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第八辑 宇宙2（第1页）

为什么天文台大多设在山上

天文台主要是进行天文观测和研究的机构，世界各国天文台大多设在山上。

我国的天文台也大多设在山上。如紫金山天文台，它就设立在南京城外东北的紫金山上，海拔267米。北京天文台设有5个观测站，其中兴隆观测站海拔约940米，密云观测站海拔约150米。上海天文台在余山的工作站，海拔也有98米。云南天文台在昆明市的东郊，海拔为2020米。

天文台的主要工作是用天文望远镜观测星星。星星离我们都非常遥远。一般恒星离我们都在几十万亿千米以外，离我们最近的天体——月亮，距离地球也有38万多千米。地球上的高山一般只有几千米高，缩短这么一小段距离，显然是微不足道的。

地球被一层大气包围着，星光要通过大气才能到达天文望远镜。大气中的烟雾、尘埃以及水蒸气的波动等，对天文观测都有影响。尤其在大城市附近，夜晚城市灯光照亮了空气中的这些微粒，使天空带有亮光，妨碍天文学家观测较暗的星星。在远离城市的地方，尘埃和烟雾较少，情况要好些，但是还不能避免这些影响。

越高的地方，空气越稀薄，烟雾、尘埃和水蒸气越少，影响就越小，所以天文台大多设在山上。现在，世界上公认的三个最佳天文台台址都设在高山之巅，这就是夏威夷莫纳凯亚山山顶，海拔4206米；智利安第斯山，海拔2500米山地；大西洋加那利群岛，2426米高的山顶。

知识点：天文台、天文观测、大气、微粒

为什么天文学家要给星星拍照

拍照可以给我们留下美好的回忆和永久的纪念，那么天文学家为什么要给天上的星星拍照呢?原来，有很多天文现象瞬息突变，像超新星能在几天之内光度突然增加到原来光度的千万倍以上，又如流星在天空中一划而过，几秒钟就消逝；有些天文现象极其罕见，像日全食在一个地方平均要相隔200-300年才出现一次，而且一次最长不过几分钟时间，又如亮的彗星，要几十年甚至更长时间才碰上一次。这些天象如果不拍下照片，长期保存，单凭人们的印象和记录，就很少有科学价值。

天文现象的另一个特点是星光暗淡，在观测恒星光谱时，需将这点微弱的星光分散在一条谱带上，若要用眼睛直接看清每条谱线，是很困难的。如果通过天文望远镜拍下照片，星光虽弱，但底片感光有积累作用，加长曝光时间就可以弥补这一不足。给星星拍照还有一个好处，就是它能拍到紫外线和红外线部分，超出了肉眼的可见范围，这样就扩大了我们观测恒星光谱的范围。

再说天空中繁星点点，多得使人眼花缭乱，无法应付。因此，天文学家在绘星图、编星表时，用给星星拍照的方法，既客观又准确。若用目视方法测绘上千万颗星的位置，实在是难以想象。所以，给星星拍照是天文观测中不可缺少的重要办法。近代天文学中的重要发现，与此密不可分。

给星星拍照和我们一般拍照不大一样。一般在拍人、拍景时，“咔嚓”一声，一张照片就拍好，曝光时间很短，只有几百分之一秒或几十分之一秒。而给星星拍照则需几分钟乃至几小时，曝光时间长是天文照相的一个特点。其次，天文台大都使用玻璃底片——干片，因为天文台需要进行精密测量，比如测谱线的波长或测星星的相对位置，都要精确到万分之一毫米，使用玻璃底片就不会变形。

当今数字照相机正在崛起，大有取代用胶卷的普通照相机之势。原理与数字相机的基本相同的天文观测设备，也正在逐步取代经典的天文照相术，但它们的工作目的还是一样的，只是“拍照”的效果更好。

知识点：天文观测、照相、光谱、科学价值

为什么在南极和北极半年是白天，半年是夜晚

地球在围绕太阳旋转的时候，身体有点儿倾斜。地球的自转轴并不和公转的轨道平面垂直，它们相交成66.5度的角度。

每年春分，太阳直射地球的赤道。然后地球渐渐移动，到了夏天，日光直射到北半球来。以后以过秋分，太阳再直射赤道。到了冬季，太阳又直射南半球去了。在夏季这段时间，北极地区整天在日光照耀之下，不管地球怎样自转，北极都不会进入地球上未被阳光照到的暗半球内，一连几个月看见太阳悬挂在天空。直到秋分以后，阳光直射到南半球去，北极进入了地球的暗半球里，漫漫长夜方才降临。在整个冬季，日光一直不能照到北极。半年以后，等到春分，太阳才重新露面。所以北极半年是白昼（从春分到秋分），另半年是黑夜（从秋分到春分）。

同样的道理，南极也是半年白昼，半年黑夜。只不过时间和北极正好相反。北极白昼的时候，南极是黑夜。北极黑夜的时候，南极是白昼。

实际上，由于大气折射的影响，太阳还在地平线下面半度左右的时候，日光就已经照射到地面上来。因此，北极在春分前两三天，太阳光就已经照到地面。而秋分之后，也要过两三天太阳才完全隐没下去。所以北极的白昼要比半年长一些。同样的道理，南极的白昼也是半年多一点。不过，由于地球公转轨道不是正圆形，北极的白昼，比南极的还要略长一些。

正因为如此，在每年的春分和秋分前后几天，在南极和北极，同时都可看见太阳，过着共同的白昼。相反的，在一年中的其他时间里，南极和北极从来不会同时出现黑夜。

知识点：白昼、黑夜、南极、北极、大气折射

为什么在使用公历的同时还要用农历

我国现在使用的历法有两种，一种是国际上通用的公历，也叫阳历；另一种是我国特有的农历，又称夏历。

公历起源于古代埃及。地球绕太阳公转一周的时间，即一个回归年的长度是365天5小时48分46秒。为了日常生活的方便，1年所包含的日数应为整数，因此公历取365天为1年，然后再采取置闰的方法来与回归年的长度保持一致。公历的置闰方法，使得它的历年平均长度非常接近回归年的实际长度，要经过好几千年才相差1日。因此，公历就把寒来暑往、季节交替非常准确地反映出来了。然而，公历的月数和每个月中所包含的日数都是人为规定的，没有任何天象的依据。

农历实际上是一种阴阳历，它是兼顾月相变化和回归年两个周期而编制的历法。首先，它以月相变化一周的时间作为月的标准，这样1个月的平均长度是29日12时44分2．8秒，农历取29日为1小月，30日为1大月，12个月共354或355日。为了使它的历年长度尽量与回归年长度一致，采用置闰月的办法，有闰月的年份包含13个月。这样一来，农历每年也与季节交替周期相近，并且农历每月与月亮盈亏周期相符。这就是说，它的年和月两个单位，都具有各自确定的天文意义。

农历还有一个特点，就是设置了二十四节气。节气是根据地球绕太阳的公转运动确定的，地球在公转轨道上，每前进15°就算是1个节气。这样，地球1年绕太阳一圈360°，就有24个节气。这样看来，节气和阳历一样，都是以地球绕太阳公转为依据。因此，节气是阳历的，而不是阴历的。节气在阳历中的日期都很固定。例如，春分都集中在阳历的3月20日、21日、22日这三天；秋分则集中在9月23日、24日这两天。据史书记载，自战国时代以来，我国农民就开始根据二十四节气来安排农业生产。

为什么我们在使用公历的同时还要使用农历呢?

农业生产与二十四节气的密切关系是原因之—。其次，农历的月是一个朔望周期，航海和渔业、盐业等一些部门的生产活动都离不开它。

农历在我国已经有好几千年的历史了，可以说是家喻户晓，妇孺皆知。特别是农历中的一些节日，例如，春节、元宵节、清明节、端午节、中秋节、重阳节等等，早已成为我国人民传统的节日，这也是目前我们仍然使用农历的原因之一。

知识点：公历、农历、二十四节气

为什么下半夜看到的流星比上半夜多

我们看到的流星，有时多有时少，如果仔细观测，就会发现下半夜看到的流星比上半夜多。这是什么缘故呢?

在一般情况下，流星体在地球周围空间的分布是均匀的，运动速度的大小和方向各不相同。假如地球没有公转和自转，静止在天空，那么，从各个方向闯进来的流星数目应该大致相等。

由于地球以约30千米／秒的速度绕着太阳公转，这就造成了不同时候出现的流星数目也不相同了。

上半夜，观测者背向地球公转的前进方向所能看到的流星，是那些运动速度比地球公转速度大，并赶上地球闯入大气层的流星体造成的。而在下半夜，观测者面向地球公转的前进方向，这时，地球追上的流星体，或者迎面来的流星体，一旦闯进大气层，都能造成流星现象，所以看到的流星比较多。尤其是接近黎明的时候，遇到的流星最多。从黎明到中午这段时间中，流星同样比较多，但因为是白天，阳光比较强，天空很亮，所以用肉眼和光学望远镜看不到流星。

知识点：流星、流星体、地球公转

为什么会出现狮子座流星雨

你看见过流星雨吗？

曾在1833年11月17日夜晚，盛大的狮子座流星雨景象十分壮观：流星像暴风雨般持续不断地从狮子座朝四面八方辐射开来，一连好几个小时，最多时每小时出现10万颗流星。有人估计，那天晚上出现的流星至少有20万-30万颗。

从历史上狮子座出现第一次流星雨极盛算起，一共有15次，它们出现的年份是：公元902年、931年、934年、1002年、1101年、1202年、1366年、1533年、1602年、1698年、1766年、1799年、1833年、1866年以及1966年。从上面的记录，可估算出狮子座流星雨极盛周期基本上是33-35年。当然，其中也有不按规律的例子。

那么，为什么极盛周期会是33-35年或是它的倍数?

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