地球概論實(shí)驗(yàn)報告

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上地球概論實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)指導(dǎo)書實(shí)驗(yàn)一、天球儀的構(gòu)造和運(yùn)用天球儀演示天體運(yùn)動實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙罅私馓烨騼x的構(gòu)造，掌握運(yùn)用天球儀演示天體視運(yùn)動的動作技能。實(shí)驗(yàn)原理1、概述 天球儀是以觀察者為中心，以圓球表示天球的教學(xué)儀器。它在天文、地理教學(xué)上，可幫助了解天球的各種坐標(biāo)、時間的概念；能形象地理解天象與季節(jié)和時間、星象和地理緯度的關(guān)系；太陽在天球上位置的變化；也可用來求解實(shí)際的天文問題。TY一1型天球儀吸取了 中外天球儀的優(yōu)點(diǎn)，并對內(nèi)容的表達(dá)、工藝的設(shè)計作了改進(jìn)：用深蘭色將球體突出，以襯托淺蘭色的銀河；用鮮艷的粗紅線和粗黃線分別表示天赤道和黃道；在黃道上紅圈表示太陽的位置，與我國的二十四

2、節(jié)氣陽對應(yīng)。TY1型天球儀星等分級明顯，用黃色清晰地顯示在深蘭色的球體上，給人以滿天星斗的臆想效果。儀上內(nèi)容多于高等院校所用的教材，且專業(yè)內(nèi)容也較豐富。TYl型天球儀尤其適合于師范院校的天文系、地理系和中學(xué)講授地球概論之用。也可供天文、氣象、航海等專業(yè)單位和科研機(jī)關(guān)參考。2、天球儀的構(gòu)造天球儀由球體、底座、支架、子午圈、地平圈及高度方位架等組成。天球儀用粗紅線表示天赤道，它的上方標(biāo)有赤經(jīng)度數(shù)，它的下方標(biāo)有恒星時數(shù)。每隔15度有一赤經(jīng)圈。以春分點(diǎn)為零度繞天赤道一周為360度。以天赤道為零度向南北兩天極，每隔10度有赤緯圈。到南北天極均為90度。赤道經(jīng)度和赤道緯度組成了赤道坐標(biāo)網(wǎng)。天球儀用粗黃線表

3、示黃道。在它的上方標(biāo)有以10日為間隔的月份和日期。用紅圈表示太陽在二十四節(jié)氣時的位置。天球儀上還標(biāo)有銀道和南北兩銀極。 在天球儀上，全天共分88個星座，并用粗紅虛線勾劃出星區(qū)界線，它與粗紅的天赤道和粗黃的黃道一起，以十分醒目的形式給教學(xué)帶來方便。全天恒星分為四等，并標(biāo)有著名星團(tuán)、星云和變星等內(nèi)容。并按中外習(xí)慣將各星座內(nèi)的恒星用實(shí)線聯(lián)接起來，以便辨認(rèn)。3、天球儀的用途和用法 天球儀用于： （1）查閱和辨認(rèn)星座和恒星。 （2）找出某恒星的赤經(jīng)和赤緯，或已知赤經(jīng)和赤緯找出某恒星。（3）求兩星之間的角距離的近似值?；蛞阎阈菚r(或真時、平時、標(biāo)準(zhǔn)時)求某恒星的時角。（4）找出某日太陽的黃經(jīng)、赤經(jīng)和赤緯

4、，或求知某天太陽出沒的時刻、方位、高度及晝長、夜長的時間。（5）已知地理緯度：求已知恒星時(或真時、平時、標(biāo)準(zhǔn)時)的某恒星的高度和方位角?；驈暮阈堑牡仄阶鴺?biāo)求當(dāng)?shù)氐暮阈菚r（或真時、平時、標(biāo)準(zhǔn)時)?；蛞阎阈菚r（或真時、平時、標(biāo)準(zhǔn)時）求知天象。（6）各種坐標(biāo)的換算。天球儀用法要則：（1）、緯度校正：使子午圈靠近地平圈的度數(shù)等于某地的地理緯度，然后移動天球儀，使地平圈上的方向與某地方向一致，再使球上已知點(diǎn)轉(zhuǎn)到自己的位置上時即已校正完畢。（2）已知地方恒星時，使天球儀與實(shí)際天空相符：在作了緯度校正后，耙與已知恒星時相同的赤經(jīng)時數(shù)轉(zhuǎn)到子午圈下，即使春分點(diǎn)的時角等于這個已知恒星時就行。（3）已知真時的校

5、正：把該日太陽在黃道上的位置轉(zhuǎn)于子午圈下，記下其在子午圈下的赤經(jīng)時分，然后加上已知真時，再減去12時，所得結(jié)果為已知真時的子午圈讀數(shù)。轉(zhuǎn)動球體，把赤道上上述墩值轉(zhuǎn)到子午圈下。這樣球上各星點(diǎn)與實(shí)際天空相符。 （4）已知地方平時，則加上時差成真時，再按3校正。如已知標(biāo)準(zhǔn)時，則按經(jīng)度變?yōu)榈胤狡綍r?？傊阎獣r間而求解的問題，主要是測定子午圈和天球上某一時圈之間的角度的，子午圈這里代表觀察地點(diǎn)的子午圈。同時還應(yīng)熟知下列關(guān)系：（1）所有時間都是以天球上一點(diǎn)的時角的連續(xù)增加來量度的。 （2）地方恒星時等于春分點(diǎn)的地方時的時角。（3）地方真時(或地方平時)等于太阻的地方時角 (或平太陽的地方時角)加上12時

6、。地方平時又等于世界時加上(格林尼治以東)或減掉(格林尼治以西)某地子午線與格林尼治子午線間經(jīng)度差(以時間來表示)。（4）北京時間(東經(jīng)120度的標(biāo)準(zhǔn)時)等于世界時加上8時。知道觀察者所在地的經(jīng)度，把標(biāo)準(zhǔn)時化為地方平時。例一：找出某一恒星的赤經(jīng)和赤緯。把該恒星轉(zhuǎn)到上中天，從赤道上讀出赤經(jīng)，從子午圈的刻度上讀出赤緯即可。例二：找出某日太陽的黃經(jīng)、赤經(jīng)和赤緯。太陽每日的位置標(biāo)在黃道上，則黃經(jīng)數(shù)可在黃道度數(shù)上讀出。太陽的赤經(jīng)和赤緯，按例一方法讀出。例三：找出兩星間的角距離的近似值的原則。低緯度：用兩腳規(guī)量得兩星間的距離，再移規(guī)于黃道上所得弧長即為所求。高緯度：用兩腳規(guī)求得兩星間的距離長后，在最接近兩

7、星的緯度圈上按已得距離長得兩點(diǎn)。求此兩點(diǎn)的赤經(jīng)差化為度數(shù)即得角距離的近似值。例四：已知恒星時，求天象。調(diào)整天軸，使天極與地平夾角相當(dāng)于該地的地理緯度，轉(zhuǎn)動球體使子午圈讀數(shù)等于已知恒星時，也就是使春分點(diǎn)的時角等于恒星時。這時天球儀上的天象即和真實(shí)天空相符合。此后也可根據(jù)各星點(diǎn)的方位角、高度進(jìn)行辨認(rèn)、查對恒星和星座。例五：已知恒星時(或真時)，求某恒星的時角。原則、已知恒星時減該恒星的赤經(jīng)等于該星的時角。如已知的恒星時小于該恒星的赤經(jīng)時，可先加上24時再減去赤經(jīng)即得要求的時角。原則、已知真時則把該日太陽所在之點(diǎn)轉(zhuǎn)至上中天，讀出太陽赤經(jīng)，再轉(zhuǎn)動天球使該日太陽的時角等于真時減去12時，所得的差即為恒星

8、時，然后根據(jù)原則，求出該恒星的時角。例六：已知標(biāo)準(zhǔn)時，求某恒星的時角。原則，應(yīng)用經(jīng)度的換算求得相當(dāng)?shù)钠綍r，再運(yùn)用時差(加或減)把相當(dāng)于平時的真時求出，再把真時減去12時得太陽時角然后加上太陽赤經(jīng)求得恒星時，最后按例五原則求解即得時角。在沈陽(經(jīng)度：東8時14分)當(dāng)10月30日“北京時間”18時30分，求天狼星的時角。北京時間 18時30分按經(jīng)度換算沈陽平時應(yīng)為 + 14分沈陽平時 18時44分加時差(+17分) + 17分真時 19時01分減去12時 -12時太陽時角 7時01分太陽赤經(jīng)(從球上估出) +14時14分沈陽恒星時 21時15分天狼星赤經(jīng) 6時43分天狼星時角 14時32分主要公式

9、：恒星時=時角+赤經(jīng) 太陽時角+12時=真太陽時。例七： 10月30日昴星團(tuán)在沈陽上升的真時是多少?(沈陽：北緯42度東經(jīng)8時14分)把天球儀的中心軸按北緯42度調(diào)整，使昴星團(tuán)出現(xiàn)在東方地平面，這時子午圈讀數(shù)為20時8分。10月30日太陽的赤經(jīng)為14時14分，所以， 20時8分一14時14分+12時二17時54分即為昴星團(tuán)在10月30日沈陽上升的真時。 例八：求4月30日沈陽的晝長及太陽出沒的真時。 把天球轉(zhuǎn)至(4月30日時)東方地平面，則其赤經(jīng)為19時33分，轉(zhuǎn)至西方地平面時，則其赤經(jīng)為9時17分。那未該日沈陽晝長為9時17分+24時一19時33分二13時44分(恒星時的時間)。合平太陽時的

10、時間為13時42分。該日太陽的赤經(jīng)為2時25分。則19時33分一2時25分一12時=5時8分即為日出真時。9 時17分一2時25分+12時=18時52分即為日落真時。 例九：求大角星的黃道坐標(biāo)。 ， 調(diào)整天軸，使地平圈北點(diǎn)上的子午圈度數(shù)為66、5度，轉(zhuǎn)動球使秋分點(diǎn)在地平圈西點(diǎn)，使高度方位架有刻度一面通過大角星中心。用游標(biāo)卡量得高度為30(即為黃緯)，在該平面與地平圈的交點(diǎn)讀出黃經(jīng)(在黃道上讀)為203度。如恒星在黃道以南，則只要調(diào)整天軸，使南天極向上，與地平圈的南點(diǎn)成66、5度角距離。使春分點(diǎn)在地平圈西點(diǎn)即可量出黃緯和讀出黃經(jīng)。 例十：求北河三的銀道坐標(biāo)。 調(diào)整天軸，使地平圈北點(diǎn)的子午圈度數(shù)為

11、28度，轉(zhuǎn)動球使銀道180度之點(diǎn)在地平圈上的西點(diǎn)(即使銀道平面與地平圈平面一致)。如例九方法求得銀緯為24度，銀經(jīng)為159度。如恒星在銀道面另一面，則使南天極向上，使天軸與地平面南點(diǎn)成28度角距離，轉(zhuǎn)動球使銀道0度在地平圈的西點(diǎn)，同理可量得銀緯和讀出銀經(jīng)。只不過黃緯和銀緯都有正負(fù)之分而已。4、注意事項(xiàng)（1）拿天球儀時要拿底座，不可以拿地平圈或子午圈。以防損壞支架等。（2）因球體為紙質(zhì)的，故防止與尖狀硬件相碰撞。（3）球面應(yīng)保持清潔，如有灰塵，可用干凈濕布擦凈。（4）儀器應(yīng)存放于陰涼、干燥、通風(fēng)處。實(shí)驗(yàn)儀器及用品主要有天球儀、星圖。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1、了解天球儀的構(gòu)造。2、掌握天球儀的用途和用法。

12、3、天體視運(yùn)動演示要領(lǐng)。實(shí)驗(yàn)總結(jié)1、整理觀察記錄。2、區(qū)別不同類型的天體。3、天體視運(yùn)動演示要領(lǐng)。實(shí)驗(yàn)二、星空觀測和行星的辨認(rèn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙?、通過觀察實(shí)踐，加深對天球、天體、星座、星云和天體的運(yùn)行等概念的認(rèn)識。2、通過實(shí)地觀察，認(rèn)識學(xué)校所在地天空主要的星座（10個以上）。3、通過觀察活動，辨別和熟悉學(xué)校所在地天空主要的恒星、行星、星云以及臨時可能看到的流星。了解星星的分布格局，并掌握星空指示的時間、方向、變化規(guī)律和星圖的用法。實(shí)驗(yàn)原理1、星空分布大勢為了對全天星座分布大勢有一個全局性的認(rèn)識，將星空按赤經(jīng)分為“四大星區(qū)”(見圖2)。每一星區(qū)跨赤經(jīng)6h,各以其拱極星座或著名星座命名，從0h赤經(jīng)線

13、開始，自西向東依次為仙后星區(qū)、御夫星區(qū)、大熊星區(qū)、天琴星區(qū)，簡稱“后、御、熊、琴”。現(xiàn)將四大星區(qū)的主要星座和亮星的特征于表1。2、星空變化規(guī)律(1)由于地球自轉(zhuǎn)，產(chǎn)生了星空的周日變化，即恒星在同一天中不同時刻的方位和高度有所不同。(2)由于地球公轉(zhuǎn)，產(chǎn)生了星空的周年變化，地球每日東移1°相對于星空則每日西移1°，需4分鐘，一個月提前2小時，一年后重歸原位。(3)不同緯度觀測者所觀測到的星空區(qū)域不同，兩極地方，只能見到半個天球的星，赤道地區(qū)，可見全天球的星。緯度越低可見的星越多。曲靖理論上只能觀察到赤緯-64°以北的恒星。表1、1四大星區(qū)、主要星座、亮星及特征星區(qū)星

14、座亮星及主要特征仙后星區(qū)（后）仙后座形似字母W，利用它可找到北極星仙女座三顆亮星排列成一條直線飛馬座呈一大四邊形(東北一隅屬仙女座)，四邊形的東邊向北延伸，直指北極星南魚座南魚座(中名北落師門)是本區(qū)惟一的一顆一等星，沿飛馬座四邊形的西邊向南延伸，即可找到。它的位置偏南、離地平較低，附近星稀，西方有“海角孤星”之稱御夫星區(qū)（御）御夫座明顯的五邊形。我國古代稱“五車”。主星(五車二)是北天主要亮星金牛座著名黃道星座，有一簇呈V字形的星群(畢星團(tuán))、主星(畢宿五)位于V字一端是紅色亮星。V字的西北有的昴星團(tuán)，俗稱“七姊妹”(正常視力只能見六顆)獵戶座全天最壯麗的星座、橫跨天赤道，世界各地都能見到。

15、它由二顆一等星(參宿四和參宿七)和五顆二等星組成。有“參宿七星明燭宵、兩肩兩足三為腰”之說。中部三顆合稱參宿三星，位于天赤道上。參宿三星東南有一肉眼可見亮星云(獵戶大星云)、距離1500光年大犬座形如砍刀。主星(天狼)是全天最明亮的恒星小犬座星數(shù)很少。主星(南河三)是著名的一等昨一。它同參宿四和天狼星構(gòu)成一個等邊三角形雙子座黃道星座。成兩行排列。亮星有(北河二)和(北河三)、后者是一等星 本區(qū)計有七顆一等星。幾乎集中了北半球所見亮星的半數(shù)，群星薈萃，明星燦爛，是全于最壯麗的星區(qū)大熊星區(qū)（熊）大熊座北天最著名星座。七顆亮星排成“熨斗”形狀，故稱“北斗”?？捎盟膬深w指極星(天樞、天璇0

16、來找北極星。民諺：“識得北斗，天下好走”牧夫座形如風(fēng)箏。也像一條倒掛的領(lǐng)帶。主星(大角)是北天頭等亮星。正處在北斗七星柄的自然延伸線上獅子座黃道著名星座。形如雄獅。由頭部的“鐮刀”和尾部的三角形組成。主星(軒轅十四)是一等星。位于鐮刀柄端，貼在黃道上室女座黃道星座。呈不規(guī)則的土字形。主星(角宿一)是一等星。南北兩角(大角和角宿一)同軒轅十四，構(gòu)成一個巨大的直角三角形天琴星座（琴）天琴座范圍很小，主星(織女)是北天頭等亮星?？椗兴念w暗星組成一個菱形，是傳說中織女用以織布的“梭子”天鷹座近天赤道和銀河。主星(牛郎)中名河鼓二。它與西側(cè)的二顆暗星組成“牛郎三星”。民間俗稱“扁擔(dān)星”。與織女星隔河相

17、望天鵝座呈一明顯的“十字形”。整個星座位于銀河中。主星(天津四)是一等星。我國古代稱此星座為“天津”(意即渡船)天蝎座著名黃道星座。形如張著兩螯的巨蝎。主星(心宿二)是紅色亮星，古稱“大火”。心宿二與兩側(cè)的兩顆暗星合稱“心宿三星”人馬座位于銀河最明亮部分。是銀河中心方向所在。東部六星組成“南斗”3、四季星空事實(shí)上一年中的任何季節(jié)都適宜觀星，只是不同季節(jié)星座的出沒情況不同。這里以北半球?yàn)槔质霾煌竟?jié)天空的主要星座。圖2四瓣簡明星圖(1)春季星空春季出現(xiàn)的主要星座有：獅子、御夫、獵戶、牧夫、室女等星座。大熊、御夫兩星座分別位于子午圈的東西兩側(cè)，占有可見天空的中部、東部、西部和南部。天琴、仙后兩星

18、區(qū)一小部分可見，出現(xiàn)在北天的低空(圖3)。偏東天空有大熊、獅子、室女和牧夫等星座。偏西天空有御夫、雙子、金牛、獵戶、大犬、小犬等星座，亮星較多。天頂附近有亮星北河三(雙子座)南河三(小犬座)。獅子座最引人注目，初春的黃昏它便出現(xiàn)在東方，狀如一匹伏著的獅子。在彎曲的獅子頭上，有顆明亮的星，即主星軒轅十四。其東南面為室女座，其中有一藍(lán)色的一等星，叫角宿一。南面為室女座，其中有一藍(lán)色的一等星，叫角宿一。（2）夏季星空夏季出現(xiàn)的主要星座有：牧夫、武仙、天琴、天鷹、天鵝、天蝎、人馬、室女等星座（圖4）。天琴、大熊兩星座分別位于子午圈的東西兩側(cè)，占有可見天空的中部、東部、西部和南部。仙后、御夫兩星區(qū)一小部

19、分可見，出現(xiàn)在北天的低空。偏東天空有天琴、天鷹、天鵝、天蝎和人馬等星座。偏西天空有大熊、獅子、室女等星座，天頂附近有一個有5顆亮星組成的大風(fēng)箏的星座，即牧夫座；風(fēng)箏形尾部最亮且?guī)\紅色的星就是大角星。7月，武仙座接近天頂，形如大蜘蛛，撲向北方。但武仙座沒有什麼亮星。離武仙座東邊不遠(yuǎn)，便是天琴座，它好像一個平行四邊形，其北端是織女星，是藍(lán)色的一等星。也是夏秋季節(jié)北天空最亮的一顆星。天琴座南偏東與織女星隔一銀河的那顆星，就是天鷹座（河鼓二），俗稱牛郎星。它由三顆星連成一線，中央一顆較明亮。從天琴座，武仙座傳到南方是最注目的天蝎座，主星心宿二，是紅色一等星，古稱“大火”。在心宿二正東面黃道上，是人馬

20、座，它是銀河坐標(biāo)系的起始位置。辨認(rèn)時，可先找銀河，再找位于銀河最密處的人馬座。圖3春季星空圖4夏季星空（3）秋季星空秋季星空出現(xiàn)的主要星座有：天琴、天鵝、仙女、飛馬、仙后、天鷹、天蝎、人馬、南魚等星座（圖5）。仙后、天琴兩星區(qū)分別位于子午圈的東西兩側(cè)，占有可見天空的中部、東部、西部、南部；御夫、大熊兩星區(qū)一部分可見，出現(xiàn)在北方的低空。偏東的天空有仙后、仙女、飛馬等星座；偏西天空有天琴、天鵝、天鷹、天蝎和人馬等。天琴座和天鵝座長時間停留在天頂附近，天鵝座形如十字，其長軸的北端，唯一等星元津四。仙女座、飛馬座及其所組成的大四方形的南方，有一較小的像躺下的勾一樣的星座，便是南魚座?！棒~頭”有一紅色的

21、一等星，名北落師門。圖5秋季星空圖6冬季星空（4）冬季星空冬季，明亮的恒星最多，主要有仙后、英仙、金牛、御夫、雙子、獵戶、大犬、小犬等星座（圖6）。御夫、仙后兩星區(qū)分別位于子午圈的東西兩側(cè)，占有可見天空的中部、東部、西部和南部；大熊、天琴兩星區(qū)一小部分可見，出現(xiàn)在北方的低空。偏東天空有金牛、御夫、雙子、獵戶、大犬、小犬等星座，亮星較多；偏西天空有仙后、仙女和飛馬等星座。在仙女座的東面是英仙座，英仙座南面是金牛座，它的牛眼是一顆一等的紅星，名叫畢宿五。金牛座東面的黃道上有一長方形的星座，叫雙子座。其中有兩顆亮星，一名北河二是淡藍(lán)色的，一名北河三呈深黃色。南面的天空要算獵戶星座組最美麗，它外形如一

22、長方框，中央斜列著三顆光星，三星排列成一直線，形如獵人的腰帶，它的肩上為紅色的參宿四，膝部為藍(lán)色參宿七，腰帶三星的南面有一暗光霧點(diǎn)象征著獵人的劍，其實(shí)是獵戶座的一團(tuán)星云。由獵戶的腰帶三星直指東南部不遠(yuǎn)就是著名的大犬座得天狼星。天狼星、參宿四和南河三形成一個等邊三角形，南河三在雙子座兩光星的南面。實(shí)驗(yàn)儀器及用品主要有天球儀、星圖、手電筒和硬紙板做的喇叭形觀測筒。手電筒最好用紅布包住。有條件的學(xué)生可自備小型雙目望遠(yuǎn)鏡。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1、選定好時間。一般應(yīng)選定在月初或月末晴朗的夜晚。觀察時要求“天空不明不暗”晴朗無云，天空有些月光。月光可以遮蔽暗黑，利于觀察。2、選定好地點(diǎn)。選擇合適的觀察點(diǎn)，觀察點(diǎn)

23、居高臨下，周圍沒有較高的障礙物和強(qiáng)烈的光線干擾；一般以高樓頂部或開闊的操場上為宜。3、室內(nèi)認(rèn)識并熟悉天球儀和星圖等所要使用的儀器和設(shè)備，并初步掌握所要觀測星座和天體的大致方位；4、現(xiàn)場鞏固有關(guān)天穹、天球、天體、星座、星等、地球和天體運(yùn)行的方向等概念；5、在首先找到和初步認(rèn)識銀河、北斗（仙后）和北極星的基礎(chǔ)上，借助喇叭筒和手電筒的指引，分區(qū)逐個認(rèn)識仙后（大熊）、仙女、天鵝、天琴、天鷹、飛馬、雙魚、金牛、獵戶、雙子、御夫等主要星座。6、對大熊座（仙后）天球方位的變化進(jìn)行觀察前后的比較（觀察開始時提醒學(xué)生注意），使學(xué)生理解和體會天體（天球）的運(yùn)行。實(shí)驗(yàn)總結(jié)1、整理觀察記錄。2、繪出觀測時主要星座的亮星連線圖，認(rèn)識主要星座。3、區(qū)別不同類型的天體。實(shí)驗(yàn)三、月球觀測與月相變化規(guī)律性分析實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙?、通過望遠(yuǎn)鏡直接觀察月面，了解月面正面形態(tài)及其結(jié)構(gòu)特征，印證有關(guān)月球表面結(jié)構(gòu)特2、通過觀測月相的變化及其出沒時間和方位，掌握月相變化的規(guī)律征的知識。