想学天文但买不起望远镜？不花钱，裸眼观星用它就行

　　如今天文学可以说是热度比较高的科学领域了，很多的科学爱好者对天文的关注度也很高，这点也能反映在某宝网的天文望远镜销售上。尽管能满足入门观测要求的天文望远镜也才１０００多块，但毕竟也要花钱啊，这里给您介绍一种不需要花钱的天文观测装置——竹子。
　　竹子是我们身边最常见的植物之一，我们通常都用它们来装饰庭院，绿化环境。不过竹子还有一个非常重要的功能——作为我们学习天文学的工具。我们首先要选一段笔直的竹竿，至于竹竿的长短嘛，不要太短，超过５０厘米最好，但也不要太长，太长了不方便携带。
　　第一种用途——定方向
　　虽然我们现在有很多测定方向的办法，比如指南针，比如手机上的ＧＰＳ导航，但一段竹子就已经可以定方向了。在地面上画一个圆圈，把竹竿立在这个圆圈的圆心处。上午１１点的时候，竹竿的影子会与圆圈有一个交点，记录为Ｓ１；下午１点的时候，竹竿的影子与圆圈的交点记录为Ｓ２；用线段连接Ｓ１和Ｓ２，则线段Ｓ１Ｓ２的方向为东西方向。
　　第二种用途——定四季
　　我们今天当然不会真的需要用这根竹竿去定四季，但是作为学习，我们可以用竹竿去验证，这就是所谓的高表测影法。通俗的说，就是把竹竿垂直立在地面上，通过观察记录它在正午时影子的长短变化来确定季节的变化。
　　是不是有小伙伴看到这里会说，＂老郭，我知道了，你说的这个就是圭表＂。没错，就是圭表，所以圭表能做的这根竹竿都能做。这也是最古老的天文仪器，也是测量时间的装置。当然了，你发挥一下，也可以把这根竹竿做成日晷，用来测定白天内的时间。
　　第三种用途——建立以地球为中心的极坐标系
　　学习天文学是免不了要与坐标系打交道的，如果您忘记了啥叫极坐标系，可以把高中课本找出来再复习一下。我们来看一下这根竹竿是如何帮助我们建立极坐标系的。
　　还是前面那个高表侧影法，可以得到一个杆子的长度和影子长度的一个比值，这个比值不就是仰角的正切值吗？tanA=a/b。所以利用这个比值我们实际上是可以计算出这个角的角度。把不同时间计算得到的这个角度值填写到一张表里，就形成了一个以地球为原点的太阳高度的极坐标数据表。
　　另外一个角度值是来自影子与我们画的那个圆圈的交点，如果以某一个时刻为起点，那么太阳的影子会在一个半圆的圆弧上留下交点，记录这些交点的时刻与对应的角度值，就是太阳在不同时刻的方位角。
　　第四种用途——窥管
　　窥管就是望远镜发明之前，用于观星的望筒。窥管最早可能就是简单的竹管，＂管＂古写作＂筦＂，和竹子有关。在浑天仪，象限仪等裸眼观星的古代仪器上都是以窥管作为瞄准器使用。
　　天文望远镜的作用其实主要是帮助我们看到行星表面的细节，以及用肉眼观测不到的一些恒星。但是，天空中那么多的星星，裸眼能看到的恒星大约接近６０００颗，作为天文入门观测，用肉眼已经是足够了。
　　只要把竹子的中心掏空，做成一个窥管，就是一个特别好的辅助性工具了。因为透过这样一个细管来观星，可以过滤掉很多不想看的星，也能降低月光的干扰。
　　第五种用途——简易象限仪
　　还可以给这根管子安装上一些辅助观测工具，组装城一个简单的象限仪。首先，可以给它做一个龙门架，把它挂起来，当然了，这个龙门架也不是必须品，操场上的单杠就可以利用；其次，配置一个重锤，也不用什么专业装备，一根细线末端系一个重物就可以了；第三，带一个量角器，小孩子用的就行，虽然精度不高，但是也能用。
　　结束语
　　一根竹竿就能做成一个最简易的裸眼观星天文台。对于入门级的天文爱好者来说，用它来熟悉星座，掌握行星的运动规律，通过观察对开普勒定律进行模拟推算都是足够了的。同时还能通过这个简陋的装置，熟悉天文地平坐标系，熟悉地球纬度，建立宇宙空间立体感，甚至还可以绘制一张上图那样的简单星图，为日后使用天文望远镜的赤道仪或者是经纬仪打下扎实的基础。
　　我是郭哥聊科学，普及科学知识，传播科学思维，持续为大家提供高质量的科普文章。如果您还能利用竹竿实现更多的观星功能，欢迎在下方的留言区参与。
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