第320章 制作古代天文简易仪器（3 / 7）

和地平坐标，核心部件包括：

1. 子午环（测量南北方向）

2. 赤道环（平行于地球赤道）

3. 地平环（水平基准）

4. 窥管（瞄准天体）

二、材料准备

1. 支架：硬纸板、pVc管或木条（支撑结构）。

2. 环形部件：一次性纸盘、铁丝或3d打印环（直径2030cm）。

3. 窥管：吸管、笔管或卷纸筒（长1015cm）。

4. 工具：剪刀、胶水、量角器、指南针、圆规。

5. 转轴：牙签或细铁丝（模拟旋转轴）。

三、制作步骤

1. 制作基础环架

地平环：用纸盘剪成环形，标记0°~360°方位刻度（每45°一格）。

子午环：垂直固定另一个纸盘，标出0°（天顶）至90°（地平线）的高度角。

赤道环：倾斜固定第三个纸盘，与地平环夹角等于当地纬度（如北京40°）。

2. 组装支架

将三个环通过支架连接，确保：

地平环水平放置（用水泡水平仪校准）。

子午环对准正南北（用指南针校准）。

赤道环倾斜角度匹配纬度（用量角器调整）。

3. 安装窥管

在赤道环上固定窥管，使其能绕中心旋转（用铁丝做转轴）。

窥管两端开小孔作为瞄准器。

四、校准与使用

1. 校准方位：

用指南针将子午环的0°对准正北。

夜间用北极星校准赤道环（北极星赤纬≈90°）。

2. 测量天体：

转动窥管对准目标（如月亮），读取赤道环上的刻度（赤经\/赤纬）。

或用地平环读取方位角（如日出时东方90°）。

五、简化设计（低成本方案）

若材料有限，可仅制作赤道环+窥管：

1. 用铁丝弯成圆环，标0°~360°。

2. 将环倾斜固定（角度=当地纬度）。

3. 用吸管做窥管，贴于环上自由转动。

六、科学原理

赤道坐标系：以地球赤道为基准，测量天体的赤经（类似经度）和赤纬（类似纬度）。

纬度关联：赤道环的倾斜角度需与观测者所在地纬度一致，才能对齐天球赤道。

七、注意事项

夜间观测效果更好（可测月亮、亮星）。

纸质结构易变形，建议用pVc管或木棍加固。

对比手机星图软件（如Stellarium）验证测量结果。

八、教学延伸

1. 历史背景：介绍张衡、郭守敬等古代天文学家改进浑仪的故事。

2. 误差分析：讨论古代与现代天文测量的精度差异。

象限仪：

制作一个简易象限仪（古代用于测量天体高度的仪器）是一个结合天文、几何和手工的实践项目。以下是详细步骤和原理讲解：

一、象限仪的作用与原理

用途：测量天体的高度角（如太阳、月亮、星星相对于地平线的角度）。

原理：利用重力垂线和角度刻度盘，通过瞄准天体读取其仰角。

历史背景：象限仪是古代航海和天文观测的重要工具，改进后成为六分仪的前身。

二、材料准备

1. 主体框架：硬纸板、木板或塑料板（15cmx15cm）。

2. 量角器：半