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星空爱好者(初一)课程预告(2)
2016-09-17
 

【活动地点】:第4计算机房、金工实验室

【活动主题】:星空观测基础(1)

【活动目标】:

1.知识方面:了解几个简单的天文学入门知识及数量关系。

2.能力方面:能够运用所学知识进行一点简单的天文对象信息的运算,如星等的关系,北极星高度角等。

3.情感价值观方面:通过简单的天文常识的理解、研究,使学生增进对我们生活的客观世界的了解,提高基本科学素养。

【活动设想】:

1. 中小学生天文入门知识简介  2. 天文观测的注意事项  3. 天文学基础知识(1)

【材料准备】:ppt课件,电脑网络,数码照相机,赤道仪、天球仪、电子计算表等。

课程简介:

在这门课程中,我们学习的对象,是真真切切的宇宙万物。我们将从经典天文学开始我们的课程,了解古人对夜空的描述以及对所见天体的系统记载。我们将踏上一段旅程,从我们所在的地球出发,继而向外太空遨游,对太阳系、银河星系以及太空深处我们所观察到的一些美妙又奇怪的天体进行研究,包括黑洞、类星体和超新星等等。在这个过程中,我们将尽可能多地运用我们所学的各学科的知识、技能来拓展我们的天文学,帮助同学们提高综合能力。

待讨论的问题:

一、 天球坐标

1、地平坐标系

2、时角坐标系

由赤纬(δ)和时角(t)组成。

它的基圈是天赤道,原点是上点Q。

天体M的纬度称为赤纬(δ),是天体相对于天赤道的角距离。以天赤道为起始,南北各自从0°~±90°,北为正,南为负。

天体的经度称为时角(t),以上点为原点(起点)沿地平圈向西度量(因天体周日视运动向西),但它不用角度表示,而是直接用时间单位时(h)、分(m)、秒(s)表示,如19h23m56s。上点、西点、北点、东点的时角分别为0h、6h、12h、18h。

3、赤道坐标系

由赤纬(δ)和赤经(α)组成。

它的基圈是天赤道,原点是春分点,即黄道与天赤道相交的升交点。始圈是春分圈,即通过春分点的时圈。

天体M的纬度称为赤纬(δ),即时角坐标系中的赤纬。

天体的经度称为赤经(α),是天体相对于春分圈的角距离,也用时间单位表示,以春分点为原点(起点)沿天赤道向东度量,0~24h。

二、天文摄影初步:

数码相机类型、参数

类型:单反、微单、单电、卡片

参数:光圈值、快门速度、感光度(ISO)、像素值、全手动功能、自拍功能

天体摄影的基本方式(简化):不同类型的相机,有不同的天体摄影用途。

***:完全适合;**基本适合;*:特殊;/:不适合

天体类型

 

相机类型

星座

天体的

周日运动

单一天体

天体局部

流星

天文风景

深空天体

单反

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微单、单电

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卡片

(有手动功能)

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卡片

(无手动功能)

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三、 4等星恒星——太阳

天体的亮度和星等:

早在公元前2世纪,古希腊有一位天文学家叫喜帕恰斯(Hipparchus),他在爱琴海(Aegean Sea)的罗得岛(Island of Rhodes)上建起了观星台观察星空。一次,他在天蝎座中发现一颗陌生的星。凭他丰富的经验判断,这颗星不是行星,但是前人的记录中没有这颗星。这是什么天体呢?于是他决定绘制一份详细的空星图。经过艰苦的努力,一份标有1000多颗恒星精确位置和亮度的恒星星图终于诞生了。为了清楚地反应出恒星的亮度,喜帕恰斯将恒星亮暗分成等级。他把看起来最亮的20颗恒星作为一等星,把眼睛看到最暗弱的恒星做为六等星,在这中间又分为二等星、三等星、四等星和五等星。

把一根蜡烛放在1000米远处,它的视亮度跟1等星差不多。

到了1850年,由于光度计在天体光度测量中的应用,英国天文学家普森(M.R.Pogson)把我们的肉眼看见的一等星到六等星做了比较,发现星等相差5等的亮度之比约为100倍。于是提出了衡量天体亮度的单位。一个星等间的亮度比规定为五次根号下100,即约2.512倍,一等星比二等星亮2.512倍,二等星比三等星亮2.512倍,……依此类推。它是天体光度学的重要内容。当然,现在对天体光度的测量非常精确,星等自然也分得很精细,由于星等范围太小,又引入了负星等来衡量极亮的天体。把比一等星还亮的定为零等星,比零等星还亮的定为-1等星,依此类推。同时,星等也用小数表示。 

天空中有一等星20颗,二等星有46颗,三等星134颗,四等星共458颗,五等星有1476颗,六等星共4840颗,共计6974颗。

星等又分视星等和绝对星等,视星等是地球上的观测者所见的天体的亮度,而绝对星等是相当于把天体移到距离我们为10个秒差距(32.6光年)时我们所看到的天体的亮度。为10秒差距,约32.616光年或300兆公里,此时该天体的视差值为0.1"。

由于距离较远的原因,许多恒星的绝对星等要比其视星等低(亮)很多;而有些恒星由于距离我们较近的原因,其绝对星等会变大(暗)很多。以下是一些恒星绝对星等与视星等的参照表:

星名

参宿四

参宿七

天津四

天狼星

太阳

绝对星等

-5.3

-6.7

-7.2

1.4

4.83

视星等

0.45

0.18

1.25

-1.46

26.8

恒星的绝对星等的范围通常在-10到+17之间。星系的绝对星等通常更低(亮),例如,椭圆星系M87的绝对星等为-22。

换算

如果已知天体的视星等m和距离d,那么可以根据下式得出天体的绝对星等M

M=m+5log10(d0/d)

M=m+5(1+log10π)

其中,d0为10秒差,即32.616光年,π是天体的视差,单位是弧秒

如果已知天体的绝对星等M,和距离d,那么可以根据下式得出天体的视星等m

m=M-5log10(d0/d)

m=M-5(1+log10π)

例子:

参宿七的视星等+0.18,距离773光年,则其绝对星等为:

M参宿七 = 0.18 + 5*log10(32.616/773) = -6.7

织女星的视差为0.133",视星等+0.03,则其绝对星等为:

M织女星 = 0.03 + 5*(1 + log10(0.133)) = +0.65

南门二的视差0.750",绝对星等+4.37,则其视星等为:

m南门二 = 4.37 - 5*(1 + log10(0.750)) = -0.01

 

    热星等是测量恒星整个辐射,而不是只测量一部分可见光所得到的星等。

    单色星等是只测量电磁波谱中某些范围很窄的辐射而得的星等。

    窄频带星等是测量略宽一点的频段所得的星等,宽频带星等的测量范围更宽,人眼对黄色最敏感,因此目视星等也可称为黄星等。

    视星等是地球上的观测者所见的天体的亮度,如,太阳的视星等为-26.71等,满月为-12.6等,金星最亮时为-4.6等星,全天最亮的恒星天狼星为-1.45等星,老人星为-0.73等星,织女星为0.00等星,牛郎星为0.77等星。而绝对星等是在距天体10秒差距(32.616光年)处所看到的亮度,太阳的绝对星等为4.75等,热星等是测量恒星整个辐射,而不是只测量一部分可见光所得到的星等;单色星等是只测量电磁波谱中某些范围很窄的辐射而得的星等;窄频带星等是测量略宽一点的频段所得的星等,宽频带星等的测量范围更宽;人眼对黄色最敏感,因此目视星等也可称为黄星等。

    在晴朗而又没有月亮的夜晚,出现在我们面前的恒星天空中,眼睛能直接看到的恒星约3000颗,整个天球能被眼睛直接看到的恒星约6000颗。当然,通过天文望远镜就会看到更多的恒星。中国目前最大的光学望远镜,物镜直径2.4米,装上特殊接收器,它可以观测到23-25等星。美国1990年4月24日发射的绕地球运行的哈勃太空望远镜,可以观测到28等星。

    计算表:课程预告2-绝对星等计算表.xls

四、 太阳的观测方式和注意事项

五、 赤道仪的结构及作用


 
作者: 刘进  摄影:   浏览次数   (责任编辑: 钱茜)    
 
 
 
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