陕西西安地理实习报告1

陕西西安地理#实习#(一) (2007-10-09 17:10:49)转载 分类:探索与发现 标签:学 习公社 地球科学基础》 (实习指导教程) 刘贤赵杜国云主编 鲁东大学地理与资源管理学院 宇宙环境部分实习 天文学一贯遵循"实践—理论—实践"的认识规律,试验,实习观测是地球的宇宙环境 部分教学实践的重要环节,其目的是培养学生的观测,观察能力,掌握天文望远镜的使用, 其任务是掌握宇宙天体系统的构成及地球在宇宙中的环境特征. 一,星空观测 目的与要求:掌握星空的分布大势以及各个星区的主要星座和亮星的分布,初步了解星 座盘的使用. 说明:见《怎样识星》 实习作业:填写四大星区简. (1)星座盘的使用:星座盘分为三环,最外围的是月份,第 二环是当月份的日期,再接着是每小时的刻度.使用星座盘的您, 请先找出观测的月份与日期,接着再将可旋转的时间盘上的时间, 对准那月那天就可以了.例如12月30日晚上7点您要看星星,就 先在星座盘上找到12月30日的刻度,再将晚上7点的刻度对上, 星座盘就可显示出当时的星空了. (2)月球与行星观测 图2 低倍率下的月亮 首先将天文望远镜上的寻星镜,对准月球.寻星镜内的十字线交叉点要刚好切在月球或 行星上,接着再用主镜来观察,记得先使用低倍的目镜,也就是目镜上数字比较大的那个(约24mm-20mm).将焦距调整至最清晰后,再接着换用中倍目镜,也就是目镜上数字大的那个(12mm-8mm),这里您应该可以看到月球上的坑洞与木星的条纹或土星纹,金星的圆缺与火 图1 星座盘 星两极小小白白的极冠.但是请您千万不要拿您眼睛看到的影像和书本上的图片相比较,因为那些大多是太空船拍摄下来的,所以非常清晰.在您望远镜下的星象,却是最富立体感的. 图3 透过目镜放大倍率观察的月面 (3)天空的大时钟,大熊座北斗七星 用心观察的小朋友会发现北斗七星会绕着北极星,从东向西转,所以古人除了把它拿来 标记四季的变化之外,更可以把它当做时钟里的时针,特别是在黄河流域,因为纬度比较高, 可以看见北斗七星围绕北极星一圈.所以使用它来做计时的工具再好不过了.只可惜如果阴天的话,这个自然界的大时钟就派不上用场了. 图4 不动的北极星图5 指极星延伸五倍可抵达北极星 表一四大星区简表 星区天琴星区大熊星区御夫星区仙后星区 赤经 18 15 12 9 6 3 0 21 代表 星座 星数 图 形 一 等 亮 星描 述 春分 6 3 0 21 18 15 12 9 夏至 夜半 夏立春立冬立秋立 至夏分春至冬分秋 南 中 星 座 21时 二,太阳黑子的投影观测 要求:掌握用投影方法观测太阳黑子及太阳黑子描图的基本方法 观测及描绘工具:天文望远镜,绘图白纸,铅笔,圆规. 方法:(1)启动计算机寻星系统,对准太阳,使屏上得到太阳像.(特别注意:不能用眼睛直接在目镜中观看太阳,以免灼伤眼睛) (2)调节日像大小和圆度. (3)在纸上描出与太阳像一样的圆周,并太阳黑子. (4)记录日期,时刻,天气情况. 太阳黑子观察记录: -------年------月-----日-----时-----分 三,月面观测 实验目的:观测月球表面 实验内容:用望远镜观测月球表面(上弦月,满月各一次) 四,望远镜的结构和使用 实验目的:学习掌握望远镜的使用. 实验内容:(1)天文望远镜的简介. (2)天文望远镜的使用. 五,行星观测 实验目的:对金星,木星,土星的观测 实验内容:用天文望远镜对金星,木星,土星的观测 六,流星雨,彗星观测 实验目的:观测流星雨,彗星. 实验内容:用望远镜对流星雨,彗星进行观测. 七,日,月食及潮汐观测 实验目的:观测日,月食及潮汐. 实验内容:用望远镜对日,月食及潮汐进行观测. 大气环境部分实习 ,气温的测量 目的与要求:掌握气温测量的原理,温度计(表)的使用. 内容:温度计的使用. 气温是衡量空气冷热程度的物理量,表示空气分子运动的平均动能的大小.我们通常用 摄氏温标(t)来表示,也有用华氏温标(F)表示的,理论研究工作中常用绝对温度(T)表 示,其换算关系为: t = 5×(F-32)/9 t = T - 273.15 地面气温一般指距地面1.25—2.0米处的大气温度.测量时,为了防止太阳辐射对观测 值的影响,测温仪器必须放在百叶箱或防辐射罩内,并且还要满足测量元件有良好的通风条件. 测量气温的仪器常用的有以下几种: (1)玻璃温度计: 感应部分是一个充满液体的玻璃球或柱,与感应部分相连的刻度部分是一端封闭,粗细 均匀的玻璃毛细管,测温液体通常用水银,酒精或甲苯等.由于玻璃球内液体的热胀系数远大于玻璃,毛细管中的液柱会随温度变化而升降.常用的玻璃温度计有最高温度表,最低温度表和干,湿球温度表. a)最高温度表:是专门用来测定一定时间 间隔的最高温度的,它的构造是在球部底处置一 根玻璃针,直伸到毛细管口,使毛细管口变狭. 温度上升时,水银膨胀,压力增大,迫使水银挤 过狭管上升.温度下降时,因无足够压力使水银 挤过狭管回到球部,水银柱就在狭管处断裂,于是狭管以上这段水银柱的顶端,就保持在过去一段时间内温度表曾感受到的最高温度示度上,因而可测得最高温度. 图6 最高温度表 b) 最低温度表:是专门用来测定一定时间间 隔的最低温度的,它用酒精作测温液,在毛细管内 放一枚游标,温度上升时,酒精膨胀可越过游标上 升,而游标本身由于顶端对管壁有足够的摩擦力, 能维持在原处不动.温度下降时,酒精柱收缩到与 游标顶端相接触时,由于酒精液面的表面张力比游 标对管壁的摩擦力要大,使游标不致突破酒精柱顶 而借液面的表面张力带动游标下滑.也就是说,游标只能降低,不能升高.所以,游标离球 部较远一端的示度,就是一定时间间隔内曾经出现过的最低温度. c) 干湿球温度表:也就是普通的温度表,它的测温液体为水银,用 普通的温度表可以测定任一时刻的气温变化.阿斯曼通风干湿球温度表是 德国人R·阿斯曼1887年所创,两支棒状温度表放置在防辐射性能极好的 通风管道内,机械或电动通风速度为2.5米/秒.仪器测量精度高,使用 方便,常用作野外测量气温和湿度. (2) 金属温度计: 是能够自动记录气温连续变化的仪器.感应元件是双金属片,由膨胀 系数相差较大的两片金属焊接成,将其一端固定,另一端随温度变化而发 生位移,位移量与气温接近线性关系.自记系统由自记钟,自记笔组成,自记笔与放大杠杆相连并受感应元件操纵. (3) 金属电阻温度表: 利用金属丝的电阻正比于温度变化的原理制成.常 用的金属丝有铂丝,铜丝,铁丝等三种,阻值在几十到 一百欧之间,其中铂丝稳定性最好,可用来做温度 表.电阻温度表适用于遥测. (4)热敏电阻温度表: 感应元件由几种金属氧化物混合烧结成的导体电阻,电阻值通常几十千欧,其电阻温度 系数大,灵敏度高于金属电阻温度表,但稳定性稍差,广泛应用于高空遥测. (5)温差电偶温度表: 利用温差电现象制成,将A和B两个物理和化学性质不同金属导体,连接成一个闭合回路,称为热电偶.测量时,将热电偶一个接点置于恒温条件(如冰水溶液中)称参考端,另 图7 最低温度表 图8 干湿球温度表 图9 金属温度计 一个接点放在欲测物体上称工作端,两个接点的温度不同,就会产生温差电动势,电动势正比于两接点的温度差.气象常用的铜-康铜热电偶温差电动势只有几十微伏,所以,为了提高测温灵敏度,常将几十对热电偶串接起来组成热电堆.热电偶温度表可用于遥测,在日射仪器和小气候观测中被广泛应用. 二,气压的观测 目的与要求:熟悉气压的测定方法和计算,了解和掌握气压仪器的使用. 内容:气压观测. 气压是大气压强的简称,其数值等于单位面积上从地面直至大气顶的垂直气柱的重量. 国际单位制中,压强的单位是帕斯卡,简称帕,气象部门采用百帕作为气压单位.历史上也曾用毫巴(即千分之一巴)和毫米水银柱作为气压单位,其换算关系如下: 1百帕=1毫巴=3/4毫米水银柱 气象站气压表高度处测到的大气压强,称为本站气压,属于地方气候资料之一.由于各 测站海拔高度不同,本站气压不便于比较,为了绘制地面天气图,需要将本站气压换算到相当于海平面高度上的气压值,我们称之为海平面气压. 目前气象台站普遍使用的测量气压的仪器有水银气压表和空盒气压表两种. (1) 动槽式水银气压表: 用一端封闭并抽成真空的玻璃管,倒插在水银槽中,当水银柱压强与大气压强相平衡时,用水银槽平面到水银柱顶的高度来测定大气压强.水银柱的高度必须以温度为0℃,重力加速度为9.80665平方米/秒的情况下所具有的高度为准.当测量气压时,温度和重力加速度与上述情况不符,则必须对由此引起的偏差加以订正,气象观测称为本站气压订正.水银气压表测量精度较高,性能稳定,常作为标准测压仪器. (2)空盒气压表: 用金属或非金属材料制成扁圆形的空盒.或串接成空盒组.盒内常留有少量气体.在大 气压力作用下,空盒变形,其中心位移量可表示气压的变化.但因为气压引起的位移非常微小,无法直接用肉眼观察,常规的空盒气压表(计)采用机械杠杆放大数十倍后通过指针(或自记笔尖)在刻度上的位置读取气压值,借助自记钟连续记录气压随时间的变化.此外,也有将空盒的位移输出转换成电参量输出,例如空盒中心位移带动电容器的一个极片位移,或带动电感衔铁位移,或带动电阻器滑动触点位移,就可成为变电容方式,变电感方式和变电 阻方式输出,以便实现对气压进行遥测.用空盒制作的测压仪器具有重量轻,便于携带和安装的优点,但由于金属膜片的弹性系数随温度变化,需采取温度补偿措施,空盒形变存在弹性滞后,以上两因素使空盒测压精度低于水银气压表. (3)振动筒式压力传感器: 感应元件是用高导磁率,高弹性的金属制成薄壁圆筒.一端封闭, 另一端固定在基座上.振动筒的外侧是用保护筒构成的真空腔;内侧 与自由大气相通,并有两个线圈骨架,分别装上激振线圈和拾振线圈. 观测时,接上电源后,激振线圈和振动筒相互作用下产生固有振动频 率.此频率随气压的增大而升高,拾振线圈检测振动频率的变化,从 而指示气压的变化.这种感应元件测压精度高,其输出是电参量(频 率或周期),便于对气压实行遥测. 三,湿度的测量 目的与要求:了解湿度测量的基本原理,掌握测量湿度的相关仪 器和使用方法. 内容:大气湿度的观测. 湿度表示空气中水汽的含量或干湿程度,在气象观测中常用水汽 压,相对湿度和露点温度三种物理量表示. 1) 水汽压(e):是水汽在大气总压力中的分压力.它表示了空气中水汽的绝对含量的 大小,以毫巴为单位.空气吸收水汽有一定限量,达到了限量就不再吸收,这个限量叫"饱 和点".空气中水汽达到饱和点时的水汽压,称为饱和水汽压(或称最大水汽张力).饱和 水汽压是温度的函数,随温度升高而增大.在同一温度下,纯冰面上的饱和水汽压要小于纯水面上的饱和水汽压. 2) 相对湿度(rh):湿空气中实际水汽压e与同温度下饱和水汽压E的百分比,即 rh =(e/E)×100% 相对湿度的大小能直接表示空气距离饱和的相对程度.空气完全干燥时,相对湿度为零. 相对湿度越小,表示当时空气越干燥.当相对湿度接近于100%时,表示空气很潮湿,越接近于饱和. 3) 露点(或霜点)温度:指空气在水汽含量和气压都不改变的条件下,冷却到饱和时 的温度.形象地说,就是空气中的水蒸气变为露珠时候的温度叫露点温度.露点温度本是个温度值,可为什么用它来表示湿度呢这是因为,当空气中水汽已达到饱和时,气温与露点 图10 动槽式水银气 压表 温度相同;当水汽未达到饱和时,气温一定高于露点温度.所以露点与气温的差值可以表示空气中的水汽距离饱和的程度. 测定湿度的仪器常用的有干湿球温度表,毛发湿度表(计)和电阻式湿度片等. a) 干湿球温度表:用一对并列装置的,形状完全相同的温度表,一支测气温,称干球 温度表,另一支包有保持浸透蒸馏水的脱脂纱布,称湿球温度表.当空气未饱和时,湿球因表面蒸发需要消耗热量,从而使湿球温度下降.与此同时,湿球又从流经湿球的空气中不断取得热量补给.当湿球因蒸发而消耗的热量和从周围空气中获得的热量相平衡时,湿球温度就不再继续下降,从而出现一个干湿球温度差.干湿球温度差值的大小,主要与当时的空气湿度有关.空气湿度越小,湿球表面的水分蒸发越快,湿球温度降得越多,干湿球的温差就越大;反之,空气湿度越大,湿球表面的水分蒸发越慢,湿球温度降得越少,干湿球的温差 就越小.当然,干湿球的温差的大小还与其他一些因素有关,如湿球附近的通风速度,气压, 湿球大小,湿球润湿方式等有关.可以根据干湿球温度值,并将一些其它因素考虑在内,从