太阳周日视运动模型

2016-12-10文图中国科学院国家天文台郭红锋

军事文摘 2016年24期

◎文图中国科学院国家天文台郭红锋

太阳周日视运动模型

◎文图中国科学院国家天文台郭红锋

同学们，以前我们给大家介绍过天体的视运动，你还记得吗？天体的视运动就是用眼睛看到的天体的运动，这些运动主要是由地球自转与公转引起的。今天，我们要给大家介绍的是太阳的周日视运动。由于地球每天自西向东自转一周，就造成了太阳每天早上从东方升起，晚上又从西方落下的自然现象，这就是太阳的周日视运动啦！

太阳周日视运动的轨迹，与恒星视运动轨迹一样，也是垂直于地轴的圈。但这个圈每天都在变化，像螺旋线一样。就正午太阳高度而言，冬至最低，然后一天天高起来，直到夏至达到最高。之后再一天天低下来，直到冬至达到最低。同样地，日出日落的位置也是在冬至达到最偏南，夏至达到最偏北，这样周而复始地变化。

以北京地区为例（北回归线以北，北纬40o），太阳周日视运动的轨迹变化见图1。

图1　北京太阳周日视运动的轨迹变化示意图

此外，我们也可以在天文馆里看到不同纬度地区的太阳周日视运动轨迹变化模型，见图2。

图2　北京天文台展厅不同纬度地区的太阳周日视运动轨迹变化模型

不过，要知道天空是立体的，光靠想象或看平面的照片还不能使我们头脑里有很清楚的印象。但是，我们可以仿照天文馆里的不同纬度地区的太阳周日视运动轨迹变化模型，自己动手做一个简单的模型，它不仅可以活动，而且可以很方便地模拟不同纬度地区的太阳周日视运动轨迹的变化。这样的模型可以帮助我们理解每天看到的太阳视运动，还能帮助我们理解地球的真运动呢！

怎么样？让我们开始动手实践吧！

一、准备材料

1. 一个淡颜色（最好透明）的气球；

2. 线、水彩笔；

3. 简易打气筒；

4. 10厘米宽、40厘米长的硬纸板。

二、制作方法

用硬纸板做一个纸环，便于安放气球。

用简易打气筒把气球打足气（或吹气）使气球形状近似球形（图3）。

图3 吹成球形的气球

用红色彩笔在气球的半球位置涂一圈，用粉色水彩笔在气球半球位置的两边各涂一圈（图4）；把涂好的气球放在纸环上，变换不同方向可以模拟不同地理纬度区域的太阳周日视运动轨迹变化。例如图4可以模拟南北极区太阳周日视运动轨迹的变化，图5可以模拟中纬度地区太阳周日视运动轨迹的变化，图6可以模拟赤道地区太阳周日视运动轨迹的变化。