自转

词语解释

自转是指物体自行旋转的运动，物体会沿著一条穿越身件本身的轴进行旋转，这条轴被称为“自转轴”。一般而言，自转轴都会穿越天体的质心。凡行星、恒星、星系绕着自己的轴心转动﹐地球自转是地球沿一根地心的轴（自转轴，也叫地轴）做圆周运动，谓之自转。

自然现象

读音：zì zhuàn

英文：Rotation

日文：自転

解释：天体绕自身的中心轴转动。

一、自行转动。

二、天文学名词。

凡卫星、行星、恒星、星系绕着自己的轴心转动﹐谓之自转。地球自转一周的时间是23小时56分4秒;月亮自转一周的时间跟它绕地球公转一周的时间相同﹐都是27天7小时43分11.5秒。

地球同太阳系其他八大行星一样，在绕太阳公转的同时。围绕着一根假想的自转轴在不停地转动，这就是地球的自转。

地球自转

方向

地球自转的方向是自西向东转，左向右转。从北极点上空看呈逆时针旋转，从南极点上空看呈顺时针旋转。

速度

地球自转的角速度大约是每小时15度；而表面每点的线速度随纬度而变化，是赤道的线速度乘以纬度的余弦。因此赤道的线速度是最大的，两极的线速度最小。

影响地球自转速度的因素

地球自转速度主要受三个因素影响，总体使其趋慢。

长期变化

日月对海洋的引潮力使地球自转速度变慢，令地球一日的长度每100年增加1.6毫秒，导致一年的日数减少，有证据表明泥盆纪中期的一年有400日。

季节变化

有周年变化和半年变化。周年变化是风的季节变化引起的，其振幅为20-25毫秒；半年变化是由日月引潮力对大气的潮汐作用引起，其振幅约为9毫秒。

不规则变化

地外和地内的物质或能量交换，如陨星体对地球的撞击等，时而使地球加速时而使地球变慢。

周期

地球自转的周期是一个行星日，其值为23时56分4秒。但是地球自转周期在缓慢增加（即转速缓慢减小），导致需要对全球计时器进行调整，例如2005年12月31日全球钟表统一加一秒。这样的调整称为闰秒。

规律性

极移

地轴在地面上的运动，叫做极移。

极移的原因主要有两种，一种是地轴对于惯性轴偏离的结果，周期大约为14个月。另一种是大气季节性运行导致，其周期为一年。还有其他一些次要的原因，极移的振幅一般不超过15米。

极移的结果使地球上的纬度和经度发生变化。

进动

天极在天球上的位置的变化称为进动。

规律性

地轴的进动是一种圆锥形的运动，其规律性如下：

圆锥轴线垂直于地球公转轨道平面，指向黄道两极。

圆锥的半径是黄赤交角。

运动的方向是自东向西，即同地球自转的方向相反。

运动的速度是每年50秒点29，周期是25800年。

表现

表现为天极的周期性运动。

造成北极星的变迁。

地球赤道面和天赤道发生系统性的变化。

二分二至点每年在黄道上以50秒点29的速度西移。（岁差）

使回归年小于恒星年

原因

第一，地球形状

因为地球是一个明显的扁球体，所以隆起的部位所受的附加引力总是稍大于另一侧。二者之间的差值，总是存在于接近日月的一侧。

第二，黄赤交角

由于黄赤交角的存在，使得日月经常在赤道面以外对赤道隆起施加引力。这样上述引力差就成为一个力矩，使得地轴趋近黄轴，天极趋近黄极。

第三，地球自转

因为上述的引力差，给地球的自转的角动量增加了一个增量，使得地球的自转方向发生偏转。这就是地轴的进动，也就是岁差。

结果

同天体的周日运动

不同纬度的周日运动

水平运动的左右偏转

因为地球表面并不是在做匀速直线运动，所以会有惯性问题。在北半球往右偏，在南半球往左偏。这种使水平运动发生偏转的力，叫做地转偏向力，是一种科氏力。

月球自转

简介

月球公转时在离心力的作用下重心外偏，但在地球的引力作用下重心又向内偏。月球就在我两种力的作用下完成绕自己的轴心自转的。月球实际上是绕自己的轴相对地球旋转。因此无论是用地球作参照物还是用恒星作参照物，月球都是相对地球自转的。

月球的自转，传统的解释是月球是通过公转完成自转的。这样给人们造成了一种误会，就是很有名气的学者也误以为月球“相对地心不转”，也就是误以为月球是绕地轴完成“自转”的。

原理

先找一张较大的白纸并在上面画一平分十二等分（标有刻度）的大圆圈表示月球轨道，轨道中心用红笔标出一红点（圆心），然后找一个较大的象棋并在棋顶上用红笔沿圆心画一直线（直径），并在象棋柱面上用红笔画一红点（表示月球的朝向地球的一面的中心点），放到纸面上的月球轨道上的任一刻度上。

实验开始，先将棋顶上的直线两端指向南北（或东西）两个方向，使象棋柱面上的红点与轨道圆心、象棋圆心置在一直线上。然后在保持棋顶直线始终指向南北（或东西）方向的前提下把象棋在轨道上逆时针平移到下一刻度上。这时我们会发现棋柱上的红点与轨道圆心、棋顶圆心不在同一直线上了，也就是在“公转”时重心偏离了。我们把象棋绕圆心逆时针旋转一个角色，使其柱面上的红点重新与轨道圆心、棋顶圆心成一直线。然后又保持棋顶上的直线的这一指向逆时针平移到第二个刻度上，以此类推。我们发现，象棋每移到下一刻度都出现柱面红点偏离轨道圆心（公转成偏），经调整后重新回到三点一线状态（自转纠偏）。

上述实验表明，两天体在绕中心旋转时，它们的公转都引起重心偏离现象，而这种现象是通过自转来纠正的。至于自转的动力，应该说就是重力（对月球而言，也就是地球的吸引力，潮汐作用也可认为是一种重力作用），这可能是因为天体内部物质的空间分布不均匀引起。

这里必须强调，解开月球自转的奥秘并不是从天文知识中得到启发而产生，恰恰相反，这是从“机械设计”原理中的平面构件的活动度的计算方法中得到启发而想到的。

方式

月球是绕自己的轴心完成自转的。

1、地球和月球都是绕各自的轴心旋转的天体，此时月球的活动度大于零，月球能绕自己的轴心旋转。

2、假定在“地球”是套上一个能相对地心旋转的套筒，再用一根长杆把月球与套筒联焊在一起。此时月球的活动度等于零，但能随套筒的转动绕地球公转（也就是人们认为的相对恒星的自转）。

3、假定用长杆把月球与地球直接联焊在一起。此时月球绕自己的轴心转动的活动度等于零，不能绕自轴自转，也不能相对地球公转，只能随地球定位“公转”。

月球绕地轴旋转的情况虽不同，但都不能自转，看起来都是一面朝地球。从逻辑学的角度来考虑，把这种“旋转”说成月球在空间自转是不正确的。这两种情况下月球无论是相对地球还是相对恒星都不自转。对于相对旋转的两天体而言，它们彼此都是绕各自的轴心旋转的，是公平的。并没有一个绕另一个的轴心（公转）来实现自转之说。

所以，只能用第1种情况来说明月球是绕自己的轴心旋转的。无论是相对地球，还是相对太阳，月亮都在绕自己的轴心施转。只因它的公转偏心与自转纠偏相抵消，导致不易被人们所察觉。

周期

月球自转周期

月球在绕地球公转的同时进行自转，周期27.32166日，正好是一个恒星月，所以看不见月球背面。这种现象称“同步自转”，几乎是卫星世界的普遍规律。一般认为是行星对卫星长期潮汐作用的结果。天平动是一个很奇妙的现象，它使得我们得以看到59%的月面。