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。