第四节 地球运动的基本形式－自转和公转

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地球公转

　　通常将地球绕日转动，叫做地球公转。严格地说，是地球和太阳各自绕日地的公共质心旋转，只是由于太阳质量比地球质量大得多，公共质心距太阳的质心只差约450千米，比起日地平均距离（约1．496亿千米）实在微不足道,因而通常只提地球绕日公转而不提日地质心。地球绕日公转的轨道平面叫黄道平面，黄道面与地球赤道面的夹角叫“黄赤交角”。这个角的大小有微小的变化，目前为23°26ˊ21″448。地球绕日公转的轨道是一个椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。地球与太阳的最近的距离约为1.471亿千米，最远的距离约为1.521亿千米。地球公转的方向与地球自转方向相同，即自西向东。公转的周期是一年。在公转一周的时间里，地球公转的速度不断变化。近日点时速度最快，角速度1°1ˊ11″/日，线速度约为30.3千米/秒；远日点时速度最慢，角速度57ˊ11″/日，线速度约为29.3千米。由于地球每年约1月初过近日点，7月初过远日点，因而从秋分到春分的冬季半年约179天，春分再到秋分的夏季半年则需186天。

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傅科摆

　　为了证明地球在自转，法国物理学家傅科（1819——1868）于1851年做了一次成功的摆动实验，傅科摆由此而得名。实验在法国巴黎的一个圆顶大厦进行，摆长60米，摆锤重28千克，悬挂点经过特殊设计使摩擦减小到最低限度。这种摆惯性和动量大，因而基本不受地球自转的影响而自行摆动，而且摆动时间很长。在傅科摆实验中人们看到，摆动过程中摆动平面沿顺时针方向缓缓转动，摆动方向在不断变化。分析这种现象，摆在摆动平面方向上并没有受到外力作用，按照惯性定律，摆动的空间方向不会改变。因而可知，这种摆动方向的变化，是由于观察者所在的地球在沿逆时针方向转动的结果，地球上的观察者看到相对运动现象，从而有力地证明了地球是在自转。傅科摆放置的位置不同，摆动情况也不同。在北半球时，摆动平面顺时针转动；在南半球时，摆动平面逆时针转动，而且纬度越高，转动速度越快；在赤道上的摆几乎不转动。

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地球公转

　　通常将地球绕日转动，叫做地球公转。严格地说，是地球和太阳各自绕日地的公共质心旋转，只是由于太阳质量比地球质量大得多，公共质心距太阳的质心只差约450千米，比起日地平均距离（约1．496亿千米）实在微不足道,因而通常只提地球绕日公转而不提日地质心。地球绕日公转的轨道平面叫黄道平面，黄道面与地球赤道面的夹角叫“黄赤交角”。这个角的大小有微小的变化，目前为23°26ˊ21″448。地球绕日公转的轨道是一个椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。地球与太阳的最近的距离约为1.471亿千米，最远的距离约为1.521亿千米。地球公转的方向与地球自转方向相同，即自西向东。公转的周期是一年。在公转一周的时间里，地球公转的速度不断变化。近日点时速度最快，角速度1°1ˊ11″/日，线速度约为30.3千米/秒；远日点时速度最慢，角速度57ˊ11″/日，线速度约为29.3千米。由于地球每年约1月初过近日点，7月初过远日点，因而从秋分到春分的冬季半年约179天，春分再到秋分的夏季半年则需186天。

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傅科摆

　　为了证明地球在自转，法国物理学家傅科（1819——1868）于1851年做了一次成功的摆动实验，傅科摆由此而得名。实验在法国巴黎的一个圆顶大厦进行，摆长60米，摆锤重28千克，悬挂点经过特殊设计使摩擦减小到最低限度。这种摆惯性和动量大，因而基本不受地球自转的影响而自行摆动，而且摆动时间很长。在傅科摆实验中人们看到，摆动过程中摆动平面沿顺时针方向缓缓转动，摆动方向在不断变化。分析这种现象，摆在摆动平面方向上并没有受到外力作用，按照惯性定律，摆动的空间方向不会改变。因而可知，这种摆动方向的变化，是由于观察者所在的地球在沿逆时针方向转动的结果，地球上的观察者看到相对运动现象，从而有力地证明了地球是在自转。傅科摆放置的位置不同，摆动情况也不同。在北半球时，摆动平面顺时针转动；在南半球时，摆动平面逆时针转动，而且纬度越高，转动速度越快；在赤道上的摆几乎不转动。