与太阳光线直射地球的有关问题解析.pdfVIP

37卷第 9期 物 理 教 学 VoI_37NO．9 2015年 9月 PHYSICSTEACHING Sep．2015 与太 阳光线直射地球 的有关问题解析 郑 金 (凌源市职教中心 辽宁 122500) 摘 要 通过对地球公转过程 中太阳光线在地球上直射点位置的动态分析 ，揭示 了4个特殊直射点的地理含义，并从三 个方面探究了有关直射光线的地理和物理 问题 。 关键词 赤道 黄道 回归线 直射 点 太阳高度角 文章编号 1002—0748(2015)9—0050 中图分类号 G633 ·7 文献标识码 B 对于某些与天文地理有关 的物理 问题 ，如果对 有公转又有 自转 ，因此光线直射点的运动轨迹是一 相关的地理知识理解不透或感到生疏 ，就会产生畏 条在南北回归线之间波动的曲线 ，可近似为沿地球 难情绪 ，从一定程度上影响教学效果 ，为此 ，需有针 表面的正弦曲线 ，其各顶点位于南北 回归线上。由 对性地攻克知识障碍 。同时，若在物理问题 中恰 当 此可见 ，南北 回归线是太 阳直射光线在地球表面上 地融合有关地理知识 ，将有助于优化知识结构 ，提高 离赤道最远的直射点所确定的纬线。由于太阳光线 思维品质 。 对地球的直射点的纬度与地球 自转无关 ，因此在研 地球斜着身子绕太阳公转 ，一年转一周 ，把地球 究有关地球公转问题时可不考虑 自转 。 公转轨道平面与天球相交 的大圆叫做黄道 。黄道与 赤道的夹角为 23．5。，即南北 回归线 的纬度都是 一 、 正午太阳高度角 23．5。。如图 1所示平面 太阳光线与地平面的夹角 ，即太 阳在 当地的仰 图，大 圆表示地球 ，点 0 角，称为太阳高度角。正午时太阳的高度角最大，称 为球心，直线 PQ表示赤 为正午太 阳高度角 ，其大小随着纬度和季节 的变化 道平面，直线 Ln厂表示地 而发生有规律的变化 。对于北半球一定纬度处 ，冬 球公转轨道平面 即黄道 所在平面，此时太阳发 出 图1 至那 天，白天最短 ，正午太 阳高度角最小 ；而夏至那 天，白天最长，正午太阳高度角最大。 的一条光线直射点恰好在南回归线上。从图中地球 如图 2所示 ，北半球纬度为 的位置A ，在北 所在不同的空间位置来看 ，当地球公转至太 阳右侧 回归线之外 ，若太阳直射点 z也在北半球 ，纬度为 时，或者假设地球不动 ，当太阳公转至地球左侧 时， ，那么在正午，太阳P位于当地所在的经线圈平面 光线直射点恰好在北 回归线上 ；当地球公转至太 阳 内，则太 阳光线 PA 与地平线 FF 的夹角 即高度角 前后时，光线直射点位于赤道 。可见 ，在地球绕太 阳 为 PAF 一90。一 ，即H 一 90。一 (～ )。 公转一周的过程 中，太阳光线直射点发生移动 ，经过 四个特殊位置 ，其中一次到达南 回归线 ，一次到达北 回归线，两次经过赤道 。在一年 中太 阳光线对地球