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地球半徑是怎樣測(cè)出來(lái)的？如何測(cè)出天體之間的距離？宇宙有多大？太陽(yáng)系八大行星都是啥模樣？銀河系是什么形狀？…… 7月23日，300名孩子分別參加了由市科協(xié)主辦，市科技館、市文化館、市工人文化宮承辦的阜陽(yáng)市2023年科學(xué)一“夏”暑期科普教育系列活動(dòng)——“天文科普講座-測(cè)量宇宙的大小”和“科學(xué)之夜-天文觀測(cè)”活動(dòng)，一幅浩瀚而又神秘的宇宙畫(huà)卷在孩子們眼前徐徐展開(kāi)。
七夕節(jié)牛郎很難會(huì)織女 受邀而來(lái)的恒星天文學(xué)家、安徽大學(xué)物理與光電工程學(xué)院教授、合肥市天文學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)、恒星專(zhuān)委會(huì)組長(zhǎng)陳洋，作了題為《測(cè)量宇宙的大小》天文科普講座。他從我們熟知的家園——地球講起，依次講述了太陽(yáng)系、銀河系、本星系群、本超星系團(tuán)，直至目前人類(lèi)所能觀測(cè)到的宇宙。 隨著每一個(gè)天文系統(tǒng)的講述，距離的量級(jí)也在不斷提升。比如在太陽(yáng)系，用到的距離量級(jí)為“天文單位”，就是地球距太陽(yáng)的距離（一天文單位）；超出太陽(yáng)系，用到的距離量級(jí)就是“光年”，比如牛郎星距地球約16.77光年，織女星距地球25.04光年，神話(huà)傳說(shuō)中的“牛郎織女七夕鵲橋會(huì)”想必是很難實(shí)現(xiàn)的；再遠(yuǎn)點(diǎn)，就要用到“秒差距”這個(gè)量級(jí)，1秒差距（pc）=3.26光年，比如太陽(yáng)距離銀河系中心約8.5千秒差距，光要跑27710年（光一秒鐘跑30萬(wàn)公里）…… “科學(xué)家們推測(cè)，宇宙從130億年前一個(gè)點(diǎn)爆炸，加速膨脹，構(gòu)成了我們目前所能觀測(cè)到的宇宙。”陳洋告訴孩子們。 欣賞宇宙的神秘和美麗 在講述過(guò)程中，陳洋展示了太陽(yáng)系八大行星、銀河系、多個(gè)星云（星際灰塵）的圖片。木星上布滿(mǎn)了紅色的“彩帶”和“紅斑”；土星像一只旋轉(zhuǎn)的泥球；火星上是一望無(wú)垠的赤黃色砂礫；水星像一顆蔚藍(lán)色的寶石……銀河系像個(gè)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的銀盤(pán)，中間的“旋臂”像馬力強(qiáng)勁的發(fā)動(dòng)機(jī)；“創(chuàng)生之柱星云”像三根大柱子；“馬頭星云”形似馬頭；“蟹狀星云”像一只肥碩的大螃蟹…… 這些神秘而美麗的天體，有許多是通過(guò)天文望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)并拍攝到的。因此，陳洋還展示了蓋亞太空望遠(yuǎn)鏡、哈勃太空望遠(yuǎn)鏡、詹姆斯韋伯太空望遠(yuǎn)鏡、郭守敬望遠(yuǎn)鏡以及貴州“天眼”等天文望遠(yuǎn)鏡的圖片，勾起了孩子們對(duì)神秘宇宙的向往和探尋之心。 學(xué)習(xí)如何測(cè)量天體間的距離 地球的半徑是如何測(cè)出來(lái)的？ 陳洋介紹了古希臘人的測(cè)量方法。古希臘人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)太陽(yáng)光線(xiàn)照射至北回歸線(xiàn)，也就是賽伊城（今埃及阿斯旺）這個(gè)地方，太陽(yáng)光是垂直的；他們又向遠(yuǎn)處走了幾百公里，豎了一根木棍，太陽(yáng)光照在木棍上，并在木根下方留下陰影，他們測(cè)量了木棍及陰影的長(zhǎng)度，又把太陽(yáng)垂直照射的光，以及照在木棍上的光虛擬延長(zhǎng)到地心上，利用幾何學(xué)中相似形的原理，就測(cè)出了地球的半徑——6300公里左右。 如果是測(cè)其他天體與地球的距離，如測(cè)月球到地球的距離，在已知地球半徑的情況下，采用“三角視差法”——三角視差法是一種利用不同視點(diǎn)對(duì)同一物體的視差來(lái)測(cè)定距離的方法。對(duì)同一個(gè)物體，分別在兩個(gè)點(diǎn)上進(jìn)行觀測(cè)，兩條視線(xiàn)與兩個(gè)點(diǎn)之間的連線(xiàn)可以形成一個(gè)等腰三角形，根據(jù)這個(gè)三角形頂角的大小，就可以知道這個(gè)三角形的高，也就是物體與觀察者的距離。 以此類(lèi)推，人類(lèi)就測(cè)出了不同天體之間的距離。當(dāng)然，這種方法有一定局限性，現(xiàn)在還有其他許多方法可以測(cè)量天體之間的距離。 觀測(cè)最清晰的月亮 在中國(guó)古代神話(huà)傳說(shuō)里，月亮里面有仙山宮闕，有嫦娥，有玉兔，充滿(mǎn)浪漫氣息。在7月23日晚間舉行的“科學(xué)之夜-天文觀測(cè)”活動(dòng)上，孩子們通過(guò)天文望遠(yuǎn)鏡，看到了最清晰的月亮——原來(lái)月亮上面的世界，跟神話(huà)傳說(shuō)里的不一樣！ 受預(yù)約名額限制，當(dāng)晚有50多名孩子在合肥市天文學(xué)會(huì)老師的幫助下，通過(guò)天文望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)月亮。 當(dāng)晚7時(shí)許，天還未完全黑，一輪上弦月已經(jīng)高高掛在西南方向的天空。記者趕到市科技館門(mén)前廣場(chǎng)，看到廣場(chǎng)上已經(jīng)架起了三臺(tái)天文觀測(cè)設(shè)備，孩子們排起長(zhǎng)隊(duì)，通過(guò)其中的兩臺(tái)天文望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)月亮。 “你看到了什么？”在一臺(tái)天文望遠(yuǎn)鏡前，合肥市天文學(xué)會(huì)的一位老師問(wèn)正在通過(guò)望遠(yuǎn)鏡目鏡觀測(cè)月亮的孩子。“我看到月亮一半是亮的，一半是黑的，上面都是坑。”那名孩子驚喜地說(shuō)。 “月亮上黑的部分，是因?yàn)樘?yáng)光有時(shí)照不全造成的；那些坑，就是隕石坑，又稱(chēng)為環(huán)形山。”合肥市天文學(xué)會(huì)的老師耐心解答，讓孩子觀測(cè)的同時(shí)學(xué)到天文知識(shí)。 第三臺(tái)設(shè)備看起來(lái)沒(méi)有另兩臺(tái)大，但有線(xiàn)連接在一臺(tái)設(shè)備上，在前面的屏幕上投射出放大后的月亮圖像。只不過(guò)，圖像是反的，在屏幕上是一輪比較清晰的下弦月。“這臺(tái)設(shè)備，稱(chēng)為天文數(shù)碼照相機(jī)。”合肥市天文學(xué)會(huì)的一位老師解釋說(shuō)。 記者發(fā)現(xiàn)，孩子們對(duì)觀測(cè)月亮興趣濃厚，有的孩子通過(guò)天文望遠(yuǎn)鏡看過(guò)一次，又到后面排隊(duì)想再看一次。 清河路一小易景分校四年級(jí)學(xué)生張妙一觀測(cè)了一次月亮后，興奮地對(duì)媽媽說(shuō)：“我還要再看一次，將來(lái)也想去月球，說(shuō)不定可以看到我們國(guó)家的神舟飛船！”說(shuō)著，又自覺(jué)排到了隊(duì)伍后面。 由于孩子們的熱情太高，此次觀測(cè)活動(dòng)一直到晚上近9點(diǎn)才結(jié)束。 “聽(tīng)天文講座、觀測(cè)天體，這樣的活動(dòng)，讓孩子們身臨其境，可以自己體驗(yàn)，對(duì)培養(yǎng)孩子的科學(xué)素養(yǎng)、對(duì)自然科學(xué)的求知欲、探求欲極有好處。”張妙一的媽媽沈盈盈說(shuō)，最重要的是，孩子了解了我國(guó)航天事業(yè)的發(fā)展進(jìn)步，對(duì)培養(yǎng)孩子的愛(ài)國(guó)主義精神也有很大幫助。 “以后我們還將不定期舉辦類(lèi)似活動(dòng)。”市科技館館長(zhǎng)王艷說(shuō)。 |
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