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地球怎么转，地球咋转圈( 二 )

小知识



地球自转轴对于地球本体的运动
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地球自转轴在地球本体上的位置是经常在变动的，这种变动称为地极移动，简称极移 。 1765年L.欧拉证明，如果没有外力的作用，刚体地球的自转轴将围绕形状轴作自由摆动 ， 周期为 305 恒星日 。 1888年人们才从纬度变化的观测中证实了极移的存在 。 1891年美国的S.C.张德勒进一步指出，极移包括两种主要周期成分：一种是周期约14个月的自由摆动，又称张德勒摆动；另一种是周期为12个月的受迫摆动 。

实际观测到的张德勒摆动就是欧拉所预言的自由摆动 。 但因地球不是一个绝对刚体，所以张德勒摆动的周期比欧拉所预言的周期约长40％ 。 张德勒摆动的振幅大约在0.06〃～0.25〃之间缓慢变化 ，其周期的变化范围约为410～440天 。 极移的另一种主要成分是周年受迫摆动，其振幅约为0.09〃，相对来说比较稳定，主要由于大气和两极冰雪的季节性变化所引起 。

将极移中的周期成分除去以后，可以得到长期极移 。 长期极移的平均速度约为0.003〃／年，方向大致在西经70°左右 。

地球自转轴在空间的运动
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地球的极半径约比赤道半径短1／300，同时地球自转的赤道面、地球绕太阳公转的黄道面和月球绕地球公转的白道面， 这三者并不在 一个平面内 。 由于这些因素，在月球、太阳和行星的引力作用下，使地球自转轴在空间产生了复杂的运动 。 这种运动通常称为岁差和章动 。 岁差运动表现为地球自转轴围绕黄道轴旋转，在空间描绘出一个圆锥面，绕行一周约需 2.6万年 。 章动是叠加在岁差运动上的许多复杂的周期运动 。

证明地球自转
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1.牙签法
先用一只脸盆装满水,放在水平且不易振动的地方,待水静止后,轻轻放下一根木质细牙签,并在牙签的一端做一个记号,记住牙签的位置,过几个小时后(最好在10个小时以上),再去看时你就会发现,牙签已经转动了一定角度,看起来好像是牙签在转动,其实它并没有转动,而是地球在转动.在北半球,牙签作顺时针转动,因为地球自转在北半球看起来是逆时针方向的.南半球则与北半球相反.
2.炮弹法
地球时刻不停地自转,地面上水平运动的物体,必然相对地发生持续的右偏(北半球)或左偏(南半球).根据这种现象,人们分析射出的炮弹运动的方向,就能证明地球在自转.
3.重力加速度法
地球在时刻不停地自转,由于惯性离心力的作用,地面的重力加速度必然是赤道最小,两极最大;地球不可能是正球体,而必然是赤道略鼓,两极略扁的旋转椭球体.重力测量和弧度测量的结果,证实了这些观点的正确性,也就从一个侧面证实了地球的自转.
4.深井测量法
地球时刻不停自转,由于自转速度随高度而增加,物体自高处下落的过程中,必然具有较高的向东的自转速度,而必然坠落在偏东的地点.为了证实这一点,有人曾在很深的矿井中进行试验.试验结果是:自井口中心下落的物体,总在一定的深度同矿井东壁相撞,从另一个侧面证实了地球的自转运动.
5. 傅科摆
证实地球自转的仪器，是法国物理学家傅科于1851年发明的 。 地球自西向东绕着它的自转轴自转，同时在围绕太阳公转 。 观察地球的自转效应并不难 。 用未经扭曲过的尼龙钓鱼线，悬挂摆锤，在摆锤底部装有指针 。 摆长从3米至30米皆可 。 当摆静止时，在它下面的地面上，固定一张白卡片纸，上面画一条参考线 。 把摆锤沿参考线的方向拉开，然后让它往返摆动 。 几小时后，摆动平面就偏离了原来画的参考线．这是在摆锤下面的地面随着地球旋转产生的现象 。
由于地球的自转，摆动平面的旋转方向，在北半球是顺时针的，在南半球是反时针的 。 摆的旋转周期，在两极是24小时，在赤道上傅科摆不旋转 。 在纬度40°的地方，每小时旋转10°弱，即在37小时内旋转一周 。

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