课后题答案

2026/4/28 0:12:39

接原因,称引潮力,也称长潮力或起潮力。这样,各地所受月球或太阳引力可以分解为两个分力,即平均引力和引潮力。引潮力=实际引力-平均引力。

(2)根据引潮力公式,太阳和月球对于各自垂点的引潮力,同各自的质量成正比,同各自的距离的立方成反比。太阳质量是地球质量的333000倍。而地球质量是月球质量的81.3倍,由此可知,太阳的质量约是月球质量的27100000倍。日地距离是月地距离的390倍(即149600000/384400=390),因此,如果太阳的引潮力是1,那么,月球的引潮力是2.189。 9.何谓日潮不等现象?解释半日潮、全日潮和混合潮的成因。

所谓“日潮不等”,是指一日之内的两次高潮之间的差异。半日潮:半日之内的一次高低潮。全日潮:一天之内两次高低潮。混合潮:高低潮不明显。原因:由于月球白道平面和地球赤道平面相斜交,月球的两垂点一般总是分居南北半球,以至顺潮(面向月球)和对潮(背向月球)总是有所不同。具体的日潮不等现象,因月球赤纬而不同。 10.何谓洛希极限?它对天体的形成有何作用?

(1)当绕中心天体旋转的小天体(如卫星)的距离小到一定限度以内,引潮力可能超过小天体内物质间的引力,则使小天体瓦解。这个极限距离称为“洛希极限”。

(2)形成作用:太阳系中土星,木星,天王星,海王星都有光环,具有一定的普遍性,一般认为行星环是原来外面的卫星落入洛希极限内被引潮力瓦解形成的,或是在演化初期残留在洛希极限内的物质无法凝聚成卫星。 11.潮汐的地理意义有哪些?

①人们根据潮汐涨落规律,张网捕鱼,引水晒盐,发展滩涂养殖业。 ②潮汐发电,是沿海无污染、廉价的电力来源。

③潮汐作用的范围也影响到港口建设,海运的发展。 ④潮汐对旅游业的发展也有影响。 ⑤一个国家的领海,也与潮汐现象有关。国际规定,领海以海水落得最低时候的海岸线为准。 ⑥在中国开拓了固体地球潮汐形变的研究,建成了具有国际先进水平的中国重力潮汐基准,发展顾及侧向不均匀性、椭圆、滞弹性、自转地球的潮汐理论。为国际和中国建立大地测量学和地球物理学的交叉新领域——动力大地测量学做出了重要的贡献。 12.简述日地系统及太阳对地球的重要性。

13.何谓太阳活动?太阳各层大气的太阳活动现象有哪些?

太阳活动是指太阳大气的活动,其明显标志是太阳黑子、太阳耀斑以及日冕物质抛射(或太阳风)。

黑子是光球上经常出没的暗黑斑点。一般由较暗的核(本影)和围绕它的较亮的部分(半影)构成,中间凹陷约500千米。黑子看起来是暗黑的,但这只是明亮光球反射的结果。一个大黑子能发出像满月那么多的光,黑子的温度低于光球,本影有效温度约4240开,半影有效温度为5680开。

光斑是与黑子相反的一种光球现象,具有各种不同形式的纤维结构,比光球温度高。在日面边缘部分,可以见到微弱亮片,这就是光斑。光斑和黑子的密切联系,常常相互伴随,它比黑子先出现,平均寿命约15天。

谱斑出现在色球中,位于光斑之上。它延伸的区域一般与光斑符合,也称色球光斑,大多数谱斑也同黑子有联系,氢谱斑和铅谱斑的面积和亮度都随黑子11年周期而变化。

用色球望远镜单色光观测时,常常在其边缘看到明亮的突出物。它们具有不同的形状,有的像浮云,有的似喷泉,还有圆环、拱桥、火舌、篱笆等形状,统称为日珥。日珥的大小不等,一般说来长约20万千米,高约3万千米,厚约5万千米。其寿命维持几个月。日珥主要存在于日冕中,但下部常与色球相连。

耀斑是太阳活动区中最剧烈的活动现象,耀斑中涉及的物理过程非常复杂。当用单色光(氢

的H2线和电离钙的H、K线最突出)观测太阳时,有时会看到一个亮斑点突然出现,几分钟或几秒钟内面积和亮度增加到极大,然后比较缓慢地减弱,以至消失,这种亮斑点叫做“耀斑”,这种现象常叫“色球爆发”。耀斑很少在白光中看到,其强度常增至正常值的10倍以上,最大发亮面积可达太阳圆面的千分之五。耀斑的寿命很短,平均约4—10分钟。当耀斑近于消失时,在其上或附近常出现暗黑的纤维状物,以很高的速度上升(300千米/秒),当达到一定的高度(可达10万千米)之后,又快速地返回落向太阳,这种现象就是“日浪”,也叫“回归日珥”。

14.为什么说太阳活动的本质是磁活动?太阳活动对地球有哪些影响? 太阳活动是指太阳的大气运动,最明显的标志是太阳黑子、太阳耀斑以及日冕物质的抛射(或太阳风),也就是指太阳向外发射的能量在总量上发生变化,其本质是磁活动。 例如:太阳黑子常成双或成群出现在光球层,复杂的黑子群由几十个大小不等的黑子组成。黑子的大小由1000千米到20万千米不等。通常的黑子群包括两个较大的黑子,称为双极黑子群。按太阳自转的方向,对成群出现的黑子,西面的称为前导黑子,东面的称为后随黑子。它们的磁场正好相反,一个为南极(S极),另一个就为北极(N极)。南北半球的前导黑子的极性正好相反。一般前导黑子较后随黑子为大,其寿命也较长,黑子的寿命从几小时到几个月。 耀斑出现在色球层, 它的出现的几率与黑子也有很大的关系,在黑子的极大年代,耀斑活动最为强烈,大多数耀斑出现在黑子群的生长阶段,主要发生在双极黑子群附近,尤其是在磁性复杂的多极黑子群附近。 第5章 地球运动及其地理意义 1.地球的宇宙环境如何? ①从天文角度来看:地球是太阳系的一颗普通的行星,按离太阳由近及远的次序为第三颗行星,它有一个天然卫星。现代地球上空还有许多各种用途的人造卫星和探测器。地球在已知宇宙中是渺小,不过是沧海一粟。对于我们而言,地球是人类赖以生存,发展的家园,是人类谋求进一步向宇宙进军的大本营。

②受近地天体的影响:尤其是太阳,月球对地球的作用,产生如日月引潮力,引起海水周期性的涨落,潮汐摩擦影响地球自转速度的变化,日月地三天体系统产生月相,日、月食天文现象等。地球还常受到太阳活动的影响,宇宙小天体,尤其近地小行星对地球有潜在威胁。 ③从地球演化进程来看:地球的演化受太阳恒星演化的影响。 ④从太阳系在银河系中的运动角度来考虑:太阳系位于银河系的一个旋臂中,是在不停地运动着。我们知道天体吸引、天体碰撞在宇宙中是时常发生的。而我们的太阳系在银河系中的环境对地球的作用有长期的效应。 ⑤从保护现在地球的环境来看,地球是太阳系中唯一适合生命演化和人类发展的星球,人类应该保护地球。

2.简述地球的内部结构和外部结构,地球的大气圈是如何分层的?

①地球结构的一个重要特点,就是地球物质分布,形成同心圈层,这是地球长期运动和物质分异的结果。根据对地震波的研究,人们把地球内部分成三个圈层:地壳,地幔和地核,其中地核又可分为内地核和外地核。地球外部结构主要有岩石圈,水圈,大气圈,生物圈和磁场层。

②地球大气分层:按大气运动状况以及温度随高度分布,可分为对流层,平流层,中间层,热层和外大气层。按大气的组成状况,可分为均质层和非均质层。按大气电离程度可以分为两层,地表—50千米以下是中性层,50—100千米叫电离层。 3.地球的自转有哪些特点?

①自转方向:自西向东。从北极上空看,地球自转是逆时针方向;从南极上空看,是顺时针方向。

②自转周期:笼统地说是“一日”或“一天”。以天球上某恒星(或春分点)作参考点,周期为恒星日,这是地球自转的真正周期,如果把地球自转速度极为微小的变化忽略的话,恒星日是常量(23小时56分4秒);以太阳的视圆面中心作参考点,周期就是视太阳日,它不是常量,平太阳日为24小时;以月球中心作为参考测定,周期为太阴日,也为变量,平均值为24小时50分。

③自转速度:地球自转角速度约为每小时15度;地球自转线速度随纬度和高度的变化而不同,纬度越低自转线速度越大;自转速度存在长期变化,季节变化和不规则变化。 4.地球主要运动有几种?

地球的主要运动有14种,即自转、公转、月地绕转、进动、极移、章动、轨道偏心率的变化、黄赤交角的变化、近日点的长期变化、摄动、环绕太阳共同质量中心旋转、太阳系相对于邻近恒星运动、地球的地质运动。 5.地球的自转产生哪些后果? ①天球的周日运动:天球周日运动的转轴是地轴的无限延长。天球周日运动的方向是地球自转方向的反映。天球周日运动的周期是地球自转周期的反映。②昼夜交替:由于地球不停地自西向东旋转,使得昼夜半球和晨昏线也不断自东向西移动,这样就形成了昼夜的交替。③地球坐标的确定:以地球处转特性为依据。在地球表面自转线速度最大的各点连成的大圈就是赤道。而线速度为零的两点则是地球的南北极点。在地球内部线速度为零的各点连成直线就是地轴。两极和赤道构成了地理坐标的基本点和基本圈,在此基础上就可以确定地表的经纬线,从而建立地理坐标系。④水平运动物体的偏转:由于地球的自转,导致地球上作任意方向水平运动的物体,都会与其运动的最初方向发生偏离。北半球向右偏,南半球向左偏。 6.什么叫恒星日?什么叫太阳日?它们之间有何区别?

(1)恒星日:是指某地经线连续两地通过同一恒星(或春分点)与地心连续线的时间间隔。 (2)太阳日:是指日地中心连线连续两地次与某地经线相交的时间间隔。

(3)区别:恒星和太阳都是参考点,一般恒星距离地球很远,看成不动。而太阳距离较近,看成动点。所以恒星日不同太阳日。①恒星日是以某恒星(或者春分点)作为参考点;太阳日是以太阳的可见圆面中心作参考点。②恒星日时间为23小时56分4秒,这是地球自转的真正周期;太阳日平均日长为24小时,是地球昼夜更替的周期。地球的公转使日地连线向东偏转,致使太阳日比恒星日平均长3分56秒。③恒星日是常量(理论值),太阳日不是常量。

7.视太阳日长短为何不等?何时最长?何时最短?为什么?

地球的公转不是匀速的,在一年中,近日时公转较快,远日时公转较慢;因此,与地球公转相对应的太阳周年视运动同样不是匀速的。再者,时间是在天赤道上计量,而太阳是在黄道上作周年视运动,赤道平面与黄道平面并不重合,存在大约23°26′的交角,所以,即使地球公转是匀速的,太阳每日在黄道上的视运动的赤经增量也不会匀速。 概括起来,影响视太阳日长短不等有两个主要原因:一是椭圆轨道,二是黄赤交角。实际上,两个因素是同时作用并相互干扰的。前者使视太阳日长度发生±8秒的变化;后者使视太阳日长度发生±21秒的变化。因此,视太阳日长度变化,大体上是二至最长,二分最短;且夏至略短冬至,秋分比春分更短些。

8.地球自转线速度和角速度的分布有何规律?

地球自转的角速度分布规律:地球自转若为刚体自转,地球自转的角速度是均匀的,既不随纬度而变化,又不随高度而变化,是全球一致的。地球自转的角速度(ω)可以用地球自转一周实际转过的角度与其对应的周期之比导出,即ω=360°/恒星日=360°59′/太阳日=15°.041/小时,或ω=2π/恒星日=2π/86164秒=7.2921235×10-5弧度/秒。在精度要求不高时,为了方便记忆,角速度约为15°/小时。地球自转的线速度规律:随纬度和高度

的变化而不同的。这是由于地点纬度高度不同,其绕地轴旋转的半径不同所致。同一高度,纬度越低自转线速度越大;同一地点,高度越高,线速度越大。 9.地球的自转线速度有哪些变化?是怎样产生的?

(1)地球的自转速度是变化的。可分为三类:长期变化(单调性和非单调性之分),季节变化和不规则变化。

(2)地球自转单调性的长期变化(变慢)是由于潮汐摩擦以及潮峰滞后引起月球加速。进而消耗地球自转能(使地球的动量矩减小)所致;非单调性的长期变化是由于极地冰川的消长,地幔与地核的角动量变换造成的。地球自转的季节变化,主要是气团的季节性移动引起的。地球自转不规则变化可能与地内的角动量变化有关。 10.地面上物体水平运动的方向为何能够偏转?有何规律? 由于地球的自转,导致地球上作任意方向水平运动的物体,都会与其运动的最初方向发生偏离,若以运动物体前进方向为准,北半球水平运动的物体偏向右方,南半球则偏向左方。 11.什么叫地球公转?有何特点?

(1)地球环绕太阳的绕转运动,叫做地球的公转。

(2)特点:①地球公转的轨道是椭圆形,太阳位于椭圆的其中的一个焦点。地球的轨道平面与其赤道平面交角约为23°26′,受太阳系其它行星引力摄动的影响,近日点(或远日点)每年东移11″,因此地球过近日点(或远日点)的日期,每57.47年推迟一天。②地球公转的周期统称为\年\,在天球上选择不同的参考点就有不同的年。以恒星为参考点叫恒星年,以春分点为参考点叫回归年,以黄白交点为参考点叫食年。恒星年是地球公转的真正周期,地心在黄道上恰好转过360°,回归年是季节更替的周期。以近日点为参考点,就是近点年,它是指地球连续两次通过近日点所经历的时间间隔。③地球公转的速度:在近日点时公转线速度最大,角速度最大;在远日点时公转线速度最小,角速度最小。地球公转的平均线速度为每秒29.78千米,平均角速度为每日59′08″只有地球向径单位时间扫过的面积速度始终不变。④地球公转的方向:自西向东。与太阳周年视运动的方向一致。 12.地球公转产生哪些后果?

(1)太阳周年运动:这是地球公转在天球上的反映。①太阳周年视运动的轨迹是地球轨道在日心天球上的投影,黄赤交角也是地球轨道面与其赤道面夹角在天球上的反映。②太阳在黄道上的不同位置是地球在轨道上不同的位置的反映。③太阳周年自西向东视运动的方向是地球公转方向在天球上的反映。④太阳周年视运动的角速度是天球上的反映。⑤太阳周年视运动的周期是地球公转周期在天球上的反映。

(2)四季的变化:四季交替最根本的原因是太阳的回归运动。太阳直射点的回归运动,进而引起太阳高度以及昼夜长短两在天文因素的周年变化所致。

(3)太阳高度的周年变化:①无论任何季节,在纬度φ等于太阳赤纬δ处的正午太阳高度h为最大值90°,自该纬度向南北两方降低②在半球范围内同一时刻,任意两地正午太阳高度之差等于这两地的纬度之差。③任意地点正午太阳高度的年平均值等于该地纬度的余角。④在|φ|≥23°26′的地方,正午太阳高度的年变化呈单峰型,极大,极小值分别出现在二至日。⑤南北回归线之间,正午太阳高度的年变化呈双峰型。有两个极大值h=90°;两个极小值:主极小值h=66°34'-|φ|,次极小值h=66°34'+|φ|。

(4)昼夜长短的周年变化:①当太阳赤纬为正值时越北昼越长,越南昼越短,当太阳赤纬为负值时越南昼越长,越北昼越短。②春秋二分全球昼夜平分,无纬度变化,冬夏二至昼夜长短达到极值。③在赤道上,终年昼夜平分。④无论何时,极昼极夜总是出现在φ=(90-|δ|)的纬线圈这内。⑤昼长的年较差随着|δ|的增大而增大。⑥任意纬度的昼长年平均值均为12小时。

(5)形成五带。太阳回归运动是地球五带形成的最根本原因,而这种五带性质纯属天文热


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