地球的自传)(华锐学院

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1、第六讲地球的自转一、地球自转及其证据（一）地球自转的发现天体的周日运动哥白尼伽利略周日圈上中天下中天日月星辰以日为周期在天球上绕地球自东向西运动的现象（二）地球自转地球自转就是地球本身的旋转。它的旋转轴叫地轴，地轴通过地球的中心，所以，地球的这种绕轴旋转被称为“自”转，以别于它绕太阳的公转。北极南极地球自转方向自西向东（侧视）逆时针（北极上空俯视）逆时针（北极上空俯视）地球自转的方向：在北半球看起来呈逆时针方向（南半球反之），这样的方向被叫做向东。B'AB东含义：从高处下落的物体，并不垂直的降落到地面

2、Ｂ点，而是稍稍偏向东方的Ｂ′点。原因：AB地球的自转使落体具有更大的线速度；物体的惯性使落体在下落过程中保持这一较大的速度。V（三）地球自转证据一——落体偏东原理惯性使摆的摆动方向超然于地球自转。傅科摆傅科摆是法国物理学家傅科在1851年为证明地球自转而设计的一种摆。证据二——傅科摆偏转悬挂于大厅的傅科摆傅科摆的特点特殊的悬挂装置长摆绳——67m重摆锤——27Kg刻有度数的圆盘——下方为直径6m的沙盘1851年，傅科在巴黎万神庙用单摆成功的作了一次著名的实验，用以证明地球自转。傅科摆实验万神庙外观他根

3、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。他将单摆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6m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。傅科摆每经过一个周期的震荡，在沙盘上画出的轨迹都会偏离原来的轨迹，在直径6m的沙盘边缘，两个轨迹之间相差大约3mm。“地球真的是在转动啊”，有的人不禁发出了这样的感慨。地球真的在转动！傅科摆实验宜在高纬度地带进行。如下图所示，

4、在北极，朝着某个恒星方向摆动的摆，会追随这颗恒星作周日运动，每小时偏转15°。这一事实表明，摆动面始终保持在恒星的方向，而它同经线方向之间的关系则发生了变化。它生动地证明：地球按逆时针方向（向东）旋转。理论和实验证明，傅科摆偏转的方向，因南北半球而不同：北半球右偏，南半球左偏。偏转的速度，则与纬度的正弦成正比。傅科摆摆动平面的偏转角度，因所在地的纬度而不同，其规律符合公式：D=sinφ×15°/hD：摆动偏转速度（偏转角/小时）φ：摆动所在地纬度，纬度越高，摆动偏转速度越大。利用该公式，计算可得：赤道

5、：φ=0°，sinφ=0°，D=0°，傅科摆不发生偏转；两极：φ=90°，sinφ=1，D=15°/h，偏转量最大，等于地球自转速度；南北纬30°：φ=30°，sinφ=1/2，D=7.5°/h，偏转量是两极的一半。傅科摆偏转速度在两极，傅科摆偏转最快（与地球自转角速度相同）；在赤道，偏转速度为零。150年前傅科摆实验所用的沙盘和标尺,现仍保存于巴黎万神庙大厅。证据三——两极扁缩赤道半径ａ＝6378km极半径　ｂ＝6357km地球的赤道半径和极半径FF1F2FF1F2二、地球自转的规律性地球自转是地球

6、相对于地轴的旋转。南北两极在地面上的位置，可用来表示地轴在地球内部的位置；南北天极在天球上的位置，可用来表示地轴在宇宙空间的位置。地轴在地面上通过哪里，那里就是南北两极；地轴在天球上指向哪里，那里就是南北天极。无论是地球上的南北两极，还是天球上的南北天极，都是由地轴的位置决定的。南北两极在地面上的位置和南北天极在天球上的位置，都不是一成不变的。换言之，地轴在地球内部的位置和它在宇宙空间的位置，都是在变化着的。值得指出的是，上述的变化是两种不同的运动——极移和进动。它容易使人们造成混淆。地轴和极移SPP

7、´NSN（一）极移南北两极在地面上的移动，叫做极移。是整个地球相对于地轴的运动而造成的，地球自转轴在地球本体内的相对运动。极移造成了南北两极在地面位置的变化，在这个过程中，地轴被认为是不动的。这种位移的幅度很小，一般不超过0″.5，或15米，但却是一种极其复杂的运动。它包含多种周期性因素：其中主要的一种是以14个月为周期；另一种是以1年为周期。此外，还有比较次要的长期变化和短期变化。右图是1968—1974年的极移轨迹，极移的轨迹是连续不断的圆圈，大体上反映出一种周期性运动。圆圈的大小不一，这表明各种

8、因素相互干扰；每一年的轨迹都不是完整的一个圆圈，因为它的主要周期超过一年。极移的结果引起各地纬度和经度的微小变化。反过来，人们正是通过对各地纬度和经度变化的观测，来研究极移的状况。极移是研究地球自转的一个重要内容，极移机制的外部因素包括日、月引力及大气和海洋的作用，其内部因素则涉及地球内部结构及各种理论模型。因此，极移研究与气象学、海洋学、地球物理学、地质学等地学学科有密切的关系。（二）地轴进动“进动”本为物理学名词，一个自转的物体受外力作用导致其自转轴