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活動(dòng)星圖又可以稱(chēng)為旋轉(zhuǎn)星圖，它是由一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的星盤(pán)底座與一個(gè)帶橢圓開(kāi)口與時(shí)間刻度的圓盤(pán)組成，它能顯示不同日子和時(shí)間實(shí)際所見(jiàn)的星空，部份觀星者用來(lái)計(jì)劃一晚觀測(cè)的程序。^[1]

不同地理緯度的觀測(cè)者使用的旋轉(zhuǎn)星圖也不同，例如香港使用的是北緯20度至25度的旋轉(zhuǎn)星圖，而南、北緯所用的也不同。旋轉(zhuǎn)星圖一般較便宜，且可顯示出不少的星座，又方便攜帶，所以適合剛?cè)腴T(mén)的觀星者使用。

活動(dòng)星圖比較適合天文的入門(mén)者使用，只要是教天文初學(xué)者辨認(rèn)星座的。

 

活動(dòng)星圖是一種圓形的星圖，在它的中心有一個(gè)偏向一側(cè)，看似橢圓的窗口，或是覆以透明膠片的孔洞，以便星圖中在指定時(shí)間可以看見(jiàn)的星星能在窗口或洞孔的區(qū)域中出現(xiàn)。星圖和覆蓋物是鑲嵌住的，并且可以用它們的中心做樞紐自由的轉(zhuǎn)動(dòng)。星圖中包括在地球的某些地區(qū)可以看見(jiàn)的亮星、星座和深空天體（有些可能有），這些地區(qū)以南半球或北半球不同緯度的帶狀區(qū)域?yàn)榉秶?。因?yàn)閺牡厍蛏夏芸匆?jiàn)的夜空取決于觀測(cè)者的緯度，所以活動(dòng)星圖的窗口會(huì)依據(jù)緯度做特別的設(shè)計(jì)，觀測(cè)者也要選擇最接近所在半球緯度的活動(dòng)星圖才能適用。^[2]

在活動(dòng)星圖的覆蓋物的外緣可以標(biāo)示完整24小時(shí)的時(shí)間，活動(dòng)星圖本身的外緣則會(huì)標(biāo)示完整的12個(gè)月的日歷。

窗口的邊緣代表地平線，并會(huì)標(biāo)示出東方和西方。

調(diào)整盤(pán)面和覆蓋物，讓觀測(cè)者所在地的地方時(shí)和日期對(duì)應(yīng)著，窗口內(nèi)能看見(jiàn)的星圖部分，就是當(dāng)天該時(shí)刻所能見(jiàn)到的星星。因?yàn)槭菍⑶蛐蔚奶烨驂撼善矫?，所以?huì)隨著所在的緯度而有不同程度的變形，離中心越遠(yuǎn)的變形越大。窗口與圓形和橢圓的差別也越大。

要將活動(dòng)星圖的方位與實(shí)際的星星位置對(duì)應(yīng)，最簡(jiǎn)單的方法是將他高舉在頭上，并正確的對(duì)應(yīng)出東西的方向，有經(jīng)驗(yàn)的使用者則只需平舉在胸前，將活動(dòng)星圖上的方向與所面對(duì)的方向?qū)φ纯伞?

星圖

因?yàn)榛顒?dòng)星圖將球面上的天體顯示在一個(gè)印刷的平面上，總會(huì)有可觀的變形?；顒?dòng)星圖像所有的星圖一樣，都會(huì)運(yùn)用某一些投影的方法。活動(dòng)星圖有兩種常用的主要方法，可供設(shè)計(jì)者選擇。一種方法是極方位等距投影，利用這種投影法時(shí)，天空的一個(gè)極點(diǎn)是星圖的中心點(diǎn)，相等距離的同心圓有相同的緯度差（例如60°、30°、0°-天球赤道- --30° 和 -60°），與極點(diǎn)的距離和緯度是相關(guān)的。 星座的形狀在從中心向外的一條直線上以正確比例呈現(xiàn)，但在垂直的方向（平行于赤緯）卻會(huì)有可觀的畸變，當(dāng)距離極更遠(yuǎn)時(shí)，畸變會(huì)更嚴(yán)重。

上盤(pán)

上盤(pán)包括了"地平線"，界定出在指定的時(shí)間內(nèi)天空中可以看見(jiàn)的部份，很自然的這一部份相當(dāng)于可見(jiàn)的一半天空范圍。與星座會(huì)變形的原因一樣的理由，大部分時(shí)間的地平線也是變形的，使它成為一種"倒塌的"卵形。地平線需要依據(jù)不同的緯度做特殊的設(shè)計(jì)，這也明確的意味著活動(dòng)星圖的使用有地域性。有些昂貴的活動(dòng)星圖會(huì)有幾個(gè)可以交換的上盤(pán)，可以在不同的緯度上使用。

當(dāng)活動(dòng)星圖在當(dāng)初被設(shè)計(jì)的緯度范圍之外使用時(shí)，使用者可能會(huì)看見(jiàn)不在盤(pán)面上出現(xiàn)的恒星，或是活動(dòng)星圖所顯示出來(lái)的星是在該地的緯度看不見(jiàn)的天空。要買(mǎi)一個(gè)活動(dòng)星圖認(rèn)識(shí)滿天的星座，最需要考慮到的是活動(dòng)星圖適用的緯度范圍。

但是，在大多數(shù)的時(shí)間，由于高山、樹(shù)木、建筑物，或我們通過(guò)大氣層的厚度影響，都不能直接看見(jiàn)地平線附近的恒星出現(xiàn)在天空中。不是在最佳的狀況下，低于5°以下的星空，除非是特別顯著的（更不用說(shuō)單獨(dú)的天體）幾乎都看不見(jiàn)，因此在設(shè)計(jì)緯度的 +5° 到 -5°的范圍內(nèi)，仍都可以很準(zhǔn)確的使用。例如，為北緯40°所設(shè)計(jì)的活動(dòng)星圖，在北緯35° 和 45°都可以很完美的適用。

座標(biāo)

 精確的活動(dòng)星圖有時(shí)還莫名奇妙的會(huì)標(biāo)示上代表性的天球座標(biāo)：赤經(jīng)和赤緯。根據(jù)這些座標(biāo)可以參考每年的天文學(xué)指引手冊(cè)，讓這些活動(dòng)星圖的使用者可以找出行星、小行星或彗星的位置。

有些活動(dòng)星圖會(huì)獨(dú)立使用和上盤(pán)一樣的緯度指標(biāo)，但和上盤(pán)共用相同的樞軸點(diǎn)；有些活動(dòng)星圖會(huì)沿著南北方向在上盤(pán)印上緯度的標(biāo)示；赤經(jīng)則標(biāo)示在邊緣，那里也能找到活動(dòng)星圖設(shè)置的日期。

英文字的活動(dòng)星圖（planisphere）意義為"天空的平面"，是以定義的平面來(lái)取代充滿恒星的天空。

對(duì)這種儀器的描述，最初是在11世紀(jì)來(lái)自波斯天文學(xué)家，Abū Rayhān al-Bīrūnī 。 在1624年，發(fā)現(xiàn)行星軌道定律的約翰內(nèi)斯·克卜勒的繼子Jacob Bartsch是第一個(gè)將這種儀器稱(chēng)為活動(dòng)星圖的人。

【器材】 卡紙、鞋圈、黃板紙、白紙。

【制作】

（1）用一張180×160（毫米2）的白卡紙做星圖的底板，在它的中心鉆一個(gè)小孔，兩端各粘一條寬4毫米的黃板紙條（圖19-1）。

（2）剪一個(gè)直徑170毫米的卡紙圓盤(pán)，在圓心處鉆一個(gè)小孔，用鞋圈把圓盤(pán)和底板相連接。連接的方法是把鞋圈先放在底板的中心孔中，襯幾層薄紙，再套上圓盤(pán)，然后彎折鞋圈口的鐵片釘牢，最后撕去襯的薄紙，留下空隙，使圓盤(pán)能在底板上靈活轉(zhuǎn)動(dòng)。把星圖（圖19-2）畫(huà)在白紙上，再用漿糊粘在圓盤(pán)面上，貼的時(shí)候要使星圖中心的北極星跟圓盤(pán)中心重合。


（3）把面圖畫(huà)在180×160（毫米2）的白卡紙上，用刀挖去圖上方的斜線部分和橢圓形孔。挖橢圓形孔之前，在地圖上查一下居住地的緯度，如果住在北緯30°附近就沿+30°線挖，住在北緯40°附近的地區(qū)就沿+40°線挖。最后在黃板紙條上涂膠水，把面圖貼在上面，活動(dòng)圖就完成了。星圖圓盤(pán)兩邊各露出面板5毫米，便于用手指撥動(dòng)圓盤(pán)。

使用活動(dòng)星圖時(shí)，要先轉(zhuǎn)動(dòng)上盤(pán)的覆蓋物使匹配的時(shí)間和日期能對(duì)應(yīng)，在設(shè)置時(shí)間時(shí)要移除任何日光節(jié)約時(shí)間造成的改變，則在當(dāng)晚所選定的時(shí)間能夠看見(jiàn)的恒星就會(huì)出現(xiàn)在覆蓋物所露出的窗口內(nèi)。覆蓋物上也會(huì)有北方的顯示，但使用指南針(羅盤(pán))可以更好的顯示所有的方位。有許多使用者發(fā)現(xiàn)將活動(dòng)星圖舉在頭上，讓活動(dòng)星圖的南北對(duì)正著真正的南北方式有用的方法。在這樣的位置，似乎可以將星星投射至在夜空上的位置，這也可以快速的辨認(rèn)眼前可以看見(jiàn)的星星。在相反半球的恒星，若赤緯的絕對(duì)值大于此活動(dòng)星圖適用緯度的余緯，因?yàn)橛肋h(yuǎn)都在地平線下（參見(jiàn)中天），就不會(huì)出現(xiàn)在星圖上。當(dāng)我們?cè)O(shè)置好活動(dòng)星圖之后，我們會(huì)注意到相同的星空在一年中許多的日期都能夠看見(jiàn)，只是時(shí)間會(huì)改變。在實(shí)例中很清楚的顯示，一個(gè)設(shè)定在8月25日5:00的活動(dòng)星圖，同樣的星空出現(xiàn)在9月17日的3:30、11月28日的21:45、12月25日的20:00和1月9日的19:00。

進(jìn)行極地考察或作穿過(guò)極地的航行，都需要事先知道極圈內(nèi)某一緯度上一年中有多少天極晝、多少天極夜，以及極晝極夜開(kāi)始于什么時(shí)間、結(jié)束于什么時(shí)間。解決這類(lèi)問(wèn)題可以借助于《活動(dòng)星圖》教具，這是《活動(dòng)星圖》的又一種新用途。 ^[3]

稍有天球常識(shí)的人都知道，（l）大陽(yáng)赤緯是每天變化的，它與太陽(yáng)直射點(diǎn)的緯度完全一致，即說(shuō)，“太陽(yáng)赤緯是多少度，直射點(diǎn)的緯度就是多少度”。赤緯為 “＋”，直射點(diǎn)在北半球，赤緯為“－”，直射點(diǎn)在南半球。（2）直射點(diǎn)與切點(diǎn)(晨昏線與緯線圈的切切點(diǎn))總是處在同一經(jīng)線圈上而且總是相差90個(gè)緯度，即說(shuō)，“直射點(diǎn)的緯度是多少度，離開(kāi)極點(diǎn)多少度的范國(guó)內(nèi)就有極晝極夜現(xiàn)象”，其中，直射點(diǎn)所在半球極點(diǎn)周?chē)霈F(xiàn)極晝，另一半球出現(xiàn)極夜。上述兩點(diǎn)是用《活動(dòng)星圖》教具求極晝極夜開(kāi)始、結(jié)束、持續(xù)日期的理論基礎(chǔ)。

一般較正規(guī)的《活動(dòng)星圖》背面都印有《使用方法》，而且無(wú)不介紹如何用《活動(dòng)星圖》求一年中某一天太陽(yáng)赤緯的方法，反過(guò)來(lái)，若知道了太陽(yáng)赤緯，當(dāng)然也可以用《活動(dòng)星圖》來(lái)查這一天是幾月幾日。用《活動(dòng)星圖》求極圍內(nèi)任一緯度上極晝極夜開(kāi)始、結(jié)束、持續(xù)日期正是基于上述想法設(shè)計(jì)出來(lái)的，其過(guò)程大致分兩大步： 第一步是求極圈內(nèi)所求緯度上出現(xiàn)極晝極夜時(shí)，太陽(yáng)直射點(diǎn)的緯度即當(dāng)時(shí)太陽(yáng)的赤緯，第二步是用《活動(dòng)星圖》查出與該赤緯值相對(duì)應(yīng)的日期。

極圈內(nèi)所求緯度上出現(xiàn)極晝極夜時(shí)太陽(yáng)直射點(diǎn)的緯度（太陽(yáng)赤緯）可據(jù)本文開(kāi)始就提出的兩條理論基礎(chǔ)來(lái)求。如：求75°N地區(qū)開(kāi)始出現(xiàn)極夜時(shí)太陽(yáng)直射點(diǎn)的緯度，依據(jù)兩條理論基礎(chǔ)可以不加思索的算出，75°N地區(qū)開(kāi)始出現(xiàn)極夜時(shí)，太陽(yáng)直射15°S即太陽(yáng)赤緯為－15°，同理80°S地區(qū)開(kāi)始出現(xiàn)極晝時(shí)，太陽(yáng)直射10°即太陽(yáng)赤緯為－10°。

用《活動(dòng)星圖》查對(duì)應(yīng)日期的方法有兩種：

第一種方法（只用《活動(dòng)星圖》）

轉(zhuǎn)動(dòng)星盤(pán)使子午線經(jīng)過(guò)黃道上的某一點(diǎn)----此點(diǎn)的赤緯與所求緯度上出現(xiàn)極晝極夜時(shí)太陽(yáng)赤緯（與太陽(yáng)直射點(diǎn)所在地理緯度相同）相同，計(jì)數(shù)從子午線指示月日至“二分點(diǎn)”（求北極極晝南極極夜時(shí)計(jì)數(shù)到夏至點(diǎn)，求北極極夜南極極晝時(shí)計(jì)數(shù)到冬至點(diǎn)）所在赤經(jīng)線指示月日之間的天數(shù)，以“二至日”為中（皆指北半球二至日，求北極極晝南極極夜時(shí)以夏至日為中，求北極極夜南極極晝時(shí)以冬至日為中）向前減去這個(gè)天數(shù)即開(kāi)始日期，向后加上這個(gè)天數(shù)即結(jié)束日期兩個(gè)日期之間間隔的天數(shù)即所求緯度上極晝極夜的持續(xù)日期。例如，求80°N地區(qū)極晝極夜開(kāi)始、結(jié)束、持續(xù)日期：（1）已知80°N極晝起止時(shí)太陽(yáng)赤緯為+10°，故先轉(zhuǎn)動(dòng)星盤(pán)使子午線經(jīng)過(guò)黃道上赤緯為+10°的一點(diǎn)，然后計(jì)數(shù)從子午線指示月日（9月23日）至夏至點(diǎn)赤經(jīng)線指示月日（11月30日或7月16日）之間的天數(shù)約67天，即80°N地區(qū)極晝開(kāi)始于夏至日前67天（4月16日前后），結(jié)束于夏至日后67天（8月29日前后），極晝持續(xù)日期是4月16日至8月29日約134天。（2）已知80°N極夜起止時(shí)太陽(yáng)赤緯為－10°，故先轉(zhuǎn)動(dòng)星盤(pán)使子午線經(jīng)過(guò)黃道上赤緯為－10°的一點(diǎn)，然后計(jì)數(shù)從子午線指示月日（9月23日）至冬至點(diǎn)所在赤經(jīng)線指示月日（11月30日或7月16日）之間的天數(shù)約67天，即80°N地區(qū)極夜開(kāi)始于冬至日前67天（10月16日前后），結(jié)束于冬至日后67天（2月27日前后），極夜持續(xù)日期是10月16日至次年2月27日約134天。

第二種方法(《活動(dòng)星圖》加附尺)

準(zhǔn)各工作： 找一片直邊硬紙片作附尺，把《活動(dòng)星圖》子午線上的“地平高度”刻劃在附尺上，轉(zhuǎn)動(dòng)星盤(pán)使二至日與二至點(diǎn)赤經(jīng)線重合，將附尺一端固定在北天極并使之能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。

方法：轉(zhuǎn)動(dòng)附尺使之經(jīng)過(guò)黃遂上某一點(diǎn)──該點(diǎn)赤緯與所求緯度上出現(xiàn)極晝極夜時(shí)的太陽(yáng)赤緯(與太陽(yáng)直射點(diǎn)所在地理緯度相同)相同，此時(shí)附尺下端指示月日便是所求緯度上極晝極夜開(kāi)始或結(jié)束的日期，據(jù)這個(gè)日期可再求出另一組日期，兩個(gè)日期間隔的日數(shù)即所求緯度上極晝極夜持續(xù)的日期。例如：求70°S極晝極夜開(kāi)始、結(jié)束、持續(xù)日期，（1）巳知70°S極晝起止時(shí)的太陽(yáng)赤緯為－20°，故先轉(zhuǎn)動(dòng)附尺使之經(jīng)過(guò)黃道上太陽(yáng)赤緯為－20°的一點(diǎn)，此時(shí)，附尺下端指示月日為11月21日，這是開(kāi)始日期，它踞冬至日31天，結(jié)束日期是冬至日后31天即1月月22日，持續(xù)日期是11月21日到次年1月22日計(jì)約62天。(2)已知70° S極夜起止時(shí)太陽(yáng)赤緯為＋20°，故先轉(zhuǎn)動(dòng)附尺使之經(jīng)過(guò)黃道上太陽(yáng)赤緯為＋20°的一點(diǎn)，此時(shí)， 附尺下端指示月日為7月23日，這是結(jié)束日期，它踞夏至日約31天，從夏至日前推31天即5月22日為開(kāi)始日期，持續(xù)日期是5月22日到7月23日計(jì)約62天。

用《活動(dòng)星圖》求極圈內(nèi)任一緯度上極晝極夜開(kāi)始、結(jié)束、持續(xù)日期的方法簡(jiǎn)單、方便、易行，只要手中有一頁(yè)《話動(dòng)星圖》隨時(shí)都可推算。但由于受器具、觀測(cè)等誤差因素的影響，所求得的數(shù)只能是一個(gè)大約數(shù)，要想得到準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，除必須選用精度較高的《活動(dòng)星圖》外，還要求使用者有較商、較熟練的觀測(cè)理技術(shù)。上述方法尚未見(jiàn)于報(bào)刊雜志，同志們不妨一試。

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