有趣的天体物理

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1、有趣的天体物理第1课：运用天文望远镜进行天文观测教学目的:1.了解常见的大文现象;2.初步学会运用天文望远镜进行•天文观测，扩展学生知识面;3.培养学生热爱科学，勇于探索的精神。课时安排：1课时教学过程:［介绍常见的望远镜种类］简易的天文望远镜一般由物镜、物镜镜筒、目镜、寻星镜等部分组成。舉远镜主要有折射式、反射式与折反射式三种类型。1.折射望远镜的物镜是凸透镜。犬体的光线通过物镜聚集在焦平面上成像,然后由目镜放大。2.反射望远镜的物镜是凹而反射镜，天体的光线经过它的反射，投射在-个小反射镜斜镜上，经斜镜的又一次反射，再由H镜放大。3.折反射望远镜基本

2、上就是一架反射望远镜，仅在物镜前面加一个特制的改止透镜，用来克服反射望远镜有像差这一最人的缺点。［利用光学原理分析天文望远镜的性能］用天文望远镜观测星空的人，首先得掌握一定的犬文望远镜和犬文学的基础知识。望远镜的性能主要由以下几个方面来反映:1.有效口径和相对口径物镜中心到焦点的距离叫做物镜的焦距，用符号F表示。物镜的直径没有被框子和光阑挡住的部分叫做物镜的有效口径，用符号D表示。天文望远镜的性能主要就是以这两个数据为标志。有效口径与焦距的比叫做相对口径，用符号A表示。即:a=D/F,其中D、F用毫米作单位。1.放大率望远镜的物镜焦距(F)与H镜焦距(

3、f)之比，叫做望远镜的放大率，用符号M表示。一架天文望远镜通常配有好几个不同焦距的口镜，从而可得到几种不同的放大倍率。比如当望远镜的物镜焦距为840毫米，冃镜的焦距是10毫米，那么放人率就是84倍，若另一目镜的焦距为20毫米，则望远镜的放人率就是42倍了。但是望远镜倍率的提高是有一泄限度的，这就是望远镜的有效倍率。如果选用过高的倍率，成像就会变喑，观测效果反而不好。对普通天文望远镜來说，最高有效倍率约是口径的2倍。例如，望远镜的口径是80価时，最高有效倍率是160倍左右；口径是100mm时，最高有效倍率为200倍左右。2.集光力光线是通过瞳孔进入人眼的

4、，人眼只能收集到相当于瞳孔面积范围的光。在暗处时，人眼的瞳孔直径一般约为7mm。因此，就把望远镜物镜的有效面积相对于瞪孔面积的倍数叫做集光力。BU：集光力二(D*D)/(7*7),妣D用毫米作单位。3.分辨率由于光的衍射作用，天体在望远镜中所成的像，会成为一个小圆盘。如果两颗星星接近到刚刚能分辨出來，它们的最小角距就叫做分辨率，用符号&表示,单位为角秒。望远镜分辨率同物镜有效口径的关系可粗略表示为：0=140/1),其中D用毫米作单位。对于天文观测来说，分辨率往往比放人率更重要。4.极限星等在晴朗无月的夜晚，用望远镜能够看到的最喑的星等，叫做这架望远镜

5、的极限星等，用符号Me表示。Me的数值主要决定于物镜的有效口径，有一•个经验公式可供参考：Me=7.l+51gD,其屮D用厘米作单位。当然这是理论数值，由于大气层及观测者视力等因索的影响，实际数值和计算值不一定一致。1.视场在望远镜中能够看到的天空区域的角直径叫做视场。用符号3表示。对于一架望远镜來说，视场同冃镜的焦距有关，冃镜的焦距越短，望远镜的现场越小。换句话说，望远镜的放人率越人，视场就越小。天文望远镜的相对口径越大，聚光能力就越强，通过望远镜看到的天体就越明亮。另外，在物镜焦距不变的情况下，有效口径越大，相对口径也就越大。显然，有效口径越大，望

6、远镜的性能就越好。也就是说，夭文望远镜的性能好坏，主要由口径來决定。［实习］利用望远镜进行观测［作业］搜集资料：了解天文观测的历史；了解人类认识宇宙的过程；了解常见的天文现象。第2课：太阳的黑子观测课题：太阳的黑子观测教学目的：1.了解太阳概况；2.初步学会进行太阳黑子观测的一般方法。教学过程［课前准备］查阅资料，了解太阳概况，观测前清同学们就自己掌握的一手材料进行交流。［介绍注意事项］1.不能直接用肉眼上观看太阳，因为太阳的强光会把眼睛刺痛。必须用涂了浓墨的玻璃遮住眼睛去看太阳，而且不能看太长时间。肉眼所能看到的太阳是非常小的，太阳表面的情况及变化必

7、须用天文望远镜观测。2.太阳就好象生物一样，每时每刻都在活动着。太阳表面的黑子数量和太阳的活动有密切关系太阳活动越频繁，黑子数目就越多。因此，根据长时间连续观测的黑子的变化情况，就可以研究太阳温度的变化。3.观测太阳黑子所必需的物品用口径5-10cm的小型天文望远镜，就可以对太阳的黑子进行充分的观测了。观测太阳黑子常用有专用镜片的反射式望远镜，最好配备投影板。当然，也可使用有普通物镜的折射式望远镜。为了便于对太阳进行观测，须准备如卜•一些小附件。(1)太阳投影板：对折射式天文望远镜来说，作为附件的投影板，通常在出厂时就配备好了。这种装置安装简单方便，安

8、装好后不会晃动就行了。另外，投影板前后位置可以调整，很方便。(2)目镜：作为观测太阳用的Fl镜