自制月亮观测仪

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  古往今来,人们仰望天上一轮明月,总会引起无穷的遐想。茫茫太空,月亮是我们的近邻,跨越38万公里,远远望去,月亮的圆缺明暗到底是怎么回事呢?让我们自制一个月亮观测仪,尝试揭开月亮神秘的面纱吧。
  我的观测仪器是一架自制的月亮观测仪,是参考《科学实验活动册》中关于太阳高度仪的介绍改制而成的。其结构如图所示。
  它由月亮高度量角板、直柱、铅垂线、支撑十字板、指针、月亮方位板和现有三脚架改制组成。
  在月亮方位板上以中心圆孔为圆心,画一个大小合适的圆,将圆周分为360°,规定正北为0°(360°),正东为90°,正南为180°,正西为270°。直柱下端插在月亮方位板的中心圆孔中,下端固定着与直柱垂直的指针,该指针可随直柱360°自由转动,支撑十字板保证直柱垂直于月亮方位板。
  直柱上端中心用一个螺丝钉固定月亮高度量角板,月亮高度量角板上沿与一根长木条紧固,量角板可绕螺丝钉自由转动。在月亮高度量角板上以螺丝钉处为圆心,画一个大小适当的半圆,将半圆分为180°,规定与半圆的对称轴所在半径为0°,以此为起点,两边各为90°。螺丝钉处下垂一条铅垂线。三脚架在以上所有部件的下方,与月亮方位板紧密固定成一体,可调节方向、升降高低。
  观测前,我先用指南针测出观测地点的东南西北方向,并用油漆作好地面标记。以后在此观测地点观测时,可以直接将三脚架按油漆所标位置放置,即可使月亮方位板上的东南西北与观测地点实际的东南西北相吻合。
  之后,在天空中找到月亮,旋转直柱和月亮高度量角板,通过眼睛使月亮高度量角板上沿长木条对准月亮,读取此时铅垂线与月亮高度量角板0°刻度线的夹角,即为此时的月亮高度。同时,读取此时方位板上指针所指的度数,即为此时的月亮方位。
  在此基础上,通过观测,我不仅对朔望月规律有了直观切身感受,而且还了解了月亮方位与月亮高度的关系,初步探明了月亮南北摆动的一个周期为27.31天,了解了月相在一天中的转动规律,以及月亮高度与月照时间长短的关系。
  对数据的分析、处理,我初步发现了正午月亮与月照时间长短的规律:一般月正午高度在40°到75°之间,月照时间与月高关系用解析式表示:Y=5.72X 411。
  我用这个观测仪观测月亮历时两年。在这期间,为了准时观测到月亮,有时我不得不暂时打破原有的就餐就寝秩序而匆匆赶往观测地点。
  由于每月初的新月几乎与太阳同步升起、下山,所以,每月初都无法观测到月亮。有时由于云雨等天气因素或临时有事而漏测的数据,又需要以后特别注意相应日的测量。地平线上的建筑物和山坡的阻挡都使我难以看到月出月落的瞬间。
  同时由于仪器简陋导致的误差较大、大气层对光线的折射、两年的时间之短等等情况,要得到极度准确的数据有一定的难度。
  通过这次观测活动,我初步探索月亮运动、月相等规律,进一步认识到宇宙的奥妙。北宋文学家苏东坡说:“明月几时有,把酒问青天。”现在让我们继续探究这颗神秘星球的奥秘吧。
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