地球自转：地球绕自转轴自西向东的转动。地球自转是地球的一种重要运动形式，自转的平均角速度为 7.292×10-5弧度／秒，在地球赤道上的自转线速度为 465米／秒。一般而言，地球的自转是均匀的。但精密的天文观测表明，地球自转存在着3种不同的变化。地球自转一周耗时23小时56分，约每隔10年自转周期会增加或者减少千分之三至千分之四秒。
地球自转
自转速度编辑本段回目录
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格林威治时间所说的一秒是一天的8.641万分之一，而1972年制作的地球时钟所定义的一秒是从铯原子中放射出的光振动91亿9千2百63万1千7百70次所需要的时间。
与铯原子振动数能维持一定速度相比，以地球的自转为准的格林威治标准时间是发生变化的，闰秒就是为了解决这种问题产生的一种时间概念。
ω＝２π／（２４＊３６００s)=7.27/100000 rad/s
地球绕自转轴自西向东的转动。地球自转是地球的一种重要运动形式，自转的平均角速度为 7.292×10-5弧度／秒，在地球赤道上的自转线速度为 465米／秒。一般而言，地球的自转是均匀的。但精密的天文观测表明，地球自转存在着3种不同的变化。
自转速度的变化20世纪初以后，天文学的一项重要发现是，确认地球自转速度是不均匀的。人们已经发现的地球自转速度有以下3种变化：① 长期减慢。这种变化使日的长度在一个世纪内大约增长1～2毫秒，使以地球自转周期为基准所计量的时间，2000 年来累计慢了2个多小时。引起地球自转长期减慢的原因主要是潮汐摩擦。科学家发现在37000年以前的泥盆纪中期地球上大约一年400天左右。②周期性变化。20世纪50年代从天文测时的分析发现，地球自转速度有季节性的周期变化，春天变慢，秋天变快，此外还有半年周期的变化。周年变化的振幅约为 20～25毫秒，主要是由风的季节性变化引起的。③不规则变化。地球自转还存在着时快时慢的不规则变化。其原因尚待进一步分析研究。
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实际观测到的张德勒摆动就是欧拉所预言的自由摆动。但因地球不是一个绝对刚体，所以张德勒摆动的周期比欧拉所预言的周期约长40％。张德勒摆动的振幅大约在0.06″～0.25″之间缓慢变化，其周期的变化范围约为410～440天。极移的另一种主要成分是周年受迫摆动，其振幅约为0.09″，相对来说比较稳定，主要由于大气和两极冰雪的季节性变化所引起。
将极移中的周期成分除去以后，可以得到长期极移。长期极移的平均速度约为0.003″／年，方向大致在西经70°左右。
地球自转轴在空间的运动 地球的极半径约比赤道半径短1／300，同时地球自转的赤道面、地球绕太阳公转的黄道面和月球绕地球公转的白道面，这三者并不在一个平面内。由于这些因素，在月球、太阳和行星的引力作用下，使地球自转轴在空间产生了复杂的运动。这种运动通常称为岁差和章动。岁差运动表现为地球自转轴围绕黄道轴旋转，在空间描绘出一个圆锥面，绕行一周约需 2.6万年。章动是叠加在岁差运动上的许多复杂的周期运动。
速度变化编辑本段回目录
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地球自转一周耗时23小时56分，约每隔10年自转周期会增加或者减少千分之三至千分之四秒。但是科学家们尚不清楚自转周期发生这种变化的具体原因。
东京工业大学教授广濑敬的研究小组人员之前发现与地核相邻的地幔最深层处存在厚约200公里的矿物层，他们给这种矿物起名为后钙钛矿。
在研究中，科研人员在实验室中模拟了后钙钛矿在地球内部所处的环境，即约130万标准大气压、2500摄氏度，并在这种状态下测定了后钙钛矿的导电率，他们发现后钙钛矿层的导电性能是下层地幔其他部分的10倍至1000倍。
研究人员认为，流经后钙钛矿层的电流较强，这加强了固态地幔与液态外层地核之间的电磁耦合作用，结果导致地球自转发生周期性的微小变化。
自转时间编辑本段回目录
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原子钟走的最准
原子钟的原理是：利用原子中电子能级跃迁所发射光的频率，经多次分频后得到时钟的频率（如秒）。因为原子能级稳定精确，受温度等干扰极小，所原子种所标示的时间最准确。目前我国标准授台在西安。
目前最准确的原子钟是以铯原子的固有振动频率来调节的铯原子钟，它可以精确到计算1500万年时间误差仅为1秒，而光原子钟的准确度可能是目前铯原子钟的100至1000倍。科学家认为，新型光原子钟能使人们更精细地理解物质世界的时间，对基本物理常数作更精确地计量。由于准确计时对于高速数据传输、同步电视发送、银行转账结算、发送电子邮件、卫星轨道的精确控制、深太空导航以及航天器的对接等极为重要，新型光原子钟的应用将对上述领域产生重大影响。
在人类开发钟表技术的历程中，20世纪50年代出现的原子钟使计时达到“天文数字般”的准确。原子钟是根据原子固有振动而制成的，也就是精确测量出特定原子释放的微波频率。1967年，科学家采用铯原子钟技术以微波频率给“秒”作定义，即1秒钟等于“铯133原子两个基态能级的转换所经过的9， 192，631，770个辐射周期”所需要的时间。
据该科研小组发表在《科学》杂志上的论文介绍，他们发明的光原子钟是以一个冷却的汞离子（去掉一个电子的汞原子）的光频为基础设计的，汞离子的光频传到一个激光振荡器上，这个振荡器的作用像传统时钟的钟摆产生“滴答”动作一样。所不同的是，新的光原子钟每秒产生的“滴答”次数是1.064× 1024，次数如此之多，研究人员不得不用借助于高速激光与光缆，以便“数”出这些“滴答”次数以达到计时目的。
对地球本体的运动编辑本段回目录
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实际观测到的张德勒摆动就是欧拉所预言的自由摆动。但因地球不是一个绝对刚体，所以张德勒摆动的周期比欧拉所预言的周期约长40％。张德勒摆动的振幅大约在0.06″～0.25″之间缓慢变化，其周期的变化范围约为410～440天。极移的另一种主要成分是周年受迫摆动，其振幅约为0.09″，相对来说比较稳定，主要由于大气和两极冰雪的季节性变化所引起。
将极移中的周期成分除去以后，可以得到长期极移。长期极移的平均速度约为0.003″／年，方向大致在西经70°左右。
证明过程编辑本段回目录
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傅科是用一种特殊的摆来进行实验的。这个摆由一根长60余米的纤细金属丝悬挂一个27千克重、直径约30厘米的铁球所组成。当时人们把这种从未见过的“超级摆”称之为“傅科摆”。
1851年的一天，傅科在法国巴黎万神庙的圆顶上将亲手制作的傅科摆吊上，让摆在广场上悠然自得地摆动着。这时，成千上万人前来观看这一奇妙的实验。随着时间一分一秒地流逝，傅科发现了奇迹，那就是摆在悄悄地发生着“移动”，并且是沿顺时针方向发生旋转。有的人在摆动开始时，明明看到摆球运动到自己眼前，又荡了回去，可经过一段时间后，摆球竟离自己越来越远。这对于围观的人们来讲，傅科通过对现象的观测都得出这样的结论，眼看着自己没有移动，那一定是摆平面发生了“移动”。
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傅科摆的摆动作为地球自转的有力证据，现已为世界所公认。中国北京天文馆的大厅里就有一个傅科摆，一个金属球在一根系在圆穹顶上的长长细线下来回摆动着。
地震加快地球自转编辑本段回目录
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但是科学家也认为，由于地球的自转周期经常发生细微的变动，印度洋大地震对其影响可能是短期的，也不会太显著。
扭曲时空编辑本段回目录
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物理科学家萨拉蒙指出：“地球转动时会扭曲旁边的时空，愈接近地球，变形的情况愈严重。以往人们从未侦察过时空变形这种被称为“结构拖曳效应”的现象。这次是我们首次实实在在且直接地录得对象转动时引起的变形现象。”
令人造卫星偏离轨道
美国太空总署地球系统技术联合中心的帕夫利斯指观察结果与保龄球在糖浆转动相似，帕夫利斯说：“保龄球旋转时会牵动旁边的糖浆，所有在糖浆的物品都会在保龄球周遭移动。相同地，地球转动时会牵动周遭的时空结构，令接近地球的人造卫星偏离轨道。
帕夫利斯以及马里兰大学的学者监察2个围绕地球的人造卫星，发现人造卫星在地球扭曲空间时真的偏离轨道。帕夫利斯表示：“我们量度地球与人造卫星之间的距离，准确度达几毫米，而且我们已将所有已知的力量剔除，例如潮汐力量及引力模型错误等。所以结果不可能被其它力量影响。”“激光地球动力学卫星”1号及2 号就是负责量度地球与卫星距离的探测仪器，它们只是一大块金属片，表面镶有反射器，能将地面发射站发出的激光反射，令控制站能轻易追踪它们及量度探测器的距离。
相关词条
| 月球 | 公转 | 地球 | 火星 | 太阳 |
参考资料编辑本段回目录
http://news.sina.com.cn/w/2004-12-30/02214664388s.shtml
摘自：《科学》
http://news.sohu.com/20041024/n222652519.shtml
摘自：《科学》
http://news.sohu.com/20041024/n222652519.shtml
