登陆注册
3404800000003

第3章 太阳的运动轨迹

太阳从东方升起,从西方落下,这样的情况一年只有两天。问一个人早上太阳从哪儿升起,他或者她通常会回答:从东方升起。同样他或者她通常也会说:晚上太阳从西方落下。事实上,一年中只有两天,太阳是从正东方升起,从正西方落下,即春分和秋分。从春分到秋分,生活在北半球的人看到太阳从东偏北的地方升起,从西偏北的地方落下。在夏至时这种现象尤为明显,太阳从东偏北最大的方向升起,从西偏北最大的方向落下。从秋分到春分,生活在北半球的人看到太阳从东偏南的地方升起,从西偏南的地方落下。在冬至时这种现象尤为明显,太阳向南偏离得最远。生活在南半球的人看到的情形与我们正好相反。

太阳在黄道上运动一周的过程就是我们经历一年的过程。正如一年中太阳的升降方向不断变化一样,每天同一时刻太阳在天空中的位置一年中也不断变化。夏至日,当太阳从东偏北最大的方向升起,从西偏北最大的方向落下,太阳在天空中走过了一年中最长、最高的轨道,因此夏至日是一年中白天最长的一天。相反,在冬至日,当太阳从东偏南最大的方向升起,从西偏南最大的方向落下,太阳在天空中走过了一年中最短、最低的轨道,因此冬至日是一年中白天最短的一天。在春分和秋分日,太阳走过了长短,高低适中的轨道,因此这两天昼、夜一样长。

春分和秋分是由单词“equinox”翻译过来的。“equinox”来自拉丁语,意思是“相等的夜晚”。现在的意思与此略有不同,它也用来指一年中昼夜相等的那两天。

夏至和冬至是由单词“solstice”翻译过来的。“solstice”来自拉丁语,字面意思是“太阳停止不动”。这需要解释一下,每个人都知道太阳不可能在天空停止不动,这里的“solstice”是指这样一个现象:每年从冬至到夏至,太阳一天内在天空中的轨迹越来越长,越来越高,到夏至时,太阳在天空中的轨道达到最长、最高,即太阳往北的运动趋势停止了。与此类似,每年从夏至到冬至,太阳一天内在天空中的轨迹越来越短,越来越低,到冬至时,太阳在天空中的轨道达到最短、最低,即太阳往南的运动趋势停止了。

许多文明都与太阳在天空中的位置和轨迹密切相关。在索尔兹伯里平原上,在新石器时代竖立的史前巨石柱至今已有3000多年的历史。今天,这些史前巨石柱仍然十分准确的标志出太阳在分点和至点升起及落下的方向。1000年前,有个本土的美洲人定居点科胡基亚,在密西西比河岸靠近今天圣路易斯的地方。今天科学家在那里的地面上发现这儿曾有一圈木桩。直到今天,霍皮人(美国亚利桑那州东南部印第安村庄居民)和安第斯山脉的土著人仍用平顶山和山峰记录下太阳升起及落下的方向。他们之所以这样做,实际和精神上的原因都有。太阳在天空中位置的变化即反应了天历,又告知人们何时耕种,何时收割以及何时举行重大的宗教仪式。

太阳的轨迹在天空中的变化是由于地球自转轴的倾斜造成的。当地球绕太阳公转时,地轴始终与轨道面保持倾斜。在夏至日的北半球,倾斜轴偏向太阳,因此太阳在天空中的轨道达到最高。6个月后,在北半球,倾斜轴偏离太阳,太阳在天空中的轨道达到最低。而在春分和秋分日,倾斜轴即不偏向太阳又不偏离太阳,所以太阳在天空中的轨道高低适中。以地球为标准,太阳比地球大得多。我们见到的太阳,直径有139万千米,如果把太阳比做一个金鱼缸,则需要100万颗地球大小的大理石才能填满。

太阳的化学成分十分简单。太阳包含了宇宙中所存在的大部分元素,但太阳主要是由最简单的元素氢组成。实际上,氢和氦组成了太阳质量的99.9%,其他的氧、碳、氮、铁等元素只占0.1%。

我们见到的太阳的表面实际并不是一个面。在我们看来,太阳似乎有一个固体的表面,并且有一个可测的边界。真实情况是:太阳是一个由气体组成的球体,没有固体的表面。我们看到的边界,只是由于在那儿,太阳气体的密度下降到使光透明的程度。在这个密度之上,太阳是不透明的,因此我们看不到太阳内部。虽然我们现在了解到这些,但天文学家仍然把这一不透明的边界当做太阳的“表面”,称作光球层。顾名思义,在光球层内,太阳放出的光子可以最终到达我们的眼睛。

太阳中心看起来要比边缘亮。这一现象称作暗晕,是由于我们看的太阳中心比边缘更厚,并且温度也更高。

太阳的颜色可以告诉我们它的表面温度。如果我们把一根铁丝伸进火炉里,烧几分钟后拿出来,会发现它发出暗红色的光。此时测量它的辐射温度,大约2760℃。如果我们把它放进火炉多几分钟,再拿出来,发现它发出亮黄色的光。此时测量它的辐射温度,大约6090℃。此时铁丝的颜色与太阳十分接近,太阳表面的温度也大约是6090℃。与此类似,其他恒星的颜色也暗示出各自的表面温度。如红星温度较低,蓝、白星温度极高。

太阳表面是有斑点的。望远镜观测的图像显示,太阳的斑点好像镶入水泥地上的鹅卵石一样。这是因为我们看到许多气体单元的顶部,这些亮的区域与美国得克萨斯州大小相仿,是热气流喷射上升的区域。而暗区域是冷气流下沉的区域。因为表面斑点的现象与米汤相似,我们又称其为粒状亮斑。

太阳的斑点聚成一团。通过研究太阳表面的大尺度运动,我们得出:斑点聚成巨大的、粗糙的多边形区域。物质常从区域中心涌出,向各个方向流动,在边缘又沉落。该区域常延绵到32200千米,我们又把它叫做超大斑点。

同类推荐
  • 长寿的钥匙下(破解人类文明与科学之谜)

    长寿的钥匙下(破解人类文明与科学之谜)

    亘古永恒的宇宙时空,时时在演绎着如歌如梦的天地玄妙,处处伏掩着似真似幻的远古谜团,是谁创造了如此绚丽多彩的大自然?是谁赐予了人类宝贵的生命?人类又怎样才能找到长寿的钥匙?本书将为您提示长寿的奥秘。
  • 广袤绮丽的地理(科普知识大博览)

    广袤绮丽的地理(科普知识大博览)

    本书具有如下特点:1.针对性强。针对青少年的实际需要,选取的均是青少年感兴趣又并未深入了解的信息。2.编排科学。在学科类别的设置上,内容的选择安排上,都有相当的科学性。3.难易适中。既不过于艰深,也不流于肤浅。本书编撰更得到了众多学科专家、学者的高度重视和具体指导。他们的辛劳从书稿的框架结构到内容选择,从知识主题的阐述到分门别类的归集,从编写中的问题争议到书稿最后的审议等全部过程,从而使本书具有很高的权威性、知识性和普及性。
  • 气象缩影

    气象缩影

    科学是人类进步的第一推动力,而科学知识的普及则是实现这一推动的必由之路。在新的时代,科技的发展、人们生活水平的不断提高,为我们青少年的科普教育提供了新的契机。抓住这个契机,大力普及科学知识,传播科学精神,提高青少年的科学素质,是我们全社会的重要课题。科学教育,是提高青少年素质的重要因素,是现代教育的核心,这不仅能使青少年获得生活和未来所需的知识与技能,更重要的是能使青少年获得科学思想、科学精神、科学态度及科学方法的熏陶和培养。科学教育,让广大青少年树立这样一个牢固的信念:科学总是在寻求、发现和了解世界的新现象,研究和掌握新规律,它是创造性的,它又是在不懈地追求真理,需要我们不断地努力奋斗。
  • 科学谜团:探索科学奥秘(青少年科学探索·求知·发现丛书)

    科学谜团:探索科学奥秘(青少年科学探索·求知·发现丛书)

    《青少年科学探索·求知·发现丛书:科学谜团:探索科学奥秘》几乎囊括了整个自然科学领域,内容包括浩瀚无穷的宇宙、多姿多彩的地球奥秘、稀奇古怪的生物世界、惊世骇俗的科学技术、威力惊人的军事武器……丛书将带领我们一起领略人类惊人的智慧,走进异彩纷呈的科学世界!
  • 飞向月球(神秘的太空世界丛书)

    飞向月球(神秘的太空世界丛书)

    是神秘的太空世界丛书之一,由刘芳编著。《飞向月球》图文并茂,从不同角度、不同层面向你展开一幅幅美丽的太空画面,让你在学到有关太空知识的同时也能领略到独特的太空美,相信定会使你受益匪浅。现在就开始这次意义远的太空之旅吧。
热门推荐
  • 家常食材饮食宜忌

    家常食材饮食宜忌

    本书分为五谷杂粮类、蔬菌类、肉类、水产类、水果干果类、调味品类、饮品类七个章节,讲述各种家常食材的饮食宜忌。本书基本涵盖了常见的食材,每种家常食材的基本信息全面,全面解读选购宜忌、烹调宜忌、食用宜忌等各种饮食宜忌,还列出对应的相宜食物和相克食物,让广大读者全面了解各种家常食材的各类饮食宜忌。
  • 青年作家(2015年第8期)

    青年作家(2015年第8期)

    《青年作家》是一本老牌纯文学读物,创刊于2003年,由文学巨匠巴金先生撰写创刊词,曾被誉为中国文学刊物“四小名旦”之一。
  • 刘更新传奇

    刘更新传奇

    他就是村里的首富——东家刘继基。刘继基恪守耕读传家的古训,小时上过私塾,不但背诵过《百家姓》、《三字经》、《千字文》之类的启蒙书籍,且读过成担子的经史子集,年少时考过两次,未能进学,也就死了读书求仕的心。从此一门心思下田劳作,犁耙锄刨,扬场放磙样样在行。他深谙“创业好比针挑土,败业如同水推沙”的至理名言,节衣缩食,不畏艰辛。家业日盛,仍不丢农事,经常下田劳动。衣着打扮,也和种田人没有两样。他精打细算,辛勤俭朴,不沾吃喝嫖赌抽的恶习,几十年如一日艰苦奋斗,终于使父辈留下的殷实家业,在他手上日益发达,成为有好田二百亩,房舍数十间,五六头驴骡的大户人家......
  • 老年人不生病的生活方式

    老年人不生病的生活方式

    本书根据全新的健康理念,结合老年人的身心特点,针对老年人的居家环境、日常膳食、科学运动、婚姻与性生活、更年期保健、心理与健康、用药与生活细节、常见病的防治、家庭常规护理等方面的需求,详细地介绍了养生保健的知识。旨在帮助老年人建立正确的健康观念。了解合理的饮食、健康运动和科学的生活方式。教会老年朋友如何预防和应对疾病的困扰。以帮助老年人提高自我保健水平,从而延年益寿,快乐健康地享受晚年。
  • 黑色感情线

    黑色感情线

    多年前的一次遇见,缘分天注定。念念不忘,必有回响。黑老大与女大学生的爱情故事,荡气回肠,终成佳话。
  • 德猎

    德猎

    知乎:拥有德鲁伊和猎人的能力,是一种什么感觉?回答:真的可以为所欲为。————这是一个倒霉孩子,无意中拥有德鲁伊和猎人异能后,欢乐逗比的爆笑故事。
  • 改变千万人生的一堂课

    改变千万人生的一堂课

    本书是马登励志教育系列图书之一,在马登的作品中占有重要地位。作者列举了一些成功人士的经典案例,剖析他们成长道路上失败和成功的原因,从个人素质、生活习惯、生存环境、生活观念等方面探讨了一个人成功所要具备的素质,并教会年轻人如何获得在实际生活中必须具备的各种能力,怎样在各自的领域中缔造属于自己的辉煌,成就不凡的人生。
  • 世界的梦里我们曾存在过

    世界的梦里我们曾存在过

    时空阻拦不住我们的相遇,等待却又是我们的宿命。也许世界可以改变我,改变不了我对你的心!
  • 西天取经狂暴部队

    西天取经狂暴部队

    穿越成为手无缚鸡之力的唐三藏,妖怪来了怎么办?没关系,我有狂暴部队系统。超级赛亚人悟空、漩涡鸣人、海贼路飞、一拳超人···等等想都不敢想的人物全部给我当徒弟。“前往有妖怪?悟空给他来个龟波气功。”“前方妖怪很多?鸣人来个影分身之术,让他们知道什么叫人多。”“路飞想开个几档你说了算,记得下手轻一点。”“琦玉老师前方那个妖怪有点屌,你去给他一拳。”······拥有牛逼闪闪的徒弟,唐三藏的取经之路狂暴无比。有时候,唐三藏只想问一句:“佛祖、玉帝,你们是要和我的徒弟们打架吗?”
  • 夜帝的赌神小妻

    夜帝的赌神小妻

    一出生就被说是天煞孤星,爷爷不疼奶奶不爱,父亲都把她送走了,她就这样磕磕绊绊的长大了,可是谁也没有料到一场机缘巧合竟然成了女赌神,还有有了不同常人的桃花运,是不是老天爷看她可怜,对她后半生的照顾?