天文实验汇总 天球仪的使用.docVIP

实验一天球仪的使用

一、实验目的

学习使用天球仪，进一步巩固天球坐标系的知识

二、实验仪器

天球仪

图sh1.1天球仪天球仪的构造及校准：天球仪是一个表述各种天体坐标和演示天体视运动的天球模型。球面上标有亮星的位置、星名、国际通用的星座以及几种天球坐标系的标志和度数。天球仪上还绘有赤道圈、赤经圈、赤纬圈和黄道圈。赤道圈和黄道圈的夹角约23°26′，两圈的交点为春分点和秋分点。赤道上标有赤经的刻度。黄道上标有黄经和日期，用以表示一年中太阳在黄道上的视位置。天球仪的中间轴代表天轴，它与球面相交的两点为天球的南极与北极。天轴的两端固定在竖直圆环上，竖环代表子午圈，用它可读取任意天体中天时的地平高度。实验时还可以根据观测点的地理纬度调节天极的高度。天球仪上与子午圈垂直的水平圆环代表地平圈，刻度为方位角。子午圈与地平圈的两交点为南点与北点。

图sh1.1天球仪

一个装置正确的天球仪必须满足以下条件：

(1)赤道圈与地平圈相交的两点分别通过正东、正西两点。

(2)东西两点与子午圈南点均相距90o。

三、仪器的使用

使用天球仪可以解决以下几类问题：

1.求已知北京地区（φ=40°）某区时的天象。

2.粗略确定天体的赤经和赤纬。

3.已知某一天体的赤经和赤纬，确定观测时刻该天体在天球上的位置（时角、地平高度和方位角），即进行粗略的坐标变换。

4.了解地面上不同纬度处天体的视运动情况。

四、练习

读出以下恒星的赤经（α）、赤纬（δ）、黄经（λ）和黄纬（β）：轩辕十四、大陵五、织女星、参宿七。

读出在春分、夏至、秋分和冬至及实习当天的太阳的坐标：α、δ、λ、β。

某类星体的α=12h28m，δ=+02°13′，在天球上找到它的位置，并指出它所在的星座。

说明在两极地区和赤道处天体周日视运动情况，以及在3月21日、6月22日、9月23日、12月23日太阳在以上地区的周日视运动情况。

求在广州（φ=+23°）老人星过天子午圈时的高度？在北京能看到老人星吗？

求天狼星在恒星时S=5h时的时角、地平高度和方位角。

找出观测当晚北京时间20h：00m:00s时的天象。

在北京(φ=+40°)2004年10月1日3h36m观测到某卫星地平高度h=30°，方位角A=112°，求此卫星的α、δ。

实验二认识星空

一、实验目的

利用活动星图或天球仪认识主要星座及主要亮星

二、实验仪器

星图软件（计算机）、天球仪、手电筒

三、实验原理

国际天文联合会规定全天星空划分为88个星座，其中北天29个，黄道12个，南天47个。星座里的恒星用希腊字母或数字标出。星座大小相差悬殊，所含星数也各不相同，星座内的天体不一定有物理联系。不同地理纬度地区在不同季节内所见星空（即与太阳赤经相差180°附近的星空）区域不同。我们以北半球为例，介绍四季星空。

1.春夜星空

春天的夜晚，最引人注目的是高悬于北方天空的北斗七星（即大熊座α、β、γ、δ、ε、ζ、η），它斗柄指向东方（见本书配套光盘春季星空图），除ε星是3m外，其它6颗均为2m。从北斗七星出发，连接北斗星斗口的β星和α星并延长到这两颗星距离5倍远的地方，可找到明亮的北极星（小熊座α，星等为2m）；沿斗口的另外两颗星δ星和γ星的联线向西南巡去，可找到一颗白色亮星——轩辕十四(狮子座α，星等为1m)；顺着斗柄的δ星、ε星、ζ星、η星所形成的曲线延伸出去，能找到一颗橙色的零等亮星——大角星（牧夫座α）；继续南寻可找到另一颗1m亮星——角宿一（室女座α）；再继续向西南巡去可找到由4颗小星组成的四边形，这就是乌鸦座。这条始于斗柄、止于乌鸦座的大弧线称为春季大曲线；由大角、角宿一和狮子座β构成的三角形称为春季大三角。

牧夫座中有5颗由3m以下的暗星组成的五边形，加上大角星，很像一个风筝。大角星就像挂在风筝下边的明灯。

紧靠牧夫座的东偏北有7颗3m以下的暗星，它们像一个小小的半环形串珠，开口对着北方，这就是北冕座，古人把它想象成一顶王冠；其中最亮的是北冕座α星（3m）。

室女座呈“土”字形，角宿一位于土字下面一横的东段，土字的一竖同下面一横的交点处是3m的室女座γ星，它几乎位于天赤道上，且离秋分点很近。

狮子座是春夜星空中很引人注目的角色，它像一个反写的问号；东边的三颗星构成一个小直角三角形，最东边角顶上是一颗黄色的2等星——狮子座β星。

乌鸦座南面是长蛇座，它的星都很暗，最亮的长蛇座α星（角宿一）是一颗2等星。此外，春夜星空中还可看到巨蟹座、天龙座等。

2.夏夜星空

夏日黄昏以后，北斗七星位于西北方天空，斗柄指向南方（见本书配套光盘夏季星空图）。这个时期星空的特点是，银河像美丽的光带挂在天穹，从北偏东的地平线向南方延伸，明亮的织女星（天琴座α）和牛郎星（天鹰座α）