地球概论教案.doc

地球概论教案主讲 孙汉群江苏教育学院地理系第一章 地理坐标与天球坐标【教学目的】 了解地球位置的表示方法（地理坐标）和天球上位置的表示方法（天球坐标），掌握常用的天球坐标系（地平坐标系、赤道坐标系和黄道坐标系）表示天体位置的方法，明确不同天球坐标系的使用条件和优缺点，能正确使用天球坐标表示天体的位置及其相互关系。通过本章的学习，还要使学生的空间想象能力和作图能力有较大的提高。【教学要求】1、正确识别坐标系中的圈和点：天球、天赤道、地平圈、黄道、子午圈、二分圈、二至圈、南点与北点、东点与西点、春分点、秋分点、冬至点、夏至点。正确理解经度、纬度、高度、方位、时角、赤纬、赤经、仰极高度、上中天、下中天、天体的周日运动、恒星时等基本概念。能正确表示地球上不同地点的地理坐标、不同天体四种天球坐标、判断地球上和天球上的方向，能进行恒星时的计算。 2、使学生理解：六时圈、卯酉圈、无名圈、上点、下点、无名点、天北极、天南极、天顶、天底，纬线、经线、基圈、始圈、终圈、原点、极点、介点、黄纬、黄经、天体的周日运动与周年运动的方向、速度、周期、路线。各种天球坐标的区别与联系。 3、使学生了解：大圆、小圆、天顶距、周日圈，赤道和本初子午线的来历，地球上的直线距离与角距离的换算。【教学重点】 地理坐标系、球面坐标系的一般模式、四种天球坐标系。天球上各种天球坐标的计算及其它们之间的相互换算。【教学难点】 天体在天球上位置的表示方法，天球上点、圈的绘制、天球坐标（经度和纬度）的含义和表示方法。地理纬度和天球坐标的联系和表示方法。地球上的方向的判断及天球上的方向的判断。【教学过程和方法】 启发式教学：从简单的地理坐标（系）出发，引出球面坐标的一般模式；从天球的定义和学生的实际经验出发，提出天体在天球上位置的表示方法问题，通过地球和天球的联系，引出天球上的点、圈（大圆），再分别给出四种不同天球坐标系的坐标（经度和纬度）的定义（先给出地平坐标系中坐标的定义，并用它们表示天体的坐标，再提问地平坐标系的缺点和不足，给出第一赤道坐标系和第二赤道坐标系、以及黄道坐标系）。 图形与实践教学：绘制天球坐标立体图形，讲解天球坐标的表示；学生练习作图表示天体的天球坐标。【教学手段】 地球仪、天球仪演示、多媒体课件投影演示。【教学课时】 6课时【教材分析】 本章内容是关于地理位置和天体位置的表示方法地理坐标系和天球坐标系。天球坐标系是认识和理解地球在宇宙中地方位置以及不同天体位置关系和天体运动规律的工具，正确理解和掌握天球坐标系对学习地球概论后面各章的内容，培养学生的观察能力、想象能力和空间思维能力，具有重要作用。地理坐标系和天球坐标系都是球面坐标系。认识和理解球面坐标系需要有较强的空间想象能力和将空间位置关系用图形表示的能力。由于学生对球面坐标的内容比较陌生，加之新的概念较多，因此本章内容比较抽象难懂。因此，教学本章内容需要借助实物教具和多媒体投影，以帮助学生理解不同天体在天球上的位置关系，通过观测实践和作图练习，加深对空间位置关系的理解，达到能正确使用天球坐标这一数学工具来表示天体的位置关系，特别是地球和天体位置关系的目的。在教学中还要引导学生克服畏难情绪。【教学内容】第一节 地理坐标一、经线和纬线1、地理定位的需要 二直线相交于一点，每一地点都可看作特定的经线和纬线的交点。2、经线和纬线都是地面上的圆：大圆：同一球面上最大的圆，其圆心即为球心；小圆：大圆以外的圆。3、纬线(parallel)：垂直于地轴的平面同地球相割而成的圆：纬线相互平行，大小不等; 赤道(equator)是纬线中唯一的大圆，将地球分为南北半球;4、经线(meridian)：通过地轴的平面同地球相割而成的圆：经线都是大圆（通常指它的半圆），都在两极相交，大小相同；本初子午线(prime meridian)，通过英国格林尼治天文台的经线（1884年确定）。5、地球上的方向： 南北方向（经线方向），有限方向；东西方向（纬线方向），无限方向；理论上亦东亦西；实际上非东非西。6、地球上的距离：因地球是一个球面，两点之间的距离实际上是角距离，通常用海里表示。1海里等于经线一分的长度（赤道全长=21600海里）二、经度和纬度1、经度和纬度是经线和纬线的“编号”，本身代表一种角度。2、纬度：一地相对与赤道平面的南北方向和角度；纬度是一线里两角，即本地法线与赤道平面的交角。纬度在本地经线上度量，南北纬各分90度。3、经度：本地子午面的东西方向和角距离；经度是两面角，本初子午面为起始面；本地子午面为终面；经度通常在赤道上度量，东西经各分180度。三、经（纬）度与经（纬）线的关系 经度和纬度用来区分不同的经线和纬线；经线即等经度线，纬线即等纬度线。四、地理坐标 一地的经度与纬度相结合，叫做该地的地理坐标； 同地理坐标相联系的三个大圆。书写时：先纬度，后经度；数字在先，符号在后。例如：北京（39o57N,116oE）。第二节 天球与天球坐标 一、天球和天穹 1、天球：以地心为球心，半径为任意的假想球体，表示天体视运动的辅助工具。（是整球和圆球；分地心天球和日心天球。通常是地心天球。如图：2、天穹：地平以上的半个天球（是半球和扁球）3、天球上的圆和点（1）地平圈；天赤道；黄道地平圈：过地心且垂直于地面法线的天球大圆。它把天球分成可见部分和不可见部分。天赤道：就是地球赤道平面无限扩大，同天球相割而成的天球大圆，把天球分成南北两半球。黄道：就是地球绕日公转轨道平面无限扩大，同天球相割而成的天球大圆。 （2）、大圆的极点：地平圈两极：天顶和天底；天赤道的两极：天北极和天南极；黄道的两极：黄北极和黄南极。 （3）、大圆的交点：天赤道交地平圈：东点和西点；黄道交天赤道：春分点和秋分点。 （4）、大圆的大距点：地平圈对于天赤道：南点和北点；天赤道对于地平圈：上点和下点；黄道对于天赤道：夏至点和冬至点；天赤道对于黄道：无名点4、天球上的方向和距离 东西方向：俯视，逆钟向为东。 距离：只有角距离。例如：牛郎星与织女星相距16.4光年，但是在天球上用它们相距35o角度来表示。二 天球坐标（一）、球面坐标系的一般模式 1、圈以基圈，始圈和终圈构成一球面三角形；纵座标即纬度；横座标即经度。任何一点的位置，都可以用一定的经度和纬度的结合来确定。2、点原点：始圈与基圈的交点。介点：终圈与基圈的交点。极点：始圈与终圈的交点。对于某颗星的天球坐标可表示为：*（纬度，经度）天文学上常用的天球坐标系有：地平坐标系、第一赤道坐标系、第二赤道坐标系、黄道坐标系。前两类叫右旋坐标系（向西旋转），后两类叫左旋坐标系（向东旋转）。（二）地平坐标系1、用途：表示天体在天空中的高度和方位；2、系统：地平圈，子午圈，卯酉圈； 子午圈：通过南北两点的地平经圈。分为：子圈和午圈。卯酉圈：通过东西两点的地平经圈。以天顶和天底为界分卯圈和酉圈；3、 基本要点： 基圈：地平圈；原点：南点；始圈：午圈；纬度：高度；经度：方位（方位0到360度，自南点向西沿地平圈度量）(三)第一赤道坐标系（也称时角坐标系） 1、用途：用于时间度量； 2、圆圈系统：天赤道，子午圈和六时圈； 时圈：天球上一切通过天北极和天南极且垂直于天赤道的大圆。也叫赤经圈。六时圈：就是通过东点和西点的时圈。以两极为界分东六时圈和西六时圈。 3、基本要点：基圈：天赤道；原点：上点；始圈：午圈；纬度：赤纬；经度：时角（经圈改称时圈 ）自上点沿天赤道向西度量。卯酉圈；（为使天体的时角“与时俱增 ”）（四）、第二赤道坐标系 1、用途：表示天体在天球上的位置； 2、圆圈系统：天赤道，二分圈和二至圈； 3、基本要点：基圈：天赤道； 原点：春分点；始圈：午圈；纬度：赤纬；经度：赤经，自天赤道向东度量（为使春分点沿天赤道向东度量，即当时的“恒星时”）（五）、黄道坐标系： 1、用途：表示日月行星的位置及其运动； 2、圆圈系统：黄道，无名圈（通过春分点的黄经圈）和二至圈； 3、基本要点：基圈；黄道；原点：春分点；始圈：无名圈；纬度：黄纬；经度：黄经，自春分点沿黄道向东度量（为使太阳的黄经“与时具俱增”）三、各种天球座标的区别：1、地平坐标系和第一赤道坐标系： 始圈相同（午圈）但基圈不同，因而高度不同于赤纬，方位不同于时角。二者的具体差异与当地的纬度有关。 仰极高度体现地平系统与第一赤道向系统的关系：仰极高度天顶赤纬当地纬度。 2、第一赤道坐标系和第二赤道坐标系： 基圈相同（天赤道）因而有相关的纬度（赤纬）但始圈不同，因而时角不同于赤经。二者的具体差异于当时的恒星时有关；恒星时即春分点的时角，或上点的赤经：天体赤经天体当时时角当时恒星时3、第二赤道坐标系和黄道坐标系赤经和黄经都向东度量：有共同的原点（春分点）。但第一赤道坐标系以天赤道为基圈，春分圈为始圈；黄道坐标系以黄道为基圈，以无名圈为始圈。所以，赤纬不同于黄纬，赤经不同于黄经。各种天球坐标系的比较【课后练习】复习思考题第二章 地球的宇宙环境【教学目的】了解地球的宇宙环境，掌握不同层次的宇宙结构（特别是太阳系和地月系）及其对地球环境的影响，树立正确的宇宙观和世界观。【教学要求】了解恒星的组成，太阳系的起源，总星系，宇宙，恒星的演化，多普勒效应，大爆炸宇宙学，天文新发现。理解星际物质和星云，月面的自然条件，彗星、流星、恒星的组成，恒星的自行，太阳系的发现，太阳系的星云假说。掌握：（1）恒星和星系：恒星的定义、恒星的运动、恒星的发光和光谱、恒星的光度、亮度、视星等、绝对星等以及它们之间的相互关系；恒星的划分，银河和银河系的概念，银河系的结构，太阳在银河系中的位置。（2）太阳系：太阳的大小、日地距离、太阳的热能和温度、太阳大气、太阳活动、行星分类、行星的分布规律、行星的运动规律、行星运动轨道的特征。有关行星运动的计算。（3）地月系：地月系的组成，月球的自转和公转方向、周期、速度，月球的同步自转，月相变化规律及周期。恒星的光度、亮度、视星等、绝对星等的计算。【教学重点】太阳的结构和太阳活动；行星及其运动规律；彗星的结构，恒星及其恒星的光度、亮度和星等的关系；银河系的组成与结构；月球的自转和公转，月相变化规律及其周期；一些基本概念和基本数据。【教学难点】 恒星及其恒星的光度、亮度和星等的关系；月相变化规律及其周期。日、地、月三者在空中的位置关系。【教学过程和方法】 以录像、VCD/DVD、多媒体课件等直观生动的教学媒体展示地球的宇宙环境、各组成部分的结构以及它们的发展和演化，再从理论上分析、论证相关原理，通过课堂讨论和课后查阅资料来加深对宇宙等天文学知识的了解。【教学手段】录像、VCD/DVD、多媒体课件。【教材分析】本章教材首先讲恒星和银河系，使学生了解地球在宇宙中处于一个什么位置；然后再逐渐缩小范围讲解太阳和太阳系；视野逐渐缩小，最后讲解地月系。这种由远及近、由浅入深的讲解使学生逐步建立空间概念，理解日、地、月三者在空中的位置关系，掌握它们的运动规律。在教学过程中要多使用多媒体手段，逐步培养学生的空间思维能力、理解能力、读图用图能力、观察思考问题的能力。【教学课时】9课时【教学内容】第三节 恒星和星系一、恒星1、 定义：就是由炽热气体组成的，能够自身发光的球形的或类似球形的天体。其成分主要是氢其次是氦。恒星的本意就是固定不变的星。2、恒星自行：对于观测者而言，恒星每年在天球上都要移动一定的角度，这种移动就叫恒星自行。二、恒星的发光和光谱1、恒星的发光：恒星演化史上某个阶段的现象。要有巨大的质量；必须达到一定的温度。2、恒星的光谱：恒星的光谱反应恒星温度的高低； 光谱中的吸收线和发射线反映恒星化学成分；三、恒星光度和亮度1、恒星光度和亮度的概念：亮度：指地球上的受光程度，亮度与距离的平方成反比。光度：指恒星自身的风光程度，它与本身的温度有关，与距离大小无关。恒星光度和亮度用“星等”来表示。2、星等：视星等（m）和绝对星等（M）：视星等是亮度等级；绝对星等是光度等级。 星等越小；亮度越大。星等以等级递减，亮度以等比（R）级数增大：R=（100）1/5 ；lgR=1/5 lg100=0.4；R=2.512。标准距离（10秒差距）下的视星等为绝对星等：（光源的视亮度与其距离平方成反比）3、天文学的距离单位：天文单位，光年，秒差距；天文单位：就是日地平均距离。为149，600，000千米；光年：就是光在真空中一年所走的距离。秒差距：若日地距离对某颗星的张角为1角秒，则星距太阳的距离为一个秒差距。1秒差距206265天文单位；大多数恒星的M（绝对星等）大于太阳。四、恒星的多样性1、按组合形式来分：单星，双星，星团；2、按恒星光度变化来分：稳定恒星；变星，新星，超新星；3、按恒星光度和温度的关系来分（赫罗图）： 主序星，白矮星，巨星，超巨星； 4、脉冲星，中子星。五、银河系和银河1、同一事物的两个不同现象。银河系：是以银河命名的；星系（形似圆盘）；银河：是银河系在天球上的投影（环天光带）；银河系总质量：大约1400亿太阳质量；星数：12千亿颗。恒星约占90%，星云和星际物质约占10%。2、银河系结构：是一个又圆又扁的圆盘体，它的中部较厚，四周较薄，就象运动场上的铁饼。其组成为： 由圆盘体（直径8万光年）和银晕组成； 圆盘体分核球和银盘两部分； 核球的中心部分叫银核，银核中心部分叫银心。3、太阳在银河系内的位置和运动太阳的位置： 位于银道面附近；距银心约2.4万光年；银盘在运动中形成一些旋臂，太阳位于其中的一条旋臂上，太阳绕银心作转动，同时太阳还相对于邻近恒星的运动，向着武仙座方向前进。太阳绕转银心： 速度为250公里每秒；周期是2.5亿年。六、总星系 河外星系：除银河系以外的所有星系。 星系群：相互邻近的星系组合而成的天体体系。 星系团：比本星系群更加庞大的天体体系。 总星系：比星系团更高一级的天空世界。七、宇宙 哲学宇宙：宇宙无限；空间无限：无边无际；（无边界，形状和中心）；时间无尽：无始无终；（无起源，年龄和寿命）科学宇宙：指总星系；时间上有起源，空间上有边界； 大爆炸宇宙学。第四节 太阳和太阳系一、太阳的距离和大小 1、日地距离：149 600 000公里；（即天文单位） 2、太阳的大小：半径约70万公里（地球半径109倍） 3、地平视差和半径： 根据距离和视半径推算线半径。 4、质量：1.98910E33克（约为地球质量的33万倍）二、太阳的热能，温度和热源1、太阳热能：（1）太阳常数：1.97卡/平方厘米.分，或8.16焦尔/平方厘米.分。太阳常数是在日地处于平均距离，太阳光垂直照射并排除大气影响的条件下，地面上单位面积每分钟所接受的太阳热量。（2）太阳辐射热能总量：3.82610E26焦尔每秒 （3）地球所得：1.7410E17焦尔每秒（占22亿分之一） 2、太阳温度： （1）、根据太阳辐射热量数量推算称有效温度； （2）、根据太阳辐射光谱测定称辐射温度；太阳光球温度：5770K；太阳中心温度：15000 000K；日冕温度：1500000K。3、太阳热源： （1）、 产热过程：热核反应（氢核聚变为氦核） （2）、 产热方式：质量转化为能量； （3）、产能中心：在太阳核心4、太阳大气：太阳可以直接观测的外部层次 （1）、光球：是太阳大气的底层，最明亮，厚度500千米。 （2）、色球：是太阳大气的中层，亮度仅及光球的千分之一，厚度2000千米。 （3）、日冕：是太阳大气的外层，亮度仅及色球的千分之一，无明显的上界。三、太阳活动：太阳大气各种变化的总称（太阳“天气变化”） 1、黑子：扰动太阳的明显标志，各种变化皆与星子同步起 2、耀斑：扰动太阳的主要标志，对地球的影响最强烈； 3、磁暴，电离层干扰，极光。四、九大行星：水星，金星，地球，火星，土星，天王星，海王星，冥王星。 以地球为界分为地内行星和地外行星；以小行星带为界分为内行星和外行星。 五、行星绕太阳公转 开普勒行星运动定律： 第一定律（轨道定律）：行星轨道都是椭圆；太阳位于椭圆的焦点之一。 第二定律（面积定律）：行星向径在轨道平面上扫过的面积与时间成正比，即面速度不变。 第三定律（周期定律）：两行星周期平方之比，等于其距离立方之比： T12/T22=a13/a23 牛顿用万有引力定律，修正了第三定律，T12（M+m1）/ T22（M+m2）= a13/a23 开普勒认为，行星单纯绕太阳中心运动；牛顿认为，行星和太阳都绕它们的共同质心；质心的位置取决于二者的质量比。开普勒廓清了行星轨道的特征，指出了行星怎样运动；获得了天空立法者的美誉。牛顿解释了行星运动的物理原因，回答了行星为什么这样运动。至此太阳系理论完全确立。六、类地行星和类木行星（按行星物理性质分类） 1、类地行星：水星，金星，地球，火星，距太阳较近，质量较小，平均密度高，以重物质为主，温度高； 2、类木行星：木星，土星，天王星，海王星，离太阳较远，质量大，平均密度低，以轻物质为主，温度低。七、彗星和流星体 彗星本质上是在偏心率很大的轨道上绕日运行的冰物质。彗星奇特外貌是它通过近日点前后的暂时现象；哈雷彗星；流星体。八、太阳系的起源问题行星轨道的共同特征：同向性；共面性；近圆性星云假说的基本论点：形成太阳系的物质基础是弥散星云；形成太阳系的动力来源是自引力。意义：“在僵化的自然观上打开第一个缺口”（恩格斯语）第五节 月球和地月系一、月球的距离和大小 1、月地平均距离：384 000公里； 2、 半径：1738公里； 3、 质量：地球质量的1/81.3。二、月球的运动1、月球绕转地球： （1）、 轨道形状椭圆，偏心率00549；（2）、周期：27.32日（恒星月）；（3）、速度：角速度；线速度1公里每秒。2、月球自转： （1）、与其公转同步（方向相同，周期相等），称同步自转；（2）、大体上只看到相同的半个月面。三、月相月相：就是月球的明暗两部分不断变化的状况。1、月相变化的因素：太阳照射方向；地球观测方向。 方向相反，新月；方向相同，满月；方向垂直，上弦月或下弦月。2、月相变化周期：29.5306日（朔望日）3、月相、方位和时刻月相距角太阳出没比较月出中天月落见月时间新月0偕日升落清晨正午黄昏彻夜无月满月180此起彼落黄昏半夜清晨通宵见月上弦月90迟升后落正午黄昏半夜上半夜西天下弦月270早升先落半夜清晨正午下半夜东天 4、月亮愈圆见月时间越长四、月面的自然条件： （一）、月海，月陆，环形山； 没有大气，没有生命1、月海：月球上比较阴暗的部分。其实那里没有任何形式的水，而是广阔的平原。较大的月海有10个。分布在月球的东、西部地区。2、月陆：月球上比较明亮的部分，是月球的高地；3、环形山：中部低凹，四周凸起的环形地带。现在叫月坑。4、月球上的山脉：月面上也有连绵的山脉，高度达70009000km。5、月球上的亮线和暗线： 亮线：叫辐射纹，是从大环形山向四周辐射的明亮线条。 暗线：是深陷的裂缝，有如地面上的沟谷，被叫做月谷。（二）、月面的物理状况1、月球上有失重现象2、月球上没有大气、水分，温度日变化剧烈，无生命 3、月球的内部结构及变化：月球并不是一存不变的，月球上的月震和火山爆发时刻改变其形状。其内部结构与地球相似。 (三)、在月球上看天象 到月球上旅行，不仅会为月面上那迷宫般的环形山脉，飘飘欲仙的失重现象，绝无鸟语花香的寂静感到新奇，而且在它上面观察天象，日、地、星辰的出出没没，更是别具一格妙不可言。第三章地球的运动【教学目的】 地球的运动与地理环境有着密切的关系。通过本章的学习，深入理解地球运动的基本形式、运动的规律性和运动产生的后果，为学习下一章地球运动的地理意义打下良好的基础。【教学要求】了解傅科摆偏转速度公式的推导，视太阳日的长度及变化，不同天体的周日运动的演示实验，黄道十二宫及来历。理解：恒星日、太阳日、太阴日、恒星年、回归年、近点年、食年、岁差、黄赤交角、黄白交角、恒显星、恒隐星、出没星、恒星周年视差、太阳周年运动、傅科摆偏转速度公式。关于地球的自转，应掌握：1）地球自转的证明（主要掌握傅科摆证明）；2）地球自转的规律：主要掌握自转的周期（三种周期的关系）及自转的速度（方向、速度）；3）地球自转的后果：主要掌握不同天体的周日运动和地球上水平运动的偏向，恒显星、恒隐星、出没星及三种星区的计算。关于地球的自转，应掌握：1）地球公转的证明：恒星的周年视差、恒星的光行差；2）地球公转的规律：公转轨道、公转周期、公转速度；3）公转的后果：恒星的周年视差、太阳周年运动、行星同太阳的会合运动、月球同太阳的会合运动，行星会合周期的计算。【教学重点】地球自转的周期、速度、方向、天体的周日运动、地球水平运动的偏向；地球公转的轨道、周期、速度。【教学难点】用傅科摆证明地球自转，地球自转的三种周期及其他们的区别、地球自转的速度、不同纬度天体的周日运动，地球水平运动的偏向。地球公转的轨道、周期、速度。恒星的三种星区范围的计算，行星会合周期的计算。【教学过程和方法】 从寻找地球运动的证据入手，说明地球运动的规律性及其后果。地球的运动缺乏直观性，需要借助教具、录像、动画和多媒体课件来演示。地球的自转和地球的公转的内容在形式上相同（都是从寻找地球运动的证据到地球运动的规律和后果），可采取类比的方法讲授。关于运动的周期，采用定性和定量计算相结合。充分利用图解法和动画演示法，是教学本部分内容的有效方法。在会合运动部分还要结合第一章天球坐标的内容。【教学手段】 地球仪、三球球仪、多媒体课件投影演示。【教学时间】 9课时【教材分析】本章教材的核心是地球的自转和公转，本章内容比较抽象难懂，关键是建立地球自转和公转的空间概念，主要掌握地球自转和公转的规律，及其产生的后果。因此本章内容关键在于如何帮助学生正确地理解有关概念；逐步培养学生的观察能力、想象能力和空间思维能力，为使学生逐步形成有关物质运动的辩证唯物主义观点奠定基础；为了达到教学目的，在教学过程中要加强学生的实践活动，多利用多媒体和教具，演示地球的自转和公转运动，使学生从观察入手，步步深入地理解有关地球运动的知识极其知识间的联系，同时培养学生的能力，积极引导学生观察、思考，进行灵活多样的练习，充分调动学生的积极性和主动性。【教学内容】第一节 地球的自转一、傅科摆：地球自转的物理证据 （1）特征：摆长，锤重，持续时间长；（2）偏转方向：北半球右偏，南半球左偏；（3）偏转速度：因纬度而异；q15SINj/时。二、极移和进动1、极移就是地球上南北极在地表的移动。极移的原因：是由于平均极的移动造成的。2、地轴的一种圆锥运动：圆锥轴垂直于轨道平面；圆锥半径2326（黄赤交角）；方向向西；速度每年50；周期25800年。3、地轴进动的表现：天极周期性运动；北极星变迁；天赤道变化；二分点沿黄道西移；使回归年小于恒星年（我国古称“岁差”）；4、地轴进动原因：地球形状：地球是一个明显的扁球体，赤道形成一个环行隆起。黄赤交角：由于黄赤交角的存在，使月球和太阳经常在赤道平面以外对赤道隆起施加压力，合力距会使地轴趋近于黄轴。三、地球的自转周期：1、恒星日：同一恒星连续两次在同地中天的时间，是地球自转的真正周期，长为23小时56分（天文学以春分点定义恒星日）2、太阳日：同一连续两次在同一地中天的时间，24小时00分；3、太阴日：月球连续两次在同地中天的时间，24小时54分。四、视太阳日长度的季节变化：1、太阴每日赤经差：太阳日不同于恒星日，在于太阴赤经的变化；太阴周年运动向东，赤经逐日递增中天时刻逐减（恒星日）推迟， 因而：太阳日大于恒星日；太阳每日赤经差因季节而异，视太阳长度有季节变化。2、赤经差变化的主要原因是黄赤交角：同样的黄经差造成不同的赤经差；冬夏二至赤经差最大，视太阳日最长；春秋二分（二道交角最大）赤经差最小，视太阳日最短。3、赤经差变化的次要原因是椭圆轨道：造成太阳黄经差本身的变化；近日点变化最快，视太阳日较长；远日点变化最慢，视太阳日较短。4、视太阳日长度是二者的迭加：二至最长，二分最短；夏至，（最长的视太阳日在冬至后）秋分短于春分（最短的视太阳日在秋分前）。五、地球自转速度1、角速度：15/小时；2、线速度：V2pR/T=465m/s; Vj=Vcosj七、不同纬度的周日运动1、恒显星，恒显区和恒显圈恒显星：周日圈位于地平以上，因而终日可见的恒星。恒显区：恒显星在天球上的赤纬范围；恒显圈：恒显区的界线，即在北南点与地平圈相切的赤纬圈。2、恒隐星：恒隐星：周日圈位于地平以下，因而终日不可见的恒星。恒隐星区：恒隐星在天球上的赤纬范围。3、出没星：周日圈与地平圈相交，因而每日东升西落的恒星。出没星区：出没星在天球上的赤纬范围。4、纬度越高，恒显（隐）区愈大，出没区愈小：恒显（隐）圈的仰（府）极距=j；出没星区宽度=2(90j)；周日圈与地平交角=90-j八、水平运动偏转 1、偏转方向：北半球偏右，南半球偏左； 2、科里澳力（地转偏向力）：F=2Vwsinj 3、科里澳力只改变运动方向，不改变速率。第二节 地球的公转一、地球公转的证明1、 恒星年视差： （1）、定义：地球轨道位置对恒星视位置的影响；往往以一内年为周期，也叫恒星的周年视差。（2）、恒星年视差路线：在黄极是一个正圆，在黄道上是一条直线，其余位置是一个椭圆。（3）、恒星年视差大小：当日地连线垂直星地连线时，视差位移达最大值（每年二次），为该恒星年视差大小；恒星愈远，其年视差愈小（比邻星年视差为076）；恒星年视差的角秒值，与恒星距离的秒差距互为倒数：p=1/D。2、光行差： （1）、定义：地球轨道速度对光行方向的影响；（2）、光行差常数：就是真方向与视方向的夹角，其值为20（与恒星距离无关），是一个常数。（3）、光行差路线：光行差位移总是沿着地球公转速度方向偏离其真实位置。其轨道在黄极是一个正圆，在黄道上是一条直线，其余位置是一个椭圆。3、 年视差和光行差比较： （1）、黄纬愈高，年视差椭圆的偏星率愈小；（2）、恒星年视差沿轨道半径方向偏离其平均位置；（3）、恒星光行差则沿轨道切线方向偏离其真位置。4、多普勒效应： 地球轨道速度对星光频率的影响，使得恒星的普线以一年为周期，交互发生红移和紫移的效应。二、 地球轨道 1、轨道形状：椭圆；偏心率：e=c/a=0.0167；扁 率 ：f= a-a/a=1/7000；轨道半长轴：149 600 000公里。2、太阳在轨道中的位置：两焦点之一；近日点：（地球一月初经过）147 100 000公里； 远日点：（地球七月初经过）：152 100 000公里。3、地球的轨道面：就是黄道面，与赤道面的交角为黄赤交角。四、地球公转周期1、 恒星年：就是地球公转连续两次经过同一颗恒星的时间间隔，其值为：365.2564日；2、 回归年：就是地球公转连续两次经过春分点的时间间隔，其值为：3365.2422日；3、 近点年：就是地球公转连续两次经过近日点的时间间隔，其值为：365.2596日；4、交点年：就是地球公转连续两次经过黄白交点之一的时间间隔，其值为：346.6220日；四、地球公转速度1、角速度：平均每日59（因距离而变化）；2、线速度：平均每秒30公里（因距离而变化）；3、面速度：不变（开普勒第二定律）。五、行星同太阳的会合运动（地球公转的后果）1、会合运动：行星同太阳相对位置的变化 地内行星：上合，下合和东西大距；地外行星：合日，冲日和东西方照。2、会合周期：设E、P分别表示地球和行星的周期，S为会合周期。便有：1/S=1/E-1/P（地外行星）；1/S=1/P-1/E（地内行星）。周期相差愈大，会合周期愈短。3、行星相对于恒星的运动：地内行星在下合前后逆行；地外行星在冲日前后逆行。六 月球同太阳的会合运动 1、类似于地外行星；2、同月相变化相联系，朔望（合和冲）、上下弦（东西方照）；3、始终向东，没有逆行；4、会合周期（朔望月）：1/S=1/M-1/E（M月球公转周期，E地球公转周期）。第四章 地球运动的地理意义【教学目的】 明确地球运动的地理意义：地球上四季和五带的形成和分布规律；地球运动的周期与历法和时间的关系。【教学要求】了解影响昼夜长短的其它因素，五带分论，观象授时和历法起源，公元的来历、拟议中的阳历改革、从世界时到协调世界时、地球上的日期。理解太阳回归运动，半昼弧的公式，太阳高度的概念及计算公式，四季和五带，历法的概念，阴历、阳历、阴阳历、中国的农历，地方时、标准时、区时、法定时，日界线，及其区时和日期的推算。晨昏蒙影、平太阳时和真太阳时及时差等概念；掌握太阳回归运动与太阳赤纬、太阳直射点移动的关系；昼夜交替的原因、昼夜长短的公式及计算方法、昼夜长短的纬度分布及季节变化。太阳高度的概念及计算公式、正午太阳高度的纬度和季节变化规律、正午太阳高度的测定。四季递变的原因、四季的划分、五带的划分及其特征、历法的概念及编历原则、历法的分类、阴历、阳历、阴阳历、中国的农历；地方时与地方经度的关系、时区与区时的概念及推算、日界线和日期的进退、日期的推算。【教学重点】昼夜长短的计算方法，昼夜长短如何随纬度和季节而变化；太阳高度的定义及计算方法，太阳高度随纬度和季节而变化的规律；四季和五带的划分；区时推算及日期的推算。【教学难点】昼夜长短的计算方法，昼夜长短如何随纬度和季节而变化；太阳高度的定义及计算方法，太阳高度随纬度和季节而变化的规律；地球上四季的递变和五带的形成；区时推算及日期的推算，日界线。【教学过程和方法】以球面坐标和球面三角为基础，用图示法（作图）从理论上推导昼夜长短、太阳高度相应的计算公式，根据公式并结合实际情况用图示法推导昼夜长短、太阳高度的时空分布规律，由此得到四季和五带的划分。用分析的方法讲解历法和时间。【教学手段】 多媒体课件【教学课时】 12课时【教学分析】 本章内容的核心是本课程的重点。学习地球概论，主要目的也是要明确地球运动的地理意义和其它相关内容。本章从太阳回归运动概念出发，指出太阳回归运动与太阳直射点移动的关系；再从昼夜长短、太阳高度的计算方法，得到昼夜长短、太阳高度随纬度和季节而变化的规律；从而很自然地得到四季和五带的划分；并由地球（和月球）运动的周期，引出历法和时间的概念和相关内容（区时推算及日期的推算，日界线）。本章内容跟实际生活结合得比较紧密，昼夜长短的变化、地球上四季的递变和五带的形成、不同地方的区时之差、正午太阳高度随纬度和季节而变化的规律等等知识都是人们在实际生活中可以感受到的，因此讲课过程中一定要理论联系实际，尽量讲得形象易懂一些。因此本章内容关键在于如何帮助学生正确地理解有关概念；逐步培养学生的观察能力、想象能力和空间思维能力。在教学过程中要加强学生的实践活动，多利用教具和挂图，使学生从观察入手，步步深入地理解有关知识及其知识间的联系，同时培养学生的能力，积极引导学生观察、思考，进行灵活多样的练习，充分调动学生的积极性和主动性。同时培养学生理论联系实际的能力，把理论知识应用于实际生活中，学会用书本知识解释现实生活中的一些自然现象，例如用太阳回归运动的知识解释昼夜长短和太阳高度的纬度和季节变化规律。又用昼夜长短和太阳高度的纬度和季节变化规律来解释地球上四季的递变和五带的形成。【教学内容】第一节四季和五带一、太阳回归运动1、太阳回归运动概述 （1）、定义：由于黄赤交角的存在，使得太阳在黄道上的周年运动表现为太阳相对于天赤道做南北往返运动，这种运动就叫太阳回归运动。 （2）、形成四季和五带的根本原因是黄赤交角；由于黄赤交角，使太阳周年运动表现为对于天赤道的回归运动：回归线：太阳回归运动的南北界线；回归年：太阳回归运动的周期。 （3）、太阳回归运动定量地表现为太阳赤纬的变化（任何时候，太阳赤纬总是等于太阳直射点纬度）。二十四节气按太阳黄经划分，其更重要的区别在于太阳赤纬；太阳赤纬决定昼夜长短和正午太阳高度：前者影响日照时间；后者决定辐射强度；根据太阳黄经求知所对应的太阳赤纬：sin=0.4sin。太阳回归运动的根本原因，是地球公转的南北分量。二、昼夜长短1、晨昏线（圈）：分纬线（圈）为昼弧和夜弧二部分，分别表示昼长和夜长；（每15折合1小时）2、球面三角法：（1）、球面三角形；三边都是大圆的弧度，边长用角度表示。（2）、球面三角形边的余弦公式：cos=cosb cosc+sinb sinccosa；用文字表述：球面三角行任何一边的余弦，等于其它二边余弦的连乘积。（3）、天文三角形：天文上最常用的球面三角形，以天极（P）、天顶（Z）和所观测的天体（S）为三角形的顶点，故称ZPS三角形。3、半昼弧公式：地平圈分太阳周日圈（赤纬圈）为昼弧和夜弧两部分；半昼弧，即日没时的太阳时角（T），决定于当地纬度（j）和当时太阳赤纬（d）； SinjSin+CosdCost=0，即Cost=-tgjtg。（式中的j和d皆以北半球为正，南半球为负）。昼夜长短因纬度而不同，因季节而变化； 4、几点讨论昼夜等长条件：j=0（赤道）,d=0（二分）；昼长夜短条件：d，j同号（太阳直射半球）；昼短夜长条件：d，j异号（非太阳直射半球）；极昼条件：j=90-d；极夜条件：j=-（90-d）。5、