戀愛中的小行星02 地質&望遠鏡科普 - 地球科學討論

※ [本文轉錄自 C_Chat 看板 #1UBm14c7 ]

作者: papertim (吃紙小鹿) 看板: C_Chat
標題: [20冬] 戀愛中的小行星02 地質&望遠鏡科普
時間: Mon Jan 27 23:22:35 2020



硬核地科番的瞎扯科普又來啦

照這個進度來看，離一個禮拜一篇的期望好像越來越遠了...

我絕對不會說是是薩爾達太好玩了才害我沒時間發文ㄏㄏ

有興趣的話也可以參考小弟前面發的文

第一集的部分
#1U8QvJpQ (C_Chat)



延續上一集的堅持

由於本人認星一坨屎，所以關於星空的部分就略過



------------以下本文-------------


第一部分、河邊撿石頭

這集在河邊撿石頭的部分，巴哈的字幕的講解真的滿清楚的
這年頭動畫字幕組還真是辛苦啊...
不過作為科普文，當然還是要在這個基礎上多廢話一些了
就一顆一顆石頭來看吧

https://i.imgur.com/pIyNzJ9.png
日文原文是「チャート」，也就是英文chert的直接音譯
基本上只要是微晶質的二氧化矽(也就是石英)沉積岩都屬於這類岩石
一般而言是由放射蟲或矽藻這兩大類生物的屍體堆積而成
在這會特別譯為「放射蟲岩」應該是因為當地的燧石是以放射蟲殼體為主
嚴格來說除了放射蟲以外，矽藻、海綿的殼體的沉積也可以稱作燧石
其顏色則會根據內涵的雜質而有很多種變化

另外值得一提的是，在自然界中生物殼體的主要成分是碳酸鈣(珊瑚、有孔蟲、貝類)
所以同樣是生物沉積岩，碳酸鈣為主的石灰岩，往往比二氧化矽為主燧石常見
但是當沉積深度到達一定程度的時候，碳酸鈣會因為高壓溶於海水中
這時候生物沉積物當中就只剩二氧化矽，這時才會形成燧石
因此在很多地方，燧石的出現可以代表其沉積當時所在的深度比較大


https://i.imgur.com/KyE6Gtl.png
這顆安山岩真的畫得......滿藝術的
至少還看得出灰色基質當中有白色斑點
要看安山岩可以看OP裡櫻井拿著放大鏡觀察的那顆，細節比較清楚


https://i.imgur.com/lLPlLx7.png
泥岩，沉積岩的一種
只要沉積物的平均顆粒直徑小於<1/256mm的沉積岩，且紋理不明顯的，都可稱作泥岩
基本上在野外的辨識方式就是以手摸起來不會有顆粒感為基準

由於多數泥岩本身抗侵蝕的能力很差，很容易在河流沖積的過程中被侵蝕掉
能在河床上找到這樣大小的泥岩，代表其來源很近
這也是為何這顆相對於其他河裡的岩石顯得比較有稜有角
因為泥岩塊的搬運距離不會太遠，要找到被磨得光滑的泥岩不太容易

很多地層裡的泥岩捏起來跟路邊的泥土塊差不多
甚至有一些真的跟乾掉的便便有點像......


https://i.imgur.com/J4AQL6E.png
頭巾石，嚴格來說這不是一種石頭的種類，而是包含石英脈的鵝卵石
在台灣這種石頭的較深色的部分往往是變質砂岩
而白色的部分則是石英脈

所謂的石英脈指的是岩石在地底受壓形成裂縫之後
含有二氧化矽的水流入這些裂縫之後，二氧化矽在這些裂縫之中沉澱結晶形成石英
由於多數變質岩都經過一定程度的擠壓，因此石英脈在變質岩區當中非常常見
這些岩石在河床中被磨圓之後，就會形成這種形狀

這是我某次地質調查撿到的一顆
https://i.imgur.com/ueOgpOo.jpg

可以看到石英脈的部分相對比較突出，是因為石英脈的抗侵蝕能力很強
多數岩石相對而言會較容易被磨損，而形成石英脈向外突出的形狀


另外由於石英脈本身是填充在岩石的裂縫中
如果裂縫很大，周圍的岩石又不耐侵蝕的話，就會出現整顆都是石英脈的石頭
這樣的岩石會有另一個名稱，叫「脈石英」
這顆是我在河裡撿到的，可以看到當中有晶型的石英
https://i.imgur.com/06XdlWw.jpg
顯示當初的岩石裂縫空間大到可以讓石英有足夠的空間長出晶型


https://i.imgur.com/pTzO1wN.png
這顆被藍說得很像木星的石頭很有可能是沉積岩
那些紋路應該是原本沉積的地層面
考慮到其磨圓程度很均勻，最有可能的應該是砂岩
當然也有可能是層狀的石灰岩或燧石
紅色斑點則可能是後期暴露在空氣中，附著較多氧化鐵的區域
也因此這個紅色斑點看起來與是獨立於岩石的紋路，因為它是較後期形成的


第二部分、望遠鏡的結構說明

這個部分夢露學姊的操作真的滿標準的......
標準到我們高中觀星時根本不是這樣操作的XD

https://i.imgur.com/3tv8552.png
首先來看看圖中這個附加的小望遠鏡，這稱作「尋星鏡」
相對於比較大支的主鏡，尋星鏡的放大倍率較小，而視野範圍較大
因此會先用尋星鏡尋找、瞄準要觀測的目標，再用主鏡去觀測

而這樣的操作需要一個前提，就是兩個望遠鏡的視角要是平行的
這樣才能保證將天體移到尋星鏡的視野中心時，該天體也在主鏡的視野中
一般而言會先將瞄準一個比較近的固定目標，例如數公里內的某個路燈
讓主鏡和尋星鏡同時瞄準該目標，以確認兩者的視角是平行的，這個調整叫做「同軸」
在調整完同軸之後，就可以遵循用尋星鏡瞄準->用主鏡觀測的流程了

但我們高中時則是在對完同軸以後
直接用望遠鏡的邊瞄準要觀測的天體，然後拿調節輪瞎調
真的叫我用尋星鏡找我還不太會用.......
而且動畫裡是全程用調節輪，真的超有耐心
https://i.imgur.com/G2PwGLN.png
https://i.imgur.com/p0tHTHD.png
https://i.imgur.com/hZhFzRL.png
我們自己用都是直接把卡榫鬆開，直接抱著鏡筒邊轉邊瞄準...(摀臉


雖然找天體是這種暴力的方式，但實際上還是有用到尋星鏡的時候
就是櫻學姊遇到的狀況，天體因為地球自轉而離開主鏡的視野範圍
這時候因為尋星鏡視野範圍較大，天體通常不會那麼快脫離
因此手動追星的時候，調節輪搭配尋星鏡還是很好用的

這其實也說明了為什麼藍可以很快幫櫻井找到火星
因為一旦瞄準了某天體之後，就算天體因為地球自轉的關係離開視野
只要順著天體移動的方向微調，要再次瞄準就可以比從頭開始找快很多

動畫在這也做得很細緻，有把天體在望遠鏡視野內因為地球自轉的移動畫出來
也可以從這個方面體會到望遠鏡的視野其實是很小的
https://i.imgur.com/dAT7ydN.png
https://i.imgur.com/nwS1309.png


另外提一下望遠鏡架，也就是角架上可以調整望遠鏡指向的儀器
這個儀器分為兩種：經緯儀和赤道儀

先來說經緯儀，也就是動畫中所使用的那種
https://i.imgur.com/G2PwGLN.png
經緯儀有兩個旋轉軸，分別是水平旋轉和垂直旋轉，對應到的正好是天體的方位和仰角
這種儀器的好處是操作非常直覺
只要知道該天體此時的方位和仰角，直接根據這個數字操作就可以對到要觀察的天體
旁人要下指示也可以直接用「上下左右」來下指令

但缺點也很明顯，就是除非有電子儀器輔助，不然完全無法自動追星
由於天體的運行軌跡會根據所在緯度改變
以台北(北緯約25度)附近為例，天體的運行軌道和地平線夾75度角左右
大概就是下圖這樣(太陽的運行軌跡與其他天體是平行的)
https://i.imgur.com/IeWhXUD.png

絕大部分都不是遵循仰角或方位單一軸旋轉
因此在追星的過程中就必須同時調整仰角和方位，這就會需要電子儀器來操作
而電子儀器就會拉高整個價錢，也比較少天文望遠鏡會用經緯儀來追星

相對而言赤道儀的自動追星就顯得很簡單
赤道儀同樣是利用兩個互相垂直的旋轉軸調整方位，但是會將其中一個軸指向北極星
白話點來說，其中一個轉軸與天體旋轉的軸是平行的
也就是說當我瞄準好一個天體之後，就算這個天體移動了，也只會繞著這個軸轉動
而且這個速度是等速旋轉的(因為地球自轉大致是等角速度旋轉)
因此只要設計一個角速度速與地球自轉相同的馬達
瞄準要觀測的天體之後，把望遠鏡其他卡榫固定好，啟動這個馬達
望遠鏡就會一直追著那個天體跑

就算沒有馬達，一旦天體移出視野，只要轉動一個軸就可以再次找到他
因此在追星的性能方面，赤道儀的性能遠大於經緯儀
但相對的因為其轉軸與地平面夾一個詭異的角度，所以操作上很不直覺
而且望遠鏡重量通常不輕，為了維持馬達的出力，需要加平衡錘來平衡望遠鏡的重量
因此要多攜帶1~2個金屬塊......很重

以下是兩種儀器的示意圖，主要的差異就在旋轉軸的方向
https://i.imgur.com/FKH9XxL.jpg


話又說回來，我自己查了一下赤道儀的價格
不包含電子自動導星，2萬台幣以內可以搞定，我印象中我們高中買一整套也才5~6萬
單買的赤道儀應該不用到20萬日幣吧XD


第三、行星與希臘神話

https://i.imgur.com/8czo0WI.png
https://i.imgur.com/v7lJVkn.png
在這稍微說一嘴
雖然說天體和星座的命名很多東西以及故事確實是來自希臘神話
但其實行星的名字是來自羅馬神話的神明
例如木星的英文是朱彼特，也就是羅馬神話的主神
不過相比於希臘神話，羅馬神話真的很無聊就是了...


-------後記--------

這集的部分大概就是這些了

望遠鏡部分好像寫得有點像上課......

中間認星的部分，動畫內容巴哈的註解已經詳細到沒什麼好補充的了

如果大家還有什麼想知道的可以在推文的部分詢問

希望接下來我還有時間可以寫這個系列

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