书城教材教辅令孩子惊奇的122个科学发现和科学知识
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第22章 为什么太阳总是从东边升起来

我们每天清晨起来都看到太阳从东边升起来,有没有突发奇想过,为什么太阳不从西边或是南边、北边升起来呢?这就得考虑地球的运动方式了。地球自身是自西向东、呈逆时针方向旋转运动的。同时,地球也是自西向东围绕太阳公转。正是因为地球绕着太阳在自西向东地自转,总是从地球东部先看到太阳,所以人们感觉到太阳是从东边升起的。由于地球自转和太阳的照射,地球上出现昼夜更替的现象。为了说明这种现象,把地球上昼、夜半球的分界线称为晨昏线,它是太阳光线与地球切点的连线。科学书籍中谈到在同一时间里,太阳只能照亮地球表面的一半。

我们知道,太阳系里几乎所有天体(包括小行星)都在自转,而且都是按照自西向东方向旋转的。这是为什么呢?太阳系的前身是一团密云,受某种力量驱使,使它彼此相吸。在这个吸积过程中,使密度稀的逐渐变大,这就加速吸积过程。原始太阳星云中的质点最初处在混沌状,横冲直撞,逐渐把无序状态变成有序状态,渐渐地向心吸积聚变为太阳,另外,就使得这团气体逐渐向扁平状发展。在发展的过程中,势能变成动能,最终整个转起来了。我们知道物体转动需要能量,地球自转的能量来源就是由物质势能转化成的动能,最终结果是地球一边公转一边自转。地球自转方向与公转相同,为自西向东。从北极上空观察呈逆时针方向旋转,从南极上空观察呈顺时针方向旋转。

关于太阳,常见的误解主要有以下几点:第一,我们把太阳认为是一个光点,相对地球是静止的,太阳光射来的是平行光,这时正好照亮地球的一半。实际上太阳是一个圆面,太阳在不同的地方照射出来的光线在地球上的位置是不一样的。这样圆面的边缘点和中心点射来的光线在地球上切点位置不同,产生不同的晨昏线,从太阳整体看,晨昏线将会扩大。第二,认为太阳光是直线传播到地球表面的。实际上,地球周围有一层浓厚的大气包围,就像个大玻璃罩,笼罩在地球的外层空间。大气对太阳光有折射作用,可以把大气看成是透镜,它把光给折射了,这样太阳光就发生散射,太阳光线射入时便会发生方向的改变。直线射不到地面的光线,由于折射作用也会照到地面,这样,晨昏线有可能扩大很大的面积。第三,没考虑大气对光的散射作用,即晨昏蒙影。它发生在夜半球的边缘大约延伸到更大的地域,因此,使人们感觉到的夜晚比实际要短,并且人们生活中它的影响比晨昏线的要大。

地球每天都在自转的,所以我们每天都可以看到新的太阳,每天都看到太阳是从东边升起来的。