在星空中一教学课件

在星空中一教学课件星际问答互动思考与分享在我们正式开始探索星空之前，请思考以下问题你曾经见过哪些星星或星座？也许是北斗七星？猎户座？还是闪烁的启明星？你对星空有什么特别的记忆或感受？可能是某次旅行中看到的满天繁星，或是童年时与家人一起仰望星空的温馨时刻你知道哪些与星空相关的传说或故事？中国的牛郎织女？希腊的珀尔修斯与仙女座？什么是星空？星空，是指地球夜晚可见的天体集合，是宇宙在我们视野中的投影当太阳落山，黑暗降临，无数天体的光芒穿越漫长的时空，最终抵达我们的眼睛这些闪烁的光点，有些来自数十光年外，有些甚至来自数百万光年之外的星系星空包含的主要天体恒星自身发光发热的气体天体，如太阳行星围绕恒星运行的天体，如地球、火星卫星围绕行星运行的天体，如月球星云由气体和尘埃组成的云状天体星团由许多恒星聚集而成的天体群星系由数十亿至数万亿颗恒星及其他天体组成的巨大系统星空不仅仅是物理意义上的天体集合，它还承载着人类文明的历史、文化和情感自古以来，人们通过观察星空发展出天文学、导航术、历法等，并创造了丰富的神话传说和文化艺术星空既是科学研究的对象，也是人类想象力和创造力的源泉恒星与行星的区别恒星恒星是宇宙中能够自发光的天体，它们通过内部的核聚变反应产生巨大的能量，以电磁波形式向外辐射太阳是距离地球最近的恒星，也是我们太阳系的中心•自身发光发热•主要由氢和氦气体组成•内部进行核聚变反应•体积巨大，质量庞大•表面温度极高（数千至数万度）•寿命长达数十亿年行星行星是围绕恒星运行的天体，它们不能自发光，我们看到的行星光亮是反射恒星的光芒地球是太阳系八大行星之一，是目前已知唯一孕育生命的行星•不能自发光，只能反射恒星光•成分多样，可能有固态表面•无核聚变反应•体积质量远小于恒星•表面温度相对较低•沿固定轨道围绕恒星运行星空为何闪烁？恒星闪烁的科学原理当我们仰望星空时，会发现星星似乎在不停地闪烁、跳动，这种现象在天文学上称为闪烁现象（Scintillation）这种闪烁并非来自星星本身，而是由于地球大气层的干扰所致地球大气层由许多不同温度、密度和成分的气体层组成，这些气体不断流动、扰动当恒星的光线穿过这些不稳定的大气层时，光线会被折射、散射，导致我们看到的星光忽明忽暗，产生闪烁的效果闪烁程度受多种因素影响•大气湍流强度•星体离地平线的高度（越低闪烁越明显）•观测地的海拔高度•天气条件（湿度、温度等）行星为何不闪烁？与恒星不同，行星在夜空中通常呈现为稳定的亮点，很少闪烁这是因为行星在我们的视野中呈现为小圆盘，而不是点光源当行星的光线穿过大气层时，光线的不同部分受到不同的折射，但这些效果在整个圆盘上平均出来，使行星看起来光线稳定星座的由来星座是人类将天空中的恒星按照一定的想象连接成的图案，赋予特定的名称和故事这些星座并非宇宙中真实存在的结构，而是人类为了便于记忆和辨认星空而创造的文化产物星座形成的历史进程古代文明时期美索不达米亚、埃及、中国、印度等古代文明都有自己的星座系统希腊时代托勒密在《天文学大成》中记录了48个星座大航海时代欧洲探险家扩展了南半球星座现代标准化1922年国际天文学联合会正式确立88个星座这88个星座覆盖了整个天球，每个星座占据天球上的一个特定区域，边界清晰，互不重叠星座的名称多取自希腊神话人物、动物或物品，如大熊座、天鹰座、天秤座等认识银河什么是银河？银河的结构银河在天空中的表现银河是我们所在的星系，一个由约2000亿颗恒星以及大银河系是一个巨大的旋涡星系，直径约10万光年，中心从地球上观察，银河呈现为横贯天空的带状结构由于量气体、尘埃和暗物质组成的巨大旋涡状星系太阳系厚度约1万光年，向外逐渐变薄它主要由以下部分组地球位于银盘内部，我们看到的是银河系的侧面投影位于银河系的一条旋臂上，距离银河中心约26000光成银河在天空中的可见度受季节影响年从地球上看，银河呈现为天空中的一条明亮带状结银心银河系中心区域，包含超大质量黑洞人马座A*夏季银河中心（银心）在北半球夏季夜空最为明显，构，因其乳白色的外观，古希腊人称之为银河此时可见银河最明亮、最宽阔的部分（Galaxies），意为牛奶之路银盘包含大部分恒星的扁平结构，分为多条旋臂冬季可见银河外围区域，亮度较弱银晕围绕银盘的球状区域，包含古老恒星和球状星团春秋银河带横贯天空，但较为暗淡暗物质晕看不见但质量巨大的物质，支撑整个银河系的旋转古人怎样辨认方向北极星古代的GPS在现代导航技术出现前，星空是人类最重要的导航工具之一其中，北极星（也称为勾陈一）扮演了核心角色北极星位于小熊座，是离北天极最近的亮星，因其几乎位于地球自转轴的延长线上，所以在天空中的位置基本保持不动，始终指示北方无论你在北半球的哪个位置，只要能找到北极星•面对北极星站立，你面向的就是北方•背对北极星，就是南方•左手指向的是西方•右手指向的是东方北极星的高度（离地平线的角度）还大致等于观测者所在的纬度，古代航海家就是利用这一特性确定自己的纬度位置寻找北极星的方法北斗七星古人发现了一种简便的寻找北极星的方法——利用北斗七星（大熊座的一部分）北斗七星是北半球最容易辨认的星群之一，由七颗明亮的恒星组成，形状像一个勺子具体方法是

1.先找到北斗七星中的勺子部分

2.找到勺子口的两颗星（又称指极星或指北斗）

3.从勺口的下星指向上星，再沿此方向延长约5倍距离

4.就能找到一颗不太明亮的星——北极星星空变化的原因地球公转地球自转地球每天围绕太阳公转一周，导致我

365.25地球每小时围绕自转轴旋转一周，导致我24们在不同季节看到不同的星座这是因为夜晚们看到星星似乎在天空中东升西落这种每面向宇宙的方向随季节变化，春、夏、秋、冬日周期性变化使星空看起来像一个巨大的球各有其特征星座例如，猎户座在冬季夜空清面，以北极星（北半球）或南十字（南半球）晰可见，而在夏季则被太阳光掩盖为中心缓慢旋转恒星自行地轴进动恒星并非静止不动，它们在银河系中有各自的地球自转轴并不固定，而是像陀螺一样缓慢摆运动轨迹不过由于恒星距离极远，这种自动，约年完成一个周期这种现象称为26000行运动在人类寿命尺度上几乎不可察觉，需岁差，导致极星位置长期变化例如，现在要数千年才能导致星座形状的明显变化的北极星是小熊座α星，而一万多年后，织女星将成为新的北极星春季星空春季星空特点春季（3-5月）夜空相对冬季来说星星较少，亮星不多，银河也较为暗淡，横贯天空的西北至东南方向春季夜空的特点是星座分布较为均匀，没有特别突出的星群，但包含许多有趣的天体和星系春季主要星座狮子座（Leo）春季最显眼的星座，形似一只蹲伏的狮子其主星轩辕十四（狮子座α星，又称轩辕大帝）是一等亮星室女座（Virgo）面积最大的黄道星座之一，主星角宿一（室女座α星，又称大角）呈蓝白色巨爵座（Crater）形似酒杯，虽然没有特别明亮的恒星，但整体形状独特乌鸦座（Corvus）形似一只飞翔的乌鸦，四颗主要恒星排列成不规则四边形后发座（Coma Berenices）包含许多遥远的星系，是观测深空天体的理想区域夏季星空夏季星空特点夏季（6-8月）是观赏银河的最佳季节在这个季节的夜空中，银河系的中心区域（银心）升至高空，形成一条壮观的、从东北至西南横贯天空的明亮带状结构夏季星空璀璨夺目，包含多颗一等亮星和丰富的深空天体夏季大三角夏季最显著的特征是由三颗一等亮星组成的夏季大三角织女星（天琴座α）北半球夏季第一亮星，蓝白色牛郎星（天鹰座α）天鹰座最亮星，白色天津四（天鹅座α）天鹅座最亮星，又称天鹅座北十字架这三颗恒星形成一个巨大的三角形，即使在城市光污染环境下也很容易识别，是夏季观星的重要参考点秋季星空秋季星空特点秋季（9-11月）星空相对夏季略显暗淡，银河带横贯天空中部，但亮度减弱秋季星空的主要特征是秋季四边形（又称秋季方形或飞马大方形）和秋季三角这个季节的星座多与海洋、水域相关，被称为天空之海秋季四边形秋季最显著的星群是由四颗二等星组成的大四边形，分别来自三个不同的星座飞马座α（马腹一）四边形的右上角飞马座β（马腹二）四边形的右下角飞马座γ（马腹三）四边形的左下角仙女座α（三角四）四边形的左上角这个大四边形是秋季星空的显著标志，易于辨认，是寻找其他秋季星座的重要参考点秋季主要星座秋季主要星座包括飞马座（Pegasus）形似一匹飞翔的天马仙女座（Andromeda）希腊神话中的埃塞俄比亚公主双鱼座（Pisces）黄道十二宫之一，形似两条鱼宝瓶座（Aquarius）黄道十二宫之一，水瓶座鲸鱼座（Cetus）形似海怪或鲸鱼南鱼座（Piscis Austrinus）形似一条向南游的鱼秋季天体亮点秋季最著名的深空天体包括仙女座大星系M31肉眼可见的最远天体，距离约250万光年•仙女座星系的伴星系M32和M110秋季环状星云M57天琴座中著名的行星状星云球状星团M15飞马座中的古老球状星团冬季星空冬季星空特点冬季（12-2月）星空是一年中最为璀璨夺目的，包含了全天最亮的恒星天狼星和多个壮观的星座冬季星空的特点是亮星众多，星座轮廓清晰，且多为著名的神话人物和动物银河带从东北向西南方向延伸，但不如夏季明显冬季大三角冬季夜空中最显著的特征是由三颗一等亮星组成的冬季大三角天狼星（大犬座α）全天最亮恒星，呈蓝白色南河三（小犬座α）呈黄白色，是一颗接近太阳末期的恒星参宿七（猎户座α）红超巨星，呈红色，是猎户座右肩的亮星此外，还有由六颗亮星组成的冬季六边形（或冬季大环），包括参宿

四、南河

三、天狼星、五车

二、参宿五和金牛座α星星等与亮度

6.52000-

1.46-

26.7肉眼极限星等可见恒星数量天狼星星等太阳星等在理想的黑暗环境下，人眼能看到的最暗星星的星等现代城市光污染下，通常理想条件下肉眼可见的恒星总数约为2000-2500颗，双半球合计约6000颗全天最亮恒星的视星等，亮度是太阳的1/25，距离地球

8.6光年太阳的视星等，比满月亮400,000倍，比天狼星亮10^10倍只能看到3-4等星什么是星等？星等是描述天体亮度的单位，起源于古希腊天文学家喜帕恰斯（Hipparchus）的分类系统他将肉眼可见的恒星分为六个等级，最亮的为一等星，最暗的为六等星现代天文学对这一系统进行了量化，规定•相差5个星等的两颗星，亮度相差100倍•相差1个星等的两颗星，亮度相差约

2.512倍•星等越小，亮度越大；星等越大，亮度越小•特别明亮的天体可以有负星等经典星座故事仙后座与仙女座猎户座与天蝎座大熊座神话在希腊神话中，埃塞俄比亚王后卡西俄佩亚（仙猎人俄里翁（猎户）是希腊神话中技艺高超的猎卡利斯托是阿卡迪亚的一位美丽公主，是狩猎女后）自夸自己的美貌超过海神涅瑞伊得斯的女儿人，他曾吹嘘能杀死地球上所有的野兽大地女神阿尔忒弥斯的随从，誓言终身不嫁宙斯爱上们愤怒的海神波塞冬派出海怪袭击埃塞俄比亚神盖亚听到后，派出一只巨蝎（天蝎）攻击他了她，化身为阿尔忒弥斯的模样接近她事情败王国，国王被迫将女儿安德洛墨达（仙女）献在激烈的战斗中，俄里翁被天蝎杀死宙斯将两露后，宙斯的妻子赫拉将卡利斯托变成一只母祭英雄珀尔修斯（英仙座）骑着飞马（飞马者都放在天上，但安排在相对的位置，当天蝎升熊多年后，卡利斯托的儿子阿卡斯在森林中狩座）拯救了公主，两人最终结为夫妻众神将这起时，猎户就落下，永远不会同时出现在夜空猎，差点射杀变成熊的母亲宙斯为避免悲剧，一家人的形象置于天上，成为相邻的几个星座中这就是为什么天蝎座在夏季可见，而猎户座将母子二人一起变成星座，分别是大熊座和小熊在冬季可见座中国古代星官体系中国古代天文体系概述中国古代天文学与西方体系截然不同，有着独特的历史传统和天文观测体系早在商周时期（公元前1600年-公元前256年），中国已经开始系统观测天象并记录星图中国古代天文学家将天空分为不同的区域，创立了独特的三垣二十八宿体系三垣天空的政治象征三垣是环绕北极的三个星区，象征着皇宫的不同部分紫微垣代表皇宫中心，包含北极星和北斗七星附近的星区太微垣代表皇帝的行政中心，位于狮子座和室女座区域天市垣代表市井和民间，位于武仙座和蛇夫座区域二十八宿中国的黄道星区二十八宿是沿着天球赤道分布的28个星区，相当于西方的黄道十二宫，但更为精细它们按东西南北四方各七宿划分东西方星座比较起源与历史命名与意义中国星座中国星座•起源于商周时期（公元前1600-256年）•命名基于政治结构、人物职位•《甘石星经》记录283个星官•反映社会秩序和农事活动•与政治、农业密切相关•例天市垣象征市场，太子、帝座象征皇室西方星座西方星座•起源于古巴比伦、埃及和希腊文明•多源自希腊神话人物和生物•托勒密《天文学大成》记录48个星座•讲述神话故事和英雄传说•1922年国际天文学联合会确定88个星座•例仙女座、英仙座、半人马座123分类系统中国星座•三垣紫微垣、太微垣、天市垣•二十八宿按四象（青龙、白虎、朱雀、玄武）划分•星官数百个小型星区西方星座•黄道十二宫与太阳运行轨道相关•88个官方星座覆盖整个天球•星座边界几何精确，无重叠文化比较案例牛郎织女与天琴、天鹰座同一片星空，东西方文化看到了不同的图案和故事中国传统夏季夜空中最亮的织女星和牛郎星被视为一对被银河分隔的恋人传说织女是天帝的孙女，善于织锦；牛郎是凡间放牛的青年两人相爱成婚后被天帝强行分开，只允许每年七夕（农历七月初七）相会一次西方传统同样的两颗星被分属于不同星座织女星是天琴座α星，代表俄耳甫斯的竖琴；牛郎星是天鹰座α星，代表宙斯化身的鹰或携带伽倪墨得斯升天的鹰天体望远镜基础目视观星与望远镜观测的区别肉眼观星和使用望远镜观测有着本质的区别光线收集能力人眼瞳孔最大约7毫米，而一个小型望远镜的口径可达70-150毫米，能收集100-400倍的光线分辨率人眼的分辨率约为1角分，而小型望远镜可达

0.5-1角秒，能分辨更细微的天体结构可见范围肉眼极限星等约为

6.5，而一个小型望远镜可以看到12-13等星，观测到数百万颗更暗的星星细节展现肉眼看星星只是光点，而望远镜可以看到行星表面特征、星云结构、星系旋臂等细节望远镜的基本原理天文望远镜主要分为两种基本类型折射望远镜（屈光式）•使用凸透镜聚集光线•优点结构简单，维护方便，图像清晰•缺点色差问题，大口径成本高，较长筒身•适合观测行星、月球和双星反射望远镜（反光式）•使用凹面镜反射光线•优点无色差，大口径成本较低，筒身短•缺点需要定期校准，可能有像差•适合观测深空天体如星云、星系现代观星工具星空导航应用智能手机应用是现代天文爱好者的必备工具这类应用利用手机的GPS、陀螺仪和指南针功能，可以实时显示当前位置的星空图只需将手机对准天空，屏幕上就会显示相应方向的星座和天体推荐应用星图（Sky Map）免费简洁，适合初学者星空（Star Walk2）精美界面，有详细天体信息天文通（SkySafari）专业版包含海量天体数据库数码望远镜数码望远镜结合了传统光学和现代电子技术，通过CCD或CMOS传感器捕捉图像，并在屏幕上显示或存储这类设备特别适合天文教育和城市观星数码望远镜的优势•实时图像增强，可见更多细节•方便记录和分享观测结果•适合多人同时观看•部分型号可自动寻找和跟踪天体星空模拟软件星空模拟软件是功能强大的天文工具，可以在电脑上模拟任何时间、任何地点的星空，并提供详细的天体信息和观测建议知名软件包括Stellarium开源免费，高质量图形Celestia可进行3D太空旅行模拟WorldWide Telescope微软开发的虚拟天文台这些软件不仅可以帮助规划观测活动，还能模拟天文现象，如日食、月食、流星雨等观测实践准备12必备装备选择观测地点红光手电筒保护夜视能力，普通手电可用红色玻璃纸覆盖改造光污染低远离城市灯光，山区、郊外或天文台附近理想保暖衣物即使夏季，夜晚长时间观星也可能感到寒冷视野开阔选择周围没有高大建筑或树木遮挡的区域折叠椅或垫子长时间仰望天空，需要舒适的坐姿高海拔地区空气稀薄，星光透射更好望远镜或双筒镜初学者推荐7×50或10×50双筒镜安全考虑确保有停车场所，夜间照明，避免偏远危险地区星图或星空APP帮助识别星座和天体交通便利考虑往返便捷性，特别是深夜返回笔记本和笔记录观测内容和感受驱蚊剂和药品野外安全必备34天气与时间选择观测技巧无云无雾检查天气预报，选择晴朗夜晚暗适应到达观测地至少30分钟不使用白光，让眼睛适应黑暗无月夜新月前后几天是观测深空天体的最佳时机避免直视观察暗淡天体时使用侧视法，利用视网膜周边感光细胞稳定气象避开大风、沙尘或雷雨天气稳定支撑使用三脚架或稳定支架，减少手持设备晃动季节选择春秋两季温度适中，冬季星空最为璀璨系统观测从已知星座开始，逐步探索周围区域特殊天象提前了解流星雨、行星冲日等特殊天象时间星空摄影入门星空摄影基本原理星空摄影是天文摄影的入门级分支，通过长时间曝光捕捉肉眼难以看清的星空景象与普通摄影不同，星空摄影需要特殊的设备和技术来应对低光环境和地球自转带来的挑战必备设备相机具有手动模式的单反或无反相机，高ISO性能好的机型更佳镜头大光圈（f/

2.8或更大）广角镜头（14-24mm）最为理想三脚架稳定性好的重型三脚架，能承受相机重量和风力快门线避免按快门时造成相机抖动备用电池长时间曝光和低温环境会加速电池消耗赤道仪（可选）用于追踪星体运动，拍摄长时间曝光而不产生星轨星轨摄影技巧星轨是利用地球自转，通过长时间曝光使星星在照片上形成弧线轨迹的摄影技术拍摄步骤相机设置手动模式M，光圈f/

2.8-4，ISO800-1600，白平衡设为日光或钨丝灯构图包含有趣的前景和大片天空，北半球以北极星为中心（环形星轨），或东西方向（弧形星轨）对焦使用实时取景对远处亮星或灯光手动对焦，然后锁定对焦单次长曝光法曝光时间30分钟至数小时（需要减光镜）堆栈法连续拍摄多张30秒曝光照片（20-200张），然后用软件叠加重大天文现象流星雨流星雨是地球穿过彗星尾部碎片时，大量流星同时出现的天文现象主要流星雨有英仙座流星雨每年8月11-13日，高峰可达每小时100颗双子座流星雨每年12月13-14日，高峰可达每小时120颗象限仪流星雨每年1月3-4日，北半球最强流星雨猎户座流星雨每年10月21-22日，中等强度观测技巧选择新月前后无光污染的地点，午夜至黎明效果最佳，躺下放松全天观测，无需望远镜日食日食发生在月球位于太阳和地球之间，月影投射到地球表面时根据遮挡程度分为全食月球完全遮挡太阳，可见太阳大气层（日冕）环食月球视直径小于太阳时，形成火环偏食月球只遮挡部分太阳观测安全至关重要，必须使用专业日食眼镜或投影法，切勿直视太阳！全食时的钻石环和贝利珠是最壮观的景象月食月食发生在地球位于太阳和月球之间，月球进入地球阴影时分为全食月球完全进入地球本影，呈现红铜色（地球大气折射阳光）偏食月球部分进入地球本影半影食月球仅进入地球半影，肉眼难以分辨月食可以安全直接观测，无需特殊设备全食阶段是拍摄的最佳时机，可以捕捉血月的壮观景象彗星彗星是由冰、尘埃和岩石组成的太阳系小天体，接近太阳时会形成引人注目的彗尾著名彗星包括哈雷彗星76年回归一次，上次1986年，下次2061年海尔-波普彗星1997年明亮可见，是20世纪最壮观彗星之一诺奇彗星（C/2014Q2）2015年亮度达3等，肉眼可见中外观星名人轶事张衡与浑天仪张衡（78-139年）是东汉时期杰出的天文学家、数学家和发明家他对中国古代天文学有着重大贡献，其中最著名的是发明了世界上第一台浑天仪——一种模拟天体运行的精密仪器浑天仪由内外两层球体组成，外层球刻有恒星位置，内层代表地平面通过这一仪器，观测者可以准确预测日月星辰的位置和运动张衡使用浑天仪编制了详细的星图，记录了2500多颗恒星的位置除浑天仪外，张衡还发明了世界上第一台地震仪——候风地动仪，能够探测远方地震并指示方向他还提出浑天说，认为天体呈球形，地球悬浮其中，这一理论比西方类似概念早了数百年张衡的天文成就体现了中国古代科学的先进性，为后世天文学发展奠定了基础他不仅是科学家，还是文学家，其《二京赋》等文学作品中也常有对星空的优美描述伽利略的天文革命伽利略·伽利莱（1564-1642年）是意大利物理学家、数学家和天文学家，被誉为现代科学之父1609年，他改进了荷兰人发明的望远镜，制作了放大20倍的天文望远镜，并首次将其用于天文观测通过望远镜，伽利略做出了一系列震惊世界的发现•观察到月球表面的山脉和环形坑，证明月球并非完美无瑕•发现木星的四颗最大卫星（现称伽利略卫星）•观察到金星的相位变化，证明它围绕太阳运行•发现太阳表面有黑子，证明太阳并非完美的天体•观察到银河系由无数单独的恒星组成星空与诗词美学中国古典诗词中的星空西方文学中的星空意象现当代星空诗文中国古典文学中充满了对星空的描绘与想象，从早期《诗西方文学传统同样重视星空意象，从古希腊神话到现代诗现当代文学中，星空意象继续以新的形式出现，反映了现经》到唐宋诗词，星空元素频繁出现歌，星空一直是重要主题代科学认知与人文思考的融合李白《古风》大雁鸣云天，秋月照城阙；《望庐山瀑但丁《神曲》中以星空代表完美与永恒，天堂篇以群徐志摩《星空》那星空深蓝的海！你安静的漾着梦幻布》飞流直下三千尺，疑是银河落九天星收尾似的银芒杜甫《旅夜书怀》星垂平野阔，月涌大江流莎士比亚《凯撒大帝》命运不在我们的星辰，而在我海子《面朝大海，春暖花开》从明天起，关心粮食和苏轼《水调歌头·明月几时有》转朱阁，低绮户，照无们自己蔬菜，我有一所房子，面朝大海，春暖花开眠不应有恨，何事长向别时圆？惠特曼《草叶集》中频繁使用星空意象表达宇宙与个体北岛《星星》探讨星空与人类命运的关系这些诗句不仅描绘了星空的自然美景，还赋予星空深刻的卡尔·萨根《暗淡蓝点》中对地球在宇宙中位置的哲学思人文内涵，寄托了诗人对生命、命运和宇宙的思考叶芝《何处寻星辰》将星空与精神追求联系考西方文学中的星空常与神性、永恒、命运等主题相连，成现代星空文学既包含科学理性，也不乏浪漫情怀，体现了为探讨人类精神和宇宙奥秘的媒介人类对自然与自身关系的持续思考星空与科技前沿现代天文望远镜的突破现代天文学的进步很大程度上依赖于望远镜技术的革命性发展从地面到太空，望远镜的观测能力不断突破太空望远镜哈勃太空望远镜1990年发射，位于地球轨道上方，避开大气干扰，提供了无数宇宙深处的壮观图像，改变了人类对宇宙的认识詹姆斯·韦布太空望远镜2021年发射，哈勃的继任者，具有更大的主镜和更强的红外观测能力，能够观测宇宙早期形成的恒星和星系钱德拉X射线天文台专注于高能X射线观测，揭示黑洞、中子星等极端天体的奥秘地面望远镜甚大望远镜（VLT）由四台

8.2米口径望远镜组成的阵列，位于智利三十米望远镜（TMT）正在建设中，将成为世界最大光学望远镜之一平方公里阵列射电望远镜（SKA）正在建设中的世界最大射电望远镜天文大数据与人工智能现代天文学已进入大数据时代，每天产生的观测数据量达到TB级别人工智能和机器学习正在彻底改变天文学研究方式自动化天体识别AI算法可以从海量图像中自动识别星系、超新星、引力透镜等现象天体分类机器学习可以分析恒星和星系的光谱，进行自动分类模式识别AI可以发现人类难以察觉的模式，如微弱的系外行星信号模拟宇宙超级计算机可以模拟星系形成和宇宙演化星空与人类探索太空探索的里程碑人类对星空的探索从远古时代的仰望，到现代科技的直接接触，经历了飞跃性的发展1957年苏联发射世界第一颗人造卫星斯普特尼克1号1961年尤里·加加林成为首位进入太空的人类1969年阿波罗11号任务，尼尔·阿姆斯特朗成为首位踏上月球的人类1990-2011年航天飞机执行135次任务，建造国际空间站2003年中国神舟五号载人飞船成功发射，杨利伟成为中国首位航天员2021年中国天问一号成功着陆火星，祝融号火星车开始探测行星探测新纪元现代太空探索正从月球扩展到更远的行星，特别是我们的近邻火星好奇号和毅力号NASA的火星车在火星表面寻找生命痕迹祝融号中国首个火星车，研究火星地质和大气天问一号中国首次火星探测任务，包括轨道器、着陆器和火星车阿联酋的希望号研究火星大气和气候变化朱诺号NASA探测木星大气和磁场的探测器卡西尼-惠更斯探索土星及其卫星的国际合作任务太空站与长期太空生活人类不再满足于短期太空访问，开始建立长期太空居住能力国际空间站自2000年起持续有人居住的太空实验室中国空间站天和核心舱于2021年发射，标志着中国空间站建设开始月球基地计划NASA的阿尔忒弥斯计划旨在2025年前重返月球并建立永久基地火星载人计划多国和私营企业计划在2030年代实现载人火星任务人工光害与星空保护光污染的严重性随着城市化进程加速，过度和不合理的人工照明导致夜空中的星星逐渐消失世界自然基金会和国际暗夜协会的研究显示•全球80%的人口生活在光污染区域，无法看到银河•99%的欧美人口生活在光污染环境中•过去50年里，全球光污染以每年约2-6%的速度增长•中国城市化地区的光污染增长速度高于全球平均水平光污染不仅使人类失去了观星的权利，还严重影响生态系统•干扰野生动物的迁徙、觅食和繁殖行为•打乱植物的生长周期•影响昆虫种群数量，进而影响整个食物链•对人类健康产生负面影响，包括睡眠障碍和昼夜节律紊乱国际暗夜保护区为保护自然夜空，国际暗夜协会（IDA）建立了国际暗夜公园（International DarkSky Park）认证系统目前全球已有超过130个获认证的暗夜保护区，中国的代表性暗夜保护区包括西藏阿里2018年被认证为国际暗夜公园，是世界上最大的暗夜保护区之一，面积约

2.5万平方公里，天文观测条件极佳青海可可西里正在申请国际暗夜保护区认证云南普达措国家公园推行严格的夜间照明管理星空保护的实际行动保护星空需要多方努力政府政策制定和实施控制光污染的法规，如LED路灯使用暖色调、向下照明设计学生星空探究成果分享星座盘制作观测日志研究海报通过制作星座盘（又称星空转盘或星图轮），学生可以掌握星空变化规律，并随时查询观测日志是记录星空观测过程和发现的重要工具一份完整的观测日志通常包括学生可以选择感兴趣的天文主题，通过查阅资料、收集数据和分析，制作科学研究海特定时间的可见星座报•观测时间、地点和天气条件星座盘基本构造包括典型的研究主题包括•使用的设备（肉眼、双筒镜或望远镜）•下层固定圆盘印有整年可见的星座图•观测目标（星座、行星、深空天体等）•太阳系行星比较研究•上层旋转窗口代表地平线，显示当前可见的天空部分•详细记录和手绘图•月相变化观测与记录•刻度边缘标注日期和时间，通过旋转对准可显示特定时刻的星空•个人感受和思考•当地光污染调查学生在制作过程中可以学习星座识别、地理坐标与天文坐标的关系等知识通过持续记录观测日志，学生可以培养细致观察能力，并体验科学探究的乐趣日志中•流星雨观测数据分析的手绘图有助于加深对天体的印象和理解•历史上的重大天文发现研究海报应包含清晰的问题、研究方法、数据呈现和结论，培养学生的科学思维和表达能力学生作品展示的意义组织展示活动的建议组织学生星空探究成果展示有多重教育价值为使展示活动更有效，可以考虑

1.巩固所学知识，深化理解天文概念•邀请家长和其他班级学生参观

2.培养动手能力、观察能力和记录能力•设置作品讲解环节，让学生解释自己的发现

3.激发科学探究兴趣和团队合作精神•组织学生互评活动，相互学习和鼓励

4.提高科学表达和交流能力•邀请专业天文爱好者或教师提供反馈拓展阅读与动手实验推荐读物动手实验观星活动入门级星空指南简易星图轮制作每月星空亮点•《中国星空地图》详细介绍中国各地可见的季节星空材料厚纸板、图钉、剪刀、打印的星图模板一月象限仪流星雨、猎户座极佳观测期•《我们仰望星空》适合青少年的天文入门书，包含丰富图解步骤四月国际天文日活动•《夜观星空的艺术》实用的观星指南，含多种观测技巧八月英仙座流星雨、夏季银河最佳观测期

1.打印星图轮底盘（显示全年星座）和上层窗口（显示地平线）天文科普经典十二月双子座流星雨、冬季大三角出现

2.将两部分粘贴在厚纸板上并剪裁•《宇宙的琴弦》通俗解释宇宙起源与演化

3.用图钉将两个圆盘中心连接，使上层可以旋转特别天象（2024-2025）•《时间简史》霍金的经典科普著作

4.根据日期和时间调整，查看当前可见的星座•2024年10月2日日环食（中国部分地区可见）•《三体》刘慈欣的科幻小说，激发对宇宙的想象纸盒星象仪•2025年3月14日月全食（亚洲大部分地区可见）网络资源•2025年9月水星东大距，黄昏观测良机材料鞋盒、黑纸、图钉、手电筒•中国科学院国家天文台官网步骤建议关注天文台和天文爱好者网站的最新预报，特别天象日期和可见性会有变化•中国天文爱好者网站

1.在鞋盒一侧剪出小洞，装入手电筒•NASA官方网站中文版

2.在对面用黑纸覆盖，并用图钉按照星座图案刺孔

3.在暗室中开启手电筒，墙上将投影出星座图案课程总结与寄语星空基础知识星空的变化规律我们了解了什么是星空，学习区分恒星与行星，认识了闪烁现象的原我们探索了星空变化的原因，包括地球自转、公转和岁差等，学习了四理，以及星座的由来和银河的结构这些基础知识帮助我们建立了对夜季星空的特点，以及如何利用北极星和北斗七星辨认方向这些知识帮空的基本认知框架助我们理解星空的动态本质星空保护与可持续发展观测工具与技巧我们讨论了光污染对星空观测和生态环境的影响，了解了国际暗夜我们介绍了从望远镜原理到现代观星APP的各种工具，学习了观测3保护区的建设，认识到保护自然夜空的重要性这提醒我们关注环准备工作，以及星空摄影的基本技巧这些实用技能为亲身探索星境保护与可持续发展空提供了保障现代天文与太空探索文化与历史视角我们了解了从哈勃望远镜到詹姆斯·韦布望远镜的发展，探讨了大数据与我们比较了中西方星座系统的差异，了解了星座背后的神话故事，探讨AI在天文学中的应用，以及从登月到火星探测的人类太空探索历程这了星空在诗词文学中的表现，以及张衡、伽利略等天文先驱的贡献这让我们对现代天文科技有了初步认识让我们认识到星空与人类文明的深厚联系未来展望与寄语亲爱的同学们，星空探索之旅永无止境希望这门课程不仅为你们提供了知识，更点燃了你们对宇宙的好奇心和探索欲仰望星空不仅是一种科学活动，也是一种精神体验，它能让我们在浩瀚宇宙中思考自身的位置和意义请记住，每一个仰望星空的人，都与古今中外无数的观星者形成了时空的连接从古代先民到现代科学家，从诗人到宇航员，我们共享着同一片星空，共同探寻着宇宙的奥秘下次课程，我们将组织一次实际的观星活动，请大家做好准备，带上望远镜、星图、记录本和热情，一起走进星空，亲身体验星辰大海的壮美。