由于地球的自转地球不同位置同一时刻的昼夜情况是不一样的,有的是正午,有的是子夜,有的正经历昼夜交替的早晨或傍晚.当某地太阳升起到一天中最高位置时,太阳只射在该地所处的经线上,这时就是当地的正午.这样确定的时间叫做地方时(local time).经度每相差15度.地方时相差1小时.
由于地轴是倾斜的,所以地球上不同地区的昼夜长短是不同的 。在地球的南北两极地区 ， 太阳终年斜射 ， 昼夜长短变化最大 。南北半球的高纬度地区还会出现太阳终日不落或终日不出的现象 ， 即一天24小时都是白天或者都是黑夜 ， 这就是极地地区的"极昼"和"极夜"现象 。在南北极点 ， 有长达半年的极昼和极夜 。
对于昼夜交替现象的发现,取决于哥白尼(Nicolaus Copernicus1473~1543)的日心说:地球饶着太阳公转,同时也在自转,这就是一个对昼夜交替现象的合理解释.提出日心说后300年,一名叫傅科(Foucault ， Jean-Bernard-Lon1819~1868)的科学家发现了摆的运动规律,给日心说提供了有力的证据. 昼夜时差的算法
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