태양계의 운동

태양계의 운동

천구(天球)

 지구를 중심으로 한 무한대의 가상적인 구

 천체의 위치를 표현하는데 사용

지구의 자전(the rotation of the earth )

 서 → 동(반시계방향)

 1시간에 15º씩 회전

 자전에 의해 나타나는 현상

 -별의 일주운동

 -태양과 달의 일주운동

 -반복되는 낮과 밤

 -인공위성의 서편 현상

 -푸코진자의 진동면 회전

별의 일주 운동(視運動)

ㅁ

 1시간에 15º씩 회전

 일주운동방향:동→서

 별이 지나간 각의 크기는 모두 같다.

 중심의 별은 북극성

위도에 따른 별의 일주운동

중위도 지방에서 본 별의 일주운동

북쪽하늘       동쪽하늘        남쪽하늘       서쪽하늘

태양의 일주운동

 태양은 매일 동쪽에서 떠서 서쪽으로 지면서 낮과 밤이 반복된다.

인공위성의 서편(西偏)현상

 인공위성이 지구 주위를 공전하는 동안 지구가 서쪽에서 동쪽으로 자전하기 때문에 인공위성이 서쪽으로 조금씩 이동하는 것처럼 보이는 현상.

 시뮬레이션 보기

푸코(Foucaul)의 진자

지구의 공전(The revolution of the earth)

 지구가 태양을 중심으로 1년에 한 바퀴씩 회전

 공전방향 : 서 → 동

 공전속도 : 하루에 약 1º씩 회전

 공전에 의해 나타나는 현상

 -별의 연주운동(계절에 따라 별자리가 변한다)

 -태양의 연주운동

 -계절변화

 -낮과 밤의 길이 변화

 -별의 시차 현상

별의 연주운동(年周運動)

 별이 일년동안 천구상에서 동에서 서로 움직이는 것처럼 보이는 운동

 매일 같은 시각에 별자리를 관찰할 때 별들이 하루에 약 1º씩 동 →서로 이동하여 1년 후에 원래의 위치로 되돌아온다.

태양의 연주운동

 황도 : 태양이 1년 동안 별자리 사이를 지나는 천구상의 길 (지구의 공전궤도와 일치함)

 황도의 위치 : 천구의 적도에 대해 23.5º기울어짐

 황도상에서 태양의 위치 :

 ⓐ 춘분점 

 → ⓑ 하지점  

 → ⓒ 추분점 

 → ⓓ 동지점

황도 12궁

 지구에서 볼 때 태양과 같은 방향에 있는 별자리는 볼 수 없고, 태양의 반대방향에 있는 별자리는 한밤중에 남쪽 하늘에서 볼 수 있다. 

별의 연주시차

 지구가 태양의 둘레를 공전하는 동안 지구의 위치가 바뀜에 따라 지구에서 별이 보이는 방향이 바뀌어 보이는 각도

계절의 변화

 지구의 자전축이 23.5º 기울어진 채로 공전하기 때문에 남중 고도와 밤낮의 길이가 변한다.

 태양의 남중고도(북반구)

   하지 : 태양의 남중고도가 1년 중 가장 높다. 

동지 : 태양의 남중고도가 1년 중 가장 낮다. 

춘분,추분 : 태양의 고도가 하지와 동지의 중간

☞밤낮의 길이 변화: 태양의 남중고도가 높을수록 낮의 길이가 길어진다. 하지 때 낮의 길이가 가장 길고, 동지 때 낮의 길이가 가장 짧다.

지구공전과 계절의 변화

태양의 남중고도 구하기

 남중고도(h)=90-(φ+23.5)=29.5

태양의 일주운동

달의 공전

 달이 백도를 따라 지구 둘레를 한 달에 한 바퀴씩 회전하는 운동

 서 → 동으로 이동

 하루에 약 13º씩 공전

 해가 진  직후 같은 시각에 매일 달을 관측하면 하루에 약 13º씩 서 → 동으로 옮겨진 위치에서 관측

   (달이 지구둘레를 매일 약 13º씩 서쪽에서 동쪽으로 공전하기 때문) 

 달이 뜨고 지는 시각

 보름달 이후로 날마다 50분 정도 늦게 뜨고 진다. (지구가 자전하는 동안 달이 공전하기 때문)

 달의 모양 변화 : 달은 스스로 빛을 내는 천체가 아니므로 빛을 받는 면만 보임

 삭 →초승달 →상현달 →보름달 →하현달 →그믐달

 오늘의 달 모양

달의 공전주기

 항성월 : 달의 실제 공전주기(27.3일)

 삭망월 : 음력의 기준(29.5일, 음력 한달)

 삭망월이 항성월보다 약 2.2일 더 긴 이유 : 달이 지구 둘레를 공전하는 동안 지구도 태양 둘레를 공전하기 때문

 시뮬레이션 보기

달의 자전

 달이 자전축을 중심으로 한 달에 한바퀴씩 서→동으로 회전

 달표면은 항상 같은 표면무늬가 보인다.

(달의 공전주기와 자전주기가 같기 때문)

일식

 태양이 달에 의해 가려지는 현상    (동영상)

 달이 태양-달-지구의 순으로 일직선이 되는 삭일 때 관측 가능

월식(月食)

 달이 지구의 그림자 속에 들어가 가려지는 현상

 태양-지구-달의 순서로 일직선이 되는 망일 때 관측가능

 일식과 월식이 삭과 망일 때 항상 일어나는 것은 아니다.

 황도와 백도가 5º정도 기울어져 있기 때문에, 황도와 백도가 만나는 곳에서 삭과 망일 때 일식,월식이 일어난다.

행성의 운동

수성, Mercury

금성, Venus

화성, Mars

 적도반지름 3398km

 자전주기 24시간 37분, 공전주기 687일

 낮 30도, 새벽 -70도

 계절 변화 있다(자전축 25도 기울어져 있음)

화성의 위성

목성(Jupiter)

 지름 : 지구 11배, 부피 지구 1216배, 

 질량 : 모든 행성 합한 것보다 8배

 자전 : 10시간, 공전 12년

 평균온도 : 약 -140도 (대기주요성분 –수소, 헬륨)

 위성 16개

목성의 위성

토성, Saturn

 지름 지구 9.1배, 부피 760배, 무게 95배

 평균온도 -145도

 공전주기 30년

 위성 18개

천왕성, Uranus

 지름 지구4배, 질량15배

 자전축이 태양을 향함

천왕성의 위성

해왕성, Neptune

내행성 공전궤도

내행성의 시운동

 태양을 중심으로 최대이각 안에서 동서로 왔다갔다하는 것처럼 보인다.

 최대이각 : 수성 24º, 금성 48º

 초저녁 또는 새벽에만 관측 가능

외행성  공전궤도

외행성의 시운동

 초저녁, 한밤중, 새벽 모두 관측 가능

 순행 → 역행 → 순행

 역행이 나타나는 이유 : 외행성이 지구 바깥쪽 궤도에서 지구보다 느리게 공전하기 때문