校本課程教案-天文觀測(共11頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上校本課程教案課題名稱：天文觀測教學(xué)目的：1 了解常見的天文現(xiàn)象；2 初步學(xué)會進(jìn)行天文觀測的一般方法和手段；3 擴(kuò)展學(xué)生知識面；4 培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)，勇于探索的精神。課時安排：4課時第一課時：天文望遠(yuǎn)鏡教學(xué)目的：了解天文望遠(yuǎn)鏡的種類、工作原理和性能教學(xué)過程：介紹常見的望遠(yuǎn)鏡種類簡易的天文望遠(yuǎn)鏡一般由物鏡、物鏡鏡筒、目鏡、尋星鏡等部分組成。望遠(yuǎn)鏡主要有折射式、反射式與折反射式三種類型。1 折射望遠(yuǎn)鏡的物鏡是凸透鏡。天體的光線通過物鏡聚集在焦平面上成像，然后由目鏡放大。2反射望遠(yuǎn)鏡的物鏡是凹面反射鏡，天體的光線經(jīng)過它的反射，投射在一個小反射鏡斜鏡上，經(jīng)斜鏡的又一次反射，再由

2、目鏡放大。3折反射望遠(yuǎn)鏡基本上就是一架反射望遠(yuǎn)鏡，僅在物鏡前面加一個特制的改正透鏡，用來克服反射望遠(yuǎn)鏡有像差這一最大的缺點(diǎn)。利用光學(xué)原理分析天文望遠(yuǎn)鏡的性能用天文望遠(yuǎn)鏡觀測星空的人，首先得掌握一定的天文望遠(yuǎn)鏡和天文學(xué)的基礎(chǔ)知識。望遠(yuǎn)鏡的性能主要由以下幾個方面來反映： 1有效口徑和相對口徑物鏡中心到焦點(diǎn)的距離叫做物鏡的焦距，用符號F表示。物鏡的直徑?jīng)]有被框子和光闌擋住的部分叫做物鏡的有效口徑，用符號D表示。天文望遠(yuǎn)鏡的性能主要就是以這兩個數(shù)據(jù)為標(biāo)志。有效口徑與焦距的比叫做相對口徑，用符號A表示。即：AD/F，其中D、F用毫米作單位。2放大率望遠(yuǎn)鏡的物鏡焦距(F)與目鏡焦距(f)之比,叫做望遠(yuǎn)鏡的

3、放大率，用符號M表示。一架天文望遠(yuǎn)鏡通常配有好幾個不同焦距的目鏡，從而可得到幾種不同的放大倍率。比如當(dāng)望遠(yuǎn)鏡的物鏡焦距為840毫米，目鏡的焦距是10毫米，那么放大率就是84倍，若另一目鏡的焦距為20毫米，則望遠(yuǎn)鏡的放大率就是42倍了。但是望遠(yuǎn)鏡倍率的提高是有一定限度的，這就是望遠(yuǎn)鏡的有效倍率。如果選用過高的倍率，成像就會變暗，觀測效果反而不好。對普通天文望遠(yuǎn)鏡來說，最高有效倍率約是口徑的2倍。例如，望遠(yuǎn)鏡的口徑是80mm時，最高有效倍率是160倍左右；口徑是100mm時，最高有效倍率為200倍左右。3集光力光線是通過瞳孔進(jìn)入人眼的，人眼只能收集到相當(dāng)于瞳孔面積范圍的光。在暗處時，人眼的瞳孔直徑

4、一般約為7mm。因此，就把望遠(yuǎn)鏡物鏡的有效面積相對于瞳孔面積的倍數(shù)叫做集光力。即：集光力=(D*D)/(7*7)，其中D用毫米作單位。 4分辨率由于光的衍射作用，天體在望遠(yuǎn)鏡中所成的像，會成為一個小圓盤。如果兩顆星星接近到剛剛能分辨出來，它們的最小角距就叫做分辨率，用符號表示，單位為角秒。望遠(yuǎn)鏡分辨率同物鏡有效口徑的關(guān)系可粗略表示為：=140/D，其中D用毫米作單位。對于天文觀測來說，分辨率往往比放大率更重要。5極限星等在晴朗無月的夜晚，用望遠(yuǎn)鏡能夠看到的最暗的星等，叫做這架望遠(yuǎn)鏡的極限星等，用符號Me表示。Me的數(shù)值主要決定于物鏡的有效口徑，有一個經(jīng)驗(yàn)公式可供參考：Me7.151gD，其中D

5、用厘米作單位。當(dāng)然這是理論數(shù)值，由于大氣層及觀測者視力等因素的影響，實(shí)際數(shù)值和計算值不一定一致。6視場在望遠(yuǎn)鏡中能夠看到的天空區(qū)域的角直徑叫做視場。用符號表示。對于一架望遠(yuǎn)鏡來說，視場同目鏡的焦距有關(guān)，目鏡的焦距越短，望遠(yuǎn)鏡的現(xiàn)場越小。換句話說，望遠(yuǎn)鏡的放大率越大，視場就越小。天文望遠(yuǎn)鏡的相對口徑越大，聚光能力就越強(qiáng)，通過望遠(yuǎn)鏡看到的天體就越明亮。另外，在物鏡焦距不變的情況下，有效口徑越大，相對口徑也就越大。顯然，有效口徑越大，望遠(yuǎn)鏡的性能就越好。也就是說，天文望遠(yuǎn)鏡的性能好壞，主要由口徑來決定。實(shí)習(xí)利用望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行觀測作業(yè)搜集資料：了解天文觀測的歷史；了解人類認(rèn)識宇宙的過程；了解常見的天文現(xiàn)象

6、。第二課時：太陽的黑子觀測教學(xué)目的：1 了解太陽概況；2 初步學(xué)會進(jìn)行太陽黑子觀測的一般方法。教學(xué)過程課前準(zhǔn)備查閱資料，了解太陽概況，觀測前清同學(xué)們就自己掌握的一手材料進(jìn)行交流。介紹注意事項(xiàng)1不能直接用肉眼上觀看太陽，因?yàn)樘柕膹?qiáng)光會把眼睛刺痛。必須用涂了濃墨的玻璃遮住眼睛去看太陽，而且不能看太長時間。肉眼所能看到的太陽是非常小的，太陽表面的情況及變化必須用天文望遠(yuǎn)鏡觀測。2太陽就好象生物一樣，每時每刻都在活動著。太陽表面的黑子數(shù)量和太陽的活動有密切關(guān)系太陽活動越頻繁，黑子數(shù)目就越多。因此，根據(jù)長時間連續(xù)觀測的黑子的變化情況，就可以研究太陽溫度的變化。3觀測太陽黑子所必需的物品用口徑510cm

7、的小型天文望遠(yuǎn)鏡，就可以對太陽的黑子進(jìn)行充分的觀測了。觀測太陽黑子常用有專用鏡片的反射式望遠(yuǎn)鏡，最好配備投影板。當(dāng)然，也可使用有普通物鏡的折射式望遠(yuǎn)鏡。為了便于對太陽進(jìn)行觀測，須準(zhǔn)備如下一些小附件。（1）太陽投影板：對折射式天文望遠(yuǎn)鏡來說，作為附件的投影板，通常在出廠時就配備好了。這種裝置安裝簡單方便，安裝好后不會晃動就行了。另外，投影板前后位置可以調(diào)整，很方便。（2）目鏡：作為觀測太陽用的目鏡，可以任意選用耐熱類型的高增益式。應(yīng)準(zhǔn)備一個能看到太陽全貌的5060倍的目鏡，和一個能看到黑子深部的高倍率目鏡。（3）太陽濾光鏡：直視觀測太陽時應(yīng)該用專用濾光鏡，因?yàn)闉V光鏡有隔熱減光的特性，望遠(yuǎn)鏡口徑在

8、10cm以上肘，物鏡前面應(yīng)蓋上一個中間開有直徑5cm以下孔的蓋子，或用三面反射棱鏡，使通光量適當(dāng)減少。觀測太陽千萬要注意眼睛的安全。（4）觀測用圖紙：在潔白的紙上畫好直徑15cm（或者10cm）的圓并寫好數(shù)據(jù)，事先制成觀測用的圖紙。其他如鉛筆、橡皮擦、秒表等都應(yīng)事先準(zhǔn)備好。對太陽表面和太陽黑子進(jìn)行觀測做好觀測紀(jì)錄作業(yè)太陽黑子的觀測報告第三課時：日食的觀測教學(xué)目的：1 了解日全食；2 學(xué)會觀測日全食。課前準(zhǔn)備查閱資料，了解日全食產(chǎn)生的原因及人類對日全食的認(rèn)識過程，觀測前請同學(xué)們就自己掌握的一手材料進(jìn)行交流。背景材料介紹月球在繞地球運(yùn)行的過程中，有時會走到太陽和地球的中間，月球的影子落在地球的表面

9、上，在影子里的觀測者就會看到太陽被月球遮蔽的現(xiàn)象，叫做日食。日食分日全食、日偏食與日環(huán)食三種。全盤和環(huán)食的過程分初虧、食既、食甚、生光、復(fù)圓等5種，偏食只有初虧、食甚與復(fù)圓3種食象。日食是可以用肉眼進(jìn)行觀測的，當(dāng)然，在太陽只有部分虧缺時，陽光依然會很刺眼，觀測時必須考慮有效的減光對策，千萬不要直接用肉眼去看太陽。可以采用以下幾種簡單的辦法進(jìn)行觀測： 第一種辦法是，找一個臉盆，里面盛滿水，再放入些墨汁，日食的時候從臉盆里看太陽的倒影。這是一種最簡單易行的方法。 第二種辦法是，找塊玻璃板，用煤油燈把它熏黑，日食的時候隔著這塊熏黑了的玻璃板看太陽。 第三，找?guī)讖?20的照相底片，把它們重疊起來，R食

10、的時候隔著這些底片看太陽。這種方法可以根據(jù)太陽光的強(qiáng)弱隨時增減底片張數(shù)，還可以裝在自己制作的眼鏡框上，使用起來很方便。第四，用望遠(yuǎn)鏡觀測，但不要直接通過望遠(yuǎn)鏡上看太陽，否則會灼傷眼睛。用望遠(yuǎn)鏡觀測太陽，要事先找?guī)讖堈障嗟灼?，剪成合適的形狀，裝在物鏡的前面。要注意裝牢，防止移動望遠(yuǎn)鏡的時候底片滑掉。比較妥當(dāng)?shù)霓k法還是使用投影板。投影極安裝在目鏡的一端，調(diào)整目鏡焦距，使投影板上出現(xiàn)清晰的太陽像以使觀測日食的全過程。發(fā)生日食之前，對于日食的時刻、方位以及整個日食的過程，一般都有預(yù)報。我們要根據(jù)預(yù)報作好準(zhǔn)備，除了準(zhǔn)備好觀測用具以外，還要準(zhǔn)備一些日食觀測紙。日食觀測紙上有一個大圓，圓上逆時針方向標(biāo)有0&

11、#176;-360°。記錄的時候，大圓表示太陽的圓面，0°位置表示太陽的北點(diǎn)。為了了解日食的全過程，要從初虧到復(fù)圓的各個階段，每隔一定時間畫一張食像圖。 對于日全食，從食既到生光只有三、四分鐘，有時不到一分鐘，要在這段時間內(nèi)描繪一、二張或者三、四張食像圖。 初虧的時刻和方位是比較難測準(zhǔn)的，在預(yù)定的時刻到來之前，就要密切注意著預(yù)報的方位。當(dāng)出現(xiàn)初虧現(xiàn)象，就立即記下出現(xiàn)的時刻以及太陽圓面和月亮圓面相外切的切點(diǎn)方位。初虧以后，太陽圓面和月亮圓面相交于兩點(diǎn)，每次觀測時要記下觀測時刻和兩個交點(diǎn)的方位，并且及時把食像描繪在日食觀測紙上。這項(xiàng)工作只要做得很仔細(xì)，就會獲得一套日食全過程的食

12、像圖。日全食的機(jī)會對于天文愛好者來說是十分難得的。因此，參加觀測日全食是要注意協(xié)作，進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆止ぁＣ總€人要熟悉所用儀器，掌握操作方法，學(xué)會做觀測記錄。最好預(yù)先排練幾次，使實(shí)地觀測日全的短暫時間內(nèi)不忙亂。能及時準(zhǔn)確地記下日全食的種種現(xiàn)象。觀測場地要預(yù)先選擇好，保證自始至終都能看到日食。此外，還應(yīng)注意以下幾個問題。（1）觀測月球影子在日全食即將來臨和剛要結(jié)束的短時間內(nèi)，我們可以看到月球影子由西向東迅速移動。為了觀測月影，要登上比較高的地方。事先選擇幾個大致東西向排列的、到觀測點(diǎn)距離不同的遠(yuǎn)方目標(biāo)，如大建筑物電線桿、高樹、山坡等，并測量出它們到觀測點(diǎn)的距離（也可以事后補(bǔ)測）。觀測的任務(wù)是定出影子從

13、遠(yuǎn)方目標(biāo)到達(dá)觀測點(diǎn)的時間。由于影子移動速度快，計時要用種表或者數(shù)數(shù)的方法。由距離和時間，就可以計算出月影移動的速度。月影移動的速度大約每秒1公里。（2）觀測倍利珠月球表面有許多高山，所以月亮的邊緣崎嶇不平。在食既或生光到來的瞬間，太陽光通過月球邊緣的山谷射出來，形成許多特別明亮的光線或光點(diǎn)，好象在太陽的周圍鑲嵌著一串珍珠似的，這就是著名的倍利珠。觀測倍利珠現(xiàn)象并沒有特殊的科學(xué)價值，但這是一種很有趣而美麗的現(xiàn)象。當(dāng)發(fā)現(xiàn)月面邊緣有倍利球現(xiàn)象出現(xiàn)的時候，要記住它的方位、形狀和珠的數(shù)量，并立即畫下來。食既瞬間，倍利珠一般出現(xiàn)在太陽的東邊緣，生光瞬間，倍利珠一般出現(xiàn)在太陽的西邊緣。作業(yè)模擬觀測日全食，以

14、繪圖、照片和文字形勢寫出觀測報告。第四課時：流星的觀測教學(xué)目的：1 了解流星現(xiàn)象和流星雨產(chǎn)生的原因；2 學(xué)會觀測流星雨。課前準(zhǔn)備查閱資料，了解流星現(xiàn)象和流星雨產(chǎn)生的原因，觀測前清同學(xué)們就自己掌握的一手材料進(jìn)行交流。肉眼對流星進(jìn)行觀測注意事項(xiàng)：觀測流星不需那些大規(guī)模的工具，用肉眼就可以進(jìn)行觀測。當(dāng)然，正規(guī)的流星觀測，還是要根據(jù)其觀測目的使用天文望遠(yuǎn)鏡，或用照相機(jī)及其他的觀測工具并用的方法，以及使用電子技術(shù)等高新技術(shù)或器具進(jìn)行觀測。流星是每大都有的，世界各地的夜空部會不時有飛行的流星，而且出現(xiàn)在離地面100公里左右。不論處在哪個地方的您，用肉眼觀測流星，只要方法正確，就會得到充分有用的資料和數(shù)據(jù)。

15、觀測流星應(yīng)注意以下問題：1統(tǒng)計流星的數(shù)量根據(jù)觀測目的的不同，肉眼觀測流星也應(yīng)有不同的方法。觀測流星應(yīng)從數(shù)流星的數(shù)量開始，應(yīng)使用計數(shù)器來計算1小時內(nèi)出現(xiàn)的流星數(shù)量以及隨著時間的逝去流星出現(xiàn)數(shù)量的變化情況。可是，我們的眼睛不可能象魚的眼睛那樣可以同時向四處觀望。當(dāng)一個人觀測時，只能數(shù)在自己視野內(nèi)的流星數(shù)。通常是以觀測流星群的輻射點(diǎn)為中心去觀看。沒有流星群活動時，要選一個明亮的星或星座，向著所選的星座方向去觀測。觀測流星最好能夠采用小組集體協(xié)作進(jìn)行觀測，每個人分擔(dān)天空的一部分方位去觀測。這樣就可以對太空的大范圍內(nèi)的流星進(jìn)行觀測了。例如，6個人合作觀測時，每個人分擔(dān)60°的方位，8個人觀測時

16、，每人分擔(dān)45°的方位。如果還能有一個人專門負(fù)責(zé)頭頂上面的方位（天頂方位）那就更好了。還有一個人專門負(fù)責(zé)記錄，這是集體觀測活動的最理想觀測方法。2目測流星的明亮度如果有多余的時間，應(yīng)把流星的亮度和近處恒星的亮度比較，并記錄下來。要在觀測方向的星空中尋找一個亮度測定基準(zhǔn)星，基準(zhǔn)星的亮度等級必須是已知的。但由于這種流星觀測是瞬間的目視觀測，如不能達(dá)到相當(dāng)?shù)氖炀毘潭?，就不可能得到穩(wěn)定的數(shù)據(jù)。3注意記錄流星的其他特征流星的顏色用肉眼很難分辨出來，但對特明亮的流星可以把對它的感覺記錄下來。如果觀測到流星爆發(fā)的特別現(xiàn)象，千萬不要忘記記錄下來，還要判斷和記錄它屬于哪個流星群。流星群的觀測背景材料介

17、紹：有時，您對著天空中的某個方位看了一個多小時，可能只看到一兩顆流星。如果您在1小時內(nèi)看到了幾十顆或更多的流星，且這些流星都好象是從同一點(diǎn)發(fā)出的，就叫做流星群或叫流星雨。某個特定的流星雨通常每年是在同一個時期出現(xiàn)。平時偶然出現(xiàn)的流星叫做偶發(fā)流星。重要的流星群如下： 名 稱 可 見 日 期 天琴座流星雨 4月20-24日 寶瓶座流星雨 5月2-7日 寶瓶座流星雨 7月22日-8月1日 英仙座流星雨 7月27日-8月16日 獵戶座流星雨 10月17日-25日 金牛座流星雨 10月25日-11月25日 獅子座流星雨 11月16日-19日 雙子座流星雨 12月7日-15日 觀測流星群時，沿著流星運(yùn)動的

18、相反方向追尋下去，就會發(fā)現(xiàn)它們源于星空中某一點(diǎn)，把這個點(diǎn)叫做幅射點(diǎn)。各流星群有各自的幅射點(diǎn)。有無相同的幅射點(diǎn)是區(qū)別流星群與偶發(fā)流星的主要標(biāo)志。流星群的命名，通常使用輻射點(diǎn)所在的星座或附近某個星星的名寧。例如“獅子座流星群”就是輻射點(diǎn)在獅子星座附近的流星群。所謂流星體就是指直徑大約1cm以下，重量1克以下的微小天體。他們以每秒約1070公里的速度闖入地球的大氣層，因磨擦發(fā)熱而發(fā)光，當(dāng)我們從地球上看到它們時，那就是流星。流星物質(zhì)有些是來自構(gòu)成彗星的微小天體，它們和彗星一道在相同的軌道上象河水似的流動著。每年的同一個時間，地球橫穿這些彗星軌道空間時，這些殘存在彗星軌道上的微粒就會和地球的大氣碰撞，這

19、就是我們能定期看見流星群的原因。我們把形成流星群的彗星稱做流星群的母彗星。1重要的流星群值得特別推薦的流星群有三個：微隕界座流星群，英仙星座流星群和雙子星座流星群。微隕星座流星群每年的1月4日爆發(fā)，許許多多的流星飛馳在冬天的星空中，就象慶祝新年元旦一樣。這個流星群的幅射點(diǎn)在四分儀星座，因而又叫這個流星群為四分儀座流星群。英仙星座流星群爆發(fā)的日子在8月12日。這一天可看到很多十分明亮的流星。其實(shí)，整個暑假正是觀測流星入門的最好時間。12月13日是雙子星座流星群出現(xiàn)的時間，雖說這是一個比較暗的流星群，但是每年在這一天穩(wěn)定地出現(xiàn)。需要特別注意的是，后半夜流星出現(xiàn)的數(shù)量較前半夜要多。2流星的觀測記錄如果您觀測流星已經(jīng)很熟練的話，