晝夜更替的幾個疑難知識點解析

　　地球是一個不發光且不透明的球體，同一瞬間陽光只能照亮半個球，被陽光照亮的半個地球是白晝，沒有被陽光照亮的半個地球是黑夜·晝半球和夜半球的分界線***圈***，叫做晨昏線***圈***.

　　在學習地球自轉地理意義時，晝夜更替是必須掌握的。但是此部分知識比較抽象，難以理解，要完全掌握，筆者認為應該注重以下兩個方面的知識點。

　　一、晝夜現象與晝夜更替之間的區別

　　晝夜現象是指由於太陽光線的照耀，地球面向太陽一面被照亮處於白晝狀態，而另一部分由於自身的阻擋未被太陽光線照亮處於黑夜狀態。因此，晝夜現象的形成與地球為不透明、不發光的球體及日地距離***太陽光線能夠到達地面***有關，而與地球是否自轉無關，也就是說假設地球不自轉，也會存在晝夜現象。

　　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象，它的形成首先要求地球上存在晝夜現象，而週期的長短與地球的自轉角速度是有關的。

　　其計演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連線而成，晨昏圈上太陽高度為0度，把地球平分為晝半球和夜半球。在某天或很短時間裡，我們可認為晨昏圈相對於太陽的空間位置是固定不變的***這是由於地球的公轉週期較長，在較短時間內日、地的相對空間位置變化很小，那麼太陽光線與地球表面的切點的空間位置變化很小***。由於地球不斷自轉，因此晨昏圈相對於地面向西移動，向西移動的角速度就等於地球的自轉角速度。因此，我們理解晝夜更替週期就可以這樣認為，地球上各地隨著地球的自轉，從位於晨線上***見到日出***到位於昏線上***見到日落***再回到晨線上***再次見到日出***，這樣的一段時間長短就為該地的晝夜更替週期長短。晝夜更替就可以看作是地面上各地相對於晨昏圈的運動，其週期大小T=360°/地球的自轉角速度。現在，地球上各地***除南、北兩極點***角速度均為15°/小時，因此晝夜更替週期為24小時，稱為一個太陽日。如果地球只是公轉而不自轉，則地球上的晝夜更替週期為一年。

　　二、關於地球上運動物體的晝夜更替週期長短計算

　　在地球上運動的物體，它們的晝夜更替週期就有可能不是一個太陽日。對於此類問題的計算，筆者認為關鍵在於把抽象化為具體，這就要求能夠建立一個具體的地理模型，然後加以分析，此模型的建立需要引進晨昏圈來進行。在某段較短的時間裡，晨昏圈的空間位置***相對於太陽或者相對於地心***是不會發生明顯變化的，因為晨昏圈是太陽光線與地球表面的切點構成。以下的分析我們就習慣以晨線為例，假設物體的運動剛剛從位於晨線的空間位置開始，來計算其晝夜更替週期。可以分成兩種情況來進行討論。

　　1.如果物體相對於地面向東運動

　　假設物體相對於地面向東運動的角速度為W1，而地面是相對於晨線向東運動且角速度為W2=15°/h。那麼物體相對於晨線向東運動，其角速度W3=W1+W2，W3> 15°/h。其分析模型可建立如下。