实验十三流星及流星雨的观测.docVIP

实验十三： 流星和流星雨的观测 (一)．实验目的：观测流星和流星雨，掌握有关观测方法。 (二)．实验原理与步骤 ： 图 流星雨 一、 流星和流星雨的目视观测：直接用眼睛或通过双筒、广角望远镜来作目视观测 1．.预备阶段：首先要选择好观测地点，要在天光背景暗的空旷地区进行观测，最好在城郊地区，那里没有或很少有灯光污染。 备好星图、钟表、暗的红光手电筒（电筒前遮一块红布）、录音机、记录纸、铅笔等；若在冬季，要注意保暖，带好防寒用品。 观测当夜要先.测试自己眼睛的极限星等：观测天顶附近的星座，看不同亮度的恒星，由星图标出的星等检验眼睛看到星的亮度，由此测试你能看到的最暗星是几等星，测试多次，然后取其平均。 2．观测和记录的内容：首先要做好观测环境记录：观测地点（地理经度、纬度），天气状况（晴 阴 云 雾 气温等）等。 对观测时间要准确记录，包括开始时间、结束时间，以及观测的有效时间等。 记录内容： ①．流星或流星雨出现时刻、持续时间，最好用录音机录下口述结果； ②．流星的计数，每小时或每分钟出现多少颗； ③．流星的亮度估计，几等星的有多少； ④．流星的颜色（白色、黄色、红色、还是绿色）； ⑤．流星出现点、消失点的坐标，描绘在星图上； ⑥．视野场中心位置，可用视野中心的星座或恒星的名称表示。 目视观测注意事项：观测中应注意以下几点： ①．观测流星雨时不要只把目光盯住辐射点，要注意辐射点周围较大范围的天区。 ②．注意每个人独立观测，并如实记录所观测到的一切；眼睛要始终盯着观测天区，即使记录时也不要将目光移开；最好有人专门负责记录，或用录音机进行口录。 ③．注意区分流星雨和偶发流星。沿流星路径反方向做延长线，看它是否通过辐射点，如果通过则属于流星雨，否则就是群外流星。 ④．如果发生火流星，要注意观察流星余迹，记录其持续时间；若流星余迹消失很快（短于十分之一秒），则在这颗流星上角注上“+”号，表明是一颗余迹短暂的流星。 二、流星和流星雨的照相观测 流星和流星雨的照相观测是能客观地描绘出它们的准确方位和星等。 1．照相方法和器材：直接照相有两种方法：一是固定拍摄方法，即将相机固定在三脚架上，将快门置于“B”或“T”位置上，完成拍摄的整个过程中相机始终固定不动，一定时间（如5分钟）拍一次；另一种为跟踪拍摄，即将相机固定在望远镜的跟踪装置上，在相机与星空一同作周日视运动的情况下进行拍摄。 拍摄前，应先估算出照相观测的极限星等mp，即了解照相机能够拍摄下来的最暗的是几等星，可按如下经验公式计算： mp=4+5lgD+2.5lgt 式中，D是望远镜的物镜口径或照相机的口径，以厘米为单位；t为照相露光时间，以分钟为单位。这里没有考虑天气条件及应用特殊灵敏底片等情况。 如果在相机前加一旋转的快门，则可以拍摄到断断续续的流星划迹，已知快门旋转的速度就可以计算出流星的运动速度 。 注意拍摄火流星的余迹，这需要露光1至6小时。观测注意：不要把相机的镜头对象辐射点，应有一定的角度位置（辐射点周围30°~ 40°），因为这是流星最可能经过的地方。 照相机：选择好一架广角照相机，视场越大越好，如20°~ 40°。对它的极限星等要有所了解。 胶卷（或底片）：采用黑白胶卷，感光灵敏度要达到ISO 400，ISO 3200，以适于在弱光的场合下拍摄。选黑白胶卷是为了方便地根据底片特性曲线由黑度化成强度，确定所观测到的流星星等。彩色底片可用作科普宣传，而不易作星等的测量和归算。对火流星照相要根据当天夜晚的条件如月光、城市灯光的情况选择底片。由于火流星较亮，一般可选中等灵敏度的胶片（如感光度为ISO 400）。 三角架和快门线：要有稳固的三角架及控制灵活的快门线，这是拍出好片子至关重要的因素。可在三角架下加重物来增强其稳定性。拍摄前，一定要检查快门与快门线，使其无论是在寒冷的冬夜还是潮湿多雾的凌晨，都能开、关自如。 三、观测资料处理 1．天顶小时率的计算：辐射点位置不同时，可观测到的流星数目不同：辐射点越低，可观测到的流星数目越少，这是地球大气的吸收和散射造成的消光影响所致。因此，为了客观地比较流星活动的强弱，应把所观测到的流星数目都归化到同一高度。为此，引入了天顶小时率ZHR，它定义为晴夜在天顶处每小时观测到的流星数，其计算公式为： ZHR=n/Teff ×Fcz 式中，Teff为有效观测时间，即扣除中间休息的观测时间，以小时计算；n为该时段内观测到的流星个数；F为云量的改正因子；c为目视极限星等的改正因子；z为天体不再天顶时的改正量。 F通过云覆盖量加权平均系数来计算： F=1/(1-k) 晴夜时，k=0，F=1；若有云，则先求出k。 极限星等改正因子c，即观测者的目视极限星等Lm不等于6.5等星时的改正量：