簡易天球儀使用方法

關(guān)于簡易天球儀使用方法第1頁，講稿共17頁，2023年5月2日，星期三2017-2-242本輯的主要內(nèi)容天球儀是什么儀器？有什么作用？天球儀的構(gòu)成和使用如何觀察天球儀上的天體周日運動？天球坐標系：第一赤道坐標系、第二赤道坐標系

地平坐標系，銀道坐標系認識一些天球標志點：南北天極、南北黃極、南北銀極第2頁，講稿共17頁，2023年5月2日，星期三2017-2-243滿天星，亮晶晶，一顆一顆數(shù)不清……仰望壯麗的星空，無疑是孩提時代最早引起好奇心的自然景象之一天階夜色涼如水，臥看牽牛織女星浩瀚的宇宙，永遠是古今詩人冥想、吟詠的寶藏坐地日行八萬里，巡天遙看一千河……瞻望深遠，追求真理是古今圣哲永無止境的探索、構(gòu)思和踐行的追索目標。第3頁，講稿共17頁，2023年5月2日，星期三2017-2-244過去的觀星輔助工具活動星圖又可以稱為旋轉(zhuǎn)星圖，是一種簡易便攜的觀星工具；它是由一個可轉(zhuǎn)動的星盤底座與一個帶橢圓開口與時間刻度的圓盤組成，它能顯示不同日子和時間實際所見的星空活動星圖的窗口需依據(jù)觀星者所處緯度做特別的設(shè)計，觀測者也要選擇最接近觀測地緯度的活動星圖才能適用。第4頁，講稿共17頁，2023年5月2日，星期三2017-2-245什么是天球儀★天球儀是什么儀器？天球儀即天球的模型，是一種用于航海、天文教學和普及天文知識的輔助儀器；利用它表述天球的各種坐標、天體的視運動以及觀察一些實用天文問題。★天球儀承載哪些信息？在天球儀的天文圓球面上繪有全天88星座、低至五等的亮星星名、主要星云星團、中國古天文的三垣廿八宿及赤道、黃道、赤經(jīng)圈和赤緯圈等幾種天球坐標系的刻度。內(nèi)部的小地球儀，地軸與天軸同軸，便于理解天球的概念?！镎?guī)的天球儀，有地平圈、子午圈等，便于赤道坐標系與地平坐標系的轉(zhuǎn)換；普及型的簡易天球儀，則沒有地平圈等，但球面上的星座、黃道、赤道、銀道、經(jīng)緯圈等仍一應(yīng)俱全。左下圖是正規(guī)的天球儀★普及型天球儀有什么作用？適用于天文科普、地理教學；利用它來表述天球的各種坐標，天體的視運動和觀察一些實用的天文問題，以及日常生活中需要知曉的天文、時間等信息。天球儀還是查閱中國古天文星官位置的實用工具★透明的天球儀宜在明亮的環(huán)境下觀看，周圍白色，避免表面反射光；忌夜晚、暗室、背光第5頁，講稿共17頁，2023年5月2日，星期三2017-2-246天球儀的構(gòu)成和使用★星球在天球儀上的位置是怎么標示的？以天極和春分點作為天球定向基準的坐標系。天球儀上經(jīng)過春分、秋分點的赤經(jīng)圈上有赤緯刻度，間隔10°；天球儀赤道上有0～24時角刻度，間隔1h；還有0～360赤經(jīng)刻度，間隔15°時角0h與赤經(jīng)0°不重合，因1回歸年=365.2422天>360★天球儀上的星象和從天空中看到的星象以及Skymap等星圖上的天體位置左右相反（內(nèi)外鏡像）,這是因為我們從天球儀外看天球的緣故,但這對于了解天象并無大影響?！镆恍╋@著移動的天體如行星、彗星、小行星、月球等是不標示在天球儀上的，它們各有自己的運行軌跡和周期，它們在星空的位置都是顯著變動的?！镆驗榈厍虮砻媸乔?，加上氣象、環(huán)境等影響，不是任何地方都能看到88星座全部的，理論上可認為赤道地區(qū)能看到全部；赤緯-40以南的星座在北半球不易看到?！锾烨騼x使天文知識形象化、平面圖解立體化，對天象能有更直觀的、立體的認識，容易理解局部與整體的關(guān)系。計算機星圖（如Skymap、Cybersky等）是平面的，失真度大，缺乏實體感，但它有更大的信息量，可以分層次地選擇要顯示的內(nèi)容，便于動態(tài)演示，更新快。二者相輔相成。第6頁，講稿共17頁，2023年5月2日，星期三2017-2-247赤緯標注在過春分點的赤經(jīng)圈上時角、赤經(jīng)標注在天赤道上普及型透明天球儀第7頁，講稿共17頁，2023年5月2日，星期三2017-2-248黃道線上每隔一定距離有紅色日期標注這是太陽在黃道上所處位置的日期第8頁，講稿共17頁，2023年5月2日，星期三2017-2-249如何觀察天球儀上的天體周日運動？★人在地球上看天，天體的周日運動是一種天體視運動，因此與地球的自轉(zhuǎn)方向相反。地球自轉(zhuǎn)是自西向東，天體的視運動就是自東向西，東升西落。時光不能倒流，時間永遠是“走向未來”，時序方向總是與視運動方向一致。

★我們看地球儀與看地圖的規(guī)則是一樣的，都是面向北方，“上北下南，右東左西”；太陽與地球相對運動，所以在地圖或地球儀上太陽視運動方向與地球轉(zhuǎn)動方向相反，是自右向左；但是我們身在地球北半球面向南方看太陽，雖然太陽視運動仍是自東向西，看起來卻是自左向右了。南回歸線以南地區(qū)則相反，改變面對方向就改變了左右方向?！镄菆D是將恒星的球面視位置投影在平面所構(gòu)成的圖。我們看星圖（如Skymap，Cybersky等），比地圖要復雜些，星圖有N、E、S、W、Z(或F)多種觀察模式，通常白天取S，夜晚取N，早晨看E，傍晚看W，看全天取Z(F)；當S在圖的底部時，相當于觀察者面向南方，“上北下南，右西左東”，天體視運動方向仍然是自東向西即自左向右，與地圖或地球儀不一樣了。如果N在底部，星圖方向就與地圖一樣了。N、E、S、W、在星圖上的相對位置總是逆時針方向★當我們從天球儀外看天球儀表面（凸面）圖文時，相當于看星圖的鏡像，即“上北下南右東左西”天體視運動好像是順時針轉(zhuǎn)動了。如果看天球儀凹面圖文（反字），就是“上北下南右西左東”，與星圖相同了；除特殊說明外，通常以凸面圖為準。★簡言之，星圖：“上北下南，右西左東”，天體視運動方向自左向右移動

天球儀：“上北下南，右東左西”，天體視運動方向自右向左移動鏡像變化，不會改變天體的赤經(jīng)、赤緯。第9頁，講稿共17頁，2023年5月2日，星期三2017-2-2410看看凹面圖形是啥樣凹面圖文上北下南右西左東天體視運動方向自東向西順時針第10頁，講稿共17頁，2023年5月2日，星期三2017-2-2411天球坐標系（1）★以地平圈為基圈﹑子午圈為主圈﹑南點為主點的坐標系稱為地平坐標系；天文學中習慣從南點起按順時針方向量度。由于周日視運動﹐天體的地平坐標不斷發(fā)生變化。另一方面﹐對不同的觀測者﹐由于鉛垂線方向的不同﹐就有不同的地平坐標系﹐同一天體也就有不同的地平坐標?！锏厍虺嗟榔矫嫜由旌笈c天球相交的大圓﹐稱為天赤道。天赤道的極稱為天極。天赤道是赤道坐標系中的基圈﹐北天極P是赤道坐標系的極；第一赤道坐標系的主圈是子午圈﹐主點是天赤道與子午圈在地平圈之上的交點F，是右旋坐標系

時角是在天球赤道自西向東由0小時至24小時第二赤道坐標系的主點是春分點﹐它是黃道對赤道的升交點﹐過春分點的赤經(jīng)圈就是該坐標系的主圈﹐

是左旋坐標系。這兩種系統(tǒng)的第一坐標都是赤緯﹐它們的第二坐標﹐即時角t和赤經(jīng)α，之間的關(guān)系為﹕s=t+α﹐式中s=F為春分點γ的時角﹐即測站的地方恒星時。第11頁，講稿共17頁，2023年5月2日，星期三2017-2-2412天球坐標系（2）★天體的周日運動不影響春分點與天體之間的相對位置﹐因此也就不會改變天體的赤經(jīng)和赤緯﹐而在不同的測站﹑不同的觀測時間﹐天體的時角卻是變化的。所以﹐在各種星表中通常列出的都是天體在第二赤道坐標系中的坐標──赤經(jīng)和赤緯﹐供全球各地的觀測者使用。★在有關(guān)恒星動力學和星系結(jié)構(gòu)的某些理論工作中﹐常常采用一種球面坐標系──銀道坐標系，銀赤交角i=62°36′銀經(jīng)不從升交點量起﹐而取銀河中心方向(人馬座)為銀經(jīng)的起算點﹐量度方式按左旋坐標系的規(guī)定。★以黃道為基圈﹑春分點為主點以及過春分點的黃經(jīng)圈為主圈的坐標系﹐稱為黃道坐標系。黃道坐標系屬于左旋坐標系。黃道坐標系的基圈和主圈隨著旋轉(zhuǎn)天球一起作周日運動﹐同第二赤道坐標系相似﹐天體的黃道坐標不會因觀測時間和觀測地點的不同發(fā)生變化。黃赤交角23.5°第12頁，講稿共17頁，2023年5月2日，星期三2017-2-2413認識一些天球標志點（1）南北天極天赤道的幾何極稱為天極。天赤道是赤道坐標系中的基圈﹐北天極P是赤道坐標系的極地球自轉(zhuǎn)軸延伸到天球上的位置,就是天球的北極和南極像轉(zhuǎn)動中的陀螺一樣,地球的自轉(zhuǎn)軸在太空中并非固定,而是以25765年的周期在轉(zhuǎn)動,這個運動稱為歲差；因此春分點

和天球北極的位置亦會非常緩慢地移動南天極北天極第13頁，講稿共17頁，2023年5月2日，星期三2017-2-2414認識一些天球標志點（2）南北黃極太陽在一年中運行的軌跡叫做黃道，如果把黃道當成赤道來建立坐標系的話，這個坐標系就叫黃道坐標系，黃道坐標系的南北兩個極點就叫北黃極和南黃極黃赤交角23.5°；北黃極18h66.5°在天龍座，南黃極6h-66.5°在劍魚座第14頁，講稿共17頁，2023年5月2日，星期三2017-2-2415認識一些天球標志點（3）南北銀極天球上距銀道90°的點稱為銀極銀赤交角62°36′北銀極13h27°24′在后發(fā)座內(nèi)，南銀極1h°-27°24′在玉夫座內(nèi)銀道經(jīng)過的星座共26個，跨度在20°以上的有10個星座：

1.天鵝座51°2.仙后座45°3.船帆座40°4.麒麟座38.7°5.船尾座37.3°6.天鷹座32.2°7.御夫座29.1°8.天蝎座28.9°9.半人馬座25.6°10.人馬座23.5第15