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第 三 章 從地球看太空. 3-1 認識星空 3-2 觀察星空 3-3 繽紛的天體世界. 認 識 星 空. 天球的概念 星座的概念 星球的亮度與顏色. 天體的運動. 宇宙觀 的演進 托勒密的 『 地心說 』--- 天球的概念 哥白尼的 『 日心說 』 日、地、月體系 地球 每日 自轉 一周、 每年 繞日公轉 一周 月球 每月 繞地球 公轉 一周 ( 自轉週期與公轉週期相同 )→ 朔望月 太陽除了本身自轉外,也帶領著所有太陽系成員繞行銀河系中心 ( 週期約二億年 ). 天球的概念.
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第 三 章 從地球看太空 3-1 認識星空 3-2 觀察星空 3-3 繽紛的天體世界
認 識 星 空 天球的概念 星座的概念 星球的亮度與顏色
天體的運動 • 宇宙觀的演進 • 托勒密的『地心說』---天球的概念 • 哥白尼的『日心說』 • 日、地、月體系 • 地球每日自轉一周、每年繞日公轉一周 • 月球每月繞地球公轉一周(自轉週期與公轉週期相同)→朔望月 • 太陽除了本身自轉外,也帶領著所有太陽系成員繞行銀河系中心(週期約二億年)
天球的概念 • 所有的天體不管距離多遠,看起來都分佈在一個遠方極大的球面上,這就是天球。 • 天球赤道:地球赤道向外投影到天球上的大圓,可將天球分成北天和南天兩個半球 • 天球極軸:通過地球南北極的地軸向外延伸之假想軸線,與天球的交點稱為天球北極和天球南極
星 座 • 為了方便表示星球位置,西方將天球劃分成88個大小不一的天區,分屬於88個星座,就如同在地表區分不同國家或鄉鎮。再依照人物、動物、器物命名,如天鵝座。 • 中國古代將全天分成三垣、二十八宿等天區。 • 同一星座的群星只是恰好在同一個天區,而彼此之間常毫無關係,如獵戶座群星。
繁星滿天,如何辨識與稱呼? 星 球 看 似 排 成 某 些 特 殊 的 圖 案 ?
獵戶座 參宿四:540光年 參宿七:910光年
夏季大三角與銀河 台灣地區夏季易見的星空 織女星 牛郎星 天津四
如何區分恆星 • 亮 度 • 顏 色
亮 度 • 亮度是指地球上所見恆星的明暗程度。 • 古希腊天文學家希巴卡斯將天上的恒星,依肉眼可辨的不同亮度,分為6個等級。 • 通常以星等(視星等)來表示恆星的亮度,星等數值愈小、看起來愈明亮。 • 一等星比二等星亮。 • 最亮的星星定為1等星,越暗的星等越大。 • 星等每相差5等,亮度差100倍 • 星等每差一等,亮度比約為2.51倍。 • 一等星與六等星差五個星等,亮度差100倍。 • 亮度與發光能力成正比、而和距離平方成反比。 • 太陽? 最亮? • 看起來最亮是因距離近,其發光能力只能算中等。
恆星的命名 • 主要亮星大多有它專屬的星名,例如:織女星 、牛郎星等。 其他暗星怎麼辦? • 恆星統一命名原則: • 依同一星座中恆星的亮暗程度,以24個小寫的希臘字母的順序(α、β、γ、δ、ε.....)來命名。 • 織女星是天琴座最亮的星,故稱為天琴座α星。 • 河鼓二為天鷹座α星,俗稱牛郎星或牽牛星。 • 更多的暗星再系統的依明暗順序、位置來編號。
亮度與距離平方成反比 • 隨著距離增加,相同面積上收到的能量減少,星球看起來較暗。
獵戶座 參宿四:540光年 參宿七:910光年
顏 色 • 受熱的鐵棒,溫度不斷升高(由左向右),造成鐵棒發光顏色由紅黃趨於藍白。 • 因此恆星的顏色亦與其表面溫度有關,星球表面溫由低至高依序為紅→黃→白→藍
小小測驗:那個溫度低? 溫度低 溫度高
絕對星等 • 將星星統一放置於32.6光年的地方,比較其亮度。
P 北極星 • 北極星是顆二等星,亮度並不耀眼,但因地球自轉使得眾星看起來繞天北極(北極星)轉。猜猜看,哪顆是北極星?
B1 B2 P 每小時繞北極星轉15度(B1→B2) 東 西 北
人站著和地平面成90° • 北極星恒在北方
周日運度 指地球的自轉 • 看北極星的仰角=人所在的緯度 • 北極星星光垂直向下且和赤道成90 °,也和緯度線成90 °
觀 察 星 空 天體的運行 星體的周日運動(地球自轉) 星體的周年運動(地球公轉) 季節的成因 月亮的盈虧 日食與月食 天文觀測
太陽在天球中位置的變化 • 黃道與天球赤道間有23.5°的夾角。 • 黃道與天球赤道兩個交點分別稱為春分點及秋分點 • 黃道面最北方的點稱為夏至點 • 最南方的點則稱為冬至點。
天 球 春分:3/21 夏至:6/22 秋分:9/23 冬至:12/22
周日運動 • 由於地球每天由西向東自轉一周,造成每天日月星辰東升西落 • 因地球自轉軸對準北天極 (北極星)方向,因此看起來恆星每天繞北極星運行一周
大氣的擾動—影響對星空的觀測 地 面 外 太 空
光 害 • 背景太亮以致於暗星難以觀察
周年運動:星座的四季變化 • 地球繞日公轉造成之現象: • 四季星象的變化 • 每過一天同一恆星約提早四分鐘升起 • 太陽每個月經過黃道上不同的星座 • 變化週期為一年。
2/21 太陽每個月經過黃道上不同的星座 • 2月21日太陽移動至雙魚座,當晚夜空出現的為室女座
恆星約提早四分鐘升起 • 地球以太陽為參考點自轉一周,實際上會比轉360度還要多轉1度,必須多花費四分鐘左右,所以同一恆星每天提早四分鐘升起。
恆星約提早四分鐘升起 • 地球以太陽為參考點自轉一周,實際上會比轉360度還要多轉1度,必須多花費四分鐘左右,所以同一恆星每天提早四分鐘升起。
A 0.986° A 天體運動日變化 • A點為正午時分,相反側B為午夜 • 每隔一天,地球公轉約1°(0.986°) • 隔了一天,同樣的天體會提早出現約4分鐘 B
由北極上空觀察地球,地球為逆時針自轉,即為自西向東轉。由北極上空觀察地球,地球為逆時針自轉,即為自西向東轉。 • 地球自轉一圈:24 小時。 • 造成日、月、星辰均有東升西落的現象。 • 地球的自轉軸對準北極星,故北極星天空中的位置固定不變,不會東升西落。
季節的成因 • 季節變化的原因是陽光照射的角度改變,影響地表溫度及日夜長短。 • 地軸傾斜 • 地球繞太陽公轉 • 季節變化並非日地距離所造成。 • 每年大約1月2日,為地球的近日點,但此時正是北半球冬季,而南半球則為夏季。
直射、斜射的能量變化 • 光線垂直照射時,能量分布在圓形的最小面積;而當 光線斜射時,則分布在較大的橢圓形內,因此單位面積內接收到的能量比較少。
日 食 • 日食發生於朔(農曆初一) • 日月地成直線
月 食 • 月食發生於望(農曆十五) • 日地月成直線