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3-2 轉動的地球

3-2 轉動的地球. 內容分布於 課本 60-67. 4-2-1 晝夜交替. 自北極上空看 從赤道上空看. 地球以 逆時鐘 方向 繞著太陽旋轉， 稱為公轉. 以地軸為中心旋轉，稱為自轉. 黃道. 自轉一周為一日 公轉一周為一年. 因為地球自轉，所以 1. 除 北極星 外， 日月星辰皆東升西落 2. 有日夜交替現象. 若地球不自轉，會發生何事？. 地球自轉： 天體東升西落 晝夜交替 地球自轉 + 自轉軸傾斜： 天體運動的軌跡傾斜 晝夜長短在 不同緯度的差異. 恆星的運動. 星星 由東向西 移動

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3-2 轉動的地球

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Presentation Transcript

  1. 3-2 轉動的地球 內容分布於 課本 60-67

  2. 4-2-1 晝夜交替 自北極上空看 從赤道上空看

  3. 地球以逆時鐘方向 繞著太陽旋轉， 稱為公轉 以地軸為中心旋轉，稱為自轉 黃道 自轉一周為一日 公轉一周為一年

  4. 因為地球自轉，所以 1.除北極星外， 日月星辰皆東升西落 2.有日夜交替現象 若地球不自轉，會發生何事？

  5. 地球自轉：天體東升西落晝夜交替 地球自轉+自轉軸傾斜： 天體運動的軌跡傾斜 晝夜長短在 不同緯度的差異

  6. 恆星的運動 星星由東向西移動 由於地球每日自轉一周 地球的自轉軸幾乎指向北極星，所以從地球上望去，其他的星星好像以逆時鐘方向繞著北極星旋轉

  7. 恆星的運動---周日運動 東西方位? 東 西

  8. 在天文攝影時，由於天體的亮度極低，常需利用此功能來累積天體的亮度，以獲得效果較佳的照片。照片中呈同心圓分布的星跡，即為長時間曝光的結果，這是因為地球自轉緣故，在地球上的觀測者會感覺所有的星星都繞著北極星逆時鐘方向旋轉，故獲得此周日運動照片。在天文攝影時，由於天體的亮度極低，常需利用此功能來累積天體的亮度，以獲得效果較佳的照片。照片中呈同心圓分布的星跡，即為長時間曝光的結果，這是因為地球自轉緣故，在地球上的觀測者會感覺所有的星星都繞著北極星逆時鐘方向旋轉，故獲得此周日運動照片。

  9. 北極星在地球自轉軸北極延伸出去的方向，因此在地球上不同緯度的觀測者，所見到北極星的仰角也不相同，例如站在北極點（ 北緯90度） 的觀測者，北極星就在其北方仰角90度的方向，也就是正頭頂上；

  10. 站在赤道（北緯0度）的觀測者，北極星就在其北方仰角0度的方向，也就是在地平線上；站在北回歸線（北緯23.5度）的觀測者，北極星就在其北方仰角23.5度的方向；站在赤道（北緯0度）的觀測者，北極星就在其北方仰角0度的方向，也就是在地平線上；站在北回歸線（北緯23.5度）的觀測者，北極星就在其北方仰角23.5度的方向；

  11. 而在南半球的觀測者，是看不見北極星的，但仍可利用南十字星座找出正南方的位置。而在南半球的觀測者，是看不見北極星的，但仍可利用南十字星座找出正南方的位置。

  12. 西 西 星星每小時會移動

  13. 晝夜交替 「日出而作，日落而息」說明著人們的生活作息 隨著白天與黑夜不停更迭而律動，當太陽從東方地 平線升起時，揭開了白天的序幕，由西方地平線落下時，漆黑的夜晚也隨之到來。若由北極的上空俯瞰地 球，太陽始終照亮著半個地球，再加上地球自轉的緣 故，白晝與黑夜也就交替出現了

  14. 18:00 東 西 西 東 24:00 12:00 12:00 西 東 東 西 06:00

  15. 圖3-10中，A、B、C、D為地球赤道上的四個位置，試著想想看：圖3-10中，A、B、C、D為地球赤道上的四個位置，試著想想看： 1.站在A、B、C、D位置的觀察者現在的時間分別為幾點鐘？ 2.試描述站在A位置與C位置觀察者的晝夜變化情況。 圖7-10中，A、B、C、D為地球赤道上的四個位置，試著想想看： 1.站在D位置與B位置的觀察者現在的時間分別為幾點鐘？ 動腦時間 1.D：中午12時；B：晚上24時。 2. A：由白天進入黑夜； C：由黑夜進入白天。

  16. 四季變化 由於地球自轉軸相對於公轉軸傾斜23.5度，隨著地球運行到公轉軌道的不同位置，太陽光會直射地球不同的緯度。一般而言，陽光直射時能量集中，導致地表溫度較高；陽光斜射時能量較分散，導致地表溫度較低（圖3-11），這是造成地球四季氣溫變化的主要原因

  17. 造成四季變化的原因 太陽的直射與斜射 1.地球自轉軸傾斜23.5度 2.地球公轉

  18. 公轉軸 23.5° 66.5° 黃道 赤道面

  19. 因為地球是圓的，所以陽光有直射斜射的差別。因為地球是圓的，所以陽光有直射斜射的差別。 因為地球自轉軸不是垂直黃道面，他與黃道面有66.5度的夾角，所以陽光直射區域在南北緯23.5度之間。

  20. 四季變化

  21. 陽光直射與斜射導致地表每單位面積所接受的熱量有所差異 截面積1cm且能量相同的陽光，因入射角度不同，照射至地表時的面積也不同，斜射至地表的面積比直射時大，所以每單位面積所受到太陽的能量比直射時少，也因此陽光斜射時的地表溫度較低。

  22. 冬至:太陽直射南回歸線 1.北半球晝最短,夜最長 2.隨日子增加 陽光直射區域移向北方 北極圈永夜 南極圈永晝 夏至:太陽直射北回歸線 1.北半球晝最長,夜最短2.隨日子增加 陽光直射區域移向南方 北極圈永晝 南極圈永夜 秋分 太陽直射赤道,日夜等長 1.北極點變成黑夜 南極點變成白天 2.隨日子增加 陽光直射區域移向南方 春分到夏至之間晝長夜短 D↗，N↘ D > N 春分 太陽直射赤道,日夜等長 1.北極點變成白天 南極點變成黑夜 2.隨日子增加 陽光直射區域移向北方 秋分到冬至之間 晝短夜長 D↘，N↗,D < N 冬至到春分之間 晝短夜長 D↗，N↘ D < N 夏至到秋分之間 晝長夜短 D↘, N↗, D > N

  23. 北半球夏至時，太陽光直射北回歸線（北緯23.5度），此時北半球是炎熱的夏季；冬至時，太陽光 直射南回歸線（南緯23.5度），但斜射北半球，因此北 半球是寒冷的冬季；春分、秋分時，太陽光則直接照射赤道，此時北半球是氣溫較為舒適的春季和秋季。

  24. 平均來說，赤道地區所接受的太陽能量最多，而隨著緯度增加，地表所接受的能量漸少。能量分布不均致使水及大氣產生循環、流動，藉由大氣與海洋的作用能調節地球能量，使赤道不會越來越熱、南北兩 極不會越來越冷

  25. 知識快遞 在低緯度附近海域，表面海水受陽光輻射的熱量超過海面消散到大氣的熱量，而在高緯度海域則散熱比受熱多。藉由洋流的輸送，可交換低緯度海域與高緯度海域的熱量，所以洋流循環可以調 節地球各地的溫度，讓全球海洋的熱量得以維持恆定。

  26. 四季晝夜 冬季時，天亮的時間比較晚， 天黑的時間比較早， 有晝短夜長的現象（圖3-14）； 春、秋兩季時， 陽光直射赤道附近， 使晝夜長短的差異較小。 地球繞著太陽公轉與地球自轉軸傾斜的效應，除了造成春夏秋冬的季節變化，也使得不同季節，晝夜時間的長短不一。夏季時，天亮的時間比較早，天黑的時間比較晚，有晝長夜短的現象（圖3-13）；

  27. AB與BC分別代表北回歸線通過地區日、夜時間長度，北半球夏季時AB＞BC，晝長夜短，且北極附近地區永晝 四季晝夜

  28. DE與EF分別代表北回歸線通過地區日、夜時間長度，北半球冬季時DE＜EF，晝短夜長，且北極附近地區永夜DE與EF分別代表北回歸線通過地區日、夜時間長度，北半球冬季時DE＜EF，晝短夜長，且北極附近地區永夜

  29. 動腦時間 地球的晝夜長短與四季氣候都與地球的自轉軸傾斜23.5度有關。想想看，若地球自轉軸垂直於地球公轉的軌道面（傾 斜0度），則地球的晝夜長短與四季氣候會如何變化？

  30. 動腦時間 1.日夜等長，皆約12小時 2.赤道永夏，兩極永冬 3.隨緯度增加，氣溫下降 4.沒有四季變化

  31. 問題:地球自轉軸傾斜90°(與與黃道面重合),晝夜長短變化?問題:地球自轉軸傾斜90°(與與黃道面重合),晝夜長短變化? 若北極永遠指向太陽 北半球永晝，北極最熱 越往赤道，氣溫越低。 赤道以南，永夜且永冬

  32. 例題

  33. 模擬地球公轉、自轉與日照 以手電筒當太陽，並將牙籤插入保麗龍球當作地球，模擬地球的公轉與自轉

  34. 示範實驗

  35. 天體運動

  36. 赤道觀測者 夏至 春秋分 冬至

  37. 北回歸線觀察者 夏至 春秋分 冬至 23.5° 23.5° 43°

  38. 南回歸線觀者 3/219/23 12/22 6/22

  39. 北極圈上觀察者 6/22 3/219/23

  40. 南極圈上觀察者 12/22 3/219/23

  41. 太陽視運動---基本4條線

  42. 太陽視運動---北回歸線

  43. 太陽視運動---赤道

  44. 太陽視運動---南回歸線

  45. 太陽視運動---北極圈

  46. 太陽視運動---南極圈

  47. 太陽視運動---北極

  48. 太陽視運動---南極

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