A nappal és az éjszaka közötti változást a Föld tengelyen történő forgása okozza. Ha a Föld nem úgy forogna, ahogyan, akkor a nappali / éjszakai ciklus nagyon eltérő, vagy akár nem is létezne. A napok és éjszakák változó hossza attól függ, hogy hol tartózkodik a Földön, és az évszakától. A nappali órákat a Föld tengelyének dőlése és a Nap körüli útja is befolyásolja.
Forgás hossza
A napos nap, 24 óra az az idő, amely alatt a Föld pontosan egyszer forog, hogy másnap a nap az égen ugyanazon a helyen jelenjen meg. A Föld azonban a Nap körül is mozog, és ez a mozgás kissé bonyolulttá teszi a nap mérését. Egy Föld forgásának tényleges ideje valamivel rövidebb - körülbelül 23 óra 56 perc. A csillagászok ezt úgy fedezték fel, hogy megfigyelték, mennyi idő kellett ahhoz, hogy a csillag másnap ugyanazon a helyen megjelenjen az égen, és ezt sziderális napnak nevezték.
Hosszabb és rövidebb napok
Bár egy nap nap 24 órás, nem minden nap van 12 óra nappali és 12 óra éjszaka. A nappali idő télen rövidebb, mint nyáron. Ennek oka, hogy a Föld képzeletbeli tengelye nem egyenesen felfelé és lefelé, hanem 23,5 fokos dőlésszögű. Amint a Föld egy év alatt a Nap körül mozog, a Föld északi fele nyáron a Nap felé dől, ami nappal hosszabb lesz, mint az éjszaka. Télen ez megfordul; a föld eldől a naptól, és az éjszaka hosszabbá válik. Tavasszal és ősszel a dőlés nem a nap felé vagy attól távol van, hanem valahol a kettő között, így a nap és az éjszaka inkább ugyanaz az év ezen időszakában.
A napfordulók
A napfordulók a Föld pályájának azon helyei, amelyek az év leghosszabb és legrövidebb napjait jelölik. Az északi féltekén a téli napforduló a legrövidebb nap, amely után a nappali órák tovább nőnek. Az északi féltekén a nyári napforduló a leghosszabb napra esik, amely után a nappali órák rövidülnek. A napfordulókat arra a hónapra is meg lehet nevezni, amelyben előfordulnak. Például a júniusi napforduló az a pont a Föld pályáján, ahol az Északi-sark a nap felé néz. Az északi féltekén a júniusi napforduló az év leghosszabb napja. A déli féltekén a júniusi napforduló az év legrövidebb napja.
Pozíció a Földön
A Földön az Egyenlítőhöz viszonyított helyed is befolyásolja a napfény óráinak számát, amelyet egy nap napján kapsz. Például nyáron az északi féltekén a nappali órák egyre északabbra nőnek; ilyenkor az Északi-sark nagyon kevés éjszakai sötétséget kap. Télen a nappali idő rövidebb, minél északabbra megy. A nappali órák szezonális változásai kicsiek az Egyenlítő közelében, szélsőségesebbek a sarkok közelében.