行星地球概论.docx
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行星地球概论.docx
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行星地球概论
行星地球概论
[填空题]
1什么叫天体?
天体有哪些存在形式?
参考答案:
天体就是宇宙中各种星体和星际物质的统称。
可以分为自然天体和人造天体两大类。
人们根据不同的物理性状,把自然天体天体分为恒星、行星、卫星、彗星、流星、星云和星际物质等,通过射电探测手段和空间探测手段所发现的红外源、紫外源、射电源、X射线源和γ射线源,也都是天体,这些都属于自然天体。
用运载火箭发射到外层空间运行的人工研制的物体,称为人造天体。
如人造地球卫星、宇宙飞船、人造行星、星际探测器等等。
[填空题]
2如果太阳有第十个大行星,其轨道半长轴等于77.2 A.U.,试求它的公转周期?
参考答案:
[填空题]
3太阳的距离、大小和质量是怎样测定的?
参考答案:
[填空题]
4何谓太阳系?
它是怎样组成的?
行星的分布和运动都有哪些基本规律?
参考答案:
由太阳以及在其引力作用下围绕它运转的天体所构成的天体系统,称为太阳系。
它包括太阳,行星、矮行星及太阳系小天体,其中行星及其卫星是太阳系中重要的成员。
太阳系的运动特征和结构特征:
(1)行星的距离分布有规律性,遵循提丢斯-波得定则,但日星距离远近悬殊、分布密度悬殊。
(2)行星轨道的共同特征是具有“三性”:
同向性:
太阳的自转、大多数行星的自转和公转、大多数卫星的公转,从天北极俯视呈逆时针方向,即自西向东。
近圆性:
行星公转轨道均接近正圆。
共面性:
行星公转轨道几乎都在同一平面上,它们与地球公转轨道面的倾角都很小。
(3)行星在质量和大小等方面都是“两头小,中间大”。
(4)太阳系的角动量分布异常。
[填空题]
5彗星的本质特征是什么?
什么是流星体和流星?
如果地球没有大气,地面上仍能看到彗星吗?
仍能看到流星吗?
参考答案:
彗星本质上是在偏心率很大的轨道上绕日运行的冰物质,彗星奇特的外貌是它通过近日点前后的暂时现象。
沿着椭圆轨道环绕太阳运行的行星际空间尘粒和固体物,称为流星体。
闯入大气的流星体,因与大气分子发生剧烈的碰撞和摩擦而产生明亮的光辉和余迹,叫流星。
如果地球没有大气,地面上仍能看到彗星,但看不到流星。
[填空题]
6比较类地行星和类木行星,它们的物理性质有何差异?
为什么只有地球上存在着生命?
参考答案:
类地行星的共同特征为:
距太阳近,体积质量小,平均密度大,表面温度较高,中心有铁核,金属元素含量高,卫星少或没有;巨行星的共同特征是:
距太阳比类地行星远,体积质量大,平均密度小,表面温度低,主要由氢、氦、氖等物质构成,卫星多且有光环;远日行星的共同特征为:
距日远,表面温度最低,都在200℃以下,平均密度介于前两类行星之间,表层气体以氢和甲烷为主,有卫星,天王星和海王星有光环。
地球成为有生命活动的世界,主要是因为地球在太阳系中具备为生命的形成和发展所必需的自然条件:
首先,地球不但与太阳的距离适中,而且自转和公转的速度也比较适中。
这就使得全球能均匀地接收到适量的太阳辐射,表面平均温度为15C,适于万物生长。
由于温度的关系,使水在大范围内以液体出现,形成水圈。
这种适于生命发生发展的条件,是太阳系其他行星所不具备的。
其次,在八大行星中,地球虽然质量不大,但是密度最大,主要由重元素组成,具有一层坚硬的岩石圈。
这样,不但使液态水有了贮存之地,而且岩石经风化作用等孕育了生物必需的土壤。
其他行星有的是由气体或液体组成(木星、土星),有的虽有固体外壳,但无水可存(水星、金星)或有冰无水(天王星、海王星),同样不具备生物生存条件。
第三,地球的质量以及与质量相关的引力适中。
这就使气体能够聚集在周围,形成包围地球的大气圈,并经过长期演化形成了适宜的氮氧成分和适量的二氧化碳及水汽。
大气的这种组成不但是生命活动的必备条件,而且由于大气层的存在,又使得地球上生物免遭太阳紫外线等的直接杀伤(如臭氧层的保护作用)和流星体的直接撞击,并使水和热量得以调节和运动。
其他天体有的因引力太小无大气(木星、冥王星),有的因引力过大,大气层浓厚,且多由氢和氦(木星、土星)组成,有的含二氧化碳量过大(金星、火星),都不宜于生命活动。
第四,地球不但有铁质核心,还有适中的自转速度,因而形成了较强的永久性磁场。
地磁场在太阳风作用下形成了防止太阳紫外线和高能粒子流危害有机体的磁层。
而水星和金星只有微弱的磁场,火星没有磁场,这是因为火星缺少金属核心,水星和金星自转速度太慢了的缘故。
[单项选择题]
7、在太阳系中,质量和体积最小的是:
()。
A.水星
B.火星
C.金星
D.冥王星
参考答案:
D
[单项选择题]
8、在太阳系九大行星中,公转轨道平面同黄道平面交角最大的是:
()。
A.水星
B.冥王星
C.金星
D.木星
参考答案:
B
[多项选择题]
9、下列天体属于积聚态天体的有:
()。
A.恒星
B.星云
C.星际物质
D.电磁波
参考答案:
A,B
[单项选择题]
10、关于彗星的叙述,正确的是:
()。
A.彗星是一种“长寿”的天体,其彗尾的方向总是背向太阳
B.一种体积、质量都很小的天体
C.其奇特外貌是过近日点前后的暂时现象
D.彗发、彗尾在彗星绕日运行中一直存在,所以人们肉眼能见到它长长的尾巴
参考答案:
C
[单项选择题]
11、恒星同行星最根本的区别是:
()
A.相对位置是否移动
B.发展阶段不同
C.质量大小不同
D.星光是否闪烁
参考答案:
C
[填空题]
12何谓恒星和星座?
恒星的基本特点是什么?
什么是恒星自行?
光谱能传递天体的什么信息?
参考答案:
恒星由炽热气体组成的、能够自身发光的球形或类似球形的天体。
恒星之所以是炽热的和能够自行发光,是因为它们具有巨大的质量,其质量至少要达到太阳质量的百分之几到百分之十,它有很高的中心温度,才能引起热核反应而释放大量能量。
由于不同恒星运动的速度和方向不一样,它们在天空中相互之间的相对位置就会发生变化,这种变化称为恒星的自行,即恒星一年中垂直于视线方向的运动(称为切向速度)所走过的距离相对于观测者所张的角度。
全天恒星之中,包括那些肉眼看不见的很暗的恒星在内,自行最快的是巴纳德星,达到每年10.31角秒(1角秒是圆周上1度的3600分之一)。
一般的恒星,自行要小得多,绝大多数小于1角秒。
恒星的不同光谱型反映恒星温度的高低;光谱中的吸收线和发射线反映恒星的化学组成(恒星的化学组成大同小异,主要元素为氢)。
[填空题]
13恒星距离有哪些计量单位?
它们之间的关系怎样?
各自的含义是什么?
参考答案:
天文上常采用天文单位、光年和秒差距为单位来计量恒星的距离。
|
[填空题]
14织女星(天琴座α)的视星等为0.1,若其距离增加为10倍,这时,它的星等将是几等?
肉眼还能看到它吗?
某恒星的视星等数值比绝对星等数值大5等,则该恒星的距离应为多少秒差距?
参考答案:
设m1=0.1m时,距离为d;当距离增加为10倍(即10d)时,视星等为m2,但织女星绝对星等始终是不变的。
因此,根据公式M= m+5-5lgd,有
M.m1+5-5lgd
M.m2+5-5lg(10d) m2=5.1m
由于5.1m高于6m,所以肉眼还能看到它。
当某恒星的视星等数值比绝对星等数值大5等,则该恒星的距离应为100秒差距。
[填空题]
15什么是赫罗图?
它在恒星理论上有何重要意义?
何谓双星、变星、白矮星、脉冲星、中子星和黑洞?
参考答案:
①丹麦天文学家赫茨普龙和美国天文学家罗素,创制了恒星的光谱型和光度的坐标关系图,简称光谱-光度图,通常也叫赫罗图。
它以恒星的光谱型(或温度)为横坐标,以它的光度(或绝对星等)为纵坐标,每颗恒星按照各自的光谱型和光度,在图上占有一定的位置。
②赫罗图表明:
大多数恒星的光度,决定于它们的温度,即恒星的温度越高,其光度就越大。
大多数( 90%以上)恒星分布在从图的左上方至右下方的一条窄带上,温度由高到低,光度由大到小,形成一个明显的序列。
这条窄带叫做主星序;位于主星序上的恒星,则被称为主序星。
赫罗图的另一项应用,是求主序星的距离。
只需知道恒星的光谱型,便可从它在赫罗图主星序的相应位置,直接得知其光度,再根据恒星的视亮度,就能按平方反比定律求知其距离。
赫罗图还反映出恒星的演化程,图上不同的序列,意味着恒星生命史上的不同演化阶段。
[填空题]
16何谓星云和星际物质?
星云怎样分类?
银河系的形状和结构有何特点?
参考答案:
银河系中的气体尘埃密集的云雾天体,称为星云。
就发光性质来说,星云可分为发射星云、反射星云和暗星云;按其形状又可分为行星状星云和弥漫星云两大类。
弥漫于星际空间的极其稀薄(平均密度10-24g/cm3)的物质,叫星际物质。
包括星际气体、尘埃、粒子流、宇宙线和星际磁场等。
聚积在银河中的恒星、星云和星际物质所组成的天体系统,叫做银河系。
它是由恒星和其他各种天体组成的巨大天体集团,其中包括太阳在内的上千亿颗恒星和各种类型的星云以及星际物质,人类所能观察到的恒星绝大部分都在银河系之中。
侧视银河系,它的主体部分是一个又圆又扁的圆盘体,直径约为8万光年;中部较厚,边缘很薄,状如铁饼。
俯视银河系,它属于旋涡星系,从核球向外伸出的4条旋臂又是恒星的密集区,太阳位于其中的一条旋臂(猎户臂)上。
旋臂结构是银河系天体围绕银河系中心旋转而形成的。
银河系的天体绕银心作较差旋转。
同时,它又以214 km/s的速度朝麒麟座方向做整体运动,好像一个车轮子,自身不断旋转的同时又不停地向前进。
[填空题]
17太阳系以19.6km/s的速度向武仙座方向运动,一年内飞过多少天文单位?
参考答案:
4.13天文单位
[填空题]
18康德“星云说”的基本论点和它的重要意义是什么?
参考答案:
康德和拉普拉斯提出的星云起源假说(康德——拉普拉斯星云假说):
(1)太阳系是由弥散的星云物质演化而来的。
(2)形成太阳系的动力是自身引力。
这个假说分别由德国哲学家康德和法国天文学家拉普拉斯提出。
不同的是,康德认为原始星云是热的;拉普拉斯认为原始星云是冷的。
[填空题]
19恒星的演化各阶段的主要特点是什么?
为什么地球上会出现生命?
参考答案:
恒星的演化过程是恒星内部物质的吸引和排斥对立统一的过程,具体表现为恒星的收缩和膨胀过程,具体过程及其特征见下表。
[填空题]
20什么叫天穹和天球?
天球有什么特点?
参考答案:
以观测者为球心,以任意长为半径所绘出的假想球体,称为天球。
天球以观测者为球心,分为当地(观测者)天球、地心天球和日心天球,在处理月球等近距天体时,使用当地(观测者)天球较为恰当;在说明地球或行星公转的时候,人们使用日心天球更为方便;对于体现遥远星空背景的恒星天球,无论球心如何,都是同一的。
天球虽是人类假想的,却和人们的直接感受相符合,是研究天体的视位置和视运动的辅助工具;天球上天体的视位置只代表实际天体相对于观测者的空间方向,并不代表其实际距离;天球的半径是任意长,天球上各天体间只有角距离;在地球上所有平行的直线向同一方向延长,相交于天球球面同一点。
[填空题]
21说明球面上圆的极、极距、球面角及球面三角形。
参考答案:
垂直于球面上任意已知圆(大圆或小圆)所在平面的球直径的两个端点,
称为球面上圆的极。
球面上某一圆的极到该圆上任意一点的角距离,称为极距,极到圆上各点的距离都是相等的,大圆的极距为90°。
球面上任意两条大圆弧所构成的角,称为球面角。
两条大圆弧的交点叫球面角的顶点,大圆弧本身叫球面角的边。
以球面角的顶点为极作大圆,则球面角的边或其延长线在这个大圆上所截取的那个弧段,便是球面角的大小。
球面上三条大圆弧所构成的闭合图形,叫做球面三角形。
球面三角形的边,常用小写拉丁字母a、b、c表示;球面三角形的角,常用大写拉丁字母A、B、C表示,且规定:
A角和a边相对,B角和b边相对,C角和c边相对。
其角大小的度量与球面角的度量相同,边的大小用边的两端与球心连线间的夹角来度量。
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[填空题]
22简要说明球面三角形边的正弦定理和余弦定理。
参考答案:
球面三角形各边的正弦与其对角的正弦成正比,叫做球面三角形边的正弦定理。
其数学公式为:
球面三角形任意一边的余弦等于其他两边余弦的乘积加上这两边正弦及其所夹角的余弦的连乘积,称为球面三角形边的余弦定理。
其数学公式为:
[填空题]
23试述球面坐标系的一般模式。
参考答案:
对于特定的点来说,这个模式实际上是一个球面三角形,构成这个三角形的三条边,分别属于三个大圆,即基圈、始圈和终圈。
三角形的三个顶点是基圈的极点、原点和介点。
三边中的基圈和始圈,分别是坐标系的横轴和纵轴,是固定的框架;终圈则是可变动的,体现这种变动的是点的经度;点在终圈上的位置也是可变动的,体现这一变动的是点的纬度。
通过这两种变动,球面上任何一点的位置,都可以用一定的经度和纬度的结合来确定。
前者是点的横坐标,后者是点的纵坐标。
[填空题]
24什么是纬线和经线?
什么是纬度和经度?
它们有何区别与联系?
参考答案:
①地球上一切与地轴垂直的平面与地表的交线,又叫纬圈。
其相互平行(平行圈),大小不等。
代表地球上的东西方向,纬线又叫东西线;同一条纬线上的各地具有相同的纬度,纬线又叫等纬度线。
而经线是指经圈的一半。
代表南北方向,经线又叫南北线、子午线,子午线所在平面叫子午面。
同一条经线上的各地具有相同的经度,纬线又叫等经度线。
②一地相对于赤道面的南北方向和角距离,叫纬度,纬度是线面角,即本地垂线与赤道面的交角,分别用φ、N、S表示地理纬度、北纬和南纬,纬度在本地子午线上度量,其量值为0°—±90°。
本地子午面相对于本初子午面的东西方向和角距离,叫经度,经度是两面角,分别用λ、E、W表示地理经度、东经和西经,经度在赤道上度量,其量值为0°—±180°或0h—±12h,东西半球的划分由20°W和160°E两条经线来确定。
③地理纬度与地理经度实际是地球上纬线和经线的“编号”,其本身代表一种角度,而这种“编号”是按一个特定的角度大小为序。
[填空题]
25何谓数字地球?
它有什么特点和用途?
参考答案:
数字地球是指以地球作为对象的、以地理坐标为依据,具有多分辨力、海量的和多种数据融合的,以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础,以宽带网络为纽带,运用海量地球信息对地球进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述的,具有空间化、数字化、网络化、智能化和可视化特征的技术系统。
除了它是一个超巨大信息系统这一特点之外,它主要还具有以下一些特点:
第一,数字地球具有空间性、数字性和整体性,这三者的融合统一,形成了它与其他信息系统的根本*区别,使它必将成为人类历史上最大、最重要的信息系统。
第二,数字地球的数据,包括多源多比例尺多分辨率数据、历史和现时的数据、矢量和栅格格式的数据。
第三,数字地球具有一种可以迅速充实、联网的地理数据库,以及多种可以融合并显示多源数据的机制。
第四,数字地球以图像、图形图表、文本报告等形式,分别提供或免费或收费的、或局部范围或全球范围的数据、信息、知识方面的服务,其中提供信息服务是最主要的任务。
第五,数字地球中的数据和信息同时也是按普通、限制、保密等不同保密等级组织起来的,不同的用户对不同的数据和信息具有不同的使用权限。
第六,数字地球采用开放平台、构件技术、动态互操作等最先进的技术方案。
第七,数字地球的用户可以以多种方式从中获取信息;任何一个用户都可以实时调用,无论生产者是谁,也无论数据在什么地方,国际互联网上的用户可以根据自己的权限查询;数字地球;中的信息;运用具有传感器功能的特制数据手套(又叫传感手套),还可以对数字地球进行各类可视化操作。
第八,数字地球的服务对象覆盖整个社会层面,无论政府机关还是私人公司,无论科教部门还是生产单位,无论专业技术人员还是普通老百姓,都可以各自在其中找到自己所需要的信息。
数字地球具有自己独到的特点和功能,所以通过数字地球,人们可以了解到世界上任何地方最新、最全面的实时的情况。
从而使数字地球的应用在很大程度上超出人们的想象,它几乎涉及人类生活的各个方面,具有潜在的、广泛的应用前景,如社会经济和生活及可持续发展、生态环境的保护、气候变化的预测、精细农业、减灾、打击犯罪活动、外交、国防、军事等等。
在21世纪,数字地球将进入千家万户和各行各业。
数字地球将使人类有可能对人为的和自然界的灾害作出快速响应,从而产生广泛的社会和经济效益。
[填空题]
26计算南充(30°48′N,106°05′E)与北京(39°57′N,116°19′E)之间的最短距离。
参考答案:
[填空题]
27试求南充(30°48′N,106°05′E)的对跖点(共一条地球直径的两端点,即两者纬度相等、符号相反,经度相差180°或12h)、邻住点(同一纬圈直径的两端点)和对住点(对于地球赤道的对称点)的地理坐标。
参考答案:
[填空题]
28地球上的所有经纬线都是垂直正交的,于是地表上的任意点都可以由两条正交的经纬线确定,而这两条经纬线的经纬度就是交点的()。
经度是以()作起算平面的,向东量度0o~180o为(),向西量度0o~180o为(),国际通用的经度表示方法是用E代表东经,用W代表西经,如东经120o35,记作()。
参考答案:
经纬度;本初子午面;东经;西经;120o35′E
[填空题]
29为了照顾欧洲和非洲大陆的 完整性 ,地图上是以()与()这两条经线划分东西半球的。
()是纬度的起算平面,自该面向北量度0°~90°为(),用N表示;向南量度0°~90°为(),用S表示。
参考答案:
20°W;160°E;赤道面;北纬;南纬
[填空题]
30人们将地球上1角分大圆弧的长度定义为(),即地球上每度大圆弧为60n mile;船在海上航行的速度以“节”表示,1节=()。
参考答案:
1海里(nmile);1nmile/h
[填空题]
31法国人把地球上大圆弧周长的1/40 000定义为1千米(km),每度大圆弧之长 = 40 000km/360o=(),则1海里(n mile)=()。
参考答案:
111.1km/1o;1.85km
[单项选择题]
32、地球上有一点,北侧为北半球,南侧为南半球,东侧为东半球,西侧为西半球,则该点是()。
A.0ºN(S)、20ºW
B.0ºN(S)、0ºE(W)
C.0ºN(S)、160ºE
D.0ºN(S)、180ºE(W)
参考答案:
A
[单项选择题]
33、有关赤道的正确叙述是()。
A.纬度最低,是最大的纬线圈
B.东西半球和南北纬度的分界线
C.不是纬线,但指示东西方向
D.纬度最高的纬线圈
参考答案:
A
[单项选择题]
34、有关纬线和纬度的正确叙述是()。
A.纬线指示南北方向
B.所有纬线的长度相等
C.纬度最高值为90
D.赤道是最长的纬线
参考答案:
D
[填空题]
35在北京(40°N),黄道与地平圈交成的最大和最小交角各是多大?
那时春分点各位于什么位置?
参考答案:
[填空题]
36在纬度φ处,天体上中天时,其方位是多少?
是否所有天体都一样?
某恒星中天时,正好位于当地(纬度为φ)的天顶,问:
该恒星的赤纬(δ)等于多少?
参考答案:
某恒星中天时,正好位于当地(纬度为φ)的天顶,则该恒星的赤纬(δ)等于φ。
[单项选择题]
37、某恒星的方位和高度都45°,须在天空的哪部分去寻找?
()
A.西南方半空
B.东南方半空
C.西北方半空
D.东北方半空
参考答案:
A
[单项选择题]
38、天球黄道坐标系的坐标用什么表示?
()
A.高度和方位
B.赤经和赤纬
C.时角和赤纬
D.黄经和黄纬
参考答案:
D
[多项选择题]
39、下列各点,在天球周日运动中,时角和赤纬保持不变的是:
()
A.北点
B.东点
C.春分点
D.上点
参考答案:
A,B,D
[单项选择题]
40、下列各对点,同天极和黄极的角距离均为90o的是:
()
A.东西点
B.上、下点
C.二至点
D.二分点
参考答案:
D
[填空题]
41天球是以观测者为中心,任意长为半径的假想球面。
由于天球半径是任意的,于是()可根据观测需要而选定,通常以()作为球心。
为了便于研究问题,有时需将球心取在地球中心或太阳中心,这样的天球,分别称为()或()
参考答案:
球心;测点位置;地心天球;日心天球
[填空题]
42试说明地球自转的方向、周期和速度。
其自转的速度有什么变化?
参考答案:
(1)地球绕自转轴自西向东的转动,是周期性的运动。
在北极上空看起来,地球是以逆时针方向自转的;而在南极上空看起来,则是按顺时针方向自转的。
(2)地球自转周期,需要在地外的天空找一个超然于地球自转的参考点。
以参考点连续两次上中天(或下中天)的时间间隔,作为地球自转周期。
笼统地说,地球自转的周期是一“日”。
按参考点的不同,天文上的日有3种,它们是恒星日、太阳日和太阴日,分别以春分点、太阳和月球为参考点。
虽然这3种日都是地球自转的周期,但是,它们所代表的实际时间长度,都各有一定的差异。
(3)地球自转运动具有角速度和线速度两种速度。
地球自转的角速度全球一致;地球自转线速度,与高度和纬度的余弦成正比。
地球自转速度有长期变化、季节变化和不规则变化。
[填空题]
43什么是极移?
一地的经度和纬度因极移而发生变化,但不会因进动而发生变化,为什么极移和进动都是地球自转轴的运动,试从运动的形式、运动周期和运动结果等方面来区别极移和进动。
参考答案:
极移是整个地球相对于地轴运动而造成的地球南北极在地面上的移动。
进动是由于地轴在宇宙空间的运动造成南北天极在天球上的位置变化。
两者有质的区别:
(1)引起极移和进动的原因不同。
极移是地球内部的物质运动造成地球物质分布发生变化,使地球重力中心发生变化,从而造成整个地球相对于地轴的运动,使地球南北两极在地面上发生移动。
而进动是由于存在黄赤交角和地球自转造成的。
(2)表现形式上的不同。
极移是整个地球相对于地轴发生运动。
地轴被看成是不动的,不改变天轴的宇宙位置。
南北天极在天球上的位置没有变。
极移的幅度很小,一般不超过0.5″或15米。
极移的轨迹是一个连续不断的圆圈。
而进动是地轴相对宇宙空间运动造成的。
地球各部分同地轴的相对位置没变。
它不改变南北两极在地面的位置。
进动的轨迹是完整的圆锥。
(3)造成的结果不同。
极移造成经纬网发生微小变化,从而引起各地经纬度的变化。
进动引起南北天极在天球上位置的变化。
由于天赤道平面垂直于天轴,天轴方向的改变造成天赤道位置改变,从而造成天赤道与黄道两交点——二分点沿黄道的西移,这使以春分点为参考点的回归年短于恒星年。
极移是地球南北两极在地面上发生位移,造成赤道的改变和经纬网的变化,所以极移会引起各地经度、纬度的变化。
[填空题]
44由于岁差,天极描成5°的弧,约需多少年?
两个能够单独地成为停止岁差现象的必要和充分条件是什么?
参考答案:
5°/50″.29=358年;黄赤、白黄交角为0,地球是正球体。
[填空题]
45为什么视太阳日长度会有季节变化?
为什么二至日的视太阳日长度大于二分日?
为什么最长的视太阳日不是南至日,而在南至日之后?
为何太阴日的均长约为24h50m?
参考答案
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