亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        北極星及其附近恒星視角問題探究

        2010-02-08 08:54:40河南省鄭州外國語學(xué)校450000曹鴻斐
        地理教學(xué) 2010年13期

        河南省鄭州外國語學(xué)校(450000) 曹鴻斐

        高中地理學(xué)習(xí)中,北極星及附近其它恒星視角的變化的問題,實(shí)際上是太陽高度角變化問題的延伸和遷移,意在考查學(xué)生的空間想象能力和推理分析能力。

        我們先看兩道試題:

        下圖是12月22日某人在北半球某地一天中用肉眼測到的某恒星的仰角圖。讀圖回答問題:

        1.如果此人觀測的是北極星,則

        A.觀測地的正午太陽高度為66°34′

        B.觀測者可能觀測到極光

        C.北極星的仰角不變是因?yàn)樗x觀測者遙遠(yuǎn)

        D.觀測者看到北斗星始終在北極星的南側(cè)

        2.如果此人觀測的不是北極星,則

        A.觀測地有半年時(shí)間可全天觀測到此恒星

        B.觀測者可同時(shí)觀測到北斗星在繞北極星作順時(shí)針方向運(yùn)轉(zhuǎn)

        C.觀測者在此地觀測到的正午太陽都位于正北方

        D.上下兩題中的兩個(gè)觀測地的地球自轉(zhuǎn)角速度相同

        研究視角問題必須先知道觀測點(diǎn)和觀測目標(biāo)的位置。北極星在地軸穿越北極點(diǎn)方向的延長線上,即在北極點(diǎn)上空;觀測點(diǎn)我們定為北半球中高緯度。分析思路如下:

        我們從地球上觀測太陽和其它恒星的區(qū)別首先表現(xiàn)為觀測時(shí)間的差異。地球繞太陽公轉(zhuǎn)到不同位置的任一日期,只能是在被太陽照亮的晝半球的范圍內(nèi)的點(diǎn)才能看到太陽,即只有白天時(shí)間才能見到(太陽在地平線以上,太陽高度角>0°);而處在太陽光線照射不到的夜半球的點(diǎn),才能看到其它恒星,即只有夜晚時(shí)間才能見到其它恒星,且恒星在地平線以上(其高度角>0°)。如圖1所示,隨地球繞日公轉(zhuǎn)位置的變化,一年內(nèi)會(huì)有四季星空的變化,我們這里先探討某一日期內(nèi)地球自轉(zhuǎn)一周處在夜半球的點(diǎn)觀測到的北極星及其附近恒星視角的變化。

        一、北極星視角

        1.觀測點(diǎn) 觀測到北極星的地點(diǎn)只能在北半球。北極星距離地球很遙遠(yuǎn),如同太陽一樣發(fā)出平行地軸的光線射向地球,直射光線無論地球繞日公轉(zhuǎn)任何位置都落在地球北極;如果忽略太陽及其它恒星,北極星發(fā)出的光線永遠(yuǎn)只能照射到地球的北半球,即只有北半球的點(diǎn)才能觀測到北極星(北極星只在北半球點(diǎn)的地平線以上),如圖1。

        2.觀測時(shí)間肉眼觀測到北極星的時(shí)間只能是無云的夜晚,24小時(shí)都能見到北極星則只能是極夜時(shí)期。

        3.觀測方向 觀測北極星的方向?yàn)檎狈缴峡?。如圖2,PQ是北極圈上的兩點(diǎn),太陽直射南回歸線,北極圈上出現(xiàn)極晝,易知P地地方時(shí)為0時(shí),Q地地方時(shí)為12時(shí)。北極星發(fā)出射向P點(diǎn)和Q點(diǎn)的平行光線分別是A1和A2,在P點(diǎn)看北極星是向A1方向,故為正北方天空。

        4.方向變化 觀測北極星的方向沒有日變化和年變化,始終是正北方上空。如圖2中,當(dāng)P點(diǎn)隨地球自轉(zhuǎn)至Q處時(shí),在Q點(diǎn)看北極星是向A2方向看,仍為正北方天空,即說明一天中,任意時(shí)刻觀測北極星的方向都不會(huì)變化;地球公轉(zhuǎn)至另外一日期時(shí),北極星直射地球光線仍是過北極點(diǎn),觀測北極星方向仍不會(huì)變,即說明一年中,任意一天觀測北極星的方向都不會(huì)變化。

        圖2

        5.觀測仰角 觀測北極星的仰角即北極星的高度角等于觀測地所在的緯度值。

        6.仰角變化 同一觀測點(diǎn)北極星的高度角沒有日變化和年變化;觀測點(diǎn)由赤道到北極,北極星高度角從0°增大到90°。在圖2中,北極星發(fā)出平行光,我們易知∠1和∠2分別是P點(diǎn)和Q點(diǎn)的北極星的仰角,∠3大小等于P和Q點(diǎn)所在的緯度66°34′,而易推知∠1=∠3,∠2=∠3,又因∠3=66°34′,故∠1=∠2=66°34′,又因?yàn)镻點(diǎn)和Q點(diǎn)地方時(shí)分別是0時(shí)和12時(shí),即說明北極星的仰角等于觀測地的緯度值且沒有日變化和年變化。觀測點(diǎn)由赤道到北極,地平面與北極星光線的夾角在變大,所以由赤道到北極,北極星高度角從0°增大到90°。

        二、北極星附近恒星視角

        北極星附近的恒星如北斗七星,亦如太陽一樣發(fā)出平行光射向地球,且其直射地球光線無論地球繞日公轉(zhuǎn)至任何位置,直射點(diǎn)只能落在北半球同一緯線上,即直射點(diǎn)所在緯度如北極星的直射點(diǎn)所在緯度(90°N)一樣不會(huì)因地球公轉(zhuǎn)而發(fā)生變化。

        1.觀測點(diǎn) 因其直射光線與地球表面交點(diǎn)落在北極點(diǎn)以南的緯度上,故其觀測點(diǎn)的范圍由北半球擴(kuò)展至南半球,且該恒星距北極星越遠(yuǎn),地球上能觀測到該星的緯度范圍越大。

        2.觀測時(shí)間 肉眼觀測到該星到時(shí)間仍然是無云的夜晚,24小時(shí)都能見到該星則只能是極夜時(shí)期。

        3.觀測方向及變化 觀測到該星繞北極星作逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。北極星及附近恒星位置沒有變化,從北極星附近俯視地球,地球在逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),而假定我們不動(dòng),我們看到北極星附近的恒星都在繞穿越北極星的地軸延長線作逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),即繞北極星逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖3中

        是北極星附近的恒星,B1和B2是其發(fā)出的平行光線分別射向P點(diǎn)、Q點(diǎn)。地方時(shí)為0時(shí)的P點(diǎn),觀測該恒星的仰角為∠4,且逆著B1光線看到此恒星,我們說其方向在正北方上空,很明顯∠4小于∠1,所以我們說此時(shí)該恒星在北極星北面;地方時(shí)為12時(shí)的Q點(diǎn),觀測該恒星的仰角為∠5,且逆著B2光線看到此恒星,我們說其方向在正北方上空,很明顯∠5大于∠2,所以我們說此時(shí)該恒星在北極星南面。故北極星附近的恒星,我們地球上看來它總在不停的繞北極星逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),在一日當(dāng)中,我們看來它一會(huì)兒在北極星北面,一會(huì)兒在西面,一會(huì)兒在南面,一會(huì)兒在東面。

        圖3

        4.觀測仰角及變化 該星我們看來既繞北極星轉(zhuǎn)動(dòng),則其仰角一定有變化,在地球自轉(zhuǎn)一天當(dāng)中既有最大值又有最小值,即說高度角一天內(nèi)有大小變化。如圖3,0時(shí)為∠4,12時(shí)為∠5,且∠4<∠5。但其日變化幅度不會(huì)隨日期變化而變化,即是說地球公轉(zhuǎn)一周的每一天內(nèi)其仰角變化幅度相等,且每天觀測到最大仰角的時(shí)刻會(huì)變化。

        三、北極點(diǎn)上看恒星

        北極點(diǎn)地平面平行于赤道平面,除太陽外其它恒星直射點(diǎn)所在緯度不會(huì)隨日期變化而變化。

        1.北極點(diǎn)看太陽

        觀測方向永遠(yuǎn)是正南方;一天中由于我們視直射點(diǎn)不變(直射點(diǎn)南北移動(dòng)特小),地平面隨地球自轉(zhuǎn)一周與太陽光線夾角始終不變,即太陽高度角在一天內(nèi)沒有變化;從剛出現(xiàn)極晝時(shí)起至極晝范圍最大時(shí)間段內(nèi)(春分~夏至),太陽高度角從0°變大至23°26′,從極晝范圍最大時(shí)起至剛出現(xiàn)極夜時(shí)間斷內(nèi)(夏至~秋分),太陽高度角從23°26 ′變小至0°,極夜時(shí)間(秋分~次年春分)看不見太陽,我們說太陽高度角在一年內(nèi)有變化,變化幅度0°~23°26′。

        2.北極點(diǎn)看其它恒星

        觀測方向除北極星在頭頂正上方外,其它恒星都在正南方天空;地平面因與赤道平面平行,直射點(diǎn)緯度又在一年內(nèi)不會(huì)變,所以其高度角同太陽高度角一樣在一天內(nèi)沒有變化,且在一年內(nèi)亦沒有變化(太陽高度角一年內(nèi)有變化);肉眼只能在極夜時(shí)期(太陽直射點(diǎn)在南半球)才能觀測到;觀測不同的恒星,其觀測仰角(高度角)不一樣,北極星仰角是90°,地球赤道上空恒星仰角是0°,即沿經(jīng)線從北極點(diǎn)至赤道上空的恒星的高度角由90°遞減為0°。

        四、綜上所述,前面所給的兩道試題解題思路如下:

        1.據(jù)讀圖知該點(diǎn)在北半球冬至日一天內(nèi)觀測到北極星仰角始終是66°34′,因?yàn)橛^測到北極星的地點(diǎn)只能在北半球,且觀測北極星的仰角即北極星的高度角等于觀測地所在的緯度值,故知該地緯度是北極圈66°34′。當(dāng)日正午太陽高度H=90°-(66°34′N+23°26′S)=0°,所以A選項(xiàng)錯(cuò)誤;因?yàn)楸睒O星發(fā)出平行光且直射光線總是落在北極點(diǎn),故照射到觀測點(diǎn)的光線始終與觀測點(diǎn)地平面夾角不變,即北極星的仰角不變,所以C選項(xiàng)錯(cuò)誤;因?yàn)槿祟愑^測到北極星附近恒星繞北極星作逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),故觀測者不可能看到北斗星始終在北極星的南側(cè),所以D選項(xiàng)錯(cuò)誤;因?yàn)樵撊找惶靸?nèi)都可以觀測到北極星,則一定是在極夜期間,且觀測點(diǎn)又在北極圈上,故可能觀測到極光,所以B選項(xiàng)正確。

        2.由讀圖知北半球某點(diǎn)冬至日一天內(nèi)看到某恒星(不是北極星)仰角始終是66°34′,則分析知觀測點(diǎn)一定在北極點(diǎn)上,因?yàn)殡S地球自轉(zhuǎn)24小時(shí)只有北極點(diǎn)的地平面始終與恒星光線夾角不變,又因?yàn)閵A角等于66°34′,北極點(diǎn)太陽高度角最大是23°26′,故觀測的恒星不是太陽,而應(yīng)是北極星附近的恒星。因?yàn)楸睒O點(diǎn)有半年時(shí)間是極夜,故觀測地有半年時(shí)間可全天觀測到此恒星,所以A選項(xiàng)正確;因?yàn)槿祟愑^測到北極星附近恒星繞北極星作逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),所以B選項(xiàng)錯(cuò)誤;因?yàn)楸睒O點(diǎn)看其它恒星,觀測方向除北極星在頭頂正上方外,其它恒星都在正南方天空,所以C選項(xiàng)錯(cuò)誤;因?yàn)闃O點(diǎn)角速度為零,其它任何地點(diǎn)角速度都相等,均為約15°/小時(shí),所以D選項(xiàng)錯(cuò)誤。

        久久青草伊人精品| 在线精品亚洲一区二区动态图| 亚洲精品视频1区2区| 99re6在线视频精品免费下载| 插b内射18免费视频| 亚洲爱婷婷色婷婷五月| 亚洲七七久久综合桃花| 欧美丝袜激情办公室在线观看| 人妻1024手机看片你懂的| 在线精品首页中文字幕亚洲| 色www永久免费视频| 狠狠色综合网站久久久久久久| 欧美色欧美亚洲另类二区不卡| mm在线精品视频| 国产av麻豆精品第一页| 亚洲色大成网站www永久| 久久99精品国产麻豆宅宅| 天天影视色香欲综合久久 | 国产主播性色av福利精品一区| 公和我做好爽添厨房| 色噜噜狠狠一区二区三区果冻| 久久国产成人精品国产成人亚洲| 国产午夜视频免费观看| 日本不卡一区二区三区在线| 亚洲人不卡另类日韩精品| 欧美人和黑人牲交网站上线| 亚洲国产欧美在线成人| 甲状腺囊实性结节三级| 国产一区二区三区18p| 欧美高清精品一区二区| 人妻少妇精品中文字幕av蜜桃| 91呻吟丰满娇喘国产区| 精品视频一区二区在线观看| 久久午夜av一区二区三区| 欧洲人妻丰满av无码久久不卡| 成人国产在线观看高清不卡| 久久精品熟女亚洲av香蕉| 亚洲av日韩av女同同性| 亚洲精品无码久久久| 波多野结衣免费一区视频| 国产精品一区区三区六区t区|