木星及其衛(wèi)星的觀測(cè)
木星是太陽系中體積最大的行星,而且自轉(zhuǎn)速度也最快,約9小時(shí)50分轉(zhuǎn)一圈。它表面濃密的大氣在迅速自轉(zhuǎn)過程中形成許多色彩各異、寬度不一的橫向條紋。木星南緯約20處有一個(gè)醒目的蛋形大紅斑,直徑是地球的兩倍,根據(jù)這個(gè)大紅斑的移動(dòng)情況,就可以推算出木星的自轉(zhuǎn)周期。參見木星的照片。
木星的四大衛(wèi)星是伽利略最早用望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)的,故統(tǒng)稱伽利略衛(wèi)星。它們幾乎在同一平面上繞木星公轉(zhuǎn),速度很快。離木星最近的木衛(wèi)一的公轉(zhuǎn)周期約為1.77天,木衛(wèi)二約為3.55天,木衛(wèi)三約為7.15天,木衛(wèi)四約為16.69天,都比月球繞地球公轉(zhuǎn)的周期短得多。
工具與材料
當(dāng)年的天文普及年歷,活動(dòng)星圖,天文望遠(yuǎn)鏡(80倍以上)。
紙和筆。
活動(dòng)過程
1.在天文普及年歷中找出本月木星所在的星座。
2.用活動(dòng)星圖查出觀測(cè)木星的日期和時(shí)間。
3.觀測(cè)前在紙上畫直徑4厘米的圓若干個(gè)(觀測(cè)木星用),在另一張紙上畫出直徑為5毫米的小圓若干個(gè)(觀測(cè)衛(wèi)星用)。
4.在晴天夜晚,用望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)木星,在畫有直徑4厘米的大圓的圖上精確描繪出木星表面的條紋,將大紅斑仔細(xì)地按大小比例繪在圖上,每隔30分鐘或一小時(shí)畫一張,直到大紅斑在木星邊緣消失為止。如果開始觀測(cè)時(shí)不見大紅斑,說明它正在木星背后,可以先畫條紋或觀測(cè)衛(wèi)星,耐心等待大紅斑出現(xiàn)。當(dāng)然也可以改天觀測(cè)。
5.用望遠(yuǎn)鏡很容易發(fā)現(xiàn)木星旁邊的伽利略衛(wèi)星,它們幾乎在一條直線上。用木星直徑為單位估計(jì)各衛(wèi)星到木星的距離,把它們一一畫在畫有直徑5毫米的小圓(代表木星)的圖紙上。由于衛(wèi)星有時(shí)轉(zhuǎn)到木星的正面或背面,所以觀測(cè)時(shí)可能只看見2個(gè)或3個(gè)衛(wèi)星,隔幾個(gè)小時(shí)后衛(wèi)星位置發(fā)生了一些變化,可再畫一張。
6.通過幾天或近一個(gè)月的連續(xù)觀測(cè),就可根據(jù)所得資料推算出木星的自轉(zhuǎn)周期以及伽利略衛(wèi)星的公轉(zhuǎn)周期。
說明與延伸
1.每張圖都要記下觀測(cè)日期及精確時(shí)間,這樣才能進(jìn)行正確的推算。
2.木星實(shí)際上共有16顆衛(wèi)星,大多非常暗,用小型天文望遠(yuǎn)鏡能看到的只有4顆。
3.衛(wèi)星在木星正面通過時(shí),叫衛(wèi)星凌木星;在背面通過時(shí),叫衛(wèi)星食,屆時(shí)地球上很難發(fā)現(xiàn)它們。
4.由于木星自轉(zhuǎn)速度極快,表面又是厚厚的大氣層,所以從望遠(yuǎn)鏡中看到的木星呈扁圓球體狀,其赤道地區(qū)略鼓,若仔細(xì)觀測(cè),還可測(cè)出木星扁的程度。
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