實(shí)驗(yàn)四流星和流星雨的觀測(cè)

1、實(shí)驗(yàn)四 流星和流星雨的觀測(cè)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠^測(cè)流星和流星雨，掌握有關(guān)觀測(cè)方法。二、實(shí)驗(yàn)原理與步驟 1. 流星和流星雨的目視觀測(cè)直接用眼睛或通過(guò)雙筒望遠(yuǎn)鏡、廣角望遠(yuǎn)鏡來(lái)做目視觀測(cè)。（1）預(yù)備階段首先要選擇好觀測(cè)地點(diǎn)，要在天光背景暗的空曠地區(qū)進(jìn)行觀測(cè)，最好在城郊地區(qū)，那里沒(méi)有或很少有燈光污染。備好星圖、鐘表、暗的紅光手電筒（電筒前遮一塊紅布）、錄音機(jī)、記錄紙、鉛筆等；若在冬季，要注意保暖，帶好防寒用品。觀測(cè)當(dāng)夜要先測(cè)試自己眼睛的極限星等：觀測(cè)天頂附近的星座，看不同亮度的恒星，由星圖標(biāo)出的星等檢驗(yàn)眼睛看到星的亮度，由此測(cè)試你能看到的最暗星是幾等星，測(cè)試多次，然后取其平均。（2）觀測(cè)和記錄的內(nèi)容：首先要做

2、好觀測(cè)環(huán)境記錄：觀測(cè)地點(diǎn)（地理經(jīng)度、緯度），天氣狀況（晴 陰 云 霧 氣溫等）等。要準(zhǔn)確記錄觀測(cè)時(shí)間，包括開(kāi)始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間，以及觀測(cè)的有效時(shí)間等。圖sh 4.1 流星雨記錄內(nèi)容：最好用錄音機(jī)錄下口述結(jié)果 流星或流星雨出現(xiàn)的時(shí)刻、持續(xù)時(shí)間； 流星的計(jì)數(shù)，每小時(shí)或每分鐘出現(xiàn)多少顆； 流星的亮度估計(jì)，各星等流星的星數(shù)； 流星的顏色（白色、黃色、紅色、還是綠色）； 流星出現(xiàn)點(diǎn)、消失點(diǎn)的坐標(biāo)（可同時(shí)描繪在星圖上）； 視場(chǎng)中心位置（可用視場(chǎng)中心的星座或恒星的名稱(chēng)表示）。（3）目視觀測(cè)注意事項(xiàng) 觀測(cè)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?chē)^大范圍的天區(qū)。 注意每個(gè)人獨(dú)立觀測(cè)，并如實(shí)記錄所觀測(cè)到的一

3、切；眼睛要始終盯著觀測(cè)天區(qū)，即使記錄時(shí)也不要將目光移開(kāi)；最好有人專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)記錄，或用錄音機(jī)進(jìn)行口錄。 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，看它是否通過(guò)輻射點(diǎn)，如果通過(guò)則屬于流星雨，否則就是群外流星。 如果發(fā)生火流星，要注意觀察流星余跡，記錄其持續(xù)時(shí)間；若流星余跡消失很快（短于十分之一秒），則在這顆流星上角注上“+”號(hào)，表明是一顆余跡短暫的流星。2. 流星和流星雨的照相觀測(cè)方法和器材流星和流星雨的照相觀測(cè)能客觀地描繪出它們的準(zhǔn)確方位和星等。(1) 直接照相有兩種方法：一是固定拍攝方法，即將相機(jī)固定在三腳架上，將快門(mén)置于“B”或“T”位置上，完成拍攝的整個(gè)過(guò)程中相機(jī)始終固定不動(dòng)，選取

4、相同的露光時(shí)間連續(xù)拍攝（如5分鐘拍一次）；另一種為跟蹤拍攝，即將相機(jī)固定在望遠(yuǎn)鏡的跟蹤裝置上，在相機(jī)與星空一同做周日視運(yùn)動(dòng)的情況下進(jìn)行拍攝。(2) 拍攝前，應(yīng)先估算出照相觀測(cè)的極限星等mp，即了解照相機(jī)能夠拍攝下來(lái)的最暗的星等值，可按如下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： mp = 4 + 5lgD + 2.5lgt式中，D是望遠(yuǎn)鏡的物鏡口徑或照相機(jī)的口徑，以厘米為單位；t為照相露光時(shí)間，以分鐘為單位。這里沒(méi)有考慮天氣條件及應(yīng)用特殊靈敏底片等情況。(3) 如果在相機(jī)前加一旋轉(zhuǎn)的快門(mén)，則可以拍攝到斷斷續(xù)續(xù)的流星劃跡，已知快門(mén)旋轉(zhuǎn)的速度就可以計(jì)算出流星的運(yùn)動(dòng)速度 。(4) 觀測(cè)注意：不要把相機(jī)的鏡頭對(duì)向輻射點(diǎn)，應(yīng)有一

5、定的角度位置（輻射點(diǎn)周?chē)?0° 40°），因?yàn)檫@是流星最可能經(jīng)過(guò)的地方。(5) 照相器材：照相機(jī) 選擇好一架廣角照相機(jī)，視場(chǎng)越大越好，如20° 40°。對(duì)它的極限星等要有所了解。膠卷（或底片） 采用黑白膠卷，感光靈敏度要達(dá)到ISO 400，ISO 3200，以適于在弱光的場(chǎng)合下拍攝。選黑白膠卷是為了方便地根據(jù)底片特性曲線由黑度化成強(qiáng)度，確定所觀測(cè)到的流星星等。彩色底片可用作科普宣傳，而不易作星等的測(cè)量和歸算。對(duì)火流星照相要根據(jù)當(dāng)天夜晚的條件如月光、城市燈光的情況選擇底片。由于火流星較亮，一般可選中等靈敏度的膠片（如感光度為ISO 400）。三角架和快門(mén)線

6、 要有穩(wěn)固的三角架及控制靈活的快門(mén)線，這是拍出好片子至關(guān)重要的因素?？稍谌羌芟录又匚飦?lái)增強(qiáng)其穩(wěn)定性。拍攝前，一定要檢查快門(mén)與快門(mén)線，使其無(wú)論是在寒冷的冬夜還是潮濕多霧的凌晨，都能開(kāi)、關(guān)自如。 三、觀測(cè)資料處理 1天頂小時(shí)率的計(jì)算輻射點(diǎn)位置不同時(shí)，可觀測(cè)到的流星數(shù)目不同：輻射點(diǎn)越低，可觀測(cè)到的流星數(shù)目越少，這是地球大氣的吸收和散射造成的消光影響所致。因此，為了客觀地比較流星活動(dòng)的強(qiáng)弱，應(yīng)把所觀測(cè)到的流星數(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)觀測(cè)到的流星數(shù)，其計(jì)算公式為ZHR = n f c z / t式中，t為有效觀測(cè)時(shí)間，即扣除中間休息的觀測(cè)時(shí)間，以小

7、時(shí)計(jì)算；n為該時(shí)段內(nèi)觀測(cè)到的流星個(gè)數(shù)；f為云量的改正因子；c為目視極限星等的改正因子；z為輻射點(diǎn)不在天頂時(shí)的改正量。 f通過(guò)云覆蓋量加權(quán)平均系數(shù)來(lái)計(jì)算：f = 1/1-k晴夜時(shí)，k = 0，f = 1；若有云，則先求出k。極限星等改正因子c，即觀測(cè)者的目視極限星等Lm不等于6.5m時(shí)的改正量： c = r6.5Lm式中，r是星等為m+1的流星數(shù)Nm+1與星等為m的流星數(shù)Nm之比。對(duì)于流星暴雨，R = 2.0 3.5，或取r = 3.0。 z由下式計(jì)算 z = arcsin h式中，h為輻射點(diǎn)的地平高度（10°h 90°），可由球面公式計(jì)算（也可由天文軟件查出）：Sin h

8、= sinsin+coscoscos(S-)式中，為觀測(cè)地的地理緯度；為輻射點(diǎn)的赤徑（以度表示）；為輻射點(diǎn)的赤緯；S為地方恒星時(shí)，S-=t，t為輻射點(diǎn)的時(shí)角。2輻射點(diǎn)坐標(biāo)的確定先把流星矢線表繪在星圖上，然后將矢線沿流星運(yùn)動(dòng)相反方向延長(zhǎng)，同一流星群的延長(zhǎng)線將匯集于一點(diǎn)或一小區(qū)域，這就是輻射點(diǎn)的位置所在；它在星圖上的赤徑和赤緯即為輻射點(diǎn)的坐標(biāo)。3.目視觀測(cè)流星雨的記錄格式按照國(guó)際流星組織(IMO)的要求填寫(xiě)目視觀測(cè)流星雨的記錄，內(nèi)容如下：觀測(cè)日期：開(kāi)始觀測(cè)時(shí)間，結(jié)束觀測(cè)時(shí)間（世界時(shí)）；觀測(cè)地區(qū)：地理經(jīng)度，地理緯度；觀測(cè)地：國(guó)家或地區(qū)；觀測(cè)者姓名：觀測(cè)的流星雨：觀測(cè)到的每小時(shí)的流星數(shù)和每個(gè)流星雨的流星總數(shù)（可能一夜出現(xiàn)多個(gè)流星雨）；流星雨輻射點(diǎn)位置：、；觀測(cè)的流星數(shù)N：若沒(méi)有看到流星，記為“0”；若流星雨的流星很多，不計(jì)其數(shù)，記為“/”。4照相資料處理照相后要用顯影液、定影液認(rèn)真沖洗底片，沖洗后要晾干。如果要測(cè)定流星的星等，則必須要進(jìn)行定標(biāo)處理 ?？蛇x擇觀測(cè)底片上流星周?chē)囊恍┮阎堑鹊牧梁阈牵ㄟx715顆）作為定標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)星，或另拍一張昴星團(tuán)或北極星序的底片作為標(biāo)準(zhǔn)；再利用顯微光度計(jì)或PDS底片量度儀測(cè)出每顆星的底片密