一、認(rèn)識(shí)太陽(yáng)黑子：從“神秘斑點(diǎn)”到科學(xué)認(rèn)知演講人CONTENTS認(rèn)識(shí)太陽(yáng)黑子：從“神秘斑點(diǎn)”到科學(xué)認(rèn)知觀測(cè)前的準(zhǔn)備：工具、環(huán)境與安全具體觀測(cè)步驟：從操作到記錄投影中看不到黑子記錄與分析：從現(xiàn)象到規(guī)律的探索總結(jié)：從觀測(cè)到探索，做自己的“小天文學(xué)家”目錄2025四年級(jí)科學(xué)上冊(cè)太陽(yáng)黑子的簡(jiǎn)單觀測(cè)方法課件同學(xué)們，當(dāng)我們仰望天空，最熟悉的天體莫過(guò)于太陽(yáng)。它每天東升西落，為地球帶來(lái)光和熱。但你們知道嗎？這個(gè)看似“完美無(wú)缺”的恒星表面，其實(shí)藏著許多“小斑點(diǎn)”——它們就是太陽(yáng)黑子。今天，我們將一起走進(jìn)太陽(yáng)黑子的觀測(cè)世界，用科學(xué)的方法揭開(kāi)它的神秘面紗。01認(rèn)識(shí)太陽(yáng)黑子：從“神秘斑點(diǎn)”到科學(xué)認(rèn)知1什么是太陽(yáng)黑子？太陽(yáng)黑子是太陽(yáng)表面（光球?qū)樱┏霈F(xiàn)的溫度較低的區(qū)域，因與周?chē)邷貐^(qū)域形成明顯亮度對(duì)比，看起來(lái)像暗斑。它們的溫度約為3800-4500K（太陽(yáng)表面平均溫度約5800K），直徑小至幾百公里，大至數(shù)萬(wàn)公里（相當(dāng)于幾個(gè)地球的大小）。黑子并非固定不變，通常會(huì)經(jīng)歷“出現(xiàn)-增長(zhǎng)-衰退-消失”的生命周期，短則幾天，長(zhǎng)則數(shù)月。我曾帶學(xué)生用投影法觀測(cè)時(shí)，有個(gè)孩子指著白紙上的暗斑喊：“老師，太陽(yáng)是不是被‘咬’了一口？”這種童趣的提問(wèn)，恰好反映了黑子最直觀的特征——它是太陽(yáng)表面的“暗區(qū)”。2太陽(yáng)黑子的科學(xué)意義太陽(yáng)黑子是太陽(yáng)活動(dòng)的重要標(biāo)志?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，黑子數(shù)量的周期性變化（約11年為一個(gè)周期）與太陽(yáng)耀斑、日珥等活動(dòng)密切相關(guān)，甚至?xí)绊懙厍虻拇艌?chǎng)、電離層和氣候。例如，黑子活動(dòng)高峰期，地球可能出現(xiàn)極光增多、無(wú)線電通信干擾等現(xiàn)象。我國(guó)早在公元前28年就有黑子觀測(cè)記錄（《漢書(shū)五行志》），是世界上最早的太陽(yáng)黑子文獻(xiàn)記載，這是我們祖先對(duì)天文學(xué)的重要貢獻(xiàn)。3觀測(cè)太陽(yáng)黑子的教育價(jià)值科學(xué)觀察能力：學(xué)會(huì)用工具記錄自然現(xiàn)象的細(xì)節(jié)；02安全意識(shí)：在實(shí)踐中掌握天文觀測(cè)的基本規(guī)范；04對(duì)四年級(jí)同學(xué)來(lái)說(shuō)，觀測(cè)太陽(yáng)黑子不僅能直觀認(rèn)識(shí)太陽(yáng)活動(dòng)，更能培養(yǎng)以下能力：01實(shí)證思維：通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)比理解“變化”的普遍性；03探索興趣：從“看太陽(yáng)”到“研究太陽(yáng)”，激發(fā)對(duì)宇宙的好奇心。0502觀測(cè)前的準(zhǔn)備：工具、環(huán)境與安全觀測(cè)前的準(zhǔn)備：工具、環(huán)境與安全要安全、有效地觀測(cè)太陽(yáng)黑子，前期準(zhǔn)備至關(guān)重要。我們需要從“工具選擇”“環(huán)境評(píng)估”“安全規(guī)范”三方面做好規(guī)劃。1工具清單：簡(jiǎn)單易得，科學(xué)有效考慮到四年級(jí)同學(xué)的操作能力，推薦以下兩種觀測(cè)方法所需的工具（均為日?；虻统杀静牧希?工具清單：簡(jiǎn)單易得，科學(xué)有效1.1望遠(yuǎn)鏡投影法（適合有天文望遠(yuǎn)鏡的學(xué)?；蚣彝ィ┲鞴ぞ撸弘p筒望遠(yuǎn)鏡或天文望遠(yuǎn)鏡（焦距建議500mm以上，便于投影）；關(guān)鍵附件：太陽(yáng)濾光片（必須?。柽x擇專(zhuān)業(yè)級(jí)巴德膜（ND3.8或ND5，透光率僅0.0003%），避免使用普通墨鏡、X光片或煙熏玻璃（無(wú)法有效過(guò)濾紫外線和紅外線，會(huì)灼傷眼睛）；輔助工具：白紙、鉛筆、直尺（用于記錄投影圖像）、三腳架（穩(wěn)定望遠(yuǎn)鏡）。2.1.2小孔成像法（適合無(wú)望遠(yuǎn)鏡的場(chǎng)景，材料更易獲取）主工具：硬紙板（A4大小即可）、鋁箔紙（或薄金屬片）、針（或細(xì)釘子）；輔助工具：另一張白紙（接收投影）、直尺（測(cè)量小孔與白紙的距離）、鉛筆（記錄圖像）。2環(huán)境選擇：光線、時(shí)間與遮擋物觀測(cè)時(shí)間：優(yōu)先選擇清晨（7:00-9:00）或傍晚（16:00-18:00），此時(shí)太陽(yáng)高度角低，光線較弱，投影更清晰；避免正午觀測(cè)（太陽(yáng)高度角大，光線過(guò)強(qiáng)，投影易模糊且濾光片負(fù)擔(dān)重）。觀測(cè)地點(diǎn)：選擇開(kāi)闊無(wú)遮擋的場(chǎng)地（如操場(chǎng)、陽(yáng)臺(tái)），確保望遠(yuǎn)鏡或小孔能正對(duì)太陽(yáng)；同時(shí)避開(kāi)強(qiáng)風(fēng)環(huán)境（避免工具晃動(dòng)影響投影）。天氣條件：需晴朗無(wú)云（薄云可能遮擋黑子），空氣質(zhì)量良好（霧霾會(huì)降低投影清晰度）。3安全規(guī)范：一條不可逾越的紅線觀測(cè)太陽(yáng)時(shí)，絕對(duì)禁止用肉眼直接觀測(cè)！即使是日出或日落時(shí)，太陽(yáng)光線看似柔和，其紫外線和紅外線仍會(huì)灼傷視網(wǎng)膜，導(dǎo)致永久性視力損傷。具體安全規(guī)則如下：使用望遠(yuǎn)鏡時(shí)，必須先安裝濾光片，且每次觀測(cè)前檢查濾光片是否有破損（哪怕針尖大的裂痕也會(huì)漏光）；小孔成像法中，觀測(cè)者需通過(guò)投影的白紙觀察，眼睛與小孔保持至少30厘米距離；觀測(cè)過(guò)程中，禁止將望遠(yuǎn)鏡或小孔對(duì)準(zhǔn)他人眼睛方向；兒童觀測(cè)需成人全程陪同，避免操作失誤。我曾見(jiàn)過(guò)有學(xué)生因好奇摘下濾光片偷看，幸好被及時(shí)制止。這提醒我們：安全規(guī)范必須反復(fù)強(qiáng)調(diào)，絕不能抱有僥幸心理。03具體觀測(cè)步驟：從操作到記錄具體觀測(cè)步驟：從操作到記錄掌握了準(zhǔn)備工作，接下來(lái)進(jìn)入核心環(huán)節(jié)——實(shí)際觀測(cè)。我們分兩種方法詳細(xì)講解步驟，同學(xué)們可根據(jù)工具條件選擇。1望遠(yuǎn)鏡投影法：清晰捕捉黑子細(xì)節(jié)安裝與調(diào)試望遠(yuǎn)鏡將望遠(yuǎn)鏡固定在三腳架上，確保穩(wěn)定；安裝太陽(yáng)濾光片（需安裝在物鏡端，即望遠(yuǎn)鏡前端，若安裝在目鏡端，強(qiáng)烈的光線會(huì)先聚焦，可能燒壞目鏡或?yàn)V光片）；調(diào)整望遠(yuǎn)鏡角度，使其大致對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)（可通過(guò)地面陰影判斷：緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡，當(dāng)陰影最小時(shí)，說(shuō)明物鏡正對(duì)太陽(yáng)）。步驟2：獲取太陽(yáng)投影在目鏡后方約50-100厘米處放置白紙（具體距離需調(diào)試，直到白紙上出現(xiàn)清晰的太陽(yáng)圓形光斑）；微調(diào)望遠(yuǎn)鏡的調(diào)焦旋鈕，使光斑邊緣銳利（若光斑模糊，可能是焦距未對(duì)準(zhǔn)或?yàn)V光片安裝不牢）。1望遠(yuǎn)鏡投影法：清晰捕捉黑子細(xì)節(jié)安裝與調(diào)試望遠(yuǎn)鏡步驟3：觀測(cè)與記錄黑子觀察白紙上的光斑，暗斑即為太陽(yáng)黑子（可能單個(gè)或成簇出現(xiàn)）；用鉛筆在白紙上描繪黑子的位置、數(shù)量和形狀（可標(biāo)注“東”“西”方向，便于后續(xù)分析位置變化）；記錄觀測(cè)時(shí)間、日期、天氣等信息（建議設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單表格，如：日期/時(shí)間/黑子數(shù)量/最大黑子形狀/備注）。示例記錄：|日期|時(shí)間|黑子數(shù)量|最大黑子形狀|備注||------------|--------|----------|--------------------|--------------------|1望遠(yuǎn)鏡投影法：清晰捕捉黑子細(xì)節(jié)安裝與調(diào)試望遠(yuǎn)鏡|2023.10.15|8:30|3個(gè)|橢圓（長(zhǎng)徑約1cm）|光斑邊緣清晰，無(wú)云|2小孔成像法：簡(jiǎn)易工具中的科學(xué)原理制作小孔裝置將鋁箔紙平整地貼在硬紙板中央（覆蓋約5cm×5cm區(qū)域）；1用針在鋁箔紙中心扎一個(gè)小孔（直徑約0.5-1mm，太小成像暗，太大成像模糊）。2步驟2：調(diào)整投影距離3手持硬紙板（小孔面朝向太陽(yáng)），在硬紙板后方約1-2米處放置白紙（接收投影）；4調(diào)整硬紙板與白紙的距離（可前后移動(dòng)白紙），直到白紙上出現(xiàn)清晰的圓形光斑（即太陽(yáng)的像）。5步驟3：觀測(cè)與記錄黑子6觀察光斑中的暗斑（黑子），記錄其數(shù)量和位置（因小孔成像為倒像，需注意方向與實(shí)際相反）；72小孔成像法：簡(jiǎn)易工具中的科學(xué)原理制作小孔裝置若黑子較小，可縮短硬紙板與白紙的距離（成像會(huì)變大，但亮度降低），或延長(zhǎng)距離（成像變小但更清晰）；同樣需記錄時(shí)間、日期等信息（表格可參考望遠(yuǎn)鏡法）。04投影中看不到黑子投影中看不到黑子可能原因：當(dāng)天太陽(yáng)黑子活動(dòng)弱（可通過(guò)“中國(guó)國(guó)家天文臺(tái)”官網(wǎng)查詢(xún)實(shí)時(shí)黑子數(shù)，確認(rèn)是否有觀測(cè)價(jià)值）；1解決方法：選擇黑子活動(dòng)期（如太陽(yáng)活動(dòng)峰年前后）觀測(cè)，或使用更大孔徑的望遠(yuǎn)鏡（提高成像亮度）。2問(wèn)題2：投影光斑模糊3可能原因：望遠(yuǎn)鏡焦距未對(duì)準(zhǔn)；小孔直徑過(guò)大；觀測(cè)環(huán)境有風(fēng)導(dǎo)致工具晃動(dòng)；4解決方法：緩慢調(diào)整調(diào)焦旋鈕；更換更小的針制作小孔；選擇無(wú)風(fēng)環(huán)境觀測(cè)。5問(wèn)題3：濾光片漏光6表現(xiàn)：投影光斑邊緣有亮邊或中心過(guò)亮；7解決方法：立即停止觀測(cè)，檢查濾光片是否有破損，或是否安裝在物鏡端（若安裝在目鏡端需調(diào)整）。805記錄與分析：從現(xiàn)象到規(guī)律的探索記錄與分析：從現(xiàn)象到規(guī)律的探索觀測(cè)的最終目的是通過(guò)記錄數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)科學(xué)規(guī)律。同學(xué)們的觀測(cè)記錄，將成為探索太陽(yáng)活動(dòng)的“微型數(shù)據(jù)庫(kù)”。1記錄的關(guān)鍵要素一份完整的觀測(cè)記錄應(yīng)包含：時(shí)間信息：精確到分鐘（如“10月15日8:32”），便于對(duì)比不同時(shí)段的變化；空間信息：黑子在太陽(yáng)圓面上的位置（可用“鐘表盤(pán)”描述，如“3點(diǎn)鐘方向”）或坐標(biāo)（以圓心為原點(diǎn)，標(biāo)注“東-西”“南-北”方向）；形態(tài)信息：黑子的形狀（圓形、橢圓形、不規(guī)則形）、大?。蓽y(cè)量其在投影中的直徑，結(jié)合望遠(yuǎn)鏡倍率計(jì)算實(shí)際大?。?；環(huán)境信息：天氣、觀測(cè)工具、是否使用濾光片等（便于后續(xù)分析誤差來(lái)源）。2分析的基本方法時(shí)間序列分析：連續(xù)觀測(cè)一周，統(tǒng)計(jì)黑子數(shù)量的變化（如“第1天2個(gè)，第3天5個(gè)，第5天3個(gè)”），感受黑子的“生長(zhǎng)”與“消亡”；位置移動(dòng)分析：記錄黑子每天的位置變化（如“某黑子從東邊緣移動(dòng)到中心”），結(jié)合太陽(yáng)自轉(zhuǎn)知識(shí)（太陽(yáng)自轉(zhuǎn)周期約25-35天），理解黑子移動(dòng)是太陽(yáng)自轉(zhuǎn)的結(jié)果；形態(tài)對(duì)比分析：觀察單個(gè)黑子的形狀變化（如“從圓形逐漸分裂為兩個(gè)小黑子”），認(rèn)識(shí)黑子群的演化過(guò)程。我曾帶學(xué)生連續(xù)觀測(cè)一個(gè)月，發(fā)現(xiàn)黑子群從出現(xiàn)到消失經(jīng)歷了“單點(diǎn)→增大→分裂→縮小→消失”的過(guò)程，孩子們興奮地說(shuō)：“原來(lái)太陽(yáng)黑子也有‘生命’！”這種從現(xiàn)象到規(guī)律的發(fā)現(xiàn)，正是科學(xué)探究的魅力。06總結(jié)：從觀測(cè)到探索，做自己的“小天文學(xué)家”總結(jié)：從觀測(cè)到探索，做自己的“小天文學(xué)家”同學(xué)們，今天我們一起學(xué)習(xí)了太陽(yáng)黑子的簡(jiǎn)單觀測(cè)方法，從認(rèn)識(shí)黑子的基本特征，到準(zhǔn)備工具、安全規(guī)范，再到實(shí)際操作和記錄分析。這不僅是一次科學(xué)實(shí)踐，更是一次“用眼睛發(fā)現(xiàn)宇宙”的旅程?；仡櫿麄€(gè)過(guò)程，我們需要記住：安全是前提：任何時(shí)候都不能用肉眼直接看太陽(yáng)，工具的正確使用是觀測(cè)的保障；記錄是關(guān)鍵：詳細(xì)的記錄能幫助我們發(fā)現(xiàn)隱藏的規(guī)律，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度；探索是核心：從“看到黑子”到“理解黑子”，需要我們保持好奇心，不斷提問(wèn)、驗(yàn)證。太陽(yáng)黑子的