“現(xiàn)在幾點(diǎn)了？”無(wú)論何時(shí)，無(wú)論在哪，我們常常能聽(tīng)到這樣的提問(wèn)。在科技時(shí)代，手機(jī)、手表、電子鐘都能馬上給出回答。那同學(xué)們有沒(méi)有想過(guò)，在千百年前的古代，既沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)又沒(méi)有電，人們是如何知道時(shí)間的呢？

答案就是日晷（guǐ）。

同學(xué)們可以把日晷想象成一個(gè)超級(jí)古老的太陽(yáng)鐘，因?yàn)樗ㄟ^(guò)太陽(yáng)來(lái)告訴人們時(shí)間。聽(tīng)起來(lái)是不是很酷，但日晷的原理其實(shí)很簡(jiǎn)單。

當(dāng)太陽(yáng)升起的時(shí)候，陽(yáng)光照在晷針上，會(huì)在日晷盤上投下一個(gè)影子。隨著太陽(yáng)慢慢移動(dòng)，影子的位置也會(huì)跟著變動(dòng)。本期數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，我們就來(lái)教同學(xué)們做一個(gè)日晷。

動(dòng)動(dòng)手

準(zhǔn)備材料：

硬紙板、剪刀、膠水、一次性筷子、顏料等。

實(shí)驗(yàn)步驟：

1 掃描下面的二維碼，下載如下圖所示的日晷圖，并用A4紙打印出來(lái)。（你也可以將本期雜志翻到最后一頁(yè)，將印著日晷圖的封三剪下來(lái)使用。）

2 把這頁(yè)紙粘貼在硬紙板上（硬紙板可以使用快遞箱或包裝箱）。

3 把硬紙板上的所有部件依次剪切下來(lái)。

4 把部件⑤和⑥分別垂直粘貼在部件⑦的兩側(cè)，構(gòu)成日晷的底座。

5 再把部件A、B、C、D彎折后粘貼在部件⑤和⑥的內(nèi)側(cè)，起到加固底座的作用。

6 在部件②的兩個(gè)圓點(diǎn)標(biāo)識(shí)位置分別扎洞，再把部件①的凸起部分沿著兩側(cè)彎折。

7 把部件②粘貼在部件①上，②的中心虛線要對(duì)準(zhǔn)①的缺口。

8 找一根17厘米長(zhǎng)的木棍插入部件②的兩個(gè)小孔，形成一個(gè)組合，這個(gè)組合叫作“緯度軌”。

9 將緯度軌放到底座上，使緯度軌的0刻度線和底座中間的刻度線對(duì)齊。

10 再把部件④粘貼在部件③上（部件④的中間12刻度要對(duì)準(zhǔn)部件③中間的0刻度）。這個(gè)組合叫作“經(jīng)度修正軌”。

11 在部件②中間的虛線處剪開(kāi)一個(gè)小口，剛好可以插入經(jīng)度修正軌。

12 把經(jīng)度修正軌插在緯度軌的小口上，讓兩者垂直。緯度軌上有“南”“北”二字，放的時(shí)候先確定緯度軌的方向，再放置經(jīng)度修正軌。

13 查詢你所處地的經(jīng)緯度和南北方向。同學(xué)們可以上網(wǎng)查詢，也可以打開(kāi)手機(jī)的“指南針”應(yīng)用程序查看所在地的南北方向和經(jīng)緯度。

14 先把緯度軌調(diào)整到你所在地的緯度，也就是讓緯度軌上你所在地緯度的刻度線和下方底座上的刻度線對(duì)齊。讓經(jīng)度修正軌上的12刻線對(duì)齊緯度軌上的虛線。

15 帶著日晷和一個(gè)計(jì)時(shí)工具到室外，在日照下，讓日晷的緯度軌和指南針的南北方向相同。此時(shí)，你會(huì)看到日光照在木棍上，在經(jīng)度修正軌上投下了一道陰影。這道陰影所在刻度就是此時(shí)你所在地的第一個(gè)時(shí)間。

16 接著調(diào)整經(jīng)度修正軌。此時(shí)日晷所在地的經(jīng)度是106.5°，和東經(jīng)120°的差是：120°-106.5°=13.5°。接著調(diào)整經(jīng)度修正軌，讓經(jīng)度修正軌偏轉(zhuǎn)13.5°。

17 經(jīng)度修正軌調(diào)整完成后，再讓緯度軌和指南針的南北方向相同，此時(shí)，你會(huì)看到日光照在木棍上，在經(jīng)度修正軌上投下了一道陰影。這道陰影所在刻度就是你所在地的第二個(gè)時(shí)間。

知識(shí)課堂

同學(xué)們這時(shí)可能就有些奇怪了，為什么兩次測(cè)量，得到了兩個(gè)時(shí)間？這是因?yàn)椋谝淮螠y(cè)量時(shí)，你測(cè)得的是你所在地的真太陽(yáng)時(shí)；第二次測(cè)量時(shí)，你測(cè)得的是平太陽(yáng)時(shí)。

真太陽(yáng)時(shí)，就是利用太陽(yáng)的影子來(lái)實(shí)地測(cè)定的時(shí)間。它是一種最符合自然狀態(tài)下太陽(yáng)運(yùn)行規(guī)律的時(shí)間。平太陽(yáng)時(shí)是人為假設(shè)的時(shí)間，我國(guó)現(xiàn)在采用的北京時(shí)間就是平太陽(yáng)時(shí)。

真太陽(yáng)時(shí)和平太陽(yáng)時(shí)可以用經(jīng)度差來(lái)?yè)Q算。地球自轉(zhuǎn)一周是360°，用時(shí)24小時(shí)，360°÷24=15°，也就是說(shuō)，經(jīng)度每15°相差1小時(shí)（60分鐘），60÷15=4，即經(jīng)度差1°，時(shí)間差4分鐘。根據(jù)前面給出的數(shù)據(jù)，小酷龍編輯部和北京時(shí)間的經(jīng)度差是13.5°，由此可以算出小酷龍編輯部和北京時(shí)間的時(shí)間差為4×13.5=54（分鐘），這就是兩次測(cè)量的時(shí)間差。