地球概论课后题答案

地球概论课后题答案

第一章

复习与思考p6（略）

●什么是纬线和经线？什么是纬度和经度？它们有何区别与联系？为什么纬线是整圆，而经线是半圆？ ●为什么南北方向是有限方向，而东西方向是无限方向？怎样理解地面上两点间的东西方向既是理论上的“亦东亦西”，又是实际上的“非东即西”？ 复习与思考p21~22

●何谓天球周日运动和太阳周年运动？为什么会有夜半中星的变化？ ●举出下列天球大圈的两极：

地平圈 Z Z’ 子午圈 E W 天赤道 P P’ 卯酉圈 S N 黄 道 K K’ 六时圈 Q Q’ ●举出下列天球大圆的交点： 子午圈与地平圈 S N 子午圈与天赤道 Q Q’ 子午圈与卯酉圈 Z Z’ 子午圈与六时圈 P P’ 天赤道与地平圈 E W

天赤道与黄道 ? (春分点) ?（秋分点） ●为什么时角向西度量，而赤经则要向东度量？

使天体的时角“与时俱进”，用以度量时间；赤经“与日俱增”（参考书本第15页）

●天球上哪一点的赤纬（δ）和赤经（α）等于零？又，该点的黄纬（β）和黄经（λ）是多少？ 天球上春分点上的赤纬与赤经等于零。该点的黄纬黄经等于零。

●北天极的黄纬和黄经是多少？北黄极的赤纬和赤经是多少？（查天球仪） 北天极的黄纬和黄经是66°34′、90°，北黄极的赤纬和赤经分别是在66°34′、18h。 ●某恒星的方位和高度都是45°，问：须在天空的那一部分去寻找？（西南方半空）

●在何地（指纬度）观测，天体的赤纬与高度相等，时角与方位相等（即地平坐标系与第一赤逍坐标系合一为一）？ 南北极

●已知恒星时S＝6h38m，某恒星再过2时10分上中天，试求该恒星的赤经。 8时48分。

S=t+α; α=S-t=6h38m-21h50m=-15h12m=8h48m 或α=S-t=6h38m-(-2h10m)=8h48m

●已知某恒星的赤经a＝20h38m，当恒星时（S）为23时17分时，该恒星的时角是多少？ 2时39分

S－α=23h17m-20h38m=2时39分。

●对35°N 而言，当春分点刚升起地平的时刻，黄道与地平田成多大交角？当春分点刚沉入地平的时刻呢？（先调整天球仪的纬度，然后把春分点移至东［西］方地平，就是使天赤道、黄逍和地平圈同时相交于东［西］点，便可直接读数）。

当春分点刚升起地平时刻：90－τ+ξ=90－35－ξ=31°34′；

当春分点刚沉入地平时刻：90－τ－ξ=90－35+ξ=78°26′；（ξ=23°26′） ●试推算二分二至时太阳的黄道坐标和赤道坐标，填下表： 坐标

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节气 太阳黄纬 太阳黄经 太阳赤纬 太阳赤经 春分 0 0° 0 0 夏至 0 90° 23°26′ 6h 秋分 0 180° 0 12h 冬至 0 270° －23°26′ 18h

●已知纬度φ＝31°.5N，恒星时S＝9h45m，试推算下列各点的地平坐标和赤道坐标。填下表： 坐标

点 高度 方位 赤纬 时角 赤经 天顶 90° 任意 31°30′ 0 9h45m 天底 －90 任意 －31°30′ 12h 21h45m 天北极 31.5° 180° 90 任意 任意 天南极 －31.5° 0 －90 任意 任意 东点 0 270 0 18h 15h45m 西点 0 90 0 6h 3h45m 南点 0 0 －58.5° 0 9h45m 北点 0 180 58.5° 12h 21h45m 上点 58.5° 0 0 0 9h45m 下点 －58.5° 180 0 12h 21h45m 提示：

①上表所列的10 点，皆互为对蹠点，即两者纬度相等（符号相反），经度相差180°（或12h）。 ②上表中的10 点，有8 点位于子午圈上。位于同一经线上的点，有相同的经度。 ③基圈和始圈上的点，其纬度或经度为零；极点的纬度为90°，经度则为任意。 ④表中各点的方位和时角是给定的，与上述的已知条件无关。 第二章 复习与思考p36

●比5 等星亮100 倍的恒星，其星等为几等？ 0等。

●织女星（天琴座α)的视星等为0.1，若其距离增加为10倍，这时，它的星等将是几等？肉眼还能看到它吗？

它原来的视星等为0.1，视亮度为为E0，距离为d0；

设它的视星等将变为m等，视亮度变为为E，距离变为d=10 d0。 根据： E0/E=2.512m－m0, ? E0/E=2.512m－0.1 （1） 根据： E0/E=d2/d02 , ? E0/E=(10 d0)2/ d02=100 （2） 由（1）（2）得：2.512m－0.1=100， ? m=5.1 肉眼有可能看到 复习与思考p55

●设某行星距太阳为25 天文单位，那么，它绕太阳公转的周期应有多长？设某小行星绕太阳公转的周期为8 年，问：它与太阳的平均距离是多少？

（1）根据：T12/T22=a13/a23， ? T12/1=253/1， ? T1=125年

（2）根据：T12/T22=a13/a23， ? 82/1= a13/1， ? a1=4AU（天文单位）

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复习与思考p63

●试比较月球的地平视差和它的视半径，两者的比率说明了什么？ 57′/15′33″；

地球半径大于月球半径。

●地球的反照率为月球的6 倍，试计算地球在月球天空中的亮度，比月球在地球天空中的亮度大多少倍？（提示：月球半径约为地球半径的1/3.7） 6*3.72－1=81.14

●在地球上观测，月亮在地平上升起（自上缘露出地平到下缘脱离地平），大约需时2 分钟。问：若在月球上观测，地球“升起”需多长时间？ 地球没有升落，始终在天空一隅。

●“月上柳梢头，人约黄昏后”（欧阳修《生查子》），该指何种月相？ 满月

●“月落乌啼霜满天，江枫渔火对愁眠。姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船”（张继《枫桥夜泊》）。夜半月落，该是什么月相？ 上弦月

●下图是丰子恺所作的一幅漫画，题为“杨柳岸晓风残月”。根据图中的月相判断，哪一幅是原作，为什么？ 第一幅。

“晓风残月”代表农历月底的清晨，这时月亮凸面向东，即向图中的地平方向，排除第三四幅。在我国（北半球中纬地区），太阳、月球的周日圈向南倾斜（见课本p76－77，不同纬度天球周日运动），因此通常月出后其凸面不是向正东方向，而是东北方向，排除第二幅。 注：

在我国（北半球中纬地区），第一幅为“晓风残月”；第二幅为黄昏时的新月；第三幅是上午的新月；第四幅是下午的残月。

在南半球的可能情况是：第一幅为黄昏时的新月；第二幅为“晓风残月”；第三幅是下午的残月；第四幅是上午的新月。 第三章 复习与思考p78

●在北半球，傅科摆向什么方向偏转？南半球呢？赤道呢？在纬度30°处，傅科摆的偏转速度是多少？ 北半球向右偏，南半球向左偏，赤道无偏转。 偏转速度v=sinφ*15°/h=sin30°*15°/h=7.5°/h。

●什么是极移和进动？一地的经度和纬度因极移而发生变化，但不会因进动而发生变化，为什么？ 极移——南北两极在地面上的移动。

进动（岁差）——南北天极在天球上的移动，反映了地轴在宇宙空间的运动。

极移：地球与地轴之间有相对运动，导致两极点位置的微小“晃动”，（从而导致经纬线变动）。 进动（岁差）：地球与地轴之间没有相对运动（经纬线也不会变动），地球与地轴一起进动，导致南北天极位置变化（天球坐标有变动）。

●由于岁差，天极描成 5°的弧，约需多少年？在怎样的条件下，岁差现象将消失？ 358年；

地球为正圆球体；黄赤交角、黄白交角为0；地球停止自转。

●假如地球形状更扁些，那么，进动将变得更快些还是更慢些？假如月地距离更近些呢？假如地球密度更大些呢？又假如地球自转更快些呢？（前二种情形快些，后二种情形慢些）

●为什么视太阳日长度会有季节变化？为什么二至日的视太阳日长度大于二分日？为什么最长的视太阳日不是南至日，而在南至日之后？ 4

●地球自转速度怎样因纬度和高度而不同？在纬度60°处，自转的速度减为多少？ 地球上各点角速度相同；

线速度随纬度增大而减小，随高度增加而增大；

纬度60°处，自转的速度V=465m/s*cos60°=232.5m/s。

●某恒星中天时，正好位于当地（纬度为φ )的天顶，问：该恒星的赤纬（δ)等于多少？ φ

●在纬度φ处，天体上中天时，其方位是多少？是否所有天体都一样？ 0°或180°； 所有天体都一样。

●某恒星离天北极 23°，问：它是否永远位于上海（31°N）的地平之上？ 是（忽略地轴进动因素）。 复习与思考p92-93

●在地球绕太阳公转的证明中，何种证据同时也给出了地球轨道的大小？（光行差） 知道光行差则同时知道地球公转速度，从而可知地球公转轨道大小。

●设某恒星的周年视差为0.1″，其视星等为0.1 等，那么，它的距离为多少秒差距？它的绝对星等是几等？ 10秒差距； 0.1等。

●试比较恒星年视差与光行差的异同。其恒星视位置的偏离方向有何差异？

●由观测得知，太阳的最大视直径P＝32′26″，最小的视直径q＝31′31″，据此，确定地球轨道的偏心率e 的大小（提示：太阳视直径的大小与日地距离成反比）。

提示：远日点距离=a+c，近日点距离=a－c，(a+c)/(a－c)= P/q=32′26″/31′31″， ? 偏心率e=c/a=0.014

●什么是行星的会合运动？会合周期长短决定于什么？在会合运动中，地内行星与地外行星的表现，有何不同？

●设在天空中距太阳90°以外的地方看到某行星，问：该行星是地内行星，还是地外行星？为什么？ 地外行星。

地内行星的大距<90°

●已知火星的会合周期为780 日，试确定其公转的恒星周期。 根据：1/S=1/E－1/P，? 1/780=1/365－1/P ? P=686日

●行星为什么会发生逆行？行星在什么时候发生逆行？ （1）行星与地球公转周期的差异；

（2）在下合（地内行星）或冲（地外行星）时发生逆行。

●试比较恒星月与朔望月的不同。在地球上，恒星日与太阳日的长度，相差约4分。问：在月球上，一个“恒星日”与一个“太阳日”相差多少？

在月球上，“恒星日”=27.3217天，“太阳日”=29.5306天，两者相差2.2089天。 第四章

复习与思考p117－118

●什么时侯太阳赤经的变化最快？太阳赤纬呢？ 两至； 两分。

●按半昼弧公式：cost＝－tgφ?tgδ，回答下列问题： ①公式中的t 指什么？ 5

日落时的太阳时角。 ②昼夜等长的条件是什么？

cost=0，? t=90°， ? φ=0 或 δ=0， ? 赤道地区或太阳直射赤道时。 ③昼长夜短和昼短夜长的条件是什么？

昼长夜短：t>90°，? φ、δ同号，即在太阳直射半球； 昼短夜长：t<90°，? φ、δ异号，即在非太阳直射半球。 ④极昼和极夜的条件是什么？ t≧180°

●根据昼夜长短的纬度分布规律，按“五?一”节的昼长，将下列各地排列次序（从长到短）：北京（40°N）、上海（31°N）、哈尔滨（45°N）、新加坡（1°N）、雅加达（1°S）、墨尔本（37°S）和开普敦（34°S）。 哈尔滨－北京－上海－新加坡－雅加达－开普敦－墨尔本

●根据昼夜长短的季节变化规律，把各月1日按北京的昼长排列序次（从长到短）：1/1，1/2，……1/12。 1/7，1/6，1/8，1/5，1/9，1/4，1/10，1/3，1/11，1/2，1/12，1/1。 ●按正午太阳高度公式：H＝90°－φ＋δ，回答下列问题： ①式中的“90°－φ”可理解为什么？ 上点的高度。

②在何种条件下，正午太阳当顶？在何种条件下，正午太阳高度为零？ φ=δ； |φ－δ|=90°

③6 月22 日，北极圈上的正午太阳高度多大？列式推算之。 H＝90°－φ＋δ=90°－66°34′＋23°26′=46°52′， ④这时，南半球与之相应正午太阳高度的纬度是多少？ φ=90°+δ－H=90°－23°26′－46°52′=19°42′

⑤在30°N 地方，测得正午太阳高度H＝36°34＇，问：这次观测是在何日进行的？ δ= H－90°+φ=36°34＇－90°+30°= －23°26′， ? 12月22日

●9 月23 日，一根竖直的杆子，在正午时的影长与杆高恰好相等，试确定该地的地理纬度。 H=45° ? φ=45°N或45°S。

●黑龙江省的漠河（φ＝ 53. 5°N），素有“中国的北极”之称。问： ①该地6 月22 日正午太阳高度多大？ H＝90°－φ＋δ=90°－53°30′+23°26′=59°56′ ②夜半太阳“低度”呢？是否有白夜，为什么？

夜半太阳“低度”H′=－(90°－φ)＋δ=－(90°－53°30′)＋23°26′=－13°04′； 因为－13°04′>－18°，所以该地可见白夜现象。 ●每逢新年来临之日（元旦），太阳的位置及行踪如何？ ①是日太阳黄经约为多少？ 280°

②太阳直射在哪个半球？ 南半球

③太阳直射点向北还是向南移动？ 北移

④太阳直射点向赤道还是向高纬移动？ 赤道

●什么是季节的半球性因素和全球性因素？为什么地球在轨道上接近近日点的时候，我们这里却是寒冷的冬季？ 6

季节的半球性因素和全球性因素见教材P112；

相对季节的半球性因素来说，季节的全球性因素的影响十分微小。

●若地球自转轴垂直于其轨道平面，将如何影响地球上各地的昼夜长短和四季变化？ 昼夜等长，四季没有变化。

●若地球轨道的偏心率（e）增大到0.5，四季情形将变得怎样？

季节变化的全球性因素成为重要因素，南北半球冬夏同步；南半球冬夏差距变大，北半球冬夏差距减小，冬变夏，夏变冬。

●如果黄赤交角增大为45°，这时，“五带”会有怎样的变化？ 温带消失，热带、寒带变大，达到南北纬45°。 复习与思考p127

●为什么历法要分为阴历、阴阳历和阳历三类？各类历法如何安排它们的历年和历月？假如回归年长度变为354.3672 日，那么，历法还有无必要分成三类？

●我国传统历法为何要设置二十四气？它怎样推算大月和小月？安排平年和闰年？何谓干支纪法？ ●某年9 月 25 日逢中秋节，问：第二年的这个日子呈什么月相？ 残月。

●下表列出1998 年夏历（戊寅年）各月初一和有关中气的公历日期，试定各该月份的月序和大小月（按中气定月序，据两朔间隔日数定前月的大小）。

夏历月序 初一的阳历日期 有关中气的阳历日期 大小月 __3___月 3 月28 日 4 月20 日 谷雨 _小__月 __4___月 4 月26 日 5 月21 日 小满 _大__月 __5___月 5 月26 日 6 月21 日 夏至 _小__月 _闰5__月 6 月24 日 _小__月 __6___月 7 月23 日 7 月23 日 大暑 _大__月 __7___月 8 月22 日 8 月23 日 处暑 _____月

●比较格里历（新历）和儒略历（旧历）。格雷果里为什么要改历？他对儒略历采取何种改进措施？庆祝“十月”革命为什么在 11 月7 日？牛顿生于旧历 1642 年12 月25 日，按照新历，他的生日应是何年何月何日 ？（1643年1月4日）

●假如回归年长度为 364.200 0 日，按编历原则，你认为阳历的大小月及闰年，应如何安排才合理？ 复习与思考p141

●某恒星的时角为14h22m，它的赤经是13h02m，试求观测时刻的恒星时。 3h24m。

●比较视太阳时和平太阳时。何谓时差？时差为什么有周年变化？具体如何变化？为什么视太阳日长度的最大差值仅为＋30 秒至－21 秒，而时差的极值可达＋16.4 分至－14.4 分？

●11 月1 日，时差为＋16m，问：这一天从日出（视太阳）到正午（平午）和从正午到日落，这两段时间的长度相差多少？ 32m。

●两地的经度差，等于太阳时之差呢？还是等于恒星时之差？（两者都是） ●乌鲁木齐（87°31＇E）与北京（116°19＇E）的地方时刻之差是多少？ 1h55.2m。

●当北京的恒星时为8h45m 时，某地的恒星钟指在5 时30 分，问：该地的经度是多少？ 67°34＇E。

●为什么要建立世界标准时制度？它包括哪些方面内容？如何划分时区？什么是区时？在时刻与经度的关系方面，区时如何不同于地方时？ 7

●什么是法定时？什么是“北京时间”？它是否就是“北京的”地方平时？ ●何谓日界线？它为什么要按在180°经线上？怎样在日界线上进行日期进退？

●一艘航轮在11 月6 日（星期六）驶离上海，于11 月23 日（星期三）抵达旧金山，问：这艘航轮在海上过了几昼夜？另一艘航轮在 10 月 12 日（星期三）早晨离开旧金山，刚好经过 16 昼夜到达上海，问：这艘轮船到达之日是几月几日，星期几？ 18昼夜。

10月29日，星期六。

●什么是协调世界时？它同谁“协调”？为何要“协调”？如何“协调”？ 第五章

复习与思考p151

●日全食、日偏食和日环食，分别与月球的本影、半影和伪本影有关；为何月食仅与地球的本影有关？为什么没有月环食？

●当地球上发生月偏食时，在月球天空将发生什么？ 日偏食&日全食。

●在地球上，有可能在午夜观测到日食吗？在哪里？ 南北极圈内。

●本书图5—5 表示发生在北纬45°冬季日没前不久的一次日全食过程。认真分析图中的各种因素，然后，仿照该图的设计，另绘一幅表示发生在南半球同纬度夏季日出后不久的一次日全食过程。（提示：南半球的周日运动是逆时针方向）

●什么叫食限？食限的大小决定于什么？什么叫食季？食季的长短取决于什么？如果日偏食限为17°，试求其食季的日数

●发生日食的次数比月食多，为什么对一地来说，看到月食的次数反比日食要多？

●若今年8 月发生月食，那么，明年7 月可能发生另一次月食吗？今年10 月有可能吗？为什么 明年7月可能； 今年10月不可能。

●如果黄白交点停止了移动，而黄白交角变得同黄赤交角一样，那么，日、月食条件将有怎样的改变？（食季固定，食限变小）

●什么是沙罗周期？为什么它取 6585.32 日，而不取 6585.35 日？为什么沙罗周期不能代替日、月食的具体推算？它的尾数0.32 日在日、月食预告上有怎样的作用？

0．32与日月食出现的具体时刻有关，即与地球上看到日月食的地区有关。 复习与思考p160

●什么是地球的潮汐变形？它是怎样发生的？

●什么是引潮力？引力的大小与距离的平方成反比，而引潮力的大小与天体距离的立方成反比，这是为什么？除距离因素外，引潮力的大小还有什么别的因素？

●高（低）潮到来的时刻为什么逐日推迟？为什么逢朔望发生大潮，逢上下弦发生小潮？

●若月地平均距离增大为 768 800km（不计因距离改变而引起周期的变化），那么，地球上的潮汐现象将会发生怎样的改变？

①潮汐现象比现在增强，还是减弱？ 减弱。

②太阴潮与太阳潮哪个大些？大多少倍？ 太阳潮大；

大2.857143－１＝１.857143倍。 8

③这时，潮汐涨落周期将发生怎样的变化？ 每太阳日两次高潮和低潮；每月两次大潮和小潮。 ④这时，是否仍有每月二次的大潮和小潮？ 是。

●已知日地距离是月地距离的390 倍，如果太阳质量增大为月球质量的59 319 000 倍，那么，太阴潮与太阳潮是否有所不同？在那种情形下，大潮和小潮怎样不同于目前的情况？ 太阴潮与太阳潮大致相当； 大潮增大，小潮减小为零。

●何谓日潮不等？什么是全日潮？月球赤纬的变化如何影响日潮不等和全日潮发生的范围？

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