由 于 太 阳 离 地 球非常遥远，人们把 照到地球上的太阳光 看成平行光。
1. 剪一块白纸板，画上太阳平行光线。
2. 用硬纸做一个十字方向标。
3. 在地球仪上找到学校所在地的大致位置，用大头针将十字方向标固定 在该位置处。并使方向标的方向与经线、纬线一致。
4. 按由西向东方向（图示方向）转动地球仪，观察太阳方位的变化。
5. 观察并记录：
（1）假如站在方向标中心位置处，当地球旋转到图 4-12 中 A 位置时，你 看到的太阳方位是：___________。
（2）地球旋转到图 4-12B 位置时，你看到的太阳方位是 ___________。
（3）地球旋转到图 4-12C 位置时，你看到的太阳方位是 ___________。
（4）太阳方位变化的原因是 _________。
6. 图 4-12 A、B、C 中，示意正午、早晨和黄昏的分别是 ____、____ 和 ____。
地球自转使我们看到太阳位置在一天中不断地发生变化。由于地球的 自转方向自西向东，所以，我们总是从东方迎来黎明的曙光，在西方送走 落日的余晖。
昼夜交替
当一场国际体育比赛在美国某地下午 2 时举行时，我们却要在半夜里 起来观看这场比赛的电视实况转播。地球上总是有的地方处于白昼，同时 又有地方处于黑夜。这是什么原因造成的呢？
思考与讨论
1. 图 4-13 中，
北 美 洲 处 于 白 昼。
利用地球仪推测非 洲和南美洲的昼夜 分布状况。
2. 地 球 为 什 么 会有昼夜现象？
图4-13 昼夜半球
原来，地球是一个不发光，也不透明的球体。在同一时间里，太阳只 能照亮地球表面的一半，这一半就是白昼，称为昼半球；而背着太阳的另 一半则太阳照不到，是黑夜，称为夜半球。这就使地球上有了昼夜之分。
地球与宇宙
DISHIZHANG DIQIUYUYUZHOU
地球每自转一周，白天和黑夜就更替一次，时间约为 24 小时。地球不 停地自转，昼夜也就不断地更替，这就产生了昼夜交替现象。
昼半球与夜半球的分界线（圈）叫做晨昏线（圈）。晨线是太阳升起的地 方，昏线是太阳落下的地方。
思考与讨论
宇宙中的天体是不是都有昼夜现象？
1. 在地球仪上找一找，哪个国家位于我国的 背面？现在我们正在教室里学习，那个国 家中的大多数人正在干什么？
2. 根据图 4-15回答：图上的 A、B、C、D 四地 中，处在深夜的是 ___________，处在白天的 是 ___________。 A 地在 ___________（填“晨 线”或“昏线”）上。
图中晨昏线中哪一段是 昏线？哪一段是晨线？
读图
晨昏线（圈）
夜半球
北极
昼半球
太阳光
A
B D
图4-14 昼半球和夜半球
C
思考与讨论
行星昼夜交替的周期长短差异很大，金星是 243 天，地球是 24 小时。
地球上昼夜交替的周期比较短，对地球上生命的形成和发展有什么有益 的影响？
练习
北极 太阳光
A
南极 晨昏线 晨昏线
D C B
图4-15 昼半球和夜半球
由于太阳的东升西落，操场上旗杆的杆影一天中有明显的长短变化。
而在一年四季中杆影也有明显的长短变化，引起杆影一天中变化的原因是 地球的自转，引起杆影季节变化的原因是地球的公转。
地球的公转
地球在不断地绕着太阳运行。地球的这种运动叫公转运动。
地球的绕日运动 第 3 节
读图
北极 地轴
北极 地轴
北极 地轴
北极 地轴
南极
南极 南极
南极
春分（3月21日前后）
图4-16 地球公转
1. 依据地球的自转方向，描述地球的公转方向。
2. 地球公转时，地轴在宇宙空间的姿态是怎样的？
本 书 中 的 春分、夏至、秋 分、冬至均是对 北半球而言。
地球仪上的地轴有一个明显的倾斜角度，给 人一种视觉上的美感。事实上，地球就是以这样 的姿态绕太阳公转的。如果用量角器量一量地球 仪上地轴的倾斜角度，会发现它与图 4-17 中地轴 和公转轨道面的夹角一致。
图4-17 地轴倾斜 赤道 地
轴
公转轨道面 北极星
66.5°
秋分（9月23日前后）
冬至（12月22日前后）
夏至（6月22日前后）
地球与宇宙
DISHIZHANG DIQIUYUYUZHOU
读图
1. 一年中，同一地点不同季节的正 午的杆影长度是怎么变化的？
2. 一年中，同一地点不同季节的正 午太阳高度有什么变化？
一年中，一个地方正午的太阳高度是随季节而变化的，夏季大，冬季 小。因此，正午杆影长度也随季节而变化，夏季短，冬季长。事实上，同 样长度的杆子，在同一天里，纬度不同，正午的影子长度也不相同。
为什么正午太阳高度会发生变化呢？
太阳高度与太阳直射点的位置有关。太阳直射点上是太阳高度最大的地方。
夏天正午
冬天正午
南 北 图4-18 北半球中纬度
某地正午的杆影
读图
有的地方正午 会受到太阳光垂直 照射，简称直射。
地表接受太阳垂直 照射的点叫做太阳 直射点。
1. 夏至日，太阳直射点 M 的纬度是 ______________；冬至日，太阳直 射点 N 的纬度是 ______________。
2. 比较 P 点夏至日、冬至日太阳高度的大小。
P
M
N
P E
太阳高度角
夏至（6月22日） 冬至（12月22日）
图4-19 太阳高度变化
地球的公转方向是由西向东的。地球公转过程中，地轴呈倾斜状态，
地轴的北端始终指向北极星附近。
地球公转一周所需时间约为 365.2422 天，即通常所说的一年。
正午太阳高度变化
学校操场上旗杆的杆影长短是在变化的。杆影的长度和太阳光与地面 的交角大小有关。这个交角叫做太阳高度角，简称太阳高度。一天中的正 午，当太阳位于正南或正北方向，太阳光和地面的夹角最大。
地球在公转轨道的不同位置，太阳直射点是有变化的。夏至日，太阳 直射北回归线 ( 北纬 23.5°)；春分日和秋分日，太阳直射赤道；冬至日，太 阳直射南回归线 ( 南纬 23.5°)。一年中太阳直射点在南、北回归线之间往 返移动。
正午太阳高度是随着太阳直射点的移动而变化的。地球上中、高纬度 地区的正午太阳高度，夏季较大，冬季较小；北半球中、高纬度地区的正 午太阳高度，夏至日最高，冬至日最低，如北纬 30°地区的正午太阳高度，
夏至日约为 83.5°，冬至日约为 36.5°。
思考与讨论
观察你所在地区居民 楼的主卧室和阳台，通常 朝哪个方向。为什么？
图4-20 农民新村朝向一致的房屋
寻找正午太阳高度变化的证据和规律
正午太阳高度的变化形成了季节的变化。在我们的日常生活中也可以找到 许多与正午太阳高度变化有关的现象，并由此推断正午太阳高度变化的规律。
提出问题：哪些现象是和正午太阳高度变化有关的？
提出假设：
1. 两幢南北分列的高层公寓，前面一幢楼往往把后面的部分楼层的正午 太阳光遮挡住。被遮挡住阳光的楼层多少与正午太阳高度有关。
2.___________________________________________________________。
3. ___________________________________________________________。
寻找证据：
1. 后面一幢楼被遮挡的楼层多少与前面一幢楼的日影长短有关，日影 越长，后面一幢楼被遮挡正午阳光的楼层越多。太阳高度越小，楼的日影越 长。夏季正午后面一幢楼被遮挡的楼层较少甚至没有，说明楼的日影短，正 午太阳高度比较大；冬季正午后面一幢楼被遮挡楼层较多，说明楼的日影 长，正午太阳高度比较小。
2. __________________________________________________________。
3. __________________________________________________________。
得出结论：正午太阳高度的季节变化规律是 ______________________。
交流成果：把自己的成果与同学交流共享，讨论其他同学的观点。
探究
地球与宇宙
DISHIZHANG DIQIUYUYUZHOU
有 些 地 方 有 时 太 阳会整日不落，这种现 象称为极昼现象；有时 太阳会整日不出，这种 现象称为极夜现象。
昼夜长短变化
说说当地夏季天亮时间大约是几点，冬天天亮时间大约是几点。不同 季节天亮的时间相同吗？你知道这是为什么吗？
这是因为地球在自转的同时，还围绕着太阳公转，除赤道外，地球上 各地白昼的时间夏季要比冬季长些。
读图
1. 该地区哪两个月的白昼最长？白昼平均约为多少小时？
2. 该地区哪两个月的白昼最短？白昼平均约为多少小时？
3. 该地区白昼最长和最短的日期与你居住的地方相同吗？
（冬至日）
（夏至日）
白昼 黑夜
/时 0 4 8 12 16 18 20
24 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12/月份
图4-21 北纬40°地区昼夜长短的年变化
活动
66.5°N23.5°N
23.5°S 66.5°S 北极
A 南极 B
P
66.5°
23.5°
南极
冬至（12月22日）
66.5°
23.5°
北极 北极
夏至（6月22日） 春分（3月21日）
秋分（9月23日）
当 某 地 所 在 纬 度的纬线处于昼半球 的部分比处于夜半球 的部分长时，该地就 昼长于夜。反之，则 夜长于昼。
图例：
1. 如图 4-22A，用纸板剪一个圆盘，画上经纬网。
2. 如图 4-22B，剪一块透明薄膜，其中圆的半径与图 4-22A 中圆的半径 一致，并画上夜半球、昼半球和太阳平行光线。
3. 将图 4-22B 覆盖在图 4-22A 上，并用线在 P 点处将两图串接起来，
使图 4-22B 可围绕 P 点转动。
4. 根据地球公转运动的规律，转动图 4-22B，依次将阳光直射点对准北 回归线、赤道、南回归线、赤道、北回归线，逐一观察昼半球和夜半球所在 部分的纬线长短情况。
5. 北半球什么时候昼长于夜，什么时候夜长于昼？哪一天昼最长，哪一 天夜最长？什么时候昼夜平分？南半球和赤道上昼夜长短变化情况又怎样？
自春分日至秋分日，太阳直射北半球，北半球各地昼长于夜，其中夏 至日昼长达到一年中的最大值，且北极圈 ( 北纬 66.5°) 及其以北地区出现极 昼现象。自秋分日至次年春分日，太阳直射南半球，北半球昼短夜长，其 中冬至日昼长达到一年中的最小值，且北极圈及以北地区出现极夜现象。
南半球的情况与北半球正好相反。在春分日和秋分日，太阳直射赤道，全 球各地昼夜等长。赤道上全年昼夜等长。
思考与讨论
我国科学家去南极考察一般选在什么季节比较好？
活动
观察当地的昼夜长短变化，并记下春分、夏至、秋分、冬至这四天的日 出和日落或天亮和天黑时间，比较一年中白昼长短变化，看看是否与表 4-1
（依据日出、日落测算）所列的数据相符。
表 4-1 夏至和冬至的昼长
北纬 白昼最长一天（夏至）的昼长 白昼最短一天（冬至）的昼长
0° 12小时 12小时
20° 13小时 13 分 10 小时 47 分 30° 13小时 56 分 10 小时 04 分 40° 14 小时 51分 9小时 09 分
70° 24 小时（太阳不落 65 天） 0 小时（太阳不出 65 天）
90° 24 小时（太阳不落 186 天） 0 小时（太阳不出 179 天）
地球与宇宙
DISHIZHANG DIQIUYUYUZHOU
1. 夏至日，太阳直射点在 __________，北半球各地白昼比黑夜 ____________，
在北极地区出现 ____________ 现象。
2. 全球在 ____________、____________ 两天昼夜等长。
3. 在下面四个节日中，我国黑夜最长的一天是（ ）。
A. 劳动节 B. 中秋节 C. 元旦 D. 国庆节
练习
第 4 节 月 相
月球和地球一样不会发光，太阳总是把半个月球照亮。但我们看到的 月球却有圆缺的变化。这是为什么呢？
活动
1．打开灯，观察者面朝灯，把 球置于观察者和灯之间 ( 最好使用黑 颜色的球。如果没有灯，可用一个一 半涂黑、一半涂白的球代替 )。
2. 分别按 A → H 的逆时针方向 观察球被光照亮部分的形状。
3. 在图 4-23 的空心球中用铅笔 画出不同方位球光亮部分的形状。
4. 月球的各种圆缺形态叫月相。
你观测到小球的光亮部分的形状和下 面的哪一种月相相似？把观察记录中 的字母填入下面相应的括号中。
5. 说说月相的变化是怎样形成的。
图4-23 月相实验
灯光
F H
G E
D C
B A
（ ） （ ） （ ） （ ） （ ） （ ） （ ） （ ） （ ）
图4-24 月相