Transcript 7-2轉動的地球

第七章 運動中的天體
7-2 轉動的地球
地球和恆星的運動
地球自轉
(1)地球以縱貫南北極的地軸為中心旋轉，稱
為 自轉 ，轉一周為 一日 。
(2)由北極上空觀察，地球自轉的方向為 逆
時鐘；由側面赤道觀察，則為由 西 向 東 。
(3)地球自轉的結果：
 日月星辰的 東升西落 運動。

晝夜交替 。

地球和恆星的運動
從北極看
逆時鐘自轉
從赤道看
由西向東自轉
地球和恆星的運動
地球公轉
(1)地球以 逆 時鐘方向繞著太陽旋轉，稱
為 公轉 ，轉一周為 一年 。
(2)地球自轉軸和公轉軸(黃道面垂直線)夾
23.5° 。
(3)地球公轉結果：

四季變化 。

晝夜長短 。

地球和恆星的運動
恆星運動
(1)地球由西向東自轉，自
轉軸指向北極星，故在地
球上而視，所有星星均
逆 時鐘繞著 北極星 轉，
東 升 西 落稱為恆星運
動(如右圖所示)。
(2) 北極星 位於圓心，是
北半球天空唯一不動的星
體。

地球和恆星的運動
(3)星跡(星軌)攝影：以相機對北方天空長時
間拍攝，可出現同心圓狀的星跡影像。
(4)地球1小時自轉 15 度，所以日、月、星辰
1小時也 逆 時鐘轉 15 度。
 地球的自轉速率
360度÷24小時
＝15度/小時
→星星每小時
會移動15度
晝夜交替


晝夜交替是 地球自轉 所造成的。
由北極的上空俯瞰地球，陽光照射地球的區
域為 白天 ，未被照射的地區為 夜晚 。地
球自轉一圈，晝夜便交替一次，即為 一天
北極
太
陽
南極
晝夜交替
(1)D點位於白天區域一半的
位置，即 中午12時 。
(2)B點位於夜晚區域一半的
位置，即 午夜0時 。
(3)A點為白天正要進入夜晚
的交界區域，即 黃昏18
時 。
(4)C點為夜晚正要轉出白天
的交界區域，即 清晨6
時 。
四季變化


四季變化是由 自轉軸傾斜23.5° 、 地球公
轉 兩大原因共同造成的。
陽光直射與斜射地表時，地表所接受到的太
陽能量 不同 。陽光 直射 時能量 集中 ，
導致地表溫度較 高 ；陽光 斜射 時能量
較 分散 ，導致地表溫度較 低 ，這是造成
地球四季氣溫變化的主要原因。
直射：
能量集中
氣溫高
斜射：
能量分散
氣溫低
四季變化
(1)能量不均勻對地球環境的影響：

赤道 地區接受的陽光能量最 多 ，隨著緯
度增加，地表所接受的能量 漸少 。
 能量分布不均勻使 水 和 大氣 產生循環、
流動。
 藉由 大氣 與 海洋 的作用能調節地球能量，
維持生命生存環境的穩定。
四季變化
北半球四大節氣：
(1) 春分 (陽曆 3 月 21 日)、 秋分 (陽曆
9 月 23 日）：陽光直射 赤道 ，晝夜 等
長 。
(2) 夏至 (陽曆 6 月 22 日)：陽光直射 北
回歸線 (23.5°N)，晝最 長 、夜最 短 。
(3) 冬至 (陽曆 12 月 22 日)：陽光直射 南
回歸線 (23.5°S)，晝最 短 、夜最 長 。

四季變化
北半球四大節氣的晝夜變化：
(1)春分→秋分，晝比夜 長 ；秋分→翌年春
分，晝比夜 短 。
(2)夏至→冬至，晝漸 短 夜漸 長 ；冬至→
翌年夏至，晝漸 長 夜漸 短 。
(3)夏至，北極圈(66.5°N以北) 永晝 、南極
圈(66.5°S以南) 永夜 ；冬至時相反。
(4)全球只有 赤道 地區全年晝夜等長；其他
緯度地區只有 春分 、 秋分 兩天晝夜等長

四季變化
夏至
冬至
春分
秋分
陽光照射情形
晝夜長短
極區情形
直射在 北回歸線
(北緯23.5度)
斜射南半球
直射在 南回歸線
(南緯23.5度)
斜射北半球
直射 赤道
斜射南北半球
北半球-晝長夜短
南半球-晝短夜長
北極-永晝
南極-永夜
北半球-晝短夜長
南半球-晝長夜短
北極-永夜
南極-永晝
南北半球
無永晝
晝夜等長
或永夜
四季變化
永晝
道
南回歸線
永夜
北極
北極
北回歸線
赤
以北半球為例
太
陽
南極
永夜
南極
永晝
四季變化

一年當中，太陽最北直射到 北回歸線
23.5°N(夏至)，最南直射到 南回歸線
23.5°S(冬至)，其他日子都在南、北回歸線
之間反覆來回變化。
北回歸線以北
南回歸線以南
北回歸線 本身
一年被直射機會
南回歸線
北回歸線 之間
南回歸線
0 次(天)
1 次(天)
2 次(天)
四季變化
例：
一年中，臺北
(25°N)可被直
射 0 次；墾
丁(21.5°N)可
被直射 2 次
竿影變化
竿影－
(1)原理：光的 直線前進 。
(2)應用：測量 時間 及太陽 方位 。

竿影變化
竿影變化：
(1)太陽在天空中的位置越 低 ，竿影越 長
位置越 高 ，竿影越 短 。
(2)一天中， 日出 、 日落 時竿影最 長 ，
正午 竿影最 短 。
(3)一年中的正午竿影，以 冬至 最 長 ， 夏
至 最 短 。

竿影變化
太陽在不同季節的運動軌跡(以臺灣為例，
觀測者站在北回歸線【北緯23.5°】上)
(1)夏至(6/22)的太陽位置－太陽直射 北回歸
線 。
 日出： 東偏北
23.5° ，影子 西偏南 。
 正午： 頭頂正上方 (仰角 90° )，影子長
度 零 。
 日落： 西偏北
23.5° ，影子 東偏南 。

竿影變化
(2)春分(3/21)、秋分(9/23)太陽的位置－太
陽直射 赤道 。
 日出： 正東 ，影子 正西 。
 正午： 頭頂偏南
23.5° (仰角 66.5°)，
影長＝ 1/2 身長(影長 ＜ 身高)。
 日落： 正西 ，影子 正東 。
竿影變化
(3)冬至(12/22)的太陽位置－太陽直射 南回
歸線 。
 日出： 東偏南
23.5° ，影子 西偏北 。
 正午： 頭頂偏南
47° (仰角 43° )，影
長最 長 (影長 ＞ 身高)。
 日落： 西偏南
23.5° ，影子 東偏北 。
竿影變化