地球的公转)(华锐学院

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1、第七节地球的公转一、地球公转及其证明地球公转是一种环绕运动，在北极看起来，地球公转呈逆时针方向。这样的旋转方向被叫做向东。所以，人们习惯上就说地球向东公转。严格地说，地球公转所环绕的不是太阳中心，而是太阳和地球的共同质量中心。换句话说，地球公转并不是地球单方面的运动，而是地球和太阳同时环绕它们的共同质心运动。如果不计其它行星的存在和作用，那么，地球和太阳始终处于它们共同质心的相反两侧：当地球在共同质心的这一侧转过一定的角度，太阳便在另一侧转过同样的角度；地球环绕共同质心一周，太阳也环绕它转动一周。二者方向相同，周期相等。当然，由于其它行星（特别是木星）的存在和

2、作用，太阳所环绕的不是日地的共同质心，而是太阳系的共同质心。太阳和地球的质量非常悬殊，因此，它们的共同质心，十分接近太阳中心。具体地说，太阳质量是地球质量的333400倍，日地共同质心与太阳中心之间的距离，仅值日地距离的l/333400，即约450km。这对于具有70万km半径的太阳来说，是微乎其微的。因此，把地球公转当作地球单纯地绕太阳运动，还是十分接近事实的。地球公转有多方面的物理证据，它们从不同侧面证明了地球的公转。恒星的周年视差——是地球在轨道上的位移对于恒星视位置的影响；恒星的光行差——是地球的轨道速度对于光行方向的影响；多普勒效应——是地球的轨道速

3、度对于星光频率的影响。（一）恒星的周年视差视差：从不同地点观测同一目标，这个目标就会有不同的方向，即在它的背景上有不同的位置。不同方向之间的夹角称为视差。视差位移：这种由于观测者的位移，而使目标方向发生改变的现象，叫做视差位移。恒星的视差位移由于地球在轨道上的位移而引起的恒星的视位置在天球上改变的现象地球绕太阳公转，在空间走过一个直径为3亿km的圆形轨道。这样巨大的位移，势必引起恒星相对于无限遥远的天球背景的视差位移。地球公转以一年为周期，恒星的视差位移也以一年为周期，并且被称为周年视差。地球公转轨道是封闭曲线，恒星在天球上视差位移的路线也是封闭曲线，其具体形

4、状则因恒星的黄纬而不同。在南北黄极，恒星周年视差位移的路线与地球轨道相同（近似圆形）；在黄道上，则成为一段直线。在其它黄纬，恒星周年视差路线都是椭圆，并被称为周年视差椭圆：愈近黄极，椭圆的扁率愈小；愈近黄道，扁率愈大。为了说明恒星周年视差的大小，人们把在太阳上观测的恒星在天球上的位置，作为它的平均位置。从地球上观测到的恒星的实际位置，同这个平均位置比较起来，总存在一定的偏离。偏离的大小，则因地球的轨道位置而不同。当日地连线（即地球轨道半径）同星地连线相垂直时（这种情况每年有二次），同一恒星的视差位移达到极大值。这个极大值被称为该恒星的周年视差，或简称年视差。π

5、周年视差：地球的轨道半径对恒星的最大张角。——周年视差视差位移大小恒星年视差既是天球上的一段弧（视差椭圆的半长轴），也是地球轨道半径对于恒星所张的一个角。这个角是太阳、地球和恒星所构成的直角三角形的最小的一个内角。在这里，恒星距离D（即日星连线）是这个角的斜边，地球轨道半径α是它的对边。后者对前者的比值，就是恒星周年视差（л）的正弦，即sinπ=a∕D由于日地平均距离是不变的，因此，恒星年视差的大小，决定于恒星的距离：恒星愈远，其年视差便愈小。故恒星年视差的测定，也就成为测定恒星距离的基本手段。由于很小，正弦可以用弧度来表示，即sin=，于是有：=a/

6、D1弧度=360º/2=57.3º=3438=206265。因此，上式中用角秒来表示，并记作时，则，=206265a/D若恒星的年视差为1秒（=1），那么D=206265a，该恒星的距离被称为1秒差距（P.C）。1秒差距=205265个天文单位，因此若用秒差距来表示D的单位，则有：=1/D或D=1/即恒星距离的秒差距数与其周年视差的角秒值互为倒数。即恒星距离的秒差距数与其周年视差的角秒值互为倒数。恒星的周年视差一经测定，便立刻得出其距离的秒差距数。这样，天文工作者不必作复杂的计算，便能把所测得的视差值，直接换算为距离。所以，秒差距是

7、用来表示恒星距离的最方便的单位。在专业天文工作中，它比光年应用得更广泛。关于恒星周年视差的测定哥白尼——恒星没有这种现象（周年视差），说明它们的距离太大，以至地球轨道同它们相比可以忽略不计，从而不能看到这种现象。开普勒——现在实验没有成功，不要紧，我相信将来一定能够成功。或早或晚，或许是明天，或许是百年之后，天文学家总有一天会找出地球绕太阳运动的证据来。白塞耳（1784-1846），德国著名的天文学家和数学家，1837年，白塞尔发现天鹅座61正在非常缓慢地改变位置，第二年，他宣布这颗星的视差是0.31弧秒，这是世界上最早测定的恒星视差之一。最先测定的恒星的周年

8、视差观测者测定恒星测定年代测定数值现代