天球仪使用实验报告文档格式.docx

1、认识天球仪主要由天球、子午圈、地平圈和支架四部分组成，如图a1.1所示。图中，天球；子午圈；天赤道；黄道；地平圈；竖环；底座；螺旋。p21345p687图a1.1天球仪构造示意2（1）天球）天球是天球仪的主体部分。球体的直径根据需要而定。大型天球仪观测者可以进入球内进行观测，通常使用的天球仪直径约30厘米，只能从球外向里观测。天球可以绕一根贯穿圆球中心的轴旋转，这个轴称为天轴，天轴两端有轴承，装在子午线圈上，用以支持天球的旋转。球面上绘有国际通用的星座和4等以上的主要亮星，其中著名的亮星注有中文专名。除此之外，球面上还绘有天赤道、赤纬圈、赤经圈和黄道等基圈和辅圈。其中，天球正中的大圆是天赤道，

2、每隔1时（即15）有一条赤经线与天赤道垂直，赤经线的经度值标注在天赤道上。和天赤道平行的小圆是赤纬圈，间距为10，赤纬值也标明在赤纬圈上。和天赤道斜交约2326的大圆为黄道，其上标有黄经和日期，表示一年中太阳在黄道上的位置。因此，可在天球仪上读取任一天体的赤道坐标和黄道坐标。此外，天球上还绘有一些特殊的点（如天南极和天北极、黄北极和黄南极、春分点及秋分点），以及部分星座图形、肉眼可见的星团和星云及银河等。（2）子午圈）子午圈是通过天极固定在天球上并与天赤道垂直的大圆，子午圈与天赤道正交，上面刻有自天赤道到两极090的刻度，刻度数值与赤纬圈的度数相对应，可以在子午圈上读取任意天体的赤纬。子午圈的

3、最高点是天顶，与之对应的最低点是天底。天顶和天底连线即测点的铅垂线。天子午圈决定了正南正北的方向原点，是量度方位的基准。子午圈为地平坐标和赤道坐标所共有，据此可进行两种坐标之间的换算。（3）地平圈）天球仪上宽边的水平圆环代表地平圈，固定在支架的竖环上，并和竖环垂直，可以读取任意天体中天时的高度。地平圈与子午圈交于南、北两点，与天赤道交于东、西两点，合称四方点，代表地平的四个方位。地平圈上自南点起，由东向西标有从0360的刻度，表示地平经度（方位角）。（4）支架）支架包括竖环和底座两部分。半圆竖环是支架的中坚部分，它既固定地平圈，又支持子午圈，并且还与支架的底座相连，从而使天球仪连成一个整体。底

4、座支点向上延伸的方向线即是观测点的沿垂线，它与天球面交于天底和天顶两点。2、天球仪的校正、天球仪的校正，包括纬度、方位和时间三项校正。校正后，显示在天球仪地平圈之上的部分就是当时当地所见的实际星空，就可以按图索骥，进行观测。（1）纬度校正）凡是与观测地点有关的问题，都必须对天球仪进行纬度的校正。因为天极的地平高度等于观测地的地理纬度，所以，只要转动子午圈，使仰极在北点（或南点）的高度等于当地的地理纬度，这就能使天球仪正确显示地面上某点的观测者所见的星空。（2）方位校正）3对天球仪进行纬度校正后，移动天球仪，使天球仪上的方位与当地的实际方位相重合，即使地平圈上所注的东南西北四个正方位和当地实际方

5、位相符合。这样，天球仪上所显示的星空就与当地的实际星空相一致了。（3）时间校正）由于星空除随观测地点而异外，还随观测时间而变化。若需讨论具体时刻的天象，还必须对观测时刻进行时间校正。要使天球仪上的星空与观测时间的星空相符合，首先在黄道上找到当日视太阳的位置，并将当日视太阳置于午圈下（此时即显示该日正午的星空），然后按照正午前一小时向东转15，正午后一小时向西转15的比例，转动天球仪，调整到观测时刻。此时，出现在地平圈以上的星空，就是当地可观测的星空。如果观测时刻是地方恒星时，先将春分点置于午圈之下，在天赤道上找到与给定的观测时刻相对应的赤经数，然后按天球仪转动到该时刻经线与午圈重合即可。如果观

6、测时刻是地方视时，先在黄道上确定当日太阳的位置，然后将太阳置于午圈之h下。假如地方视时小于12，向东转动天球仪，转动的时间角度等于12h减地方视时；假如地方视时大于12h，向西转动天球仪，转动的时间角度等于地方视时减12h的差值。如果观测的时刻是地方平时，那么要根据时差校正视时，再按照上面的方法校正。如果是“北京时间”，那么要根据经度差校正为地方平时，再校正为视时，最后按照上述方法天球仪主要由天球、子午圈、地平圈和支架四部分组成正。四、实验操作指导实验操作指导1、利用天球仪求算天体的位置、本实验提示1：在使用天球仪求算天体位置及求解相关天文问题时，必须将天球仪调整到与观察者坐标系统相符合的位置

7、，即进行天球仪的校正。（1）读取恒星赤经和赤纬的近似值）在天球仪上找到所要确定的恒星。将它转到午圈的下面，在天赤道上读出它的赤经值，在午圈上读出它的赤纬值。（2）已知赤经和赤纬找出某恒星）按已知赤经值在天赤道上找出它所在的赤经线，转动天球仪，使其位于午圈下边。在午圈上找出已知赤纬度数，则刻度下边的星就是要找的某星。本实验提示2：在天球仪上找已知的赤纬值时，如遇非整赤经线可以采用内插法加以确定，赤经亦同，从而能够确定所求恒星的大致位置。在求解类似的天文问题时，也可以采用这一方法。（3）读取某日的太阳黄经、赤经和赤纬的近似值）读取某日的太阳黄经、在黄道上找到某日的点，该点即太阳某日在天球上的视位置

8、，就可直接在黄道上读出太阳的黄经值。按读取恒星赤经、赤纬的方法读得太阳的赤经和赤纬。（4）量度两星间的角距离）张开圆规两脚对准要量度的两颗星。将两脚移到天赤道或黄道上，即可读出两星间的角距离。4（5）已知纬度，求某恒星时某恒星的地平高度和方位角），按照当地纬度调整天极高度。按照所给恒星时做天球仪时间校正，将星空固定，找到所求恒星。确定天顶位置，用细绳连接天顶和恒星并与地平圈相交，在地平圈上的方位刻度，就是其方位角；同时用两脚规量出此刻度处至该星的角度，就是地平高度。本实验提示3：例如，求在重庆（2936n）地方恒星时7h50m时，天狼星的地平高度（h）和方位角（）各是多少？位角约为21。时刻某

9、一恒星的（6）已知恒星时，求该时刻某一恒星的时角）已知恒星时，求该时刻某一恒星将天球仪做时间校正，并使天球仪固定不动。找到所求恒星，其赤经线与午圈在赤道上所夹的弧段即为该星的时角。本实验提示4：本实验提示5：求恒星时时刻某一恒星的时角，实际上就是求该时刻某恒星在天球上的位置与午圈之间的角距离。例如，要求地方恒星时为7h50m和4h20m时天狼星的时角时，可进行如下操作：将春分点从午圈起向西转7h50m（即7h50m赤经圈与午圈重合）。这时，天狼星的赤经线与午圈的夹角即为它的时角，约1h09m。同样地，将可读得天狼星的时角约21h39m。该例表明，春分点从午圈起向西转4h20m，在天球仪可以求解

10、赤道坐标和时间坐标之间相互转化的问题，这种相互转化是以观测的地方恒星时为纽带的。（7）求某地某日太阳出没时刻和出没方位、上中天高度和昼夜时间长度）求某地某日太阳出没时刻和出没方位、按照已知点的地理纬度调整天极高度。在黄道上确定某日太阳所在的位置。将该日太阳置于午圈之下，在午圈上读出太阳的上中天高度。转动天球仪，使太阳位于地平圈上，此时太阳位置即日出点（在东方）或日没点（在西方）。这两点的方位角，即为日出（或日没）的方位角。从天赤道上计算日出点在天赤道上的投影与午圈之间的间隔时数，即上午时间长度，将其乘以2即可得到昼长。12h减去上午时间长度，即为日出的地方视时，再加上上午时间长度，便可得出日没

11、的地方视时，经过时差和经度差的改正后，可得太阳出没的标准时。解：按照纬度和地方恒星时对天球仪进行校正后，利用细绳和两脚规，求得天狼星的地平高度大约为41，方2、利用天球仪验证天体视运动、（1）天体周日视运动）经过纬度订正以后，即可在天球仪上演示天体在当地周日运动的一般情况。绕转时，要摆正天球仪方位，使天球缓慢转动。可选取几个特殊纬度（如90）和几个恒星作为代表说明问题。本实验提示6：由于观测者是在天球外观察天球仪所演示的天象，因此用天球仪所模拟的天象与观测者实际从天空中看到的天象是相反的，但这并不影响利用天球仪验证天体视运动等作用。本实验提示7：在天球仪上演示天体周日视运动时，由于地球自转方向

12、为自西向东，因此5篇二：天球仪的实验报告篇三：实验一天球仪的使用实验一天球仪的使用一、实验目的学习使用天球仪，进一步巩固天球坐标系的知识二、实验仪器天球仪天球仪的构造及校准：天球仪是一个表述各种天体坐标和演示天体视运动的天球模型。球面上标有亮星的位置、星名、国际通用的星座以及几种天球坐标系的标志和度数。天球仪上还绘有赤道圈、赤经圈、赤纬圈和黄道圈。赤道圈和黄道圈的夹角约2326，两圈的交点为春分点和秋分点。赤道上标有赤经的刻度。黄道上标有黄经和日期，用以表示一年中太阳在黄道上的视位置。天球仪的中间轴代表天轴，它与球面相交的两点为天球的南极与北极。天轴的两端固定在竖直圆环上（:天球仪使用实验报告

13、），竖环代表子图sh1.1天球仪午圈，用它可读取任意天体中天时的地平高度。实验时还可以根据观测点的地理纬度调节天极的高度。球仪上与子午圈垂直的水平圆环代表地平圈，刻度为方位角。子午圈与地平圈的两交点为南点与北点。一个装置正确的天球仪必须满足以下条件：（1）赤道圈与地平圈相交的两点分别通过正东、正西两点。（2）东西两点与子午圈南点均相距90o。三、仪器的使用使用天球仪可以解决以下几类问题：1.求已知北京地区（=40）某区时的天象。2.粗略确定天体的赤经和赤纬。3.已知某一天体的赤经和赤纬，确定观测时刻该天体在天球上的位置（时角、地平高度和方位角），即进行粗略的坐标变换。4.了解地面上不同纬度处天

14、体的视运动情况。四、练习1读出以下恒星的赤经（）、赤纬（）、黄经（）和黄纬（）：轩辕十四、大陵五、织女星、参宿七。2读出在春分、夏至、秋分和冬至及实习当天的太阳的坐标：、。3某类星体的=1228，=+0213，在天球上找到它的位置，并指出它所在的星座。4说明在两极地区和赤道处天体周日视运动情况，以及在3月21日、6月22日、9月23日、12月23日太阳在以上地区的周日视运动情况。5求在广州（=+23）老人星过天子午圈时的高度？在北京能看到老人星吗？6求天狼星在恒星时s=5时的时角、地平高度和方位角。hms7找出观测当晚北京时间20：00:00时的天象。hhm在北京（=+40）20XX年10月1日336观测到某卫星地平高度h=30，方位角A=112，求此卫星的、。hm