首先我來說一個故事:
故事大意是:有一天,孔子看到兩個小孩正在辯論太陽中午離我們近還是早晨離我們近的問題。
一個小孩說:「太陽剛出來時大得像車上的篷蓋,等到正午時就像個盤盂,」他根據看同一物體是遠小近大的道理,認為太陽早晨離我們近。
另一個小孩說:「太陽剛出來時清清涼涼,等到午時熱得像把手伸進熱水裡一樣。」根據近熱遠涼的道理,他認為太陽中午離我們近。這兩個小孩從兩個不同的方面得出兩個完全不同的結論,而且說得似乎都很有道理,連孔子也不知道哪個是對的。
蘇聯科普作家別萊利曼分析如下:
這個問題作了如下分析:首先,他通過對地球自轉運動的分析得出結論:太陽中午時比黃昏時離我們近約一個地球半徑,即近約6400千米。然後,他分析了地球繞太陽的公轉運動。因為地球公轉的軌道是個橢圓,太陽在其一個焦點上,所以地球離太陽時遠時近。
在上半年(從1月1日到7月1日)逐漸離開太陽,到下半年則逐漸接近太陽。其最大距離與最小距離之差約為5000000千米,這個距離變化平均每晝夜約為30000千米,從中午到黃昏平均變化約7500千米,比地球自轉造成的距離變化大一些。
綜合以上兩方面分析,他得出結論:從一月至七月期間,我們在中午比黃昏離太陽近一些,而從七月至一月期間情況恰好相反。儘管別萊利曼分析的是太陽在中午時與黃昏時相比孰遠孰近,但其原理完全適用於對太陽在中午時與早晨時相比孰遠孰近的分析。
我國著名天文學家戴文賽教授分析如下:
1955年,我國著名天文學家戴文賽教授發表了論文《太陽與觀測者距離在一日內的變化》,他認為這個距離變化除與地球的自轉運動和公轉運動有關外,還與包括觀測者所在地的緯度等因素有關,並對這個問題作了極為深入的研究,其結論是:
以北京為例,12月15日到1月22日,中午的太陽比早晚的都近;l月22日到6月5日,中午的太陽比早上的遠,比晚上的近,6月5日到8月1日,中午的太陽又比早晚的都近;8月1日到12月15日,中午的太陽比早上的近,比晚上的遠。其中1月22日和6月5日兩天,太陽與地球的距離早、午相等;8月l日和12月15日兩天,太陽與地球的距離中午、晚上相等。這是1954年的時候計算出來的,可以適用100年,100年以後,會相差一天。
我們根據上述兩個綜合總結:
問題正確答案:太陽離我們的距離是變化的,太陽在中午時與早晨時不會總是一樣近,也不是總是中午比早晨近。但這個距離變化相對約為1.5億千米的日地距離來說是很小的,所以對太陽視覺大小變化與溫度變化的影響極小,可以忽略不計。早晨的太陽之所以看起來比中午的太陽大許多,是由人的視覺錯誤生成的,而中午時感覺比早晨溫暖主要由於中午時太陽高度角比早晨時大得多造成的。
中午時太陽高度角比早晨時大得多。中午時太陽光更接近於直射地面,而早晨太陽光是斜射在地面上。太陽光直射時,地面和空氣在相同的時間裡、相等的面積內接受太陽的輻射熱要比早晨太陽光斜射時多,受熱最強,所以中午比早晨熱。
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