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        正午太陽高度的測量

        2017-07-17 15:26:41郭紅鋒
        軍事文摘·科學(xué)少年 2017年3期
        關(guān)鍵詞:竿子紙帶粉色

        郭紅鋒

        一、太陽高度

        太陽高度聽起來說個(gè)長度單位,我們經(jīng)常能在文學(xué)作品里看到描寫太陽的語言,如“一竿子高”“兩竿子高”“日上三竿”等。不過,千萬不要理解為是用竿子去測量太陽有多高哦!

        咦?不是用竿子,那要用什么米測量呢?我們要用三角形的原理來測量太陽高度角。

        如圖1所示,用粉色、藍(lán)色、綠色系列的竿子去測量一竿子高的太陽高度,都會(huì)得到同樣的太陽高度角,即:

        ZHOA=∠HOA=∠HOA

        同樣,如圖2所示,用粉色、藍(lán)色、綠色系列的竿子去測量兩竿子高的太陽高度,也會(huì)得到同樣的太陽高度角,即:

        ZHOB=∠HOB=∠HOB

        同理,如圖3所示,用粉色、藍(lán)色、綠色系列的竿子去測量三竿子高的太陽高度,其太陽高度角就足:

        ZHOC=∠HOC=∠HOC

        所以,在天文學(xué)里,太陽高度實(shí)際上是角度的意思,即太陽高度角,指太陽光的入射方向和地平面之間的夾角。

        二、正午太陽高度

        一天中的太陽高度是不斷變化的,能夠指示我們時(shí)間的變化,也能夠告訴我們地面吸收太陽熱量而產(chǎn)生的溫度變化等,所以測量一天中太陽高度的變化數(shù)據(jù),有很多實(shí)用價(jià)值。

        正午太陽高度,是一天中太陽最高的時(shí)刻,也是一天中太陽高度角最大的時(shí)刻,還是一天中太陽的影子最短的時(shí)刻。測量正午太陽高度角,能指示更多太陽運(yùn)動(dòng)的信息,例如太陽視運(yùn)動(dòng)的軌跡等。

        我們這一次的活動(dòng)就帶領(lǐng)同學(xué)們來進(jìn)行正午太陽高度角的測量。因?yàn)橛昧拷瞧髦苯訙y量太陽高度角度并不方便,而且精確度不高,所以我們要通過測量正午太陽影子的長度,然后用三角關(guān)系來計(jì)算出角度,這同樣可以得到正午太陽高度角的數(shù)據(jù)。

        三、測量準(zhǔn)備

        1.利用自然垂直地面的豎桿(電線桿、旗桿、欄桿、門窗框)等在地面的投影;

        2.利用家里(教室、大廳等)朝南的窗戶射入的太陽光線在地上的投影;

        3.如果是朝南的大片玻璃窗,就可以在中間貼一條黑膠布,代表竿子,其投影也可以落在地面上;

        4.把大約10張A4白紙用膠條連接(可折疊),做成一條紙帶子;

        5.用指南針或手機(jī)上的指南針功能大概找一下南北方向;

        6.把做好的紙帶展開,沿南北方向,即正午(12點(diǎn)左右)太陽影子投射方向鋪開(這個(gè)方向是鋪紙帶的方向,一經(jīng)確定就不要改變);

        7.在地面上畫好鋪放紙帶的方向和位置記號(hào),以便下次鋪開放在同一位置(參考圖4)。

        四、測量記錄

        1.

        每天正午(12點(diǎn)左右),觀察太陽照射竿子的影子,當(dāng)影子基本與紙帶平行時(shí),在紙帶上的竿影頂端劃一橫線做記號(hào)(參考圖5、圖6);

        2.

        用尺子測量每天正午太陽影子長度,觀察其變化(冬長夏短,漸漸變化);

        3.

        如遇雨雪陰天天氣,可以不做,但注意測量冬至、夏至、春分、秋分這四個(gè)節(jié)氣前后的數(shù)據(jù);

        4.

        注意:竿高要從地面(即紙帶平面)開始量;

        5.

        注意:如果在玻璃窗上貼黑膠布,影長應(yīng)該從窗玻璃的位置開始量,如有窗臺(tái)應(yīng)加上窗臺(tái)厚度;

        6.

        請(qǐng)把記錄數(shù)據(jù)填寫到表格里,發(fā)送至郵箱chjnahou@bao.ac.cn和jswzkxsn2011@126.com,記得每月上交一次哦!

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