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1、地球古今談,地球與其他星體相互運行關係的發展,地心說亞里斯多德：(西元前四世紀) 宇宙是球狀且有限的，而地球位在宇宙的中心。 行星與其他天體是附著在以地球為中心的許多球殼上，而這些球殼以不同的速度旋轉。,地球與其他星體相互運行關係的發展,地心說托勒密：周轉圓模型(西元二世紀) 地球是宇宙的中心，而 月球、水星、金星、太陽、火星、木星和土星依序繞地球運行。 可解釋行星逆行,地球與其他星體相互運行關係的發展,地球與其他星體相互運行關係的發展,日心說哥白尼：十六世紀初 1. 太陽是宇宙中心。除了月球外，所有行星（包括地球）都是以圓形軌道繞行太陽運行。 2. 恆星則是附在離太陽很遠的天球，並且靜止不動
2、。 3. 可解釋行星的逆行現象。,錯誤,地球與其他星體相互運行關係的發展,地心說解釋火星的逆行,地心說： 火星繞地公轉軌道為均輪，火星除了在均輪上移動，另有本輪的運轉（如圖，從綠圈藍圈紅圈），所以火星軌跡便從。,火星,托勒密解釋火星的逆行,日心說解釋火星的逆行,地繞日一圈週期比火星繞日一圈週期短， 如圖： E1P1火星投影在1 E2P2火星投影在2 E3P3火星投影在3 E4P4火星投影在4 123順行 34火星逆行 與現在觀測結果符合,行星的順逆行,上課,夫妻約定把“上床”叫“上課”。 一日老婆發短信給老公：“今晚上課。” 老公回信：“有應酬，改自習！” 老婆不悅。 次日老公說要上課， 老婆
3、回曰：“不必了，昨晚我已請家教！”,地球是圓的畢達哥拉斯 ：駛近的船桅頂先出現,地球的形狀,地球是圓的亞里斯多德： (1)旅行的人向南走，其所看到南方的星座位置會變高，代表地表是有曲度的。 (2)由月食的影像知道投射在月球上的是地球 的影子，地球形狀是圓形。,地球的形狀,地球是圓的麥哲倫：航海繞行地球一圈，證明地球是圓球狀。 地球是圓的現代太空觀察： 1961年蘇聯人乘坐太空船進入太空，目睹圓球狀的地球。,古今對地球形狀的看法,地球是扁橢圓形 牛頓：地球自轉因而使赤道所受的離心力最大，南北兩極最小，如此造成地球赤道半徑略長而兩極半徑較短。 李歇爾：1672年，法國天文學家經由鐘擺實際測量的結果
4、，發現地球赤道的重力值最小，往兩極方向重力值則較大（單擺的週期（T）與其擺長（）和重力值（g）的關係為： 。重力大表示距地心較近,古今對地球形狀的看法,鐘擺較慢,重力較小,地球半徑較大,地球非正球體,巴黎,蓋亞那,1672年，法國天文學家李歇爾鐘擺實際測量,單擺的週期(T)與其擺長( )和重力值大小(g)的關係為： ，當擺長長度固定時，單擺週期與重力值大小有平方反比的關係。所以赤道與兩極的重力值大小，可由單擺時鐘測量。,單擺的週期,西方對地球形概念的演變 地球是扁橢圓形：17351744年，由法國巴黎科學院執行量測地球弧度，進一步證實地球為扁球體。 參考橢球體：美國國防部製圖局在1984年建構
5、的參考橢球體最為常用。地球的長軸（赤道半徑）參考值為6378137公尺，短軸（兩極半徑）為6356752公尺，扁平率為三百分之一。,古今對地球形狀的看法,6378.137公里,6356.752公里,參考橢圓球體,扁平率（f）是以橢球體的長軸(a)與短軸（b）來計算，公式為：,地球是不規則形：現代由無線電波觀測、衛星定位測量以及地面重力測量，精確的繪製出地球外形，發現地球是略呈不規則形。,古今對地球形狀的看法,一、追溯至西元前240年左右，當時擔任埃及亞歷山卓圖書館長的埃拉托斯特尼所做的日影觀察 二、如圖： A為賽伊尼的水井，每年 時分，陽光 進入，B為亞歷山卓，夏至正午太陽偏離天頂的角度（約7
6、.2）,夏至正午,直射,地球大小的測量,二、如圖： = / 360AB / 2R AB距離約800公里， 地球的圓周長(2R) =800360/7.2=40000公里 三、測量誤差： 與今日的結果，赤道周長為40075公里，子午線周長為39941公里相比，誤差在1%之內。,地球大小的測量,利用太陽光同時直射與斜射兩地而計算出地球大小。假設星球為圓球形，如右圖，位於同一經度的二地，於正午同時觀察陽光入射角（圖中1及2）， 延長與日光甲夾角32（內錯角），且1 3 AOB，即12 AOB AOB 1 2， AOB/AB 弧360/2 R 若知道A與B的距離， 即可求得地球半徑R。,地(星)球大小的
7、測定,地殼均衡學說,喜馬拉雅山區的重力測量 理論值：重力測量時應受高大山體的引力影響，如圖上c位置。 實測值： 鉛垂偏移角度 小於理論值， 如圖上b位置。,地函,地殼,山愈高質量愈大引力較大,理論偏移值,實際偏移較小,引力較理論小,？,？,組成高山的物質密度較小?,高山的下方物質密度較小?,地殼均衡學說,地殼均衡學說 以浮力原理解釋，不同厚度的地殼浮在密度較大的地函之上。 地函內之某一深度處，各地所承受來自上方岩石的壓力值皆相同。,地殼均衡學說,山根：高山有較深的山根，而較薄的地塊之下有密度較大的地函補償(補償深度)，故在最厚地塊底部之深度以下，單位面積上的總質量大約相同，以維持地殼平衡。,地殼均衡學說觀測證據,若上覆地表物質的質量增加，那這一部分的地殼深度就會往下延伸。若上覆地表物質的質量減少，那麼地殼的深度就會往上抬升。,D=2.8,D=2.8,D=2.8,冰,地殼均衡學說觀測證據,地殼均衡學說觀測證據,證據：北歐與北美地區自末次冰盛期結束後，氣候回暖，因上覆的積冰融化，使地殼不斷往上抬升。,The end,兩公婆打架，把一枕頭扔到樓下， 一乞丐正好路過，甚喜， 接著又飛下一床被子，乞丐狂喜， 抹著眼淚沖樓上喊： “ 樓上的大哥，行行好，把那女的也扔下來吧！“,
