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天文观测基础知识天文观测基础知识天文爱好者协会天文爱好者协会1 1星座与四季星空星座与四季星空 一、星名：一、星名：1.1.有的根据神话故事有的根据神话故事,如牛郎星、织女星、天狼星、如牛郎星、织女星、天狼星、老人星等；老人星等；2.2.有的根据中国二十八星宿有的根据中国二十八星宿,如角宿一、心宿二、如角宿一、心宿二、娄宿三、参宿四和毕宿五等；娄宿三、参宿四和毕宿五等；3.3.有的根据恒星颜色，如大火（心宿二）；有的根据恒星颜色，如大火（心宿二）；4.4.还有的根据所在天区还有的根据所在天区,如天关星、北河二、北河如天关星、北河二、北河三、南河三、天津四、五车二和南门二。三、南河三、天津四、五车二和南门二。2 2 二、星座：二、星座：为了认星方便，人们用假想的线条将亮星连接为了认星方便，人们用假想的线条将亮星连接起来，构成各种各样的图形，或人为地把星空分起来，构成各种各样的图形，或人为地把星空分成若干区域，这些图形连同它们所在的天空区域，成若干区域，这些图形连同它们所在的天空区域，中国称之星官，西方叫做星座。中国称之星官，西方叫做星座。3 31 1、中国古代把可见天空分为三垣四象二十八宿、中国古代把可见天空分为三垣四象二十八宿三垣：北天极及附近的三个较大天区三垣：北天极及附近的三个较大天区紫微垣：（中垣）天北极周围天区紫微垣：（中垣）天北极周围天区太微垣：（上垣）包括紫微垣与二十八宿之间的狮子座、后太微垣：（上垣）包括紫微垣与二十八宿之间的狮子座、后发座、室女座、猎犬座等天区。发座、室女座、猎犬座等天区。天市垣：（下垣）包括蛇夫座、巨蛇座、天鹰座、武仙座、天市垣：（下垣）包括蛇夫座、巨蛇座、天鹰座、武仙座、北冕座等天区。北冕座等天区。4 4二十八宿：黄道附近的二十八个区域二十八宿：黄道附近的二十八个区域四象：将二十八宿分成四组，每组七宿，四象：将二十八宿分成四组，每组七宿，分别与四个地平方位、四种颜色相匹配。分别与四个地平方位、四种颜色相匹配。东方苍龙，青色：角、亢、氐、房、心、尾、箕；东方苍龙，青色：角、亢、氐、房、心、尾、箕；北方玄武，黑色：斗、牛、女、虚、危、室、壁；北方玄武，黑色：斗、牛、女、虚、危、室、壁；西方白虎，白色：奎、娄、胃、昴、毕、觜、参；西方白虎，白色：奎、娄、胃、昴、毕、觜、参；南方朱雀，红色：井、鬼、柳、星、张、翼、轸；南方朱雀，红色：井、鬼、柳、星、张、翼、轸；二十八宿的范围有大有小，最大的为井宿，赤经跨度约为二十八宿的范围有大有小，最大的为井宿，赤经跨度约为33330 0，而最小的觜宿和鬼宿，仅有，而最小的觜宿和鬼宿，仅有2 20 0 3 30 0 。5 56 62 2、国际通行的星空区划、国际通行的星空区划 88 88个星座个星座 8888个星座的确定：个星座的确定：19281928年，国际天文联合会正式公布了年，国际天文联合会正式公布了8888个星座，并规个星座，并规定以定以18751875年的春分点和赤道为基准的赤经线和赤纬线作为年的春分点和赤道为基准的赤经线和赤纬线作为划分星座范围的界限。（其中北天划分星座范围的界限。（其中北天2929个，黄道个，黄道1212个，南天个，南天4747个。）个。）星座大小相差悬殊，所含星数也各不相同，同一星座的星星座大小相差悬殊，所含星数也各不相同，同一星座的星无任何物理联系。无任何物理联系。7 78 8三、四季星空三、四季星空9 91010斗柄指东斗柄指东 天下皆春天下皆春 斗柄指南斗柄指南 天下皆夏天下皆夏 斗柄指西斗柄指西 天下皆秋天下皆秋 斗柄指北斗柄指北 天下皆冬天下皆冬11111.1.春夜星空春夜星空 春天的夜晚，最引人注目的是高悬于北方天空的北斗七星（即大熊座春天的夜晚，最引人注目的是高悬于北方天空的北斗七星（即大熊座、），它斗柄指向东方，除），它斗柄指向东方，除星是星是3m 3m 外，其它外，其它6 6颗均为颗均为2m2m。从北斗七星出发，连接北斗星斗口的从北斗七星出发，连接北斗星斗口的星和星和星并延长到这两颗星距离星并延长到这两颗星距离5 5倍远倍远的地方，可找到明亮的北极星（小熊座的地方，可找到明亮的北极星（小熊座，星等为，星等为2m2m）；沿斗口的另外两颗）；沿斗口的另外两颗星星星和星和星的联线向西南巡去，可找到一颗白色亮星星的联线向西南巡去，可找到一颗白色亮星轩辕十四轩辕十四(狮子座狮子座，星等为，星等为1m)1m)；顺着斗柄的；顺着斗柄的星、星、星、星、星、星、星所形成的曲线延伸出去，星所形成的曲线延伸出去，能找到一颗橙色的零等亮星能找到一颗橙色的零等亮星大角星（牧夫座大角星（牧夫座）；继续南寻可找到另一）；继续南寻可找到另一颗颗1m1m亮星亮星角宿一（室女座角宿一（室女座）；再继续向西南巡去可找到由）；再继续向西南巡去可找到由4 4颗小星组成颗小星组成的四边形，这就是乌鸦座。的四边形，这就是乌鸦座。这条始于斗柄、止于乌鸦座的大弧线称为这条始于斗柄、止于乌鸦座的大弧线称为春季大曲线；由大角、角宿一和狮子座由大角、角宿一和狮子座构成的三角形称为构成的三角形称为春季大三角春季大三角。牧夫座中有牧夫座中有5 5颗由颗由3m3m以下的暗星组成的五边形，加上大角星，很像一个风筝。大以下的暗星组成的五边形，加上大角星，很像一个风筝。大角星就像挂在风筝下边的明灯。角星就像挂在风筝下边的明灯。紧靠牧夫座的东偏北有紧靠牧夫座的东偏北有7 7颗颗3m3m以下的暗星，它们像一个小小的半环形串珠，开口以下的暗星，它们像一个小小的半环形串珠，开口对着北方，这就是北冕座，古人把它想象成一顶王冠；其中最亮的是北冕座对着北方，这就是北冕座，古人把它想象成一顶王冠；其中最亮的是北冕座星（星（3m3m）。）。室女座呈室女座呈“土土”字形，角宿一位于土字下面一横的东段，土字的一竖同下面一横字形，角宿一位于土字下面一横的东段，土字的一竖同下面一横的交点处是的交点处是3m3m的室女座的室女座星，它几乎位于天赤道上，且离秋分点很近。星，它几乎位于天赤道上，且离秋分点很近。狮子座是春夜星空中很引人注目的角色，它像一个反写的问号；东边的三颗星构狮子座是春夜星空中很引人注目的角色，它像一个反写的问号；东边的三颗星构成一个小直角三角形，最东边角顶上是一颗黄色的成一个小直角三角形，最东边角顶上是一颗黄色的2 2等星等星狮子座狮子座星。星。乌鸦座南面是长蛇座，它的星都很暗，最亮的长蛇座乌鸦座南面是长蛇座，它的星都很暗，最亮的长蛇座星（角宿一）是一颗星（角宿一）是一颗2 2等等星。此外，春夜星空中还可看到巨蟹座、天龙座等。星。此外，春夜星空中还可看到巨蟹座、天龙座等。附：四季星空特点附：四季星空特点12122.2.夏夜星空夏夜星空 夏日黄昏以后，北斗七星位于西北方天空，斗柄指向南方（见本书配套光盘夏季夏日黄昏以后，北斗七星位于西北方天空，斗柄指向南方（见本书配套光盘夏季星空图）。这个时期星空的特点是，银河像美丽的光带挂在天穹，从北偏东星空图）。这个时期星空的特点是，银河像美丽的光带挂在天穹，从北偏东的地平线向南方延伸，明亮的织女星（天琴座的地平线向南方延伸，明亮的织女星（天琴座）和牛郎星（天鹰座）和牛郎星（天鹰座）在）在银河两旁含情脉脉相望。织女星附近是银河两旁含情脉脉相望。织女星附近是4m4m的天琴座的天琴座星（渐台二），它是著星（渐台二），它是著名的食变双星。靠近牛郎星西北和东南各有一颗暗星，俗称扁担星，传说那名的食变双星。靠近牛郎星西北和东南各有一颗暗星，俗称扁担星，传说那是牛郎挑着来同织女相会的一双儿女；它们同牛郎星排成一条直线，统称河是牛郎挑着来同织女相会的一双儿女；它们同牛郎星排成一条直线，统称河鼓三星。在天琴座的东北，在银河背景上可看到一个十字形的星座叫做天鹅鼓三星。在天琴座的东北，在银河背景上可看到一个十字形的星座叫做天鹅座，十字的东北端那颗白色的座，十字的东北端那颗白色的1 1等星是天津四（天鹅座等星是天津四（天鹅座），十字西南端的一），十字西南端的一颗颗3 3等星是辇道增七（天鹅座等星是辇道增七（天鹅座），它是用小望远镜就可以分辨出的目视双星。），它是用小望远镜就可以分辨出的目视双星。由银河两侧的织女星、牛郎星和银河之中的天津四所构成的大三角，称由银河两侧的织女星、牛郎星和银河之中的天津四所构成的大三角，称夏季夏季大三角大三角，这是夏夜星空的重要标志，这是夏夜星空的重要标志。由织女星顺着银河由织女星顺着银河“岸岸”边向南边巡去，可看到一颗红色的亮星边向南边巡去，可看到一颗红色的亮星心宿二（天心宿二（天蝎座蝎座,星等为星等为1m1m），它和十几颗星组成），它和十几颗星组成S S形曲线，这就是夏季的代表星座天形曲线，这就是夏季的代表星座天蝎座，蝎尾浸没于银河之中。由牛郎星沿银河南下，可找到人马座，其中的蝎座，蝎尾浸没于银河之中。由牛郎星沿银河南下，可找到人马座，其中的6 6颗星组成南斗六星颗星组成南斗六星星、星、星、星、星、星、星、星、星、星、星，与西北天空的北星，与西北天空的北斗七星遥遥相对。人马座部分的银河最为宽阔和明亮，因为人马座方向是银斗七星遥遥相对。人马座部分的银河最为宽阔和明亮，因为人马座方向是银河系中心的方向。由织女星向牛郎星联线并继续向东南方向延伸，可找到由河系中心的方向。由织女星向牛郎星联线并继续向东南方向延伸，可找到由暗星组成的摩羯座。沿天津四与织女星的连线向西南方向巡去，可找到武仙暗星组成的摩羯座。沿天津四与织女星的连线向西南方向巡去，可找到武仙座，武仙座以西就是由七颗小星围成的北冕座。座，武仙座以西就是由七颗小星围成的北冕座。13133.秋夜星空秋夜星空 秋高气爽，天空刚刚拉上夜幕时，北斗七星横在地平线上，斗柄指西，秋高气爽，天空刚刚拉上夜幕时，北斗七星横在地平线上，斗柄指西，这时不容易看到它（见本书配套光盘秋季星空图）。这时不容易看到它（见本书配套光盘秋季星空图）。飞马当空，银河斜挂飞马当空，银河斜挂，这是秋季星空的重要特征，这是秋季星空的重要特征。从头顶的秋季四边。从头顶的秋季四边形开始，它由飞马座形开始，它由飞马座星、星、星、星、星和仙女座星和仙女座星构成，除飞马座星构成，除飞马座星为星为3m3m星外，其均为星外，其均为2m2m星，因而十分醒目。由飞马座星，因而十分醒目。由飞马座星向仙女座星向仙女座星延伸，经由仙后座星延伸，经由仙后座星可找到北极星；由飞马座星可找到北极星；由飞马座星向南延伸可星向南延伸可找到鲸鱼座找到鲸鱼座星；由飞马座的星；由飞马座的星向星向星延伸，在南方低空可找到秋星延伸，在南方低空可找到秋季星空唯一的一颗季星空唯一的一颗1m1m的红色亮星北落师门（南鱼座的红色亮星北落师门（南鱼座星）；由飞马座星）；由飞马座向飞马座向飞马座星延伸可找到仙王座；沿仙女座向东北方向延伸可找到星延伸可找到仙王座；沿仙女座向东北方向延伸可找到英仙座，其中的大陵五（英仙座英仙座，其中的大陵五（英仙座星）是著名的食变双星；秋季四边星）是著名的食变双星；秋季四边形的东南面是双鱼座和很大的鲸鱼座，鲸鱼座形的东南面是双鱼座和很大的鲸鱼座，鲸鱼座星是一颗著名的长周星是一颗著名的长周期变星。仙王、仙后、仙女、英仙、飞马和鲸鱼诸星座构成王族星座，期变星。仙王、仙后、仙女、英仙、飞马和鲸鱼诸星座构成王族星座，是秋季星空的主要星座。秋季四边形的西南面是宝瓶座和摩羯座。秋是秋季星空的主要星座。秋季四边形的西南面是宝瓶座和摩羯座。秋季星空亮星很少，但像仙女座大星云季星空亮星很少，但像仙女座大星云M31M31这样的深空天体虽然不太亮这样的深空天体虽然不太亮却十分壮观。却十分壮观。1414 4.4.冬夜星空冬夜星空 在寒冷的冬天，夕阳西下后的夜空，北斗七星出现在东北低空，斗柄指在寒冷的冬天，夕阳西下后的夜空，北斗七星出现在东北低空，斗柄指向北方（见本书所附光盘冬季星空图）。冬季星空中最引人注目的是高悬于向北方（见本书所附光盘冬季星空图）。冬季星空中最引人注目的是高悬于南天的猎户座。它主要由七颗亮星组成，夹在红色亮星参宿四南天的猎户座。它主要由七颗亮星组成，夹在红色亮星参宿四(猎户座猎户座,星星等为等为1m)1m)和蓝白色亮星参宿七和蓝白色亮星参宿七(猎户座猎户座星，星等为星，星等为1m)1m)之间的三星之间的三星(猎户座猎户座星、星、星、星、星星)被看作是猎人腰带上的明珠；著名的猎户座大星云就位于中被看作是猎人腰带上的明珠；著名的猎户座大星云就位于中间那颗明珠附近。顺着三星向南偏东巡去，可找到全天最亮的天狼星间那颗明珠附近。顺着三星向南偏东巡去，可找到全天最亮的天狼星(大犬座大犬座)，它是一颗双星。参宿四的正东另有一颗白色的亮星南河三，它是一颗双星。参宿四的正东另有一颗白色的亮星南河三(小犬座小犬座星，星，星等为星等为1m)1m)。参宿四、天狼星和南河三组成参宿四、天狼星和南河三组成冬季大三角冬季大三角，淡淡的银河从中穿过。，淡淡的银河从中穿过。沿猎户座三星向西北望去，可找到一颗红色亮星沿猎户座三星向西北望去，可找到一颗红色亮星毕宿五毕宿五(金牛座金牛座星，星，星等为星等为1m)1m)以及附近的几颗小星，它们组成毕星团；再继续向西北巡去，可看以及附近的几颗小星，它们组成毕星团；再继续向西北巡去，可看到由到由6-76-7颗小星组成的昴星团；它们皆属金牛座。金牛座的东北是形如五边形颗小星组成的昴星团；它们皆属金牛座。金牛座的东北是形如五边形的御夫座，主星五车二的御夫座，主星五车二(御夫座御夫座星星)是是1m1m星。顺着参宿七和参宿四的联线向星。顺着参宿七和参宿四的联线向东北巡去可找到双子座，它像个矩形，其中可找到两颗亮星：橙黄色的东北巡去可找到双子座，它像个矩形，其中可找到两颗亮星：橙黄色的1m1m星星北河三北河三(双子座双子座星星)和蓝白色的和蓝白色的2m2m星北河二星北河二(双子座双子座星星)。五车二、北河三、五车二、北河三、南河三、天狼星、参宿七、毕宿五共同组成南河三、天狼星、参宿七、毕宿五共同组成冬季大六边形冬季大六边形。1515一、天球一、天球以任意点为球心，任意长为半径，为研究天体的位置和运动以任意点为球心，任意长为半径，为研究天体的位置和运动而引进的一个与人们直观感觉相符的假想圆球。而引进的一个与人们直观感觉相符的假想圆球。特点：特点：1 1、与直观感觉相符的科学抽象、与直观感觉相符的科学抽象2 2、天体在天球上的位置只反映天体视方向的投影、天体在天球上的位置只反映天体视方向的投影3 3、天球上任意两天体的距离用其角距表示、天球上任意两天体的距离用其角距表示4 4、地面上两平行方向指向天球同一点、地面上两平行方向指向天球同一点5 5、任意点为球心、任意点为球心天体的周日视运动天体的周日视运动16161 1、天极、天极(p(p、p p,),)和天赤道和天赤道(Q(Q、Q Q,),)2 2、天顶、天顶(Z)(Z)天底天底(Z,)(Z,)和真地平和真地平3 3、天子午圈、四方点、和卯酉圈、天子午圈、四方点、和卯酉圈4 4、黄道和黄极、黄道和黄极5 5、二分点和二至点、二分点和二至点天球上的基本点圈天球上的基本点圈17171 1、天极和天赤道：、天极和天赤道：天极：天极：P P 过天球中心做过天球中心做一与地球自转轴平行的一与地球自转轴平行的直线（天轴），它与天直线（天轴），它与天球相交的两点为天极。球相交的两点为天极。天赤道：天赤道：QQQQ 过天球中心做过天球中心做一与天轴垂直的平面一与天轴垂直的平面（天赤道面），它与天（天赤道面），它与天球相交的大圆为天赤道球相交的大圆为天赤道。18182 2、天顶、天底和真地平：、天顶、天底和真地平：天顶：天顶：Z Z 过天球中心做一直线过天球中心做一直线与观测点的铅垂线平行，交与观测点的铅垂线平行，交天球于两点，位于观测者头天球于两点，位于观测者头顶的一点称天顶。顶的一点称天顶。天底：天底：Z Z 与天顶相对的另一交点与天顶相对的另一交点为天底。为天底。真地平：过天球中心做一与铅垂真地平：过天球中心做一与铅垂线垂直的平面，与天球相交线垂直的平面，与天球相交的大圆为真地平。的大圆为真地平。19193 3、天子午圈、四方点、卯酉圈、天子午圈、四方点、卯酉圈天子午圈：过天极和天顶天子午圈：过天极和天顶的大圆。的大圆。四方点：天子午圈与真地四方点：天子午圈与真地平相交的两点为南北点，平相交的两点为南北点，（靠近北天极的为北点）（靠近北天极的为北点）天赤道与真地平相交的天赤道与真地平相交的两点为东西点。两点为东西点。卯酉圈：过天顶和东西点卯酉圈：过天顶和东西点所做的大圆弧。所做的大圆弧。20204 4、黄道与黄极、黄道与黄极黄道：过天球中心做一与黄道：过天球中心做一与地球公转轨道平面平行地球公转轨道平面平行的平面为黄道面，与天的平面为黄道面，与天球相交的大圆为黄道。球相交的大圆为黄道。黄极：黄道所对应的两个黄极：黄道所对应的两个极点。极点。黄赤交角：黄道与赤道的黄赤交角：黄道与赤道的交角。交角。23230 0.5.521215 5、二分点、二至点、二分点、二至点二分点：二分点：黄道与天赤道的两个黄道与天赤道的两个交点。交点。春分点；秋分点春分点；秋分点二至点：二至点：黄道上与二分点相距黄道上与二分点相距90900 0的另两个点。的另两个点。夏至点；冬至点夏至点；冬至点2222当地的地理纬度等于北极星的高度2323在在地地球球赤赤道道地地区区看看到到所所有有天天体体都都垂垂直直于于平平面面做做圆运动圆运动 在在中中纬纬地地区区看看到到的的天天体体的的周周日日视视动动在在地地球球的的南南、北北极极地地区区看看到到所所有有天天体体都都平平行行于于地地平圈做圆运动平圈做圆运动二、不同纬度处的天体视运动二、不同纬度处的天体视运动：1 1、极区、极区 ：h h 2 2、赤道地区：、赤道地区：3 3、中纬度地区：、中纬度地区：2424 三、永不上升与永不下三、永不上升与永不下落天体落天体1 1、永不下落天体：、永不下落天体：永不上升天体：永不上升天体：2 2、地理纬度越高，这类、地理纬度越高，这类天体越多：天体越多：极区：各半；极区：各半；赤道：无赤道：无永不下落天体永不下落天体永不上升天体永不上升天体25252626 这是北天恒星周这是北天恒星周日视运动的照片。日视运动的照片。每条弧线都是一颗每条弧线都是一颗恒星穿过夜空的轨恒星穿过夜空的轨迹。图迹。图(a)(a)的暴光的暴光时间约为时间约为1 1小时，小时，图图(b)(b)约为约为5 5小时小时。2727周年视运动周年视运动 地球的公转地球的公转 天体的周年天体的周年视运动视运动太阳太阳自西向东在自西向东在黄黄道道上每年运行上每年运行一周一周 造成造成四季星空的不四季星空的不同。同。天体的周年视运动天体的周年视运动2828日期：日期：3 3月月2121日日 4 4月月2020日日 5 5月月2121日日 6 6月月2222日日 7 7月月2323日日 8 8月月2323日日 9 9月月2323日日 太阳经过：太阳经过：白羊座白羊座|金牛座金牛座|双子座双子座|巨蟹座巨蟹座|狮子座狮子座|室女座室女座日期：日期：9 9月月2323日日1010月月2323日日1111月月2222日日1212月月2222日日11月月2020日日 2 2月月1818日日33月月2121日日 太阳经过：太阳经过：天秤座天秤座|天蝎座天蝎座|人马座人马座|摩羯座摩羯座|宝瓶座宝瓶座|双鱼座双鱼座2929天体的视亮度和星等天体的视亮度和星等自古以来人们为熟悉星空、识别星空的亮度，习惯上自古以来人们为熟悉星空、识别星空的亮度，习惯上把肉眼看到的星的亮度分为把肉眼看到的星的亮度分为6等，把最亮的星定为等，把最亮的星定为1等，等，把勉强看到的暗星定为把勉强看到的暗星定为6等星。等星。为了使星等系统更为精确，普森规定星等相差为了使星等系统更为精确，普森规定星等相差5等，等，亮度之比精确地等于亮度之比精确地等于100倍。倍。后来星等的范围也向两端延伸了，比后来星等的范围也向两端延伸了，比1等星亮的有等星亮的有0等星和负星等的星，比等星和负星等的星，比6等星更暗的有等星更暗的有7等星、等星、8等星。等星。例如：太阳是例如：太阳是-26.7-26.7等，月亮满月是等，月亮满月是-12.6-12.6等，木星是等，木星是-2.1-2.1，天狼星是，天狼星是-1.4-1.4等。等。3030天球仪的使用天球仪的使用1.1.天球仪的构造及校准天球仪的构造及校准 天球仪是一个表述天球仪是一个表述各种天体坐标和演示天各种天体坐标和演示天体视运动的天球模型。体视运动的天球模型。球面上标有亮星的位置、球面上标有亮星的位置、星名、国际通用的星座星名、国际通用的星座以及几种天球坐标系的以及几种天球坐标系的标志和度数。天球仪上标志和度数。天球仪上还绘有赤道圈、赤经圈、还绘有赤道圈、赤经圈、赤纬圈和黄道圈。赤纬圈和黄道圈。3131星表、星图和星图软件的使用星表、星图和星图软件的使用1.1.星表星表 星表记载着恒星的各类基本数据，如位置、星等、色指数、星表记载着恒星的各类基本数据，如位置、星等、色指数、光谱型等。光谱型等。按照天体的类型，可将星表分为变星星表、星云星表、星按照天体的类型，可将星表分为变星星表、星云星表、星团星表、星系星表、射电源星表和团星表、星系星表、射电源星表和X X射线源星表等。射线源星表等。目视星表中最重要的有：目视星表中最重要的有：波恩巡天星表波恩巡天星表，HDHD星表，星表，亮星星表亮星星表，SAOSAO星表星表 美国海军天文台全天星表，美国海军天文台全天星表，博斯星表博斯星表，目视双星星表目视双星星表 星云星团总星表星云星团总星表，变星总表，变星总表 32322.2.星图星图 将天体在天球上的视位置投影在平面上所绘成的图就将天体在天球上的视位置投影在平面上所绘成的图就是星图。实用星图可以帮助我们认星、找星、熟悉天体的是星图。实用星图可以帮助我们认星、找星、熟悉天体的星等和颜色。星图大致可分为：星等和颜色。星图大致可分为：（1 1）全天星图）全天星图 全天星图按照一定的历元，标出每颗星在天球上的视位全天星图按照一定的历元，标出每颗星在天球上的视位置（用赤纬和赤径表示）和星等（用大小不同的黑点表示）置（用赤纬和赤径表示）和星等（用大小不同的黑点表示），并用不同符号来表示双星、变星等。星图把天区按照赤，并用不同符号来表示双星、变星等。星图把天区按照赤经分成经分成2424个经区，每隔个经区，每隔1010绘一个纬圈。一般包括有极区绘一个纬圈。一般包括有极区附近的天图及包括不同赤径、赤纬的分图。附近的天图及包括不同赤径、赤纬的分图。3333 （2 2）星图软件）星图软件 在现代天文观测中，由于计算机的广泛使用，借助于在现代天文观测中，由于计算机的广泛使用，借助于星图软件，可使天文观测变得既方便又准确，。如星图软件，可使天文观测变得既方便又准确，。如EZCEZC软软件可以展示不同地区、不同时间的星空图像、月像、大行件可以展示不同地区、不同时间的星空图像、月像、大行星视运动的轨迹、以及各种天体如大行星、星系、星云等星视运动的轨迹、以及各种天体如大行星、星系、星云等的图像，还可以提供主要亮星的坐标、星等、方位、地平的图像，还可以提供主要亮星的坐标、星等、方位、地平高度等参数，以及地方时间的换算。目前常用的有高度等参数，以及地方时间的换算。目前常用的有Skymap Skymap 和和EZCEZC等星图软件等星图软件 3434skymap3535 （3 3）活动星图）活动星图 一般由两部分组成。一般由两部分组成。“固定部分固定部分”上绘有星图，图中上绘有星图，图中心为北天极。图上标有黄道和天赤道两个圆圈，天赤道上心为北天极。图上标有黄道和天赤道两个圆圈，天赤道上标有赤经的数值，每颗星的赤经赤纬都可在星图上读出。标有赤经的数值，每颗星的赤经赤纬都可在星图上读出。星图的四周标明日期，即太阳在黄道上视运行到相应位置星图的四周标明日期，即太阳在黄道上视运行到相应位置的日期。另一部分是活动星图的活动部分。图的中心表示的日期。另一部分是活动星图的活动部分。图的中心表示北天极，图上椭圆切口表示当地纬度的地平圈，即可见范北天极，图上椭圆切口表示当地纬度的地平圈，即可见范围。图的周围标明一天中的围。图的周围标明一天中的2424小时，将两张图的中心对准，小时，将两张图的中心对准，就是一张活动星图。若想观测某日星空，可转动活动盘，就是一张活动星图。若想观测某日星空，可转动活动盘，将当日的日期对准固定盘对应的时刻，椭圆切口内出现的将当日的日期对准固定盘对应的时刻，椭圆切口内出现的星空，即为观测时刻的星空。星空，即为观测时刻的星空。36363.3.天文年历天文年历 天文年历是天文学家运用天体力学理论推算的天文历天文年历是天文学家运用天体力学理论推算的天文历书，其中列有每年天体（太阳、月球、大行星和亮的恒星书，其中列有每年天体（太阳、月球、大行星和亮的恒星等）的视位置；这一年特殊天象（日食、月食、彗星、流等）的视位置；这一年特殊天象（日食、月食、彗星、流星雨和月掩星等）发生的日期、时刻以及亮变星的变化情星雨和月掩星等）发生的日期、时刻以及亮变星的变化情况等。中国紫金山天文台每年编辑出版一本况等。中国紫金山天文台每年编辑出版一本天文年历天文年历，天文爱好者杂志社每年编辑出版天文爱好者杂志社每年编辑出版天文普及年历天文普及年历。3737附录：附录：附录一附录一 全天全天8888个星座表个星座表附录二附录二 梅西叶天体表（梅西叶马拉松观测）梅西叶天体表（梅西叶马拉松观测）附录三附录三 主要亮星表主要亮星表四季星空图四季星空图SkyMap SkyMap 使用说明及软件使用说明及软件3838一、天文光学望远镜的性能指标一、天文光学望远镜的性能指标评评价价一一架架望望远远镜镜的的好好坏坏首首先先要要看看望望远远镜镜的的光光学学性性能能，然然后后看看它它的的机机械械性能的指向精度和跟踪精度是否优良。性能的指向精度和跟踪精度是否优良。望远镜的光学性能指标，主要有六个参量望远镜的光学性能指标，主要有六个参量:望远镜有效口径望远镜有效口径 相对口径相对口径(光力光力)视场视场 目视望远镜的放大率目视望远镜的放大率(照相望远镜为底片比例尺照相望远镜为底片比例尺)贯穿本领贯穿本领(能观测的极限星等能观测的极限星等)分辨本领分辨本领天文光学望远镜天文光学望远镜39391.1.有效口径有效口径(D)(D)：有效口径即望远镜的通光直径。口径越大，其接受到的光流有效口径即望远镜的通光直径。口径越大，其接受到的光流量越多，就能收集更多的辐射，聚光本领就越大，也就能观测量越多，就能收集更多的辐射，聚光本领就越大，也就能观测到更暗弱的天体，因此它反映了望远镜观测天体的能力。到更暗弱的天体，因此它反映了望远镜观测天体的能力。因为地球大气湍流的影响及望远镜对光有衍射作用，恒星因为地球大气湍流的影响及望远镜对光有衍射作用，恒星的像不是点而是一个小圆斑，其星像的半径叫作星像的视宁度的像不是点而是一个小圆斑，其星像的半径叫作星像的视宁度直径。在大气宁静度、透明度好的天文台，星像的视宁度直径直径。在大气宁静度、透明度好的天文台，星像的视宁度直径就越小。就越小。口径大的望远镜和优良的天文台址是同等重要的。口径大的望远镜和优良的天文台址是同等重要的。4040光学望远镜口光学望远镜口径加大的历史径加大的历史进程进程Keck4141 此此两两幅幅照照片片曝曝光光时时间间相相同同，但但下下面面的的照照片片所所用用望望远远镜镜的的口口径径大大两两倍倍。42422.2.光力光力(A)：望远镜的光力也叫相对口径，即口径望远镜的光力也叫相对口径，即口径D和焦距和焦距F之比，称为光力之比，称为光力,A=D/F。A的倒数叫焦比的倒数叫焦比(F/D)。师大物理楼望远镜的口径。师大物理楼望远镜的口径D=31cm,D=31cm,焦距焦距F=3m,F=3m,焦比为：焦比为：F=10,10,则其光力则其光力 A=1/10A=1/10 望远镜若有大的光力对观测有一定视面的天体如太阳、月亮、望远镜若有大的光力对观测有一定视面的天体如太阳、月亮、行星、彗星、星系和星云等是有利的，因为有视面天体像的亮度行星、彗星、星系和星云等是有利的，因为有视面天体像的亮度与望远镜的口径平方与望远镜的口径平方(面积面积 )成正比，与望远镜的焦距的平方成成正比，与望远镜的焦距的平方成反比，即与反比，即与A A2 2 成正比成正比。相反，对于恒星的研究，望远镜的口径大、光力小（加大焦距，相反，对于恒星的研究，望远镜的口径大、光力小（加大焦距，减弱背景光的亮度），才能观测到更暗弱的星。减弱背景光的亮度），才能观测到更暗弱的星。43433.放大率：一架望远镜的放大率等于物镜的焦距一架望远镜的放大率等于物镜的焦距F1与目镜的焦距与目镜的焦距F2之比，即之比，即M=F1/F2一个望远镜物镜可以配好几个目镜，就可以获得不同的一个望远镜物镜可以配好几个目镜，就可以获得不同的放大率，显然采用短焦距的目镜就可以获得较大的放大率。放大率，显然采用短焦距的目镜就可以获得较大的放大率。若目镜的焦距为若目镜的焦距为4毫米毫米,用它配在焦距用它配在焦距800mm的物镜后，的物镜后，就可获得就可获得200倍的放大率。若用显微目镜，可获得上千倍的倍的放大率。若用显微目镜，可获得上千倍的放大率，但这样并不好，小望远镜用过大的放大率，天体变放大率，但这样并不好，小望远镜用过大的放大率，天体变得很暗，而且由于光的衍射效应，其像变得模糊。得很暗，而且由于光的衍射效应，其像变得模糊。若用探测器代替目镜直接成像，则放大率将没有意义，取若用探测器代替目镜直接成像，则放大率将没有意义，取而代之的是底片比例尺。而代之的是底片比例尺。44444.4.视场视场()望远镜的成像良好区域所对应的天空角直径的范围叫望远镜望远镜的成像良好区域所对应的天空角直径的范围叫望远镜的视场，用角度的视场，用角度()表示表示。望远镜系统若像差大，视场边上的像。望远镜系统若像差大，视场边上的像就很差，成像的良好区小，自然视场就小。就很差，成像的良好区小，自然视场就小。不同的目镜有不同的不同的目镜有不同的为目镜对应的角直径，称为目镜视场，为目镜对应的角直径，称为目镜视场，M为放大率。为放大率。45455.贯穿本领：通通过过望望远远镜镜能能看看的的最最暗暗的的星星等等为为望望远远镜镜的的贯贯穿穿本本领领(极极限限星星等等)。它反映了望远镜观测天体的能力。它反映了望远镜观测天体的能力。对对于于望望远远镜镜目目视视极极限限星星等等，根根据据人人眼眼极极限限星星等等约约为为6.56.5等等,有有下下列列经验公式：经验公式：m=6.5+5m=6.5+5lglg D/d+2.5 D/d+2.5lglg k k (d=6mm,k=0.6)(d=6mm,k=0.6)则有：则有：m=2.1+5m=2.1+5loglog D(mm)D(mm)师师大大物物理理楼楼望望远远镜镜D=310mm,m=2.1+52.1+5loglog31015(31015(理理论论)对于照相观测或用电藕合器件对于照相观测或用电藕合器件CCD观测，由于有累积效应，在一观测，由于有累积效应，在一定的时间范围内露光时间越长就能观测到越暗的星，望远镜的贯穿定的时间范围内露光时间越长就能观测到越暗的星，望远镜的贯穿本领也越高。本领也越高。4646(6)分辨本领：分辨本领：望远镜的分辨本领是望远镜能分辨天望远镜的分辨本领是望远镜能分辨天体细节的能力，是望远镜很重要的性能指体细节的能力，是望远镜很重要的性能指标。望远镜的分辨本领由望远镜能够分辨标。望远镜的分辨本领由望远镜能够分辨天体上的最小角度天体上的最小角度(分辨角分辨角)来衡量。来衡量。分辨角：两天体的像刚刚能被分开时，分辨角：两天体的像刚刚能被分开时，它们所对应的天球上两点的角距离。它们所对应的天球上两点的角距离。4747物理楼望远镜物理楼望远镜D=310mm,则则=140=140/310=0.45(/310=0.45(理论值理论值)兴隆兴隆2.16m2.16m望远镜望远镜D=2160mm,D=2160mm,=140 =140/2160=0.06(/2160=0.06(理论值理论值)由于地球大气存在湍流影响加上望远镜的光学镜面会有像差，由于地球大气存在湍流影响加上望远镜的光学镜面会有像差，所以实际的分辨本领远低于理论值。所以实际的分辨本领远低于理论值。根据光的衍射原理，分辨角由如下公式确定，根据光的衍射原理，分辨角由如下公式确定，=1.22/D =1.22/D 或或 =0.25(m)/D(m)=0.25(m)/D(m)式中式中D D为望远镜的口径；为望远镜的口径；为入射光的波长。若分辨角为入射光的波长。若分辨角用角秒为用角秒为单位单位(1(1弧度弧度=206265)=206265)，用目视望远镜最敏感的波长，用目视望远镜最敏感的波长=555nm=555nm代入，代入，则有：则有：=140=140/D(mm)/D(mm)4848在良好的天文台址条件下在良好的天文台址条件下,望远镜的口径越大望远镜的口径越大,分辨本分辨本领越高领越高,越能分辨天体的更细结构，则能观测更暗、更多越能分辨天体的更细结构，则能观测更暗、更多的天体。的天体。4949vTwo comparably bright light sources become progressively clearer when viewed at finer and finer angular resolution.Detail becomes clearer in the Andromeda Galaxy(M31)as the angular resolution is improved some 600 times,from(a)10,to(b)1,(c)5,and(d)1.5050右图为东北师大物理楼望远镜右图为东北师大物理楼望远镜（31CM）拍摄的图像）拍摄的图像左图是左图是10CM寻星镜拍摄的图象寻星镜拍摄的图象5151二、天文光学望远镜的类型二、天文光学望远镜的类型光学望远镜可按光学部分和机械装置来分类。光学望远镜可按光学部分和机械装置来分类。光学部分主要的是望远镜的物镜和目镜。物镜是最核光学部分主要的是望远镜的物镜和目镜。物镜是最核心器件，它的光学性能好坏对于天文观测来讲是致关重要心器件，它的光学性能好坏对于天文观测来讲是致关重要的。它起着聚集光量的作用，显示着探测天体的威力。的。它起着聚集光量的作用，显示着探测天体的威力。5252v物镜是物镜是透镜的叫物镜是物镜是透镜的叫折射望远镜折射望远镜；v反射镜的叫反射镜的叫反射望远镜反射望远镜；v物镜是反射镜，它前面再加一块改正像差的透镜物镜是反射镜，它前面再加一块改正像差的透镜组成的望远镜叫组成的望远镜叫折反射望远镜折反射望远镜。5353 1.1.折射望远镜折射望远镜 用透镜作物镜的望远镜。用透镜作物镜的望远镜。一、天文光学望远镜一、天文光学望远镜5454伽利略望远镜光路图伽利略望远镜光路图 开普勒望远镜光路图开普勒望远镜光路图5555 因单透镜物镜色差和球差都相当严重，现代的折射望远镜常因单透镜物镜色差和球差都相当严重，现代的折射望远镜常用两块或两块以上的透镜组作物镜。双透镜物镜由相距很近的一用两块或两块以上的透镜组作物镜。双透镜物镜由相距很近的一块冕牌玻璃制成的凸透镜和一块火石玻璃制成的凹透镜组成，在块冕牌玻璃制成的凸透镜和一块火石玻璃制成的凹透镜组成，在满足一定设计条件时，还可消去球差和彗差。由于像散等像差未满足一定设计条件时，还可消去球差和彗差。由于像散等像差未得到改正，双透镜物镜的相对口径得到改正，双透镜物镜的相对口径(光力光力)较小，一般为较小，一般为1/15-1/15-1/201/20，可用视场也不大，可用视场也不大(2(23 3)。为了增大相对口径和视场，可采用多透镜物镜组。我系原蔡司为了增大相对口径和视场，可采用多透镜物镜组。我系原蔡司折射望远镜为三透镜物镜系统，相对口径折射望远镜为三透镜物镜系统，相对口径130/1950=1/15130/19