می دانید که زمین ، هم به دور خورشید و هم حول محور خود می چرخد ، چرخش زمین به دور محور خود ، باعث ایجاد شب و روز می شود . محور زمین نسبت به خطر قائم به اندازه 23 27 درجه انحراف دارد . در واقع مایل بودن کره زمین موجب تغییر فصول می شود . این حالت باعث می شود که هنگام گردش زمین به دور خورشید در یک مکان معین در زمانهای مختلف ، متغیر باشد . طول مدت پرتوافشانی خورشید و زاویه تابش پرتوهای آن ، فصلهایی مختلف با دماهایی متفاوت به وجود می آورد .

در مناطق معتدل ، فصلها به طور پی در پی ظاهر می شوند و از یک نیمکره به نیمکره دیگر حالت عکس دارند . در این نواحی وقتی زاویه تابش پرتوهای خورشید کاهش می یابد ، طول روزها در یک نمیکره ، افزایش و در نیمکره دیگر کاهش می یابد . به این ترتیب وقتی در نیمکره شمالی (اروپا ، اسیا و آمریکای شمالی ) تابستان است ، در نیمکره جنوبی زمستان است . شش ماه بعد ، عکس این حالت رخ می دهد . یعنی در نیمکره شمالی زمستان و در نمیکره جنوبی تابستان است .

بزرگی خورشید و دوری نسبتا زیاد آن از کره زمین باعث می شود که پرتوهای خورشید به طور موازی به زمین برسند . این پرتوها زمین را به دو نیمکره روشن و تاریک تقسیم می کنند . دایره ای که دو نیمکره روشن و تاریک را از هم جدا می کند ، دایره روشنایی نام دارد . دایره روشنایی در نخستین روز ماههای فروردین و مهر از دو قطب می گذرد . در این زمان ، در هر نقطه از زمین 12 ساعت روز و 12 ساعت شب است . این دو روز از سال که طی آنها مدت روز و شب با هم برابر است ، اعتدالین نام دارد . 

در اول تابستان در نیمکره شمالی دیگر چنین وضعی برقرا نیست ، چرا که دایره روشنایی از قطبها نمی گذرد . به این ترتیب در نیمکره شالی روزها طولانی تر از شبها و در نیمکره جنوبی شبها طولانی تر از روزهاست . در نیمکره شمالی طول روزها از اول دی تا اول تیر ، افزایش و از اول تیر تا اول دی ، کاهش می یابد . به زمانهایی که خورشید در آسمان بیشترین و کمترین ارتفاع را دارد ، انقلابین می گویند . در نیمکره شمالی اول تیر ، انقلاب تابستانی و اول دی انقلاب زمستانی است.