挑战这道高考地理题

   高考正酣，今天是不是有人还考地理呢？

   当年正好高考改成3＋2，只考语数英和理化，学地质居然没有考地理。

   一直以来以为，北回归线以北地区的朝北窗户（所谓的阴面）是晒不到太阳的，前几天突然发现居然在阴面看到了红日，原来并不是南阳北阴这么回事啊！那么，当年是不是缺这么一道高考题呢，又有多少人能挑战下来呢？

题目是：

   请问在北京（以北纬40°，东经117°为计）的夏至日，朝正北的阴面能接受多长时间的太阳直接照射？算出其时间段（北京时）。

   用到的知识点至少包括：经纬度定义、回归线、夏至、时区、黄道面、赤道面、黄赤交角、重力、几何光学、弧度、球面投影等。