《天官赐福》动画片尾曲是什么
2023-10-10
讲到月球自转和公转动画演示,大家可能略知一二,有朋友想问月球自转和公转动画演示图,这究竟是咋回事?让朋友们少走弯路。
产生四季的变化
地球公转
The Earth revolution around sun
地球公转的特性
像地球的自转具有其独特规律性一样,地球的公转也有其自身的规律。这些规律从地球轨道、地球轨道面和黄赤交角、地球公转的周期和地球公转速度等几个方面表现出来。
1.地球公转轨道和方向
地球在公转过程中,所经过的路线上的每一点,都在同一个平面上,而且构成一个封闭曲线。这种地球在公转过程中所走的封闭曲线,叫做地球轨道。如果我们把地球看成为一个质点的话,那么地球轨道实际上是指地心的公转轨道。
严格地说,地球公转的中位位置不是太阳中心,而是地球和太阳的公共质量中心,不仅地球在绕该公共质量中心在转动,而且太阳也在绕该点在转动。但是,太阳是太阳系的中心天体,地球只不过是太阳系中一颗普通的行星。太阳的质量是地球质量的33万倍,日地的公共质量中心离太阳中心仅450千米。这个距离与约为70万千米的太阳半径相比,实在是微不足道的,与日地1.5亿千米的距离相比,就更小了。所以把地球公转看成是地球绕太阳(中心)的运动,与实际情况是十分接近的。
地球轨道的形状是一个接近正圆的椭圆,太阳位于椭圆的一个焦点上。椭圆有半长轴、半短轴和半焦距等要素,分别用a、b、c表示,其中a又是短轴两端对于焦点(F1、F2)的距离。
半焦距与半长轴和平短轴之间存在着这样的关系:
即 c2=a2-b2
半焦距c与半长轴a的比值c/a,是椭圆的偏心率,用e表示,即e=c/a,
偏心率是椭圆形状的一种定量表示,e的数值大于0而小于1。椭圆越接近于圆形,则e的数值就越小,即接近于0;反之,椭圆越扁,e的数值就越大。经过测定,地球轨道的半长轴a为149600000千米,半短轴b为149580000千米。根据这个数据计算出地球轨道的偏心率为:
可见,地球轨道非常接近于圆形。
由于地球轨道是椭圆形的,随着地球的绕日公转,日地之间的距离就不断变化。地球轨道上距太阳最近的一点,即椭圆轨道的长轴距太阳较近的一端,称为近日点。在近代,地球过近日点的日期大约在每年一月初。此时地球距太阳约为147100000千米,通常称为近日距。地球轨道上距太阳最远的一点,即椭圆轨道的长轴距太阳较远的一端,称为远日点。在近代,地球过远日点的日期大约在每年的7月初。此时地球距太阳约为152100000千米,通常称为远日距。近日距和远日距二者的平均值为149600000千米,这就是日地平均距离,即1个天文单位。
根据椭圆周长的计算公式:
L=2πα(1-0.25×e2)
计算出地球轨道的全长是940000000千米。
地球的公转方向与自转方向一致,从黄北极看,是按逆时针方向公转的,即自西向东。这与太阳系内其它行星及多数卫星的公转方向是一致的(如图3-17)。
2.太阳周年视运动
地球公转是从太阳的周年视运动中发现的。为了说明太阳的周年视运动,我们首先用一个动点与一个定点的关系来进行分析。
假如,动点A在绕定点B做圆周运动,方向如图3-18。则在定点B看上去,A点的轨迹是一个圆形,A点的运动方向是逆时针的。这种情况,与从动点A看定点B的运动特征是完全相同的,B点的运动轨迹也是圆形的,运动方向也是逆时针的。但是,A绕B的运动是一种真运动,而B绕A的运动则是一种视运动,它是A绕B运动的一种直观反映。
地球的绕日公转和在地球上的观测者见到的太阳视运动的特点与上述情况相同。如图3-19,尽管实际情况是地球绕日公转,但是作为地球上的观测者,只能感到太阳相对于星空的运动,这种运动的轨迹平面与地球轨道平面是重合的,方向、速度和周期都与地球的相同。太阳相对星空的运动,是一种视运动,称为太阳周年视运动。太阳周年视运动实际上是地球公转在天球上的反映。
3.地球轨道面和黄赤交角
如前所述,地球在其公转轨道上的每一点都在相同的平面上,这个平面就是地球轨道面。地球轨道面在天球上表现为黄道面,同太阳周年视运动路线所在的平面在同一个平面上。
地球的自转和公转是同时进行的,在天球上,自转表现为天轴和天赤道,公转表现为黄轴和黄道。天赤道在一个平面上,黄道在另外一个平面上,这两个同心的大圆所在的平面构成一个23°26′的夹角,这个夹角叫做黄赤交角(如图3-20)。
黄赤交角的存在,实际上意味着,地球在绕太阳公转过程中,自转轴对地球轨道面是倾斜的。由于地轴与天赤道平面是垂直的,地轴与地球轨道面交角应是90°——23°26′,即66°34′。地球无论公转到什么位置,这个倾角是保持不变的。
在地球公转的过程中,地轴的空间指向在相当长的时期内是没有明显改变的。目前北极指向小熊星座α星,即北极星附近,这
就是天北极的位置。也就是说,地球在公转过程中地轴是平行地移动的,所以无论地球公转到什么位置,地轴与地球轨道面的夹角是不变的,黄赤交角是不变的。
黄赤交角的存在,也表明黄极与天极的偏离,即黄北极(或黄南极)与天北极(或天南极)在天球上偏离23°26′。
我们所见到的地球仪,自转轴多数呈倾斜状态,它与桌面(代表地球轨道面)呈66°34′的倾斜角度,而地球仪的赤道面与桌面呈23°26′的交角,这就是黄赤交角的直观体现。
4.地球公转周期及岁差
地球绕太阳公转一周所需要的时间,就是地球公转周期。笼统地说,地球公转周期是一“年”。因为太阳周年视运动的周期与地球公转周期是相同的,所以地球公转的周期可以用太阳周年视运动来测得。地球上的观测者,观测到太阳在黄道上连续经过某一点的时间间隔,就是一“年”。由于所选取的参考点不同,则“年”的长度也不同。常用的周期单位有恒星年、回归年和近点年。
地球公转的恒星周期就是恒星年。这个周期单位是以恒星为参考点而得到的。在一个恒星年期间,从太阳中心上看,地球中心从以恒星为背景的某一点出发,环绕太阳运行一周,然后回到天空中的同一点;从地球中心上看,太阳中心从黄道上某点出发,这一点相对于恒星是固定的,运行一周,然后回到黄道上的同一点。因此,从地心天球的角度来讲,一个恒星年的长度就是视太阳中心,在黄道上,连续两次通过同一恒星的时间间隔。
恒星年是以恒定不动的恒星为参考点而得到的,所以,它是地球公转360°的时间,是地球公转的真正周期。用日的单位表示,其长度为365.2564日,即365日6小时9分10秒。
地球公转的春分点周期就是回归年。这种周期单位是以春分点为参考点得到的。在一个回归年期间,从太阳中心上看,地球中心连续两次过春分点;从地球中心上看,太阳中心连续两次过春分点。从地心天球的角度来讲,一个回归年的长度就是视太阳中心在黄道上,连续两次通过春分点的时间间隔。
春分点是黄道和天赤道的一个交点,它在黄道上的位置不是固定不变的,每年西移50〃.29,也就是说春分点在以“年”为单位的时间里,是个动点,移动的方向是自东向西的,即顺时针方向。而视太阳在黄道上的运行方向是自西向东的,即逆时针的。这两个方向是相反的,所以,视太阳中心连续两次春分点所走的角度不足360°,而是360°—50〃.29即359°59′9〃.71,这就是在一个回归年期间地球公转的角度。因此,回归年不是地球公转的真正周期,只表示地球公转了359°59′9〃.71的角度所需要的时间,用日的单位表示,其长度为365.2422日,即365日5小时48分46秒。
地球公转的近日点周期就是近点年。这种周期单位是以地球轨道的近日点为参考点而得到的。在一个近点年期间,地球中心(或视太阳中心)连续两次过地球轨道的近日点。由于近日点是一个动点,它在黄道上的移动方向是自西向东的,即与地球公转方向(或太阳周年视运动的方向)相同,移动的量为每年11〃,所以,近点年也不是地球公转的真正周期,一个近点年地球公转的角度为360°+11〃,即360°0′11〃,用日的单位来表示,其长度365.2596日,即365日6小时13分53秒。
只有恒星年才是地球公转的真正周期。在下面章节中,我们将学习到回归年是地球寒暑变化周期,即四季变化的周期,它与人类的生活生产关系极为密切。回归年略短于恒星年,每年短20分24秒,在天文学上称为岁差。
为什么春分点每年西移50〃.29而造成岁差现象呢?这是地轴进动的结果。
地轴的进动同地球的自转、地球的形状、黄赤交角的存在以及月球绕地球公转轨道的特征,有着密切的联系。
地轴的进动类似于陀螺的旋转轴环绕铅垂线的摆动。当急转的陀螺倾斜时,旋转轴就绕着与地面垂直的轴线,画圆锥面,陀螺轴发生缓慢的晃动。这是因为地球引力有使它倾倒的趋势,而陀螺本身旋转运动的惯性作用,又使它维持不倒,于是便在引力作用下发生缓慢的晃动。这就是陀螺的进动。
地球的自转,就好像是一个不停地旋转着的庞大无比的大“陀螺”,由于惯性作用,地球始终在不停地自转着。地球自身的形状类似于一个椭球体,赤道部分是凸出的,即有一个赤道隆起带。同时,由于黄赤交角的存在,太阳中心与地球中心的连线,不是经常通过赤道隆起带的。所以,太阳对地球的吸引力,尤其是对于赤道隆起带的吸引力,是不平衡的。另外,月球绕地球公转的轨道平面,与黄道面和天赤道面都不重合,与黄道面呈5°9′的夹角,也就是说,地球中心与月球中心的连线,也不是经常通过赤道隆起带。所以,月球对地球的吸引力,尤其是对赤道隆起带的吸引力,也是不平衡的。据万有引力定律,F1>F2。
日月的这种不平衡吸引力,力图使赤道面与地球轨道面相重合,达到平衡状态。但是,地球自转的惯性作用,使其维持这种倾斜状态。于是,地球就在月球和太阳的不平衡的吸引力共同作用下产生了摆动,这种摆动表现为地轴以黄轴为轴做周期性的圆锥运动,圆锥的半径为23°26′,即等于黄赤交角。地轴的这种运动, 称为地轴进动。地轴进动方向为自东向西,即同地球自转和公转方向相反,而陀螺的进动方向与自转方向是一致的。
这是因为陀螺有“倾倒”的趋势,而地轴有“直立”的趋势。
地轴进动的速度非常缓慢,每年进动50〃.29,进动的周期是25800年。
由于地轴的进动,造成地球赤道面在空间的倾斜方向发生了改变,引起天赤道相应的变化,致使天赤道与黄道的交点——春分点和秋分点,在黄道上相应地移动。移动的方向是自东向西的,即与地球公转方向相反,每年移动的角度为50〃.29。因此,年的长度,以春分点为参考点周期单位要比以恒定不动的恒星为参考点的周期单位略短,这就是产生岁差的原因。
由于地轴的进动,造成地球的南北两极的空间指向发生改变,使天极以25800年为周期绕黄极运动。所以,天北极和天南极在天球上的位置也是在缓慢地移动着。如图3-24,北极星在公元前3000年曾是天龙座α星,目前的北极星在小熊座α星附近,到了公元7000年,移到仙王座α星附近,到公元14000年,织女星将成为北极星。
由于地轴进动造成天极和春分点在天球上的移动,以其为依据而建立起来的天球坐标系也必然相应地变化。对赤道坐标系来说,恒星的赤经和赤纬要发生变化,对黄道坐标系来说,恒星的黄经要发生改变。但是,地轴的进动不改变黄赤交角,即地轴在进动时,地轴与地球轨道面的夹角始终是66°34′。
在这里还要说明一下,由于地轴进动而造成的天极、春分点的移动角度相对来讲是很微小的,在较长的时间里不会有很大的移动。所以,我们仍然可以说天极和春分点在天球上的位置不变,恒星的赤经、赤纬和黄经也可以粗略地认为是不变的,以此为依据而建立的星表、星图仍是可以长期使用的。
5.地球公转速度
地球公转是一种周期性的圆周运动,因此,地球公转速度包含着角速度和线速度两个方面。如果我们采用恒星年作地球公转周期的话,那么地球公转的平均角速度就是每年360°,也就是经过365.2564日地球公转360°,即每日约0°.986,亦即每日约59′8〃。地球轨道总长度是940000000千米,因此,地球公转的平均线速度就是每年9.4亿千米,也就是经过365.2564日地球公转了9.4亿千米,即每秒钟29.7千米,约每秒30千米。
依据开普勒行星运动第二定律可知,地球公转速度与日地距离有关。地球公转的角速度和线速度都不是固定的值,随着日地距离的变化而改变。地球在过近日点时,公转的速度快,角速度和线速度都超过它们的平均值,角速度为1°1′11〃/日,线速度为30.3千米/秒;地球在过远日点时,公转的速度慢,角速度和线速度都低于它们的平均值,角速度为57′11〃/日,线速度为29.3千米/秒。地球于每年1月初经过近日点,7月初经过远日点,因此,从1月初到当年7月初,地球与太阳的距离逐渐加大,地球公转速度逐渐减慢;从7月初到来年1月初,地球与太阳的距离逐渐缩小,地球公转速度逐渐加快。
我们知道,春分点和秋分点对黄道是等分的,如果地球公转速度是均匀的,则视太阳由春分点运行到秋分点所需要的时间,应该与视太阳由秋分点运行到春分点所需要的时间是等长的,各为全年的一半。但是,地球公转速度是不均匀的,则走过相等距离的时间必然是不等长的。视太阳由春分点经过夏至点到秋分点,地球公转速度较慢,需要186天多,长于全年的一半,此时是北半球的夏半年和南半球的冬半年;视太阳由秋分点经过冬至点到春分点,地球公转速度较快,需要179天,短于全年的一半,此时是北半球的冬半年和南半球的夏半年。由此可见,地球公转速度的变化,是造成地球上四季不等长的根本原因。
月球的自转和公转介绍如下:
1.月球自转。周期为27.32166,这正是一个恒月,所以我们看不到月亮的背面。这种现象,我们称之为“同步旋转”,几乎是卫星世界的普遍规律。人们普遍认为这是行星对卫星的长期潮汐效应的结果。平衡运动是一种奇妙的现象,让我们可以看到59%的月亮。主要有以下原因:
(1)在椭圆轨道的不同部分,转速与转速角速度不匹配。
(2)白路与赤道的交点。
2.月球自转的奥秘。自转的探索灵感来自于“机械设计”原理中平面构件的移动性的计算方法。可以通过以下方法证明:
(1)地球和月球都是围绕各自轴旋转的天体。此时,月球的活动大于零,月球可以围绕自己的轴旋转。
(2)假设“地球”是一个可以相对于地球中心旋转的套筒,然后使用长杆将月球和套筒焊接在一起。此时,月球的活动等于零,但随着套筒的旋转(即星星的相对旋转),它可以围绕地球旋转。
(3)假设月球用长杆直接焊接到地球上。此时,月球绕其自身轴线的运动等于零,它不能绕轴旋转,也不能相对于地球旋转,只能与地球“旋转”。
3.考虑到上述两种情况2、,月球围绕地轴旋转,但它不能旋转,它似乎面向地球。从逻辑的角度来看,将这种“旋转”称为月球在太空中的旋转是不正确的。在这两种情况下,月球都不会相对于地球或相对恒星旋转。
4.两个相对于彼此旋转的旋转体绕其各自的轴旋转是公平的。在另一个轴(旋转)周围没有人来实现旋转。因此,只有第一种情况可以用来表明月球围绕自己的轴旋转。无论是相对于地球还是太阳,月球都围绕其轴旋转。只是因为它的旋转偏心和旋转校正偏移,所以不容易被人们注意到。
5.月球公转。当月球旋转时,重心在离心力的作用下偏向,但重力在地球的重力作用下向内偏向。在这两种力的作用下,月球围绕自己的轴旋转。月球实际上围绕地球围绕自己的轴旋转。因此,无论使用地球作为参考还是以恒星作为参考,月球都相对于地球旋转。
6.月球公转的方向为自西向东。从地球北极上空看月球绕地球转动是作逆时针旋转,从地球的南极上空看来月球是顺时针绕地球旋转。公转周期为30天。
拓展资料:
1.为了消除人们对月球自转的误解,我们可以通过下述实验形象地说明月球是绕自己的轴心旋转着的,而不是通过公转完成“自转”。
2.做法:先找一张较大的白纸并在上面画一平分十二等分(标有刻度)的大圆圈表示月球轨道,轨道中心用红笔标出一红点(圆心),然后找一个较大的象棋并在棋顶上用红笔沿圆心画一直线(直径),并在象棋柱面上用红笔画一红点(表示月球的朝向地球的一面的中心点),放到纸面上的月球轨道上的任一刻度上。
3.实验开始,先将棋顶上的直线两端指向南北(或东西)两个方向,使象棋柱面上的红点与轨道圆心、象棋圆心置在一直线上。然后在保持棋顶直线始终指向南北(或东西)方向的前提下把象棋在轨道上逆时针平移到下一刻度上。这时我们会发现棋柱上的红点与轨道圆心、棋顶圆心不在同一直线上了,也就是在“公转”时重心偏离了。
4.我们把象棋绕圆心逆时针旋转一个角度,使其柱面上的红点重新与轨道圆心、棋顶圆心成一直线。然后又保持棋顶上的直线的这一指向逆时针平移到第二个刻度上,以此类推。我们发现,象棋每移到下一刻度都出现柱面红点偏离轨道圆心(公转成偏),经调整后重新回到三点一线状态(自转纠偏)。
5.上述实验表明,两天体在绕中心旋转时,它们的公转都引起重心偏离现象,而这种现象是通过自转来纠正的。至于自转的动力,应该说就是重力(对月球而言,也就是地球的吸引力,潮汐作用也可认为是一种重力作用),这可能是因为天体内部物质的空间分布不均匀引起。
参考资料:月球自转_百度百科
准备素材:一张带背景的地球图片和一个月球图片。
2
画轨道:
如图所示,在ppt选项卡中选择插入——》形状——》选择椭圆,然后在图中画出椭圆,并拉动位置和大小,正好如图所示。
3
消除轨道填充颜色:
选择刚画好的圆,如图,在选项卡中选择格式——》形状填充——》无颜色填充。点击即可去掉其中的填充颜色。当然你还可以设置轨道的其他颜色,我这里就不多说了。
调整轨道、月球的层次位置:
如图,选择轨道,点击右键,在下拉菜单中——》置于底层——》下移一层即可。
如图所示,月球在轨道上的效果。
制作轨道地球背后的效果:
选择地球和背景的元素,复制,粘贴(Ctril+C,Ctril+V),然后拖动与原背景地球完全重合,如图所示。
裁剪体现背后效果:
选中刚复制的背景和地图的图片,在选项卡中选择格式——裁剪,拖动,裁剪如图所示的大小,大约只留地球一般的大小,遮住一般轨道,这就有轨道背后的效果了,如图所示。
制作地球运动轨迹动画——弹出自定义动画窗口:
选择月球,在选项卡中选择动画——》自定义动画,弹出自定义动画的窗口。
制作地球运动轨迹动画——制作运动轨迹:
还是选择地球,在自定义动画弹出框中选择添加效果——》动作路径——》其他动作路径。如图所示。
制作地球运动轨迹动画——制作运动轨迹:
在弹出的添加动作路径的对话框中,选择圆形扩展,如图所示。
制作地球运动轨迹动画——拖动轨迹重合:
把刚刚设定的圆形轨迹,分别推动四个角,使之与前面画的轨迹相重合。如图所示。
制作地球运动轨迹动画——设定运动效果:
选择运动轨迹,在右边的自定义动画对话框中,点击下拉菜单,选择计时,如果所示。
制作地球运动轨迹动画——设定不断重复运动效果和时间速度:
在弹出的计时对话框中,重复选择直到幻灯片末尾,或是其他都可以,还是时间的选择,这个你可以自行设定,我这里选择如图所示。
确定之后,我们大功告成了,然后你运行PPT就可以了。月球不停的绕着地球运动,前面,背后的效果都要。
在浩瀚的宇宙中,与地球关系最为密切的就属月球了。它是离地球最近的天体,二者的平均距离为38万千米,并且月球又是地球的卫星。月球俗称月亮,也称太阴。月球的年龄大约也是46亿年。
那么月球是如何绕地球运转的呢?月球绕地球的公转周期为173日。它以椭圆轨道绕地球运转。根据在天球上截得的大圆,天文学家们把这个轨道平面称为“白道”。白道平面既不重合于天赤道,也不平行于黄道面,而且空间位置不断变化。
月球在绕地球公转的同时还进行着自转,周期是27.32166日,正好是1个恒星月,所以我们看不见月球背面。这种现象在卫星世界里很普遍,我们称它为“同步自转”,一般认为是行星对卫星长期潮汐作用的结果。
“同步自转”是指卫星的公转和自转是同步的,其实,在起初月球的公转和自传并不是同步的。当月球围绕地球做公转时,月球就会受到潮汐力的影响。这个影响可以分为2种情况,第一就是公转和自传的倍率关系,就是说当月球相对地球来看(以地球为参照系)自转周期是公转周期的整数倍时,这时潮汐力的影响会使月球有一个很规律的变化,它的自转就会变得很稳定。而当自转与公转不是倍数关系时,月球的自转就会因为潮汐力而变得没有规律,这种没规律产生的后果就是月球的自转慢慢向它的公转倍数靠拢。最终它的自转又会稳定在它公转的1个倍数上。至于是多少倍要看它本身的自转周期了,比如说自转是公转的3.5倍,那么当月球自转稳定下来时它肯定是3倍公转周期。
月球自转:绕着自转轴转,自西向东,周期为27.3天,导致月球上的日出日落
月球公转:绕着地球转,自西向东,周期也是27.3天,导致月相变化,月球上看地球位置的变化
一、月球自转
月球在绕地球公转的同时进行自转,周期27.32166日,正好是一个恒星月,所以我们看不见月球背面。
这种现象我们称“同步自转”,或“潮汐锁定”,几乎是太阳系卫星世界的普遍规律。一般认为是卫星对行星长期潮汐作用的结果。天平动是一个很奇妙的现象,它使得我们得以看到59%的月面。主要有以下原因:
1、在椭圆轨道的不同部分,自转速度与公转角速度不匹配。
2、白道与赤道的交角。
月球每小时相对背景星空移动半度,即与月面的视直径相若。与其他卫星不同,月球的轨道平面较接近黄道面,而不是在地球的赤道面附近。
相对于背景星空,月球围绕地球运行(月球公转)一周所需时间称为一个恒星月;而新月与下一个新月(或两个相同月相之间)所需的时间称为一个朔望月。朔望月较恒星月长是因为地球在月球运行期间,本身也在绕日的轨道上前进了一段距离。
二、月球公转
月球以椭圆轨道绕地球运转。这个轨道平面在天球上截得的大圆称“白道”。白道平面不重合于天赤道,也不平行于黄道面,而且空间位置不断变化。周期27.32日。月球轨道(白道)对地球轨道(黄道)的平均倾角为5°09′。、
扩展资料:
月球背面
月球背面指月球的背面,从地球上始终不能完全看见(背面的18%因为天秤动能够看见),因此被称为月球背面(Farside)。
两个半球的特征有着显著的不同,正面有许多巨大的月海;另一边受到撞击,有着密集的陨石坑,只有少量,大约2.5%的面积被海覆盖著,相较之下正面的海覆盖的面积高达31.2%。
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