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为什么天文台大多设在山上
天文台主要是进行天文观测和研究的机构,世界各国天文台大多设在山上。
我国的天文台也大多设在山上。如紫金山天文台,它就设立在南京城外东北的紫金山上,海拔267米。北京天文台设有5个观测站,其中兴隆观测站海拔约940米,密云观测站海拔约150米。上海天文台在余山的工作站,海拔也有98米。云南天文台在昆明市的东郊,海拔为2020米。
天文台的主要工作是用天文望远镜观测星星。星星离我们都非常遥远。一般恒星离我们都在几十万亿千米以外,离我们最近的天体——月亮,距离地球也有38万多千米。地球上的高山一般只有几千米高,缩短这么一小段距离,显然是微不足道的。
地球被一层大气包围着,星光要通过大气才能到达天文望远镜。大气中的烟雾、尘埃以及水蒸气的波动等,对天文观测都有影响。尤其在大城市附近,夜晚城市灯光照亮了空气中的这些微粒,使天空带有亮光,妨碍天文学家观测较暗的星星。在远离城市的地方,尘埃和烟雾较少,情况要好些,但是还不能避免这些影响。
越高的地方,空气越稀薄,烟雾、尘埃和水蒸气越少,影响就越小,所以天文台大多设在山上。现在,世界上公认的三个最佳天文台台址都设在高山之巅,这就是夏威夷莫纳凯亚山山顶,海拔4206米;智利安第斯山,海拔2500米山地;大西洋加那利群岛,2426米高的山顶。
知识点:天文台、天文观测、大气、微粒
为什么天文学家要给星星拍照
拍照可以给我们留下美好的回忆和永久的纪念,那么天文学家为什么要给天上的星星拍照呢?原来,有很多天文现象瞬息突变,像超新星能在几天之内光度突然增加到原来光度的千万倍以上,又如流星在天空中一划而过,几秒钟就消逝;有些天文现象极其罕见,像日全食在一个地方平均要相隔200-300年才出现一次,而且一次最长不过几分钟时间,又如亮的彗星,要几十年甚至更长时间才碰上一次。这些天象如果不拍下照片,长期保存,单凭人们的印象和记录,就很少有科学价值。
天文现象的另一个特点是星光暗淡,在观测恒星光谱时,需将这点微弱的星光分散在一条谱带上,若要用眼睛直接看清每条谱线,是很困难的。如果通过天文望远镜拍下照片,星光虽弱,但底片感光有积累作用,加长曝光时间就可以弥补这一不足。给星星拍照还有一个好处,就是它能拍到紫外线和红外线部分,超出了肉眼的可见范围,这样就扩大了我们观测恒星光谱的范围。
再说天空中繁星点点,多得使人眼花缭乱,无法应付。因此,天文学家在绘星图、编星表时,用给星星拍照的方法,既客观又准确。若用目视方法测绘上千万颗星的位置,实在是难以想象。所以,给星星拍照是天文观测中不可缺少的重要办法。近代天文学中的重要发现,与此密不可分。
给星星拍照和我们一般拍照不大一样。一般在拍人、拍景时,“咔嚓”一声,一张照片就拍好,曝光时间很短,只有几百分之一秒或几十分之一秒。而给星星拍照则需几分钟乃至几小时,曝光时间长是天文照相的一个特点。其次,天文台大都使用玻璃底片——干片,因为天文台需要进行精密测量,比如测谱线的波长或测星星的相对位置,都要精确到万分之一毫米,使用玻璃底片就不会变形。
当今数字照相机正在崛起,大有取代用胶卷的普通照相机之势。原理与数字相机的基本相同的天文观测设备,也正在逐步取代经典的天文照相术,但它们的工作目的还是一样的,只是“拍照”的效果更好。
知识点:天文观测、照相、光谱、科学价值
为什么在南极和北极半年是白天,半年是夜晚
地球在围绕太阳旋转的时候,身体有点儿倾斜。地球的自转轴并不和公转的轨道平面垂直,它们相交成66.5度的角度。
每年春分,太阳直射地球的赤道。然后地球渐渐移动,到了夏天,日光直射到北半球来。以后以过秋分,太阳再直射赤道。到了冬季,太阳又直射南半球去了。在夏季这段时间,北极地区整天在日光照耀之下,不管地球怎样自转,北极都不会进入地球上未被阳光照到的暗半球内,一连几个月看见太阳悬挂在天空。直到秋分以后,阳光直射到南半球去,北极进入了地球的暗半球里,漫漫长夜方才降临。在整个冬季,日光一直不能照到北极。半年以后,等到春分,太阳才重新露面。所以北极半年是白昼(从春分到秋分),另半年是黑夜(从秋分到春分)。
同样的道理,南极也是半年白昼,半年黑夜。只不过时间和北极正好相反。北极白昼的时候,南极是黑夜。北极黑夜的时候,南极是白昼。
实际上,由于大气折射的影响,太阳还在地平线下面半度左右的时候,日光就已经照射到地面上来。因此,北极在春分前两三天,太阳光就已经照到地面。而秋分之后,也要过两三天太阳才完全隐没下去。所以北极的白昼要比半年长一些。同样的道理,南极的白昼也是半年多一点。不过,由于地球公转轨道不是正圆形,北极的白昼,比南极的还要略长一些。
正因为如此,在每年的春分和秋分前后几天,在南极和北极,同时都可看见太阳,过着共同的白昼。相反的,在一年中的其他时间里,南极和北极从来不会同时出现黑夜。
知识点:白昼、黑夜、南极、北极、大气折射
为什么在使用公历的同时还要用农历
我国现在使用的历法有两种,一种是国际上通用的公历,也叫阳历;另一种是我国特有的农历,又称夏历。
公历起源于古代埃及。地球绕太阳公转一周的时间,即一个回归年的长度是365天5小时48分46秒。为了日常生活的方便,1年所包含的日数应为整数,因此公历取365天为1年,然后再采取置闰的方法来与回归年的长度保持一致。公历的置闰方法,使得它的历年平均长度非常接近回归年的实际长度,要经过好几千年才相差1日。因此,公历就把寒来暑往、季节交替非常准确地反映出来了。然而,公历的月数和每个月中所包含的日数都是人为规定的,没有任何天象的依据。
农历实际上是一种阴阳历,它是兼顾月相变化和回归年两个周期而编制的历法。首先,它以月相变化一周的时间作为月的标准,这样1个月的平均长度是29日12时44分2.8秒,农历取29日为1小月,30日为1大月,12个月共354或355日。为了使它的历年长度尽量与回归年长度一致,采用置闰月的办法,有闰月的年份包含13个月。这样一来,农历每年也与季节交替周期相近,并且农历每月与月亮盈亏周期相符。这就是说,它的年和月两个单位,都具有各自确定的天文意义。
农历还有一个特点,就是设置了二十四节气。节气是根据地球绕太阳的公转运动确定的,地球在公转轨道上,每前进15°就算是1个节气。这样,地球1年绕太阳一圈360°,就有24个节气。这样看来,节气和阳历一样,都是以地球绕太阳公转为依据。因此,节气是阳历的,而不是阴历的。节气在阳历中的日期都很固定。例如,春分都集中在阳历的3月20日、21日、22日这三天;秋分则集中在9月23日、24日这两天。据史书记载,自战国时代以来,我国农民就开始根据二十四节气来安排农业生产。
为什么我们在使用公历的同时还要使用农历呢?
农业生产与二十四节气的密切关系是原因之—。其次,农历的月是一个朔望周期,航海和渔业、盐业等一些部门的生产活动都离不开它。
农历在我国已经有好几千年的历史了,可以说是家喻户晓,妇孺皆知。特别是农历中的一些节日,例如,春节、元宵节、清明节、端午节、中秋节、重阳节等等,早已成为我国人民传统的节日,这也是目前我们仍然使用农历的原因之一。
知识点:公历、农历、二十四节气
为什么下半夜看到的流星比上半夜多
我们看到的流星,有时多有时少,如果仔细观测,就会发现下半夜看到的流星比上半夜多。这是什么缘故呢?
在一般情况下,流星体在地球周围空间的分布是均匀的,运动速度的大小和方向各不相同。假如地球没有公转和自转,静止在天空,那么,从各个方向闯进来的流星数目应该大致相等。
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