Re: [問題] 北極星是在「正北方」嗎?

[evanzxcv (高密度聚乙烯)]

回個文解釋一下好了..(我盡量用小五學生聽得懂的字彙 XD)

地球自轉是以北極跟南極連線為軸心,就像陀螺一樣.

而(目前)地軸北極的方向,剛好指向非常接近一顆恆星,

由於地球繞著這個軸自轉,因此不論什麼時候,這顆星都會在天空中差不多的位置.

畫個圖比較清楚:

    北極星 ★



              ┌
                \
                 \               自轉方向
             北極 \,-----.      ┐
                 ,'\      `.   '
               ,'   \地     `,'
              ;      \軸   ,' :
              |  地球 \ _.-   |
              :   _,,.-'      ;
               ':'      \   ,'
                 `.      \,'
                   `-----'\ 南極
                           \
                            \

雖然地球不是在原地自轉,也會公轉,但因為北極星距離我們很遠,

不管一年四季裡什麼時候,北極星相對於地球,都在同一個方向.


而為什麼北極星在北方?再畫一張圖來看看:

                                     南方
                                  .-'
                                .'
                         台  .-'台灣看到的"地面"
      /__________________灣-'-.--.
  往  \             25\.-'\   |   `-.
  北                 .'/90 \25|      \
  極              .-' /     \-|       \
  星          北方   ;       \|  地軸  :
      ＜-------------+--------+--------+-------------
                北極 :    地心|        ; 南極
                      \       |赤     /
                       \      |道    /
                        `-.   |   ,-'
                           `--+--'

這個是把地球側過來看的剖面圖,台灣的緯度是25度左右,

所以台灣跟地心的連線,與赤道夾角25度(黃色)

在台灣所看到的"地面"是垂直於往地心的方向,(藍色角度=90度),

而北極星不論在地球上哪一點看,都是地軸北極指的方向.

而這個圖不管地球自轉怎麼轉,都是不變的.

所以在台灣看北極星,會一直在正北方仰角25度的地方.


同樣的道理,在北半球都看得到北極星在正北方,仰角等於緯度.

假如在北極點上看北極星,就會在頭頂上(天頂)囉!

在南半球看不到北極星,因為北極星被地球擋住了!

(可鼓勵學生自己畫圖看看,會更清楚)


P.S.

實際上北極星只是"最接近"地軸北極指向的一顆恆星,並不是剛好在那裡,

因為北極星不是為地球量身打造的,只是剛剛好地軸的方向就很接近一顆恆星.

所以北極星其實還是會動的--只是動得非常少,

而且又夠亮(二等星),足以拿來當導航與辨認方向使用.


-----以下是補充------------------------------------

那麼~北極星永遠都是那一顆星嗎?

事實上因為地球自轉軸並不是一成不變的,

就像是陀螺一樣,雖然繞著軸自轉,這個自轉軸的方向也會轉圈圈,

因此地球的自轉軸會在天球上投影出一個圓圈.

(所謂"天球",就是因為恆星距離地球非常遙遠,

我們可以假設,所有恆星都在以地心為中心,半徑無限大的一個球面上.)

這個地軸像陀螺軸一樣旋轉方向的現象,叫做"歲差".


地軸這樣轉一圈要多久?大概要兩萬六千年!

所以在我們的有生之年,地軸幾乎都指向同一個方向.

而人類為了導航上的方便,就把(最接近)地軸北極指向的那顆恆星,叫做「北極星」,

因為不管什麼時候,這顆星星都在幾乎一樣的地方.

而當一萬兩千年以後的將來,地軸會指向非常靠近織女星,

到時候織女星就會變成我們新的北極星了!


所以因為歲差的關係,"北極星"這個名字是會換人當的,

就像是每個人都有固定的名字,但每學期的班長都不同一個人一樣(我找不到更好的比喻)

什麼牛郎星,織女星,天津四...等等,都像是每個人固定的名字,

北極星就是"班長",等到織女星當班長了,

原本的北極星就要"卸任"了,恢復他原本的名字--「勾陳一」.

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◆ From: 99.53.143.43
推 s109612044:推~好詳細....
※ 編輯: evanzxcv        來自: 99.53.143.43         (03/15 23:38)
推 SWW:原來北極星只是個頭銜.....推原po用心~
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推 mtdas:那個圖算是孫維新老師開的認識星空課程作業的解答 XD
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推 frutiva23:大推阿~~~  看天文版長知識~~~
推 rainywawa:專業耶~我都懂了@@
推 Kinght:抱歉請問一下 26000年那段指的是不是太陽系所在的獵戶座懸
→ Kinght:臂上 懸臂繞一圈的時間呢？
→ evanzxcv:樓上差多了...那是地球自轉軸傾斜方向轉一圈
→ evanzxcv:太陽要繞銀河系中心轉一圈沒有這麼快....
推 mtdas:太陽繞銀河中心公轉的時間(galactic year)將近歲差的一萬倍
推 Kinght:對不起 看了好幾遍還是不知道26000怎麼來的Orz
→ mtdas:http://0rz.tw/XQsFb 右上圖那條"紅線"(地軸)轉一圈的時間
推 zizoids:進動
→ evanzxcv:K大 本文並沒有討論如何計算出26000年這個數字,只是純粹
→ evanzxcv:陳述出這個數值來而已
推 Kinght:所以地球自轉的同時 軸也在轉？？
→ mtdas:對 而且軸線的緩慢擺動/轉動跟地球的自轉方向相反
推 williamCHOM:XD 推孫維新的認識星空 值得修一下
推 siriusu:推