我能製造一個儀器來測量太陽和月亮的大小嗎?

2021-01-08 天文在線

本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。

Q:我該怎麼測量月球的圓盤有多寬(度)?我能用把天球劃分為360°的方法去測嗎?我想在滿月的兩邊設兩條對齊的線,然後測量月亮的一邊從一條線移動到另一條線所需的時間,再用x/360°=t/24h,算出月亮的視直徑(x)。

A:你關於怎樣測量月球大小的想法很有趣,但是必須要很細心才能得到準確的尺寸。你提供的公式中應該是x/360=t/(24h50min),因為月亮回到天空的中的同一點用時超過24小時。第二,我不明白你為什麼需要兩條線,一條不夠嗎?你只要測量月亮兩邊穿過線間隔的時間就行了。我發現的最有問題的一點就是如果月亮在對角線路徑上稍微移動,你將無法獲得良好的測量結果,所以你進行觀測的最佳的時間是當月亮處於天空最高點時,此時它走得很直(午夜滿月時是最佳時間)。

如果你想將你的實驗結果與其他結果相比較,我告訴你怎樣做一個簡易的設備來測量月亮和太陽的直徑。你需要一個盒子、一把尺子、一些鋁箔和一根針。你要製作的儀器和用來看日食的儀器是相同的,因為我不能畫圖來告訴你怎麼做,它解釋得很清楚。

如果你做了一個足夠長的盒子,你就能測量太陽(或滿月)圖像的直徑,簡稱d(diameter),你也能製造盒子的長度,簡稱l(length),知道d和l後,通過D=L*d/l(L是與天體間的距離,對於太陽是1.5億km,對於月球是38.4萬km)你就能得到準確的直徑。如果你想,還可以通過公式θ=(d*180)/(l*Pi)計算出視直徑θ,得到的太陽和月球的視直徑大約應為1/2度。

如果這個方法對月亮不適用,我想到另一個方法。把一枚硬幣貼在窗上,把繩子的一端粘在硬幣的一邊,然後用一隻眼看,把繩子放到眼睛的邊緣,從窗戶邊後退直到硬幣完全遮住滿月,此時l就是硬幣和你眼睛之間的繩子長度,而d是硬幣的直徑。你能用上文的公式計算月球出的直徑。

怎麼看日食?

這可能是這個網站裡最重要的東西的,如果你想看日食,無論是全食、環食還是偏食,你第一件需要知道的事就是:

永遠不要用裸眼或者光學儀器如望遠鏡來看太陽!

這很關鍵!!為啥,你可能拿放大鏡到太陽底下燒過樹葉,如果確實做過的話,你就會記得當陽光聚焦到透鏡上的一小個點時,它就會變得足夠熱得以燃燒。而你的眼睛上就有一個那樣的透鏡,如果你直視太陽,你眼睛裡的透鏡就會把陽光集中並聚焦到眼睛後方視網膜的一個小點上,灼傷你的眼睛,導致眼睛的永久損傷甚至失明。此外,你的眼睛沒有痛覺感受器,所以你不會感覺到這一切的發生!

如果你現在對直視太陽很害怕,那就對了!你就會繼續閱讀。如果你沒有,回去看上文的警告。

在日全食過程中,有一個短暫的時段可以用肉眼直視太陽,這個唯一的時段就是:當月亮完全遮住太陽時,叫做全食,持續時間從幾秒到幾分鐘不等。月亮離開太陽表面的瞬間,你就必須回去用安全的觀測儀器。

上面的圖文 「怎麼做一個太陽觀測器」,為你展示了一個安全的方法,通過投影太陽圖像來觀察日食或其他太陽事件。

相關知識

日食(英語:Solar eclipse),又稱日蝕,是一種天文現象,屬於食的一種,只在月球運行至太陽與地球之間時發生。這時,對地球上的部分地區來說,月球位於太陽前方,因此來自太陽的部分或全部光線被擋住,看起來好像是太陽的一部分或全部消失了。日食只在朔,即月球與太陽呈現合的狀態時發生。

日食分為四種,包括日全食、日環食、日偏食和全環食,其中較罕見的是全環食,只發生在地球表面與月球本影尖端非常接近的情形下,這時不同地區會出現日偏食、日全食和日環食三種不同的日食。日全食經常吸引許多遊客和天文愛好者特地到海外去觀賞日全食,也會有旅行社推出專門為這些遊客設計的行程。

作者: 趙丁丁

FY:Amelie Saintonge

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  • 我能製造一個儀器來測量太陽和月亮的大小嗎?
    Q:我該怎麼測量月球的圓盤有多寬(度)?我能用把天球劃分為360°的方法去測嗎?我想在滿月的兩邊設兩條對齊的線,然後測量月亮的一邊從一條線移動到另一條線所需的時間,再用x/360°=t/24h,算出月亮的視直徑(x)。
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