Measure Solar System Objects and Their Movements for Yourself! pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Clark, John D.

出品人:

页数:192

译者:

出版时间:2009-3

价格:$ 39.49

装帧:

isbn号码:9780387895604

丛书系列:

图书标签:

天文学
太阳系
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具体描述

Instead of taking somebody's word for it about the basic size and distance statistics for the solar system, this book shows amateur astronomers how to measure these things for themselves. This is an enriching experience for any amateur astronomer - to understand and personally measure some fundamental astronomical quantities and distances. A basic knowledge of geometry is required, but it is amazing how simple the geometry can be. Readers are led through the geometry as gently as possible - and in a light-hearted way - presuming that most non-academics will have half-forgotten most of their mathematics. The practical astronomical equipment recommended is no more than a typical commercially-made amateur telescope and a camera of some sort - these days a webcam works very well. Apart from that all the reader will need is access to a computer, the know-how to download free software, and an enthusiasm to expand his knowledge of the basis of scientific astronomy.

《星辰的尺度：亲手丈量太阳系》一、探索的召唤：宇宙尺度的亲身体验在浩瀚的宇宙面前，人类总是不由自主地心生敬畏。那些高悬夜空的星辰，它们究竟有多远？它们如何运行？这些宏伟的尺度和复杂的运动规律，通常被束之高阁在专业的天文学教科书中，充斥着复杂的数学公式和遥远的观测数据。然而，对于那些渴望真正理解我们所处宇宙家园的好奇心探索者来说，仅仅阅读和接受这些既成事实是远远不够的。他们需要亲手触碰、亲身丈量，将那些遥不可及的数字转化为可以感知的现实。《星辰的尺度：亲手丈量太阳系》正是为这样的求知者量身打造的一本实践指南。它并非一本理论说教的书籍，而是一份邀请函，邀请读者走出舒适的阅读空间，带上简单的工具，走进真实的天空，用最朴素的几何学和最精确的观测，独立验证太阳系内主要天体的距离、大小和运动轨迹。本书的核心理念是“动手即真知”。我们坚信，通过自己的努力和观测，亲手得出的数据，其意义远胜于单纯背诵书本上的标准值。我们将引导读者重走伽利略、开普勒乃至更早的古代天文学家们所走的探索之路，但这一次，我们拥有了更精良的现代辅助工具（如智能手机上的精确计时和指南针应用），使得这些古老的壮举可以在现代生活中得以重现。二、结构与路径：从地球到遥远的天体本书的结构设计遵循了从近及远、由简入繁的逻辑，确保读者在每一步都建立在坚实的基础之上。全书共分为六个主要部分，辅以丰富的实践案例和详尽的步骤图解。第一部分：地球的尺度——测量的起点在尝试丈量太阳系之前，我们必须先确定我们脚下立足点的尺度。本部分将带领读者重现埃拉托斯特尼的经典实验，利用简单的日影测量法，计算出地球的周长。我们将详细阐述如何选择合适的观测点，如何精确测量正午的太阳高度角，以及如何处理不同经度带来的微小误差。此外，还会引入测量地球半径的替代方法，例如利用地平线可见度或通过潮汐现象进行的初步估算。这一阶段的成功，是读者建立对“天文距离”概念信心的关键一步。第二部分：月球的距离——三角测量的艺术月球是我们最近的邻居，但其距离却难以直观感知。本部分将专注于视差法在天文学中的应用。读者将被引导进行双站观测实验：在相隔一段已知距离（例如城市中的两栋高楼或两个相隔数百公里的定点）上，同时观测月球在地平线上的位置。通过精确记录这两个位置的观测角度和时间差，结合两地之间的基线距离，我们将运用基本的三角函数，计算出地月距离。本书将详细讲解如何精确读取角度（即便使用简单的量角器或手机应用），以及如何修正大气折射等实际观测中不可避免的干扰因素。第三部分：太阳的尺寸与距离——开普勒的遗产太阳是太阳系的中心，它的尺寸和距离决定了整个系统的基调。本部分将重点解决两个核心问题：太阳的角直径和日地距离（即天文单位，AU）。关于角直径的测量，我们将介绍使用针孔投影法和精密望远镜上的测微尺（或使用高分辨率相机进行像素计算）来确定太阳的视角大小。这一步对于理解太阳的实际物理尺寸至关重要。至于日地距离的测量，我们将巧妙地结合月球的已知距离。读者将被指导观测月食，精确测量月球进入地球本影的时间点，并结合已知的月球轨道参数和地球半径，推算出地月距离与地日距离的比值。此外，本书还会提供一个基于金星凌日（如果时机合适，或利用历史数据进行模拟）的进阶方法，展示如何通过行星凌日来精确锁定天文单位的数值。第四部分：行星的尺度——轨道和相对大小的推导掌握了地球和太阳的尺度后，太阳系的其他成员的测量便水到渠成了。本部分将深入讲解开普勒三大定律的实践应用。开普勒第一定律（椭圆轨道）：读者将学习如何通过持续跟踪观测一颗行星（如火星或木星）的亮度变化和相对位置，绘制出其轨道椭圆的近似形状。开普勒第二定律（等面积定律）：通过记录行星在轨道上不同位置的速度，读者可以间接验证行星在近日点和远日点的运动速度差异。开普勒第三定律（周期与半长轴）：这是推算行星实际距离的关键。读者需要精确测量至少两颗行星（例如火星和木星）的轨道周期（通过多次观测回归点），然后利用该定律，以地球轨道（1 AU）为基准，计算出这些行星的平均轨道半径（即它们的真实距离）。一旦距离确定，结合角直径的测量，读者便能用最基础的三角关系，独立计算出火星、木星等外行星的实际物理直径。第五部分：小天体的运动——彗星与小行星的追踪太阳系并非只有八大行星。本部分将带领读者进入更具挑战性的领域：追踪和预测小行星或彗星的运动。读者需要学会使用星图和坐标系统（赤经、赤纬）来定位目标天体。通过连续多晚的观测记录，读者将能够绘制出小天体的视运动轨迹，并利用这些数据，粗略估算它们的轨道参数，感受这些太阳系“碎石块”的运行规律。第六部分：建立你的太阳系模型——尺度的可视化本书的最后一部分，是将所有测量结果进行整合与可视化。读者将被鼓励创建一个具有真实比例的太阳系模型。这可能是一个按比例缩小的模型庭院，或者一个精确绘制的平面图。例如，如果地球被设定为一个弹珠的大小，那么太阳将是一个两米宽的巨大球体，而冥王星则可能远在几公里之外。这种直观的尺度对比，是本书所有计算和观测的终极回报，它能彻底颠覆读者对太阳系宏大尺度的传统认知。三、必备的工具与技能本书在实践中对读者的要求是适度的，主要依赖于清晰的思维和准确的记录。所需工具包括： 1. 基础观测设备：一架入门级的双筒望远镜（用于提高角直径测量的精度）或任何可以稳定支撑的望远镜。 2. 定位辅助：一台带有指南针和GPS功能的智能手机（用于确定方位角和海拔高度）。 3. 计时设备：至少能精确到秒的计时器（用于日食或月食观测的时间同步）。 4. 记录工具：带有网格的观测日志本、铅笔和可用于绘制星图的尺规。 5. 数学基础：基础的三角函数（正弦、余弦、正切）知识，本书将提供必要的公式回顾。《星辰的尺度：亲手丈量太阳系》旨在将深奥的科学探索转化为触手可及的个人成就。它不仅仅是一本关于“测量”的书，更是一本关于“发现”的书——让读者亲身体验，我们是如何从地面仰望星空，最终描绘出我们家园的完整蓝图的。一旦你亲手丈量过太阳系的尺度，你对宇宙的理解将永远不同。