冬季星象观测.docx
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冬季星象观测
星象觀測篇
蘇明俊老師
單元一關山落日
單元二冬季星空的觀測
單元三金星的觀測
單元四火星的觀測
單元五土星的觀測
單元六天文步道
單元一關山落日
一、太陽運動
由於地球的地軸以23.5度的傾斜角在黃道面上繞行太陽,使太陽直射地球的位置每年在北回歸線、赤道、及南回歸線之間來回移動,夏至點(6月21日)時,太陽直射北回歸線;春分(3月21日)、秋分(9月23日)時,太陽直射赤道;冬至(12月22日)時,直射南回歸線,其間則太陽直射的緯度依序慢慢移動,赤道附近移動的速率較快速,大約2天就能移動一度;靠近南北回歸線時移動速率較慢,大約一個月的時間都在一度的範圍內日落。
二、視角的測量:
1.星星間的距離,通常用「視角」表示。
跟著老師做練習。
(1°=60’、1’=60”)
簡易視角觀測指法
□右手伸直,小指的視角大約幾度?
_________
□右手伸直,三指併攏的視角大約幾度?
___________
□右手伸直,拳頭的寬度大約幾度角?
____________
□右手伸直,食指和小指張開的視角大約幾度?
_________
□右手伸直,拇指和小指張開的視角大約幾度?
_________
2.“7×50”的雙筒望遠鏡,「7×」代表?
______、「50」代表?
______此望遠鏡的視角_____________度。
三、日落時間的估計
學會了角度的測量之後,我們先來應用一下,預測太陽下到海平面的時間:
1.以地球為中心觀察太陽,太陽繞轉地球一周為360度,花費24小時,那麼太陽在空中移動的速率ω=_________________。
2.測量太陽到海平面的角度θ=__________________度。
3.換算太陽移動所需的時間τ=__________________。
4.預測太陽落海的時間?
____________________________。
四、日落方位的觀測:
(一)觀測實作
(1)面對西方找一個參考點(描繪在下方空格中),試著標示出今天太陽西落的準確位置。
(2)預測太陽西下的準確方位(日落點與正西方的角度,以度表示),加到上面的景觀圖中。
測量太陽西下時的方位,並與預測資料作比較,你的測量準確嗎?
______________________
(3)等到太陽落下時(與同學的預測比對及討論),檢驗你的預測是否準確。
如果今天恰好雲多看不見太陽,使用指北針及簡易測距法預測太陽西下正確的方位及時間?
__________________。
(二)資料及討論
1.你認為今天太陽西下的方向是正西方嗎?
□不是□是。
如果不是,請正確描述方向。
ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ。
2.太陽從正西方落下時,應該在那一天?
□三月21日□九月23日□元月1日□十二月22日
□六月21日□農曆八月15日□ˍˍˍˍˍˍˍˍˍ。
3.查閱太陽位置的資料:
ˍˍˍˍ年ˍˍˍˍ月份
日期
曙光始hm
日出時間方位
中天時間方位
日沒時間方位
暮光終hm
時間hm
方位°
時間hm
方位°
時間hm
方位°
12/1
05:
01
06:
22
114
11:
43
43S
17:
04
246
17:
28
註:
(360度的方位表示法---0°:
北、90°:
東、180°:
南、270°:
西)
4.依據資料,今天太陽西下的時間與方位應如何描述?
時間:
_________________,方位:
__________________。
5.如果你事先知道落日的方位,那麼你如何知道正西方的方向?
6.你注意到了嗎?
太陽西下的路徑如何呢?
7.猜猜看,在新加坡(赤道地區)見到太陽西下的路徑又如何?
8.如果在加拿大(北極圈地區)看見太陽西下的路徑又如何呢?
太陽西下路徑圖
台灣墾丁
新加坡
加拿大
五、落日華表的觀察
1.找到「落日華表」的「照門」,面向西方觀察,將觀察到「落日華表」中的景觀畫在下方空格中。
2.在空格中的圖畫,標示出正西方以及左右華表的方位角。
3.再標示出今天太陽西落的準確位置。
4.預測
(1)預測太陽西下的準確方位(以度表示),加到上面的景觀圖中。
(2)等到太陽落下時(與同學的預測比對及討論),檢驗你的預測是否準確。
單元二冬季星空的觀測
一、觀測紀錄
紀錄下來你觀測的資料如下:
觀測日期
觀測時間
天氣狀況
觀測地點
觀測紀錄:
二、認識冬季六角形
1.認識『冬季六角形』組成的恆星及其所屬的星座:
恆星名
星座名
2.實作:
(1)在冬季時節,傍晚時分,面向東方站好(有躺椅是最好啦),在東南方的天空找到很亮,且呈青白色光輝的恆星,它是_______________,你知道它是幾等星嗎?
____________
(2)接著在左上方找到特徵很明顯的獵戶座,獵戶中最亮的兩顆星,藍色的恆星是____________、紅色的恆星是____________。
(3)再往左邊,可以找到金牛座紅色的亮星,是______________。
(4)再往北邊,還有一顆超亮的恆星,它是_________________。
(5)這些恆星的下方,還有兩顆亮星,左邊的是_____________、右邊的是____________________。
(6)這六顆亮星連起來是一個天上的六角形,涵蓋了冬季星座的重要亮星,我們稱它「冬季六角形」。
三、認識星雲:
1.在獵戶座腰帶下方(南方)找到獵戶座大星雲,它的編號為M42,把你看見的位置在星圖中準確的標示。
2.用望遠鏡再觀察M42一次,把你看見的情形畫下來,體驗一下古代天文學家的工作,或用文字下來你的感受也可以喔!
3.猜猜看,在太空中形成這樣的星雲(M42),大約要多少年?
□200萬年□5000萬年□10億年□46億年□100億年。
4.用肉眼在金牛座的右上方(西北方),找到一團霧狀的星雲,它的編號是M45,請在星圖上準確的標示。
它的日本名字叫「SUBARU」,現在請你運用銳利的眼睛可以看見幾顆星呢?
______________。
古時候的中國與外國都認為她們是美麗的七仙女,你知道為什麼嗎?
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
5.用望遠鏡再觀察M45一次,把你看見的情形畫下來,體驗一下古代天文學家的工作,或用文字下來你的感受也可以喔!
6.猜猜看,在太空中形成這樣的星雲(M45),大約要多少年?
□200萬年□5000萬年□10億年□46億年□100億年。
7.產生新的恆星,通常需要多少年?
□200萬年□5000萬年□10億年□46億年□100億年。
8.你認為巨蟹座的M44星團大約幾歲了?
它的外號叫做「蜜蜂窩大星團」。
□200萬年□5000萬年□10億年□46億年□100億年。
9.天文學家認為濃密星雲的地方,就是孕育新恆星的地方。
四、認識恆星
1.你認為瓦斯爐的火,哪一種顏色比較熱?
□紅色□藍色。
2.在獵戶座中找到很亮的「參宿四」,你認為它是:
□紅色□藍色□溫度高□溫度低□年紀輕□年紀老。
3.在獵戶座中找到很亮的「參宿七」,你認為它是:
□紅色□藍色□溫度高□溫度低□年紀輕□年紀老。
4.天文學家認為「紅巨星」已經是星球演化的末期,溫度低。
恆星名
視星等
表面溫度
距離地球
直徑(太陽=1)
參宿四
0.4~1.3等
3150°
500光年
550
心宿二
0.9~1.8等
3000°
500光年
220
單元三金星的觀測
一、金星的觀測
(一)金星今天(//)的位置在__________星座內,______(填順行或逆行),光度約________等,視直徑約_________弧秒。
(查表)
(二)金星的觀測:
a.找到金星。
(天黑時位於西方天空,亮度可達-4.3星等)
b.測量它的方位角與高度角。
(可以運用指北針及簡易測量法)
c.透過你的雙筒望遠鏡觀測金星。
d.透過天文望遠鏡再觀測金星表面。
e.把今天看到的金星表面描繪下來。
觀測日期:
年月日
觀測地點:
_______________
天氣:
_______________
使用儀器:
_______________
觀測者:
_______________
方位角:
_______________
高度角:
_______________
金星的形狀
f.把上面兩種不同儀器觀測的區別,寫下來。
__________________________________________________
二、討論
(一)觀測完金星後,你能提出一些問題及解釋嗎?
問題一:
________________________________________________
解釋:
__________________________________________________
問題二:
________________________________________________
解釋:
_________________________________________________
問題三:
________________________________________________
解釋:
_________________________________________________
(二)和同學討論你的解釋。
(三)提出進一步觀測的計畫,以驗證討論的正確性。
我的觀測計畫如下:
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
(1)你也可以觀察(或蒐集)其他行星的資料,相互比較分析,或許你會有驚人的天文發現呢!
例如水星也有相同的盈虧現象?
為什麼月亮不是行星也有盈虧現象呢?
…
(五)金星何時會出現在頭頂上方?
她的外號何以稱「長庚星」或「啟明星」?
單元四火星的觀測
一、火星的觀測
(一)火星今天(//)的位置在__________星座內,______(填順行或逆行),光度約________等,視直徑約_________弧秒。
(查表)
(二)火星表面的觀測:
1.先找到火星所在的星座,確定星圖上沒有的亮星,在依據火星特徵的判斷,就可以找到火星。
2.測量它的方位角與高度角。
(可以運用指北針及簡易測量法)
3.透過你的雙筒望遠鏡觀測火星。
4.透過天文望遠鏡再觀測火星表面。
5.把今天看到的火星表面描繪下來。
觀測日期:
年月日
觀測地點:
_______________
天氣:
_______________
使用儀器:
_______________
觀測者:
_______________
方位角:
_______________
高度角:
_______________
火星表面
6.把上面兩種不同儀器觀測的區別,寫下來。
__________________________________________________
二、火星位置的觀測
為了更精確了解火星的運動情形,作出有意義的觀測結果,我們希望對火星的位置作精密的觀測。
在火星所在的星座中,找到火星的確切位置,運用雙筒望遠鏡或低倍率的望遠鏡,以及精密的星圖,作為工具,操作步驟如下:
(一)調整雙筒望遠鏡(以7×50的規格為最適當),以適合你個人觀測之用;
(二)觀察火星附近的星星,讓火星位於望遠鏡的視野內;你的望遠鏡視野為________________度。
(三)對照星圖的位置紀錄下來;星圖中,上下的縱線表示_____________、左右的橫線表示________________,大大小小的黑點表示___________________,再找找看星圖中還有什麼?
__________________________________________
(四)紀錄方式舉例:
「×Mar2005.12.03」標示於星圖中(如附件)。
(五)累積相當數據後,運用電腦分析其意義(例如公轉速率不同可推論軌道橢圓、驗證刻卜勒第三定律、順行與逆行等)。
(六)你也可以觀察(或蒐集)其他行星的資料,相互比較分析,或許你會有驚人的天文發現呢!
例如地球在動?
水星跑得最快?
行星離太陽越遠就越慢?
…
三、討論
(1)在火星的觀察之後,從觀察的現象及你原有的知識提出一個問題,並且作可能的預測(或假說)。
問題:
_____________________________________________
假說:
_____________________________________________
(2)你知道哥白尼在觀察火星很久之後,提出的問題和假設是什麼嗎?
___________________________________________________
___________________________________________________
(三)伽利略也曾在觀察木星之後,發現了木星旁邊的四大衛星,當時他也提出問題和假說,你知道是甚麼嗎?
___________________________________________________
___________________________________________________
星圖(紀錄火星位置)
單元五土星的觀測
一、土星的觀測
(一)土星今天(//)的位置在__________星座內,______(填順行或逆行),光度約________等,視直徑約_________弧秒。
(查表)
(二)土星的觀測:
a.找到土星。
(天黑時位於東方天空,亮度約0星等,視直徑約20”)
b.測量它的方位角與高度角。
(可以運用指北針及簡易測量法)
c.透過你的雙筒望遠鏡觀測土星。
d.透過天文望遠鏡再觀測土星表面。
e.把今天看到的土星表面描繪下來。
觀測日期:
年月日
觀測時間:
時分
觀測地點:
_______________
天氣:
_______________
使用儀器:
_______________
觀測者:
_______________
方位角:
_______________
高度角:
_______________
土星的形狀
f.把上面兩種不同儀器觀測的區別,寫下來。
__________________________________________________
二、討論
(一)觀測完土星後,你能提出一些問題及解釋嗎?
問題一:
________________________________________________
解釋:
__________________________________________________
問題二:
________________________________________________
解釋:
_________________________________________________
(二)和同學討論你的解釋。
(三)提出進一步觀測的計畫,以驗證討論的正確性。
我的觀測計畫如下:
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
(四)你也可以觀察(或蒐集)其他行星的資料,相互比較分析,或許你會有驚人的天文發現呢!
例如木星也有類似的條紋?
(五)土星何時會出現在頭頂上方?
哪一天土星「衝」?
請劃一個土星衝的位置簡圖
單元六天文步道
以下問題,請依據天文步道參觀的結果來回答:
1.「日晷」的主要功能為何?
2.日晷概分為哪幾種?
(每一種都拍一張照片)
3.「鋤頭日晷」的鋤頭柄指向哪一個方向?
仰角幾度?
5.太陽系步道中,哪一顆行星最大?
6.『落日華表』的功能為何?
7.從照門望向三支『落日華表』,它們相互的間隔(角度)多大?
8.你知道『虎克筒』嗎?
它預定在每年的哪些日子觀測?
為什麼?
7.觀察「近地月面立體模型」,描述第谷坑的特徵。
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