内容正文:
2单元 地球、月球与太阳
8.太阳钟
研究物体影子的长短与方向的变化。
实验设计:
1. 用手电筒光照射一支竖立的铅笔,观察它的影子。
2. 改变照射的方向和高度,观察铅笔的影子有什么变化。
3. 试试在什么情况下,影子会不见。
影子的形成需要三个条件:光源、不透明物体和承接影子的屏。
光源
不透明物体
屏
用手电筒模拟太阳,观察物体影子的长短与方向是怎样随“太阳”的位置变化而改变的。
太阳的位置变化对物体影子有什么影响?
阳光下物体影子的方向随着太阳方向的改变而改变,影子的方向总是和太阳的方向相反。
阳光下物体影子的长短随着太阳高度的变化而变化,太阳位置最高时影子最短,太阳位置最低时影子最长。
研究阳光下小棒影子的变化。
实验设计:
1. 把小棒插在橡皮上,固定在记录纸的观察点上。选择空旷处放置,不要移动。
2. 利用指南针确定方向,并在记录纸上标出来。
3. 每隔1小时在记录纸上标出小棒的影子,并记下时间。
小棒影子的长短、方向与太阳的位置变化有什么关系?
(1)影子的长短有规律地变化。早晨的影子较长,随着时间的推移,影子逐渐变短,一过正午它又重新变长。
(2)影子的方向有规律地变化。在北回归线以北的地方,早晨的影子在西方,正午的影子在北方,傍晚的影子在东方。
长→短→长
西→北→东
古代人早就注意到太阳的移动与阳光下物体影子的变化有关系,而且这种变化是有规律的,于是制造出了计时工具。这一类计时工具在西方被称为太阳钟,在中国被称为日晷。
你认为这些日晷是怎么工作的?
当太阳光照在日晷上时,晷针的影子就会投向晷盘,太阳由东向西移动,于是投向晷盘的晷针影子慢慢地由西向东移动。移动着的晷针影子好比现代钟表的指针,晷盘则好比钟表的表面,用来显示时刻。
这些日晷有什么不同?
牛顿钟属于地平日晷,根据竖立在平坦地面的竿子在不同时刻的影子和线条的相对位置,直接读取时刻,是最原始的地平日晷。
这些日晷有什么不同?
立式日晷的晷盘垂直于地平面,晷针的反向延长线指向北极星。
这些日晷有什么不同?
地平日晷的晷针始终指向北极星,也就是晷针与晷盘的夹角是当地的纬度。
这些日晷有什么不同?
赤道日晷的晷盘平行于赤道面,晷针指向北极星。
用硬卡纸和指南针制作一个地平日晷。
1. 在一张半圆形的硬卡纸上按第23页的活动记录标明刻度和方向。
2. 把一张三角形的硬卡纸竖直粘贴在半圆形硬卡纸上。
3. 利用指南针确定方向,就能根据三角形硬卡纸的投影确定时间。
课堂回顾
阳光下物体影子长短与方向的变化规律。
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