觀測活動

太陽的學習及觀測活動

討論:太陽能的利用觀測:指出太陽的位置觀測:估算太陽有多大?觀測:描繪太陽黑子

估算太陽的自轉速度大型太陽黑子的演化

討論:太陽能的利用

問題討論:以下所列四題,可由老師斟酌選出一∼二題給同學討論,思考太陽能和人類之間的關係。

1. 既然地球上大部分能量來自於太陽,請寫出太陽能進入地球後,地球上萬物如何利用太陽能。在圖畫紙上畫出能量變化的方式及方向,盡可能完善,並考慮能量最後到那裡去了?

2.我們現在所用的能量中,那些是由太陽能轉化的?

3.太陽現在仍不斷地供給地球能量,為什麼地球的溫度仍能維持大致上的穩定,沒有持續上升?

4.溫室效應氣體有何功能,為什麼能使地球的溫室效應增強?

5.幻想自己回到地球剛形成的年代,如果地球繞太陽的軌道直徑比現在小,推論地球的環境將和現在有何不同?如果直徑比現在大,那地球環境又和現在有何不同?

 

觀測活動Ⅰ:太陽在那裡?

1.請找出太陽的高度角及方位,想想看可以用什麼方法來表示?

2.使用你所想的表示法,可能出現那些誤差?有沒有避免的方法?《back to top》

觀測活動Ⅱ:算算太陽有多大?

1.找一張硬紙板,在紙板中挖一個小洞。(紙板不要太小,紙板的影子可以讓太陽的針孔像比較清楚,容易觀察。)

2.準備一張白紙,鋪在地上,做為太陽影像的投射螢幕。

3.在陽光下,讓陽光穿過紙板洞口,使太陽產生針孔成像。

4.已知太陽和地球的距離為一億五千萬公里,由紙板和投影幕的距離R'和太陽影像的直徑D',即可推算太陽的直徑。《back to top》

 

觀測活動Ⅲ:描繪太陽黑子

注意事項:

1. 絕對不能直接用眼晴直視太陽,即使透過雲層或太陽眼鏡觀察,也會對眼晴造成很大的傷害。

2.使用望遠鏡時,不能把眼晴放在目鏡處尋找,也不能透過尋星鏡找太陽,否則會有失明之虞。

觀察太陽最安全的方法,就是透過投影法來觀察。

 

A、如果你使用的器材是天文望遠鏡

需要的器材:折射式望遠鏡、赤道儀、太陽投影板、白紙、鉛筆。

請你跟著做:

1. 進行觀測前,在白紙上畫上一直徑約11cm的圓,畫上方向(如右圖),夾在投影板上。

2. 將望遠鏡架設好,裝上太陽投影板。

3. 將主鏡筒蓋蓋上,只要打開小蓋即可,減弱入射的太陽光線。

4. 將主鏡筒調整至太陽光線透過目鏡,投影至太陽投影板上。調整焦距,使影像清晰

5. 調整投影板的位置,使太陽的像和紙上的圓重疊。因為地球自轉的緣故,太陽影像會移動,圓中之東西方向線需調整成平行太陽移動的方向(太陽由東向西移動)。

6. 將所看到的黑子描繪下來,尤其是靠近盤面中央的大型黑子要特別記錄。

7. 在紀錄紙上註明觀察時間及日期。

8. 過一兩天後,再重覆步驟2∼7,觀察同一黑子的位置是否有變化,並將其描繪在同一張紀錄紙上。

 

 

B、如果你使用的器材是雙筒望遠鏡

需要的器材:雙筒望遠鏡、紙板(一尺見方)、膠帶、腳架、白紙、硬質的紀錄板、鉛筆

請你跟著做:

1. 在白紙上畫一個圓,標出東西方向(如上圖),然後將紙夾在硬質的紀錄板上。

2. 將紙板中央按鏡筒口徑大小挖一個洞。將紙板蓋在鏡筒上,留一個鏡筒由挖開的洞透光,另一個鏡筒則被紙板封住。紙板會遮住透光鏡筒周圍的光線,造成陰影,使太陽投影的觀察較為容易。

3. 將望遠鏡固定在三腳架上(如無固定望遠鏡的裝置,可以用膠帶來固定)。

4. 將三腳架的調整鈕鬆開,試著把雙筒望遠鏡筒直直地朝向太陽。注意望遠鏡背後的地面,如果有明亮的區域投影到地上時,就差不多了。或者觀察紙板的投影,當紙板影子愈小時,代表望遠鏡筒和太陽愈接近一直線。

5. 將紀錄板放在望遠鏡後約50公分,垂直鏡筒延長線處,讓明亮區投射在白紙上。調整望遠鏡焦距,盡量使影像清晰。如果投影在白紙上的不是完整的圓,請調整望遠鏡的方向,至出現一個完整圓形的太陽影像為止。(裝置如右圖)

6. 將紙上圓的東西方向線調整成平行太陽移動的方向。

7. 隔幾分鐘太陽會跑出視野外,需要常常調整望遠鏡,將太陽影像移回視野中。

8. 將所看到的黑子描繪下來,尤其是靠近盤面中央的大型黑子要特別記錄。

9. 在紀錄紙上註明觀察時間及日期。

10. 過一兩天後,再重覆步驟1∼9,觀察同一黑子的位置是否有變化,並將其描繪在同一張紀錄紙上。

問題與討論:

1. 如何調整影像,以使其和紀錄紙上的圓大小相同?

2. 望遠鏡投影影像的東西南北如何定出來?

3. 如何判斷影上的黑點是太陽黑子還是污點?《back to top》

 

觀測活動Ⅳ:估算太陽的自轉速度

 

計算太陽的自轉速度需要三個數據(參考右圖):

1.將兩天觀測到的同一黑子做一連線,找出黑子所在大圓的直徑(D)(最好採用盤面中央附近的黑子)

2.兩次觀測間隔的天數(T)

3.兩次觀測同一太陽黑子在盤面上移動的距離(S)

將三個數據入公式

太陽自轉週期=p×T×D/S (公式2.1.1)

即可得到太陽自轉一週所需的時間了。

想一想:

1. 公式2.1.1是如何推導出來的?

2. 為什麼採用盤面中央附近黑子的數據比較好?如果採用的是盤面周圍的黑子,結果將有何不同?

3. 在觀測過程中,是否會遭遇到困難?有那些?

《back to top》

觀測活動Ⅴ:大型黑子的演化

1. 在太陽盤面中分出黑子群 在太陽的自轉方向,亦即在西側的黑子,是前導黑子,在東側的黑子是尾隨黑子。前導黑子通常比尾隨黑子小,形狀整齊。當黑子形成時,兩者間的距離通常會拉開,同一群者,多半是東西方向並連,如果南北方向並排時,即使再近,也不是同一群。

2. 決定出黑子群的類型(參考分類方法)。

3. 將黑子在太陽盤面上的相對經度及緯度訂出來。

4. 將各黑子群編號,並將其基本資料填入表中

5. 追蹤數群大型黑子,觀察其隨時間的變化時,型態的轉變黑子的數量面積及生存的時間長短,可製成圖表,以方便比較。


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