实验指导

一、实验简介

1、实验原理

  太阳高度角是太阳光线与地平线(面)的夹角,即太阳在当地的仰角。通常用H来表示。求某地某时的太阳高度角公式为H=90°-|Φ-δ|,Φ为当地纬度,δ为太阳直射点纬度。

(图一:求太阳高度角公式相关角度的表示)

  同一时刻,正午太阳高度由太阳直射点向南、北两侧递减。夏至日,正午太阳高度由北回归线向南、北两侧递减,北回归线及其以北各纬度,正午太阳高度达到一年中的最大值,太阳辐射最强;南半球各纬度,正午太阳高度达到一年中的最小值,太阳辐射最弱。冬至日,正午太阳高度由南回归线向南、北两侧递减,南回归线及其以南各纬度,正午太阳高度达到一年中的最大值,太阳辐射最强;北半球各纬度,正午太阳高度达到一年内中的最小值,太阳辐射最弱。春分日和秋分日,正午太阳高度自赤道向两级递减,南、北半球太阳辐射强度相当。

2、实验重点

  1)掌握太阳高度角的概念与其随时间变化的规律;
  2)掌握Starry Night的基本功能及其操作方法;
  3)利用软件观测特定地点、特定时间的太阳高度角并进行记录。

3、实验难点

  1)掌握软件入门、操作环境;
  2)掌握太阳高度角随时间变化的规律;
  3)掌握在软件中观测太阳高度角的方法。

二、天体观测软件入门

  Starry Night是一个实时模拟天文天体的软件,它可以模拟公元前9999年到公元9999年的20000光年内人类所能观察到的所有天文现象。

  1)具极强的动态演示功能:

  软件中有类似录音机的按钮——,可通过这些按钮来控制动画。——播放按钮:点击此按钮之后,在主画面显示的星空开始按时间的进程运动,运动的速度可以进行控制;——通过此按钮来控制主画面显示的星空按时间的进程运动的速度。这里显示的是003 minutes,就是说动画是按3分钟为一个单位进行播放的,在003和minutes上都可以点击,分别修改时间和单位。单位有秒、分、时、日、月、年,具体要多少单位可以自己调试,但是总的原则是能看清楚星空的变化;——回放;——停止;——点击时时间前进或后退一个时间单位;——点击此按钮时按真实的时间运行;

  ——用来调节视场的大小。带减号的放大镜是缩小倍数,相当于增大视场;带加号的放大镜是放大倍数,相当于减小视场;回字型方框的功能是迅速回到正常的标准视角;在下拉菜单里有一些常用的视场大小,还有常见双筒望远镜的视场大小,对于外出观测做准备很有帮助。

  2)有观测高度角的功能:

  鼠标移至要观测高度角的目标,右键单击选择Info_Window后弹出一对话框,在此对话框中可观测其高度角(Altitude)。

三、读取太阳高度角的操作步骤

1、运行软件


(图二:软件运行界面)

2、设置经纬度

  点击旁边的,输入需要读取太阳高度角的地方的经度与纬度,再点击Set Location,画面将会跳过去;直接运行软件时,软件自动定位到当地。


(图三:输入经纬度对话框)

3、观测太阳高度角

  1)由软件直接显示太阳高度角。当把经纬度、时间输入软件后,移动视场找到太阳,鼠标移至太阳附近显示黑色箭头时右键单击,选择Info_Window后弹出一对话框,在此对话框中可观测太阳高度角(Altitude)。


(图四:显示太阳高度角)

  2)根据上述操作步骤,观测以下特定地点、特定时间的正午(12:00)太阳高度角,把观测数值填入表格。 (表格在附件中:附件.doc

长沙:北温带城市

海口:中国热带城市

漠河:北温带城市,中国最北城市