地球公转轨道是什么形状

地球公转轨道是什么形状,第1张

地球公转轨道是椭圆形。

轨道指用条形的钢材铺成的供火车、电车等行驶的路线。也可以是天体在宇宙间运行的路线。也叫轨迹。物体运动的路线,更多的是指有一定规则的,如原子内电子的运动和人造卫星的运行都有一定的轨道。

地球公转,是指地球按一定轨道围绕太阳转动(TheEarthrevolutionaroundsun)。像地球的自转具有其独特规律性一样,由于太阳引力场以及自转的作用,而导致的地球公转,也有其自身的规律。

周期分类

地球公转是一种周期性的圆周运动,因此,地球公转速度包含着角速度和线速度两个方面。地球公转的时间是一年,在地球公转的过程中存在两个明显周期,分别为回归年和恒星年。

回归年是指太阳连续两次通过春分点的时间间隔,即太阳中心自西向东沿黄道从春分点到春分点所经历的时间,又称为太阳年。回归年为365.2422日,即365天5小时48分46秒,这是根据121个回归年的平均值计算出来的结果。

在太阳系里,水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星以及海王星,都在各自的椭圆轨道上绕太阳转动(公转)。其中地球到太阳的平均距离约为1.5亿千米,这个长度在天文学中被称为1个天文单位。地球绕太阳公转一周所用的时间为365.2422天,就是我们通常所说的一年。地球绕太阳公转的轨道是一个接近正圆的椭圆。太阳位于椭圆的一个焦点上。椭圆有半长轴、半短轴和半焦距等要素,分别用a、b、c表示,半焦距与半长轴和半短轴之间存在着这样的关系:即c2=a2-b2

半焦距c与半长轴a的比值c/a,是椭圆的偏心率,用e表示,即e=c/a。

偏心率是椭圆形状的一种定量表示,e的数值大于0而小于1。e越接近0,椭圆越接近圆形;反之,e的数值越大,椭圆就越扁。经过测定,地球轨道的半长轴a为14960万千米,半短轴b为14958万千米。根据这个数据计算出地球轨道的偏心率约为0.016。

可见,地球轨道是一个非常接近于圆形的椭圆。

由于地球轨道是椭圆形的,随着地球的绕日公转,日地之间的距离也会不断发生变化。地球距离太阳最近的一点,即椭圆轨道的长轴距太阳较近的一端,称为近日点。在近代,地球过近日点的日期大约在每年1月初,此时地球距太阳约为14710万千米,通常称为近日距。地球距离太阳最远的一点,即椭圆轨道的长轴距太阳较远的一端,称为远日点。在近代,地球过远日点的日期大约在每年的7月初。此时地球距太阳约为15210万千米,通常称为远日距。近日距和远日距二者的平均值为14960万千米,这就是日地平均距离,即1个天文单位。根据椭圆周长的计算公式:

L=2πα(1-0.25×e2)

我们可以计算出地球轨道的全长是9.4亿千米。也就是说,我们的地球在以30千米/秒的速度绕太阳公转。不识庐山真面目,只缘身在此山中,处于地球上的观测者,是无法感受到自身如此的快速运动。人们能观察到的,仅仅是太阳每年相对于恒星背景运动一周,划出一个大圆。这个大圆,就是地球绕太阳公转的轨道,在天文学中我们习惯把它称之为太阳周年视运动轨迹,简称黄道。


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