由南往北慢慢移动的那段时间里,它每天的升起时刻也在渐渐提前,而落山的时刻则在渐渐推迟,也就是说,白天的总时间在渐渐延长,夜晚的总时间在渐渐缩短。相反,在太阳每天升落的地点由北往南慢慢移动的那段时间里,它每天的升起时刻也在渐渐推迟,而落山的时刻则在渐渐提早,也就是说,白天的总时间在渐渐缩短,夜晚的总时间在渐渐延长。
我们很多人都有体会,暑假前后的早晨去上学,天已经很亮了,下午放学回家,天也没黑,可以在外面玩上好一阵子;但寒假的早晨去上学,天还没怎么亮,下午放学回家天已经完全黑了。在太阳南北往返的一个完整的周期中,只有两天,昼和夜的时间相等,那就是“春分”和“秋分”。
太阳的升降点、正午太阳的高度(也即正午杆影的长度)、白天与黑夜的时间长度,这三者是完全同步的;当太阳从东方最偏北的点升起,就会在西方最偏北的点落下,它在空中所划的圆弧也最偏北,正午时刻它在正南方的高度最高,即离我们正头顶的距离最近。
正午杆影的长度最短,这一天白天的时间最长而夜晚时间最短,由于这时候正处于炎热的夏天,这一天被称为“夏至”日;当太阳从东方最偏南的点升起,就会在西方最偏南的点落下,它在空中所划的圆弧也最偏南,正午时刻它在正南方的高度最低,即离我们正头顶的距离最远。
正午杆影的长度最长,这一天白天的时间最短而夜晚时间最长,由于这时候正处于寒冷的冬季,所以这一天被称为“冬至”日。图1.7是太阳在夏至、春分、秋分、冬至四个特定日子东升西落的轨迹示意。
从冬至到冬至,或者从夏至到夏至就是太阳视运动变化的一个大周期。
以上就是我们肉眼能直接观察到的太阳的运动。
平时生活中,如果留心的话,我们也能感受到太阳的升起点的变化。
以地球为参考系太阳的运动轨迹3
太阳系在做什么运动?在宇宙中是什么个运动模式?
太阳系处在银河系的猎户臂上,围绕着银河系中心旋转。
1、月球自转的同时,绕地球做接过圆的椭圆运动。(以地球为参照系)
2、地球自转的同时,绕太阳做椭圆运动(以太阳为参照系)
3、太阳带着它们绕银河系转动,这个系统非常复杂,很难描述,一般都是分开研究。
4、银河系在宇宙中也不是静止的。
太阳系是以太阳为中心,和所有受到太阳的引力约束天体的集合体。包括八大行星(由离太阳从近到远的顺序:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星)、以及至少173颗已知的卫星、5颗已经辨认出来的矮行星和数以亿计的太阳系小天体。
广义上,太阳系的领域包括太阳,四颗像地球的内行星,由许多小岩石组成的小行星带,四颗充满气体的巨大外行星和充满冰冻小岩石被称为柯伊伯带的第二颗小天体区。其中目前太阳系有八大行星,分别是水星,金星,地球,火星,木星,土星,天王星,海王星。
扩展资料
太阳系在银河中的位置是地球上能发展出生命的一个很重要的因素,它的轨道非常接近圆形,并且和旋臂保持大致相同的速度,这意味着它相对旋臂是几乎不动的。因为旋臂远离了有潜在危险的超新星密集区域,使得地球长期处在稳定的环境之中得以发展出生命。
太阳系也远离了银河系恒星拥挤群聚的中心,接近中心之处,邻近恒星强大的引力对奥尔特云产生的扰动会将大量的彗星送入内太阳系,导致与地球的碰撞而危害到在发展中的生命。银河中心强烈的辐射线也会干扰到复杂的生命发展。
即使在太阳系所在的位置,有些科学家也认为在35000年前曾经穿越过超新星爆炸所抛射出来的碎屑,朝向太阳而来的有强烈的辐射线,以及小如尘埃大至类似彗星的各种天体,曾经危及到地球上的生命。
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