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天文知識第一課         天文學史簡介人們對自然界有了一個共同的認識：自然界是經歷了一個漫長的演化過程，并且這個演化過程仍然在繼續(xù)進行。從宏觀上來說，自然演化史的時空順序是：宇宙→星系→恒星→太陽系→地球→生命→人類文明社會，而人類的認識史的時空順序是：人類文明社會→生命→地球→太陽系→恒星→星系→宇宙。由此可以看出，天文學在人類對自然演化史的認識中起到多么重要的作用，天文學在人類文明史中取得了多么輝煌的成果。在眾多的自然現(xiàn)象中，人們發(fā)現(xiàn)兩個最基本的規(guī)律：晝夜交替和寒來暑往，人們就開始對物候和天象進行觀測和記錄，這就是最早的天文學。古埃及最大的金字塔——古國王第四王朝國王的墓的北面正中央有個入口，從入口進入地下宮殿的通道與地平線構成30度傾角。為什么是這個角度呢？原來金字塔位于北緯約30度，此通道類似一個望遠鏡的鏡筒正指向北天極，夜晚北極星的光可以從通道射入地下宮內。公元4000年前，古埃及人也根據(jù)天狼星和尼羅河漲落的規(guī)律，創(chuàng)造了人類最早的太陽歷，定一年為365天。巴比倫人對星空觀察非常詳細，并在泥板上作記錄，公元前2000多年，他們和埃及人定下了沿用至今的黃道12個星座名稱，還將1天分成12小時，1小時分為60分鐘，1分鐘分為60秒，將1周天分為360度，并首用星期的概念。古印度很早創(chuàng)立并使用了陰陽歷的歷法，將黃道附近的天區(qū)分成27等分，叫27宿。1724年建了天文臺。中美洲瑪雅人建成的太陽廟，作為確定一年四季中春分、秋分、夏至和冬至日出方位的標志，就是天文觀象臺。據(jù)考證建于公元前約1600年的英國索爾茲伯里以北的石籬村的巨石陣，也標志著春分、秋分、夏至和冬至日出方位。中國古代有豐富的天象記載，有悠久的觀天機構，創(chuàng)制出精良實用的觀天儀器，制定出嚴格的天文歷法，提出樸素的宇宙結構理論，涌現(xiàn)出許多杰出的天文學家。如河南省登封縣的古觀星臺仍保存完好，它是元代郭守敬創(chuàng)建的。臺身中間的窗口有一橫梁，正北地面上有一石圭。每到正午，橫梁被太陽照射投出的影子就落在正北方的石圭上。祖先根據(jù)立竿見影的科學道理測出一年中影子最長和最短的日子，定為冬至日和夏至日，得出一個太陽年的日期，定出二十四節(jié)氣。夜晚還在上面觀星象。北京的古觀象臺保存有8架造型精美、刻度準確的青銅觀天儀器：黃道經緯儀、赤道經緯儀、天體儀、地平經儀、象限儀、紀限儀、地平經緯儀和璣衡撫辰儀。除此之外，中國還發(fā)明了更有民族特色的天文儀器：渾儀、渾象、簡儀。南京紫金山天文臺都保存著這三種儀器。著名的天文學家有東漢的張衡、南朝的祖沖之、唐代的和尚一行、元代多才多藝的郭守敬，外國的有古希臘的喜帕恰斯和托勒密、波蘭的哥白尼、意大利的布魯諾和伽利略、德國的開普勒和康德及愛因斯坦、荷蘭的惠更斯、英國的牛頓和愛丁頓、美國的沙普利和哈勃與央斯基……以后，這里面會有你的大名嗎？1543年，哥白尼建立了日心說，而后牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，伽利略發(fā)明了天文望遠鏡，現(xiàn)代科技的發(fā)達，射電望遠鏡、脈沖望遠鏡、人造地球衛(wèi)星、空間望遠鏡、宇航業(yè)的發(fā)展都給天文學的發(fā)展注入了新的活力。人類對宇宙的認識日見豐富，更期待你的加入！第二課     參觀天文臺一、認識天文臺的結構我們學校正對著校門的教學樓頂層，有一個銀白色的球體，十分引人注目，它就是天文臺。天文臺分上下兩層。下層的圓柱體形建筑物為通道和小型展廳，順著旋轉形的樓梯上去，就來到了天文臺上層，它是天文臺的主體。天文臺是一種特殊的建筑物，它里面放置著天文觀測儀器，將它的半球形房頂打開，天文儀器就可以直接觀測太空。為了得到最佳的觀測效果，天文臺通常修建在遠離城市燈光和大氣污染的高處。我校的天文臺里面有220MM折射天文望遠鏡一臺，控制臺一張，電腦一臺，總價值三十多萬元。采用單片機控制，全部電動和精密恒動跟蹤天體目標。二、折射望遠鏡的結構我校的天文望遠鏡有主鏡、導星鏡、尋星鏡組成。主鏡由220MM的物鏡、四種放大倍率的目鏡組成。它可以用于對天體的目視、照相、電視顯示等，可觀測月亮、行星、彗星、星團、星云和雙星測角，也可滿足特定的天文觀測?？捎^看地面目標景物，白天可作目視和投影觀測太陽，描畫太陽黑子。導星鏡和尋星鏡是它的助手，觀測時，先用尋星鏡找到待觀測的天體，將該天體調到視場中央。這時，該天體自然也就在主鏡視場中央了。主鏡在進行較長時間的觀測時，為了及時糾正跟蹤中的誤差，在主鏡旁設一個起監(jiān)視作用的導星鏡。三、折射望遠鏡的光學原理折射望遠鏡使用折射透鏡作為物鏡，世界上第一架望遠鏡就是折射望遠鏡?，F(xiàn)代折射望遠鏡的物鏡由兩塊、甚至四塊透鏡組成，可以有效地消除各種像差。四、了解天文望遠鏡的工作步驟天文望遠鏡上有一個軸與天軸平行，叫極軸。另一個軸和極軸垂直，叫赤緯軸。天文望遠鏡就繞著極軸和赤緯軸旋轉，用電腦控制它的運轉，監(jiān)視赤經和赤緯的變化。輸入目標星的位置后，啟動電腦上的自動尋星系統(tǒng)，自動尋找目標星，找到目標星后，電腦進入自動跟蹤狀態(tài)，保證目標星一直在天文望遠鏡的視場內，實現(xiàn)電動和精密恒動跟蹤。（教師進行操作演示，邊演示，邊解說。）第三課     美麗的星空星空猶如一部無字天書袒露在我們面前。它蘊藏著無窮的奧秘，它呼喚人們投降向知識的海洋。面對滿天閃爍的繁星，我們仿佛進入晶瑩的迷宮，讓人不由自主地想起“牛郎織女”、“七仙女下凡”、“王族星座”、“寶瓶和南魚”等神話故事，中國流傳的諺語：“三星正南，家家拜年”就是指獵戶星座的“三星”在正南天空時，正是除舊歲、迎新年的時刻。晴朗的夏夜，繁星閃爍，銀河像一條明亮的絲帶，在天空中從東北向南舒展開來。銀河中密集的群星發(fā)出耀眼的光芒，使銀河呈現(xiàn)出無比壯麗的景象。我們看到的銀河是銀河系中的一部分。銀河系是群星薈萃之地，銀河系中包括無以計數(shù)的恒星。銀河系是宇宙中眾多星系中的一個。銀河系也只是宇宙中一個很小很小的小島。在宇宙中還有許多許多像銀河系一樣的恒星系統(tǒng)，叫“河外星系”。從20世紀初以來，天文學家在宇宙中發(fā)現(xiàn)了約10億個星系。如仙女座河外星系、大麥哲倫星系、小麥哲倫星系等。星系是由成百上千億顆恒星構成的龐大天體，在星系空間彌漫著氣體及星云。如行星狀星云、暗星云、獵戶座星云、蟹狀星云等。在星空圖中，我們看到許多各種符號標出的星星，這是各個等級的星星，是古希臘的喜帕恰斯最早提出的“星等”——在浩瀚無邊的星空中，恒星有的光彩耀眼，有的暗淡無光，天文學家們把這種恒星間的亮暗差別分成的許多等級稱為星等。星越亮，星等數(shù)值越小，反之，星等數(shù)值則越大。天文學家把比一等星更亮的定為零等星，比零等星更亮的定為-1等星，以此類推。肉眼能見的最暗的星等為五等星或六等星。恒星的家叫“星座”。中國古代把恒星天空劃分為三垣二十八宿。許多古老的民族都有各自的劃分方法，還編織了生動的神話故事。1928年，國際天文學聯(lián)合會決定，將全天劃分為88個星區(qū)，就是我們熟悉的88個星座。它們大小不一，形狀各異，長蛇陣東西跨越102度，范圍最大。45個星座用動物名稱命名，有飛禽、猛獸、昆蟲、水中動物，其余的為傳說中的怪獸，如人馬座、麒麟座、摩羯座等，多像星空動物園?。⌒强站拖褚徊烤薮蟮奶鞎?，具體內容還有待你去閱讀第四課       四季星空寒來暑往，斗轉星移。這說明隨著一年四季的變更，四季星空也在變化。由于地球在繞太陽運動過程中，地球和太陽的相對位置不斷變化。因此，一年中同是在晚上，不同季節(jié)看到的星象是不一樣的，下面讓我們來看看四季星空。一、春季星空每年3-5月為春季，我們以4月中旬晚上八九點鐘看到的星空中主要星座為例。北斗七星斗柄指向東方。北斗七星南方的是獅子座。其中頭部最亮的是1等星軒轅十四，位于黃道上，尾巴在東，主要由3顆星組成一個三角形。它的西邊是巨蟹座，大螃蟹中有一個朦朧的光斑，叫蜂巢星團。獅子座的左下方是室女星座，最亮的恒星叫角宿一。從北斗七星的斗柄自然延伸出去，我們會看到牧夫座里的亮星——大角星（0等星）。在獅子座和牧夫座之間是后發(fā)座，它不大且無亮星，名氣很大：北銀極就在這里，而且還包含著許多星系級的天體系統(tǒng)，天文望遠鏡能揭開它們的秘密。二、夏季星空每年6-8月為夏季，我們以7月中旬晚上八九點鐘看到的星空中主要星座為例。這時，北斗七星斗柄指向南方。星空中最引人注目的是從東北到南方橫跨的茫茫銀河。西岸是天琴座的織女星，和它遙遙想望的是牛郎星，屬于猶如一只展翅高飛的天鷹座。牛郎星兩旁各有一顆小星，傳說是牛郎和織女的兩個孩子，就是民間傳說的扁擔星。牛郎星的左下方的東北方有一個大十字形的天鵝座，尾巴上的亮星叫天津四。南方天空中的銀河分外明亮，巨大而壯觀的天蝎座頭朝西，尾向東，形態(tài)十分逼真。它的東面是人馬座，其中6顆星組成一個類似北斗七星的“斗形”，它叫南斗六星。三、秋季星空每年9-11月為秋季, ，我們以10月中旬晚上八九點鐘看到的星空中主要星座為例。這時，北斗七星斗柄指向西方。仙后座正出現(xiàn)在頭頂天空,它的主要亮星組成一個“W”形，通過其中的a星和k星的連線延長出去，也可以找到北極星。仙后座南方是仙女座，它的形態(tài)雖然沒什么顯著的特色，但它有一個名氣很大的天體，肉眼能見的仙女座星系（M31）。在仙女座東北方的是和仙女、仙后連在一起的英仙座，在仙后座西北方的是仙王座，古希臘神話把它們稱為“王族星座”：仙王座是國王，仙后座是王后，仙女座是安德美達，英仙座是帕修斯，飛馬座指飛馬，鯨魚座指海怪。秋夜星空的中心是仙女座的鄰居——飛馬座，它像一匹長著翅膀的飛馬。它的南方是雙魚座和寶瓶座，寶瓶座東方是鯨魚座。秋季雖然亮星不多，但秋季天高氣爽，仍然是認星的好時節(jié)。四、冬季星空每年12月到第二年2月為冬季，我們以1月中旬晚上八九點鐘看到的星空中主要星座為例。這時，北斗七星斗柄指向北方。冬夜星空的中心是獵戶座，主要由7顆亮星組成，中間橫著的3顆亮星為“腰帶”——民間說的“三星”，下面豎著的3顆亮星為寶劍，獵戶右肩上的亮星發(fā)紅，是有名的紅巨星參宿四，左腿上的藍色亮星叫參宿七。在寶劍中間一顆星附近有久負盛名的獵戶座大星云，像盛開的棉桃。獵戶座的左下方有獵戶的兩條愛犬——大犬座和小犬座陪伴著它。大犬座中的亮星是全天空看起來最亮的恒星，它就是赫赫有名的天狼星。在獵戶座的左上方是一對孿生兄弟——雙子座，傳說兄弟二人誠摯友愛，感動天神，升為星座。雙子座的西邊是一頭兇猛的野牛，叫金牛座，中間有一團小星，民間稱為七姐妹星團，也叫昴星團。金牛座中紅色的亮星叫畢宿五，它和軒轅十四、心宿二、北落師門被古人稱為“四王星”。金牛座的上方是御夫座，它正處于銀河之中，主要有5顆亮星組成五邊形，很像風箏，最亮的一顆星叫五車二，它發(fā)出黃色光芒，與太陽同屬一個恒星系統(tǒng)。同學們，四季星空奧妙無窮，快睜開你的雙眼，和星星交個好朋友吧！它們正等著你！第五課    秋季星空秋高氣爽，繁星閃爍，秋季星空十分迷人。今天，我們先來認識北極星。一、北極星因為地球自轉軸的北極正指向小熊座的2星，因此，它又叫北極星。在壯麗的恒星天空中，北極星和北斗七星像指路燈塔，似報時鳴鐘，自古以來就是人們最熟悉的星星朋友。北極星現(xiàn)在在很靠近地球北極所指向的天空，因此，看起來它總在北方天空，并由此而大名鼎鼎。其實，它只是一顆普通的二等星。離我們約400光年，是小熊座中最亮的恒星，中國古代稱它為“勾陳一”或“北辰”，正處于小熊的尾巴尖端。（注：北極星的“皇位”存在著輪流坐莊的可能，5000年前，天龍座中最亮的恒星是北極星——“右樞”，到了公元14000年前后，織女星將獲得北極星的美名。地球自轉軸這樣擺動一周的時間大約是26000年。這說明一切事物都是在運動的，靜止只是暫時的，是相對的，運動變化才是永恒的?。?div 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