高中地球科學/地球運動
想象一條穿過地球中心的線，這條線穿過北極和南極。這條假想的線被稱為軸。地球繞著它的軸旋轉，就像陀螺繞著它的軸旋轉一樣。這種旋轉運動被稱為地球的自轉。與此同時，地球在自轉的同時，也繞著太陽公轉。這種運動被稱為公轉。
- 描述地球繞其軸的自轉。
- 描述地球繞太陽的公轉。
1851 年，一位名叫萊昂·傅科的法國科學家用一根鐵球和一根繩子做了一個實驗。他把球拉到一邊，然後鬆開它，讓它在一個直線上來回擺動。一個在繩子上來回擺動的球被稱為擺錘。一個擺動的擺錘不會改變它的運動，所以它不會改變擺動的方向。然而，傅科觀察到他的擺錘似乎改變了方向。他知道擺錘本身不會改變它的運動，所以他得出結論，地球在擺錘下方移動。圖 24.9 展示了這種現象可能看起來像什麼。
如果我們從外太空觀察地球的自轉，地球完成一次自轉需要 23 小時 59 分 4 秒。因為地球在自轉的同時也繞著太陽公轉，所以地球必須再轉動一點點才能相對於太陽回到相同的位置，所以我們在地球上感受到的一天是 24 小時。在地球赤道上，地球自轉速度約為每小時 1,700 公里。謝天謝地，我們沒有注意到這種運動，因為它肯定會讓我們頭暈。
地球繞太陽的公轉比它繞軸的自轉時間長得多。完成一次公轉需要 365.25 天，即一年。地球繞太陽公轉是因為引力使它保持在繞太陽執行的近似圓形軌道上。地球的軌道路徑不是完美的圓形，而是一個橢圓，這意味著它像一個輕微的橢圓形（圖 24.10）。這造成了地球有時離太陽更遠，有時又更近的區域。我們在近日點（1.47 億公里）距離太陽最近，大約在 1 月 3 日，而在遠日點（1.52 億公里）距離太陽最遠，大約在 7 月 4 日。學生們有時認為我們的橢圓軌道導致了地球的四季，但事實並非如此。如果是這樣的話，北半球將在 1 月份經歷夏季！
地球在繞太陽公轉一圈的過程中，平均距離大約為 1.5 億公里。水星和金星繞太陽公轉的時間比地球短，而其他所有行星繞太陽公轉的時間隨著它們到太陽的距離逐漸變長。水星繞太陽公轉一圈只需要大約 88 個地球日，而土星繞太陽公轉一圈則需要超過 29 個地球年。
地球繞太陽公轉的平均速度約為每秒 27 公里（17 英里）。當我們的星球距離太陽更遠時，它移動得更慢，當它距離太陽更近時，它移動得更快。地球（或任何行星）有季節的原因是地球的軸線傾斜了 23.5 度。這意味著在北半球“夏季”時，北極指向太陽，接收直射陽光，而在北半球“冬季”時，北極傾斜遠離太陽（圖 24.11），陽光射線是傾斜的而不是直射的。因此，我們經歷的季節取決於地球在其繞太陽公轉軌道上的位置，而不是地球軸線的傾斜程度。這意味著北半球的“夏季”實際上發生在地球距離太陽最遠但向太陽傾斜的時候，而“冬季”發生在地球距離太陽最近但向太陽傾斜的時候。
- 地球每天自轉一次，每年繞太陽公轉一次。
- 地球軸線的傾斜產生了四季。
- 描述地球自轉和公轉的區別。
- 是什麼力量使地球和其他行星保持在它們的軌道上？
- 木星距離太陽約 778,570,000 公里；地球距離太陽約 150,000,000 公里。木星繞太陽公轉一圈需要的時間更長還是更短？解釋你的答案。
- 在地球繞太陽公轉的橢圓軌道上，地球在 1 月份距離太陽最近。即使地球在 1 月份距離太陽最近，北半球的人們也會經歷冬季天氣。利用你對地球軸線傾斜方式的理解，為什麼你認為北半球的人們會在 1 月份經歷冬季？
- 在地球上的哪個地方，傅科擺似乎沒有運動？為什麼？
- 軸
- 一條從北極到南極，包括地球中心的假想線。
- 橢圓
- 一個看起來像一個稍微壓扁的圓的形狀。
- 半球
- 球體的一半。
- 公轉
- 地球繞太陽公轉的軌道運動。
- 自轉
- 地球繞其軸旋轉的運動。
- 你可以設計什麼樣的實驗來證明地球繞其軸自轉？
- 如果你住在赤道，你會因為地球軸線的傾斜而感受到什麼影響？
- 如果地球突然增加質量，它的繞太陽公轉軌道會發生什麼變化？