¿Por qué se alternan el día y la noche?
La Tierra es una esfera opaca y no luminosa. Al mismo tiempo, la luz del sol sólo puede iluminar la mitad de la Tierra. La mitad de la Tierra iluminada por la luz del sol es de día y la mitad de la Tierra que no está iluminada por la luz del sol es de noche. La línea divisoria (círculo) entre el hemisferio diurno y el hemisferio nocturno se llama línea de terminación (círculo).
En cualquier momento, el estado del día y la noche de la Tierra se puede expresar mediante la altura del sol. La altitud solar es la abreviatura de ángulo de altitud solar, que representa la inclinación de los rayos del sol con respecto al horizonte local. En todos los lugares del hemisferio diurno, la altura del sol es siempre superior a 0 grados, es decir, el sol está por encima del horizonte dentro de toda la línea terminal, la altura del sol es igual a 2 grados, es decir, el sol está justo encima del horizonte; en todo el hemisferio nocturno, la altura del sol es siempre inferior a 0 grados, lo que significa que el sol está debajo del horizonte.
Debido a que la Tierra gira constantemente, el día y la noche se alternan constantemente. El ciclo del día y la noche, o el cambio diario de la altitud del sol, tiene una duración de 24 horas y se denomina día solar. El día solar restringe la vida diaria humana, por lo que sirve como unidad básica de tiempo. Además, el día solar no es largo, por lo que el calentamiento y enfriamiento de toda la superficie terrestre no será demasiado drástico, asegurando así la supervivencia y desarrollo de la vida en la tierra.