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在宁古代天文仪器现状调查

发布时间:2012-09-26

在宁古代天文仪器现状调查

——南京一中天文观测活动

一、活动内容:

  1、了解在宁古代天文仪器的类型、分布(存放)地、仪器的价值及其意义。

  2、发现在宁古代天文仪器存在的问题,探讨问题产生的原因。

  3、寻求在宁古代天文仪器保护的对策措施,为古代天文仪器发挥出新的科学价值献计献策。

 

二、活动地点:南京紫金山天文台

 

三、参加对象:南京一中望星会会员及天文爱好者

四、活动准备及注意事项:

  1、个人准备:照相机或摄像机、 记录本、矿泉水、学生证

  2、组织准备:望星会会旗、学校的先容信、门票费、人员讲解费

  3、在登山过程不追不赶,身体不适要及时汇报,团结互帮互助,维护学校声誉和形象。

  4 、在活动过程中,不得私自擅离集体活动,按照指定线路行进,不走野道。

  5、注意人身安全和携带物品安全。

 

 

附:紫金山天文台讲解词

 

    大家现在来到的是中国科学院紫金山天文台,它位于南京东郊风景秀丽的紫金山第三峰上,海拔267米。她的前身是国立中央研究院天文研究所,天文研究所成立于1928年2月,紫金山天文台建成于1934年9月,中华人民共和国成立以后于1950年5月20号起,将天文研究所改名为中国科学院紫金山天文台。现在,紫台除本部外,还有下属六个台站——青海德令哈射电天文观测站、青岛观象台、赣榆太阳观测站、黑龙江洪河观测站、云南姚安观测站和盱眙观测站。

天文学是一门自然学科,它的历史几乎和人类的文明史同样源远流长,远古时代,当原始的农牧业产生时,人们就开始利用太阳的东升西落(“日”)和月亮的圆而复缺(“月”)来推算季节,于是天文学就诞生了。从那时起,天文学的发展走过了漫长而曲折的道路,直到近几十年,人们利用光学望远镜、射电天文望远镜和空间天文探测等全波段天文探测手段,取得了许多惊人成就,使天文学始终站在自然科学的前沿。

古代的天文学主要限于目视观测天象,探索宇宙的结构及其运动一直是天文学家们研究的课题之一.中国是世界上天文学发展最早的国家之一,大约在2500年前中国已有了自己的观象台,而我国的古代天文仪器更是无与伦比,它为中国的古代天文学的发展提供了有力的工具。

天球仪

    早在公元117年东汉天文学家张衡发明和制造了一台用来演示天体周日视运动的浑天仪。这种浑天仪到了清代又称作天体仪或天球仪。由于人们凭直观的感觉,天空好像半个球面笼罩在大家上空,日月星辰似乎都在这同一个球面上,同时地球自西向东的自转,又使人们看到天球上的日月星辰都是东升西落的,天文学称这种现象为天体的周日视运动。由于天体的周日视运动就更增加了天球的“真实感”,实际上大家都知道天体和大家的距离总是千差万别的,根本就不存在实在的球面,只是凭直观的投影而已。天球虽然是假想的,但它符合直观,天文学家们就是在这个符合直观的天球上建立起天球的结构和多种天球坐标系,从而确定天体的位置,研究天体的运动才有了依据――参考点。

   人们常说,天上星,亮晶晶,数也数不清。这种说法只是常人的口头语,其实并不科学。因为只要你具备一定的星空常识,长期而细心的观察,在同一个地点同一时间,大约能看到3000颗星,在不同地点不同的时间内用肉眼直接观看,一般的人能看到大约6000颗星。借助天文望远镜还能看到更多的星。在天球仪上镶嵌着的是古代天文学家用肉眼观测到的1449颗恒星,他们把天上可以用肉眼观测到的恒星按它们的亮度分为一到六等,规定一等星为最亮,六等为最暗。

    在天球仪上大家还能看到形状像勺子的北斗七星,在我国高纬度的广大地区,北斗七星常年悬于北方天空。沿着北斗七星斗口上的天枢和天璇两颗星连线的延长线五倍距离处,大家可以找到北极星。所以古代天文学家就称天枢和天璇这两颗星叫做“指极星”。

    夏夜的星空,星光灿烂,令人眼花缭乱。每当夜幕降临之后,北斗七星就高悬于北方天空,而人尽皆知的银河(民间又有“天河”或“河汉”等称呼)也出现在天空,美丽的夏夜星空增添了光彩,银河实际上是银河系里无数颗大家眼睛看不清的星光组成的光带。那富有诗情画意的牛郎星和织女星也在银河的两岸遥遥相望。在牛郎星附近有两颗星,三颗星构成一直线,俗称“扁担星”,民间传说是牛郎和织女所生的两个孩子。

    陈列在紫金山天文台的这架天球仪是清末(1903年)的复制品,它是八国联军1900年打进北京抢走了大天体仪后,为了观测天象而赶制的,因为它的大小只有原来的一半,所以又称折半天体仪。

浑仪

    按照我国的浑天学说,古人认为天是圆的,形同蛋壳,天上的星星是嵌在蛋壳上的弹丸,地球像蛋黄,人们是在这个蛋黄上测日、月、星的。因此,把我国传统的测量天体球面坐标的仪器叫做浑仪。

   浑仪的发明大约是在公元前400年到公元前100年间,(即战国中期到秦汉时代)最初的浑仪很简单,由赤道环和四游环组成,赤道环是用来指示恒星位置的,四游环与赤道环垂直能够绕极轴旋转,在四游环上设有观测用的窥管。后来为了测量太阳的位置,在浑仪上又安装了黄道环以及用来表示月亮位置的白道环,张衡又加上了地平环和子午环。

陈列在紫金山天文台的这架浑仪是明正统二年(1437年)仿制的。它是仿元代郭守敬的制度,用青铜铸造而成的。这架仪器结构牢固,工艺华美,近看高大,远看玲珑,堪称我国古代科学技术、工艺、美术、铸造技巧、机械构造等多方面高度发展的结晶。它继承和发扬了我国古代制造浑仪的传统,可以说它是古代浑仪发展的顶峰。这架浑仪在一个时期内是世界上最先进的天文仪器。

    1900年八国联军入侵北京,德国侵略者首先占领了古观象台,盗走了浑仪等五件古代天文仪器。第一次世界大战结束后,中国代表出席了巴黎和会,在凡尔赛和会上再次提出德国应将古天文仪器归还中国。最后,根据凡尔赛合约德国于1920年将这批仪器归还中国。

简仪

    元代天文学家郭守敬于1276年创制的简仪,克服了浑仪上环圈相互交错、遮掩很大天区的缺点,不但取消了白道环、黄道环、二分二至环,而且分解为两个相互独立的赤道装置和地平装置。结构十分简单,除北天极附近之外,整个天空一览无余。地平装置能够同时测量天体的地平经度(方位)和地平高度,这在我国天文仪器中还是首创。近代的工程测量、地形测量以及实用天文测量用的经纬仪、导航用的天文罗盘,其结构与立运仪属于同一类型。因此,简易可算是这些近代仪器最早的形式。

    简仪是我国仪器制造史上一次飞跃,它与现代有关的观测仪器相比原理是一致的。简仪的赤道装置与现代大型望远镜的赤道装置的结构原理完全一样,后者是从简仪脱胎而来。简仪是那个时代所具有的先进技术的生动体现。在欧洲,直到三百年后才由丹麦大天文学家第谷制造出能和简仪相匹敌的仪器。

日晷

   在简仪上附设的日晷,它是由圭表演变而来,是利用一日之内表影的方向变化定时刻的仪器。日晷的主要部件是一根晷针和刻有时刻线的晷面,日晷按晷面所放置的不同,分为赤道日晷、地平日晷、立晷和斜晷等。需要提醒的是,日晷所测定的时间是地方时。

    简仪上附设的日晷为地平日晷,它的晷面为水平放置,晷针呈倾斜状指向北天极,晷针与晷面间的夹角为北极星的地平高度,亦等于当地的地理纬度。晷面上刻有十二个时辰,刻度均匀,太阳出来后,晷针的影子随太阳的视运动而移动,影子落在哪个时辰的刻度上,就可以说此时是那个时辰。

    日晷测时虽然简单方便,但在使用时受到很多限制,比如,在阴天、夜晚就无济于事了。因此,我国古代人民还发明了漏刻计时器――漏壶。今天,用日晷测时、漏壶计时已成为过去,但它却表现了我国古代劳动人民的智慧和创造才能。

圭表

    圭表是我国最古老的天文仪器,它诞生的极早,在距今3000多年前的西周就已使用。现存的圭表是明代铸造的青铜圭表,它由两部分组成,一是直立的表,二是正南正北平放的圭。根据立竿见影的原理,通过观测每天正午时分表影(日影)长度的变化,确定节气和年长。大家祖先很早就发现夏至日正午表影最短,冬至日正午表影最长,古人把一年中的这两个日子称为二至日。用如此方法测定节气编制的历法称作阳历。我国古代就用这种方法测定出一个回归年的长度为365天1/4日。当年郭守敬所归算的回归年长度和现今采用的回归年长度相比较仅差26秒,可见我国古代科学的先进程度。

   紫金山天文台是全国科普教育基地、全国青少年科技教育基地,1996年被国务院确定为国家重点文物保护单位。党和国家领导人毛爷爷、邓小平、江泽民和胡锦涛等都视察过紫台。

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