地球概论地球的公转精品PPT课件

白塞耳（德） 天鹅座61 亨德逊（英） 南门二 斯特鲁维（俄） 织女星
1838 1839 1839
0.314˝ 0.98˝ 0.261˝
0.30˝ 0.76˝ 0.124˝
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。
当日地连线同星地 连线垂时，同一恒星的 视差位移达到极大值。 这个极大值被称为该恒 星周年视差，简称年视 差。
周年视差的确定
假设在太阳上观 测到的恒星在天球上 的位置为平均位置。 从地球上观测到的恒 星位置与平均位置存 在一定的偏离。
恒星年视差是地球轨道 半径对恒星的最大张角。
sin = a/D sin = (当角很小时）
）和红移（远离）。
二、地球公转的规律
轨道和方向 周期 速度
（一） 地球轨道
1、轨道形状：椭圆 ❖ 半长轴（a）：1.496×108 km（天文单位） ❖ 半短轴（b）：1.4958×108 km 6634′ ❖ 半焦距（c）：2.5×106 km ❖ 周长（l）：9.4×108 km ❖ 偏心率（e=c/a）：0.016 ❖ 扁 率 （f=a-b/a）：7 000
（二） 光行差
光行差是地球轨道速度对于光速的影响。地球向某 一恒星接近，在相互关系上，也可以看作该恒星向 地球接近。
光行差位移
光行差位移：由于地球轨道 速度对星光方向的影响，使 恒星的视方向和真方向之间 存在一定偏差的现象。
地球的轨道速度：V= 30 km/s 星光光速：C = 300 000 km/s
= a/D 1弧度=360°/2 =57.3°=206265″
= 206265a/D 已知恒星年视差，可测定恒星距离
已知半人马座的a（比邻星）的年视差是0.76″ 求它的距日距离是多少？
= 206265a/D D= 206265a/ D= 206265a/0.76=271401AU
D=206265a/ 当 = 1时，Ｄ＝206265a 该恒星的距离称作1秒差距(PC) 若D以秒差距为单位，206265a=1
恒星年是地球公转的真正周期 回归年是地球上季节变化的周期
岁差（20分24秒）
（四） 地球公转速度
平均速度
角速度(ω)＝3600／Ｔ ＝360°／365.2564日=0.99°/日=59′/日 线速度（V）＝L/T=9.4×108/365.2564=29.78 km/s ≈ 30 km/s
则： tan = 30/300 000 = 0.0001
= 20.47
：光行差常数
位置：真位置的前方 大小：与恒星的距离无关
S2 S1
-V θ C V合 V
（二） 光行差
地球上所看到的星光的视方向，不同于星光的真方向： 是光速和地球公转速度的合成反映。 即：视方向与真方向之间存在着一定的偏离，这就是恒 星的光行差位移。
第二节 地球的公转
地球公转及其证明 地球公转的规律性 地球公转的后果
一、地球公转及其证明
地球公转就是地球对太 阳的绕转。
方向：逆时针（向东）
绕转中心：共同质心 450km(70万
km)
地球公转的物理证据
❖恒星周年视差：地球在轨道上的位移对于恒星 视位置的影响。
❖光行差：地球的轨道速度对于光行方向的影响。 ❖多普勒效应：地球的轨道速度对于星光频率的
V
C
光行差示意图
光行差椭圆
在南北黄极，光行差 轨道是半径为20″的椭圆 (与地球轨道形状相同)
在黄道上，变成长度 为20″ 2的一段直线。
在其他黄纬，光行差 轨道都是半长轴为20″的 椭圆.愈近黄极，椭圆扁 率愈小。
地球公转以一年为周期，恒星视位置绕转其真位置也以一年 为周期，恒星视位置的绕转路线，被叫做光行差轨道，其形状 则因恒星的黄纬而不同。
（三）年视差和光行差比较
❖ 愈近黄极，年视差和光行差椭圆的扁率愈小； 愈近黄道扁率愈大。
❖ 恒星年视差沿轨道半径方向偏离其平均位置； 恒星光行差则沿轨道切线方向偏离其真位置。
❖ 二者的偏离方向有90之差。
（四）多普勒效应 ❖ 地球轨道速度对星光频率的影响。
地球绕太阳公转，使地球与恒星发生相对运动。 使恒星谱线以一年为周期，交互发生紫移（接近
365.2596日
四种年的比较
周期
参考点
恒星年 回归年 近点年
恒星 春分点 近日点
交点年 黄白交点
公转角度 360°
360°-50″ 360°+11″ 360°-20°
所用时间 365.2564 365.2422 365.2596 346.62
黄赤交角
恒星年与回归年
r1
3600
3600 －50.29"
近日点 远日点
2、太阳在轨道中的位置：两焦点之一 ❖ 近日点（地球1月初经过）：1.471×108 km； ❖ 远日点（地球7月初经过）：1.521×108 km。
图3-22 地球的近日点和远日点
近日点的东旋
近日点在轨道上不固定，东旋11″/年。
（二）黄赤交角
KP
23°26´ 黄道面
黄赤交角与地轴的倾斜
黄赤大距
（三）地球公转的周期
1、恒星年：以恒星为参考点，无明显自行，365.2564日 2、回归年：以春分点为参考点，每年西移50，小于恒星年，
365.2422日 3、交点年：以黄白交点为参考点，每年西移20°，小于恒星年，
346.6200日 4、近点年：以近日点为参考点，每年东移11，大于恒星年，
D = 1/ 恒星的秒差距与它的周年视差互为倒数
天文学上常见的距离单位
1天文单位(AU)=1.496×108km 1光年(l.y.)=9.5×1012km=6.324×104AU 1秒差距(PC)=3×1013km=206265AU=3.262 l.y.
最先测定的恒星的周年视差
观百度文库者
测定恒星 测定年代 测定数值 现代测定值
影响。
恒星的视差位移
（一）恒星周年视差
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
地球公转以一年 为周期，恒星的视差 位移也以一年为周期 ，称为周年视差。
视差位移路线
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，具体 形状则因恒星的黄纬 而不同。
周年视差的确定