地球的自转
从“地平”到“地圆”，人类经过了漫长的探索过程，从“地静”到“地动”同样经过了很长时间的争论，而且比“地圆”的认识晚得多。那么“地动”绕什么而动也经历了漫长的认识过程。
现在我们都知道地球在动，而且知道怎样动。连幼儿园的小朋友都经常背诵儿歌，“地球大，月球小，月球绕着地球跑；太阳大，地球小，地球绕着太阳跑。”可见，地球的运动已经妇孺皆知。
这里要知道一个伟大的人物，他具有划时代的意义，他就是波兰天文学家——哥白尼。哥白尼从小聪明过人，特别喜欢天文和数学，后来被送到大学学习神学、法律等。当时的欧洲宗教神学具有绝对的统治地位，神学可算得上最热门的专业了。可聪明的哥白尼学着学着，感觉神学是虚假的，是骗人的，是统治者统治、愚弄臣民的工具。哥白尼根据自己的天文观察和高超的数学才能，算出了大量行星绕太阳公转的轨道、速度、周期等，创立了“日心说”，写出了《天体运行论》。哥白尼最根本的一点是看穿了宇宙根本没有神和上帝的位置，揭穿了“地球是宇宙的中心，上帝创造了世界”的谎言。哥白尼的这个观点改变了旧的宇宙观，对封建神学和宗教以沉重的打击。于是统治者将哥白尼的“日心说”视为异端邪说，《天体运行论》被列为禁书。但是后人给予哥白尼高度的评价：哥白尼改变了旧的宇宙观，在科学发展史上有划时代的意义，从此，自然科学便从宗教神学中解放出来。
邪说硬说真理是邪说，在那个黑白颠倒的世界，无数具有头脑的前卫思想家为了推广和发展哥白尼的“日心说”前赴后继，不惜流血牺牲。意大利思想家布鲁诺就是其中之一。布鲁诺有句名言：为真理而斗争是人生最大的乐趣。布鲁诺为他的这个最大的乐趣于1592年入狱，入狱八年仍然坚持真理于1600年被罗马教廷烧死在罗马的鲜花广场。后人为纪念这位不屈的斗士于1889年在布鲁诺烧死的地方树立了一座布鲁诺的铜像供世人瞻仰。
所以我们今天来学习地球的运动，这里面饱含了无数为真理而斗争先辈们多少智慧和勇气，甚至毕生的精力和宝贵的生命。
一、地球的自转：
1、定义：地球绕地轴旋转就是自转。
2、方向：自西向东。当地球自西向东自转时，我们的观察点如果在北极上空附近，可以看到地球在作逆时针方向的旋转，如果观察点在南极上空附近，则地球作顺时针方向的旋转。不管是逆时针还是顺时针都表示地球在作自西向东的自转。
3、周期：约24小时（也就是一天）。
地球在自转，对于我们身处地球上的人来说不容易感觉得到。有句诗是这样说的：“不识庐山真面目，只缘身在此山中。”地球人也是如此，身在地球上，不知道地球本身的旋转规律。法国物理学家傅科在1851年的一天，在法国巴黎万神庙的圆顶上将他亲手制作的傅科摆吊上去进行摆球实验。傅科用一根长60多米，重27千克、直径约30厘米的大铁球制成一个“超级摆”，后人称之为“傅科摆”。在傅科摆的下面画上刻度，让摆摆动起来。随着时间的推移，大约每小时傅科摆的摆面要沿顺时针方向旋转10度。傅科让人们亲眼见到了地球在自西向东旋转。
当然我们也可以做一个傅科摆，可以用钓鱼的鱼线吊上一个铁球，在摆下面的地面上画上刻度。鱼线的长度一般要在10米以上，铁球要有一千克左右。一般的，线越长、球越重效果越好。还有一个更为简单的办法来测量地球自转。先用一只脸盆装满水，放在水平且不易振动，且无风的地方，待水静止后，轻轻放下一根木质细牙签，并在牙签的一端做一个记号，记住牙签的位置，过几个小时后（最好在10个小时以上），再去看时你就会发现，牙签已经转动了一定角度，看起来好像是牙签在转动，其实它并没有转动，而是地球在转动。在北半球，牙签作顺时针转动，因为地球自转在北半球看起来是逆时针方向的。南半球则与北半球相反。
4、意义：
地球自转产生了昼夜交替现象。由于地球不透明，朝向太阳的一面为白天，背向太阳的一面为夜晚。地球自转，使白天和夜晚交替出现。
昼夜交替使地球白天温度呈上升趋势，夜晚温度呈下降趋势。如果某一面一直朝向太阳那肯定热得受不了，同样如果某一面一直背向太阳，那肯定冷得不得了。昼夜交替使我们处在一个平均气温适宜，温度变化幅度不大的气候环境里。
昼夜交替产生了时差。因为太阳总是从东边升起，从西边落下。也就是说，东边相对来说要早日出，早日落，时间更早。而西边更晚日出，晚日落，时间更晚。这就是时差，即平常所说的东早西晚。由于地球自转一周大约为24小时，所以地球上经度相差15度的地方，时间就相差1小时，即东边比西边早一小时。
由于东早西晚，所以往东边去就会越来越早，往西边去就越来越晚。曾经发生过这样一件有趣的事情。哥伦布发现新大陆以后，欧洲人向北美洲大批移民。他们逐步向西扩展，一直到达太平洋沿岸。这里面有大量的英国人。十八世纪末，俄国人也从白令海峡经阿拉斯加来到这里。英国人和俄国人一见面就出现了矛盾：英国人说今天是星期日。俄国人却说那是昨天，今天已经星期一了。两国的人谁也不让谁，英国人说俄国人傻得不得了，俄国人说英国人个个都是瓜娃子。
现在我们能够解释这个现象了。往东每跨越经度15度就应该早一个小时，往西跨越经度15度就应该晚一个小时。往东去的人与往西去的人相见，就正好跨越了地球一周360度，时间就相差了24小时。也就是说往东边去的人时间就会比往西边去的人的时间早24小时，也就是一天。
如果某人一直往西边走，回到原地就会发现时间晚了一天。1522年9月，当麦哲伦船队剩下的18个幸存者把一艘千疮百孔的破船驶向塞维利亚港时，整个西班牙乃至全世界都为之欢呼起来，因为这3年零2天的航行以247个生命（包括麦哲伦本人）、4条大船的代价，雄辩地证明了地球确实是个球体。在西班牙国王为勇士们举行的庆功宴会上，关于日期就发生的争论，船员们说今天是9月6日星期六，但当地居民却都说是9月7日星期日！船员们拿出逐日记载的航海日历作证，但当地居民们却认为他们在漫长的岁月中出了差错，谁也无法说服对方。
如果某人一直往东走，回到原地就会发现时间早了一天。有一本小说叫《八十天环游地球》，说得是英国有一位绅士叫福克。一天，福克先生说现在能够80天环游地球一周，俱乐部的其他会员都说不可能，因为在当时情况下，要想80天环游地球，必须极准确地一下火车就上船，一下船马上又上火车才行且路上不能出任何意外。因为这80天不包括坏天气、顶头风、海船出事、火车出轨等意想不到的事情。但是福克先生还是立了一张打赌字据，6位当事人在上面签了字。最后福克先生说：“今天是1872年10月2日，星期三。我应该在12月21号，星期六，晚上8点45分回到伦敦。诸位先生，我就要动身了。等我回来时，你们可以根据我护照上的各地签证印鉴，来查对我这次的旅行路线。”
就这样，福克先生从伦敦出发，向东经过欧洲、非洲、亚洲、美洲4个洲，以坚定的意志克服了无数的自然和人为的障碍，终于在1872年12月21号晚8点50分回到伦敦。而且旅途中与一位美女艾娥达一见钟情，一起回到了伦敦。很遗憾比预定的时间晚了5分钟，于是他悄悄的灰溜溜地回到了家。
第二天晚上，福克先生让他的忠实的仆人路路通去请神甫明日来主持他与艾娥达夫人的婚礼。他想虽然打赌输成了穷光蛋，但他与美女的爱情还是要继续，现在什么都没有了，就只剩下结婚了。但神甫说明天是22号星期日不主持婚礼。路路通证实神甫没有说错后，以最快的速度回到住宅，一把抓住他主人的衣领，象发疯似地拖着福克先生，跳上一辆马车……当他们在俱乐部大厅里露面的时候，大钟正指着8点45分，一分不差，他的朋友们正在那里等他，他赢了。
那么，是精明的福克先生计算错日期了吗？不是的，是福克先生在他的旅程中“不自觉地”占了24小时的便宜。这是因为他这次旅行的方向是一直向东走，在向东走的路上一直是迎着太阳升起的方向前进。所以每当他这样走过一度经线，他就会提前4分钟看见日出，整个地球一共分作360度，用4分钟乘360再用60分除，结果正好等于24小时，这就是他不知不觉赚来一天的原因。如果向西，正好相反，每天的时间将比24小时多一点，围绕地球一周后，多的这一点就会累积为一天，就会在不知不觉中少去一天。
如果当时有日界线，福克先生是自西向东越过日界线，在日期上要减去一天，也就不会出现前面那惊险的场面了。事实上福克先生是提前一天到达伦敦的。
这个问题我们下节课再来讲《时区和日界线》。
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