内容正文:
二十四节气和日晷
一、二十四节气(教材13页)
“春雨惊春清谷天,
夏满芒夏暑相连。
秋处露秋寒霜降,
冬雪雪冬小大寒。”
二十四节气主要适用于黄河流域,它是农耕文明时期人们在此辛勤耕作总结出的规律。
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在国际气象界,二十四节气被誉为“中国的第五大发明”,并入选了联合国教科文组织人类非物质文化遗产名录。
它把太阳的周年运动轨迹划分为24等份,每一等份为一个节气,始于立春,终于大寒,周而复始。
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1.结合材料,说出二十四节气确定的依据和划分方法。
依据:根据地球在公转轨道上的位置变化制定。
划分方法:将地球公转轨道(黄道)平均分成24等份,每一个节气对应地球在公转轨道上每运动15°所到达的位置,形成二十四节气。
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2.分析中国传统上根据二十四节气划分季节的方法。
春季以立春开始,谷雨结束;
夏季以立夏开始,大暑结束;
秋季以立秋开始,霜降结束;
冬季以立冬开始,大寒结束。
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(1)太阳直射点回归运动与二十四节气图
二十四节气
春
季 春分 昼夜平分 夏
季 夏至 炎热的夏天来临
清明 天气晴朗,草木繁茂 小暑 小暑就是气候开始炎热
谷雨 雨生百谷。雨量充足及时,谷类作物茁壮成长 大暑 一年中最热的时候
春
季 立春 立春即春季的开始 夏
季 立夏 夏季的开始
雨水 降雨开始,雨量渐增 小满 麦类等夏熟作物籽粒开始饱满
惊蛰 天气回暖,春雷始鸣,惊醒蛰伏于地下冬眠的昆虫 芒种 麦类等有芒作物成熟
秋
季 立秋 秋季的开始 冬
季 立冬 冬季的开始
处暑 处是终止、躲藏的意思。处暑是表示炎热的暑天结束 小雪 开始下雪
大雪 降雪增多,地面可能积雪
白露 天气转凉,露凝而白
秋分 昼夜平分 冬至 寒冷的冬天来临
寒露 露水已寒,将要结冰 小寒 气候开始寒冷
霜降 天气渐冷,开始有霜 大寒 一年中最冷的时候
2019年11月8日,《二十四节气(四)》特种邮票发行,至此,这套历经五年连发四组的《二十四节气》邮票终于圆满团聚,实现了大团圆。下图为《二十四节气(四)》邮票图。据此完成3~5题。
3.根据全年共24个节气,可以推测出“立冬”节气的日期大致为
A.11月1日 B.11月8日 C.11月15日 D.11月22日
√
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4.“小寒”节气
A.太阳直射点位于南半球,并向南移动
B.太阳直射点位于北半球,并向北移动
C.太阳直射点位于南半球,并向北移动
D.太阳直射点位于北半球,并向南移动
√
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5.二十四节气对我国农事活动安排具有很大的指导意义,其最适宜的地区分布在
A.珠江流域 B.青藏高原地区
C.长江中下游地区 D.黄河中下游地区
√
二十四节气反映季节的变化,暖温带四季变化最明显,选项中黄河中下游地区位于暖温带。
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日晷(guǐ)的概念
日晷就是指“太阳的影子”。所谓日晷,就是白天通过测日影定时间的仪器。
去年有一部非常火的电视剧叫《长安十二时辰》,每集片头都有一个日晷,上面对应不同的时辰。日晷在古代是测定什么工具?我们学校也有日晷
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日晷的历史
世界上最早的日晷诞生于6000年前的巴比伦王国。
中国在距今3000多年前的周朝就使用日晷计时。
中国最早文献记载是《隋书·天文志》中提到的袁充于隋开皇十四年—公元574年发明的短影平仪,即地平日晷。
日晷的分类
地平式
垂直式
赤道式,晷面与赤道平行
日晷的组成
日晷通常由铜制的指针(晷针)和石制的圆盘(晷面)组成。
晷针
晷盘
底座
晷针,垂直穿过圆盘中心,起着立竿的作用。晷针的上端正好指向北极星。
西
东
南
北
在我国,晷盘放置的位置是坐南朝北,晷面,安放在石盘上,呈南高北低,。我们把朝上的晷盘称之为上晷盘,另外一面称之为下晷盘。
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日晷的角度判断
赤道日晷的晷针指向北极星,晷盘与晷针垂直。
晷盘
晷针
θ
θ
θ
地平面
晷针与地平面的夹角= 。
晷盘与地平面的夹角= 。
当地纬度
90°-当地纬度
N
S
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晷面的判读
晷面的正反两面刻画出12个大格,每个大格代表两个小时。分子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥十二时辰。
十二时辰
每个时辰分“初”、“正”两格
去年有一部非常火的电视剧叫《长安十二时辰》,每集片头都有一个日晷,上面对应不同的时辰。日晷在古代是测定什么工具?我们学校也有日晷
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春分、秋分时太阳直射赤道,因此当地在春分秋分日的正午太阳高度=90°-纬度差(赤道与当地纬度之间的)=90°-当地纬度。 它刚好等于赤道式日晷的晷盘与地面之间的夹角。也就是说,晷盘就是这么斜斜的慵懒地躺在春秋分日正午的太阳光线中。
晷盘的面与二分日正午太阳光线平行
晷盘
晷针
夏至日太阳光线
冬至日太阳光线
晷面应两面都有刻度
春分日到秋分日之间,晷针的影子投向晷面北侧面;
秋分日到春分日之间,晷针的影子投向晷面南侧面。
当太阳高度角小于春秋分正午太阳高度时,相当于太阳很低,其实上晷盘是处于黑乎乎的阴影中。虽然它是朝上的面,但是它确实不会被照亮。此时,我们观察晷针的影子会投在下晷盘面上。那我们就只能站在日晷的南侧从南向北看日晷。
图 下晷盘处于光明中
日期处于夏半年(春分后—秋分前)时,我们又看到了不一样的景象:下晷盘变黑了,而上晷盘被照亮了。
晷针的移动轨迹:太阳是从东边升起,升的高高的再降下去,所以晷针的投影一定是从西向下再向东移动的。
上晷盘处于光照中
左图的影子就是逆时针转动 右图的影子就是顺时针转动。
夏半年,站在日晷北侧朝南看上晷盘,此时影子是顺时针转动;冬半年,站在日晷南侧朝北看下晷盘,影子是逆时针转动。(夏南上顺,冬北下逆)
光影 测时
影 测时
子初 23时 辰初 7时 申初 15时
子正 0时 辰正 8时 申正 16时
丑初 1时 巳初 9时 酉初 17时
丑正 2时 巳正 10时 酉正 18时
寅初 3时 午初 11时 戌初 19时
寅正 4时 午正 12时 戌正 20时
卯初 5时 未初 13时 亥初 21时
卯正 6时 未正 14时 亥正 22时
【课堂思考】请说出右图中大致对应的现代时间。
10:00
11:00
12:00
晷盘上的晷针影子长短的判断
一天中,晷盘正面晷针影子的长度是如何变化的?
一天中,正午时影子最短,日出日落时的影子最长。
当针影位于正北(下)方,地方时为12时。
太阳由东向西移动,投向晷面的晷针影子也慢慢地由西向东移动。
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晷盘上的晷针影子长短的判断
一年中,晷盘正面正午晷针影子的长度是如何变化的?
《周髀算经》卷上:“故冬至日晷丈三尺五寸,夏至日晷尺六寸。冬至日晷长,夏至日晷短。”
北回归线以北地区,一年中冬至日正午太阳高度最小。
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清钱泳《履园丛话•艺能·铜匠》:“测十二时者,古来惟有漏壶,而后世又作日晷、月晷,日晷用于日中,月晷用于夜中,然是日有风雨,则不可用矣。”
日晷的缺点
夜晚和阴雨天无法指示时间
日晷依赖阳光,缺少阳光照射,就无法显示时间。
春分和秋分时节无法指示时间
此时,太阳运行轨道与赤道和晷盘平行,日晷上没有影子,也就无法标示时间。
日晷笨重,不易携带 解决方法3D打印。
那为什么还要装日晷呢?虽然沉重素朴的日晷已经退出计时舞台,但时代赋予它的新生命。
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日晷地理中的考点:
1、日晷晷针影子长短:一天中长度不变;一年中夏至最短,冬至最长。春秋分,影子无限长。
2、两个夹角:
(1)日晷面与地平面的夹角: ∠1 = 90°-当地纬度
(2)日晷晷针与地平面的夹角: ∠2 = 当地纬度
3、原理:指针指向北极星或相反方向。
4、日晷局限性:(1)夜晚和阴雨天无法指示时间
(2)春分和秋分时节无法指示时间
(3)日晷笨重,不易携带
5、日晷的指针投影运行的方向是由太阳视运动方向决定。太阳视运动方向是自东向西,日晷的指针投影运行的方向也是自东向西。一般在北半球看顺时针,南半球看逆时针,南北半球运动方向相反
6、指针与地平面的夹角=当地北极星的仰角=当地纬度
1、若图中晷面与地平面的夹角为49°,日晷指针阴影与图中虚线完全重合时北京时间为12:12,则日晷所在地的经
纬度为
A.(49°N,120°E)
B.(41°N,117°E)
C.(49°N,116°E)
D.(41°N,121°E)
B
课堂练习
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日晷是中国古代最经典和传统的天文观测仪器。赤道式日晷的晷面为赤道面,依照使用地的纬度,使赤道式日晷的晷面平行于赤道面。晷盘上的刻度是等分的,不同季节,晷针投影在晷盘上的影子会分别出现在晷盘的北侧面和南侧面,如下图所示。
2、日晷晷针指向北极星附近,其目的是
①调整晷盘的方向 ②调整晷盘与地平面的夹角
③减少日晷计时的误差 ④调整晷盘和晷针之间的夹角
A.①②③ B.①②④
C.①③④ D.②③④
A
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3、赤道式日晷晷针与地平面的夹角θ
A.随纬度的升高而增大
B.随纬度的升高而减小
C.随纬度的升高先升高后降低
D.随纬度的升高先降低后升高
A
解析 依据赤道式日晷的摆放原理,赤道式日晷晷针与地平面的夹角θ与当地的纬度数相同,因此,夹角θ 随纬度的升高而增大。故选A。
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4、一年中利用晷盘北侧面观测的时间段应当是
A.冬至—次年夏至
B.夏至—冬至
C.春分—秋分
D.秋分—次年春分
C
解析 一年中利用晷盘北侧面观测的时间段应当是太阳直射北半球时的时间,即春分—秋分。故选C。
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5、某地理爱好者在北京某校园拍摄的赤道式日晷景像图。
能合理解析该日晷的示意图是( )
A
A、
B、
C、
D、
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日晷是我国古代利用日影测得时刻的一种计时仪器,通常由铜制的指针、与指针垂直的石盘组成。其工作的原理是:将指针朝向北极星固定,通过观察指针投影在石盘上的刻度来判断时间。下图为“我国某地某日日晷影像照片”。
6、图示时刻太阳的方位为
A.东北方向 B.西北方向
C.东南方向 D.西南方向
C
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日晷是利用太阳的位置来测量时间的一种仪器,是我国古代常用的计时工具。"赤道式日晷"晷盘平行于赤道面,晷盘正反两面上的刻度等分,晷针指向北极星方向。下右图为我国北方某地日晷剖面示意图,左图为该日晷某时刻晷盘正面示意图。据此完成下面小题。
7、一天中,晷盘上晷针影子的移动方向是( )
A.正面呈顺时针,反面呈逆时针
B.正反两面均呈逆时针
C.正面呈逆时针,反面呈顺时针
D.正反两面均呈顺时针
8、根据图示日晷晷针影子位置,可推测图片拍摄时为( )
A.上午 B.正午 C.下午 D.子夜
A
A
赤道日晷是我国古代普遍使用的计时仪器,主要由晷盘、晷针和底座组成(如图),其晷盘与赤道平面平行,晷针垂直穿过晷盘中心,晷针针影随太阳方位变化指向晷盘不同刻度位置来表示不同时刻。我国某中学拟建一个赤道日晷,晷针与地面夹角约为29°36′。
9.该中学计划将日晷摆放在学校广场,正确的摆放方式是( )
A. 坐北朝南 B. 坐南朝北
C. 坐东朝西 D. 坐西朝东
10.夏至日阳光充足,放置在该中学的日晷晷针在晷盘上的移动方向是( )
A. 由西北逆时针转向东北
B. 由西北顺时针转向东北
C. 由西南逆时针转向东南
D. 由西南顺时针转向东南
B
D
赤道式日晷是我国古代利用日影测得时刻的一种计时仪器,通常由铜制的晷针、与晷针垂直的晷盘组成。其工作原理:晷盘与赤道平面平行,将晷针朝向北极星固定,通过观察晷针投影在晷盘上的刻度来判读时间。下图为我国某城市公园摆放的赤道式日晷景观图。据此完成1-3题。
11.若图中晷针和地平面的夹角为30°,则该赤道式日晷所在的城市最可能是( )
A.北京 B.长春 C.海口 D.杭州
D 北极星的仰角与当地地理纬度一致,因为“晷针朝向北极星”,而因此可知晷针和地平面的夹角即为北极星的仰角,表明当地的地理纬度为30°。北京、长春、海口、杭州四个城市中,杭州的纬度为30°,D正确。
√
赤道式日晷是我国古代利用日影测得时刻的一种计时仪器,通常由铜制的晷针、与晷针垂直的晷盘组成。其工作原理:晷盘与赤道平面平行,将晷针朝向北极星固定,通过观察晷针投影在晷盘上的刻度来判读时间。下图为我国某城市公园摆放的赤道式日晷景观图。据此完成1-3题。
12.夏至日北京市日晷晷针影子在晷盘上的移动方向和成因分别是( )
A.顺时针地球自转 B.顺时针地球公转
C.逆时针地球自转 D.逆时针地球公转
A 晷针投影随着太阳的方位而改变,太阳方位的变化是由地球自转决定的。夏至日北京市日出东北方,晷针投影在晷盘的西南侧;正午太阳在正南方,晷针投影移动到晷盘的北侧;日落西北方,晷针投影移动到晷盘的东南侧,即晷针影子在晷盘上的移动方向是顺时针,A正确。
√
赤道式日晷是我国古代利用日影测得时刻的一种计时仪器,通常由铜制的晷针、与晷针垂直的晷盘组成。其工作原理:晷盘与赤道平面平行,将晷针朝向北极星固定,通过观察晷针投影在晷盘上的刻度来判读时间。下图为我国某城市公园摆放的赤道式日晷景观图。据此完成1-3题。
3.若在新疆地区放置该赤道式日晷,则与图中日晷相比,其晷盘与地平面的夹角( )
A.增大 B.减小 C.不变 D.无法判读
B 新疆纬度比杭州高,因此北极星的仰角更大,其晷针与地平面的夹角比杭州要大些;因此,日晷晷盘与地平面的夹角比杭州小,B正确。
√
Lavf58.20.100
Lavf58.20.100
Lavf58.20.100
$$