第 一 章
第 一 章
• 春分(3月20或21日)和秋分 （9月22或23日）， 太阳位于春分和秋分点。南北半球各纬度上的白 昼和夜晚长度都是12小时。 • 冬至(12月22或23日)和夏至 (6月21或22日)时 北半球夜晚比白昼长，南半球相反；愈向两极， 昼夜长度悬殊愈大，在赤道两侧的相应纬度上， 昼夜相对长度恰好相反，北极圈内夜长24小时， 南极圈内昼长24小时。
第 一 章
1851年，傅科进行了著名的傅科摆实验。他根据地球自转 的理论，提出除地球赤道以外的其他地方，单摆的振动面会 发生旋转的现象，并付诸实验。他选用直径为30厘米、重28 千克的摆锤，摆长为67米，将它悬挂在巴黎万神殿圆屋顶的 中央，使它可以在任何方向自由摆动。下面放有直径6米的沙 盘和启动栓。如果地球没有自转，则摆的振动面将保持不变； 如果地球在不停地自转，则摆的振动面在地球上的人看来将 发生转动。当人们亲眼看到摆每振动一次（周期为16.5秒）， 摆尖在沙盘边沿画出的路线移动约3毫米，每小时偏转 11°20‘（即 31小时 47分回到原处）时。
月相和朔望月
月球本身不发光，只能反射太阳光。在太阳照射下 ，月球总是被分为光明和黑暗两个半球。它们是月 球上的昼半球和夜半球。但从地球上看来，这明暗 两部分的对比，时刻发生变化：有时看到它的光明 半球，有时看到它的黑暗半球；在一个时候，月轮 的光明部分不断扩大，黑暗部分持续缩小；在另一 个时候则反之，如此往复循环，这便是月相变化。
第 一 章
第 一 章
历法
1、阴历
2、阳历 3、阴阳历（农历）
第 一 章
历法—阴历
历法是指根据日、月的运行规律安排年历的法则。 现今仍然使用的历法种类主要有阴历、阳历、阴 周期制定的历法，简称阴 历或回历。 这种历法，历月的日序与月相对应，但历年月序 却与季节毫不相干。在游牧民族的穆斯林国家或 地区阴历仍然使用。
• 黄道全圈分为360o，以春分点为起点 计算，二分点与二至点与相邻点的角 距都是90o。西方国家以春分到夏至为 春季，夏至到秋分为夏季，秋分到冬 至为秋季，冬至到春分为冬季。 • 我国还将黄道全圈按15o划分，得到 24个间距，称为二十四节气。
第 一 章
第 一 章
岁差、章动和极移
• 岁差：当地球自转轴旋进时，春分点西移，故地 球自传不到—周即可两次经过春分点，这就是岁 差。 • 章动：由于地球自转轴在它本身和地球转动惯量 轴之间发生移动使地球围绕其自转轴的摆动。转 动惯量轴是这样的一种轴，即围绕它地球有相等 的质量分布。由于纬度等于地球自转轴和观察点 处铅垂线间的余角，因自转轴摆动，这个角度就 会发生变化，其变化造成纬度的循环变化。 • 极移：由于地球质量分布不均匀，真正的极点位 置常常发生变化，因此自转轴又将围绕新极点旋 转。这种现象就是极移。
地球坐标
（一）经纬线与地球上的方向
第 一 章
经线是地球上的南北方向线——沿经线指向北 极(N)为正北方向，指向南极(S)为正南方向。 纬线是地球上的东西方向线——沿纬线顺地球 （二）地理坐标的经纬度 1、常用的距离单位 自转方向为正东方向，逆地球自转方向则为正 纬度是指通过某地的铅垂线与赤 海里(n mile)——人们将地球上1分大圆弧的长度定义为1n mile,即地球上每 西方向，东西方向是无限方向。 道平面的夹角。
第 一 章
地表环境受到的影响
• （一）地外系统对地表环境的影响
1、能量的来源 2、引力的影响 3、陨石撞击的环境效应 4、其他宇宙因素的影响
第 一 章
• （二）地内系统对地表系统的影响
1、能量的来源 2、物质的交换 3、地内活动的其它环境效应
地球坐标与天球坐标
一、地球坐标 二、天球坐标
第 一 章
第一章地球概论
• 第一节 宇宙中的地球 • 第二节 地球坐标与天球坐标
• 第三节 地球的运动 • 第四节 历法
宇宙的形成
宇宙是由大约150亿年前发生的一次大爆炸形成的 ,宇 宙在大爆炸前处于极高温和超高密状态,大爆炸使物质 四散出击，宇宙空间不断膨胀，温度也相应下降，后 来相继出现在宇宙中的所有星系、恒星、行星乃至生 命。 时间：10-44 s 体积：10100倍 温度：1032K 宇宙大爆炸理论
宇宙中的地球
地球沿着椭圆形轨道绕太阳运行，太阳处在椭圆的焦 点之一。每年1月初地球和太阳最接近，距离约为 14710×104公里，称为近日点。7月初离太阳最远，距 离约为15210×104公里，称远日点。
第 一 章
一、地球的形状和大小
二、地表环境受到的影响
地球的形状和大小
• 地球是一个赤道突出、两极扁平的椭球。 • 用平均海平面来表示的、处处与铅垂线保 持垂直的连续曲面，这个曲面叫做大地水 准面。 • 用绕短轴旋转的椭圆构成的椭球来代替地 球，称为地球椭球体。 • 地球两极扁平的程度称为地球的扁率a，可 以用下式计算：（ 式中a为地球赤道半径， b为地球两极半径）
第 一 章
第 一 章
第 一 章
第 一 章
地球的公转
• 地球按照一定的轨道绕太阳运动，称为公转。地球 公转方向是自西向东。地球公转的周期为一年。地 球公转速度在近日点最大，在远日点时最小。太阳 光线直射的范围在23°27′N和23°27′S之间作 周期性变动，从而形成了春夏秋冬四季的更替。 • 地球公转轨道是一个椭圆，太阳位于椭圆的两个焦 点之一。椭圆的最长直径叫长轴，最短直径叫短轴 。长短轴之差称为焦点距。1/2焦点距与半长轴之比 ，称为椭圆偏心率。偏心率愈接近于零，椭圆即愈 接近圆形。地球轨道偏心率约为0.017（或1/60）。
第 一 章
第 一 章
银河系有2000多亿颗恒星！
第 一 章
第 一 章
宇宙中的地球 宇宙中的地球
流星
第 一 章
彗 星
天 体 类 型
1、星光闪烁的恒星 2、在星空中移动的行星 3、圆缺多变的月亮
第 一 章
4、轮廓模糊的星云 5、一闪即逝的流星
6、拖着长尾的彗星 7、星际物质——气体和尘埃 8、形式各异、大小不一的人造天体
第 一 章
第 一 章
第 一 章
• 地球和标准椭球体相比较，南极凹进24m， 北极高出14m • 地球赤道半径a为6,378,140米，极半径c为 6,356,780米，平均半径为6,371,030m。 • 地球的赤道周长为39,840,000m，总面积 5.028×108km2，总体积1.082×l08 km3， 总质量5.98×1024kg
恒星
恒 星 日 与 太 阳 日
第 一 章
SUN P P P E2 E3
E1
时 期 寒 武 泥 盆 石 炭 三 叠 白 垩 始 新 现 据推测，在地球形成的初期，地球自 纪 晚 纪 纪 纪 纪 世 在 转的周期仅有 4 小时。现在已经计算 期 出在各时期地球自转的周期。 2 - 2 6 330- 275- 109- 70距 今 年 5 数 (* 1 0 6a ) 自 转 周 期 (h ) 20． 8 385 330 230 138
第 一 章
第 一 章
地球公转速度的变化：
时 间 日 地 距 离 地 球 运 动 角 速 度 地 球 运 动 线 速 度
第 一 章
地球公转的周期：
3 0 .3 k m /s 1 . 4 7 1 亿 k m 6 1 '/ d 1 月 初 近 日 点 ) (“年”的时间也因参考点不同而有差别。
地球公转的周期为一年。
第 一 章
地球自转方向
地球自转方向：
第 一 章
从北极上空看
第 一 章
从南极上空看
第 一 章
地球自转周期
地球自转一周的时间即自转周期，叫做 一日。由于观测周期采用的参考点不同 ，一日的定义也略有差别。
第 一 章
恒星日：23h 56m 4s
如果取春分点为标准，则春分点连续两次通过同—子午 太阳日：24小时 面的时间，叫做一恒星日。 如果取太阳为标准，则地球上同一地点连续两次通过 地心与日心的连线所需的时间，叫做一个太阳日。
第 一 章
• 新月和满月，上弦月和下弦月，周期性地轮番出现 。上半月（旧历）由缺变圆，下半月由圆变缺。从 这一次新月（或满月）到下一次新月（或满月）所 经历的一段时间，即月相变化的周期，称为朔望月 ，其长度为29.5306 日，或29 日 12时44分3秒。
第 一 章
天球坐标
• (一)天球
• (二)天球的基本点和圈 •
1、天顶和地平圈 2、天极和天赤道 3、天子午圈和四方点 (三)天球坐标系图 4、黄道和春分点 1、地平坐标系 2、黄道坐标系 天球是以观测者为中心，任意远为半径的假 想球面。
第 一 章
第 一 章
地球的运动
• 一、地球的自转 • 二、地球的公转 • 三、岁差、章动和极移
恒星年：地球连续两次通过太阳和另一恒星的 2 9 .3 k m /s 1 . 5 2 1 亿 k m 5 7 '/ d 7 月 初 连线与地球轨道的交点所需的时间为365日6时 (远 日 点 ) 9分9.5秒，称为一个恒星年。 回归年：连续两次通过春分点的平均时间为 365日5时48分46秒，称为一个回归年。
天体及天体系统
小结第
一 章
总 星 系
2000多亿颗恒星 银河系 其他行星系统 太阳系 地球 地月系
月球
河外星系（星系）
最高
天体系统的层次
最低
人类对宇宙的认识过程
• 1、古代的天圆地方说 • 2、公元2世纪，古希腊天文学家托勒玫提 出地心说 • 3、16世纪，波兰天文学家哥白尼提出日心 说 • 4、18世纪，天文学家引进星系一词 • 5、20世纪60年代以来，大型天文望远镜的 使用以及空间探测技术的发展，使天文观 测的尺度逐渐扩展到150—200亿光年的时 空区域——总星系