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1、天體視運動的觀察(一)天體的周日視運動???如果你喜歡觀察星空,辨認星座,你一早已發(fā)現(xiàn)所有的星星都象太陽和月亮一樣,有著東升西落的運動。由于這種運動每天有規(guī)律地重復(fù)出現(xiàn),所以叫做天體的周日視運動。天體的周日視運動現(xiàn)象是怎樣產(chǎn)生的呢?由于在周日視運動的過程中,星星之間的相對位置和星座的形狀保持不變,所以古時候的人們認為整個星空是在繞著一條軸線旋轉(zhuǎn)。通過長時期的觀測研究,人們終于認識了天體的周日視運動其實是地球自轉(zhuǎn)運動的反映。就像人坐在奔馳的火車里看到外面的房屋、樹木在向后跑一樣,地球每天繞自轉(zhuǎn)軸自西向東旋轉(zhuǎn)一周,地球上的人們就會看到所有的星星每天都繞著一
2、個軸自東向西旋轉(zhuǎn)一周。這個旋轉(zhuǎn)軸與地球的自轉(zhuǎn)軸方向一致,叫做天軸。天軸和天球相交于兩點,和地球北極相對應(yīng)的一點叫做北天極,和地球南極相對應(yīng)的一點叫做南天極。???太陽和月亮的周日旋轉(zhuǎn)是大家都非常熟悉的。要觀測恒星的周日視運動,你可以在天黑以后,選擇夜空中特征明顯的一個星座,記準(zhǔn)它在天球上的位置。過一個小時以后,你再去看,就臺發(fā)現(xiàn)這個星座已經(jīng)在天球上移動了大約15度。???當(dāng)恒星在做周日旋轉(zhuǎn)的時候,北天極和南天極是固定不動的,而兩個天極附近的恒星(即拱極星)的運動軌跡呈一個個的同心圓。恒星離天極越近,所得到的圓圈的半徑就越小,小熊星座星很靠近北天極,人們
3、通常就把它叫做北極星。北極星在周目旋轉(zhuǎn)中的軌跡是一個極小的圓,我們幾乎可以認為它是固定不動的。假如你有興趣的話,在晴朗無月的夜晚,有照相機對準(zhǔn)北極星露光一小時左右,你就可以拍下拱極星周日視運動的軌跡了。???中緯度地區(qū)所見的恒星周日視運動???另外,對于地球上各個不同緯度的觀測者來說,他們所看到的天體的視運動線路和地平間的關(guān)系也各不相同。下面我們找?guī)讉€特殊的地區(qū)來給大家做一簡單的介紹。???在北緯40度地區(qū)。觀測者可以看見北極星在正北地平線上空高40度的位置。從正東方升起的星傾斜著移向南方,到上中天時(即到正南方時),它距離地平線的高度是50度,以后它
4、又傾斜著向西移動,由正西方落到地平線以下。在這一緯度上可以看見距北極星40度以內(nèi)的星永遠不沉入地平線以下,它們一晝夜圍繞北極星旋轉(zhuǎn)一周;而南面有同樣大一部分星空是永遠不升到地平線以上,即永遠看不見的。在地球赤道上的觀測者,能夠看見全天所有的星星,北極星在正北地平線上,南天極則在正南地平線上。從東方升起的星,垂直上升,上中天以后又垂直地下降,由西方落入地平。在地球兩極的觀測者可以看見所有的星星都不上升也不下落,北天極或南天極正在:頭頂上,全部星星周日旋轉(zhuǎn)的軌跡都和地平圈平行,只是距離地平圈的高度各不相同。在北極只能看見北半天球的星,在南極只能看見南半天球
5、的星。????(二)星空的周年變化和太陽周年視運動???如果你是一個細心的觀測者,每天晚上都在同一時間來觀察星空,那么你就會發(fā)現(xiàn)原來在正南方天空上的星座,一兩個月以后就移到了西方,而原來在西方地平線上的星座已經(jīng)落到西方地平線以下看不見了。如果你再仔細一些,,找一個坐北朝南的建筑物,站在它的后面,順著東墻面的視線,找一顆位于正南方的星,并記住它。第二天晚上,當(dāng)這顆星再次到達正南方時,說明地球已經(jīng)自轉(zhuǎn)了一圈。用鐘表測定一下這穎星兩次出現(xiàn)在天空同一位置的時間間隔,你會發(fā)現(xiàn)它并不是整整24小時,而是23小時56分4秒,顯然這是地球自轉(zhuǎn)的真正周期。這一現(xiàn)象告訴人
6、們;同樣的星空,明天會比今天約提前4分鐘到來,后天會提前約8分鐘,依次類推,半個月后會提前1小時,一個月后會提前2小時。要想在同樣的時間看到同樣的星空,則須等一年以后。星空的這種周年變化,古人早就發(fā)現(xiàn)了。我國古書中所記"斗柄東指,天下皆春;斗柄南指,天下皆夏;斗柄西指,天下皆秋;斗柄北指,天下皆冬。"就是指這種現(xiàn)象說的。有興趣的話,你不妨也觀察一下北斗斗柄的這種變化,不過要記住,須在每天晚上8點前后觀察。???星空的周年變化是怎樣產(chǎn)生的?通過長期的觀測研究,人們認識到這是地球繞太陽公轉(zhuǎn)的反映。這個道理我們用一個很簡單的圖就可以說清楚。請看附圖2。圖中S
7、代表。太陽,圓abcd代表地球繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道,A、B、G、D代表天上的星座;當(dāng)?shù)厍蛟赼點時,我們看到太陽在星座C的方向。星座C和太陽同升同落,太陽的光輝將它完全淹沒了;我們在地球上用肉眼根本看不見它。而星座A與太陽的方向相反,晚上就會在天空出現(xiàn)。同樣,當(dāng)?shù)厍蜻\行到b點時,星座D被太陽的光輝所淹沒,在地球上看不見它,而星座月在晚上能被看到。就這樣,地球繞太陽公轉(zhuǎn)一周,我們從地球上看到的就是太陽從一個星座移到另一個星座,經(jīng)過一年時間,太陽也繞著天球轉(zhuǎn)了一周。這種直觀的運動,就叫做太陽周年視運動。太陽周年視運動的路徑叫做黃道。黃道兩測各8度的區(qū)域叫做黃道帶
8、。古時候人們將黃道帶中的十二個星座稱為黃道十二宮,它們的名稱是:雙魚、白羊、金牛、雙子、巨蟹、