《地球概论》精品课程

一、        课程介绍

   地球概论》是地球系统科学基本物理框架的重要组成部分,是高等师范院校地理专业的第一门基础课。在《地球概论》以后,地理专业还有一系列地理课程。《地球概论》的任务,首先在于为所有这些课程提供关于地球系统科学的基本知识,特别是提供同太阳辐射能在地球表面上的分布和变化以及与地球运动参数有关的天文知识。

   关于地球系统科学的基础知识也是中学地理课程的重要内容和难点所在。因此,作为以培养中学地理教师为主要任务的高师地理专业的一门基础课,《地球概论》课程也是为中学地理教学服务的。

   地球系统科学的基础知识,包括关于天体和宇宙的知识在内,都是人类认识自身生存环境的基本知识。这些知识都是同辩证唯物主义的宇宙观相联系的。因此,《地球概论》的教学,应该在培养学生的辩证唯物主义的宇宙观方面,在科学普及宣传方面,起着有益的作用。

 

二、       教师介绍

(一)、主讲教师基本情况

 

姓 名

何 萍

性别

出生年月

1965年5月

最终学历

大学本科

职 称

副教授

电 话

0878)3100525

学 位

学士学位

职 务

教研室主任

传 真

/

所在院系

楚雄师范学院地理科学与旅游管理系

E-mail

Heping123456cn@yahoo.com.cn

通信地址(邮编)

云南省楚雄师范学院地理系(邮编:675000)

 

 

(二)、五年来讲授的主要课程:

1、〈〈地球概论〉〉,自然地理类,4学时/周,学生人数:200人,5届。

  2、〈〈气象气候学〉〉,自然地理类别,5学时/周,学生人数:约120人,3届。

3、《中学地理教学法》,地理类,3学时/周,学生人数:35人,  1届。

  4、《中学地理教材分析》,地理类,3学时/周,学生人数:80人,  2届。

(三)、 承担的实践性教学

承担〈〈地球概论〉〉课程的实习工作,带过〈〈气象气候学〉〉课程的实习,带过教育实习,指导学生毕业论文20多篇,年限:1998年至今,学生人数达20人。

(四)、作为第一署名人在国内外主要刊物上发表的论文  

核心期刊

1、       “楚雄市城市气候特征分析”,地理学报,2003年第5期。    

2、       “用门限指数修匀模式预报降水量的试验”,气象科技,2000年第3期。

3、    “云贵高原中小城市热岛效应分析”,气象科技,2002年第5期。

4、    “彝族风情”,地理教学,2003年第2期。(核心期刊)

5、    “全球气候的异常变化”,地理教学,2002年第4期。(核心期刊)

一般期刊

1、          云南主要气象灾害对农业经济的影响及防御”,云南师范大学学报,   2002年第4期。

2、         “西部大开发中如何利用气候资源发展云南经济”,楚雄师专学报,2001  年第2期。

3、         “ENSO对云南气候的影响”,楚雄师专学报,2003年第3期。

4、         “师范地理素质教育研究”,《地理教育》杂志社,2000年12月。

5、         “云贵高原与云南气候”,地理教学,2001年第5期。

6、         “云南农业气候资源评价及综合利用”,生态经济,2001年7月。

(五)、获学术和教学方面的奖励

“用门限指数修匀模式预报降水量的试验”,荣获楚雄师专2000年度优秀科研成果二等奖。

“师范地理素质教育研究”,在素质教育研究论文评比中荣获二等奖。

2002年12月在楚雄师范学院首届中青年教师课堂教学竞赛中荣获二等奖。

2003年在云南省高校中青年教师课堂教学竞赛中荣获“荣誉奖”。

 

三、         学习方法

  1课堂演示--《地球概论》的一些内容,具有抽象、立体和运动的特点,因而显得比较难于接受。针对这些情况,要求任课教师设计多媒体软件工具为主和制作挂图为辅,逐步取消挂图,并且在课堂教学中使用电脑进行演示。

2、课堂实习--为了巩固教材中的重点和难点,《地球概论》安排如下的课堂实习:以微机为载体,加强对地理座标、天球座标、太阳的回归运动、昼夜长短、正午太阳高度、历法、时间等内容的理解。

3、 观测活动--《地球概论》利用课外时间进行如下观测活动:星空及其季节变化;月面及月相变化,重要星相的望远镜观测。

4、习题作业--《地球概论》在每一节之后,需要布置一定数量的习题;要求学生在认真阅读课本的基础上,很好地完成习题作业。

5、教学辅导--《地球概论》课程要求教学人员随时接受学生提问,定期进行辅导、指导学生利用电脑软件自学,在辅导中力求做到不厌其烦,并且摸清问题症结所在,以便对以后的教学进行必要的改进。

6、学习方法--《地球概论》的任课教师,根据大学生的学习,应以自学为主的特点,应该鼓励学生刻苦钻研教材,并注意指导学生的学习方法,要求学生认真分析教材的系统,掌握教材的每一个要点,并且鼓励学生在今后的学习中逐步掌握多媒体软件的制作,成为一流的师范大学地理系毕业生。地球概论》的课堂教学,应该注意提高学生抽象思维能力,侧重讲解教材的基本内容,以一、三、四、五章为重点。它的一些具体细节,应该流待学生自学,第六章作为讨论、研究型课程。这样做既有利于节省教学时间,又有利于培养学生的自学能力和钻研精神。

四、        指定教材

金祖孟,陈自悟编写.地球概论.北京:高等教育出版社,1997.

 

五、        教学大纲

  楚雄师范学院地理系《地球概论》课程教学大纲

 

课程名称

       

地球概论

 

 

 

课程基本情况

1.学时:60学时(理论课学时:52学时,实验学时:8学时)

 

2.课程性质:专业基础课

 

3.适用专业:地理科学

   适用对象:本科

 

4.预修课程:物理、数学

 

5.首选教材:金祖孟,陈自悟.地球概论.北京:高等教育出版社,1997.

 

   参考书目:南京大学天文系.天文知识,上海:上海人民出版社,1976.

 

6.考核形式:闭卷考试

 

7.教学环境:课堂、多媒体教室、实验室相结合

 

 

 

 

 

课程教学目的及要求

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

课程教学目的及要求

 

 

(1)课程任务--《地球概论》是地球系统科学基本物理框架的重要组成部分,是高等师范院校地理专业的第一门基础课。在《地球概论》以后,地理专业还有一系列地理课程。《地球概论》的任务,首先在于为所有这些课程提供关于地球系统科学的基本知识,特别是提供同太阳辐射能在地球表面上的分布和变化以及与地球运动参数有关的天文知识。

   关于地球系统科学的基础知识也是中学地理课程的重要内容和难点所在。因此,作为以培养中学地理教师为主要任务的高师地理专业的一门基础课,《地球概论》课程也是为中学地理教学服务的。

 

   地球系统科学的基础知识,包括关于天体和宇宙的知识在内,都是人类认识自身生存环境的基本知识。这些知识都是同辩证唯物主义的宇宙观相联系的。因此,《地球概论》的教学,应该在培养学生的辩证唯物主义的宇宙观方面,在科学普及宣传方面,起着有益的作用。

 (2)基本内容--《地球概论》主要涉及关于地球系统科学的基本知识。它以地球的天文学和地球的物理学为基本框架和主要内容。

 

   《地球概论》在天文学方面的内容以地球为主,以太阳和恒星为辅。具体地说,它主要是

地球的运动(自转和公转)。它们的地理意义(四季和五带,历法和时间)以及地球和月球的关系(日月食和天文潮汐)。普通天文学的内容包括恒星和星系,太阳和太阳系,月球和地月系。

   

《地球概论》在地球物理学方面的内容,主要的是地球的形状、结构和物理性质,其次是地球及其圈层在时间上的历史。

 

3)课程结构--《地球概论》分为六章,十五节。第一章是地球和天球的基础知识,第二至五章是与地球运动有关的天文学,最后一章是地球物理学。在关于天文学的四章中,第二章是普通天文学,主要说明地球的宇宙环境;第三、四、五章是与地球运动有关的天文学,是全课程的重点,也是学生今后学习其它地球科学知识的基础。

  

4)教学要求--《地球概论》的教学力求用辩证唯物主义的观点,阐明有关地球系统科学的基础知识,以地球和天体运动的客观事实,揭示自然界的相互联系和运动规律,以及人类认识自然界的从现象到本质的辩证过程。

   

《地球概论》的教学力求体现理论联系实际的原则,务使教学内容符合高师地理系地理专业和其它专业以及中学地理教学的需要;对于天文学内容的广度和深度,要注意适可而止。

     《地球概论》的教学要使学生掌握如下的基本理论和基本知识,即地球的自转和公转及其相互关系的,互关系的知识,地球上的四季和五带、历法和时间的知识,日、月食和天文潮汐的知识。

 

《地球概论》的课外教学要使学生掌握如下的基本技能,即认识主要星座,并且在其中识别行星,使用学校天文望远镜观测月面和行星,从而使师范生在走上教学岗位后能带好学中的第二课堂教学与课外活动。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(一)第一章  地理坐标与天球坐标    12   学时)

1、掌握:坐标系中的圈和点:天球、天赤道、地平圈、黄道、子午圈、二分圈、二至圈、南点与北点、东点与西点、春分点、秋分点、冬至点、夏至点。基本概念:经度、纬度、高度、方位、时角、赤纬、赤经、仰极高度、上中天、下中天、天体的周日运动、恒星时。要求掌握的基本知识:地理坐标与四种天球坐标的坐标模式及其相应的有关坐标的计算,地球上和天球上的方向判断,四大星区出没的计算。恒星时及其计算。

  2、理解:六时圈、卯酉圈、无名圈、上点、下点、无名点、天北极、天南极、天顶、天底,纬线、经线、基圈、始圈、终圈、原点、极点、介点、黄纬、黄经、天体的周日运动与周年运动的方向、速度、周期、路线。各种天球坐标的区别与联系。

  3、了解:大圆、小圆、天顶距、周日圈,赤道和本初子午线的来历,地球上的直线距离与角距离的换算,星空推算及四大星区出没的计算。

 

 

(二)  第二章  地球的宇宙环境        12    学时)

1、掌握:

1)、恒星和星系  恒星的定义、恒星的运动、恒星的发光和光谱、恒星的光度、亮度、视星等、绝对星等以及它们之间的相互关系;恒星的划分,银河和银河系的概念,银河系的结构,太阳在银河系中的位置。

2)、太阳系:太阳的大小、日地距离、太阳的热能和温度、太阳大气、太阳活动、行星分类、行星的分布规律、行星的运动规律、行星运动轨道的特征。有关行星运动计算。

3)、地月系:地月系的组成,月球的自转和公转方向、周期、速度,月球的同步自转,月相变化规律及周期。恒星的光度、亮度、视星等、绝对星的计算。

   2、理解:星际物质和星云,月面的自然条件,彗星、流星、恒星的组成,恒星的自行,太阳系的发现,太阳系的星云假说。

   3、了解:恒星的组成,太阳系的起源,总星系,宇宙,恒星的演化,多普勒效应,大爆炸宇宙学,天文新发现。

 

(三)  第三章  地球的运动      10  学时)

1、  掌握:

1)、地球的自转  1)地球自转的证明(主要掌握傅科摆证明);2)地球自转的规律:主要掌握自转的周期(三种周期的关系)及自转的速度(方向、速度);3)地球自转的后果:主要掌握不同天体的周日运动和地球上水平运动的偏向,恒显星、恒隐星、出没星及三种星区的计算。

  2)、地球的公转  1)地球公转的证明:恒星的周年视差、恒星的光行差;2)地球公转的规律:公转轨道、公转周期、公转速度;3)公转的后果:恒星的周年视差、太阳周年运动、行星同太阳的会合运动、月球同太阳的会合运动,行星会合周期的计算。

   2、理解:恒星日、太阳日、太阴日、恒星年、回归年、近点年、食年、岁差、黄赤交角、

            黄白交角、恒显星、恒隐星、出没星、恒星周年视差、太阳周年运动、傅科摆偏转速度公式。

   3、了解:傅科摆偏转速度公式的推导,视太阳日的长度及变化,不同天体的周日运动的演示实验,黄道十二宫及来历。

 

(四)   第四章   地球的运动的地理意义      14    学时)

1、  掌握:

1)、太阳回归运动:太阳回归运动与太阳赤纬、太阳直射点移动的关系。

  2)、昼夜长短:昼夜交替的原因、昼夜长短的公式及计算方法、昼夜长短

的纬度分布及季节变化。

   3)、太阳高度:太阳高度的概念及计算公式、正午太阳高度的纬度和季节变化规律、、正午太阳高度的测定。

   4)、四季和五带:四季递变的原因、四季的划分、五带的划分及其特征。

   5)、历法:历法的概念及编历原则、历法的分类、阴历、阳历、阴阳历、中国的农历。

   6)、时间:地方时与地方经度的关系、时区与区时的概念及推算、日界线和日期的进退、日期的推算。

2、理解:太阳回归运动,半昼弧的公式,太阳高度的概念及计算公式,四季和五带,阴        历、阳历、阴阳历、中国的农历,地方时、标准时、区时、法定时,日界线。晨昏蒙影、平   太阳时和真太阳时及时差。

3、了解:影响昼夜长短的其它因素,五带分论,观象授时和历法起源,公元的来历、拟议中的阳历改革、从世界时到协调世界时、地球上的日期。

 

(五)   第五章  地球和月球     4  学时)

1、  掌握:

1)、日食和月食:日食和月食的概念、天体的影锥、日食和月食的种类、日食和月食的过程、日食和月食发生的条件、日月食的食限和食季、沙罗周期。

2)、潮汐:海面的潮汐涨落、地球的潮汐变形、引潮力及其分布、引潮力的

               因素、太阴潮与太阳潮、海洋潮汐的周期。

2、  理解:日食、日全食、日偏食、日环食、月食、月全食、月偏食、半影食、初亏、食既、食甚、食分、生光、复圆、食限、潮汐的概念、大潮、小潮、太阳潮、太阴潮、引潮力的大小及其分布。

3、了解:、日食和月食发生时的壮观景象、日食和月食的科学意义、影响日月食限大小的因素、海洋潮汐的复杂性、潮汐摩擦、潮汐的地理意义。

 

(六)   第六章    地球的结构和物理性质     2  学时) 作为讨论、研究型课程)

1、  掌握:

1)、地球的形状和大小:地球是一个球体,重力作用和地球形状,地球是一个扁球体。地球自转,地球是一个不规则的扁球体,地内物质分布和地  球形状。

2)、地球的结构:地球的外部结构,地球的表面,陆地,海洋。

2、理解:地球是一个球体,而且地球是一个不规则的扁球体,地球的自转,地理纬度和地心纬度。地球的外部结构、地球内部结构、地球的表面、陆地,海洋。

3、了解:地震波与地球内部结构,地球的质量和平均密度,地球内部的密度,地球内部重力,地球内部的压力,地球内部的温度,地球内部的热源、温度的演变。地磁和地磁要素,地磁要素的分布,地磁要素的变化。地球内部的压力,地球内部的温度,地球内部的热源、温度的演变。地磁和地磁要素,地磁要素的分布,地磁要素的变化。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

配套

实践

环节

1)课堂演示--《地球概论》的一些内容,具有抽象、立体和运动的特点,因而显得比较难于接受。针对这些情况,要求任课教师设计多媒体软件工具为主和制作挂图为辅,逐步取消挂图,并且在课堂教学中使用电脑进行演示。

2)课堂实习--为了巩固教材中的重点和难点,《地球概论》安排如下的课堂实习:以微机为载体,加强对地理座标、天球座标、太阳的回归运动、昼夜长短、正午太阳高度、历法、时间等内容的理解。

4) 观测活动--《地球概论》利用课外时间进行如下观测活动:星空及其季节变化;月面及月相变化,重要星相的望远镜观测。

5)习题作业--《地球概论》在每一节之后,需要布置一定数量的习题;要求学生在认真阅读课本的基础上,很好地完成习题作业。

6)教学辅导--《地球概论》课程要求教学人员随时接受学生提问,定期进行辅导、指导学生利用电脑软件自学,在辅导中力求做到不厌其烦,并且摸清问题症结所在,以便对以后的教学进行必要的改进。

7)学习指导--《地球概论》的任课教师,根据大学生的学习,应以自学为主的特点,应该鼓励学生刻苦钻研教材,并注意指导学生的学习方法,要求学生认真分析教材的系统,掌握教材的每一个要点,并且鼓励学生在今后的学习中逐步掌握多媒体软件的制作,成为一流的师范大学地理系毕业生。

说明

地球概论》的课堂教学,应该注意提高学生抽象思维能力,侧重讲解教材的基本内容,以一、三、四、五章为重点。它的一些具体细节,应该流待学生自学,第六章作为讨论、研究型课程。这样做既有利于节省教学时间,又有利于培养学生的自学能力和钻研精神。

大编

责任人

  自然地理  (教研室)           (签名)

 

                                       2003    2    16 

系审核

意见

                (系)                     (签名)

 

                                                          

学院审核意见

 

                                (签名)                 (公章)

 

                                                         

六、授课教案

《地球概论》  内容简介

一、地球概论的学科性质

1、  它是对全球概括性论述的一门学科

   地球概论讲述的是地球整体,而其它课程所讲的是关于地球的某一圈层,如地球的大气圈、水圈、岩石圈和生物圈。

2、  其内容首先是天文学,其次是物理学

前者主要讲述地球的运动及地理意义,以及地球与月球的关系,这是本课程的重点

所在;后者简要讲述地球的形状大小,内外结构以及它的物理性质。

3、  地球的天文学还包括地球的宇宙环境

教学内容体系从远到近,由小及大。为了地理定位和表示天体的视运动,地球概论首先讲的是地理坐标和天球坐标。

二、地球概论的作用与地位

1、  起着为其它学科开路的作用

2、  是每个有文化的公民都应该了解的

三、地球概论的学习中应注意的问题

1、  具备一定的空间思维能力

2、  进行灵活多样的练习

 

 

 

第一章                                地理坐标与天球坐标

[教学目的]

  1、使学生掌握:坐标系中的圈和点:天球、天赤道、地平圈、黄道、子午圈、二分圈、二至圈、南点与北点、东点与西点、春分点、秋分点、冬至点、夏至点。基本概念:经度、纬度、高度、方位、时角、赤纬、赤经、仰极高度、上中天、下中天、天体的周日运动、恒星时。要求掌握的基本知识:地理坐标与四种天球坐标的坐标模式及其相应的有关坐标的计算,地球上和天球上的方向判断,四大星区出没的计算。恒星时及其计算。

  2、使学生理解:六时圈、卯酉圈、无名圈、上点、下点、无名点、天北极、天南极、天顶、天底,纬线、经线、基圈、始圈、终圈、原点、极点、介点、黄纬、黄经、天体的周日运动与周年运动的方向、速度、周期、路线。各种天球坐标的区别与联系。

  3、使学生了解:大圆、小圆、天顶距、周日圈,赤道和本初子午线的来历,地球上的直线距离与角距离的换算,星空推算及四大星区出没的计算。

[教学重点]

    地球上的一些圈和点,地球上的经度和纬度,地球坐标系。天球上的圈和点,四种天球坐标系,。天球上各种天球坐标的计算及其它们之间的相互换算。

[教学难点]

     地球坐标系,天球上各种天球坐标的计算及其它们之间的相互换算;地球上的方向的判断及天球上的方向的判断;四大星区出没的计算。

[教具准备]

     地球仪、天球仪、直尺、圆规、教学挂图、幻灯机。

[教学课时]

     12课时

[教材分析]

     本章教材的核心是地球坐标系和天球坐标系,本章内容比较抽象难懂,因此本章内容关键在于如何帮助学生正确地理解有关概念;逐步培养学生的观察能力、想象能力和空间思维能力,为使学生逐步形成有关物质运动的辩证唯物主义观点奠定基础;为了达到教学目的,在教学过程中要加强学生的实践活动,多利用教具和挂图,积极引导学生观察、思考,进行灵活多样的练习,充分调动学生的积极性和主动性。

[教学方法]

     讲授法、谈话法兼讨论法

 

 

 

 

 

 

第一节               地理座标

 

一、 经线和纬线

1、地理定位的需要

    二直线相交于一点,每一地点都可看作特定的经线和纬线的交点。

2、经线和纬线都是地面上的圆:

     大圆:同一球面上最大的圆,其圆心即为球心;               

     小圆:大圆以外的圆。

 

 

 

 

 

 

 

 


                                             经度和纬度  纬度是线面角,即本地法线与赤道平面的交角;经度是两面角,即本地子午面与本初子午面的交角。

地球自转方向向东。在北半球看,呈逆时

针方向,在南半球看,呈顺时针方向。

 

 

3、纬线(parallel):垂直于地轴的平面同地球相割而成的圆:

     纬线相互平行,大小不等;

     赤道(equator)是纬线中唯一的大圆,将地球分为南北半球;

4、经线(meridian):通过地轴的平面同地球相割而成的圆:

经线都是大圆(通常指它的半圆),都在两极相交,

大小相同;本初子午线(prime meridian)

通过英国格林尼治天文台的经线(1884年确定)                   

5、地球上的方向:

     南北方向(经线方向),有限方向;               

东西方向(纬线方向),无限方向;

理论上亦东亦西;实际上非东非西。

6、地球上的距离

   因地球是一个球面,两点之间的距离实际上是角距离,

通常用海里表示。

         1海里=经线一分的长度

         赤道全长=21600海里

 

  经度和纬度    

 

1、经度和纬度是经线和纬线的“编号”,本身代表一种角度。

2、纬度:一地相对与赤道平面的南北方向和角度;

     纬度是一线里两角,即本地法线与赤道平面的交角 

     纬度在本地经线上度量,南北纬各分90度。

3 经度:本地子午面的东西方向和角距离;

经度是两面角,本初子午面为起始面;

本地子午面为终面;经度通常在赤道上度量,

东西经各分180度。

   经(纬)度与经(纬)线的关系

     经度和纬度用来区分不同的经线和纬线;

     经线即等经度线,纬线即等纬度线。

四、 地理座标

    一地的经度与纬度相结合,叫做该地的地理座标;

    同地理座标相联系的三个大圆。

书写时:先纬度,后经度;数字在先,符号在后。

例如:北京(39o57N,116oE

 

 

 

经线和纬线纬线平面垂直于

地轴,经线平面都通过地轴

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


图:在墨卡托投影图上的经纬线.经线互相平行,危险

间隔由赤道向两极增大,以致格陵兰岛比南美洲还大。

 

                         第二节      天球与天球座标      

     天球和天穹 

1 天球:以地心为球心,半径为任意的假想球体,表示天体视运动的辅助工具。

      是整球和圆球;  分地心天球和日心天球。

2、天穹:地平以上的半个天球

           是半球和扁球

3、天球上的圆和点

1)、地平圈;天赤道;黄道

   地平圈:过地心且垂直于地面法线的天球大圆。

它把天球分成可见部分和不可见部分。

天赤道:就是地球赤道平面无限扩大,

同天球相割而成的天球大圆,把天球分成

南北两半球。

 黄道:就是地球绕日公转轨道平面无限

扩大,同天球相割而成的天球大圆。

  2)、大圆的极点:                                             天球示意图

        地平圈两极:天顶和天底

        天赤道的两极:天北极和天南极

        黄道的两极:黄北极和黄南极

  3)、大圆的交点:

        天赤道交地平圈:东点和西点

        黄道交天赤道:春分点和秋分点。

  4)、大圆的大距点:

        地平圈对于天赤道:南点和北点;

        天赤道对于地平圈:上点和下点;

        黄道对于天赤道:夏至点和冬至点

        天赤道对于黄道:无名点            

4、天球上的方向和距离

    东西方向:俯视,逆钟向为东。

    距离:只有角距离。例如:

牛郎星与织女星相距16.4光年,

但是在天球上用它们相距35o角度来表示。

  天球座标                            天球上的方向 左图:俯视天球和地球,则天上和天球上的方向 左图:俯视天球和地球,则天上和地上的东西方向一致,顺时针为向西。右图:在地球上仰望天球,则天上的东西方向和地上相反,逆时针为向西。

 

(一)、球座标系的一般模式        

 

 

 

 

 

 

 

 

 

天球上的距离:牛郎和织女在地心上天球                    球面坐标的一般模式                                       上相距35º,它们的空间距离16.4光年,                  始圈和终圈构成球面三角形                   

                     

  1、圈                                        

以基圈,始圈和终圈构成一球面三角形;       

纵座标即纬度;横座标即经度。               

任何一点的位置,都可以用一定的经度         

和纬度的结合来确定。

2、点

原点:始圈与基圈的交点。

介点:终圈与基圈的交点。

极点:始圈与终圈的交点。

对于某颗星的天球坐标可表示为:*(纬度,经度)

天文学上常用的天球坐标系有:地平坐标系、第一赤道坐标系、第二赤道坐标系、黄道坐标系。前两类叫右旋坐标系(向西旋转),后两类叫左旋坐标系(向东旋转)。

(二)、 地平座标系

 

1 用途:表示天体在天空中的高度和方位;

2、系统:地平圈,子午圈,卯酉圈;

 

       

                                        

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


天体的地平坐标:高度和方位

地平坐标系的圆圈系统地平圈上4个相距90°的点:东、南、西、北点;得到子午圈(过南、北点)和卯酉圈(过东、西点)

 

  子午圈:通过南北两点的地平经圈。分为:

子圈和午圈。

卯酉圈:通过东西两点的地平经圈。以天顶和天

底为界分卯圈和酉圈;

3 基本要点:

        基圈:地平圈

        原点:南点;  始圈:午圈

        纬度:高度;   经度:方位

(方位0360度,自南点向西沿地平圈度量)

()  第一赤道座标系(也称时角座标系)

  1、用途:用于时间度量;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


                                                  天体第一赤道坐标系:赤纬和时角

第一赤道坐标系的圆圈系统:天赤道上4个

相距90°的点:东、西、上、下点;得到

子午圈(过上、下点)和六时圈(过东、西点)。

 

  2、圆圈系统:天赤道,子午圈和六时圈;

     时圈:天球上一切通过天北极和天南极且垂直于天赤道的大圆。也叫赤经圈。

六时圈:就是通过东点和西点的时圈。以两极为界分东六时圈和西六时圈。

  3、基本要点:基圈:天赤道;            

        原点:上点;    始圈:午圈;

        纬度:赤纬;   

经度:时角(经圈改称时圈

自上点沿天赤道向西度量

卯酉圈;(为使天体的时角“与时俱增 ”)

(四)、第二赤道座标系

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


                                                 天体第二赤道坐标系:赤纬和赤经

第二赤道坐标系的圆圈系统 :天赤道

4个相距90°的点:二分点和二个

无名点;得到二分圈(过二分点的时圈)

和二至圈(过无名点,亦过黄道上二至的时圈)。

 

   1、用途:表示天体在天球上的位置;

   2 圆圈系统:天赤道,二分圈和二至圈;

   3 基本要点:基圈:天赤道;

        原点:春分点;     始圈:午圈;

        纬度:赤纬;  

        经度:赤经,自天赤道向东度量(为使春分点沿天赤道向东度量,即当时的“恒星时”)

 

(五)、黄道座标系:

   1、用途:表示日月行星的位置及其运动;

   2、圆圈系统:黄道,无名圈(通过春分点的黄经圈)和二至圈;

   3、基本要点:基圈;黄道;    原点:春分点;      始圈:无名圈;

        纬度:黄纬;

        经度:黄经,自春分点沿黄道向东度量(为使太阳的黄经“与时具俱增”)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


                                                天体的黄道坐标系:黄纬和黄经

黄道坐标系的圆圈系统

黄道上4个相距90°的点:二分点和二至点;

得到无名圈(过二分点的黄经圈)

和二至圈(过二至点的黄经圈)。

 

(三)、各种天球座标的区别:

1、  地平座标系和第一赤道坐标系:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


                     地平座标系和第一赤道坐标系:

    始圈相同(午圈)但基圈不同,因而高度不同于赤纬,方位不同于时角。 二者的具体差异与当地的纬度有关。仰极高度体现地平系统与第一赤道向系统的关系:

                     仰极高度=天顶赤纬=当地纬度

 

      始圈相同(午圈)但基圈不同,因而高度不同于赤纬,方位不同于时角。

      二者的具体差异与当地的纬度有关。

      仰极高度体现地平系统与第一赤道向系统的关系:

              仰极高度=天顶赤纬=当地纬度

   2、第一赤道座标系和第二赤道座标系:

      基圈相同(天赤道)因而有相关的纬度(赤纬)但始圈不同,因而时角不同于赤经。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


    

 

二者的具体差异于当时的恒星时有关;

      恒星时即春分点的时角,或上点的赤经:

天体赤经+天体当时时角=当时恒星时

 


3、第二赤道坐标系和黄道坐标系

 

第二赤道坐标系和黄道坐标系:

赤经和黄经都向东度量:有共同的原点

(春分点)。但第一赤道坐标系以天赤道

为基圈,春分圈为始圈;黄道坐标系

以黄道为基圈,以无名圈为始圈。

所以,赤纬不同于黄纬,赤经不同于黄经。

 

                                                 第二赤道坐标系和黄道坐标系

 

第二章                       地球的宇宙环境

[教学目的]

1、  掌握:(1)、恒星和星系:恒星的定义、恒星的运动、恒星的发光和光谱、恒星的光度、亮度、视星等、绝对星等以及它们之间的相互关系;恒星的划分,银河和银河系的概念,银河系的结构,太阳在银河系中的位置。

2)、太阳系:太阳的大小、日地距离、太阳的热能和温度、太阳大气、太阳活动、行星分类、行星的分布规律、行星的运动规律、行星运动轨道的特征。有关行星运                            动计算。

3)、地月系:地月系的组成,月球的自转和公转方向、周期、速度,月球的同步自转,月相变化规律及周期。恒星的光度、亮度、视星等、绝对星的计算。

   2、理解:星际物质和星云,月面的自然条件,彗星、流星、恒星的组成,恒星的自行,太阳系的发现,太阳系的星云假说。

   3、了解:恒星的组成,太阳系的起源,总星系,宇宙,恒星的演化,多普勒效应,大爆炸宇宙学,天文新发现。

 

[教学重点]

太阳的结构和太阳活动;行星及其运动规律;彗星的结构,恒星及其恒星的光度、亮度和星等的关系;银河系的组成与结构;月球的自转和公转,月相变化规律及其周期;一些基本概念和基本数据。

[教学难点]

    恒星及其恒星的光度、亮度和星等的关系;月相变化规律及其周期。日、地、月三者在空中的位置关系。

[教具准备]

地球仪、相关的教学挂图、幻灯机。

[教材分析]

本章教材首先讲恒星和银河系,使学生了解地球在宇宙中处于一个什么位置;然后再逐渐缩小范围讲解太阳和太阳系;视野逐渐缩小,最后讲解地月系。这种由远及近、由浅入深的讲解使学生逐步建立空间概念,理解日、地、月三者在空中的位置关系,掌握它们的运动规律。在教学过程中要多使用教具,逐步培养学生的空间思维能力、理解能力、读图用图能力、观察思考问题的能力。

[教学课时]

12课时

[教学方法]

     讲述法、谈话法。

 

                         第一节    恒星和星系

  恒星

1、  定义:就是由炽热气体组成的,

能够自身发光的球形的或类似球形的天体。

其成分主要是氢其次是氦。恒星的

本意就是固定不变的星。

2、  恒星自行:对于观测者而言,

恒星每年在天球上都要移动

一定的角度,这种移动就叫恒星自行。

  恒星的发光和光谱

1、恒星的发光

  恒星演化史上某个阶段的现象                             

  要有巨大的质量;必须达到一定的温度。

2 恒星的光谱

    恒星的光谱反应恒星温度的高低;

    光谱中的吸收线和发射线反映恒星化学成分;

恒星光度和亮度

1、  恒星光度和亮度的概念

亮度:指地球上的受光程度,

亮度与距离的平方成反比。

光度:指恒星自身的风光程度,

它与本身的温度有关,与距离大小无关。

恒星光度和亮度用“星等”来表示。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


2 星等:视星等(m)和绝对星等(M

   视星等是亮度等级;绝对星等是光度等级。

   星等越小;亮度越大。

   星等以等级递减,亮度以等比(R)级数增大:     

             R=(100)1/5      lgR=1/5 lg100=0.4

             R=2.512

   标准距离(10秒差距)下的视星等为绝对星等:

               (光源的视亮度与其距离平方成反比)

2、  天文学的距离单位:天文单位,光年,秒差距;

   天文单位:就是日地平均距离。为149600000千米

光年:就是光在真空中一年所走的距离。

秒差距:若日地距离对某颗星的张角为1,,,

则星距太阳的距离为一个秒差距。

         1秒差距=206265天文单位;

         大多数恒星的M(绝对星等)大于太阳。

恒星的多样性

1、按组合形式来分:单星,双星,星团;

2、按恒星光度变化来分:稳定恒星;

变星,新星,超新星;

3、  按恒星光度和温度的关系来分(赫罗图):

 主序星,白矮星,巨星,超巨星;

  4、脉冲星,中子星。

  银河系和银河

1、同一事物的两个不同现象

银河系:是以银河命名的

星系(形似圆盘);

银河:是银河系在天球上

的投影(环天光带);

银河系总质量:大约

1400亿太阳质量;

星数:12千亿颗。

恒星约占90%,星云和

星际物质约占10%

4、  银河系结构:

是一个又圆又扁的圆盘体,它的中部较厚,四周较薄,就象运动场上的铁饼。其组成为:  由圆盘体(直径8万光年)和银晕组成; 圆盘体分核球和银盘两部分; 核球的中心部分叫银核,银核中心部分叫银心。

4  太阳在银河系内的位置和运动

太阳的位置: 位于银道面附近;

距银心约2.4万光年;银盘在

运动中形成一些旋臂,太阳位于

其中的一条旋臂上,太阳绕银心作

转动,同时太阳还相对于邻近恒星

的运动,向着武仙座方向前进。

太阳绕转银心: 速度为250公里

每秒;周期是2.5亿年

六、总星系

     河外星系:除银河系以外的所有星系。

     星系群:相互邻近的星系组合而成的天体体系。

     星系团:比本星系群更加庞大的天体体系。

     总星系:比星系团更高一级的天空世界。

七、  宇宙

  哲学宇宙

    宇宙无限;

    空间无限:无边无际;(无边界,形状和中心)

    时间无尽:无始无终;(无起源,年龄和寿命)

科学宇宙:指总星系

    时间上有起源,空间上有边界;

    大爆炸宇宙学。

                        第四节     太阳和太阳系

  太阳的距离和大小

   1、日地距离:149 600 000公里;(即天文单位)

   2、太阳的大小:半径约70万公里(地球半径109倍)

   3、地平视差和半径: 根据距离和视半径推算线半径。

   4、质量:1.989×10E33克(约为地球质量的33万倍)

  太阳的热能,温度和热源

1、太阳热能:

1)、太阳常数:1.97/平方厘米.分,或8.16焦尔/平方厘米.分。

太阳常数是在日地处于平均距离,太阳光垂直照射并排除大气影响的条件下,地面上单位面积每分钟所接受的太阳热量。

2)、太阳辐射热能总量:3.826×10E26焦尔每秒      

3)、地球所得:1.74×10E17焦尔每秒(占22亿分之一)

   2、太阳温度:

     1)、根据太阳辐射热量数量推算称有效温度;

     2)、根据太阳辐射光谱测定称辐射温度;

           太阳光球温度:5770K

           太阳中心温度:15 000 000K

           日冕温度:1 500 000K

3、太阳热源:

   1)、 产热过程:热核反应(氢核聚变为氦核)

   2)、 产热方式:质量转化为能量;

   3)、产能中心:在太阳核心

4、太阳大气

   太阳可以直接观测的外部层次

   1)、光球:是太阳大气的底层,最明亮,厚度500千米。  

   2)、色球:是太阳大气的中层,亮度仅及光球的千分之一,厚度2000千米。

   3)、日冕:是太阳大气的外层,亮度仅及色球的千分之一,无明显的上界。

三、太阳活动:太阳大气各种变化的总称(太阳“天气变化”)

   1、黑子:扰动太阳的明显标志,各种变化皆与星子同步起

   2、耀斑:扰动太阳的主要标志,对地球的影响最强烈;

   3、磁暴,电离层干扰,极光。

四、九大行星:

    水星,金星,地球,火星,土星,天王星,海王星,冥王星。

    以地球为界分为地内行星和地外行星;

    以小行星带为界分为内行星和外行星。

五、行星绕太阳公转

 开普勒行星运动定律:

   第一定律(轨道定律):行星轨道都是椭圆;太阳位于椭圆的焦点之一。

   第二定律(面积定律):行星向径在轨道平面上扫过的面积与时间成正比,即面速度不变。

   第三定律(周期定律):两行星周期平方之比,等于其距离立方之比:

                       T12/T22=a13/a23

               牛顿用万有引力定律,修正了第三定律,

                   T12(M+m1)/ T22(M+m2)= a13/a23

              开普勒认为,行星单纯绕太阳中心运动;

         牛顿认为,行星和太阳都绕它们的共同质心;质心的位置取决于二者的质量比。

         开普勒廓清了行星轨道的特征,指出了行星怎样运动;获得了天空立法者的美誉。

         牛顿解释了行星运动的物理原因,回答了行星为什么这样运动。至此太阳系理论

         完全确立。 

六、  类地行星和类木行星(按行星物理性质分类)

   1、类地行星:水星,金星,地球,火星,距太阳较近,质量较小,平均密度高,

        以重物质为主,温度高;

   2、类木行星:木星,土星,天王星,海王星,离太阳较远,质量大,平均密度低,

         以轻物质为主,温度低。

七、   彗星和流星体

       彗星本质上是在偏心率很大的轨道上绕日运行的冰物质。

       彗星奇特外貌是它通过近日点前后的暂时现象;

       哈雷彗星;

       流星体

八、   太阳系的起源问题

行星轨道的共同特征:同向性;共面性;近圆性

星云假说的基本论点:

        形成太阳系的物质基础是弥散星云;

        形成太阳系的动力来源是自引力。

意义:

      “在僵化的自然观上打开第一个缺口”(恩格斯语)

 

                        第五节  月球和地月系

  月球的距离和大小

  1、月地平均距离:384 000公里;

  2 半径:1738公里;

  3 质量:地球质量的1/81.3

  月球的运动

1、月球绕转地球:

   (!)、 轨道形状椭圆,偏心率00549

   2)、周期:27.32日(恒星月);

   3)、速度:角速度;线速度1公里每秒。

2、月球自转:

   1)、与其公转同步(方向相同,周期相等),称同步自转;

   2)、大体上只看到相同的半个月面,

  月相

月相:就是月球的明暗两部分不断变化的状况。

1、月相变化的因素:太阳照射方向;地球观测方向。

   方向相反,新月;

   方向相同,满月;

   方向垂直,上弦月或下弦月。

2、月相变化周期:29.5306日(朔望日)

3、月相、方位和时刻

月相

距角

太阳出没比较

月出

中天

月落

见月时间

新月

0º

偕日升落

清晨

正午

黄昏

彻夜无月

满月

180º

此起彼落

黄昏

半夜

清晨

通宵见月

上弦月

90º

迟升后落

正午

黄昏

半夜

上半夜西天

下弦月

270º

早升先落

半夜

清晨

正午

下半夜东天

       月亮愈圆见月时间越长

四、月面的自然条件:

  (一)、月海,月陆,环形山;

   没有大气,没有生命

1、月海:月球上比较阴暗的部分。其实那里没有任何形式的水,而是广阔的平原。较大的月海有10个。分布在月球的东、西部地区。

2、月陆:月球上比较明亮的部分,是月球的高地。

3、环形山:中部低凹,四周凸起的环形地带。现在叫月坑。

4、月球上的山脉:月面上也有连绵的山脉,高度达7000~9000km。

5、月球上的亮线和暗线:

   亮线:叫辐射纹,是从大环形山向四周辐射的明亮线条。

   暗线:是深陷的裂缝,有如地面上的沟谷,被叫做月谷。

(二)、月面的物理状况
1
、月球上有失重现象

2、月球上没有大气、水分,温度日变化剧烈,无生命

3、月球的内部结构及变化:月球并不是一存不变的,月球上的月震和火山爆发时刻改变其形状。其内部结构与地球相似。

 ()、在月球上看天象

      到月球上旅行,不仅会为月面上那迷宫般的环形山脉,飘飘欲仙的失重现象,绝无鸟语花香的寂静感到新奇,而且在它上面观察天象,日、地、星辰的出出没没,更是别具一格妙不可言。

第三章                       地球的运动    

 

[教学目的]

 

1、掌握:(1)、地球的自转  1)地球自转的证明(主要掌握傅科摆证明);2)地球自转的规律:主要掌握自转的周期(三种周期的关系)及自转的速度(方向、速度);3)地球自转的后果:主要掌握不同天体的周日运动和地球上水平运动的偏向,恒显星、恒隐星、出没星及三种星区的计算。

           2)、地球的公转  1)地球公转的证明:恒星的周年视差、恒星的光行差;2)地球公转的规律:公转轨道、公转周期、公转速度;3)公转的后果:恒星的周年视差、太阳周年运动、行星同太阳的会合运动、月球同太阳的会合运动,行星会合周期的计算。

   2、理解:恒星日、太阳日、太阴日、恒星年、回归年、近点年、食年、岁差、黄赤交角、

            黄白交角、恒显星、恒隐星、出没星、恒星周年视差、太阳周年运动、傅科摆偏转速度公式。

   3、了解:傅科摆偏转速度公式的推导,视太阳日的长度及变化,不同天体的周日运动的演示实验,黄道十二宫及来历。

 

 [教学重点]

    地球自转的周期、速度、方向、天体的周日运动、地球水平运动的偏向;地球公转的轨道、周期、速度。

[教学难点]

     用傅科摆证明地球自转,地球自转的三种周期及其他们的区别、地球自转的速度、不同纬度天体的周日运动,地球水平运动的偏向。地球公转的轨道、周期、速度。恒星的三种星区范围的计算,行星会合周期的计算。

[教具准备]

     地球仪、直尺、圆规、教学挂图、幻灯机、幻灯片。

[教学课时]

     10课时

[教材分析]

       本章教材的核心是地球的自转和公转,本章内容比较抽象难懂,关键是建立地球自转和公转的空间概念,主要掌握地球自转和公转的规律,及其产生的后果。因此本章内容关键在于如何帮助学生正确地理解有关概念;逐步培养学生的观察能力、想象能力和空间思维能力,为使学生逐步形成有关物质运动的辩证唯物主义观点奠定基础;为了达到教学目的,在教学过程中要加强学生的实践活动,多利用教具和挂图,演示地球的自转和公转运动,使学生从观察入手,步步深入地理解有关地球运动的知识极其知识间的联系,同时培养学生的能力,积极引导学生观察、思考,进行灵活多样的练习,充分调动学生的积极性和主动性。

[教学方法]

     讲授法、谈话法兼讨论法

 

 

 

 

 

                     第一节   地球的自转

一、傅科摆:地球自转的物理证据

   1)、特征:摆长,锤重,持续时间长;

   2)、偏转方向:北半球右偏,南半球左偏;

   3)、偏转速度:因纬度而异;q15°SINj/时。

二、极移

1、  定义:极移就是地球上南北极在地表的移动。

2、  极移的原因:是由于平均极的移动造成的。

三、地轴进动

1、地轴的一种圆锥运动:

     圆锥轴垂直于轨道平面;

     圆锥半径23°26¢(黄赤交角);

     方向向西;

     速度每年50²

     周期25800年。

2、地轴进动的表现:

     天极周期性运动;

     北极星变迁;

     天赤道变化;

     二分点沿黄道西移;

     使回归年小于恒星年(我国古称“岁差”)

3、地轴进动原因:

     地球形状:地球是一个明显的扁球体,赤道形成一个环行隆起。

     黄赤交角:由于黄赤交角的存在,使月球和太阳经常在赤道平面以外对赤道隆起施加压力,合力距会使地轴趋近于黄轴。

四、地球的自转周期:

1、恒星日:同一恒星连续两次在同地中天的时间,是地球自转的真正周期,

            长为23小时56 (天文学以春分点定义恒星日)

2、太阳日:同一连续两次在同一地中天的时间,24小时00分;

3、  太阴日:月球连续两次在同地中天的时间,24小时54分。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


五、 视太阳日长度的季节变化:

1、太阴每日赤经差:

     太阳日不同于恒星日,在于太阴赤经的变化;

     太阴周年运动向东,赤经逐日递增中天时刻逐减(恒星日)推迟, 因而:

     太阳日大于恒星日

     太阳每日赤经差因季节而异,视太阳长度有季节变化。

2、赤经差变化的主要原因是黄赤交角:

     同样的黄经差造成不同的赤经差;

     冬夏二至(黄赤二道平行)赤经差最大,视太阳日最长;

     春秋二分(二道交角最大)赤经差最小,视太阳日最短。

3、赤经差变化的次要原因是椭圆轨道:

     造成太阳黄经差本身的变化;

     近日点变化最快,视太阳日较长;

     远日点变化最慢,视太阳日较短。

4、视太阳日长度是二者的迭加:

     二至最长,二分最短;

     夏至,(最长的视太阳日在冬至后)

     秋分短于春分(最短的视太阳日在秋分前)

六、 地球自转速度

   1、角速度:15°/小时

   2、线速度:V2pR/T=465m/s; Vj=Vcosj

七、 不同纬度的周日运动

1、恒显星,恒显区和恒显圈

恒显星:周日圈位于地平以上,

因而终日可见的恒星。

     恒显区:恒显星在天球上的赤纬范围;

恒显圈:恒显区的界线,即在北南点

与地平圈相切的赤纬圈。

2、恒隐星:

   恒隐星:周日圈位于地平以下,

因而终日不可见的恒星。

   恒隐星区:恒隐星在天球上的赤纬范围。

3、出没星

   出没星:周日圈与地平圈相交,

因而每日东升西落的恒星。

   出没星区:出没星在天球上的赤纬范围。

4、纬度越高,恒显(隐)区愈大,出没区愈小:

    恒显(隐)圈的仰(府)极距=j

    出没星区宽度=2(90°j)

周日圈与地平交角=90°-j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


八、水平运动偏转

   1、偏转方向:北半球偏右,南半球偏左;

   2、科里澳力(地转偏向力):

        F=2VwNSINj

   3、科里澳力只改变运动方向,不改变速率。

 

                        第二节  地球的公转

  地球公转的证明

1、  恒星年视差:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   1)、定义:地球轨道位置对恒星视位置的影响;往往以一内年为周期,也叫恒星的周年视差。

   2)、恒星年视差路线:在黄极是一个正圆,在黄道上是一条直线,其余位置是一个椭圆。

   3)、恒星年视差大小:当日地连线垂直星地连线时,视差位移达最大值(每年二次),为该恒星年视差大小;恒星愈远,其年视差愈小(比邻星年视差为0²76);恒星年视差的角秒值,与恒星距离的秒差距互为倒数:p²=1/D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


2、光行差:

  1)、定义:地球轨道速度对光行方向的影响;

2)、光行差常数:就是真方向与视方向的夹角,

其值为20²(与恒星距离无关),是一个常数。

3)、光行差路线:光行差位移总是沿着地球公转

速度方向偏离其真实位置。其

轨道在黄极是一个正圆,在黄道

上是一条直线,其余位置是一个椭圆。

2、  年视差和光行差比较:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


   1)、黄纬愈高,年视差椭圆的偏星率愈小;

   2)、恒星年视差沿轨道半径方向偏离其平均位置;

   3)、恒星光行差则沿轨道切线方向偏离其真位置。

4、多普勒效应:

   地球轨道速度对星光频率的影响,使得恒星的

普线以一年为周期,交互发生红移和紫移的效应。

二、 地球轨道

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


   1、轨道形状:椭圆

      偏心率:e=c/a=0.0167

       f= a-a/a=1/7000

      轨道半长轴:149 600 000公里

2、太阳在轨道中的位置:两焦点之一

     近日点:(地球一月初经过)147 100 000公里;

     远日点:(地球七月初经过):152 100 000公里;

3、、地球的轨道面:就是黄道面,与赤道面的交角为黄赤交角。

四、地球公转周期

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


  

 

1 恒星年:就是地球公转连续两次经过同一颗恒星的时间间隔,其值为:365.2564日;

  2 回归年:就是地球公转连续两次经过春分点的时间间隔,其值为:3365.2422日;

  3 近点年:就是地球公转连续两次经过近日点的时间间隔,其值为:365.2596日;

4、交点年:就是地球公转连续两次经过黄白交点之一的时间间隔,其值为:346.6220日;

四、 地球公转速度

1、角速度:平均每日59¢(因距离而变化)

2、线速度:平均每秒30公里(因距离而变化)

3、面速度:不变(开普勒第二定律)

五、行星同太阳的会合运动(地球公转的后果)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


1、会合运动:行星同太阳相对位置的变化

     地内行星:上合,下合和东西大距;

     地外行星:合日,冲日和东西方照。

2、会合周期:

EP分别表示地球和行星的周期,

S为会合周期。便有:

      360°/ES=360°+q   ¼¼¼¼(1)

      360°/RS=q¼¼¼¼(2)

    (1)-(2):S(360°/E-360°/P)=360°

即:1/S=1/E-1/P;      地内行星则有:

1/S=1/P-1/E

    周期相差愈大,会合周期愈短。

3、行星相对于恒星的运动

   地内行星在下合前后逆行;

   地外行星在冲日前后逆行。

  月球同太阳的会合运动

    1、类似于地外行星

2、同月相变化相联系,朔望(合和冲)、

上下弦(东西方照)

    3、始终向东,没有逆行

   4、会合周期(朔望月):1/S=1/M-1/EM~月球公转周期,E~地球公转周期)

第四章            地球运动的地理意义

[教学目的]

1、掌握:

1)、太阳回归运动:太阳回归运动与太阳赤纬、太阳直射点移动的关系。

    2)、昼夜长短:昼夜交替的原因、昼夜长短的公式及计算方法、昼夜长短

的纬度分布及季节变化。

   3)、太阳高度:太阳高度的概念及计算公式、正午太阳高度的纬度和季节变化规律、、正午太阳高度的测定。

   4)、四季和五带:四季递变的原因、四季的划分、五带的划分及其特征。

   5)、历法:历法的概念及编历原则、历法的分类、阴历、阳历、阴阳历、中国的农历。

   6)、时间:地方时与地方经度的关系、时区与区时的概念及推算、日界线和日期的进退、日期的推算。

2、  理解:太阳回归运动,半昼弧的公式,太阳高度的概念及计算公式,四季和五带,历法的概念,阴历、阳历、阴阳历、中国的农历,地方时、标准时、区时、法定时,日界线,及其区时和日期的推算。晨昏蒙影、平太阳时和真太阳时及时差。

3、  了解:影响昼夜长短的其它因素,五带分论,观象授时和历法起源,公元的来历、拟议中的阳历改革、从世界时到协调世界时、地球上的日期。

[教学重点]

        太阳回归运动概念,太阳回归运动与太阳直射点移动的关系;昼夜长短的计算方法,昼夜长短如何随纬度和季节而变化;太阳高度的定义及计算方法,太阳高度随纬度和季节而变化的规律;四季和五带的划分;区时推算及日期的推算。

 

[教学难点]

昼夜长短的计算方法,昼夜长短如何随纬度和季节而变化;太阳高度的定义及计算方法,太阳高度随纬度和季节而变化的规律;地球上四季的递变和五带的形成;区时推算及日期的推算,日界线。

 

[教具准备]

     地球仪、直尺、圆规、教学挂图、幻灯机、幻灯片、多媒体课件。

[教学课时]

     14课时

[教材分析]

       本章教材的核心是太阳回归运动概念,太阳回归运动与太阳直射点移动的关系;昼夜长短的计算方法,昼夜长短如何随纬度和季节而变化;太阳高度的定义及计算方法,太阳高度随纬度和季节而变化的规律;四季和五带的划分;区时推算及日期的推算,日界线。本章内容跟实际生活结合得比较紧密,象昼夜长短的变化、地球上四季的递变和五带的形成、不同地方的区时之差、正午太阳高度随纬度和季节而变化的规律等等知识都是人们在实际生活中可以感受到的,因此讲课过程中一定要理论联系实际,尽量讲得形象易懂一些。因此本章内容关键在于如何帮助学生正确地理解有关概念;逐步培养学生的观察能力、想象能力和空间思维能力,为使学生逐步形成有关物质运动的辩证唯物主义观点奠定基础;为了达到教学目的,在教学过程中要加强学生的实践活动,多利用教具和挂图,使学生从观察入手,步步深入地理解有关知识及其知识间的联系,同时培养学生的能力,积极引导学生观察、思考,进行灵活多样的练习,充分调动学生的积极性和主动性。同时培养学生理论联系实际的能力,把理论知识应用于实际生活中,学会用书本知识解释现实生活中的一些自然现象,例如用太阳回归运动的知识解释昼夜长短和太阳高度的纬度和季节变化规律。又用昼夜长短和太阳高度的纬度和季节变化规律来解释地球上地球上四季的递变和五带的形成,等等。

[教学方法]

     讲授法、谈话法兼讨论法、提问法。

 

 

 

 

第一节                       四季和五带

一、 太阳回归运动

1、太阳回归运动概述

  1)、定义:由于黄赤交角的存在,使得太阳在黄道上的周年运动表现为太阳相对于天赤道做南北往返运动,这种运动就叫太阳回归运动。

  2)、形成四季和五带的根本原因是黄赤交角;

        由于黄赤交角,使太阳周年运动表现为对于天赤道的回归运动:

        回归线:太阳回归运动的南北界线;

        回归年:太阳回归运动的周期。

   3)、太阳回归运动定量地表现为太阳赤纬的变化(任何时候,太阳赤纬总是

        等于太阳直射点纬度)

        二十四节气按太阳黄经划分,其更重要的区别在于太阳赤纬;

        太阳赤纬决定昼夜长短和正午太阳高度:前者影响日照时间;后者决定辐射强度;

        根据太阳黄经求知所对应的太阳赤纬:

        SINδ=0.4SINp

       太阳回归运动的根本原因,是地球公转的南北分量。

二、昼夜长短

1、晨昏线(圈):分纬线(圈)为昼弧和夜弧二部分,分别表示昼长和夜长

(每15°折合1小时)

2、球面三角法:

     1)、球面三角形

          三边都是大圆的弧度,边长用角度表示。

     2)、球面三角形边的余弦公式:cosα=cosb cosc+sinb sinccosa

           用文字表述:球面三角行任何一边的余弦,等于其它二边余弦的连乘积。

     3)、天文三角形

           天文上最常用的球面三角形,以天极(P)、天顶(Z)和所观测的天体(S)为

           三角形的顶点,故称ZPS三角形。

3、半昼弧公式:

     地平圈分太阳周日圈(赤纬圈)为昼弧和夜弧两部分;

     半昼弧,即日没时的太阳时角(T),决定于当地纬度(j)和当时太阳赤纬(d);

     ZPS三角形中,ZP=90°-j,ps=90°-δ;ZS=90º

         已知三边求一角,可代余弦公式:

          Cos90º=Cos(90º-j)Cos(90-d)+Sin(90°-j)Sin(90º-δ)Cost

          SinjSinδ+CosdCost=0

         Cost=-tgjtgδ

        (式中的jd皆以北半球为正,南半球为负)

        昼夜长短因纬度而不同,因季节而变化;

   4、几点讨论

     

昼夜等长条件:j=0°(赤道),d=0°(二分);

      昼长夜短条件:dj同号(太阳直射半球)

      昼短夜长条件:dj异号(非太阳直射半球);

      极昼条件:j=90°-d;

      极夜条件:j=--90°-d)。

4、  昼夜长短的纬度分布:

 

     全球分极昼,昼长夜短,昼短夜长,极夜四个地带(两分除外);

     d 为正值,全球昼长向北递增;d为负值,向南递增。

     d的绝对值愈大,极昼(夜)地带愈大。

6、昼夜长短的季节变化:

     以二分二至为界,全年分四个阶段:

     二分发生昼长夜短和昼短夜长的交替;

     而至发生昼增夜减和昼减夜增的交替;

     南北两半球出现极值时间相反;

     纬度愈高,昼夜长短变化幅度愈大。

7、昼夜的其它因素:太阳视半径,大气折光作用,眼高差。

8、晨昏蒙影:

     分民用、航海和天文三级:

     民用晨光始(或昏影终),太阳低度6°

     航海晨光始(或昏影终),太阳低度12°

     天文晨光始(或昏影终),太阳低度 18°

     纬度愈高,持续时间愈长;

    高纬度(大于48°)夏季,昏影未终,晨光已始,叫“白夜”

三、  太阳高度

    太阳高度:就是太阳相对于当地地平面的角距离。

1、任意时刻太阳高度(h

     包含三个因素:太阳赤纬d(周年变化因素),当地纬度j (分布因素)

     和当地太阳时角t (周日变化因素);

     由余弦公式可得:Sinh=SinjSind+CosjCosdCost

2、正午太阳高度(H

     正午太阳时刻,t=0 , Cost=1,消去周日变化因素,公式便减化为:

        SinH = Sin jSind + Cos j Cos d.

      按复合角公式有:cosab)=cosa cosb+sinasinb

 于是便有:

      sin H =cos(jb=sin90°-(jd))

      H90°jd

    (式中d以夏半年为正,冬半年为负)

正午太阳高度因纬度而不同,因季节而变化。

式中的(90°j)可看作上点高度。

注意事项:

    北半球H以南点为起点(南半球反之);

    南北回归线之间,当j>j时,H>90°;

    极圈内冬半年,若j>90°dH<0°

    夜半太阳低度:H’=j+d90°

    白夜的纬度极限:-18°j23°.590°    j48°.5

3、正午太阳高度的纬度分布

   1)、在太阳直射点上,正午太阳高度为90°,从这里开始向南北方向递减。纬度相差多少度,正午太阳高度就相差多少度。

2)、在升降二分,赤道上正午太阳高度为90°,从这里开始向南北方向递减。

3)、在南至和北至日,南北回归线上正午太阳高度为90°,从这里开始向南北方向递减。

4、  正午太阳高度的季节变化

1)、在南北回归线之间,一年有两次受太阳直射的机会,有两次极大值和极小值。

2)、在南北回归线到极圈之间,正午太阳高度变化明显,南北回归线最大值上为90°,在极圈上最小值为0°

3)、在极圈至极点之间,正午太阳高度终年皆小,所在地冬半年还会出现负值。

4)、南北半球纬度相当的地方,正午太阳高度变化幅度相当,但出现极值的日期相反。

四、四季

1、四季的性质

1)、半球性现象:两个半球没有同时来临的季节,因此说季节变化是半球现象。

2)、天文现象:因为四季的递变的主要原因是太阳直射点的季节变化造成的。

2、四季的递变

   由于太阳直射点的季节变化造成了太阳热量在地表的分布不均,当太阳直射北半球时,北半球处于夏季,南半球为冬季;反之,则南半球处于夏季,北半球为冬季;从夏季到冬季有一个过渡季节为秋季,从冬季到夏季有一个过渡季节为春季。这样就形成了四季的递变。

3、四季的划分

我国以四立划分,强调天文特征;

西方以二分而至划分,侧重气候季节。

五、五带

1、五带的性质:

季节带:地球上各地都有季节,具体的季节因地而异,因此五带也是季节地带。

天文带:五带主要是根据天文因素来划分的,因此属于天文地带。

纬度带:因为天文因子因纬度而异,因此五带也是纬度地带。

2、五带的划分:

南北回归线划分热带和温带(有无90°H;

南北极圈划分寒带和温带(有无极昼极夜)。

热带:北回归线~南回归线:       温带:南北回归线~南北极圈

寒带:南北极圈~南北极点

5、  五带分说

    热带:长夏无冬;     温带:四季分明;     寒带:全年皆冬。

                        第二节  历法

一、概说

观象授时---观察自然现象推定农事季节;分为:地象授时、天象授时。

地象授时———观察地面现象推定农事季节。

天象授时———观察天空现象推定农事季节。它的方法有:斗柄授时、中星授时、晷影授时。

二、历法及其分类

1、  历法:即安排年月日的法则。 年按照回归年;月根据朔望月。 历月有大月小月之分;历年有平年闰年之别。

2、  历法分类

历法分类分为以下三类:

阴历,侧重协调朔望月和历月的关系;

阳历,侧重协调回归年和历年的关系;

阴阳历,侧重阴历兼顾阳历。

三、阳历

1、编历原则

平均历月=朔望月;

平均历年=朔望月×12

2、回历(伊斯兰历)

---朔望月长度=29.5306日。

---其中的29.5日为平均历月(大月30,小月29,大小相间)

---按尾数0.0306日,定出3011闰。

       0.0306日×12×3011.016日)

---平年354日,闰年355日。

四、阴阳历

1、编历原则

平均历月=朔望月(与阳历同);

平均历年=12.3683朔望月=回归年

通过闰月协调历年和回归年;197闰。

19回归年×365.24226939.6018日)

        235朔望月×29.53056=6939.6910日)

2、中国旧历的特点

强调逐年逐月推算;

      以月相定日序:以合朔为初一;以两朔间隔日数定大小月。

      以中气定月序:据所含中气定月序;无中气为闰月。

二十四气与阴阳历并行使用

      阴阳历用于日常记事;

      二十四气安排农事进程。

3、  干支纪法

我国古代以天为主,地为从,天与干相连就是天干,地支相连就是地支。

五、阳历

1、编历原则

平均历年=回归年;

平均历月=回归年/12

2、公历

1)、儒略历(前46年)

       回归年长度=365.2422

       首数365日定为平年长度(闰年为366日);

       按尾数0.2422日定出41闰;平均历年为

       365.2500日(比回归年多0.0078日)。

       公元325年,尼西亚会议定321日为春分。

2)、格里历(1582年)

       325年到1582年,儒略历误差积累近10日,春分从321日提前到311日;

       格里历把1582105日改为15日,在历史上留下10日空白,使第二年春分又回到321日;

       格里历为消除新的误差,使春分固定在321日,改41闰为40097闰,平均历年365.2425日。

       当今格里历(新历)与儒略历(旧历)的差值增为13日,故十月革命由旧历1025日改为117日。

3)、公历的缺陷:

        岁首缺乏天文意义;历月长短不齐;大小月参差。

    

                        第三节      

一、时间和时间单位

1、  时间

1)、时间概说

时刻,指时间的迟早

时段,指时间的长短

物理时刻,时刻的迟早程度

钟表时刻,物理时刻的表达形式

2)、时间单位---秒

平太阴秒(平太阳日长度的1/86,400

原子秒(铯原子振荡9192631.770次所需的时间)

 

二、时刻与量时天体

1、恒星时、视时和平时的区别

1)、恒星时

春分点时角表示恒星时。因为:

         春分点时角周日变化均匀;

         春分点时角在任何时候都等于上中天恒星的赤经,为恒星时的测定提供方便。

2)、太阳时

太阳时角用来度量太阳时。因为:

         太阳周日运动是昼夜交替的直接原因

恒星时同春分点时角一致(时角即时刻)

          太阳时角有12时的差值(时刻=时角+12时)。

太阳时有视时和平时之分:

         视时是非均匀流逝的时间,但可以实测;

         平时是均匀流逝的时间,但只能根据恒星时或视时进行推算。

3)、时差---视时与平时之差。

两个太阳:视太阳(真)和平太阳(假);

两条路线:视太阳走黄道;平太阳沿天赤道;

两种速度:视太阳变速;平太阳匀速;

同一周期:都是恒星年,“殊途同归”。于是:

视太阳和平太阳存在赤经差或时角差,也即视时与平时的时刻差,叫做时差。

                时差=视时-平时

时差的周年变化:有正有负,可大可小。

是视太阳日长度的周年变化的结果(原因)

用视午和平午的比较来说明(方法)

在视太阳日>平太阳日期间,时差变小(规律)

极值是差值的累计(结果)

      (极大值+16.4分;极小值-14.4分)

2、恒星时、视时和平时的联系

视时=恒星时-太阳赤经+12时;

恒星时=视时+太阳赤经-12时。

视时=平时+时差;

平时=视时-时差。

平时=(恒星时-太阳赤经+12时)-时差;

恒星时=(平时+时差)+太阳赤经-12时。

三、时刻与地方经度

1、地方时

按本地经度测定的时刻;

任何二地的时刻差,等于其经度差。

较东地点时刻较快。

2、标准时(属平太阳时范畴)

划分标准时区,确立标准钟点;

设置日界线,避免日期混乱。

3、区时---理论标准时

按经度分全球为24个时区,每区跨经度15度;

以标准经度的地方平时为全区统一的标准时;

区时之差,等于时区数之差。

4、法定时---区时的变通:

西方许多国家采用其东邻时区的标准时(比理论时区快1小时);

亚洲南部某些国家根据本国所跨的经度范围,采用半时区的标准时。

澳大利亚西部和东部分别采用+8和+10区标准时,中部却采用+9.5区的标准时,实行“一国两制”。

我国目前是单一的法定时区,全国使用唯一的法定时,即“北京时间”

北京时间,并非北京的地方平时,而是东8区的区时。

夏令时:是为了适应夏季昼长夜短的特点,而实行的以节约能源为目的的计时制度。

6、  区时换算

各理论时区内,区时相等;相邻两时区,区时相差1小时,西时区到东时区加1时;任意两个时区的区时差,等于它们的时区号之差。

6、日界线和日期进展

在环球航行和时间推算中发生日期混乱。

日界线分出全球的“最东”(最早)时区和“最西”(最迟)时区;

日界线的东西二侧,钟点相同,日期相差1日,西侧(东12区)比东侧(西12区)超前1日。

向东过日界线,退1日;向西过日界线,进1日。

日界线的偏离(为避开陆地和岛屿)。

7、世界时和协调世界时

世界时(UT.

原子时(IAT

协调世界时(UTC

      采用原子时的均匀秒长;

      时刻上尽可能接近世界时。

太阳时闰秒(跳秒)

 

第五章              地球和月球

[教学目的]

 

1、掌握:

1)、日食和月食:日食和月食的概念、天体的影锥、日食和月食的种类、日食和月食的过程、日食和月食发生的条件、日月食的食限和食季、沙罗周期。

2)、潮汐:海面的潮汐涨落、地球的潮汐变形、引潮力及其分布、引潮力的

               因素、太阴潮与太阳潮、海洋潮汐的周期。

2、理解:日食、日全食、日偏食、日环食、月食、月全食、月偏食、半影食、初亏、食既、食甚、食分、生光、复圆、食限、潮汐的概念、大潮、小潮、太阳潮、太阴潮、引潮力的大小及其分布。

3、了解:、日食和月食发生时的壮观景象、日食和月食的科学意义、影响日月食限大小的因素、海洋潮汐的复杂性、潮汐摩擦、潮汐的地理意义。

 

[教学重点]

    日食和月食的种类、日食和月食的过程、日食和月食发生的条件、沙罗周期;海面的潮汐涨落、地球的潮汐变形、引潮力及其分布、海洋潮汐的周期。

[教学难点]

日食和月食的过程、日食和月食发生的条件;地球的潮汐变形、引潮力及其分布、引潮力的影响因素、太阴潮与太阳潮的大小比较。

[教具准备]

     地球仪、用三球仪演示日食和月食现象、直尺、圆规、教学挂图、幻灯机、幻灯片、多媒体课件。

[教学课时]

     4课时

[教材分析]

       本章教材的核心是让学生掌握日食和月食的种类、日食和月食的过程、日食和月食发生的条件、沙罗周期;海面的潮汐涨落、地球的潮汐变形、引潮力及其分布、海洋潮汐的周期。讲解过程中,借助于教具讲清楚日、地、月三者之间的关系,演示日、月食形成的过程及其日、月食发生的条件。讲清楚海洋潮汐的概念,引潮力及其分布,为什么太阴潮比太阳潮明显,海洋潮汐的影响因素有哪些,周期如何,可结合我国的钱塘潮进行讲解,尽量结合教学挂图和多媒体课件把课讲得形象生动一些。因此本章内容关键在于如何帮助学生正确地理解有关概念;逐步培养学生的观察能力、想象能力和空间思维能力,为使学生逐步形成有关物质运动的辩证唯物主义观点奠定基础;为了达到教学目的,在教学过程中要加强学生的实践活动,多利用教具和挂图,使学生从观察入手,步步深入地理解有关知识及其知识间的联系,同时培养学生的能力,积极引导学生观察、思考,进行灵活多样的练习,充分调动学生的积极性和主动性。同时培养学生理论联系实际的能力,把理论知识应用于实际生活中,学会用书本知识解释现实生活中的一些自然现象,例如较学生留心观察一下日、月食现象和海洋潮汐现象,用书本知识解释这些现象的发生。

[教学方法]

     讲授法、谈话法兼讨论法、提问法。

 

 

第一节                   日食和月食

一、日月食现象

1、天体的影锥

影锥分类:

本影,得不到任何太阳光辉;

半影,得到部分的太阳光辉;

伪本影,得到太阳边缘部分光辉。

2、本影长度:

天体半径愈大,距离愈远,其影锥愈长。

地影平均长度:1,377,000公里;

月影平均长度:374,500公里  (略小于月地平均距离)

二、日月食种类

1、日食种类:

日全食,月球本影笼罩的地面;

日偏食,月球半影笼罩的地面;

日环食,月球伪本影笼罩的地面。

2、月食种类:

月全食,月球全部隐入地球本影;

月偏食,月球部分进入地球本影。

     (无月环食)

三、日月食过程

1、日食过程:月轮向东赶超并掩蔽日轮的过程。

                日食从日轮西缘开始。

2、月食过程:月轮向东赶超地球本影,从而被掩的过程。

                月食从月轮东缘开始。

3、全食的三个阶段:

        偏食--全食--偏食

       (日环食没有全食阶段)

4、全食的四个食相:

             初亏--食既--(食甚)--生光--复圆

            (偏食没有食既和生光)

食分:食生时的被食程度(以日月视直径为单位)

四、日月食的条件

日食条件:日月相合于黄白交点或其附近;

月食条件:日月相冲于黄白交点或其附近。

五、食限和食季

1、食限:

日月两轮相切时,黄白交点到日轮中心的一段黄经差,叫日食限。

      (若以地球本影截面取代日轮,则为月食限)

食限的大小取决于黄白交角、日地距离和月地距离;

         黄白交角愈大,食限愈小;

         月地距离愈大,食限愈小;

         日地距离愈大,日食限愈小,月食限愈大。

日食限>月食限(不计半影食)

2、食季:

太阳经过食限的一段时间叫食季;  食限愈大,食季愈长。

六、日月食的周期

1、沙罗周期:与日月食相关的天文周期,如朔望月、交点月、交点年和近点月的共同周期,称为沙罗周期。

2、沙罗周期长6585.32日,合1811.3日(或11.3日)。

3、经历一个沙罗周期后,日、月、交点三者相对位置及月地距离远近,长度相同;

一个沙罗周期内,大体上有相同次数和种类的食;

每一次日月食,都要在一个沙罗周期后出现。

4、沙罗周期没有绝对意义:

非回归年的整数倍,对应的食不发生在同一日期;

非太阳日的整数倍,对应的食不发生在同一钟点;

非严格地等于交点年和交点月的整数倍,对应的食只是大同小异,并非完全一样;

未包括同日月食有关的全部因素;  不能代替日月食的推算。

                        第二节   海洋天文潮汐

一、潮汐现象

  1、潮汐涨落

    从局部地区看,潮汐是周期性海面升降

涨潮和落潮:海水面的上升称为涨潮;海水面的下降称为落潮。

  2、高潮和低潮

高潮:涨潮时,海水面上升到最高水位时的潮。

低潮:落潮时,海水面下降到最低水位时的潮

潮差:高潮与低潮的水位差。

  3、大潮和小潮:

大潮:潮差最大时的海面升降。

小潮:潮差最小时的海面升降。

    从全球看,潮汐是海水波动。 潮波,海面垂直升降; 潮流,海水水平流动。

4、地球的潮汐变形--正球体变成长球体

太阳对地球的引力,整体上为地球绕转太阳提供向心力;

地球各部分受“差别吸引”,使它发生潮汐变形;

同理,月球的“差别吸引”,使地球在绕转月地共同质心中发生潮汐变形。

二、引潮力

  1、引潮力及其分布

引潮力:是一地所受天体引力同全球平均引力的差值。

    正反垂点的引潮力最大。

    引潮力方向:两头(垂点)向上;中间向下。

    潮汐隆起:向月(日)为顺潮;背月(日)为对潮。

2、引潮力的因素:

对正反的正反垂点而言,引潮力的因素有三:

      天体质量(m),天体距离(d)和地球半径(r)。

引潮力公式:

      按引力定律:

     在正垂点,f=;在地心,f =

     正垂点的引潮力为:

      F=ff==

         =

             

d相比,r值是很小的。为简便起见,分子分母均略去括号内的r,使得:

F=2Grm/d  (同理,F=-2Grm/d

引潮力的大小,同天体距离的三次方成反比。

上述公式不是引潮力一般公式,且是近似的,但可用以比较太阴潮和太阳潮的相对大小。  公式中2Gr系常数,不同天体的引潮力大小,仅取决于天体的质量(m)和距离(d)。

太阴潮>太阳潮(2.21

           东汉王充“涛之起也,随月盛衰”

三、海洋潮汐的规律性

1、潮汐的基本周期

每太阴日二次高潮和二次低潮;每朔望月二次大潮和二次小潮。

      逢朔望发生大潮(初一、月半);逢上下弦发生小潮(初八、廿三)

2、日潮不等

定义:一日内二次高潮之间的差异;

原因:是存在白赤交角,使二焦点分处南北两半球;

月球赤纬(d)愈大,日潮不等愈显著。

j=90d地方变成“全日潮”

          每太阴日只发生一次高潮和一次低潮。

3、潮汐摩擦:潮流对海底具有的摩擦作用,叫做潮汐摩擦。由于潮汐摩擦的存在使海洋潮汐现象变得更加复杂。

第六章              地球的结构和物理性质

[教学目的]

1、掌握:(1)、地球的形状和大小:地球是一个球体,重力作用和地球形状,地球是一个扁球体。地球自转,地球是一个不规则的扁球体,地内物质分布和地球形状。

2)、地球的结构:地球的外部结构,地球的表面,陆地,海洋。

2、  理解:地球是一个球体,而且地球是一个不规则的扁球体,地球的自转,地理纬

和地心纬度。地球的外部结构、地球内部结构、地球的表面、陆地,海洋。

3、了解:地震波与地球内部结构,地球的质量和平均密度,地球内部的密度,地球内部重力,地球内部的压力,地球内部的温度,地球内部的热源、温度的演变。地磁和地磁要素,地磁要素的分布,地磁要素的变化。地球内部的压力,地球内部的温度,地球内部的热源、温度的演变。地磁和地磁要素,地磁要素的分布,地磁要素的变化。

 [教学重点]

   地球的形状和大小:地球是一个球体,重力作用和地球形状,地球是一个扁球体地球自转,地球是一个不规则的扁球体,地内物质分布和地球形状。

 

[教学难点]

地震波与地球内部结构,地球的质量和平均密度,地球内部的密度,地球内部重力,地球内部的压力,地球内部的温度,地球内部的热源、温度的演变。地磁和地磁要素,地磁要素的分布,地磁要素的变化。地球内部的压力,地球内部的温度,地球内部的热源、温度的演变。地磁和地磁要素,地磁要素的分布,地磁要素的变化。

 

 [教具准备]

     地球仪、直尺、圆规、教学挂图、幻灯机、幻灯片。

[教学课时]

     2课时

[教材分析]

                本章教材的核心是让学生掌握地球的形状和大小:地球是一个球体,重力作用和地球形状,地球是一个扁球体。地球自转,地球是一个不规则的扁球体,地内物质分布和地球形状;地球的结构:地球的外部结构,地球的表面,陆地,海洋。本章内容主要是让学生自学为主,充分调动学生的积极性和主动性,通过讨论等形式理解这一章的内容。同时培养学生的自学能力、课堂组织能力、语言表达能力等等。

[教学方法]

     自学法、讨论法、提问法。

 

                         第一节      地球的形状

一、地球是一个球体

1、地球形状:是指大地水准面的形状;

2、大地水准面是指全球静止海面(海拔起算面)。

 二、地球是一个扁球体

1、地球扁率

赤道半径(a)为6378.140千米;

极半径(b)为6356.755千米;

扁率:f=ab/a=1/298.257.

2、地理纬度和地心纬度

地理纬度是地面法线同赤道面的交角。强调弧的度数。

地心纬度是地球半径同赤道面的交角;强调弧所张的球心角。

地理纬度>地心纬度;  因经线曲率自赤道向两极递减

南北纬45度,二种纬度的差值最大(12

     因南北纬45度的经线曲率是平均值,是两种纬度间差值                    持续增加的终点和持续减小的起点。

3、地球是一个不规则的扁球体

十分迫近大地水准面形状的扁球体;

以大地水准面对于参考扁球体的偏离大小来表示前者形状

关于“梨形地球

似梨:半球高纬和南半球低纬,水准面高出扁球体;  北半球低纬和南半球高纬,水准面低于扁球体。

非梨:忽略了赤道半径与极半径的22千米的巨大差异。

         大了南北极半径之间40米的微小差异。

笼统地说地球呈梨形是不确切的。 

 

            第二节       地球的结构

一、地球的圈层结构

1、  地球的外部结构:地球的外部就是由岩石圈、水圈、大气圈和生物圈所组成的。

2、  地球的内部结构:它是由地壳、地幔、和地核所组成的。

二、地球的表面结构

1、  地球表面的海陆分布

地球上海洋面积占70.面积占29.2%,比例2.4:1

2、  陆地

地球上的陆地按其面积大小,分为大陆和岛屿。大块的陆地称为大陆,小块的陆地叫岛屿。

3、  海洋

   海洋分海和洋,洋是海洋的中心和主要部分,深度较大,约占海洋总面积的89%;是大洋的边缘和次要部分,约占海洋总面积的11%

                  第三节      地球内部的物理性质

                  本节内容留给学生自学,也作为讨论型课。

七、参考文献

1、金祖孟,地球概论,北京:高等教育出版社,1997年。

2、傅承义,地球十讲,北京:科学出版社,1976年。

3P.穆尔,天文史话,北京:科学出版社,1988年。

4、南京大学天文系,天文知识,上海:上海人民出版社,1976年。

5、戴文赛,天体的演化,北京:科学出版社,1977年。

6、戴文赛等,天文学教程,上海:上海科学技术出版社,1961年。

7、紫金山天文台,中国天文年历,北京:科学出版社。

8、中国科技大学天体物理研究室编,今日天体物理,上海:上海科技出版社,1980年。

9I.阿西摩夫著,大众天文学,北京:科学出版社,1965年。

10、别莱利曼著,趣味天文学,北京:中国青年出版社,1954年。

 

八、考核办法

     平时成绩占30%,期末考试成绩占70%。期末考试采用闭卷形式,建大约十个套题库,而且套题基本没有重复现象,期末考试从中任意抽取一套题目进行考试。通过检验,我们认为这种方法比较科学,对教学工作和学生的学习情况都是一个检验,而且效果良好。

 

九、多媒体课件