天文望远镜的使用和黑子观测

由物镜、目镜及副镜组成的镜筒，是天文望远镜最主要的部件。除了少数小型望远镜可以拿在手中进行观察外，大多数天文望远镜必须有一个坚固的、能灵活方便地使镜指向天空任何观测目标的支架。望远镜的这种支架称为机架。根据望远镜的不同要求，望远镜的机架分成地平式和赤道式两种。

1.地平式（见下图）

这种机架是按地平坐标的两个坐标轴设计的，它有水平及高度两个轴：水平轴的旋转改变望远镜的方位角，图中的望远镜可以围绕A 轴旋转任何角度；高度轴的变化指示天体的地平高度角（也就是仰角），图中望远镜可以通过调节控制杆B使望远镜镜筒仰高或降低。 市场上出售的折射式望远镜大多是地平式的。当望远镜指向任何一个目标时，从刻度盘上就可以读出观测目标的地平坐标（即方位角）和地平高度（仰角）的数值。

2.赤道式（见下图）

这种机架也有两根轴：其中一个轴指向天极，称为极轴（也叫赤经轴），在北半球极轴应该指向北极星；另一个与极轴垂直且与天赤道平行，称为赤纬轴。当用望远镜观察太阳、月球或其他天体时，你就会发现只要使镜筒围绕极轴转动，就能始终使观察目标出现在望远镜的视野中，而不需要改变赤纬轴。专业天文学家使用的中小型天文望远镜大都为赤道式的，这样对天体进行长时间的跟踪观测及照相都比较方便。

为了能很快地寻找到观察目标，一般望远镜都附加一个视场较大的折射望远镜，称为寻星镜。寻星镜的光轴与主镜筒的光轴平行，当把观测天体移入寻星镜的中心时，观测天体也就进入了主镜筒的视场。

在进行天文观测时，通常要对一个观测目标进行连续的跟踪观测，甚至要进行整夜观测。这时，由于天体东升西落（天文上称做周日视运动），天体的位置在不断改变。为了使所观测天体始终保持在望远镜视场中心，望远镜需要安装一个能使望远镜与所观测天体同步运动的机械装置——转仪钟。转仪钟由电机带动，使整个望远镜按天体周日视运动的角速度均匀运转，这就为天体的跟踪观测带来很大的方便。

以一般的带转仪钟的赤道式折反射望远镜为便，在使用中可以按照下述步骤操作。

（2）接上转仪钟电源，检查转仪钟是否能正常运转， 注意电源的正负极不能接反。

（3）调整望远镜机架， 使之处于水平（望远镜的机架上有水平仪，使仪器的小泡居中，机架也就水平了）。

（4）调节极轴，使极轴指向天球北极。 可以先按当地的地理纬度调好极轴的地平高度，再根据北极星的位置，调整极轴的方位。

（5）用寻星镜寻找观测目标，调整望远镜的赤经、 赤纬两组旋钮，使目标位于寻星镜目镜的十字线中心。有时目标在寻星镜中不很清晰，可以调节寻星镜的焦距。

（6）根据观测目标的不同，选用放大率不同的目镜。观看月球、 太阳的整体时，目镜放大倍率不宜过大，因为放大率大的目镜，其视场较小。当需要观看月球、太阳的局部时，可用放大倍率高的目镜。

（7）由于各人眼睛的不同，每一位观察者在观测时， 都应细心地调节望远镜目镜的焦距，使观测目标在目镜中成像最清晰时，再进行观测。如果望远镜没有转仪钟，使用时可按上述步骤中除（2 ）外的各项操作，但过一会要调整一下赤经轴，使观测目标不要移出视场。

　　太阳黑子的观测

据国内外的天文专家的预报，从1998年开始，太阳进入第23个活动峰期。太阳活动峰期内，太阳耀斑、电磁辐射等都较平常增强，太阳黑子的群数、个数显著增多，而且面积也明显增大。按预测，2000年3 月太阳活动将达到极大，估计将持续到2002年。根据紫金山天文台近期的观测，太阳表面黑子的群数和个数已较正常年份明显增多、增大，太阳黑子的峰年已经来临。

太阳活动峰年出现的机会不是太多的，在当前抓紧晴天观测太阳黑子及其变化，是天文爱好者们一项很有意义的工作。

白天用望远镜观测太阳黑子，切不可用肉眼直接观看目镜，以免烧伤眼睛。可以采用投影的方式观测，或者在物镜上安装滤光片。观测时间不能过长，以免镜筒内温度过高而损坏仪器。对一般的中小学来说，对太阳黑子进行目视描迹观测是最简便易行的。就仪器而言，有一架口径10厘米左右、附有转仪钟的赤道式天文望远镜就行了。观测时应该像上图中那样安装投影杆和投影板进行投影观测，再准备一些质量较好的白纸作为观测用图纸。观测图纸可依照天文台的观测图进行简化，图上所画圆圈的大小要和望远镜投影像的大小一致，图纸上要标出东西南北4个方向点，东西之间画一条直线。

观测时将望远镜对准太阳，调好目镜焦距，使投影板上呈现清晰的太阳像。在投影板上夹上一张观测图纸，调整投影板与目镜之间的距离，使图上的圆圈和太阳像完全吻合。然后再用望远镜的微动螺旋移动太阳像，使日面上的一个小黑子放在图中的东西线上，停止转仪钟，整个太阳像就会有相对于投影板的移动，观看小黑子的移动轨迹是否与图纸上的东西线平行（或重合），如果不是，就要移动图纸来调整。

日面像大小和方位确定后，就可以打开转仪钟跟踪系统开始描图工作。描绘黑子时，先描大黑子，用3H铅笔点出核心（本影），而后轻轻勾划出半影轮廓。然后描小黑子，有些小黑子与灰尘斑点不易分区，可用光洁度较好的照相纸在投影板前晃动，小黑子就能察觉出来了。全部描好后核对几遍，以保证确实无误。观测是自然的记录，一定要求高度的真实性。

将描绘图取下适当加工，即用2H铅笔对黑子的本影和小黑子描深，用3H铅笔将半影描深。在图纸上记下观测时间、天气状况及观测者等。如果能一段时间连续观测，你就有可能发现黑子的个数、群数、形状、大小及位置的变化，这样的观测资料就相当有价值了。

有兴趣的读者，还可自己设计进一步的观测研究方案，测定太阳的自转周期，研究太阳到底是固体球还是气体球，并在有经验的老师指导下进行观测。^

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