解释一下恒星日太阳日这张图

Question

解释一下恒星日太阳日这张图

Answer 1

没查任何资料,凭印象答.
首先,恒星日与太阳日的定义是不同的.恒星日是地球转过360°后,与远处的恒星处于同一角度时的时间,对于地球来说,恰好转过360°.而地球日是太阳光两次直射地球某一点（即太阳高度角最大,不一定是90°,随纬度和季节变化）时的时间差.这样一来,二者就有了差异.
地球在自转的同时,还在围绕太阳公转,如果我们认为远处的恒星是不动的（虽然肯定恒星有位移,但用作时间标准,必须选取位置足够远、位移足够小的恒星）,那么就必须考虑地球在自转一周的时间内,在公转轨道是转过的角度.就如图中所示,太阳昨天的直射点是F点,同时也正对着恒星A（就是图中的那颗恒星）,当地球自转到再一次正对着恒星A时,是在图中的中间那个位置,此时F点再一次正对着恒星A,相对于恒星A来说,地球已经转过了一周（360°,一个恒星日）,这是恒星日的定义.但你看一下,当F点正对着恒星A时,是否也正对着太阳呢?还没有,还差一个很小的角度（图中为了表示清楚,这个角度放大了）,这个角度就是恒星日与太阳日之间的差.地球还需要继续自转一定的角度,让F点再次正对着太阳,才是一个太阳日,这是太阳日的定义.但地球在继续自转的同时,在公转轨道上也要移动一点,要移动到上图中的右上方的位置,F点才正对着太阳,而这时F点已经不是正对着恒星A了,已经转过去了,转过的角度也是恒星日与太阳日之间的差.这个差按照角度说,是59′,按照时间说,是3分56秒.
就是说,地球只需要23小时56分4秒,就可以自转360°,完成一个恒星日.而地球必须花费24小时整,自转360°59′,太阳才能再一次直射地面上的同一点,完成一个太阳日.
换句话说,恒星日比太阳日的时间短3分56秒；太阳日比恒星日,地球需要多自转59′的角度.
不知道说清楚了没有?