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自转周期

来自 孔夫子旧书网 的图片

自转周期是全国科学技术名词审定委员会审定、公布的科技类名词术语。

中国,从来就是一个文化底蕴极度丰富的国家,中国的文字,更是凝聚着中国的文化精魂[1]。中国最早出现的和文字相关的文化记忆就是仓颉造字,小小的文字中蕴藏了无限的文化[2],然后就出现了最初的甲骨文

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名词解释

自转周期,天文学名词,在天文学上是指一个天体沿自转轴自转一周所需的时间。通常情况下,自转周期等于该天体恒星日的长度。

例如,昼夜平分、昼夜更替、昼夜长短三者都是地球上所固有的自然现象,虽然都涉及到昼夜状况,但成因却各不相同。昼夜平分是一个静止的概念,它不涉及地球的运动,而是由"地球是一个不透明的球体"这一地球特性所决定的。昼夜更替是一个动态的概念,主要是由地球自转这一运动而产生的,因光源来自太阳,所以昼夜更替的周期就是一个太阳日,即24小时。但是,地球的自转周期是23小时56分4秒,又被称为一个恒星日,而不是24小时,因为地球自转同时也在公转,而这会导致太阳对于地面的相对位置有变化。因此自转周期应是相对于星空背景测定的。

自古以来,地球的运动很自然地给人们提供了计量时间的依据,给出两种天然的时间单位,这就是日和年。“日”是指昼夜更替的周期,古时人们用圭表测日影的方法来测定日的长度,如某天正午太阳位于正南方时,表影最短,从这一时刻起算到第二天正午,太阳再次位于正南,表影最短的时间间隔就是一天,也就是一个真太阳日。

通常认为地球自转一周为一日。可是,确定地球已经转了一圈并不是那么容易。这里引入恒星日、真太阳日的概念。连接一个地方正南正北两点所得的直线为子午线,子午线和铅垂线所决定的平面是正南正北方向的子午面。某地天文子午面两次对向同一恒星的时间间隔叫做恒星日,恒星日是以恒星为参考的地球自转周期。

如果把时间单位,定义为某地天文子午面两次对向太阳圆面中心(即太阳圆面中心两次上中天)的时间间隔,则这个时间单位就称作真太阳日,简称真时,也叫视时。它是以太阳为参考的地球自转周期。

恒星日

恒星日总是比真太阳日要短一些。这是因为地球离恒星非常遥远,远到从恒星上看来,地球似乎是不动的,地球的公转轨道相对于如此遥远的距离已变作一个点了。从这些遥远天体来的光线是平行的,无论地球处于公转轨道上的哪一点,某地子午面两次对向某星的时间间隔都没有变化。比较起来,太阳离地球却近多了,从地球上看,太阳沿黄道自西向东移动,一昼夜差不多移动1度。对于某地子午面来说,当完成一个恒星日后,由于太阳已经移动,地球自转也是自西向东,所以地球必须再转过一个角度,太阳才再次过这个子午面,即完成了一个真太阳日。

恒星日只在天文工作中使用,实际生活中我们所用的“日”是指昼夜更替的周期,显然更接近于真太阳日。根据真太阳日制定的时间系统称为“真太阳时”。

参考文献