为什么太阳总是东升西落呢?
太阳东升西落的原因:地球在自西向东自转。
地球自转:地球绕自转轴自西向东的转动,从北极点上空看呈逆时针旋转 ,从南极点上空看呈顺时针旋转。关于地球自转的各种理论目前都还是假说。地球自转是地球的一种重要运动形式,自转的平均角速度为 4.167×10^-3度/秒,在地球赤道上的自转线速度为 465米/秒。地球自转一周耗时23小时56分,约每隔10年自转周期会增加或者减少千分之三至千分之四秒。
地球的自转会引起太阳东升西落、昼夜交替等。
地球除了绕太阳公转外,还自西向东自转。由于人是生活在地球上的,往往感觉不到地球的这种运转,而是感到所有的天体都是自东向西围绕地球转。地球自西向东自转一周,地球上的人就觉得是太阳等天体自东向西绕地球转了一周。所以生活在地球上的人在地球自西向东自转时,总觉得太阳是从东方升起,向西方落下。
证明地球自转
1.牙签法
先用一只脸盆装满水,放在水平且不易振动的地方,待水静止后,轻轻放下一根木质细牙签,并在牙签的一端做一个记号,记住牙签的位置,过几个小时后(最好在10个小时以上),再去看时你就会发现,牙签已经转动了一定角度,看起来好像是牙签在转动,其实它并没有转动,而是地球在转动.在北半球,牙签作顺时针转动,因为地球自转在北半球看起来是逆时针方向的.南半球则与北半球相反.
2.炮弹法
地球时刻不停地自转,地面上水平运动的物体,必然相对地发生持续的右偏(北半球)或左偏(南半球).根据这种现象,人们分析射出的炮弹运动的方向,就能证明地球在自转.
3.重力加速度法
地球在时刻不停地自转,由于惯性离心力的作用,地面的重力加速度必然是赤道最小,两极最大;地球不可能是正球体,而必然是赤道略鼓,两极略扁的旋转椭球体.重力测量和弧度测量的结果,证实了这些观点的正确性,也就从一个侧面证实了地球的自转.
4.深井测量法
地球时刻不停自转,由于自转速度随高度而增加,物体自高处下落的过程中,必然具有较高的向东的自转速度,而必然坠落在偏东的地点.为了证实这一点,有人曾在很深的矿井中进行试验.试验结果是:自井口中心下落的物体,总在一定的深度同矿井东壁相撞,从另一个侧面证实了地球的自转运动.
5. 傅科摆
证实地球自转的仪器,是法国物理学家傅科于1851年发明的。地球自西向东绕着它的自转轴自转,同时在围绕太阳公转。观察地球的自转效应并不难。用未经扭曲过的尼龙钓鱼线,悬挂摆锤,在摆锤底部装有指针。摆长从3米至30米皆可。当摆静止时,在它下面的地面上,固定一张白卡片纸,上面画一条参考线。把摆锤沿参考线的方向拉开,然后让它往返摆动。几小时后,摆动平面就偏离了原来画的参考线.这是在摆锤下面的地面随着地球旋转产生的现象。
由于地球的自转,摆动平面的旋转方向,在北半球是顺时针的,在南半球是反时针的。摆的旋转周期,在两极是24小时,在赤道上傅科摆不旋转。在纬度40°的地方,每小时旋转10°弱,即在37小时内旋转一周。
显然摆线越长,摆锤越重,实验效果越好。因为摆线长,摆幅就大。周期也长,即便摆动不多几次(来回摆动一二次)也可以察觉到摆动平面的旋转、摆锤越重,摆动的能量越大,越能维持较长时间的自由摆动。图中拍照的是悬挂在北京天文馆球形展览大厅天花板上的傅科摆摆锤部分。
地球自转——即地球绕地轴不停地旋转运动.
(Diqiu zizhUan) 地球绕地轴的转动。地轴是通过地心和地球的南极与北极的假想轴,它与地球的赤道面相垂直。地球自转的方向是自西向东的。因此,人们在地球上看到太阳东升西落,这是相对运动的结果。观察者从天北极俯看地球的自转,是逆时针方向;从天南极俯看地球自转,则是顺时针方向。按规定:从天北极去看,凡按逆时针方向自转的天体,都是自西向东的转动,称为顺向自转;凡是按顺时针方向自转的天体,都是自东向西转动,称为逆向自转。地球是顺向自转,金星和天王星是逆向自转。地球自转一周所需的时间为自转周期。为了确定地球自转一周,就需要在地球之外选一参考点,作为计量地球自转一周的开始和终止标记。如果所选参考点为某一恒星,这一恒星连续两次通过地球上某一确定子午线的时间间隔,称为一恒星日,其长度为23小时56分4秒。如果所选参考点为太阳,太阳中心连续两次通过同一子午线的时间间隔,称为一太阳日,其平均长度为24小时。可见一太阳日比一恒星日长3分56秒。其原因是:①地球在自转的同时还进行着公转,②参考点太阳与恒星离地球的远近不同。如果地球只自转不公转,它对任何参考点来说,自转周期都是相等的,但实际上地球在自转的同时还自西向东公转了一个角度。如图所示,地球在自转一周的同时,还在其公转的轨道上向东移动了约1°的太阳和恒星日示意图角度,即从E1移到E2的位置。对遥远的参考点恒星来说,地球在公转轨道上的位置变化可以忽略不计,对恒星F的方向线都可以看作是平行线,即地球上的A点两次通过恒星F,转动了360°,完成一个恒星日。但对参考点太阳S来说,距离近多了,地球在公转轨道上的位置变化不能忽略,即地球在自转一周到达A点时还必须再转动1°到A1点才能对准太阳中心,完成一个太阳日。所以太阳日比恒星日长。因为地球绕太阳公转约360°为一年,一天公转的角度约为1°,故太阳日比恒星日多转的角度约为1°。所以恒星日才是地球真正自转一周的时间间隔,而太阳日是地球自转了一圈多1°的时间间隔。可是为了对人们生活方便起见,常用太阳日而不用恒星日。地球表面上每一个质点绕地轴转动的速度叫地球的自转速度。每一个质点在单位时间内绕地轴所转过的距离称为线速度,线速度与转动半径有关,半径越长线速度越大,所以赤道上线速度最大,而极点线速度为零。赤道上的自转线速度为:Vo=2πR/24小时=1670公里/小时=464米/秒。式中R为赤道半径。地球表面上任一点的自转线速度与所在地纬度的余弦成正比,即在纬度ψ处的自转线速度Vψ=VoCOSψ式中Vo为赤道上的自转线速度。依上式可求出任何纬度上的自转线速度,纬度30°处的线速度为402米/秒,60°处为233米/秒,两极为零。地球上每一个质点在单位时间内绕地轴转过的角度为角速度。角速度与转动半径长短无关,除两极外全球各地自转角速度都相等,大约一天(24小时)自转360°,每小时15°,每分钟15′,每秒钟15〃,两极角速度为零地球按一定方向、周期和速度不停地自转着,使地球上的各种自然现象和人类活动无不受其影响。地球自转运动直接或间接地制约着各自然地理要素的空间分布和时间变化,对地理环境的形成具有重要意义。
跟地球上为什么有人一样,是一种自然存在
地球除了绕太阳公转外,还自西向东自转。由于人是生活在地球上的,往往感觉不到地球的这种运转,而是感到所有的天体都是自东向西围绕地球转。地球自西向东自转一周,地球上的人就觉得是太阳等天体自东向西绕地球转了一周。所以生活在地球上的人在地球自西向东自转时,总觉得太阳是从东方升起,向西方落下。
证明地球自转
1.牙签法
先用一只脸盆装满水,放在水平且不易振动的地方,待水静止后,轻轻放下一根木质细牙签,并在牙签的一端做一个记号,记住牙签的位置,过几个小时后(最好在10个小时以上),再去看时你就会发现,牙签已经转动了一定角度,看起来好像是牙签在转动,其实它并没有转动,而是地球在转动.在北半球,牙签作顺时针转动,因为地球自转在北半球看起来是逆时针方向的.南半球则与北半球相反.
2.炮弹法
地球时刻不停地自转,地面上水平运动的物体,必然相对地发生持续的右偏(北半球)或左偏(南半球).根据这种现象,人们分析射出的炮弹运动的方向,就能证明地球在自转.
3.重力加速度法
地球在时刻不停地自转,由于惯性离心力的作用,地面的重力加速度必然是赤道最小,两极最大;地球不可能是正球体,而必然是赤道略鼓,两极略扁的旋转椭球体.重力测量和弧度测量的结果,证实了这些观点的正确性,也就从一个侧面证实了地球的自转.
4.深井测量法
地球时刻不停自转,由于自转速度随高度而增加,物体自高处下落的过程中,必然具有较高的向东的自转速度,而必然坠落在偏东的地点.为了证实这一点,有人曾在很深的矿井中进行试验.试验结果是:自井口中心下落的物体,总在一定的深度同矿井东壁相撞,从另一个侧面证实了地球的自转运动.
5. 傅科摆
证实地球自转的仪器,是法国物理学家傅科于1851年发明的。地球自西向东绕着它的自转轴自转,同时在围绕太阳公转。观察地球的自转效应并不难。用未经扭曲过的尼龙钓鱼线,悬挂摆锤,在摆锤底部装有指针。摆长从3米至30米皆可。当摆静止时,在它下面的地面上,固定一张白卡片纸,上面画一条参考线。把摆锤沿参考线的方向拉开,然后让它往返摆动。几小时后,摆动平面就偏离了原来画的参考线.这是在摆锤下面的地面随着地球旋转产生的现象。
由于地球的自转,摆动平面的旋转方向,在北半球是顺时针的,在南半球是反时针的。摆的旋转周期,在两极是24小时,在赤道上傅科摆不旋转。在纬度40°的地方,每小时旋转10°弱,即在37小时内旋转一周。
显然摆线越长,摆锤越重,实验效果越好。因为摆线长,摆幅就大。周期也长,即便摆动不多几次(来回摆动一二次)也可以察觉到摆动平面的旋转、摆锤越重,摆动的能量越大,越能维持较长时间的自由摆动。图中拍照的是悬挂在北京天文馆球形展览大厅天花板上的傅科摆摆锤部分。