第一节 地球的自转

1.地球自转及其证明

傅科摆的特点是绳长、锤重，使摆动能持续较长时间，并在沙盘上留下摆动的痕迹；不受外力作用，摆动平面不变。

偏转方向：北半球右偏（顺时针），南半球左偏（逆时针）。偏转速度：因纬度而异。

2.极移

极移是地极位置在地球表面移动的现象。

极移的后果：造成各地经度和纬度的系统性变化。极移的幅度：很小,不超过15米。极移的周期：复杂,以14个月为主。

极移是地极的移动，不涉及天极在天球上位置的变化；进动造成天极的移动，不涉及地极在地面上的位置的变化。

3.地轴进动

概念：南北天极在天球上的移动，反映了地轴在宇宙空间的运动（圆锥运动）。

地轴进动的特性：圆锥轴垂直于轨道平面，指向黄极；圆锥半径23°26'（黄赤交角）；方向向西（与地球公转方向相反）；速度每年50.29''；周期25 800年。

地轴进动的原因：地球是扁球体；黄赤交角；地球自转。

地轴进动的表现：天极周期性圆运动，北极星变迁；赤道面（和天赤道）的系统的变化，二分点以同样的向（向西）和速度沿黄道西移（交点退行）；交点退行使以春分点为参考点的回归年略短于恒星年（我国古代称之为岁差）；由于春分点西移，在赤道坐标系中恒星的赤经赤纬和黄道坐标系中恒星的黄经都发生缓慢的持续变化。

4.地球自转的周期

恒星日：同一恒星连续两次在同地中天的时间间隔。 23小时56 分。地球自转的真正周期（有细微差别）。

太阳日：太阳连续两次在同地中天的时间间隔。24小时。

太阴日：月球连续两次在同地中天的时间间隔。24小时50分。

恒星日与太阳日的差异：

恒星日和太阴日差异：

5.真太阳日与平太阳日

真太阳日与平太阳日的区别：

造成真太阳日长度变化的原因：黄赤交角；椭圆轨道。

每一节气的太阳黄经差都是15°。由于黄赤交角的存在，它们造成的赤经差却不同：二分最小，视太阳日最短；二至最大，视太阳日最长。

一月初，地球近近日点，太阳每日赤经差达极大值（61' ）， 视太阳日最长。

四月初，太阳每日赤经差为全年平均值（59' ），视太阳日=平太阳日。

七月初，地球近远日点，太阳每日赤经差达极小值（57 ' ）， 视太阳日最短。

点线为长度因黄赤交角而发生的变化，虚线为视太阳日长度因日地距离而发生的变化， 实线表示二者的叠加，主极大在冬至后，次极大在夏至前；主极小在秋分前，次极小在春分后。

6.地球自转的速度

角速度：约合15°/h。

线速度：Vj= V0 cosφ

V0为赤道上的线速度（465m/s）；Vφ为纬度φ上的线速度。

地球自转速度的变化：长期变慢，季节变化，不规则变化。

7.不同天体的周日运动

恒星周日运动的路线（周日圈），即各自所在的赤纬圈。

不同方向见到的周日圈是不同的。

8.不同纬度的周日运动

恒显星：在北半球看来，天北极周围恒星永不落地平，这部分周日圈全部位于地平以上的恒星；

恒隐星：天南极周围恒星永不升起南方地平，这部分周日圈全部位于地平以下的恒星；

出没星：介于上述两部分星区之间的恒星，有东升西落，这部分周日圈与地平圈相交的恒星；

恒显星区：恒显星在天球上的赤纬范围，以天北极为中心的圆形区域；

恒显圈：恒显星区的界线，即在北点与地平圈相切的赤纬圈。半径是仰极高度。

纬度越高，恒显（隐）星区愈大，出没星区愈小：周日圈与地平的交角愈小；纬度越低，恒显（隐）区愈小，出没区愈大：周日圈与地平的交角愈大。

恒显（隐）圈的仰（俯）极距=φ ；出没星区宽度=2*(90°－φ) ；周日圈与地平交角=90° - φ 。

在北极点和赤道，所见天体的周日运动则有所不同。

不同纬度的天体周日运动

A：北极点上的天体周日视运动；B：赤道上的天体周日视运动；C：北极和赤道之间的天体周日视运动

9.水平运动的偏转

偏转方向：北半球偏右，南半球偏左。

科里奥利力（地转偏向力）：F = 2Vwm·sinφ 。

科里奥利力只改变运动方向，不改变速率。

------------------------------------------------------------------------------