3. 지구와 달의 운동
Download
Report
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
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.
프톨레마이오스의 천동설
Ⅱ-1. 태양계의 형성과 운동
코페르니쿠스의 지동설
우주의 중심에 태양이 있고 행성들이 태양 주위를 공전한다.
행성의 복잡한 운동을 비롯한 여러 가지 현상들을 간단하게 설명
할 수 있다.
별의 연주 시차와 같은 과학적인 증거를 제시하지 못해 널리 받아
들여지지 않았다.
코페르니쿠스의 지동설
Ⅱ-1. 태양계의 형성과 운동
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.
케플러
케플러는 브라헤가 남긴 행성의 움직임에 대한 관측 자료를 연구
하던 중 타원 궤도 법칙, 면적 속도 일정 법칙, 조화 법칙을 발견하
였다.
뉴턴
뉴턴은 만유인력과 운동 법칙으로 천체를 포함한 모든 물체의 운
동을 이론적으로 설명하여 지동설의 확립에 기여하였다.
Ⅱ-1. 태양계의 형성과 운동
지구 자전에 의한 현상
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
지구 자전의 증거(1)
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
지구 자전의 증거(2)
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
지구 자전의 증거(3)
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
지구 공전에 의한 현상
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
지구 공전의 증거(1)
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
지구 공전의 증거(2)
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
지구 공전의 증거(3)
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
달의 관측
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
달의 위상 변화
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
달의 동주기 자전
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
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.
삭망월과 항성월
Ⅱ-1. 태양계의 형성과 운동
일식
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
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
시간에 따른 일식의 진행 과정
Ⅱ-1. 태양계의 형성과 운동
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
일식과 월식이 매달 일어나지 않는 이유
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.