高中歷史知識(shí)點(diǎn):《石氏星表》和渾儀

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《石氏星表》和渾儀:


(1)《石氏星表》
戰(zhàn)國(guó),天文學(xué)家石申用赤道坐標(biāo)記錄了八百多顆恒星的位置。(失傳)
唐朝,后人輯成《石氏星表》 是世界上現(xiàn)存最古老的星表,保留了一百多顆行星的赤道坐標(biāo)數(shù)據(jù)。
(2)渾儀和簡(jiǎn)儀
渾儀是望遠(yuǎn)鏡發(fā)明前世界上最先進(jìn)的天文觀測(cè)工具。
張衡簡(jiǎn)儀是元代科學(xué)教郭守敬革新渾儀的作品。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化,精度提高。



《石氏星表》和渾儀:


1、重大成就:
赤道坐標(biāo)
石氏星表
渾儀和簡(jiǎn)儀
2、意義:
中國(guó)首創(chuàng)赤道坐標(biāo)的科學(xué)性及價(jià)值為現(xiàn)代天文學(xué)所承認(rèn);
石氏星表是世界上最古老的星表
渾儀曾是世界上最先進(jìn)的天文觀測(cè)工具。



世界最古老的星表之一——石氏星表:

星表是把測(cè)量出的若干恒星的坐標(biāo)(常常還連同其他特性)匯編而成的。它是天文學(xué)上一種很重要的工具。我國(guó)古代曾經(jīng)多次測(cè)編過(guò)星表。其中最早的一次是在戰(zhàn)國(guó)時(shí)代。它的觀測(cè)者叫石申,是魏人。他的活動(dòng)年代大約在公元前四世紀(jì)。
石申編過(guò)一部書,叫《天文》,共八卷。因?yàn)檫@部書有很高的價(jià)值,所以被后人尊稱為《石氏星經(jīng)》!妒闲墙(jīng)》這部書已經(jīng)在宋以后失傳,今天我們只能從一部唐代的天文學(xué)書籍《開(kāi)元占經(jīng)》里見(jiàn)到《石氏星經(jīng)》的一些片斷摘錄。從這些片斷中我們可以輯錄出一份石氏星表來(lái)。其中有二十八宿距星(每一宿中取作定位置的標(biāo)志星叫做這一宿的距星)和其他一些恒星共一百一十五顆的赤道坐標(biāo)位置。(按《開(kāi)元占經(jīng)》所編星號(hào)看,《石氏星經(jīng)》原文應(yīng)該有星一百二十一顆,但是其中六顆在今本《開(kāi)元占經(jīng)》中缺佚了。)右為我國(guó)古代天體赤道坐標(biāo)示意圖。I是赤道圈,II是地平圈,P是天北極。A、B是相鄰的甲、乙兩宿的距星,ab表示甲宿的距度。S是某一天體,as表示它的入宿度,SP表示它的去極度。石氏星表的赤道坐標(biāo)有兩種表達(dá)方式。一種是二十八宿距星的,叫做距度和去極度。距度就是本宿距星和下宿距星之間的赤經(jīng)差;去極度就是距星赤緯的余角。還有一種是二十八宿之外的其他星,叫做入宿度和去極度。所謂入宿度就是這顆星離本宿距星的赤經(jīng)差。不論哪一種方式,它的實(shí)質(zhì)和現(xiàn)代天文學(xué)上廣泛使用的赤道坐標(biāo)系是一致的。而在歐洲,赤道坐標(biāo)系的廣泛使用卻是在十六世紀(jì)開(kāi)始的。恒星的赤道坐標(biāo)會(huì)作緩慢的變動(dòng),這種變動(dòng)的絕大部分是歲差造成的。因此,按照歲差規(guī)律,比較一顆恒星古今坐標(biāo)的變化,可以推求出這個(gè)古赤道坐標(biāo)的測(cè)定年代。


渾儀和簡(jiǎn)儀:

(1)渾儀:
最晚在漢武帝的時(shí)代,天文家們已經(jīng)使用渾儀。在望遠(yuǎn)鏡發(fā)明之前,渾儀一直是世界上最優(yōu)良的天文觀、測(cè)儀器。
“渾儀”是我國(guó)古代的一種天文觀測(cè)儀器。在古代,“渾”字含有圓球的意義。古人認(rèn)為天是圓的,形狀像蛋殼,出現(xiàn)在天上的星星是鑲嵌在蛋殼上的彈丸,地球則是蛋黃,人們?cè)谶@個(gè)蛋黃上測(cè)量日月星辰的位置。因此,把這種觀測(cè)天體位置的儀器叫做“渾儀”。最初,渾儀的結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單,只有三個(gè)圓環(huán)和一根金屬軸。最外面的那個(gè)圓環(huán)固定在正南北方向上,叫做“子午環(huán)”;中間固定著的圓環(huán)平行于地球赤道面,叫做“赤道環(huán)”;最里面的圓環(huán)可以繞金屬軸旋轉(zhuǎn),叫做“赤經(jīng)環(huán)”;赤經(jīng)環(huán)與金屬軸相交于兩點(diǎn),一點(diǎn)指向北天極,另一點(diǎn)指向南天極。在赤經(jīng)環(huán)面上裝著一根望筒,可以繞赤經(jīng)環(huán)中心轉(zhuǎn)動(dòng),用望筒對(duì)準(zhǔn)某顆星星,然后,根據(jù)赤道環(huán)和赤經(jīng)環(huán)上的刻度來(lái)確定該星在天空中的位置。后來(lái),古人為了便于觀測(cè)太陽(yáng)、行星和月球等天體,在渾儀內(nèi)又添置了幾個(gè)圓環(huán),也就是說(shuō)環(huán)內(nèi)再套環(huán),使渾儀成為多種用途的天文觀測(cè)儀器。
(2)簡(jiǎn)儀:
元代科學(xué)家郭守敬革新的一種天文觀測(cè)儀器簡(jiǎn)儀是我國(guó)古代的一種天文觀測(cè)儀器,它與渾儀一樣用于測(cè)量天體的位置。但是,渾儀的結(jié)構(gòu)比較繁雜,觀測(cè)時(shí)經(jīng)常發(fā)生環(huán)與環(huán)相互阻擋視線的現(xiàn)象,使用極不方便。元朝天文學(xué)家郭守敬將渾儀化為兩個(gè)獨(dú)立的觀測(cè)裝置,安裝在一個(gè)底座上,每個(gè)裝置都十分簡(jiǎn)單實(shí)用,而且除北極星附近以外,整個(gè)天空一覽無(wú)余。因此,古人稱這種裝置為“簡(jiǎn)儀”。
簡(jiǎn)儀的主要裝置是由兩個(gè)互相垂直的大圓環(huán)組成,其中的一個(gè)環(huán)面平行于地球赤道面,叫做“赤道環(huán)”;另一個(gè)是直立在赤道環(huán)中心的雙環(huán),能繞一根金屬軸轉(zhuǎn)動(dòng),叫做“赤經(jīng)雙環(huán)”。雙環(huán)中間夾著一根裝有十字絲裝置的窺管,相當(dāng)于單鏡筒望遠(yuǎn)鏡,能繞赤經(jīng)雙環(huán)的中心轉(zhuǎn)動(dòng)。觀測(cè)時(shí),將窺管對(duì)準(zhǔn)某顆待測(cè)星,然后在赤道環(huán)和赤經(jīng)雙環(huán)的刻度盤上直接讀出這顆星星的位置值。有兩個(gè)支架托著正南北方向的金屬軸,支撐著整個(gè)觀測(cè)裝置,使這個(gè)裝置保持著北高南低的形狀。這是我國(guó)首先發(fā)明的赤道裝置,要比歐洲人使用赤道裝置早500年左右。



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