一道关于地球自转公转的题

紫荆棘鸟

如题，知道地球存在自转以及（绕太阳）公转就行了，不需要别的特别背景知识。

如下图，地球自转的平面（赤道所在的平面）称为赤道面，地球公转的平面称为黄道面。
众所周知，赤道面和黄道面不是重合的，其间有个大约 23 度 26 分的夹角，这是地球存在四季更替的原因。

                               
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给定以下数据：

地球自转周期：
a）如果以太阳为参照系，周期为 24 小时整；
b）如果以遥远的某颗恒星（例如北极星、牛郎星、织女星等）为参照系，周期大约为 23 小时 56 分 4 秒。
地球公转周期：
c）如果以太阳为参照系，周期大约为 365.25 天；
d）如果以遥远的某颗恒星（例如北极星牛郎织女星等）为参照系，周期大约为 364.25 天。

问题：
Q1）：请解释为啥 c）、d）两个数据为啥相差一天；
Q2）：a） b） c）d） 四个数据之间有什么联系？

紫荆棘鸟

类似的，咱们来看看地球-月球组成的系统：地月系。

大家知道，月亮算地球的卫星。但地球这个卫星和木星土星之类的卫星相比，不太一样。木星土星的尺寸和质量，对其卫星而言，具有统治地位，但地球虽然有月球的几十倍大，但并不具备统治地位。所谓月球绕地球公转，并不很对，因为月球实在是很大，比冥王星还大，比水星也没小很多。当然现在大部分天文学家比较生气，不承认冥王星为大行星之一，因为它很小很冷，离太阳很远，孤单且孤独。

严格说来，地球和月球是相互公转的，绕着其质量中心公转，只是因为地球重很多，所以质量中心很靠近地球，马马虎虎说月球绕地球公转而已。

言归正传。题来了！

以地球为参照系，月球绕地球公转一周，时间是 29.53 天，大约这个数字。当然，这也是阴历一个月的长度。

问题：如果以某颗恒星（例如北极星）为参照系，月球绕地球转一圈的时间是多少。请给出理由。

红影

看着紫荆的图片，忽然明白极地的极昼是怎么来的了，因为它转一圈的行程比赤道短多了。哦不对，我把自己绕迷糊了，应该是赤道面和黄道面的夹角造成的，转到某个角度时，无论地球怎么自传，他总对着太阳，所以总是白天，呵呵，貌似绕明白了

红影

对主楼的问题，决定复杂问题简单化：

Q1）：请解释为啥 c）、d）两个数据为啥相差一天；——因为参照系不一样
Q2）：a） b） c）d） 四个数据之间有什么联系？——a对应c，b对应d

紫荆棘鸟

红影 发表于 2020-11-10 12:11
看着紫荆的图片，忽然明白极地的极昼是怎么来的了，因为它转一圈的行程比赤道短多了。哦不对，我把自己绕迷 ...

对呀，只有在北极圈南极圈内（纬度 90-23.5 度 = 66.5 度）的地方才有永夜极昼的现象。

紫荆棘鸟

不过不是因为行程比赤道短的问题，而是角度的问题。对自转而言，角速度都是一样的。

紫荆棘鸟

红影 发表于 2020-11-10 12:13
对主楼的问题，决定复杂问题简单化：

Q1）：请解释为啥 c）、d）两个数据为啥相差一天；——因为参照系 ...

对啊，但为啥参照系不一样就刚好相差一天呢？巧合还是必然？

红影

紫荆棘鸟 发表于 2020-11-10 11:39
类似的，咱们来看看地球-月球组成的系统：地月系。

大家知道，月亮算地球的卫星。但地球这个卫星和木星 ...

问题：如果以某颗恒星（例如北极星）为参照系，月球绕地球转一圈的时间是多少。请给出理由。

——从主楼看，肯定是时间短，要是拿主楼每天差3分54秒来算，大约少1.994天。

紫荆棘鸟

红影 发表于 2020-11-10 12:32
问题：如果以某颗恒星（例如北极星）为参照系，月球绕地球转一圈的时间是多少。请给出理由。

——从主 ...

不是，但靠谱了。月球绕地球一周的恒星周期是 27.32 日（大约）。
这个数据是可以估算出来的（从 29.53 日计算出来），这和主贴一楼的“为啥刚好相差一天”是一回事

紫荆棘鸟

红影确实聪明。
补赞一下，免得你的粉丝们骂我，哈哈

友昕

你们理科生的游戏，我围观

紫荆棘鸟

友昕 发表于 2020-11-10 12:44
你们理科生的游戏，我围观

喝杯蒙汗药的茶🍵吧，喝完后就将自己绕进去了

红影

紫荆棘鸟 发表于 2020-11-10 12:15
对呀，只有在北极圈南极圈内（纬度 90-23.5 度 = 66.5 度）的地方才有永夜极昼的现象。

嗯，这个范围应该跟赤道面黄道面的夹角有关联，把相关数据输入电脑，建个参数模型，很容易就能看出极圈的范围。关于永夜极昼也是在你上一个帖子里才留意的，以前都没怎么注意过

红影

紫荆棘鸟 发表于 2020-11-10 12:18
不过不是因为行程比赤道短的问题，而是角度的问题。对自转而言，角速度都是一样的。

哈哈，我一边回帖子，一边就发现了和行程无关，正像你说的，无论高纬度低纬度，自转角速度都是一样的。

红影

紫荆棘鸟 发表于 2020-11-10 12:28
对啊，但为啥参照系不一样就刚好相差一天呢？巧合还是必然？

干好差一天应该是计算的结果，先决条件或计算过程不同，得出的结果必然不同。
至于推算过程，没去仔细想过

红影

紫荆棘鸟 发表于 2020-11-10 12:38
不是，但靠谱了。月球绕地球一周的恒星周期是 27.32 日（大约）。
这个数据是可以估算出来的（从 29.53  ...

竟然差了2天还多点，我大概估了一下，接近2天还没到，看起来估的过程有点问题

古人咋那么聪明呢，看到每个国家都有自己历史延承下来的历法，不知道古人是怎样推算历法的，他们的设备和相关信息那么弱，却能用这些规律性地东西，精确去感知我们这个世界，想想就觉得神奇。

红影

紫荆棘鸟 发表于 2020-11-10 12:39
红影确实聪明。
补赞一下，免得你的粉丝们骂我，哈哈

哈哈，笑喷了，咱们就这么几个人在玩而已，我哪来的什么粉丝粉条的

紫荆棘鸟

红影 发表于 2020-11-10 13:32
干好差一天应该是计算的结果，先决条件或计算过程不同，得出的结果必然不同。
至于推算过程，没去仔细想 ...

不是计算的结果，而是必然的结果。
你想啊，如果地球完全没有自转，只有公转，结果会怎么样？
比方说，你可以想象地球某一面永远正对着北极星（没有自转），
但当地球公转一周后，地球上的居民是恰好经历了一个昼夜的。

红影

在紫荆的帖子里转点看到的东西，因为我也有点迷糊：

《月球绕地球一周27天，一年差不多就多出一个月，那为什么日历里四年才多出一天呢?》
回答一：
四年多出一天是历法年和公转周期的差值，和月亮没有任何关系。这个差值是因为地球自转周期和公转周期不是整数倍而产生的。

月球公转周期（恒星月）和历法里面一个月（朔望月）时间的差异是由于地球在这一个月时间里已经公转了一段距离的原因，这两者之间没有直接关系。

                               
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红影

回答二：

这就是阴历和阳历的区别了四年闰一天，也叫闰年，是阳历的计算方式，这是根据地球绕太阳公转得来的，也就是我们现在常用的公历题主说的一年差不多就多出一个月，是和阴历相关的，也就是农历，叫闰月，农历不是按天闰，是按月闰，农历闰月的推算是3年一闰，5年二闰，19年七闰，农历基本上19年为一周期，19年后就从头再来，循环计算总的来说就是阴历和阳历的区别啦