星空有两种运动损伤的两种类型,周日运动损伤的两种类型和周年运动损伤的两种类型吗

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下列有关星座的描述正确的是a.太阳东升西落,星星没有东升西落的现象.b.在杭州和北京,同一时间看到的星空是不一样的c.星空中的星座是某些亮星连接而成的图形,全天有48个星座.d.在地球上任何地方,都能看到星空中的所有恒星
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答案:B解析:由于地球自转是自西向东,我们观察到太阳是东升西落的,日月星辰一样也有东升西落的现象.事实上,在北半球,天空是在绕北极星旋转的,每旋转一次需要24小时.由于地球公转就形成了星空的季节变化;星星的运动有两种现象:一种是由于地球自转引起的周日视运动,造成每天夜里星星东升西落的现象;另一种是地球公转引起的周年视运动,使星座随着季节有出没隐现的现象.不同季节的夜晚同一时刻看星星,星空里出现的星座有所不同.目前按照国际上的规定,把星空划分为88个区域,48是古希腊人的划分方法.
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h&43&min&11.5&s,行程2&400万&km,在天球上平均每昼夜向东移动13°,这说明了月球何以每天要迟升起近1&h。在天空中,月亮的大小似乎与太阳相差无几,这也不是真实的,由于太阳距离我们要遥远得多,它的真实直径超过月球400多倍。图1.4行星际空间中的地月系,嫦娥5号拍摄。左图:探测器距月球约1.4万km,距地球约38。7万&km右下方可见月球背面;右图:探测器距月球54万km,距地球92万km,左图上方可见月球正面行星也在围绕太阳运动。设想从空间中居高临下(自北向南)地俯瞰太阳系,就会看到行星都沿逆时针方向围绕太阳运转。地球围绕太阳一周费时365.26日,火星则要686.93日,地球的角速度大于火星的角速度。如图1.5所示,每当地球从相邻的内侧轨道追上火星的时候(由1到2),火星看上去就好像在天空中停顿下来;被地球超过以后(由2到4),它就会掉头倒退起来,然后再恢复原来的顺行(由4到5)。行星视运动中出现的顺行、逆行和留的现象,完全是由于行星相对于地球的位置变化引起的,日心说对这一现象提供了简单而真实的解释。……媒体推荐暂无"
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自然环境类活动课
地理活动课的类型有很多种划分方法,可按活动课实施的地域环境划分为校内与校外,城市与乡村等不同类型;又可依活动课的特征划分为实验观测型、考察调查型、娱乐表演型、宣传竞赛型等。这里,我们结合中学新教材,以学生的生活环境和活动内容划分为四个类型,即自然环境类、人文环境类、校园环境类和家庭环境类,分别阐述如下。
自然环境是与人文环境并列的两大类地理环境。自然地理环境是由气候、水体、生物、岩石、土壤等自然要素构成的地域综合体,自然要素间相互联系相互制约。自然地理环境内容丰富、复杂,涉及很多学科的知识,如气象学、地质学、水文学、生物学、天文学、环境科学等。在数、理、化、天、地、生六大基础自然学科中,自然地理环境就涉及一半。
从古至今,自然现象千变万化,奥妙无穷,以自然环境为内容的活动课具有真实、生动、诱人的特征。这类活动课通常都在大自然中完成,野外观察,考察是主要活动手段。这类活动也是最基本的地理实践活动,最能反映地理学特点的活动。
自然环境类活动课主要是培养学生对自然地理现象、事物的观察能力、比较判断能力、综合能力、学会野外考察的方法、在大自然中锻炼意志品质。这方面活动内容很多,如星空天体观测、天气气候观测、地质、地貌、河湖、土壤、植被考察,还有自然灾害和某区域的自然环境调查等等。
这类活动受自然条件影响明显。有些自然现象随季节发生变化,只能在某些时候才能观察到,如寒潮、台风等天气现象;植被分布在我国北方地区只有夏秋季节适宜考察。另外,自然地理现象空间分布差异明显,因此为了观察到某些典型事物,便需要长途跋涉才能实现。这些方面表现出不同于其他类型活动课。
在现行初中、高中地理教材中都安排有宇宙环境的教学内容,天文学知识在广大青少年中的普及任务,实际上是由地理教育承担的。学习和拓宽天文知识有利于学生从宏观上认识地球,从地外原因科学地解释地球上的现象;有利于他们破除迷信,树立正确的宇宙观,不致被种种歪理邪说所蒙蔽;天文观测活动更有利于提高学生的动手能力,合作能力,学会使用天文观测仪器的方法。
当今,宇航事业的发展,使古老的天文学插上翅膀,跨到当代科学的前沿。地外天文观测不仅使我们对太阳、月亮、行星有了更具体的了解,而且为人类展现了宇宙深处的景象。美国宇航局发射的哈勃空间望远镜,刚刚卸任的俄罗斯和平号空间站,都屡立“战功”。这些吸引了很多青少年,成为天文爱好者。很多人自己购置了天文望远镜,观测重要天象。如狮子座流星雨,海尔一波普彗星,1997年漠河日全食,2000年11月“土木抱月”等天象几乎是家喻户晓。可以说,天文知识普及正在空前高涨,也正是我们开展天文观测活动的大好时机。
天文观测活动具有以下特点。
①长期性 一般的天文观测都不是一朝一夕即可完成,就是最基础的认识星座和星空变化都是一个反复辨别、确认的过程。尤其是要认识天体的变化特征、运动规律等都需要长期观测,如果想在天文观测中有所发现,更需要长期不懈的努力。
②时间性 各种天体的运行,各种天象的发生,都有严格的时间性。一次壮丽的日全食过程有1-2个小时,而“倍利珠”现象只能在几秒钟内可见。错过了时机,无法弥补。因此,天文观测要有周密的计划。在观测之前对时间、地点、人员、仪器,乃至观测步骤和具体分工都要安排妥当。有些重要天象观测,还需要预先演习,天象摄影要通过试拍找到经验,确保万无一失。
③合作性 天文观测常需要两个或两个以上的人一起完成。至少是一人观测,一人记录。如观测流星雨时,两人组成一个小组,负责观测的人随时报告流星亮度、颜色、归属星座等;记录者要记下时间和观测者口述内容,二者配合默契,观测效果才好。
④艰苦性 除了观测太阳可以在白天进行,其他天体观测都要在晚上完成。夜间进行观测,冬天要经受严寒、夏天要遭受蚊虫叮咬,而且占用的是休息时间,是相当艰苦的。另外,有的观测目标需要连续几天追踪,有时为了排除城市灯光的干扰,要带着仪器到郊区农村去观测。
天文观测的方式有肉眼观测、望远镜观测、照相观测等。有条件购置望远镜来开展活动当然很好,有些观测如太阳黑子。行星等必须用望远镜进行。但是没有望远镜也是可以开展天文活动的。肉眼观测内容很多,如月相变化,星空的日变化和年变化,正午太阳高度变化等。天文观测的内容主要有天体观测(日、月、行星、彗星、卫星等),天象观测(日食、月食、流星雨等)。星空变化、天体摄影、简易天文仪器制作等等。由于篇幅所限这里仅介绍几个方面的活动方案,供教师参考。
一、星空观测
方案1 四季星空
1.知识目标
认识不同季节星空的特点,学会辨认主要星座和亮星;掌握星空季节变化的规律,预测星空分布大势。
2.能力目标
学会使用活动星图认星;掌握利用北极星确定当地方向的方法。培养学生比较、鉴别等观察,理解能力。
3.德育目标
使学生树立宇宙是物质的、可知的科学宇宙观,培养不怕困难、持之以恒、负责精神和科学态度。使学生树立宇宙是物质的、可知的科学宇宙观,培养不怕困难、持之以恒、负责精神和科学态度。
活动需求与建议:
本方案初中、高中不同年级均适用,若初中学生活动时可略降低要求,将预测星空变化内容去掉,或分几次完成。初学认星,最好选择有依稀月光的晴朗夜晚,一般在农历月初较为合适。并要求找一个视野开阔、无灯光干扰的地方进行。认星时,教师可用聚光强的手电筒指引,便于学生辨认。本方案可组织全班学生实施。夜间观察星空可选在周末进行,不影响学生第二天上课,如果找不出单独完成的时间,也可以利用学生军训、夏令营期间进行,因为所需的活动仪器简单,几乎没有经费问题,组织简便易行。
1.背景知识
在古代天文学中,星座指明亮恒星构成的,易于辨认相互区别的图形。近代天文学中的星座则指以人为界线划分的天球区域。1922年,国际天文学联合会对历史上的星座进行清理,分全天为88个星座。星座的名称多半是希腊神话中的人物和兽类,如仙后、仙女、御夫、大熊、金牛、狮子、天鹅等,也有近代命名的矩尺、望远镜、罗盘等名称。
每一颗恒星都从属于一定的星座,由此,国际上建立了恒星命名的规则:按每个星座中的恒星,明亮程度的顺序,逐一标上小写的希腊字母,分别称为X
,X星座α星,X星座β星等。如小熊座α星就是我们熟悉的北极星,大犬座α星是全天最亮的天狼星。这里像北极星、天狼星、还有天津四、心宿二等是我国古代流传下来的中文名称,通常也对照使用。
②星空分布大势与辨认方法 为了便于初学者入门,我们把星空作了划分和简化。
星区划分:按一年分为四季的传统,把球形天空(天球)按赤经值(如同地球上的经线值)分成四个星区(图3-1)。每个星区跨赤经6
h(90。),每星区的中央经线赤经值分别是0 h,6 h,12h和18 h ,即春分圈、夏至圈、秋分圈和冬至圈。每个星区各以其主要的拱极星座命名,由西向东依次为仙后星区、御夫星区、大熊星区和天琴星区,简称为后、御、熊、琴。
星座简化:在四瓣简明星中,我们只标出全天88个星座中的20个,平均每个星区5个星座。这些星座中包括赤纬—45。以北,全部15颗一等星,大多数为二等星和部分三、四等星。利用简化的四瓣星图,可以比较容易地了解和熟悉星空中星座、亮星的分布格局。中列出各星区的主要星座和一等星及辨认方法。
③星空变化规律 星空变化有两个成分,涉及地球的两种运动。
A.星空周日变化,指夜间不同时刻所见星空面貌不同,这是由于地球不停地向东自转运动造成的。星空变化规律:星座不停地向西移动,与太阳的出没相同,即东升西落。也就是说随着时间的流逝,某地东方星座将替代南方中天星座,而南方中天星座会替代西方即将西落的星座。
B.星空季节变化,指夜间同一时刻,不同季节所见星空面貌不同。这是因为地球不停地向东公转太阳,每日约r,而在地球上看来,太阳在不停地向东运动——太阳周年视运动,太阳相对周围星空每日东移约r,即星空每日西移约10。星空的这个变化一二日内不易觉察,但是累积一个月乃至二三个月,星空的变化就明显了,一年之后又会重复出现。这便是星空的季节变化。
但是,以上所说的太阳所在星座的变化,我们是观察不到的。因为星座不会与太阳同现苍穹。夜间可以见到的只是太阳所对星座,即从地球上看去,与太阳相反方向的星座,当太阳落下地平面时,它们才升出地平面。
按照前面所述四大星区的划分,太阳大体于春夏秋冬四季分别经过后、御、熊、琴四大星区,而我们在四季能够观察到的星区则是春熊一夏琴一秋后一冬御。如果以春分、夏至、秋分和冬至四日为春夏秋冬四季的代表日期,四大星区的可见情况如。
这里应该说明,春熊一夏琴一秋后一冬御四季星空,是指夜间子夜时分正南方星空的情形,如果是日落不久或黎明前的星空,就不相同了。大家观测星空,通常总是在前半夜,如果以晚上21时观测,那么,当时位于东方天空正在升起的星区是太阳所对星区,位于西方天空即将西落的星区是太阳的东邻星区,这样,前半夜可见的四季星空便是春季为西御东熊;夏季为西熊东琴;秋季为西琴东后;冬季为西后东御。
以上孪化规律,教师可利用活动星图讲解。
④活动星图使用方法见动星图背面。
2.组织工作与物质准备
将学生分为若干个观察小组,每组2~3人,并确定组长。准备天球仪或活动星图,记录用笔、纸,手电筒。活动星图和手电筒至少是每组一个。
1.利用天球仪或活动星图熟悉利用仙后座和大熊座寻找北极星的方法和星空分布规律。在室内分小组进行。
2.在活动星图上找出当日可见星区的主要星座和亮星。
3.到室外,在夜空中确认北极星,然后确定当地的地平方向。方法:找到北极星后,观测者面向北极星,并将其投影在地平面上,则正前方是正北,后方是正南,左方是正西,右方是正东。
4.辨认当日星空的主要星座和一等星,并完成记录表中的相应内容。
5.根据星空变化规律,预测三个月相同时间可见星空状况,完成已录表中的相应内容。
活动总评讲评
1.星空观察结束时,布置学生回去整理记录。然后交上来。
2. 总结讲评应在教师评阅观测以最后进行。
内容:以提问或汇报形式巩固星空分布和变化的知识.讲评观察记录,表彰优秀,并展示。总结讲评可请有关领导、同行等参加。
二、天体观测
方案2 月相变化
1.知识目标 通过月相观察使学生了解月相的特征及其变化过程,并找出月相变化的规律;理解月相变化的原因,能够科学地理解月相变化现象。
2.能力目标 在活动中培养提高学生的观察能力、对比分析能力、空间构想和综合思维能力,学会天文观测的一般方法。
3.德育目标 在较长时间的连续观测中,培养锻炼学生不畏艰苦、勇于探索的精神和品质。通过对月相的科学解释,逐步树立唯物论和科学的宇宙观。
活动要求与建议:
本活动属普及型活动,月亮无人不知,每日可见,题材生动诱人而且月相变化的科学内涵丰富,适合全体学生参加,分小组完成,初中、高中年级均可。由于月相形成等知识难度较大,在初中学生活动时,可以只侧重对月相变化规律的认识。这个活动方案简便易行。肉眼观察月相,不需任何天文仪器,观测场地也无特殊要求。对月相变化的一个全过程观测,持续时间较长,但相同的月相会反复出现,观察活动可反复进行。如遇阴天或其他情况未能观察,还可弥补。
月相指月球视形状(在地球上看到的月球形状)。月相变化即常说的月亮圆缺变化,是自古至今人们最常见的一种天文现象。然而,真正能够准确地说明月相变化规律以及科学地解释这个现象的人却不很普遍。
月相变化过程如图3—3所示。月球是不停地绕地球运转,当月球恰好位于地球和太阳之间时,从地球上看去,月亮和太阳在同一方向上,叫做朔,此时是农历初一。这时,月亮的暗面正对着我们,这时的月相叫新月,我们看不见。朔过后一两天,月亮离开太阳有一段距离,我们可以看见月亮被照亮的一小部分,形似娥眉,这时的月相叫。
当月亮走到太阳东面900 的时候,在地球上可以看见月亮西边明亮的半圆,这时的月相叫,上弦月出现在农历初七或初八。上弦月晚于太阳落下上半夜见广西部天空。以后,月亮明亮的部分越来越大。当月亮走到太阳相反方向的地球另一侧时,它在天空中与太阳相距1800,叫做望,正值农历十五或十六,整夜可以看到圆圆的门亮,即。
满月后,月亮明亮的部分逐渐变小,而且明亮的部分变为东边,当月亮走到太阳西边900的时候,可以看见月亮东边的半圆——,此时一般是农历的廿二或廿三。下弦月早于太阳升起,后牛夜见于东方天空。然后月亮继续向东走,越来越靠近太阳,又变成与蛾眉月类似的,慢慢地月亮义见不到了。
月亮由朔到下一次朔所经历的时问是一个朔望月,纤历时间29.5306日,即我国农历一个月,月是月相变化的一个周期。月相变化和出没地平规律总结。
很明显,农历上半月,月亮由缺变圆,月相凸面向西,西半边亮;农历下半月,月亮由圆变缺,月相凸面向东,东半边亮。月亮越圆,夜晚可见时间越长;月牙越窄,可见时间越短。
为什么月相变化如此有规律呢?这要从月球本身说起。月球本身不发光,只能反射太阳光。在太阳照射下,月球总是被分为明亮和阴暗两个半球,即月球的昼半球和夜半球。但是,从地球上看去,这明暗两部分的对比时刻发生变化,有时看到它的明亮半球,有时看到它的黑暗半球,一些时候月亮的明亮部分不断扩大,另一些时刻黑暗部分越来越大,这就是月亮的圆缺变化,这种变化由日、月、地三者的相对位置决定,取决于两方面因素:一是太阳照射月球的方向;二是地球上观测月球的方向。
观测记录格式设计 ,
1.室内布置观察方法 观察地点应选择正南方向比较开阔的地方,而且地点最好不变动。观察时间为农历一个月,但是不一定从初一开始,只要完成月相变化一个周期观察即可。可以2—3天观察一次,每次观察的时刻应相对固定,这样便于对月相进行比较。一般,上半月(农历)在黄昏时分观察,下半月在黎明时分观察。
观察内容主要是月亮所在地平方位和高度;月相特征及变化(即明亮部分变化)。在观察时,应如实作好观察记录,不得虚构,应尽量详细具体完成观察报告。
以小组为单位进行观察,组长负责 每组 2、3人,可以互相讨论.督促完成。开始的几次观察,教师应参加.并作此具体指导。
3.室内整理记录,以小组为单位 通过讨论总结出月相变化规律及观察中问题,完成观察报告。推选出汇报人。这个过程是学生验证月相变化规律、进一步理解消化月相变化原因的过程,不可忽视。
活动总评讲评
召开总结会,内容主要是二个。
1.各小组的代表向大会汇报活动进行情况,观察结果,讲解月相变化规律和原理。
2.教师讲评总结教师对活动进行全面总结基础上,评选出优秀小组。应该依据观察情况、观察报告及汇报讲解及钻研进取,团结合作等方面的综合表现确定。展示他们的观察报告。最后解答疑难,找出这次活动的不足。
方案3 太阳黑子观测
1.知识目标 通过观测活动使学生了解太阳黑子的形态二数量、分布等规律;认识太阳自转运动;加深理解太阳活动对地球的影响。
2.能力目标 使学生了解天文望远镜的主要结构与性能;学会使用望远镜观测太阳黑子的方法;提高综合分析问题的能力。
3。德育目标 使学生了解从人类自身的利益出发认识太阳现象的重要性,并激发青少年对未知宇宙天体的积极探索精神。
活动要求与建议
太阳黑子观测活动最好是在太阳活动高峰期内组织,这期间太阳黑子数目多,黑子面积较大,变化明显,便于观察。当然,不是太阳高峰期也能看见太阳黑子,只是黑子小而少,要勤于观测而且要细心观察。太阳黑子观测要在晴朗无云的日子里进行。
太阳黑子可以肉眼观测,也可以用望远镜观测。因为太阳黑子很小,肉眼观测效果不好。本方案主要介绍利用天文望远镜观测太阳黑子的方法,适宜备有天文望远镜的学校进行。关于观测场地没有特殊要求,只要地面平坦(便于望远镜放置)、环境较开阔即可,也可以利用学校现有的地理园、气象园。没有望远镜的学校可以到当地天文台,科技馆完成。
太阳黑子观测活动适宜地理兴趣小组、天文兴趣小组或中学高年级学生。
1.背景知识
①太阳黑子概况 太阳大气光球层出现的暗色斑点即是太阳黑子。太阳黑子看上去是暗黑的,其实它在发光,一个大的黑子能发出跟满月一样的光。黑子的温度很高,平均约4500开尔文,只是因为它比光球层平均温度5770开尔文低,看上去才显得暗些。
太阳黑子大小不一,大的黑子直径可达20万千米。黑子的形状像一个浅碟,中间凹陷约500千米。在望远镜中可以看到黑子的本影和半影,如,黑子中间的暗核叫本影,本影周围较亮的部分叫半影。
太阳黑子通常成对出现,在太阳表面缓慢移动。在一个太阳黑子周期中,黑子一般在中高纬度形成,然后缓慢地向低纬度方向移动,最后在太阳赤道附近消失。黑子在日面上的纬度分布不均匀,几乎所有的黑子都集中在±80—±450。如果以时间为横坐标,绘出黑子在日面纬度上的分布,形状像一群蝴蝶,这就是著名的蝴蝶图。在这里应该说明,在一星期,两星期或更短时间内观测到的黑子在太阳表面位置的变化,是太阳自转运动的表现,不是黑子在日面的移动。对比黑子的观测记录,可以知道,黑子在日面由西向东(地面观察者的东方)移动,某一部分黑子从西部出现至东部消失,大约需两周时间。因为太阳自转周期27天。
太阳黑子的观测已经有几百年的历史了,究竟太阳黑子是什么,直至20世纪末天文学家才得到比较肯定的回答。黑子是太阳表面强磁场的旋涡。在一般情况下,太阳磁场的磁力线都隐藏在太阳的内部,但有时太阳内部气体的剧烈运动,会造成磁力线扭曲,扭曲严重的地方,磁力线就从太阳表面拱出采。在磁力线拱出来的地方,温度降低,就形成了黑子。因此,黑子成对出现,而且分别具有正、负极性。
②太阳活动的周期性及对地球的影响 太阳黑子是复杂的太阳活动中的一种形式,是太阳活动强弱的标志。黑子出现较多时,太阳活动强烈,反之活动微弱。对长期累积的黑子数目进行统计分析得到,太阳黑子的活动周期为11年。
通常表示黑子数变化的指标是太阳黑子相对数(R)。这是1849年瑞士苏黎世天文台的R·沃尔夫提出并使用的。
R=K(10g+f ) ---其中g是观测到的黑子群数,,f是观测到的单个黑子总数,K是换算系数。我们只作短期观测可取K=1。g和f计数的一般方法是,黑子聚在一起算做一群,黑子群通常含2个主要黑子;有的黑子孤单一个,同别的黑子距离较远,也算一群;黑子的个数一般按本影个数计算,单独一个半影点也算一个黑子。沃尔夫利用这个方法,分析了大量历史资料,得出黑子活动周期大约是11.1年。
国际天文学界把1755年开始的太阳活动峰年,作为太阳活动第一周期。目前正处于第23周期,天文学家预测本周期太阳黑子的高峰年是年。太阳活动强烈会对地球人类产生许多影响,所以世界各国都很重视太阳黑子的观测和研究。
太阳活动强烈时会骚扰地球大气中的电离层,引起地面无线电通讯紊乱甚至中断。据中国科学院研制的风云一号、风云二号卫星的空间粒子监测仪器探测,日晚太阳突然发出强烈高能粒子流,这是本轮太阳活动周期中迄今为止最大的一次。这次太阳风暴16日零时开始和地球相遇,其时中国各地先后发生严重的电离层暴,电离层的部分临界频率急剧下降或被严重遮蔽,直到见不到回波。据悉,这次太阳风暴导致北京地区的短波通讯完全中断达20多分钟,满洲里、长春、青岛等地部分波段几乎没有回波。这次电离层暴于7月16日20时至24时左右在中国各地先后结束,很快无线电通讯恢复正常。
另外,从历史资料分析,地球上许多地区的旱涝灾害也呈现11年的周期,与太阳活动周期相吻合。这说明太阳活动对气候及植物生长有重要影响。我国著名气象学家竺可桢在1926年就发现,黑子多时长江流域雨量大,反之雨量则少。1991年太阳黑子极大年,长江流域发大水,年太阳活动进入第23周期,长江水量连年增大。在太阳高峰年前后,有些地区树木生长迅速,农作物丰收,粮价降低。1958年是太阳活动第19周期的极大年,我国的小麦产量比极小年增加22%,前苏联增加54%,加拿大增加27%。
不仅如此,太阳活动强烈时对人体生理、心理影响也很大。因为太阳活动增强使地面磁场发生变化,扰乱人体内的生物电流,使心血管病高发、猝死病增多。太阳发出的强粒子流会影响人的神经功能,使人的判断力、自控力减弱,导致交通事故增多。为了减少紫外线对人体伤害,可以选择红色、白色服装,尽量避免阳光的直射等。
③天文望远镜结构、性能 以南京天文仪器厂生产的120毫米折反射望远镜为例,介绍天文望远镜。
A.结构装置 120望远镜为赤道式装置,由互相垂直的极轴和赤纬轴构成。镜筒围绕极轴旋转可以调节赤经或时角值;镜筒围绕赤纬轴旋转可以调整赤纬大小。除以上转动度量装置,望远镜还有主镜、寻星镜和跟踪装置。主镜是望远镜的主体,由物镜和目镜组成。物镜即指向观测目标一端,通常由多个光学镜片组成o
120望远镜的物镜是镀铝反射镜,并配有改正透镜,用来消除像差。由于它的物镜是由反射镜和折射镜组成,所以属于折反射望远镜,如望远镜的目镜,即接观察者眼睛一端。·120望远镜备有一组(4个)目镜,并巧妙地装配在一起,观测时旋转一下,就可以得到不同的放大率。
寻星镜是用来寻找观测目标及粗略观察的装置,一般口径较小,视场较大,放大倍数较小。120望远镜寻星镜的口径为35毫米,放大率7,视场5.2
0跟踪装置也称转移钟,用于较长时间跟踪观测目标。有些简易望远镜没有这部分装置。
B.主要性能 衡量望远镜性能优劣,主要由以下5个指标,这也是购买天文望远镜时必须考虑和注意的事情。物镜的有效口径(D)即物镜的直径,是望远镜最基本的性能,口径越大越好,看到的天体越明亮。通常望远镜的品牌上都标有它的有效口径。120望远镜的口径就是120毫米。
相对口径(A),指物镜有效口径同物镜焦距F的比值,也叫光力,即 A=D/F。月亮、行星等太阳系的天体在望远镜中的明亮程度与A2成正比。相对口径越大,天体成像越明亮。
放大率(M),也叫放大倍数,它取决于物镜焦距(F)与目镜焦距(f )的比值,即M=F/f。从这个关系式可知,放大倍数与物镜焦距成正比,与目镜焦距成反比。某一架望远镜的物镜焦距是即定的,而目镜都配备几个不同焦距,就可以具有几种放大率。20倍以上的望远镜都可以看清黑子的结构形态。
分辨角(q),是衡量望远镜观测天体细节程度的一个指标。它指通过望远镜刚刚能够把十分接近的两颗星分辨开时,这两颗星间的最小角距离(相对观测者所张的角),单位是角秒。q
的大小用下式表示 q =140 /D。
D的单位为毫米。分辨角是望远镜性能的重要指标,对天文观测来说,分辨角往往比放大率更重要。
视场:在望远镜中能够看到的天空区域的角直径,叫做视场。视场大小同望远镜目镜焦距成正比。前面提到,目镜焦距同放大率成反比,因此,望远镜的放大率越大,视场越小,反之视场越大。
120望远镜的物镜焦距是1500毫米;4种目镜的放大倍数分别是38,60,100和200;视场分别是50
‘,36.5 ‘,20,‘,15 ‘。
2.器材准备 观测前,必须熟悉即将使用的天文望远镜的使用方法,并在观测地点作好望远镜的调平和极轴定向(使极轴的地平高度等于当地地理纬度,极轴的地平方位在当地地平正北方向)。
准备好望远镜的滤光片,没有滤光片也可用几张废旧胶片叠在一起挡在目镜前。这是因为太阳光太强,切记不可用肉眼直接在望远镜中观看,那样会灼伤眼睛。
记录纸若干张。使用洁白且不反光的纸,在上面以50毫米为半径画一个圆圈,画二条互相垂直的直径,把圆分成4等分。在4个等分点上,按照上北、下南、左西、右东标上东、南、西、北方向。在记录纸的一角写上观测日期、时间、天气状况、观测者等。
准备使用转移钟观测,需要5节1号电池。再有就是描画黑子用的铅笔和手表等。在组织学生观测之前,教师最好试观测一次,以便找出经验和发现问题。由于准备工作较多,可师生共同完成。
3.组织工作 将学生分成若干观测小组,提前将活动方案和需要做的准备工作布置给他们,各小组成员作好分工,望远镜操作应有专人负责。由于望远镜只有一架,学生比较多时可以安排各小组在不同时间分别进行。排出时间表,当然最好是连续进行,因为移动望远镜又要重新调平、定位,太麻烦。
根据各学校望远镜的种类和功能,以及学生的实际情况,观测活动有两种形式。
(一)通过望远镜直接观察
教师组织学生在望远镜下,对某一时间的太阳黑子进行放大观察,不便作准确的记录和多次观测比较。适宜观察者较少时采用。
1.在完成望远镜基座调平和极轴定向的基础上,在寻星镜和主镜前加上减光装置,将主镜筒对准太阳。首先,松动赤经赤纬的粗调螺丝,调整主镜筒方向,使太阳进入寻星镜,并位于寻星镜十字丝的正中。这时在主镜中就可见到太阳像。然后,·调整赤经、赤纬微调螺丝,使太阳像位于主镜正中。
2.调整主镜焦距,使太阳像清晰。这时可以开动转移钟,保持太阳像在主镜面的位置,便开始太阳黑子观察。没有转移钟的望远镜,需要不停地调整微动螺丝,否则太阳像会很快移出镜面。
3.观察太阳黑子的数量,分布以及较大黑子的本影、半影等,并通过口述作好观测记录。
(二)通过望远镜投影观察
如果教师计划通过观测来验证或得到黑子活动的某些规律,需要把每次的观测情况记录。下来进行比较,应该采取投影观测。另外,投影观测比较安全,也有利于每个小组人数较多时,同时进行观察。
1. 按前面直接观察的方法,使太阳在主镜中成像。
2.在望远镜上安放投影板,并放上记录纸。通过调节投影目镜焦距和移动投影板的距离,获得边缘清晰的太阳像。应该使太阳像的边缘与记录纸上的圆圈重合,同时把记录纸上标有的方向与观测地的地平方位相吻合。
3.开动转移钟,使望远镜跟踪日面运动,用铅笔迅速地逐一描画黑子轮廓,可先画半影,后画本影;先画西边的黑子,后画东边的;先画大黑子群,后画小黑子群,力求准确清楚。最后记下观测时间、天气状况等。
4.室内工作 每次观测后应对记录进行整理分析,一是计算太阳黑子相对数;二是与前面的观测结果进行比较分析,得出初步结果。投影观测应至少组织3~4次,否则得不到规律性认识。
活动总评讲评
太阳黑子观测活动,涉及的知识较多,又不是一次完成,总结讲评工作任务重,教师应作好计划。最好采取专题形式总结,教师把活动内容分成几个专题,如下面分成A、B、C、D四个专题,各小组任选一题进行总结。这样总结,从全班看内容全面,而各小组的总结又比较详细具体。教师在适当的时候组织全体同学参加的交流会,并展示他们的观测成果。同时,教师还应表彰优秀,指出不足。
教师可以拟定下面内容,供学生总结时选择。
A.①观测中你看到黑子移动现象吗?依据是什么?(指观测记录等)
②太阳黑子在日面移动有什么规律?(观测中见到是由东向西移动,二周左右消失;长期
观测应该见到由日面中高纬度向赤道方向移动等)
③你见到的黑子移动现象,说明什么问题?(太阳自转)
B.①根据你的观测记录,统计出太阳黑子相对数是多少?怎样计算的?
②观测过程中黑子相对数是否有变化?黑子相对数应该怎样变化?(11年为周期变化,2001年以后逐渐减小)
C.①如果你是天文望远镜的生产厂家,如何向天文爱好者介绍、推荐本校这种类犁的天文望远镜?(主要性能)
②你是怎样使太阳在主镜中成像的?用望远镜观察太阳应切忌什么?(肉眼直接观察)
③请介绍你描画太阳黑子的点滴经验。
D.①你用望远镜第一次看到太阳黑子时,有什么感觉或联想?
②收集影视、报刊资料,说明第23周期中太阳活动对地球的影响。
三、天象观测
方案4 日食观测
1.知识目标 通过观察日食现象,初步掌握日食发生的过程和规律;理解日食形成的原因和条件;了解日食观测研究的科学意义。
2.能力目标 在活动中使学生学会几种观察日食的方法;增强时间观念;培养观察能力、空间构想能力和对多个天体运动的综合分析能力。
3.德育目标 破除迷信,树立辨证唯物主义宇宙观和方法论,能够科学地解释自然现象。
活动要求与建议
日食观测属于科普教育内容,观测时不需要复杂的仪器,肉眼就可观测;而且日食过程清晰,道理浅显易懂。因而适宜组织全体同学参加。日食现象的时间性很强,一旦错过无法弥补,但是天文台、站都作早期预报,地理教师应该注意获取有关天象的信息,提前作好活动准备,以求得到好的效果。同时这也是扩大地理学科的影响,为教师个人树立良好业绩的机会。观测场地只要是太阳所在方向视野开阔,可以见到日食全过程即可。
1.背景知识
日食是一种短暂且壮观的自然现象。日食的发生同月球的运动和影子有关。月球在太阳照射下,背日方向形成一个很长的影子。月球拖着自己的影子绕地球运动,当它来到太阳和地球之间时,即朔(农历初一),月球的影子有时会掠过地面。这时,在月影扫过的地区,人们会看到太阳被月球遮蔽的现象,这就是日食。
月球的影子可以分成本影、伪本影和半影三部分,不同的影区看到的日食不相同,在月球本影笼罩的地区,将看到太阳被全部遮挡,这叫日全食,这部分地区范围很小;在月球伪本影笼罩的地区,将看到太阳中心被月球遮蔽,边缘依然光芒四射,这是日环食。当月球的本影或伪本影落到地面时,其半影也同时到达,便在见到全食或环食地区的四周有一个半影区,在这里将看到太阳的一部分被月球遮挡,这叫做日偏食。
日食总是在日轮西缘开始,于东缘结束。这是因为,在地球上看去,月球和太阳都向东运动,但是月.球的速度比太阳快得多,月球每日东移约13*,而太阳每日东移约尸。月球总是自西向东赶上和超过太阳,所以日食段生时就出现,月球由西向东遮挡太阳的现象。
有5种食相连续出现,即初亏、食既、食甚、生光、复圆。日环食也有5个食相,但是食既和生光分别被环食始和环食终代替,所以它没有全食阶段。日偏食只有初亏、食甚、复圆三个食相。
在天文台预报的日食资料中,常见到食分。食分指食甚时,日轮被“食”的程度,即月球视直径和太阳视直径的比值。如某次日食的食分是0.5,就是说太阳的直径被月亮遮去50%。一般,日全食的食分≥1,日偏食食分大于0小于1。
②日食原理 日食是一种周期性的天象,它的形成具有一定的条件。日月食推算、预告是我国古代天文学的重要组成部分,并且在世界天文史上地位显赫。
日食总是发生在朔日(农历初一),但并不是每逢农历初一都发生日食。这是因为月球运行的轨道与太阳运行的轨道之间有509,的夹角,只有当月球和太阳都走到两个轨道交点附近,又恰逢朔日时,日食才会发生。天文学家计算出来,只要太阳距离轨道交点150以内,就会发生日食;距离交点15*~18*有可能发生日食。也就是说,在这段时间里的朔日将出现日食。
根据这个基本原理推算,全世界每年最多可以发生5次日食,最少也要发生2次,应该说出现次数不算少。但是,由于每次日食发生时,地球上仅在月影扫过的狭长带状地区才能见到。对于某一地点来说,平均3年可以看到一次日偏食,300多年才能看到一次日全食。所以,世界上有很多人,一生中未见过日全食景象。中列出年我国可见的日食。其中2008年、2009年分别在我国北方和南方都有日全食观测机会,莫失良机。
日全食观测不仅机会难得,而且景象壮观令人迷醉。当日全食来临时,天昏地暗,如同黑夜猝然到来,可见飞鸟归巢,鸡犬进窝,动物都表现出惊恐万状,天空中会出现一些亮星…没有什么现象比太阳昼晦更为令人惊心动魄。公元前585年5月28日,小亚细亚岛上发生日全食,令当地居民惊恐不安,竟戏剧般地结束了两个部落之间一场持续五年的战争,成为史话流传。
③日食观测的科学意义 日全食观测具有重要的科学意义,是研究太阳的极好手段。只
有当日全食发生、明亮的光球被全部遮住时,平时见不到的色球和日冕才显现出来。天文工作者趁此机会拍摄它们的光谱,以备研究,这对于探索太阳本身及日地空间的物理状态,有着十分重要的意义。被称为太阳元素的氦,就是天文学家在拍摄的色球光谱中发现的。天文学家还利用这个机会,寻找太阳附近的行星,所以,每当日全食发生,天文工作者们总是携带笨重的仪器,长途跋涉,奔赴日全食地区观测和研究。
日,我国黑龙江省漠河可见日全食。我国天文工作者和天文爱好者云集北方边陲。天津石化一中的天文观测小组在刘黎明老师带领下,携带天文望远镜等仪器赴漠河观测。他们不仅饱览日全食胜景,而且拍摄了日全食过程(包括美丽的“倍丽珠”),留下美好的记忆。
2.物质准备 教师在筹划观测活动时,首先要向当地或附近天文部门索取这次日食现象的有关资料,包括日食发生的准确时间(当地时间)、历时长短、食分大小等,并根据资料分析本地可见日食情况,以便作出安排。
日食观测的方法很多,教师可根据学校条件选择主要方式,并备齐用品。仪器用品主要有电焊时用的黑玻璃或废X光胶片,照相底片;水盆及墨汁少许;望远镜;手表;记录笔、纸等。
3. 组织工作 教师如果组织大型观测活动,可取竞赛方式,这样能够吸引更多学生及青少年参加。组织工作较多,要规定活动日程,统一观测记录格式,参赛作品是什么,奖品等级。具体的观测,可个人独立进行,也可二人为一小组完成。
1.教师向所有参加活动同学讲解日食现象及原理;介绍这次日食的情况;观测方法及要求。
2. 肉眼观测日食有以下/L种方法。应该注意,无论用什么方法,都不可用肉眼直接去看太阳,阳光会灼伤眼睛。
①用透光的暗物遮挡眼睛观察,例如电焊玻璃;或用煤油灯、蜡烛把它熏黑的玻璃;或几张旧底片,把它们重叠起来,放在自己做好的眼睛框上,用起来很方便。利用太阳镜观察日食,透光太多,再遮挡一下为好。
②在放满水的盆里,倒人一些墨汁,在水面上可以看到太阳的倒影,应使水面平静,效果才好。
③在我国南方,如广东、广西、云南等地,林木四季常绿繁茂,日食观测可以在枝叶茂密的 树林里进行。茂密的枝叶之间自然形成许多小孑L,太阳通过这些小孔成像,在地面上可以看到许多太阳像——小圆光斑。日食发生的时候,小圆光斑也会随着发生圆缺变。这是南方地区组织低年级学生观看日食的理想场所。
④有望远镜的学校,可以用望远镜直接观测或投影观测,与前面提到太阳黑子的观测方法相同。
3.在观察日食的同时作好观测记录,画出日食全过程的食相图。日偏食,可每隔10分钟画一个食相图。日全食从食既到生光一般只有3—4分钟,至少要画2张食相图。描画食相图的关键,是迅速确定太阳圆面和月球圆面的切点或交点的位置,然后再描画圆面。下面图3—15是日在天津观测到的日偏食过程的食相图。
4.在观察记录日食全过程的同时,还应注意以下现象的观察。
①倍利珠 这是日全食时才能看到的现象。在食既到来或生光瞬间,太阳光通过月球边缘的山谷射来,形成许多特别明亮的光线或光点,好像在太阳的周围镶嵌着一串珍珠似的,这就是著名的。它是用法国天文学家倍利的名字命名的。食既瞬间,太阳东缘的倍利珠的消失标志着日全食的开始;生光瞬间,太阳西缘倍利珠的出现标志着日全食的结束。
②日冕 日冕是太阳最外层大气,平时不用专门仪器根本见不到,日全食的时候能够方便地观察到,可见的时间很短。主要观察它的形状、范围、明亮程度,能够描画出草图更好。
③观察天空亮度、气象变化、动物异常现象。日全食的时候,天空亮度可以用肉眼能看到的·最暗星的星等表示。从日食开始到结束,要每隔5分钟测量一次气温、气压、温度、风向、风力等天气要素,并与开始前的情况相比较。
活动总评讲评
如果组织的是竞赛形式的观测活动,参加者的参赛作品(内容)有两个:一是日食过程的食相图;二是教师可根据日食的背景知识拟出十几个竞赛选答题,让他们在指定时间内交上来,作为评奖的依据,最后公示获奖者名单。如果活动只是教学班或兴趣小组学生参加,可以要求学生总结观测体会。记叙全过程,谈日食现象原理,某一有兴趣的事情,疑难问题等均可。下面是学生写的一份观测记实。
方案5 月食观测及彩色摄影
1.知识目标 通过观察月食,初步掌握月食发生的过程和规律;理解月食形成的原因和条件;了解月食观测研究的科学意义。
2.能力目标 在活动、中熟悉天文观测的要求,增强时间观念;掌握几种观察月食的方法;初步尝试天体摄影;培养学生观察能力、动手能力、空间构想能力和对于多个天体运动的综合分析能力。
3.德育目标 通过实践破除迷信,逐步树立辩证唯物主义世界观和方法论,作科学与真理的捍卫者。
活动要求与建议 。
月食观测与日食相似,适宜组织大型活动,这里不再赘述。月食的彩色摄影是利用天文望远镜进行的,如果说月食观测属于普及型的活动,那么月食摄影则属提高型活动,这需要在了解月食和观测方法,又对望远镜和照相机比较熟悉同学完成。因而适宜少数同学参加的兴趣小组来完成。
1.背景知识
①月食现象 地球不发光,它的背日方向上有一条阴影。月球在绕地球运行的过程中,位于地球背日方向即望日(农历初一)时,如果进入地影,地球上夜半球的观测者就会看到,圆圆的月轮被遮挡的现象,这就是月食。
月球全部进入地影的本影中,发生月全食;月球的一部分进入地球本影,发生月偏食;月球只进入地球半影时,发生半影食。半影食肉眼不易觉察,因为在地球的半影里仍有太阳直接照射的光,月面仍然是明亮的。
由于月球由西向东进入地球本影,月食从月球的东边缘开始,在西边缘结束。月全食的过程与日全食类似,有5个主要食相:初亏、食既、食甚、生光和复圆依次出现。月偏食只有初亏、食甚和复圆三个食相。
月球被食的程度也叫食分,它是以月球的视直径为1计算的。食甚的时候,如果月球恰好和地球本影相内切,食分就等于1;通常月全食食分&1,月偏食的食分&1。
②月食原理 月食原理与日食原理类似,只是月食发生在望日(农历十五或十六)o由于
月球轨道面与太阳轨道面有509,夹角,不是每个望日都发生月食,只有当太阳和月球都运行到两个轨道的交点附近时,才可能发生月食。
据天文学家推算,世界上每年最多可能发生3次月食;有些年分可能一次也没有;每年发生2次月食的可能性最大。与日食相比,月食发生的次数较少。但是对于某个地点来说,人们见到月食的机会却多于日食,这是由于每次月食发生时,黑夜半球的人都可以看到,而每次日食发生只有地球上一条窄长的地带能够看到。中列出年我国可见的月食。
③天体摄影知识 天体摄影是天文爱好者的主要观测活动之一,因为一张天体照片是一个天体、一次观测活动的永久性的实况记录。这比一般性的目视观测具有许多无法替代的优越性。天体摄影活动有利于增强学生对宇宙知识的兴趣,保留和积累珍贵的观测资料。当然,中学生拍摄天体照片的主要目的,并不在于这些照片的科研价值,而是让学生初步掌握一种天文工作的方法。随着生活水平的提高,很多家庭拥有照相机,而且学生具有一定的摄影常识。天体摄影不同于一般的生活摄影,具有特殊的魅力,中学生对此很感兴趣,而且有能力,有条件实现。这是开展天文活动的好形式。
天体照相观测必须把望远镜和照相机对接起来使用。因为,+般照相机的镜头焦距短,虽然能拍摄到较大的星空范围,但是天体在底片上所成的像太小,即使用焦距500毫米的长焦距镜头拍摄太阳或满月,在底片上的直径也只有4.5毫米,木星在底片上的直径还不到1毫米。对接的方法很简单。如果使用120毫米折反射望远镜和国产海鸥DF型单镜头反光照相机,首先卸去望远镜的目镜和照相机的镜头,然后用“接头”(120望远镜附件)把照相机的机身接在望远镜上,也就是由望远镜的物镜代替照相机的镜头。接头是关键部件。
在拍摄月球时,怎样掌握曝光时间呢?月食过程实际上是在较短时间内的月球由圆变缺,再由缺变圆的过程,所以月食过程中单个月球像的拍摄,可以参照农历十五、十二、初八时拍照月亮的曝光时间,如。这些数据是指天气较好、大气透明度比较高、月亮的地平高度在200以上情况下采用。全食阶段的曝光时间应达到l—3分钟效果才好。另外,月全食的过程中月面的颜色变化很多,因此使用彩色胶片才能真实地反映这些变化,得到理想的月全食照片。月面会呈现黑色、黑黄色、黑红色、砖红色、铜红色等多种颜色。
在月食拍摄之前,拍摄人员应对拍摄次数、时刻、每次采用曝光时间等作出安排。月全食的全过程时间较长,一般在3~4小时o·根据已知的食相时间,每隔10-15分钟拍照一张,初学者可以在同一食相时,采用相近的几种速度多拍照几张,供日后选择效果最好的保存,并积累经验。在掌握拍摄太阳、月亮、日食、月食单个像的基础上,还可以试拍在一张底片上多次曝光得到的日食或月食的过程像——串像,并加上地面景物,那样的、照片集自然与艺术于一体,价值倍增。
关于望远镜的性能和使用方法,参见“太阳黑子观测”方案。
2.器材准备 首先,教师要向当地天文台、站索取或查找这次月食的有关资料,然后根据资料分析本地可见月食情况,并作出安排。对月亮进行试拍照。
准备月食全过程记录纸(画食相),与日食食相记录类似。
需要的仪器、工具主要是望远镜和照相机及其镜头接口;彩色胶卷;手电筒;手表;还有照相机的快门线。因为按动快门的时候,容易引起相机振动,使成像模糊,必须使用快门线按快门。
3.组织工作 月食的观测参加人比较多可以1~2人的小组进行观测完成报告然后统一讲评。但是月食摄影活动由于依赖望远镜,又要在月食发生过程中进行,不宜人员过多。因此,兴趣小组的成员要一齐上马,明细分工,合作完成。任何一个环节出漏洞,都会影响观测质量。
1.教师向参加活动同学讲解月食现象及其原理;介绍这次月食的情况;观测方法及要求。
2.月食肉眼观测 月球可以直接用肉眼观看,所以方法简单,记录方法与日食差不多。特别注意记录初亏、食既、生光、复圆的时刻和方位。每隔10分钟画一张食相图。同时注意观察月面颜色变化。月食时,被地球本影遮住的月面仍然能够看到,有时暗;有时亮,色彩斑斓,变化异常。据研究,月面颜色同太阳活动,地球大气状况有关,所以观测和记录月面颜色是有科学价值的。
3.月食摄影 .
①观测小组事先到观测地点进行望远镜的调平,定向,熟悉使用方法,并对月亮试拍,取得一手体验。然后拟定月食拍摄计划。
②月食发生那天,应提前到达观测地点。把望远镜安排得当后,即可使月亮进入主镜。此时,可以将事先装好胶卷的照相机与望远镜对接。
③调节望远镜主镜焦距,使月亮在照相机取景框内成像清晰,开动转移钟,使月亮像始终位于主镜正中位置。接好快门线,等待月食发生。
④月食到来时不要慌张,小组成员各司其职,按照拟定的计划依次拍摄,同时作好观测和拍摄记录。
⑤尽快冲洗胶卷,整理观测记录,找出经验与问题,完成观测报告。
活动总评讲评
学生的观测报告中,除了观测记录以外,教师还可以拟定几个问题要求学生思考回答。如,月食为什么会发生;你在观测中发现或验证了月食的哪些规律;望远镜跟踪效果怎样,问题何在;你们拍摄的月食照片成败之鉴,有什么打算;这次月食观测对你有什么启发等。

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