舞步 太陽(yáng)的“8”字舞步
很多人認(rèn)為，太陽(yáng)每天的運(yùn)動(dòng)軌跡都是一樣的，其實(shí)不然。倘若每天在固定的時(shí)間點(diǎn)記錄下太陽(yáng)的位置，通過一年的觀察記錄后會(huì)發(fā)現(xiàn)，太陽(yáng)的位置并非是固定不變的，而是存在著微小的變化，只是很難被我們發(fā)現(xiàn)。
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更令人驚奇的是，太陽(yáng)一年時(shí)間內(nèi)的移動(dòng)軌跡是呈“8”字型的。當(dāng)太陽(yáng)在天空中南北兩端偏離最遠(yuǎn)的時(shí)候，即是它出現(xiàn)在這個(gè)“8”字曲線上下兩個(gè)頂點(diǎn)的時(shí)刻，分別對(duì)應(yīng)每年的夏至日和冬至日。太陽(yáng)的這種移動(dòng)軌跡被稱為“日行跡”，即以地球作為觀測(cè)點(diǎn)，一年中太陽(yáng)在天空中的移動(dòng)軌跡。只要在固定時(shí)間、方位、角度拍攝記錄太陽(yáng)一年，就能得出太陽(yáng)的“8”字型路徑。不同的記錄時(shí)間點(diǎn)所得到的軌跡圖也不一樣，早、晚拍攝記錄得出的“8”字是平躺的，中午拍攝記錄得到的“8”字是直立的。
其實(shí)，這種“8”字軌跡并不是由太陽(yáng)決定的，而是由地球決定的，是因?yàn)榈厍蛟诶@太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的同時(shí)，其本身也在自轉(zhuǎn)，而其自轉(zhuǎn)軸存在著一定的傾斜。
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地球的公轉(zhuǎn)軌道并非是完美的圓形。一年中，地球和太陽(yáng)的距離時(shí)近時(shí)遠(yuǎn)，地球的公轉(zhuǎn)速度也隨之時(shí)快時(shí)慢，最快的時(shí)間點(diǎn)在每年的1月4日左右，最慢的時(shí)間點(diǎn)在7月4日左右。太陽(yáng)也并非在每天的正午時(shí)分都正好處于正南方向，有時(shí)會(huì)提前，有時(shí)會(huì)落后，最大時(shí)間差為17分鐘。這一點(diǎn)也決定了“8”字的寬窄。地球除了公轉(zhuǎn)之外還有自轉(zhuǎn)，其自轉(zhuǎn)相對(duì)于公轉(zhuǎn)軌跡來說存在著23.5°的傾斜角度，所以正午時(shí)分太陽(yáng)的位置也會(huì)在南北方向上移動(dòng)，這一點(diǎn)也決定了“8”字的長(zhǎng)短。
白天能觀察到太陽(yáng)的“8”字軌跡，那么晚上是否也能觀察到月亮的“8”字軌跡呢？與地球的公轉(zhuǎn)軌道相同，月球的公轉(zhuǎn)軌道也不是正圓形的，而是橢圓形。平均下來，月亮出現(xiàn)在天空中同一位置時(shí)對(duì)應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)相差大約51分鐘。也就是說，每天比前一天延遲51分鐘左右記錄月亮的位置，即可得到一個(gè)類似的“8”字軌跡圖。
本文由中國(guó)人民大學(xué)附屬中學(xué)第二分校一級(jí)教師王和意進(jìn)行科學(xué)性把關(guān)。
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