007《流星和流星雨的觀測(cè)》省公開(kāi)課金獎(jiǎng)全國(guó)賽課一等獎(jiǎng)微課獲獎(jiǎng)?wù)n件

天文學(xué)基礎(chǔ)與觀察制作人：光芒1/52流星和流星雨觀察

一、觀察流星和流星雨時(shí)機(jī)二、流星和流星雨目視觀察三、流星和流星雨攝影觀察四、流星和流星雨視頻觀察2/52一、觀察流星和流星雨時(shí)機(jī)1、觀察偶發(fā)流星時(shí)機(jī)夜空中常見(jiàn)到單個(gè)流星．出現(xiàn)時(shí)間和方向沒(méi)有什么規(guī)律，這叫做偶發(fā)流星。（在晴朗無(wú)月夜晚，一個(gè)人每小時(shí)大約可看到10顆左右流星。）偶發(fā)流星出現(xiàn)是隨機(jī)．并隨晝夜、季節(jié)和地理緯度不一樣而改變。不過(guò)長(zhǎng)時(shí)間觀察表明，它們出現(xiàn)有一定統(tǒng)計(jì)規(guī)律。

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普通而言，一天之中，拂曉(當(dāng)?shù)貢r(shí)間早晨4—6點(diǎn))時(shí)看到流星數(shù)目比黃昏(下午6點(diǎn)左右)多好幾倍。這與地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)相關(guān)。在一年之中出現(xiàn)情況，依據(jù)觀察統(tǒng)計(jì)：在北半球每年4月流星最少，9月出現(xiàn)得最多。也就是說(shuō)，一年之中，秋天看到流星比春天多。4/52

這與地球自轉(zhuǎn)及流星體物質(zhì)在它軌道上分布不均勻性相關(guān)。確切原因還沒(méi)有搞清楚，因?yàn)楫?dāng)前相關(guān)偶發(fā)流星周年改變研究還很不充分。2、每年可觀察哪些流星雨A、當(dāng)密集成群流星體(稱流星體群或流星群)沖入大氣層形成流星雨時(shí)，它們運(yùn)動(dòng)方向原本是相同，但因?yàn)槿搜弁敢曅?yīng)，看起來(lái)好象是從“一點(diǎn)”（確切講是從一個(gè)區(qū)域)輻射出來(lái)。5/52當(dāng)每小時(shí)進(jìn)發(fā)出流星數(shù)到達(dá)數(shù)千乃至數(shù)萬(wàn)顆時(shí)，就稱為流星暴雨或流星暴。通常，天文學(xué)家按照流星雨輻射點(diǎn)所處位置來(lái)給它命名，輻射點(diǎn)在哪個(gè)星座就用哪個(gè)星座名稱來(lái)稱呼它，如獅子座流星雨等。B、許多流星雨都會(huì)周期性地出現(xiàn)，這是因?yàn)樾纬伤鼈兞餍求w群，其母體往往是一顆周期性彗星。6/52

因?yàn)殄缧敲看位貧w近日點(diǎn)都在太陽(yáng)作用下分裂、瓦解，久而久之彗星“殘骸”便形成了如同“呼拉圈”似橢圓軌道；每當(dāng)它們軌道與地球軌道相交時(shí)就會(huì)出現(xiàn)流星雨。因?yàn)榱餍求w分布得不均勻，每年出現(xiàn)流星雨強(qiáng)度不盡相同；彗星拋散物在彗星母體附近最為密集，因而只有當(dāng)慧星回歸近日點(diǎn)附近時(shí)，才有可能出現(xiàn)流星暴雨。7/52C、每年可觀察到哪些流星雨?盛夏晴朗夜晚，從7月17日至8月24日，能夠觀察英仙座流星雨，最盛時(shí)期是8月12日，每小時(shí)可看到五六十顆流星，甚至更多。輻射點(diǎn)位置在英仙座內(nèi)，赤經(jīng)為46°，赤緯58°。冬季有機(jī)會(huì)看到比拉彗星女兒——漂亮紅色流星雨，它來(lái)自仙女座Υ星附近，輻射點(diǎn)位于赤經(jīng)25°，赤緯43°；條條流星絲光，從輻射點(diǎn)向四方射出，真可謂“仙女散花”。8/52

獅子座流星雨可于每年11月14日至21日觀察到，但在通常年份里能觀察到流星數(shù)目極少，每小時(shí)只有幾至十幾顆。獅子座流星雨大約每33年出現(xiàn)一次活動(dòng)強(qiáng)盛期，不過(guò)否每次都出現(xiàn)還取決于流星體運(yùn)行中受到大行星影響。獅子座流星輻射點(diǎn)位于赤經(jīng)153°，赤緯22°，它活動(dòng)周期與坦普爾-吐脫彗星相同。

9/52依據(jù)天文計(jì)算，坦普爾-吐脫彗星已于1998年2月28日返回近日點(diǎn)，1997年至年是獅子座流星雨活動(dòng)強(qiáng)盛期，在此期間地球離彗星母體軌道距離近于0．012天文單位，是觀察流星雨最好時(shí)機(jī)。

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中國(guó)紫金山天文臺(tái)流星雨研究組曾宣告，1998年11月18日和1999年11月18日前后，人們有可能看到33年來(lái)最強(qiáng)獅子座流星暴雨，以下是1998年獅子座流星雨曾給我們帶來(lái)欣喜。為了幫助大家不失失機(jī)地觀察到流星雨，下表列出了每年可觀察流星雨。11/5212/5213/5214/5215/52二、流星和流星雨目視觀察

直接用眼睛或用雙簡(jiǎn)望遠(yuǎn)鏡、廣角望遠(yuǎn)鏡來(lái)作目視觀察，是觀察流星最簡(jiǎn)便易行方法。觀察時(shí)要注意和統(tǒng)計(jì)什么呢?下面，我們結(jié)合國(guó)際流星組織(IMO)規(guī)范要求加以介紹。(1)流星和流星雨觀察

觀察前準(zhǔn)備。觀察流星或流星雨首先要選擇好觀察地點(diǎn)。

16/52應(yīng)該在天光背景暗空闊地方進(jìn)行觀察，最好在城郊地域，那里沒(méi)有或極少有光污染。遠(yuǎn)離城市學(xué)校操場(chǎng)是可選擇觀察地點(diǎn)。

觀察前應(yīng)準(zhǔn)備工具和物品有：星圖、鐘表、暗紅光手電筒(電筒前遮一塊紅布)，錄音機(jī)、統(tǒng)計(jì)紙、鉛筆等；食品、飲料。若在冬季，一定注意穿暖，并帶好防寒用具，如毛毯、羽絨服等。17/5218/52A、測(cè)試眼睛極限星等。

觀察前，應(yīng)先有一段時(shí)間讓眼睛適應(yīng)黑暗；然后，觀察天頂附近星座，看不一樣亮度恒星，由星圖標(biāo)出星等檢驗(yàn)眼睛看到星亮度，由此測(cè)試你能看到最暗星是幾等星，這就是你眼睛極限星等。能夠在不一樣時(shí)間測(cè)試屢次，然后取其平均。19/52B、觀察和統(tǒng)計(jì)內(nèi)容。

首先要做好觀察環(huán)境統(tǒng)計(jì)，它內(nèi)容包含：觀察地點(diǎn)(地理經(jīng)度、緯度)，天氣情況(是晴是陰?有云?有霧?氣溫等)等。對(duì)觀察時(shí)間要準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)包含開(kāi)始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間，以及觀察有效時(shí)間等。20/52

觀察主要內(nèi)容有：①流星或流星雨出現(xiàn)時(shí)刻、連續(xù)時(shí)間，最好用錄音機(jī)錄下口述結(jié)果；②流星計(jì)數(shù)，每小時(shí)或每分鐘出現(xiàn)多少顆；③流星亮度預(yù)計(jì)，幾等星有多少；④流星顏色，白色、黃色、紅色還是綠色；21/52⑤流星出現(xiàn)點(diǎn)、消失點(diǎn)坐標(biāo)，描繪在星圖上；⑥視野場(chǎng)中心位置，可用視野中心星座或恒星名稱表示。C、觀察注意事項(xiàng)。觀察中有以下幾點(diǎn)請(qǐng)同學(xué)們注意：①觀察流星雨時(shí)不要只把目光盯住輻射點(diǎn)，要注意輻射點(diǎn)周圍較大范圍天區(qū)。22/52②注意每個(gè)人獨(dú)立觀察，并如實(shí)統(tǒng)計(jì)所觀察到一切；眼睛要一直盯著觀察天區(qū)，即使統(tǒng)計(jì)時(shí)也不要將目光移開(kāi)；最好有些人專門負(fù)責(zé)統(tǒng)計(jì)，或用錄音機(jī)進(jìn)行口錄。23/52③注意區(qū)分流星雨和偶發(fā)流星。沿流星路徑反方向做延長(zhǎng)線，看它是否經(jīng)過(guò)輻射點(diǎn)，假如經(jīng)過(guò)則屬于此流星雨，不然就是群外流星。④假如發(fā)生火流星，要注意觀察流星余跡，統(tǒng)計(jì)其連續(xù)時(shí)間；若流星余跡消失很快(短于十分之一秒)，則星上角注上“+”號(hào)，表明是一顆余跡短暫流星。24/5225/5226/5227/52

(2)觀察資料處理

天頂小時(shí)率計(jì)算。輻射點(diǎn)位置不一樣時(shí)，可觀察到流星數(shù)目不一樣：輻射點(diǎn)越低，可觀察到流星數(shù)目越少，這是地球大氣吸收和散射造成消光影響所致。所以，為了客觀地比較流星活動(dòng)強(qiáng)弱，應(yīng)把所觀察到流星數(shù)目都?xì)w化到同一高度。為此，引入了天頂小時(shí)率ZHR，它定義為晴夜在天頂處每小時(shí)觀察到流星數(shù)，其計(jì)算公式為：

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ZHR=(n/Teff)Fcz式中，Teff為有效觀察時(shí)間，即扣除中間休息觀察時(shí)間，以小時(shí)計(jì)算；n為該時(shí)段內(nèi)觀察到流星個(gè)數(shù)；F為云量更正因子；c為目視極限星等更正因子；z為天體不在天頂時(shí)更正量。29/52F經(jīng)過(guò)云覆蓋量加權(quán)平均系數(shù)k來(lái)計(jì)算：F=1/(1－k)晴夜，A=0，F(xiàn)=1;若有云，則先求出k。極限星等更正因子c，即觀察者目視極限星等Lm不一樣于6.5等星時(shí)更正：c=r

6.5—Lm，式中，r是星等為m+1流星數(shù)N

m+1”與星等為m流星數(shù)Nm之比。對(duì)于流星暴雨，r=2.0~3.5，或取r=0.30。z由下式計(jì)算：

z＝(sinh)－1

30/52式中，h為天體地平高度(10°≤h≤90°)，可由球面公式計(jì)算(也能夠由天文軟件查出)：sinh＝sinＡsinＢ＋cosＡCOSb(S-a)式中，A為觀察地地理經(jīng)度；a為天體赤經(jīng)(以度表示)，B為天體赤緯；S為地方恒星時(shí)，S-a=t,t為天體時(shí)角。31/52

輻射點(diǎn)坐標(biāo)確實(shí)定。先把流星矢標(biāo)繪在星圖上，然后將矢線沿流星運(yùn)動(dòng)相反方向延長(zhǎng)，同一流星群延長(zhǎng)線將聚集于一點(diǎn)或一小區(qū)域，這就是輻射點(diǎn)位置所在；它在星圖上赤經(jīng)和赤緯即為輻射點(diǎn)坐標(biāo)。

日視觀察流星雨統(tǒng)計(jì)格式。按照國(guó)際流星組織(IMO)要求填寫目視觀察流星雨統(tǒng)計(jì)，內(nèi)容以下：觀察日期：開(kāi)始觀察時(shí)間，結(jié)束觀察時(shí)間(世界時(shí))觀察地域：地理經(jīng)度λ，地理緯度θ觀察地：國(guó)家或地域

32/52觀察者姓名：觀察流星雨：觀察到每小時(shí)流星數(shù)和每個(gè)流星雨流星總數(shù)(可能一夜出現(xiàn)多個(gè)流星雨)流星雨輻射點(diǎn)位置：α，δ觀察流星數(shù)N：若沒(méi)看到流星，記為“0”；若流星雨流星很多，不計(jì)其數(shù)，記為“／”。33/5234/52三、流星和流星雨攝影觀察

天體搔影是天文興趣者最感興趣活動(dòng)之一。流星和流星雨攝影觀察，最大優(yōu)點(diǎn)是能客觀地繪出它們準(zhǔn)確方位和星等。(1)攝影方法和器材a、天文興趣者拍攝流星或流星雨多采取直接攝影，普通有兩種方法。一是固定拍攝方法，另一個(gè)為跟蹤拍攝。

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假如在相機(jī)前加一旋轉(zhuǎn)快門，則能夠拍攝到斷斷續(xù)續(xù)流星劃跡，已知快門旋轉(zhuǎn)速度就可計(jì)算出流星運(yùn)動(dòng)速度(圖）b、注意拍攝火流星余跡，這需要露光l至6小時(shí)?；鹆餍茄蔡鞌z影觀察也是很有趣活動(dòng)。所用攝影器材有：36/52

攝影機(jī)：選擇好一架廣角攝影機(jī)，視場(chǎng)越大越好，如20°～40°。對(duì)它極限星等要有所了解。

膠卷(或底片)：采取黑白膠卷，感光靈敏度要到達(dá)ISO400，ISO1600或ISO3200，以適于在弱光場(chǎng)所下拍攝。因?yàn)榛鹆餍禽^亮，普通可選中等靈敏度膠片(如感光度為ISO400)。

三角架和快門線：要有穩(wěn)固三腳架與控制靈活快門線，這是拍出好片子至關(guān)主要原因。37/5238/5239/52(2)資料處理攝影后要用顯影液、定影液認(rèn)真沖洗底片，沖洗后要晾干假如要測(cè)定流星星等，則必須要進(jìn)行定標(biāo)處理。欲將照片寄往國(guó)際流星組織，應(yīng)在照片后面寫上以下內(nèi)容：觀察者姓名：國(guó)家，地址，Email(電子信箱號(hào))，電話，傳真觀察地點(diǎn)：地理經(jīng)度、緯度及海拔高度觀察時(shí)間：流星雨出現(xiàn)后開(kāi)始露光時(shí)間與結(jié)束露光時(shí)間(世界時(shí))流星雨輻射點(diǎn)(或偶發(fā)流星出現(xiàn))坐標(biāo)：

40/52攝影視場(chǎng)中心位置：流星星等與個(gè)數(shù)預(yù)計(jì)：幾等星流星有多少個(gè)流星速度預(yù)計(jì)：如很慢，慢，普通，快，很快攝影機(jī)情況：口徑，焦距，光圈膠卷(底片)情況：類型，感光度ISO，沖洗液(如用D—76沖洗)，定影時(shí)間等41/52(3)觀察注意事項(xiàng)攝影機(jī)鏡頭方向：不要把相機(jī)鏡頭對(duì)向輻射點(diǎn)。曝光時(shí)間：要依據(jù)底片靈敏度確定露光時(shí)間。底片沖洗：拍攝流星時(shí)一定要在同一卷底片上拍下定標(biāo)片，然后再?zèng)_洗底片，方便測(cè)出流星攝影星