《地球概论》
实验实习指导书
实验一、天球仪的构造和运用天球仪演示天体运动
[实验目的及要求]
了解天球仪的构造，掌握运用天球仪演示天体视运动的动作技能。 [实验原理]
1、概述
天球仪是以观察者为中心，以圆球表示天球的教学仪器。它在天文、地理教学上，可帮助了解天球的各种坐标、时间的概念；能形象地理解天象与季节和时间、星象和地理纬度的关系；太阳在天球上位置的变化；也可用来求解实际的天文问题。TY一1型天球仪吸取了 中外天球仪的优点，并对内容的表达、工艺的设计作了改进：用深兰色将球体突出，以衬托浅兰色的银河；用鲜艳的粗红线和粗黄线分别表示天赤道和黄道；在黄道上红圈表示太阳的位置，与我国的二十四节气阳对应。TY——1型天球仪星等分级明显，用黄色清晰地显示在深兰色的球体上，给人以满天星斗的臆想效果。仪上内容多于高等院校所用的教材，且专业内容也较丰富。TY—l型天球仪尤其适合于师范院校的天文系、地理系和中学讲授地球概论之用。也可供天文、气象、航海等专业单位和科研机关参考。 2、天球仪的构造
天球仪由球体、底座、支架、子午圈、地平圈及高度方位架等组成。天球仪用粗红线表示天赤道，它的上方标有赤经度数，它的下方标有恒星时数。每隔15度有一赤经圈。以春分点为零度绕天赤道一周为360度。以天赤道为零度向南北两天极，每隔10度有—赤纬圈。到南北天极均为90度。赤道经度和赤道纬度组成了赤道坐标网。
天球仪用粗黄线表示黄道。在它的上方标有以10日为间隔的月份和日期。用红圈表示太阳在二十四节气时的位置。
天球仪上还标有银道和南北两银极。
在天球仪上，全天共分88个星座，并用粗红虚线勾划出星区界线，它与粗红的天赤道和粗黄的黄道一起，以十分醒目的形式给教学带来方便。全天恒星分为四等，并标有著名星团、星云和变星等内容。并按中外习惯将各星座内的恒星用实线联接起来，以便辨认。 3、天球仪的用途和用法 天球仪用于：
（1）查阅和辨认星座和恒星。
（2）找出某恒星的赤经和赤纬，或已知赤经和赤纬找出某恒星。
（3）求两星之间的角距离的近似值。或已知恒星时(或真时、平时、标准时)求某恒星的时角。
（4）找出某日太阳的黄经、赤经和赤纬，或求知某天太阳出没的时刻、方位、高度及昼长、夜长的时间。
（5）已知地理纬度：求已知恒星时(或真时、平时、标准时)的某恒星的高度和方位角。或从恒星的地平坐标求当地的恒星时（或真时、平时、标准时)。或已知恒星时（或真时、平时、标准时）求知天象。 （6）各种坐标的换算。
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天球仪用法要则： （1）、纬度校正：使子午圈靠近地平圈的度数等于某地的地理纬度，然后移动天球仪，使地平圈上的方向与某地方向一致，再使球上已知点转到自己的位置上时即已校正完毕。
（2）已知地方恒星时，使天球仪与实际天空相符：在作了纬度校正后，耙与已知恒星时相同的赤经时数转到子午圈下，即使春分点的时角等于这个已知恒星时就行。
（3）已知真时的校正：把该日太阳在黄道上的位置转于子午圈下，记下其在子午圈下的赤经时分，然后加上已知真时，再减去12时，所得结果为已知真时的子午圈读数。转动球体，把赤道上上述墩值转到子午圈下。这样球上各星点与实际天空相符。
（4）已知地方平时，则加上时差成真时，再按3校正。如已知标准时，则按经度变为地方平时。
总之，已知时间而求解的问题，主要是测定子午圈和天球上某一时圈之间的角度的，子午圈这里代表观察地点的子午圈。同时还应熟知下列关系： （1）所有时间都是以天球上一点的时角的连续增加来量度的。 （2）地方恒星时等于春分点的地方时的时角。 （3）地方真时(或地方平时)等于太阻的地方时角 (或平太阳的地方时角)加上12时。地方平时又等于世界时加上(格林尼治以东)或减掉(格林尼治以西)某地子午线与格林尼治子午线间经度差(以时间来表示)。
（4）北京时间(东经120度的标准时)等于世界时加上8时。知道观察者所在地的经度，把标准时化为地方平时。
例一：找出某一恒星的赤经和赤纬。 把该恒星转到上中天，从赤道上读出赤经，从子午圈的刻度上读出赤纬即可。 例二：找出某日太阳的黄经、赤经和赤纬。
太阳每日的位置标在黄道上，则黄经数可在黄道度数上读出。太阳的赤经和赤纬，按例一方法读出。
例三：找出两星间的角距离的近似值的原则。
低纬度：用两脚规量得两星间的距离，再移规于黄道上所得弧长即为所求。高纬度：用两脚规求得两星间的距离长后，在最接近两星的纬度圈上按已得距离长得两点。求此两点的赤经差化为度数即得角距离的近似值。
例四：已知恒星时，求天象。 调整天轴，使天极与地平夹角相当于该地的地理纬度，转动球体使子午圈读数等于已知恒星时，也就是使春分点的时角等于恒星时。这时天球仪上的天象即和真实天空相符合。此后也可根据各星点的方位角、高度进行辨认、查对恒星和星座。
例五：已知恒星时(或真时)，求某恒星的时角。 原则①、已知恒星时减该恒星的赤经等于该星的时角。如已知的恒星时小于该恒星的赤经时，可先加上24时再减去赤经即得要求的时角。
原则②、已知真时则把该日太阳所在之点转至上中天，读出太阳赤经，再转动天球使该日太阳的时角等于真时减去12时，所得的差即为恒星时，然后根据原则①，求出该恒星的时角。
例六：已知标准时，求某恒星的时角。
原则，应用经度的换算求得相当的平时，再运用时差(加或减)把相当于平时
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