3.3.18例常活动

循人中学D08地理学会201811次例常活动报告

 

主席:张德信

秘书:黄豫文

值日生:萧宏杰,张德信

出席率:100% (6/6)

缺席率:0% (0)

日期:2018年3月3日(星期六)

时间:7.50 a.m. – 10.30 a.m.

地点:C201课室

主题: 地球的自转

课程负责同学:张德信

 

流程:

时间 过程
7:50a.m.-8:00a.m. 秘书点名
8:00a.m.-9:30a.m. 进行课程讲课
9:30a.m.-10:15a.m. 写心得报告
10.15a.m.-10:30a.m. 做值日

 

课程内容概述:

地球的自转 地球绕自转轴自西向东的转动,从北极点上空看呈逆时针旋转,从南极点上空看呈顺时针旋转。此运动属于地球的一种重要运动形式,自转的平均角速度为 4.167×10-3度/秒,在地球赤道上的自转线速度为465米/秒。自转一周的耗时为23小时56分钟。
地球自转周期 地球自转周期有两种不同的测量法。首先地球地轴常年对准北极星,它自转一圈360度,也就是23小时56分钟4秒,即一个恒星日。我们再设定地球有X点是对准太阳,但它在自转一周的同时也在进行公转,因此位置发生了偏移,原本的这个点已经不准了,于是将这个点重新对准太阳。那么地球的360度自转就要再加上59分,因此比恒星日多出了3分钟56秒,又称太阳日。
地球自转现象的观测 在古希腊与古中国时期,人们就已经发现到了不同时期星象的变化,于是他们提出了天空是会旋转,并成为了日心说的依据。哥白尼与1543年提出地心说,设定了地球自转的概念。哥白尼首先从理论上论证,“天旋”是由于“地转”。他用几何方法严格地证明:“天比地大,其大无比”,庞大无比的天穹,在24小时内绕小小的地球旋转一周,那是令人无法思议的。伽利略也提出:“若有人认为,为了使地球保持静止状态,整个宇宙应当转动,是不合理的;试想有个人爬上你府上大厦的穹顶,想要看一看全城和周围的景色,但是连转动一下自己的头都嫌麻烦,而要求整个城郊绕着他转;这显然很荒谬,不是吗?”
地球自转的原因假说 传统的观点:太阳和行星皆形成于一团巨大的原始旋转星云物质。当这些原始旋转星云物质在自身引力作用下自行收缩时,由于角动量守恒,星云物质越收缩,越致密,旋转也就越来越快,当星球形成后,星云物质的旋转角动量就变成了寻求的自转角动量。于此,原始星云应是按照同一方向以基本相同的角速度旋转的,这样形成的星球则应该是质量越大,其自转速度也越快,太阳系所有的天体应该是朝同一方向公转和自转。然而,太阳系的现状却偏偏不是这样。太阳系绝大多数天体是按逆时针方向公转和自转的,但金星和少数卫星却是按顺时针方向旋转的。
第二种说法:地球自转是由于地核内发生热核反应产生大量的能量,导致地核外岩浆围绕地核旋转,从而带动地球整体自转,同时,地核外岩浆的旋转也导致了地球磁场的产生和大陆板块的运动漂移。但依据此假说,地球自转停止日,即为生命消亡的时刻。因为假说认为地球自转是应该地球内部热核反应为其提供能量。这将能够导致地球的热核反应逐渐减弱,这也从科学家研究的结果得到验证,几亿年前,地球的一年是400天,现在是365天,这表明了地球的自转正在减弱,最终,几十亿年后,地球的热核反应会停止,核外岩浆会冷却,自转也会停止,同时保护地球的磁场。
地球的自转轴 又称地轴,本身是个假想轴,是指地球自转所绕的轴,北端与地表的交点是北极,南端与地表的交点是南极,地球始终不停地绕着这个假想的轴运转。地轴不是与地球轨道面垂直的,而存在一个66°34′的夹角,也就是说地球是斜的,因此地球的自转时是倾斜地自转。
地球的自转轴倾斜 陨星撞击说:地球的早期只是一颗小行星,靠引力不断俘获外来天体壮大自己,而外来天体都是在相对地球高速运动的,所以俘获的过程就是剧烈碰撞。碰撞有正撞和侧撞,最大的一次撞击发生在45亿年前,一颗很大的小行星从侧面撞击了地球,使地球旋转起来,撞出去的物质和小行星形成了月亮,撞击留下的大坑形成了海洋。 如果没有月球,地球就会摇摆不定,甚至颠倒。可以说月球的引力是地球自转轴最好的稳定器。
地球的自转速度与时差 据太阳日,由于地球自转一周360度为24小时,因此可得出地球自转15度为一小时。而根据计算,地球任意两条经线与地轴之间成15度角,也就是说地球的各经线之间的时区相差了1小时。地球由西向东自转,因此东边会更早看到日出。这样,时间就有了早晚之差。而根据经线划分,经线所在的区域由东向西,时间每隔一条经线,就会慢上1小时。
地球自转的变化 地球的自转在不断地变化,这说明有一处原动力在为地球的自转加速和减速。此原动力又是什么呢?

第一个解释:地球自转变化与南极有关。南极的巨大冰川,正在慢慢融化,也可说是南极大陆的冰块正在减少,重量正在减轻。于此,地球失去了平衡,影响了自转速度。但此变化单向的,它不可能既给地球自转加速,又给自转减速。但科学家认为这不是主因。

第二个解释:季风会影响地球自转。科学家计算过,每年由季风从大陆转移到海洋,又从海洋转移到大陆的空气,重量竟达300万亿吨。这么大重量的物质从地球一处转移到另一处,足可以影响地球的重心,改变地球的角动量分布,使地球自转发生加速或减速变化。
第三个解释:有人提出地球自转的变化是地层作用所导致的。这一学说下,地核与地幔之间的能量交换作用将导致地球重心的变化,使地球自转速度发生变化。
不过,获得学术界公认的地球自转速度变化原因还是月球和地球之间引力导致的潮汐摩擦。由于地球表面含有大量的海水,它在月球引力的影响下产生地球上的潮汐摩擦作用。正是由于潮汐摩擦反抗着地球的自转,消耗掉无法补偿的运动量,这样经过长期的积累过程必然会使地球自转逐渐变慢。而当月球远离地球时,则使潮汐摩擦作用变小,从而使自转速度回升。
如果地球停止自转 地球的将会失去天数的计算概念,因为白天与黑夜将分别延长至半年,并各自笼罩着南北半球。被太阳照耀的那面半年都回因受到阳光直射而温度升高,大地变得干旱;而没被太阳照耀的那面半年都因失去阳光照耀而温度降低,陷入冰封。而地球上的人民也将因无法承受温度的极端变化而灭绝。本来因地球自转的离心力而在赤道凸起来的海洋会向因受到两极引力牵引,向两极移动,把南半球和北半球的国家淹没。

 

总结:

这次的讲解是关于地球的自转。会员们能从而认识到地球的自转与自转的两种不同的计算方法。会员们也能了解诗人所提出对于地球自转的各个假说。除此,会员们将了解到地球自转的各种变化。会员们也将了解到地球自转所带来的变化。

 

检讨:

课程负责同学:以互动性方式讲解课程,举例繁多,提出问题让会员们回答。

PPT:PPT的背景设计单一,可加以改进。缺乏图例但例子繁多。

会员:会员们专注听课,积极回答问题,偶尔会于隔壁的同学交谈。