地理課本把關(guān)于天文學(xué)最重要、最關(guān)鍵的部分刪除了，隱藏了起來(lái)。

天文學(xué)，每一個(gè)都可以學(xué)，系統(tǒng)的學(xué)習(xí)。

認(rèn)識(shí)經(jīng)緯度就可以學(xué)習(xí)天文學(xué)。

轉(zhuǎn)發(fā)個(gè)大神的文章吧：小學(xué)生如何學(xué)習(xí)天文學(xué) - 知乎 (zhihu.com)，雖然有些夸張，但所描述的天文現(xiàn)象確實(shí)只用了小學(xué)數(shù)學(xué)。

天文學(xué)

，用數(shù)學(xué)、物理學(xué)準(zhǔn)確的描述和解釋每一種天文現(xiàn)象。

天文學(xué)是現(xiàn)代科學(xué)中最尖端，最前沿的科學(xué)，也是現(xiàn)代科學(xué)中最基礎(chǔ)、最簡(jiǎn)單的學(xué)科(自然科學(xué))。其實(shí)天文學(xué)無(wú)處不在，從東、南、西、北，到太陽(yáng)的東升西落，從日夜交替，到一年四季，甚至地面上的每一個(gè)影子都是天文學(xué)中的一部分;而太陽(yáng)系、銀河系、黑洞、宇宙、宇宙大爆炸也都是天文學(xué)的一部分。無(wú)論是最簡(jiǎn)單的天文現(xiàn)象，還是最復(fù)雜的天文現(xiàn)象，天文學(xué)都是用數(shù)學(xué)、物理學(xué)來(lái)描述和解釋的。而學(xué)習(xí)天文學(xué)，我們還是需要從最簡(jiǎn)單的天文現(xiàn)象開(kāi)始，并不是直接去描述黑洞、去解釋宇宙大爆炸。

自然科學(xué)(natural science)

是一門(mén)以觀察和實(shí)驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)證據(jù)為基礎(chǔ)，對(duì)自然現(xiàn)象進(jìn)行描述、理解和預(yù)測(cè)的科學(xué)。同時(shí)評(píng)審和研究結(jié)果的可重復(fù)性等機(jī)制被用來(lái)確保科學(xué)進(jìn)步的有效性。

天文學(xué)

，是一門(mén)自然科學(xué)，是自然科學(xué)的一個(gè)分支，主要描述的自然現(xiàn)象就是天文現(xiàn)象，而使用的主要工具就是數(shù)學(xué)和物理學(xué)�；蛘哒f(shuō)：天文學(xué)用數(shù)學(xué)描述天文現(xiàn)象，用物理學(xué)解釋天文象。由于用數(shù)學(xué)描述天文現(xiàn)象，天文學(xué)和數(shù)學(xué)的關(guān)系最為密切，其次是物理學(xué)。其實(shí)天文學(xué)是每一個(gè)普通人，每一個(gè)中、小學(xué)生都可以系統(tǒng)學(xué)習(xí)的自然科學(xué)。因?yàn)閺男�學(xué)、初中、再到高中，我們已經(jīng)花費(fèi)了大量時(shí)間學(xué)習(xí)數(shù)學(xué) (12年)、物理學(xué) (5年)。而剩下的只是如何正確的使用數(shù)學(xué)來(lái)描述天文現(xiàn)象，用物理學(xué)來(lái)解釋天文現(xiàn)象了。

其實(shí)，小學(xué)數(shù)學(xué)已經(jīng)系可以系統(tǒng)的、準(zhǔn)確的描述很多天文現(xiàn)象了，包括天文學(xué)中最重要的天文現(xiàn)象：地球的自轉(zhuǎn)和圍繞太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)。

小學(xué)數(shù)學(xué)可以描述的天文現(xiàn)象(5~6)：一，二，三，四，五;

初中數(shù)學(xué)可以描述的天文現(xiàn)象(7~9)：六，七，八，九，十一，十三，十四，十五，十六，※ ;

高中數(shù)學(xué)可以描述的天文現(xiàn)象(10~12)：十，十+，十二，

經(jīng)緯度系統(tǒng)是學(xué)習(xí)天文學(xué)的必要基礎(chǔ)知識(shí)。

經(jīng)、緯度：

經(jīng)緯度是數(shù)學(xué)中描述球體(球面)的常用方式方法。而地球、地球儀就我們?nèi)粘Ｉ�活中是最常�?jiàn)的經(jīng)緯度系統(tǒng)。買(mǎi)一個(gè)地球儀還是很方便的，我們就可以了解地球的經(jīng)緯度系統(tǒng)了。

自轉(zhuǎn)軸：

地球南、北極之間的連線，是地球的自轉(zhuǎn)軸。

0°緯度線：

赤道是地球的0°緯度線，垂直于地球自轉(zhuǎn)軸，平分南、北極之間的連線。

緯度線：

地球球表面平行于赤道的圓弧線。北極的緯度是90°，南極的緯度是-90°。

經(jīng)度線：

地球表面連接南北之間的圓弧線。經(jīng)緯線之間互相垂直。

其實(shí)，地球也是一個(gè)天體，地球的經(jīng)緯度系統(tǒng)也是天文學(xué)的一部分。而其中最重要的是：尋找我們生活所在的城市，在地球儀上的位置在哪里，我們生活城市的經(jīng)緯度是多少，城市的緯度是如何定義的。

學(xué)習(xí)天文學(xué)并不難，認(rèn)識(shí)經(jīng)緯度系統(tǒng)就可以學(xué)習(xí)天文學(xué)。其實(shí)，在我們的地理課本中就有很多天文學(xué)知識(shí)，只不過(guò)地理課中本把所有關(guān)于天文學(xué)最關(guān)鍵、最基礎(chǔ)的部分都刪除了，隱藏了起來(lái)。

天赤道

，地球赤道在星空中的投影，是天文學(xué)中最重要的標(biāo)記線之一。太陽(yáng)東升西落、星星、星座東升西落，所有東升西落的移動(dòng)軌跡都是和天赤道平行的，這些都是地球自轉(zhuǎn)的結(jié)果。那么，天赤道在哪里?在日常觀測(cè)中如何找到他?參考：【一. 正南方、天赤道】

日晷，傾斜對(duì)準(zhǔn)天赤道

面向正南，從頭頂(天頂)向正南傾斜一個(gè)特定角度就是天赤道，而這個(gè)特定的角度值就是我們生活城市的緯度值(A-Z之間的角度值)。日晷，天文學(xué)中最重要的天文儀器，可不僅僅只是一個(gè)計(jì)時(shí)工具，日規(guī)就是傾斜對(duì)準(zhǔn)天赤道的。只有傾斜對(duì)準(zhǔn)天赤道，等分的刻度才能將時(shí)間等分。參考:【二. 時(shí)間--真太陽(yáng)時(shí)】

獵戶(hù)座的東升西落

獵戶(hù)座

，星空中最容易辨認(rèn)的星座。1年365天，獵戶(hù)座東升西落365次，每一次東升西落的移動(dòng)軌跡都是和天赤道平行的，其實(shí)每時(shí)每刻獵戶(hù)座與天赤道之間位置關(guān)系不變，這是地球自轉(zhuǎn)的結(jié)果。所有的星星、星座東升西落的移動(dòng)軌跡都是和天赤道平行的，這些都是地球自轉(zhuǎn)的結(jié)果。參考:【三. 365天，高度的變化規(guī)律】

太陽(yáng)的東升西落

太陽(yáng)，

天空中最亮的天體，太陽(yáng)東升西落365次，看似復(fù)雜沒(méi)有規(guī)律，其實(shí)都是圍繞天赤道展開(kāi)的。

1天之中

，太陽(yáng)東升西落的移動(dòng)軌跡和天赤道是平行的(幾乎); (地球自轉(zhuǎn)的結(jié)果)

1年之中

，太陽(yáng)東升西落的移動(dòng)軌跡在天赤道±23.5°之間移動(dòng)。(地球圍繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的結(jié)果)

太陽(yáng)東升西落的移動(dòng)軌跡和天赤道幾乎平行，更準(zhǔn)確的描述應(yīng)該是：太陽(yáng)東升西落移動(dòng)軌跡形成的平面和天赤道平面幾乎是平行的，一般我們認(rèn)為平行。

太陽(yáng)東升西落的移動(dòng)軌跡：FBG，平面FBG;

太陽(yáng)東升西落的移動(dòng)軌跡：HDI，平面HDI，

天赤道EAW，天赤平面EAW，

3個(gè)平面平行：平面FBG // 平面HDI // 平面EAW(天赤道平面)

夏至日，每年6月21號(hào)前后，此時(shí)北半球白天時(shí)間最長(zhǎng)，夜晚時(shí)間最短。冬至日，每年12月22號(hào)前后，此時(shí)北半球白天時(shí)間最短，黑夜時(shí)間最長(zhǎng)。

夏至日，太陽(yáng)高度角 = 天赤道傾斜角度+23.5°，

冬至日，太陽(yáng)高度角 = 天赤道傾斜角度-23.5°，

天赤道傾斜角度 = 90°- 城市緯度。

地球上每一個(gè)城市天赤道傾斜角度都是不一樣的，每一個(gè)城市夏至日、冬至日太陽(yáng)高度角都是不一樣的，但是都是圍繞天赤道展開(kāi)的。計(jì)算每一個(gè)城市夏至日，冬至日，中午正南方太陽(yáng)的高度角是非常簡(jiǎn)單的，這是小學(xué)數(shù)學(xué)可以完成的任務(wù)。這和我們生活所在城市的緯度有關(guān)。實(shí)際測(cè)量一下正南方太陽(yáng)高度角也并不復(fù)雜，可以和我們的計(jì)算結(jié)果比對(duì)一下。參考:【三. 365天，高度的變化規(guī)律】。

天球

：也是一個(gè)球體，天文學(xué)也是用經(jīng)緯度來(lái)描述天球的。仰望星空(天空)，太陽(yáng)東升西落，星星、星座東升西落，我們只能看見(jiàn)半個(gè)天球，大地平面以下的部分，我們是看不見(jiàn)的。但是對(duì)于數(shù)學(xué)這不是問(wèn)題，根據(jù)球體的性質(zhì)，我們可以將天球恢復(fù)成一個(gè)完整的球體。

天球

軸：

南、北天極之間的連線就是天球的旋轉(zhuǎn)軸。

0°緯度線：

天赤道(地球赤道在星空中的投影)就是天球的0°緯度線平面。

緯度線：

天球表面平行于天赤道的圓弧線。名稱(chēng)：赤緯。

經(jīng)度線：

天球表面連接南、北天極之間的連線。

天赤道EAWA'，天赤道平面EAWA'，南北天極PP'，PP'⊥圓-EAWA'，天赤道平分南、北天極。

天球、地球都是球體，都是使用經(jīng)緯度系統(tǒng)來(lái)描述的。太陽(yáng)東升西落的移動(dòng)軌跡，(幾乎)是沿著天球緯度線移動(dòng)的的，這是地球自轉(zhuǎn)的結(jié)果。如果我們拿出地球儀，沿著緯度線行走，也是和地球赤道平行的。例如：沿著北回歸線行走，軌跡和地球赤道平行。夏至日，太陽(yáng)東升西落的移動(dòng)軌跡，就是沿著天球赤緯23.5°移動(dòng)的;冬至日，太陽(yáng)東升西落的移動(dòng)軌跡，就是沿著天球赤緯-23.5°移動(dòng)的。

東升西落：相對(duì)運(yùn)動(dòng)

1年365天，

太陽(yáng)東升西落365次，每一次的最高點(diǎn)都在正南方，此時(shí)影子最短，指向正北方。

1年365天，

獵戶(hù)座東升西落也是365次，每一次的最高點(diǎn)也在正南方。

這些都是地球自轉(zhuǎn)的結(jié)果，東升西落是相對(duì)運(yùn)動(dòng)，是相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的視覺(jué)運(yùn)動(dòng)。隨著地球的自轉(zhuǎn)，是正南方掃過(guò)整個(gè)星空，掃過(guò)星空中的每一顆星星，每一個(gè)星座，包括太陽(yáng)。這和我們乘坐旋轉(zhuǎn)木馬是一樣的。參考:【一】

天文學(xué)是一門(mén)空間科學(xué)，從不同的視角觀測(cè)同一個(gè)天文現(xiàn)象，我們的觀測(cè)會(huì)更全面，這也有助于我們理解天文現(xiàn)象的本質(zhì)。換一個(gè)角度：從北天極俯視天赤道平面，看地球的自轉(zhuǎn)。

從北天極俯視天赤道，地球的自轉(zhuǎn)

1年365天，太陽(yáng)東升西落365次，每一次的最高點(diǎn)都在正南方，此時(shí)影子最短指向正北方，天文學(xué)把這一時(shí)刻定義為中午12:00。這是地球自轉(zhuǎn)的結(jié)果：1年365天，隨著地球的自轉(zhuǎn)，正南方掃過(guò)太陽(yáng)365次，天文學(xué)把每一次正南方掃過(guò)太陽(yáng)(中心)作為一個(gè)計(jì)時(shí)的起點(diǎn)，只不過(guò)這個(gè)計(jì)時(shí)起點(diǎn)的刻度是 "12:00"，而不是"0:00"。這就是真太陽(yáng)時(shí)，是天文學(xué)對(duì)于時(shí)間最根本的定義。

真太陽(yáng)時(shí)：

1年365天

，正南方掃過(guò)太陽(yáng)365次，每一次都是中午12:00點(diǎn)。

1年365天

，正南方掃過(guò)地球的影子也是365次，每一次都是午夜0:00點(diǎn)。

1年365天

，正南方掃過(guò)獵戶(hù)座也是365次，每一次的時(shí)間也都是固定的么?

隨著地球的自轉(zhuǎn)，正南方掃過(guò)星空中的每一顆星星，每一個(gè)星座，而正南方掃過(guò)每一個(gè)天體的時(shí)間規(guī)律，我們都可以用一個(gè)24小時(shí)=360°刻度的"時(shí)鐘"來(lái)描述，這是地球自轉(zhuǎn)的結(jié)果。

時(shí)間與數(shù)學(xué)：

其實(shí)我們一直是使用數(shù)學(xué)中的角度來(lái)表示時(shí)間，為了區(qū)分時(shí)間和角度，我們用"小時(shí)"來(lái)表示時(shí)間，用度" ° "來(lái)表示角度。時(shí)間和角度的轉(zhuǎn)換公式是24小時(shí)=360°。

時(shí)鐘：

幾百年來(lái)，我們一直認(rèn)為時(shí)鐘只是一個(gè)計(jì)時(shí)工具，只因?yàn)樗�的刻度�?2小時(shí)=360°，這是天文學(xué)中"最完美的錯(cuò)誤"，每一個(gè)人都知道，但是我們卻從不修正，為此我們還分為上午12小時(shí)、下午12小時(shí)的完美解釋。而學(xué)習(xí)天文學(xué)，我們第一個(gè)要修正的就是這個(gè)天文學(xué)中最完美的錯(cuò)誤。這樣我們可以用一個(gè)時(shí)鐘描述所有天體移動(dòng)的時(shí)間規(guī)律，這是地球自轉(zhuǎn)和圍繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)共同作用的結(jié)果。

太陽(yáng)視角，地球的自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)

地球的自轉(zhuǎn)和圍繞太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)，是一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的組合運(yùn)動(dòng)，天文學(xué)從不同的視角為我們?nèi)�面的描述這一天文學(xué)中最重要的天文現(xiàn)象。大地平面視角，時(shí)間的視角 (北天極俯視天赤道)，太空中太陽(yáng)的視角。

參考:【三. 365天，高度的變化規(guī)律】【四. 日晷，相對(duì)運(yùn)動(dòng)】【五. 365天，時(shí)間的變化規(guī)律】

真太陽(yáng)時(shí)：

以太陽(yáng)真實(shí)位置(影子)為計(jì)時(shí)方式的計(jì)時(shí)系統(tǒng)。計(jì)時(shí)工具--日晷

時(shí)區(qū)-平太陽(yáng)時(shí)：

現(xiàn)在，手機(jī)、電腦、網(wǎng)絡(luò)中使用的計(jì)時(shí)系統(tǒng)。

對(duì)時(shí)：

用石英鐘和日晷對(duì)時(shí)，石英鐘就獲得了真太陽(yáng)時(shí);

對(duì)時(shí)：

用石英鐘和手機(jī)、網(wǎng)絡(luò)對(duì)時(shí)，石英鐘就獲得了時(shí)區(qū)平太陽(yáng)時(shí)。

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