高二地理：晝夜更替的幾個(gè)疑難知識點(diǎn)講解

　　一、晝夜現(xiàn)象與晝夜更替之間的區(qū)別

　　晝夜現(xiàn)象是指由于太陽光線的照耀，地球面向太陽一面被照亮處于白晝狀態(tài)，而另一部分由于自身的阻擋未被太陽光線照亮處于黑夜?fàn)顟B(tài)。因此，晝夜現(xiàn)象的形成與地球?yàn)椴煌该�、不發(fā)光的球體及日地距離(太陽光線能夠到達(dá)地面)有關(guān)，而與地球是否自轉(zhuǎn)無關(guān)，也就是說假設(shè)地球不自轉(zhuǎn)，也會存在晝夜現(xiàn)象。

　　地球上的晝夜更替是指地球上某地從晝到夜再到晝的地理現(xiàn)象，它的形成首先要求地球上存在晝夜現(xiàn)象，而周期的長短與地球的自轉(zhuǎn)角速度是有關(guān)的。

　　其計(jì)算法則可以從晨昏圈入手，晨昏圈是太陽光線與地球表面相切的切點(diǎn)連接而成，晨昏圈上太陽高度為0度，把地球平分為晝半球和夜半球。在某天或很短時(shí)間里，我們可認(rèn)為晨昏圈相對于太陽的空間位置是固定不變的(這是由于地球的公轉(zhuǎn)周期較長，在較短時(shí)間內(nèi)日、地的相對空間位置變化很小，那么太陽光線與地球表面的切點(diǎn)的空間位置變化很小)。由于地球不斷自轉(zhuǎn)，因此晨昏圈相對于地面向西移動(dòng)，向西移動(dòng)的角速度就等于地球的自轉(zhuǎn)角速度。因此，我們理解晝夜更替周期就可以這樣認(rèn)為，地球上各地隨著地球的自轉(zhuǎn)，從位于晨線上(見到日出)到位于昏線上(見到日落)再回到晨線上(再次見到日出)，這樣的一段時(shí)間長短就為該地的晝夜更替周期長短。晝夜更替就可以看作是地面上各地相對于晨昏圈的運(yùn)動(dòng)，其周期大小T=360°/地球的自轉(zhuǎn)角速度�，F(xiàn)在，地球上各地(除南、北兩極點(diǎn))角速度均為15°/小時(shí)，因此晝夜更替周期為24小時(shí)，稱為一個(gè)太陽日。如果地球只是公轉(zhuǎn)而不自轉(zhuǎn)，則地球上的晝夜更替周期為一年。

　　二、關(guān)于地球上運(yùn)動(dòng)物體的晝夜更替周期長短計(jì)算

　　在地球上運(yùn)動(dòng)的物體，它們的晝夜更替周期就有可能不是一個(gè)太陽日。對于此類問題的計(jì)算，筆者認(rèn)為關(guān)鍵在于把抽象化為具體，這就要求能夠建立一個(gè)具體的地理模型，然后加以分析，此模型的建立需要引進(jìn)晨昏圈來進(jìn)行。在某段較短的時(shí)間里，晨昏圈的空間位置(相對于太陽或者相對于地心)是不會發(fā)生明顯變化的，因?yàn)槌炕枞κ翘�陽光線與地球表面的切點(diǎn)構(gòu)成。以下的分析我們就習(xí)慣以晨線為例，假設(shè)物體的運(yùn)動(dòng)剛剛從位于晨線的空間位置開始，來計(jì)算其晝夜更替周期�？梢苑殖蓛煞N情況來進(jìn)行討論。

　　1.如果物體相對于地面向東運(yùn)動(dòng)

　　假設(shè)物體相對于地面向東運(yùn)動(dòng)的角速度為W1，而地面是相對于晨線向東運(yùn)動(dòng)且角速度為W2=15°/h。那么物體相對于晨線向東運(yùn)動(dòng)，其角速度W3=W1+W2，W3> 15°/h。其分析模型可建立如下。

　　因此，物體的晝夜更替周期T=360°/W3，T<24小時(shí)，周期短于一個(gè)太陽日。

　　2.如果物體相對于地面向西運(yùn)動(dòng)

　　假設(shè)物體相對于地面向西運(yùn)動(dòng)，其角速度為W1;而晨線相對于地面是向西運(yùn)動(dòng)，其角速度W2=15°/h，那么物體相對于晨線運(yùn)動(dòng)的角速度大小為W3=|W1-W2|。其分析模型可建立如下。

　　因此，物體的晝夜更替周期T=360°/W3，而W3=|W1-15|，周期T大小與太陽日比較，要分以下三種情況：

　　a. 若W1<15時(shí)

　　W3<15，則T>24，此情況的晝夜更替周期大于一個(gè)太陽日。

　　b. 若W1=15時(shí)

　　W3=0,則此情況物體無晝夜更替。

　　c. 若30>W1>15時(shí)

　　W3<15, 則T>24，此情況的晝夜更替周期大于一個(gè)太陽日。

　　d. 若W1=30時(shí)

　　W3=15，則T=24，此情況的晝夜更替周期等于一個(gè)太陽日。

　　e. 若W1>30時(shí)

　　W3>15，則T<24，此情況的晝夜更替周期小于一個(gè)太陽日。

　　三、典型題目分析

　　例題1：

　　某一輪船在太平洋上每日向西跨越經(jīng)度12度，該船上的人們經(jīng)歷一個(gè)晝夜的時(shí)間大約是

　　A.26.8小時(shí)　　B.23.2小時(shí)　 C.24小時(shí) D.24.8小時(shí)

　　分析過程:此船每日向西跨越經(jīng)度12度,意思是一天時(shí)間里相對于原來的經(jīng)度向西變化12度,那么船相對于地面(洋面)向西運(yùn)動(dòng)角速度W1=12°/24h=0.5°/h。因此，船相對于晨線的角速度W2=15-0.5=14.5,那船的晝夜更替周期T=360/14.5=24.83(小時(shí))。

　　例題1的答案：D

　　例題2：2005年10月12日9時(shí)整，“神舟”6號在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，飛船飛行中的圓形軌道距地面343公里，軌道傾角為42.4度,繞地球飛行一周需要90分鐘,飛船在太空中共經(jīng)歷了115小時(shí)32分鐘飛行,那么航天員費(fèi)俊龍、聶海勝在太空中飛行大約度過了多少個(gè)晝夜

　　A.5個(gè)　　 B.24個(gè)　　 C.80個(gè)　　D.90個(gè)

　　分析過程：飛船繞地球飛行一周需要90分鐘，可知飛船相對地面向東飛行的角速度W1=360°/1.5h=240°/h,那么飛船相對晨線是向東運(yùn)動(dòng)，其角速度W2=240+15=255°/h。因此，飛船的晝夜更替周期T=360/255=1.41小時(shí)。共飛行時(shí)間t=115小時(shí)32分鐘即t=115.53小時(shí),則經(jīng)歷的晝夜次數(shù)n=t/T=115.53/1.41=81.94。但是飛船開始飛行是位于晨線以東(北京時(shí)間9時(shí)發(fā)射)，而我們的計(jì)算是假設(shè)飛船開始飛行是位于晨線上，因此見完整的晝夜更替次數(shù)為80次。

　　例題2的答案：C