紫金山位于南京城几何中心，又称钟山，自古被誉为江南四大名山，紫金山天文台位于紫金山第三峰天堡城遗址附近。天堡城是太平天国时期修筑的重要的军事要塞之一。

紫金山天文台落成于1934年，1950年5月20日更名为中国科学院紫金山天文台。严格地说，位于天堡城的紫金山天文台是紫金山天文台的紫金山科研科普园区。紫金山园区至今已有80多年的历史，它的建成标志着我国现代天文学研究的开始，中国现代天文学的许多分支学科和天文台站大多从这里诞生、组建和拓展。由于它在中国天文事业建立与发展中作出的特殊贡献，被誉为“中国现代天文学的摇篮”。

然而，随着南京城市建设的不断发展，该园区受光害污染，不再适合夜天文观测，成为科普教育的绝佳之地。

作为天文科普基地，紫金山园区具有得天独厚、无法复制的优势。这里是民国时代直到新中国时期，中国现代天文学发源和拓展之地，集中体现了中国现代天文学发展的历程；这里留有珍贵的科学历史遗产，包括优秀的民国科研与观测建筑、民国时期的天文望远镜、明清古代青铜天文仪器实物，以及结合紫金山天文台学科优势专门建立的陨石展馆等，它们构成了这座天文博物馆的基本陈列；这里既是太平天国遗迹，也是俯瞰南京全城，观赏南京山水城林极佳的自然观景平台。

露天陈列有四个古观象仪器：天球仪、浑仪、简仪、圭表。这四件青铜观象仪都为明清复刻版。天球仪铸造于清代末期，是古代天文演示仪器，根据毁于战火的明代正德年间铸造的天球仪原型缩半铸造。为青铜铸造的、可以旋转的天球仪，其上刻有古代根据天文实测坐标而标记的1449颗恒星，另标有黄道、赤道、银河等，主要用于演示天体周日运动、估算恒星之间的相对坐标位置。

浑仪铸造于明正德年间，是天文观测仪器实物，由青铜铸造，精致优美。该仪器集成了地平坐标系、赤道坐标系、黄道坐标系三种最常用的天球坐标系，通过四游仪控制窥管，可以观测和记录天体的三种天球坐标，是中国古代成就最高的天文观测仪器之一。该望远镜曾在八国联军入侵中国后被德国掠至柏林展陈多年，后依据凡尔赛合约返还中国。

简仪铸造于明正德年间，最早的发明人是郭守敬。简仪是在浑仪的基础上加以改进，只保留地平、赤道两套天球坐标系同，并将两套坐标系统分开设立，且仪器体型更大，更加方便观测。它是中国现存最大的古代青铜天文仪器，是中国古代成就最高的天文观测仪器之一。

圭表也铸造于明正德年间。该仪器的主要功能是通过对正午时刻的表影长度的连续观测记录，确定回归年的具体天数，从而据此制定历法、确定24节气。

圭表旁的子午仪室主要用于天体测量和时间测量工作。其中陈列蔡司的子午仪，可精确观测恒星上中天时刻；还有英国人制造的雪特摆钟等和时间有关的计时展品。

大台是紫金山天文台的标志性建筑，建成于1934年。大台是1934年落成的紫金山天文台最重要的一幢建筑，功能为观测、科研、办公、会议等。大台内的60厘米反射望远镜是民国时期远东最大、最先进的天文望远镜，在小行星、恒星彗星等的观测研究中发挥过重大作用。该望远镜在1955年观测发现的一颗小行星，是在中国的土地上发现的第一颗小行星。

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