地球概论第三版答案~.doc
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1、|地球概论第三版课后练习参考答案第一章(地理坐标与天球坐标)参考答案1.1 地理坐标:纬线和经线、纬度和经度、整圆与半圆1.2 地球上的方向(地平面):南北极、南北半球、东西半球、东方西方2.1 引出两个重要概念:天球周日运动、太阳周年运动2.2 天球坐标:天球大圆及其两极地平圈: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、Q2.3 天球坐标: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:、d黄赤交角(=2326)2.4 第一赤道坐标系:时角,右旋坐标系,与天
2、球周日运动(地球自转)相联系,天球周日运动方向向西,时角向西度量。第二赤道坐标系:赤经,属左旋坐标系,与太阳周年运动相联系,太阳周年运动方向向东(地球向西) ,赤经向东度量。2.5 第二赤道坐标系(, a) 、黄道坐标系(b, l)均以为原点,所以有:(0、0h) 、(0、0)2.6 在黄道坐标系中:P(90-,90) ;在第二赤道坐标系中:K(90-,18h)2.7 西南方半空(地平坐标系)2.8 当 s=hs,ts= As 时,地处南、北两极(即地平坐标系与第一赤道坐标系完全重合在一起)2.9 已知:StaQ=6h38m,t=21h50m,故根据公式:Sta有:a=-15h12m(8h48
3、m)2.10 t2h39m2.11 90-35+=7826,90-35+=31242.12(答案顺序)太阳黄纬(b) 、太阳黄经(l) 、太阳赤纬() 、太阳赤经(a) 春分():0、0、0、0h;夏至(a):0、90、6h秋分(d):0、180、0、12h;冬至(g):0、270、-、18h2.13(答案顺序)高度(h) 、方位(A) 、赤纬() 、时角(t) 、赤经(a)天顶 Z:90、任意、31.5、0h、9h5m;天底 Z:-90、任意、-31.5、12h、21h45m天北极 P:31.5、180、90、任意、任意;天南极 P:-31.50、-90、任意、任意东点 E:0、270、0、
4、18h、5h45m;西点 W:0、90、0、6h、3h5m南点 S:0、0、-58.5、0h、9h5m;北点 N:0、80、58.5、12h、21h45m上点 Q:58.5、0、0、0h、9h45m;下点 Q:-58.5、180、0、12h、12h第二章(地球的宇宙环境)参考答案3.1 恒星-(如同太阳)发光:质量巨大/中心温度很高/热核反应/能量释放;光谱信息:表面温度、物理性质、化学成分、运动方向,确定恒星光度,比较视亮度,推知恒星距离等。3.2 亮度与光度-恒星的明暗程度,恒星本身的发光强度。视星等与绝对星等-亮度等级(m)和光度等级(M) 。M=m+5-5lgd(d 指该恒星的距离)
5、,因为大部分恒星的距离都在 10 秒差距之外,故有 Mm。3.3 (天球周日运动、太阳周年运动、夜半中星)3.4 0 等星。5.1 等,天空全黑时可见|3.5 赫罗图是根据恒星的光谱型和光度绘制的坐标关系图,表明恒星温度越高,其光度就越大;可求主序星的位置,反映恒星的演化历程。3.6 银河与银河系;河外星系和总星系4.1 太阳距离、大小和质量测量方法:(P37 第 18-34 行)太阳半径 R 等于太阳平均视半径(16)乘日地距离。利用太阳半径可求太阳大小;利用万有引力可求太阳质量:M=RV2/G (R=1.4961011m,V=2.978104m/s,G=6.6710-11m2/kg)4.2
6、 太阳大气:太阳可直接观察到外部等离子体层次;太阳风:日冕高速膨胀,行星际空间不断地得到从太阳喷发出来的高速离子流。太阳活动:太阳磁场支配下太阳外层大气的剧烈运动;对地球影响:黑子/气候,耀斑/无线电通讯,磁暴/极光等。4.3 哥白尼“日心”体系:把周日运动归之于地球绕轴自转,而把周年运动归之于地球绕太阳公转;行星的复杂的环状视运动,则是地球和行星同时绕太阳公转的复合运动的结果。唯有月球才是唯一绕地球运动的卫星。日心说是整个近代天文学的基石。开普勒定理(即行星运动三定理):轨道定理、面积定理、周期定理。牛顿对开普勒定理的发展:他指出天球轨道可以是任意圆锥曲线,速度是决定轨道形状的必要条件;他用
7、数学方法证明了在引力作用下行星绕太阳运动的面速度不变;他修正了第三定理公式。牛顿由于发现了万有引力定理而创立了科学的天文学。4.4 绕日公转周期:125a;与太阳的平均距离:4AU4.5 行星分类:(地球轨道/小行星带/质量和化学组成)4.6 彗星-在偏心率很大的轨道上绕太阳运动的冰冻物质;星体-太阳系中围绕太阳运动的微小颗粒;流星-流星体进入地球大气,摩擦发光在天空中划出一道闪量的余迹。没有大气可以看到彗星,但不能看到流星。4.7 康德“星云说”基本论点:太阳系由弥漫星云物质演化而来,形成太阳系的动力是自引力(星云各部分之间相互吸引的力) 。意义:在僵化的的自然观上打开第一个缺口,关于第一次
8、推动的问题被取消了,地球和整个太阳系表现为某种在时间的进程中逐渐生成的东西。5.1 月球有时会遮掩太阳、行星和恒星,却从没被别的天体遮掩过。月球距离地球最近,是地球唯一的天然卫星,和地球相互绕转产生月相变化,因此产生古代历法。且对地球的潮汐现象有着主导作用。5.2 地球和月球的半径之比5.3 大 81 倍5.4 同步自转-月球自转和绕地公转具有相同的方向和周期。5.5 23.7=7.4min(无升起现象)5.6 恒星月是月球在白道上连续两次通过同一恒星所需的时间;塑望月是月相变化的周期。恒星月是月球绕转地球的恒星周期,长度为 27d43m12s;塑望月是月球同太阳的会合周期,长度为 29d12
9、h44m3s。5.7 上弦月傍晚(日落)中天;下弦月早晨(日出)中天;半夜满月位于南方上空(中天) 。5.8 满月或将满月-太阳与月球之间的距角为 180o。5.9 上弦月-月落时太阳在下中天,月球在太阳东侧(后升后落)5.10 判断 1:首先,否定(c)和(d) ,因为月亮凸向上方意味着太阳尚未西落;其次,月亮的赤纬是:m5o9,我国位于北半球中低纬度,绝大部分地区只能朝南看月亮。(b)图中的月相是新月,与题词中所说的“残月“不符,故只有选(a) 。|判断 2:直接根据“晓风”二字判断当时为凌晨,当你朝南看时只有(a)符合,亦即:太阳位于东方地平以下。第三章(地球的运动)参考答案6.1 北半
10、球右偏(南偏) ,南半球左偏(北偏) ,赤道不偏,7.5/h6.2 南北两极在地面上的移动叫极移。南北两极在天球上的移动,反映了地轴在宇宙空间的运动叫做地轴进动。进动造成天极的移动,但不涉及地极在地面上位置的变化。6.3 5/20=15a。在地球形状变圆、黄赤交角()变小、地球自转的速度变快时,岁差(p)将会消失。6.4 地球越扁,合力矩力臂的长度差越大,则进动越快。月地距离越近则引力越大,合力矩越大,故进动越快。地球的密度大时,合力矩对地球作用的效果就不明显,则进动慢些,地球自转快些时,自转力矩与合力矩相抵消一部分,所以变慢些。6.5 因为黄赤交角()和地球椭圆轨道这两个因素同时存在,以致太
11、阳每日的赤经差因季节而变化,所以视太阳日长度因季节而变化。因为黄赤交角和地球椭圆轨道这两个因素同时存在并互相干扰,前者使视太阳日长度发生21s 的变化;后者使真太阳日发生8s 的变化。二者之中,前者是主要的,因此视太阳日的变化,大体是二至日最长,二分日最短。因为视太阳日长度因黄赤交角和日地距离而变化,二者的叠加主极发生南至后,这是因为,地球过近日点在冬至后不久。6.6 V()=V*cos=456m/s*cos。在同一纬度处地球自转速度随高度的增加而增大。当 =60 时地球自转的速度减为在赤道的一半。6.7 天顶赤纬等于当地纬度,而该恒星又刚好位于当地的天顶,所以恒星的赤纬也等于 行星分类6.8
12、 天体中天时,其时角等于 0 或 180。因为时角的起点和方位角的起点都是午圈,所以其方位角也为 0 或180。不是所有天体都一样,只对于恒星。6.9 因为恒星离北天极 23北上新雅开墨8.41/71/61/81/51/91/41/101/31/111/21/121/18.5正午太阳高度公式:H=90-+(1)90-:二分时的正午太阳高度;(2)正午太阳当顶:当 = 时,H=90正午太阳高度为零:当 -=90时,H=0(3)H=90-+=90-6634+2326=4652(4)4652 =90-2326 = =1942(5)3634=90-30+=-2326,南回归线附近,在 12 月 22
13、日观测的。8.6根据题意,=0,H=45,所以 =45(即 45N 或 45S)8.7(1)H=90-+=90-5330+2326=59568.8(1)约 280;(2)南半球;(3)向北移动;(4)向赤道移动8.9(1)季节的半球性因素:昼夜的长短和正午太阳高度是半球性的,主要 影响太阳热量在南北半球之间的分配;季节的全球性因素:日地距离变化决定全球所得太阳辐射热能总量。(2)按距日远近是季节变化的全球性因素,而起决定作用的是半球性因素。尽管过近日点时,全球接受的热量较多,但较多的热量大多集中在南半球。北半球这时昼短夜长,正午太阳高度小,是冬季。8.10昼夜等长;四季变化不明显8.11全球性
14、夏季或冬季8.12热带变宽,为 452=90;寒带也变宽,半径为 45;温带消失9.1(1)历法问题的复杂性,在于回归年和朔望月这两个周期都太零碎,且彼此不能通约。历日制度在回归年和朔望月之间,即在历月和历年之间,总是顾此失彼,必然有所侧重。正是由于这个原因历法一般分为三类,太阴历,太阳历和阴阳历。(2)a.阴历。历月,它按照朔望月的长度来定历月:大月 30 日,小月 29 日;通过大小月的适当安排,使其平均历月接近朔望月。历年,12 个历月的累积为它的历年。概括地说,阴历的基本原则是:平均历月=朔望月;平均历年=朔望月12。|b.阳历。概括地说,阳历的基本原则是:平均历月=回归年12;平均历
15、年=回归年。c.阴阳历。概括地说,阴阳历的基本原则是:平均历月=朔望月;平均历年=12.3683 朔望月=回归年。(3)无必要9.2用来指导农业生产;以月相定日序。逐一推算日月合朔的日期和时刻,把每次合朔的日期定为初一;根据先后两次合朔所包含的日数多寡,来确定月的大小:如果包含 30 日,当月就是大月;如果只含 29d,便是小月。干支纪年法:我国古代以天为主,地为从;天同干相联,叫天干;地同支相联,叫地支。两者合称天干地支,简称干支。天干共有 10 个(甲乙丙丁戊己庚辛壬癸) ,地支有 12 个(子丑寅卯辰巳午未申酉戌亥) ,天干和地支循环搭配为甲子、乙丑、丙寅亥癸,正好以六十为一周,周而复始
16、,用于纪年、纪月、纪日和纪辰。9.3下弦月9.4夏历月序 大小月三月 小月四月 大月五月 小月闰五月 小月六月 大月七月 大月9.5(1)儒略历:365d 为 1a(平年) ,每 4a 一润,润年为 366d;平均历年为 365.25d。格里历:格里历对儒略历的置润法则进行了调整,改 4 年 1 润为 400a97 润,以消除新的误差,使春分固定在 3月 21 日;凡遇世纪年必须能被 400 整除才算润年,如 1700 年、1800 年、1900 年不再是润年。(2)为了宗教事务上的方便。旧历由于每年有 0.0078d 的误差,自公元 325 年到 1582 年,春分日从 3 月 21日提前到
17、了 3 月 11 日,使复活节的推算在 3 月 21 日和真正的春分日之间无所适从。为了克服这个混乱的状况,格雷果里决定修改儒略历。(3)使当时的春分回到 3 月 21 日;使以后的春分固定在 3 月 21 日。(4)十月革命按照旧历发生在 10 月 25 日,而按照新历是同年的 11 月 7 日。(5)1643 年 1 月 4 号9.6平年 364 天,五年一闰,闰年 365 天。一年 4 个大月,8 个小月10.1根据 S=*+t*得,S=*+t* =14h22m+13h02m=27h24m,所以有 S=3h24m10.2(1)视太阳时:以真太阳时角推算的时刻叫做视太阳时。特点:流逝不均,
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