Transcript 3. 지구와 달의 운동

Ⅱ. 태양계와 지구
Ⅱ-1. 태양계의 형성과 운동
3. 지구와 달의 운동
Ⅱ-1. 태양계의 형성과 운동
3. 지구와 달의 운동
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지구의 자전, 공전에 의한 현상과 증거를 제시할 수 있다.
달의 동주기 자전과 위상 변화, 일식과 월식의 원리를 설
명할 수 있다.
프톨레마이오스의 천동설
지구가 우주의 중심에 있고 태양과 행성들이 지구 주위를 공전한다.
 행성들의 겉보기 운동을 설명하기 위하여 주전원 개념을 도입하였다.
 새로운 관측 사실이 발견될 때마다 이를 설명하기 위해 계속 수정되어
점점 복잡해졌다.
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프톨레마이오스의 천동설
Ⅱ-1. 태양계의 형성과 운동
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코페르니쿠스의 지동설
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우주의 중심에 태양이 있고 행성들이 태양 주위를 공전한다.
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행성의 복잡한 운동을 비롯한 여러 가지 현상들을 간단하게 설명
할 수 있다.
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별의 연주 시차와 같은 과학적인 증거를 제시하지 못해 널리 받아
들여지지 않았다.
코페르니쿠스의 지동설
Ⅱ-1. 태양계의 형성과 운동
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갈릴레이
목성의 4개의 위성 발견: 모든 천체가 지구를 중심으로 움직인다는
생각이 옳지 않음을 알게 되었다.
 금성의 위상 변화: 금성의 위상이 달과 같이 다양하게 변한다는 사
실은 천동설로는 설명할 수 없으므로 천동설이 옳지 않다는 결정
적인 증거가 되었다.

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케플러
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케플러는 브라헤가 남긴 행성의 움직임에 대한 관측 자료를 연구
하던 중 타원 궤도 법칙, 면적 속도 일정 법칙, 조화 법칙을 발견하
였다.
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뉴턴

뉴턴은 만유인력과 운동 법칙으로 천체를 포함한 모든 물체의 운
동을 이론적으로 설명하여 지동설의 확립에 기여하였다.
Ⅱ-1. 태양계의 형성과 운동
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지구 자전에 의한 현상
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천체의 일주 운동: 천체가 하루 동안 동쪽에서 서쪽으로 움직이는
것처럼 보이는 겉보기 운동.

낮과 밤의 반복: 지구가 자전하는 동안 태양빛을 받는 부분은 낮,
태양의 반대편을 향해 태양 빛을 받지 못하는 부분은 밤이 된다.
지구 자전과 천체의 일주 운동
Ⅱ-1. 태양계의 형성과 운동
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지구 자전의 증거(1)
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푸코 진자 진동면의 회전: 지구가 시계 반대 방향으로 자전하기
때문에 푸코 진자의 진동면이 시계 방향으로 회전한다.
푸코 진자
푸코 진자 진동면의 회전
Ⅱ-1. 태양계의 형성과 운동
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지구 자전의 증거(2)
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인공위성 궤도의 서편 현상: 극궤도 위성의 궤도가 점점 서쪽으로
이동하는 것처럼 보이는데 이는 인공위성이 지구를 한 바퀴 돌아
처음 위치로 돌아오는 동안 지구가 서쪽에서 동쪽으로 자전하기
때문에 일어나는 현상이다.
인공위성 궤도의 서편 현상
Ⅱ-1. 태양계의 형성과 운동
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지구 자전의 증거(3)
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코리올리 효과: 북반구에서는 운동하는 물체가 운동 방향의 오른쪽
으로, 남반구에서는 운동 방향의 왼쪽으로 휘는 현상으로 물체가
운동하는 동안 지구가 서에서 동으로 자전하기 때문에 나타난다.
코리올리 효과
Ⅱ-1. 태양계의 형성과 운동
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지구 공전에 의한 현상
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태양의 연주 운동: 태양이 천구 상에서 황도를 따라 하루에 약 1°
씩 서쪽에서 동쪽으로 이동하여 1년 후에 원래 자리로 돌아오는
운동. 지구가 1년에 한 번 태양 주위를 공전하기 때문에 나타나는
겉보기 운동이다.
태양의 연주 운동과 황도12궁
Ⅱ-1. 태양계의 형성과 운동
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지구 공전의 증거(1)
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연주 시차: 지구에서 가까운 거리에 있는 별을 6개월 간격으로 관측
했을 때 나타나는 시차의 1/2. 별까지의 거리가 멀수록 작아진다.
지구의 공전과 별의 연주 시차
Ⅱ-1. 태양계의 형성과 운동
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지구 공전의 증거(2)
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별빛 스펙트럼의 연주 변화: 지구가 공전함에 따라 지구가 별에
가까워지면 별빛의 스펙트럼에 나타난 흡수선이 청색 쪽으로 치
우치고(청색 이동), 별에서 멀어지면 적색 쪽으로 치우친다(적색
이동).
지구의 공전과 별빛 스펙트럼의 연주 변화
Ⅱ-1. 태양계의 형성과 운동
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지구 공전의 증거(3)
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광행차: 공전하고 있는 지구에서 별을 관측하려면 망원경을 지구
공전 방향으로 약간 기울여야 한다. 별의 실제 방향에 대하여 망
원경을 기울이는 각도를 광행차라고 하며 지구 공전의 좋은 증거
이다.
지구의 공전과 광행차
Ⅱ-1. 태양계의 형성과 운동
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달의 관측
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달이 지구 주위를 서쪽에서 동쪽으로 공전하기 때문에 매일 같은
시각에 달을 관측하면 달의 위치가 점점 동쪽으로 이동한다.
초저녁에 관찰한
달의 위치와
모양(날짜는 음력)

지구가 한 번 자전하는 동안 달도 지구 주위를 13°만큼 공전하므
로 달이 뜨는 시각은 매일 50분씩 늦어진다.
지구가 한 번
자전하는 동안
달의 위치 변화
Ⅱ-1. 태양계의 형성과 운동
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달의 위상 변화
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위상 변화의 원인: 태양-달-지구의 상대적인 위치가 매일 달라짐
에 따라 지구에서 관측한 달의 위상도 매일 다르게 보인다.
달의 위치에 따른
위상 변화
Ⅱ-1. 태양계의 형성과 운동
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달의 동주기 자전
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달이 공전 방향과 같은 방향으로 자전하며 달의 자전 주기와 공
전 주기가 같기 때문에 지구에서는 항상 달의 같은 면만 볼 수 있
다.
달의 자전과 공전
Ⅱ-1. 태양계의 형성과 운동
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삭망월과 항성월
삭망월: 달이 삭에서 다음 삭으로, 또는 망에서 다음 망으로 돌아
오는 기간으로 약 29.5일이 된다.
 항성월: 천구 상에서 달이 별자리 사이를 이동하여 제자리로 돌아
오는데 걸리는 시간으로 약 27.3일이 된다.
 달이 지구 주위를 공전하는 동안 지구도 태양 주위를 공전하기
때문에 삭망월은 항성월보다 약 2.2일이 더 길다.
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삭망월과 항성월
Ⅱ-1. 태양계의 형성과 운동
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일식
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일식: 달이 태양과 지구 사이에 위치해 태양을 가리는 현상으로
태양의 서쪽부터 가려진다.

지구에서 일식을 관측할 수 있는 지역은 시간이 지나면서 점차
서쪽에서 동쪽으로 이동한다.
일식이 일어날 때의 천체 위치
Ⅱ-1. 태양계의 형성과 운동
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일식의 종류
개기 일식: 달의 본그림자에 들어가는 지
역에서 관측되는, 태양이 완전히 가려지
는 현상
 부분 일식: 달의 반그림자에 들어가는 지
역에서 관측되는, 태양이 부분적으로 가
려지는 현상
 금환식: 달이 태양을 완전히 가리지 못하
고 태양의 바깥 부분이 마치 반지 모양
으로 보이는 현상
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시간에 따른 일식의 진행 과정
Ⅱ-1. 태양계의 형성과 운동
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월식
월식: 달이 태양의 반대편에 위치할 때 달이 지구의 그림자 속으
로 들어가 어두워지는 현상으로 달의 동쪽부터 가려진다.
 개기 월식: 지구의 본그림자에 달이 모두 들어가 달 전체가 어두
워지는 현상
 부분 월식: 지구의 본그림자에 달의 일부가 들어가 일부만 어두워
지는 현상
 반영식: 지구의 반그림자에 달이 들어가는 경우로 달이 조금 어두
워질 뿐 가려지지 않는다.

월식이 일어날 때의 천체 위치
월식
Ⅱ-1. 태양계의 형성과 운동
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일식과 월식이 매달 일어나지 않는 이유
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지구의 공전 궤도면과 달의 공전 궤도면이 5° 기울어져 있기 때
문에 매달 일식과 월식이 일어나지 않는다.
일식과 월식이 일어날 때의 천체 위치
확인하기
1. 지구 자전의 증거에는 어떤 것들이 있는가?
2. 일식과 월식 현상을 매달 볼 수 없는 까닭은 무엇인가?
3. 화성에서 별의 연주 시차를 측정한다면 지구에서 측정할
때와 비교하여 어떻게 다를지 설명해 보자.
4. 만약 달에서 식현상을 관측한다면 지구에서 관측되는 일식
이나 월식과 어떻게 다를지 설명해 보자.