恒星日:地球自西向东的自转,从地球上看地球以外的任何天体都有东升西落的周日运动。以恒星为参考体的自转周期,即恒星的周日运动周期,定义为恒星日,再划分为恒星时,分,秒,构成恒星时系统。以太阳为参考体的自转周期,即太阳的周日运动周期,定义为太阳日,再划分为太阳时,分,秒,构成太阳时系统。两者的时间差异在于地球在自转的同时也在绕太阳公转。
已知地球公转一周为365.2564 日,则地球日平均角速度是:360°÷365.256日=0.98561°(即59′8″.196)当地球自转一周,完成一个恒星日后,还须绕过△t=59′8″.196,才能完成一个太阳日。可见,太阳日比恒星日多出59′8″.196。已知恒星日地球自转一周为23 时56 分4 秒(即1436.06667 分),则地球自转1°的时间是:1436.06667 分÷360°=3.989074 分(或24 时÷360°59′8″.196=3.989074 分),3.989074分×59′8″.196=3 分55.9622 秒=3 分56 秒,所以一太阳日:23 时56 分4 秒+3 分56 秒=24 时。
太阳日:一个太阳日的时间并不相等,根据较长回归年与较短回归年的时间计算,地壳在固体潮汐的作用下,长太阳日与短太阳日竟相差4秒。由此证明地球自转并不匀速。
太阳日;一个昼夜的周期。天文学上表示时间的单位,即以太阳的视圆面中心作参考点,日地中心连线连续两次与某地经线相交的时间间隔。
每过23小时56分钟4秒,在太阳系的参照系下,地球完成自转一圈(地球自转360°,1恒星日),但与此同时它也绕太阳公转了大约1/365圈,这使得地球原来对着太阳的地方没有对着太阳,这个偏差需要大约3分56秒来弥补。
24小时整后(地球自转360°56‘,1太阳日),地球上原来对着太阳的一面,重新对着太阳,这就是我们定义的“一天”——以太阳的相对地球位置定义的一天。