# 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，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。

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