太阳的视运动

在地球上看，太阳似乎是在绕着地球做运动，早上从地平线升起，晚上再落入地平线以下。

在上海，我们看到的太阳运动轨迹是倾斜的，当太阳从东方升起的时候，它看起来并不是从地平线上垂直升起来，它的路线是向南方倾斜的，与地平线成一个角度，而这个角度每天都在发生着变化。

每天太阳升起的时间都是不一样的，不同的季节它升起的位置也有很大的区别。

图7—1　太阳的视运动

图7—2　春季太阳的视运动

图7—3　夏季太阳的视运动

图7—4　秋季太阳的视运动

图7—5　冬季太阳的视运动

引起上述现象的原因是：地球的自转轴相对于其公转的轨道是倾斜的，而地球又是一个球体，因此地球上每个点的阳光入射角度在一年中会产生周期性变化，所以我们观察到的太阳的运动轨迹也会随着季节的变化而变化。

如果从太空中观察地球，就可以看到，地球在自转的同时，还沿着一条近似圆形的椭圆形轨道绕太阳公转，且这两种旋转的方向都是自西向东，这一双重运动支配着生物的生命规律，产生了昼夜交替和四季循环。

很早以前，人类的祖先发现太阳每天会在天空中完成一定的行程，这一规律被用来计量时间。而最早的时钟和日历，就是一些垂直插在地上的普通木棍，影子投射下来，旋转并变化着长度。这些原始的太阳钟就是日晷。

图7—6　日晷

思考与讨论

一年当中，夏天与冬天的白天哪个长？太阳每个季节升起的位置有什么不同？

图7—7　上海地区不同季节太阳的高度角变化

夏天时，太阳的运动路线更靠近天顶，与南方地平线的夹角大，而冬天时则更远离天顶，与南方地平线的夹角小。

小资料

季节　是每年循环出现的自然景观相差比较大的几个时间段。不同的地区，其季节的划分也是不同的。对温带地区而言，一年分为四季，即春季、夏季、秋季、冬季；而对于热带地区只有旱季和雨季。在寒带，并非只有冬季，即使南北两极亦能分出四季。

天顶　是在假想的天球上，地面观测点的铅垂线与天球上方相交的点。此点的地平高度（与地平圈之间的夹角）为90度。

图7—8　天球

实践探索

人体太阳钟

根据本单元所学习的内容，按照下列要求，完成有趣的“人体太阳钟”实验。

实验工具：彩色粉笔或彩色涂料

图7—9　彩色粉笔

实验步骤：

1　请一位同学扮演日晷上的那根晷针。

2　早晨上课前，扮演晷针的同学站在选定空地的中央，面向北方站立。

3　其他同学用彩色粉笔描出他的影子，记得要注明时间和日期。

4　每隔一小时重复一次，用不同颜色的粉笔描画出当时的影子。

5　第二天，我们就能够利用前一天描绘的“人体太阳钟”读出时间了。

图7—10　人体太阳钟

6　过了一周，在同样的地点重复做“人体太阳钟”这个游戏，会发现什么变化吗？

7　如果每个月都进行这个游戏，一年后会得到什么样的图案呢？