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流星雨的无线电观测(图)

http://www.sina.com.cn 2002年08月12日 17:25 新浪科技


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  无论是目视观测,或是照相观测,还是摄像观测,能否顺利进行,关键条件还在于天气。如果天气不好,再精彩的天象,也只有望天兴叹了。但是,对流星的观测却有其他的方法,可以不考虑天气状况,这就是无线电观测。

  原理

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  我们知道流星是发生在地球大气层中的天象。当流星物质冲进地球大气层,与大气剧烈摩擦、燃烧气化时,会在运动路径上留下一条电离气体“尾巴”,它是由电离的空气分子组成,密度高于大气电离层中带电粒子的密度,因而比电离层具有更强的反射电磁波的能力。因此,专业天文学家就利用流星余迹能够反射超短波的能力,用雷达技术来观测流星。但是对于业余爱好者来说,几乎不可能使用雷达手段观测流星。那么有什么简便易行的好方法吗?

  30兆赫〔MHZ〕以上的无线电波叫超短波,如电视、调频广播的信号。于是它们直线传播,只能传送几十公里远。而流星尾迹正好可以反射超短波,尾迹一般在100公里的高空,因此可以把地面传来的超短波信号反射到很远的地方,使得平时接收不到该信号的地方,突然能收到这个信号。这就是用收音机监测流星的原理。

  随着流星尾迹的逐渐消散,远方的信号持续一段时间后就会消失。这种收到远方信号的机会,出了大气层出现异常,平时很难遇到。而流星雨出现时,收听到的机会大大增加。超短波信号的传播不受天气状况和昼夜交替的影响,随时都可以对流星进行观测。接收到的声音可以用录音机或电脑记录下来,成为珍贵的科学资料。因此,用收音机“听”流星,无疑是一种崭新的、值得探索的观测手段。

  方法

  用收音机“听”流星,成功的关键有几点:

  1.要有一个合适的电台。该电台必须是调频广播电台,因为只有调频台才使用超短波。电台的发射功率应该足够大,通过流星余迹的反射,至少可以传播一千公里的距离才行。湖北武汉的欧阳天晶老师几年来坚持用收音机监听流星,他的经验是:电台应选择距离在1000~2000公里左右,发射功率达到5千瓦以上的,最好是24小时广播,以保证随时可以收听。我国疆域辽阔,国内许多大城市已开播调频广播,同样能被流星尾迹反射的电视信号更比比皆是,这都为用收音机“听”流星提供了有利条件。

  2.收音机有足够高的灵敏度,并且最好是数字调谐的收音机,以便准确找到欲接收的电台。

  3.收音机应接上高灵敏度、高增益的天线,一般来说,收音机自带天线的灵敏度不够。可以考虑使用老式的电视天线八木天线,或自制一个,注意其接收的频率与天线的尺寸要相匹配,也就是说收听不同频率的电台可能会使用不同尺寸的天线。具体制作方法可以参考无线电制作类的书籍。天线在安装时,应指向欲接收的电台的方向,保持10度左右的仰角。最好固定在高处。

  4.选择良好的接收环境。接收地点不应有强的电磁波干扰源。如日光灯、电脑等。观测点接收方向不应有高于3度的障碍物。在城市中观测,一般都会有当地的电台干扰,造成串台现象,影响观测。因此,最好到电台信号比较弱的郊外进行观测,后者挑选后半夜当地电台停播的时间段进行观测。

  5.有了以上的设备,你就可以在流星雨期间直接收听信号。在没有流星出现的时候,应该是噪声,收听不到远方的电台的声音。当有流星余迹出现,就会有电台的信号,你可以对信号的声音强弱、持续的时间长短进行笔录,也可以把声音记录到磁带上,以便事后整理。如果将声音信号输入计算机中,利用软件进行分析,可以自动获得流星的数据。爱好者可以充分发挥自己的主观能动性,寻找乐趣所在。

  6.要注意区分收听到的是电台的声音还是干扰。这要靠实践积累经验经常收听固定的电台,就会熟悉该台的特点,掌握主持人的语气风格等,以确定是否收听到该台。

  7.由于天空状况的变化、电离层的异常等,均有可能造成远方的信号被接收到,再加上本地电台的串扰,所以目前“听”流星过程中,出现的信号一般无法直接与流星相对应,只能靠长时间的观测进行统计分析,找出与流星雨的关系。这方面还有许多工作有待探索。(TWG)


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