知道了一个地方日晷测量影子长度的记录表的长度和方向,怎么推算出这个

日晷的原理
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范文一:专题 7日晷的使用原理 日晷的使用原理◎圭表: 立竿测影 圭表 : 立竿 测影 《史记·司马穰苴列传》中有“立表下漏”的记载,表指的是圭表,是古人最早用来校正时刻的工具。圭表由两部分 组成:直立在平地上的标竿或石柱,叫 做表;平放地上的带刻度的板,叫做圭。 圭和表互相垂直,组成圭表,古籍上也 称土圭。圭表其实就是“立竿测影” ,当 表影(竿影)为最短且指向正北时,为 当地地方时的正午时刻,每天以正午时 刻来校正漏刻(沙漏、水漏)的快慢。圭表动脑思考 动脑 思考“一寸光阴一寸金,寸金难买寸光阴”是大家熟悉的惜时警句,用光阴、 长度单位寸来衡量时间,反映出早期人们使用的计时工具是什么?动 手 : 测量、 观察正午太阳高度的季节变化 测量 、我们可以简单地用“立竿测影”来研究上海地区正午太阳高度的季节变化。 1、 准备一根直杆,最好是长 1 米或 2 米的整数; 2、 当地 12 时,将杆垂直树立在操场平地上,测量指向正北的影子长度;3、 计算出正午太阳高度的数值。根据 tgH=AB÷BC, 求得 H 的度数;A北CH 地平面B南14、 间隔一段时间,用同样的方法观测得到不同季节的正午太阳高度,记录下来;杆长 (厘米) 正午影长 (厘米) 正午太阳 高度H日期tgH5、 分析上海正午太阳高度随季节变化的规律。◎日晷的种类 日晷的 种类 日晷(guǐ)是古代测时的仪器,晷即影子。日晷由晷针和晷盘组成,晷盘上有时间刻度,观察晷针影子在晷盘面上的位置和方向可以测定时间。日晷在 阴雨天和夜里无法使用,直至 1270 年在意大利和德国才出现早期的机械钟。 因晷盘安置的方向不同,日晷有多种类型。无论是哪种形式的日晷,指时 的晷针与地平面的夹角,必需与当地的纬度相同并指向正北,也就是说晷针与 地球自转轴平行。几种最常用的日晷简单介绍如下: 1、地平式日晷:晷盘面与地面平行,是最常用的日晷,适合低纬度使用。地平式 地平式日晷地平式 地平式日晷2、赤道式日晷;晷盘面与赤道平行, 晷针垂直于晷盘, 晷针倾斜的角度 等于当地的纬度,且晷针一端朝向北极固定。若将晷盘的圆盘改为圆环则称为 赤道式罗盘日晷。2北京故宫的赤道式日晷 北京故宫的赤道式日晷 故宫赤道式罗盘日晷赤道式罗盘日晷3、南向垂直日晷:有刻度的晷盘面朝向正南且垂直地面。这一种日晷适 合在中纬度使用。 4、极地日晷:有刻度的晷盘面与晷针平行,即与地平面的夹角与地理纬 度相同,并朝向正北。时间的刻画可以用简单的几何图来处理,投影的时间线 是平行的线条。适合各种不同的纬度使用。3◎地平式 日晷的 原理 地平 式 日晷 的 地平式日晷的晷盘面水平放置,晷针的放置沿着正南北方向,晷针的倾斜度等于使用地的纬度,时间刻度不均匀,需要利用三角函数计算才能确定。 假设地理纬度为φ,要刻划的时间与正午的差值为 T,时间线与指时针的 夹角为 A,则计算式为:tan(A)=tan(T)*sin(φ) 。9 8 7 上午 612 1 10
下午 6地平式日晷的时间刻度线 地平式日晷的时间刻度线对于 31?N 的上海地区,地平式日晷的各时间刻度线与上下午 6 时水平线 之间的夹角度数如下: 6AM & 6PM =0.0 8AM & 4PM =48.27468 10AM & 2PM =73.44287 7AM & 5PM =27.50113 9AM & 3PM =62.75554 11AM & 1PM =82.14395地平式日晷可以根据个人喜好,设计成不同的形式。不同形式的地平式日晷 1 不同形式的地平式日晷4不同形式的地平式日晷 2不同形式的地平式日晷 3日晷的制作 动 手 : 地 平 式 日晷 的制作利用附件中的素材和课文中的数据,用硬纸板等常用物品,制作一个适合 上海地区的简易地平式日晷,并验证其精度。5◎赤道式日晷的原理 赤道式日晷 的原理 赤道式日晷适合中低纬度使用, 圆盘面与赤道平行, 圆盘上的刻度是等分的,晷针垂直于圆盘, 晷针倾斜的角度等于当地的纬度,晷针的位置沿着正南 北方向,晷针的上端指向北天极,下端指向南天极。N15 12 9 6 18ф Sф赤道式日晷的原理示意图 赤道式日晷的原理示意图值得注意的是,赤道日晷的晷面正反两面都有时间刻度,在使用观察赤道 日晷时,要了解两个不同阶段晷针的投影位置: 夏半年(从春分到秋分),太阳在天赤道的北侧,因此,晷针的影子投向晷 面的北面;冬半年(从秋分到春分) ,太阳在天赤道的南侧,因此晷针的影子 投向晷面的南面。 赤道日晷的不足之处是,春分和秋分日前后,太阳光与晷面平行,难以从 晷面上读数,不能测定时间。 ◎ 上海的城市雕塑 : 世纪日晷 上海的 城市雕塑: 城市雕塑 位于上海浦东世纪大道与杨高路交汇处开阔的环岛上, 有一个大型金属雕 塑,以日晷为原形,用不锈钢管构成错综的网架结构,垂直高度达 20 米。日 晷令人联想到遥远的历史,上小下大、椭圆的晷盘又象征地球,晷针穿过的中 点代表中国,同时整件雕塑的造型像是某种高科技卫星天线。 这个名为《东方之光》的世纪日晷,以一天的时间变化表现时间的主题,6象征性地突出跨世纪的重大时间主题, 是现代建筑语言和当今高科技语言的完 美结合。 该艺术雕塑兼有计时功能, 曾得到中科院上海天文台专家在测定方位、 角度等天文学方面的支持。 不难判断,世纪日晷是赤道式日晷。上海浦东城市雕塑——世纪日晷 上海浦东城市雕塑——世纪日晷 浦东城市雕塑——◎日晷测时的精度调整 日晷 测时的精度调整 日晷测得的时间叫真太阳时(又叫视太阳时) 。钟表时刻的变化是匀速的,而太阳周年视运动(地球的公转运动)是非匀速的,因此日晷测得的真太阳时 与钟表比较,在一年之内有时要快一些,有时要慢一些,最大可超前 16 分 33 秒(大约在 11 月 3 日)或落后 14 分 6 秒(大约在 2 月 12 日) 。 我们使用视运动为匀速的假想太阳来确定钟表时刻,叫平太阳时,两种太 阳时之间存在时刻差,简称时差。必需把日晷测得的真太阳时换成平太阳时: 平太阳时=真太阳时-时差 时差的变化可以查阅天文年历。可以依据下表对时差进行大致的估算。 另外,日晷测得的时间是地方时,因为经度的不同,与我们手表统一的“北 京时间”存在差异,比如闵行三中操场的经度是 121°24′53.8″E,比北京时 间快 6 分钟,所以把日晷测得的时间,除了要换成平太阳时,还要减去 6 分钟, 得到的才是当时“北京时间”的时刻。 比如,2 月 20 日,日晷测得的地方时的时刻是 11 时 20 分,这是真太阳时; 减区该日的时差“-14 分” ,得到的平太阳时是 11 时 36 分;再去 6 分钟,得到 的是此刻的“北京时间” ,为 11 时 30 分。7真太阳时与平太阳时的时差对照表: 真太阳时与平太阳时的时差对照表: 对照表时间 1.1 日 1.10 日 1.20 日 1.30 日 2.10 日 2.20 日 3.1 日 3.11 日 3.21 日 3.31 日 时差 -3’ -7’ -11’ -13’ -14’ -14’ -12’ -10’ -7’ -4’ 4.10 日 4.20 日 4.30 日 5.10 日 5.20 日 5.30 日 6.10 日 6.20 日 6.30 日 -1’ +1’ +3’ +4’ +4’ +3’ +1’ -1’ -3’ 7.10 日 7.20 日 7.30 日 8.10 日 8.20 日 8.30 日 9.10 日 9.20 日 9.30 日 -5’ -6’ -6’ -5’ -3’ -1’ +3’ +6’ +9’ 10.10 日 10.20 日 10.30 日 11.10 日 11.20 日 11.30 日 12.10 日 12.20 日 12.30 日 +13’ +15’ +16’ +16’ +14’ +11’ +7’ +2’ -2’ 时间 时差 时间 时差 时间 时差赤道式日晷的制作 动 手 : 赤道式日晷 的制作闵行三中操场的地理位置是:31°00′08.6″N,121°24′53.8″E。根 据赤道式日晷的原理,利用附件中的素材,用硬纸板、竹签等常用物品,制作 一个适合上海地区的简易赤道式日晷,并验证其精度。18 16 14 12 10 868原文地址:专题 7日晷的使用原理 日晷的使用原理◎圭表: 立竿测影 圭表 : 立竿 测影 《史记·司马穰苴列传》中有“立表下漏”的记载,表指的是圭表,是古人最早用来校正时刻的工具。圭表由两部分 组成:直立在平地上的标竿或石柱,叫 做表;平放地上的带刻度的板,叫做圭。 圭和表互相垂直,组成圭表,古籍上也 称土圭。圭表其实就是“立竿测影” ,当 表影(竿影)为最短且指向正北时,为 当地地方时的正午时刻,每天以正午时 刻来校正漏刻(沙漏、水漏)的快慢。圭表动脑思考 动脑 思考“一寸光阴一寸金,寸金难买寸光阴”是大家熟悉的惜时警句,用光阴、 长度单位寸来衡量时间,反映出早期人们使用的计时工具是什么?动 手 : 测量、 观察正午太阳高度的季节变化 测量 、我们可以简单地用“立竿测影”来研究上海地区正午太阳高度的季节变化。 1、 准备一根直杆,最好是长 1 米或 2 米的整数; 2、 当地 12 时,将杆垂直树立在操场平地上,测量指向正北的影子长度;3、 计算出正午太阳高度的数值。根据 tgH=AB÷BC, 求得 H 的度数;A北CH 地平面B南14、 间隔一段时间,用同样的方法观测得到不同季节的正午太阳高度,记录下来;杆长 (厘米) 正午影长 (厘米) 正午太阳 高度H日期tgH5、 分析上海正午太阳高度随季节变化的规律。◎日晷的种类 日晷的 种类 日晷(guǐ)是古代测时的仪器,晷即影子。日晷由晷针和晷盘组成,晷盘上有时间刻度,观察晷针影子在晷盘面上的位置和方向可以测定时间。日晷在 阴雨天和夜里无法使用,直至 1270 年在意大利和德国才出现早期的机械钟。 因晷盘安置的方向不同,日晷有多种类型。无论是哪种形式的日晷,指时 的晷针与地平面的夹角,必需与当地的纬度相同并指向正北,也就是说晷针与 地球自转轴平行。几种最常用的日晷简单介绍如下: 1、地平式日晷:晷盘面与地面平行,是最常用的日晷,适合低纬度使用。地平式 地平式日晷地平式 地平式日晷2、赤道式日晷;晷盘面与赤道平行, 晷针垂直于晷盘, 晷针倾斜的角度 等于当地的纬度,且晷针一端朝向北极固定。若将晷盘的圆盘改为圆环则称为 赤道式罗盘日晷。2北京故宫的赤道式日晷 北京故宫的赤道式日晷 故宫赤道式罗盘日晷赤道式罗盘日晷3、南向垂直日晷:有刻度的晷盘面朝向正南且垂直地面。这一种日晷适 合在中纬度使用。 4、极地日晷:有刻度的晷盘面与晷针平行,即与地平面的夹角与地理纬 度相同,并朝向正北。时间的刻画可以用简单的几何图来处理,投影的时间线 是平行的线条。适合各种不同的纬度使用。3◎地平式 日晷的 原理 地平 式 日晷 的 地平式日晷的晷盘面水平放置,晷针的放置沿着正南北方向,晷针的倾斜度等于使用地的纬度,时间刻度不均匀,需要利用三角函数计算才能确定。 假设地理纬度为φ,要刻划的时间与正午的差值为 T,时间线与指时针的 夹角为 A,则计算式为:tan(A)=tan(T)*sin(φ) 。9 8 7 上午 612 1 10
下午 6地平式日晷的时间刻度线 地平式日晷的时间刻度线对于 31?N 的上海地区,地平式日晷的各时间刻度线与上下午 6 时水平线 之间的夹角度数如下: 6AM & 6PM =0.0 8AM & 4PM =48.27468 10AM & 2PM =73.44287 7AM & 5PM =27.50113 9AM & 3PM =62.75554 11AM & 1PM =82.14395地平式日晷可以根据个人喜好,设计成不同的形式。不同形式的地平式日晷 1 不同形式的地平式日晷4不同形式的地平式日晷 2不同形式的地平式日晷 3日晷的制作 动 手 : 地 平 式 日晷 的制作利用附件中的素材和课文中的数据,用硬纸板等常用物品,制作一个适合 上海地区的简易地平式日晷,并验证其精度。5◎赤道式日晷的原理 赤道式日晷 的原理 赤道式日晷适合中低纬度使用, 圆盘面与赤道平行, 圆盘上的刻度是等分的,晷针垂直于圆盘, 晷针倾斜的角度等于当地的纬度,晷针的位置沿着正南 北方向,晷针的上端指向北天极,下端指向南天极。N15 12 9 6 18ф Sф赤道式日晷的原理示意图 赤道式日晷的原理示意图值得注意的是,赤道日晷的晷面正反两面都有时间刻度,在使用观察赤道 日晷时,要了解两个不同阶段晷针的投影位置: 夏半年(从春分到秋分),太阳在天赤道的北侧,因此,晷针的影子投向晷 面的北面;冬半年(从秋分到春分) ,太阳在天赤道的南侧,因此晷针的影子 投向晷面的南面。 赤道日晷的不足之处是,春分和秋分日前后,太阳光与晷面平行,难以从 晷面上读数,不能测定时间。 ◎ 上海的城市雕塑 : 世纪日晷 上海的 城市雕塑: 城市雕塑 位于上海浦东世纪大道与杨高路交汇处开阔的环岛上, 有一个大型金属雕 塑,以日晷为原形,用不锈钢管构成错综的网架结构,垂直高度达 20 米。日 晷令人联想到遥远的历史,上小下大、椭圆的晷盘又象征地球,晷针穿过的中 点代表中国,同时整件雕塑的造型像是某种高科技卫星天线。 这个名为《东方之光》的世纪日晷,以一天的时间变化表现时间的主题,6象征性地突出跨世纪的重大时间主题, 是现代建筑语言和当今高科技语言的完 美结合。 该艺术雕塑兼有计时功能, 曾得到中科院上海天文台专家在测定方位、 角度等天文学方面的支持。 不难判断,世纪日晷是赤道式日晷。上海浦东城市雕塑——世纪日晷 上海浦东城市雕塑——世纪日晷 浦东城市雕塑——◎日晷测时的精度调整 日晷 测时的精度调整 日晷测得的时间叫真太阳时(又叫视太阳时) 。钟表时刻的变化是匀速的,而太阳周年视运动(地球的公转运动)是非匀速的,因此日晷测得的真太阳时 与钟表比较,在一年之内有时要快一些,有时要慢一些,最大可超前 16 分 33 秒(大约在 11 月 3 日)或落后 14 分 6 秒(大约在 2 月 12 日) 。 我们使用视运动为匀速的假想太阳来确定钟表时刻,叫平太阳时,两种太 阳时之间存在时刻差,简称时差。必需把日晷测得的真太阳时换成平太阳时: 平太阳时=真太阳时-时差 时差的变化可以查阅天文年历。可以依据下表对时差进行大致的估算。 另外,日晷测得的时间是地方时,因为经度的不同,与我们手表统一的“北 京时间”存在差异,比如闵行三中操场的经度是 121°24′53.8″E,比北京时 间快 6 分钟,所以把日晷测得的时间,除了要换成平太阳时,还要减去 6 分钟, 得到的才是当时“北京时间”的时刻。 比如,2 月 20 日,日晷测得的地方时的时刻是 11 时 20 分,这是真太阳时; 减区该日的时差“-14 分” ,得到的平太阳时是 11 时 36 分;再去 6 分钟,得到 的是此刻的“北京时间” ,为 11 时 30 分。7真太阳时与平太阳时的时差对照表: 真太阳时与平太阳时的时差对照表: 对照表时间 1.1 日 1.10 日 1.20 日 1.30 日 2.10 日 2.20 日 3.1 日 3.11 日 3.21 日 3.31 日 时差 -3’ -7’ -11’ -13’ -14’ -14’ -12’ -10’ -7’ -4’ 4.10 日 4.20 日 4.30 日 5.10 日 5.20 日 5.30 日 6.10 日 6.20 日 6.30 日 -1’ +1’ +3’ +4’ +4’ +3’ +1’ -1’ -3’ 7.10 日 7.20 日 7.30 日 8.10 日 8.20 日 8.30 日 9.10 日 9.20 日 9.30 日 -5’ -6’ -6’ -5’ -3’ -1’ +3’ +6’ +9’ 10.10 日 10.20 日 10.30 日 11.10 日 11.20 日 11.30 日 12.10 日 12.20 日 12.30 日 +13’ +15’ +16’ +16’ +14’ +11’ +7’ +2’ -2’ 时间 时差 时间 时差 时间 时差赤道式日晷的制作 动 手 : 赤道式日晷 的制作闵行三中操场的地理位置是:31°00′08.6″N,121°24′53.8″E。根 据赤道式日晷的原理,利用附件中的素材,用硬纸板、竹签等常用物品,制作 一个适合上海地区的简易赤道式日晷,并验证其精度。18 16 14 12 10 868
范文二:贵州师范大学学报(自然科学版)第21卷第3期VoI.21.No.32003年8月Aug.2003JournaIofGuizhouNormaIUniversity(NaturaISciences)文章编号:(09-04日晷投影原理及其应用刘 群(贵州师范大学数学与计算机科学系,贵州贵阳 550001)摘要:应用日晷投影原理,可推导出日晷上确定投影点直角坐标的一般公式,以及5类有代表性的日晷的时线方程。它们的时线皆为直线。其中3类为常见的日晷,其余2类日晷新类型。文中的实例说明新型日晷的安装,并提出附加观测24节气的装置。关键词:日晷;日晷投影;节气中图分类号:P111.41
文献标识码:AThetheoryofgnomonicprojectionanditsapplicationLIUOun(DepartmentofMathematicsandComputerScience,GuizhouNormaIUniversity,Guiyang,Guizhou550001,China)Abstract:WiththeappIicationofthetheoryofgnomonicprojection,thegeneraIeguationoftherightangIecoordinateontheexactpointofgnomonicprojectionandfivekindsoftypicaIeguationsofdeno-tingprjectiveIinesofthegnomonicprojectioncanbededuced.TheirprojectiveIinesfordenotingtimearestraight.ThreeofthemareusuaIgnomonsandtwoofthemarenewtypesofgnomons.ExampIesforinstaIIingnewtypesofgnomonswiththeobservingdevicesofthetwenty-fourdivisionsofthesoIartermsaregiveninthearticIe.Keywords:gnomon;gnomonicprojection;soIarterms平式、垂直式及指极式日晷。上世纪50年代南明公园大门口曾设置过铜铸赤道式日晷,晷盘平行于天赤道平面。地平式日晷的晷盘安置成水平位置。垂直式日晷的晷盘垂直于天子午圈平面,同时,平行于铅垂线(重力线)方向。指极式日晷的时线为一组平行直线,它连同晷盘和晷标皆平行于地轴(天轴),包括2个亚类,其一为子午式日晷,晷盘平行于子午圈平面;其二为大距式日晷,晷盘垂直于天子午圈平面同时平行于地轴方向。节气是中国传统文化中人类认识自然的一项经验总结和重要创举。它是依照一年内气候变化0 引言日晷是中国古代在测时仪器方面的一项发明。利用它测定观测点上的真太阳时(地方视时)。在现代,日晷是天文学、地球概论,农业气象等课程教学中的一个直观教具。它的基本构件是晷盘和晷标。晷盘一般为一平面,在其表面刻注白昼各时刻分划,称为时线。晷标选用一根细针,或一条边线,或一个视点。由于地球自转,晷标的日影位置不停地东移而划分出时间。根据晷盘空间位置的不同,区分为赤道式、地收稿日期:作者简介:刘群(1960-),女,副教授,研究方向:高等数学教学研究及应用。109贵州师范大学学报(自然科学版)
第2l卷而有序地排出的24个日期;对应于地球在公转轨道上依次到达的24个位置;反应为黄道上24个等分点及太阳视运动经过这些点的时刻。每l个月有2个节气,分别根据中国季风区四季、气温、降水和农事活动的季节特征而命名。对适时耕作起着指导作用。由于地轴与公转轨道平面不垂直,反映为一年内日光直射点来回于南北回归线之间移动。在日晷上可增设节气观测装置,一年内日影有规律地对应于夏至与冬至分划之间来回移动。在校园、公园或旅游地设置节气日晷观测台,既观测时刻又观测节气,在绿色环境中增添一道人文景观风景线,既具有高雅的文化鉴赏品味,增强园林的观赏性,增加科技含量,又便于用它宣传有关地球运动的科学知识,有关节气和时间的科学知识,树立正确的时空观念。图l 日晷投影原理图平面上投影为圆锥截线,称为赤纬线。时圈皆为大l 日晷投影原理l.l 一般公式太阳在每一天内赤纬的平均值取为!。略去太阳赤纬在一天内的变化,近似地认为太阳在同一日内视运动路线和相应的平均赤纬圈重合。图l中0为天球中心,P0P'为天轴,垂直于天轴同时过天球中心的平面在天球上交出大圆弧O为天赤道。POP'为天子午圈。过天球中心的铅垂线与天球交于天顶02及天底0l。设太阳沿赤纬圈MOMl运行。当太阳经过时圈POMP'时设时角为tO;经过时圈PMlP'时时角为t。设晷盘平面(投影平面)与时角为(tO+l2h)的时圈相切于0l,和天轴交于交角设为!O。以天球中心0作为晷标(视点C,点),每一天此晷标的日影投落于晷盘上描出太阳视运动路线。由于各赤纬圈皆以天轴为共同的轴,组成同轴圆,又以视点为共同的顶,组成圆锥面,所以它们在llO圆弧,在平面上投影皆为直线,称为时线。日晷的基本特征之一是时线为直线。又取天顶02为地平坐标系起算原点。02的赤纬为!O。当太阳位于Ml时,它对于02的位置(大圆孤02Ml)确定。由方位角同时在晷面建立直角坐标系。取02的投影点0(投影中心)为原点,时角为tO的时圈的投影NCl(中央时线)为X轴,某时刻Ml的投影为ml,其位置由直角坐标(x,y)确定。设半径00l=d,点ml对于投影中心0l的向径为#,得x=#COS(l)y=#Sin为了从太阳的赤道坐标推求地平坐标,引用球}面三角常用公式:COSz=Sin!Sin!O+COS!COS!OCOS(t-tO)SinzSinSinzCOS}(2)第3期
刘 群:日晷投影原理及其应用式(2)代入式(l),得x=d[-sin!cos!0+cos!0cos(t-t0)]sin!sin!0+cos!cos!0cos(t-t0)时,地平式和大距式日晷相同。如果在地极上观(3)dcos!sin(t-t0)y=sin!sin!0+cos!cos!0cos(t-t0)这是确定晷面投影点直角坐标的一般公式。由式(3)消去!,得一般时线方程。xsin!0-ycot(t-t0)=-dcos!0l.2 地平式日晷的时线取!0=}测,垂直式和指极式日晷相同,地平式和赤道式日晷相同。l.6 节气线根据相应于一定节气的太阳赤纬值(!)在晷盘上可作出相应于各节气的赤纬线,称为节气线。由式(3)可计算节气线和时线交点的直角尘标。在指极式日晷上二分线(春分及秋分)为直线(Y轴),其它节气线为双曲线。由式(3),x=-dtan!sec(t-t0)(9)成:xsin说明时线共交于距原点为-dcoty=dcos这是任一时线和y轴交点距原点距离,设任一时线(mlc)与x轴夹角为#,tan#=sin说明各时线间夹角不均匀。(t-t0)=6h的时线和y轴相平行。以上所述为地平式日晷时线结构特征。l.3 垂直式日晷的时线取!0=90 -xcos取!0=90 ,由式(4)得yx=dtan(t-t0)(7)说明赤道式日晷的时线与x轴交角#=t-t0。l.5 指极式日晷的时线当!0=0 ,晷盘与天轴方向平行,由式(4)y=dtan(t-t0)(8)时线为一组平行直线。这是指极式日晷时线特征,它们与天轴平行。这类日晷包括2个亚类。其一为t0=0h,晷盘和天子午圈平面相垂直,称为大距式日晷;其二为t0=6h或t0=l8h,晷盘与天子午圈平面相平行,称为子午式日晷。这两个亚类是过去少见的日晷新类型。在地球表面赤道上安装日晷进行观测,由于对于赤道式日晷,取!0=90 代入(3),消去(t-t0),得赤纬线方程x2+y2=d2cot2!(l0)这说明节气线为一组同心圆。2 节气日晷的设置2.l 观测台墩的建立选择有阳光直接照射的地方,建高l.5m左右的混凝土台墩,用于支撑顶部的观测装置。台面参考尺寸可选用东西宽lm,南北长2m。用罗盘仪测定磁南北线位置,在贵阳附近,磁针偏西l l8'。夜间用经纬仪瞄准北极星,检测真南北线位置。2.2 上部组装台墩上部为北高南低及东西二侧呈三角形剖面的混凝土装置。顶部斜面宽lm,长2.232m;对应的水平底面长保持为2m,宽lm。对应的剖面三角形直角边(正北方)为0.99lm,使顶面保持倾角等于26.59 (贵阳观测点纬度),适用于贵阳(图3)。此倾角(顶面南半部面积为lmXl.ll6m的范围内东西二边缘构筑长l.ll6m、高l0cm、宽20cm的矩形人造石边框,此边框内边缘为晷标(利于露天保存)。内边缘高度(c)须准确检定。南半部为指时盘。顶面北半部为节气盘。刻划出中线(南北线)位置。取盘面南北线中点为半圆盘圆心。安装半径为0.5m、厚l0cm的半圆盘,严格垂直于顶部斜面,同时垂直于南北线。利用半圆边缘的日影投落在南北线上位置而观测节气。2.3 指时盘上时线顶面南半部刻划出上午及下午2组平行时线及注字。根据贵阳观测点经度(l06.7l8l ),算出lll贵州师范大学学报(自然科学版)
第21卷本地平太阳时和东经120 经线上平太阳时之差为53.1276min。在东西2边框的正下方选择为(12点+53.1276分)的时线位置,将对应的各时线注字统一改为北京时间(钟表时刻)。设某时线与内边框间距为L,L=htanc(11)c为从天子午圈起算的时角,h=d为内边框高度。这是新型的大距式日晷装置,时线为一组指向天北极的平行线。2.4 节气盘上分划与注记顶面北半部沿南北线上各节气线通过点与半圆盘外边缘间距设为L1,L1=Rtan!(12)R为所选用的半圆盘半径,!为对应于各节气的太阳赤纬。L1值用于沿南北线上刻划相应的分划与注记。同一天内半圆盘边缘的日影落在南北线上位置保持不变,因此,可依据南北线上日影位置确定当天已经到达哪个节气。由太阳黄经(tan!=Sin#Sin(13)注:东经120 地方平时(钟表时刻)与日晷观测所得地方视时之间除经度差外,还存在时差。2月份时差负值达到最大,为-14min;7、8月之间时差正值达到最大,为16min。要用地方视时减去时差,才得出地方平时。参考文献:[1]应振华,缪维予,方明亮.地球概论教学参考[M].西安:陕西师范大学出版社,1986.[2]方炳炎.地图投影计算用表[M].北京:测绘出版社,1979.sssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssss%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%声明为适应我国信息化建设,扩大本刊及作者知识信息交流渠道,本刊已被CNKI中国期刊全文数据库收录,其作者文章著作权使用费与本刊稿酬一次性给付。免费提供作者文章引用统计分析资料。如作者不同意文章被收%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 112录,请在来稿时向本刊声明,本刊将做适应处理。
范文三:怎么做一个日晷 22:07李丽芳群 | 分类:历史话题 | 浏览1488次分享到: 18:34提问者采纳用材料:利用一张薄纸板利用木板或纸板基座利用( 30厘米×15厘米)利用半圆规、磁性罗盘利用透明胶条利用制作方法:利用用一张薄纸板可以剪成一个直角的三角形,这就是一个指示针。但首先你要知道,你所在地的纬度,这是一条想像的、环绕地球的圆线,纬度线与赤道平行。从赤道到地球的极分成若干个度数,赤道的度数是零度,北极是北纬90度,南极是南纬90度,你可以在地球上找出你所在的纬度。美国约是在北纬30~50度;中国约是在北纬5~55度。假设你所在的纬度是 40度,这就是你所做的三角形最长边(斜边)的角度。在直板上画一个15厘米长的基线(如图1),再画一个90度的角,沿这个角边线向上约长13厘米,从底线量出40度的角,并沿这个角画直线,完成了这个三角形。这条斜线长约20厘米,剪下这个三角形。画一个 30厘米×15 厘米的方块,再把这个方块的中间对折,使之成为两个边长15厘米的正方形。在这个长方形内画一个半径为15厘米的半圆。这样,就做成了一个底座。用胶条把前面的三角形贴在这个底座上,三角形的底边就放在使长方形分成两个正方形的折线上,三角形40度角的斜边端点放在半圆的中心)。利用一个罗盘针使太阳表成南北走向,使日光表站立的直角边向北,圆心向南,也可以使直角边向正北方向而不是磁极的北极。一般街道都是正南正北的,你也可以在晚上借助北极星来确定正北。利用日晷仪安置完毕后,在底盘上记下每小时的太阳阴影的位置。你可以得到日晷仪开始的时间在半圆的开始处是 6点,在三角形的直角边处是12点,在半圆的另一端是下午6点。每一个小时间距是一样的。这样,在晴朗的天气,你就可以用日晷仪来测时间。追问我要新一点的,这个网上都有.回答...... 我用这个做过,我认为比较好,是制作底座的...至于钟面是24个小时,每个小时15度取两块300×300(毫米2)的木板,在一块木板两面裱糊两张白色图画纸。干后,在一张图画纸上的中心画一个100毫米半径的圆,把圆周等分为24份,自圆周上各等分点画直线至圆心。在直线同圆周相交的地方按顺时针顺序标上1至24的数字。在木板的背面同样画圆和24根等分线,再按逆时针顺序标上1至24的数字。要注意两面的1时线和12时线要互相对准。这是晷盘。还要注意晷针与钟面形成90度其实有个软件可以制作钟面,很准的日晷、月相成因和太阳高度1.实验材料配置多用底座1个,立柱一个,连接片1个,日晷盘1张,角度盘1张,指南针1个,半月球2个,背光照1个,孔心扣1个,十字框架1个,承阴板1个,连接杆1个,牙签1支,螺丝1套,连接底板1个,地球形片1个,透明半球1个,小底座1个,双面胶片少许,人物图片1张。2.观察物体的影子把大立柱安装在多用底座上,把底座放在一张白纸上,做一个简易的日影观测仪。然后把它放在始终能照到阳光的地方。先看看太阳在什么方向,量量立柱影子的长度是多少,记录下来,观察一天中太阳的影子是怎样的?通过观察我们知道阳光下直立物体的影长,在一天中的变化是有规律的,由早晨到中午逐渐变短,正午时最短,正午之后逐渐变长,每天都是这样。3.现在我们都知道了影子的变化,那么为什么阳光下物体的影长,在一天中会有长短的变化呢?每天,我们看到太阳在天空中不仅有方向的变化,还有高度的变化。阳光下物体的影长在一天中的长短变化,是由于太阳高度的变化引起的。那么什么是太阳高度?太阳高度是怎样变化的?下面我们来做一个实验了解一下(1)制作太阳高度测量仪①先把大立柱安装在多用底座上, 把十字框架和承阴板安在连接片的两端(注:十字框架要安在连接片的有孔的一端)用螺丝把组装好的连接片和角度盘固定在大立柱上(注意角度盘上的黑线一定要和大立柱处在一条直线上,可以用双面胶片固定住)。这样简单的测量太阳高度的装置就算完成了,如图所示②测量的时候要注意,必须把连接片调整成十字框架的影子落在承阴板的十字框中,这样测量的高度才是正确的。观察测量一天中的不同时刻太阳高度有什么变化,对比一下一天中物体影子的长短你发现了什么?能说明什么?总结:在同一时刻,太阳高度越大,阳光下直立物体的影子越短;太阳高度越小,阳光下直立物体的影子越长。根据这个道理,我们可以通过测量阳光下直立物体的影长,测量当时的太阳高度。太阳高度可以用人看太阳的视线与人的水平视线之间的夹角来表示。夹角大,太阳高度大;夹角小,太阳高度小。(2)想一想,做一做还有什么方法可以测量太阳高度?太阳高度的变化和气温变化有关系吗?4.了解日晷日晷又称“日规”,日晷中的“日”指的是太阳,而“晷”则是指影子,早在两千多年前,中国人已经懂得使用日晷了,它是我国古代利用日影测得时刻的一种计时仪器。身为现代人的你是否了解这个结构简单却含有许多科学原理的日晷呢?(1)组装简易的日晷①利用测量太阳高度的装置,把孔心扣扣在日晷盘上,把牙签插在孔心扣上,再把准备好的日晷盘安装在承阴板上,在旁边放一个指南针,根据指南针的南北指向,把日晷盘调成呈南高北低的形状,这样牙签的上端正好指向北天极,下端正好指向南天极。简单的日晷就组装成了,如图所示②在这个装置中我们把日晷盘叫做晷面,把牙签叫做晷针或者表,在晷面上有12个大格,每个大格代表2小时,当太阳光照在日晷上时,晷针的影子就会投向晷面,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。请同学们观察一下在不同的时刻太阳的影子投在晷面上的刻度是怎么样的?现在你能解说古代把日晷当做计时仪器的科学原理了吗?实验总结:因为晷面有刻度。于是,移动着的晷针影子好像是现代钟表的指针,晷面则是钟表的表面,以此来显示时刻。早晨,影子投向盘面西端的卯时附近。接着,日影在逐渐变短的同时,向北(下)方移动。当太阳达正南最高位置(上中天)时,针影位于正北(下)方,指示着当地的午时正时刻。午后,太阳西移,日影东斜,依次指向未、申、酉各个时辰。(2)注意:由于从春分到秋分期间,太阳总是在天赤道的北侧运行,因此,晷针的影子投向晷面上方;从秋分到春分期间,太阳在天赤道的南侧运行,因此,晷针的影子投向晷面的下方。所以在观察日晷时,首先要了解两个不同时期晷针的投影位置。(3)关于日晷日晷本义是指日影,是使用太阳的位置来测量时间的一种设备,主要由一根投射太阳阴影的指标、承受指标投影的投影面 (即晷面) 和晷面上的刻度线组成。最常见的设计,也就是最普通的,就是所谓的庭园日晷,让日影投射在一个标有时刻的平面上,当太阳移动时,影子所指示的时间也跟著变动。其实,日晷可以设计在任何物体的表面上,让固定的指针产生阴影来测量时间,因此日晷有许多种不同的形式,基本上可以分为地平式日晷、赤道式日晷、子午式日晷和卯酉式日晷等等。5.月相成因(1)观察、讨论、分析①根据你过去的观察说一说,在一天中的不同时刻,月球在天空中的方位是怎样的变化的?每天都是这样吗?你认为这种变化是怎么产生的?(就像太阳东升西落一样,是由于地球自转产生的。)②在不同日期的同一时刻,月球在天空中的方位是怎样变化的?(自西向东移动)这说明什么?(月球在自西向东运动)这种变化会不会是由于地球自转或公转产生的?为什么?(地球自转和公转的方向也是自西向东)③每月的上半月,我们看到月球在地球上空沿弧线自西向东运动;下半月,我们仍然看到月球在地球上空沿弧线自西向东运动。这说明什么?(说明月球在围绕地球转动,转动的方向是自西向东。)每个月都是这样吗?这说明什么?(这也说明月球在绕地球运动,只有这样,上述现象才能循环出现。)通过以上分析可以知道,月球总在围绕地球转动,月球的这种运动叫做公转,公转的方向是自西向东。平均公转周期 27天7小时43分11.559秒。(2)我们能观察到天空中的月球有时候比较圆,而有时候只有比较小的一部分。我们把月球在这种圆缺变化过程中出现的各种形状叫做月相。那么你知道是什么原因让月球出现月相这一现象的吗?通过实验来回答这个问题①把两个半月球扣在一起,组成一个圆月球,背光照扣在圆月球上;把地球形片安装在小底座上,再一起装进透明半球内,连接杆的一端通过透明半球上的小孔插在小底座的小孔里,然后把连接底板扣在透明半球上;先把做好的圆月球装在连接杆的另一端,把人物图片安在与月球相对的一端的小底座上。简单的实验装置就做好了,把它放在月球成像的图纸上,按照月球绕地球转动的方向(自西向东)转动,站在人物图片的角度观察月球在各个时间段成相的形状是怎样的?把结果记录下来总结:月球是一个不会发光、不透明的球体,我们看到的月光是它反射太阳的光。朝着太阳的一面是明亮的,背着太阳的一面是黑暗的。月球在公转过程中,由于观察的角度不同,向着地球的一面有时全部是明亮的,有时明亮部分大于黑暗部分,有时明亮部分与黑暗部分各半。有时明亮部分小于黑暗部分,有时全部是黑暗的。这样,在地球上就会看到有月相变化。月相有规律的变化叫做月相变化。(3)做一做搜集有关月球的资料,和同学相互交流记录在自己的科学资料里。
范文四:教 学经
 验201
5年  第1
 期 4垒鲎 I晷有螂地  理 问题_金 子兴
亮 芳(1 . 江省衢浙第二州学, 浙中江衢 州3 2 4 0 0 0 ;
. 浙江省衢2区杜泽 江中学 ,江浙 州衢3
日晷: 古是代 来 用测 量时
间 一 种的设 备
 从 赤道日晷 与
平 日地 两种晷类 型
论 了晷日中 所 含蕴的 地 理问题 ,发现 彼此之间有 共性 也,有个性。
不论是但种 日哪,都是晷古 代劳人动充分民利用太高度阳关有的识 ,知创 造来的独特出的
时文化计,值
。关键词 :晷
;针 影 日;计时晷日,是 指
太 用 阳位 置的来 测 量 时间的一设备 种主, 由要根一投太射阳影的阴指 、承针指受  针投影的影投面
即晷() 面和晷面上的刻度组成。  线界世上 最
早 的晷日 生诞 于 六千 年
大王国。中国最早文献记载是《 隋书 ?
文天》中提志到  的充于袁开隋皇四十公元年5 74
年发明的影短平仪即地平日晷 赤。道 晷的日明记载初见于确南宋 曾敏的 《 独醒行 杂 志 》卷二中到提的晷图影  。1
3晷 以可设在计何任体 物表 的上面 让,定 固指的 针 生产影来测阴时间量 因,此 晷有日 多许种不同 形 的,式 本上基 可 以 分地为 平 式日 晷赤、 式道日晷 、 子 式午1图赤
日晷道日晷和卯式 酉日晷等。等  由于 天 一太中阳方时位发刻生化 ,因而变太被   照阳到的物射投下体影的的方子也在不位地改断变一天。中太高度阳时间随生发变着化 因而被太,阳射照到的物体 下的影子的长短投也不断地生发变 。化原从上理 ,看  两 者可都以作用计时但根,据日
向来方时计方更便 一,些故常通都以 1是3
影的方位时计。   不 但的同
晷,由摆于放方 法 不的
同,故计 在时 日晷两。种一,还是存时着在差 。异文本重讨侧论道 日晷赤地和式 平图 2赤
道晷 日 意 示图、道赤 日 晷所 谓赤日道 晷 (1 )图即, 晷日的晷 面为
。因此,摆在放 时,需 晷将指针向极星北 晷面便,  与赤道平平面行。
 图1 将简化图成 。2晷针 (A
)C 与表地( A
B 成) 的角 ( )e 是当地人们看北极的高星度,其 值等数于地当的纬
度。因而 不同纬度 的 赤 道日 晷晷
针与地 的 夹表角是同的不。赤式 道日是晷 晷日界世最中要重最和见的常,是也中国  代最经古典传和统的文观测仪天 。   器谓所赤道,是指地 球 赤的道或行平于地球赤的道平面 。于对文仪器 天其 ,赤 道 一,都指般者后,即 平行于道之平面赤简,为称赤道   面。谓 所道 式赤日晷或 赤 道
晷日 此 ,日晷之晷面
道 赤面 。晷盘与地面 夹的
(角,为锐角 仅,因)为针 与晷晷盘垂 直 ,此因   0 是互与 的余 关 系 。● —●垒  2 0重1  
1 第 4 期晷 针当 晷 在盘 上的
投影为 C B 时
此 ,时影 子为 一  天学教经
验  太阳射直 在南球 半,此 年 半,晷投针影在 盘晷下面 。
 图2 所 示
极具抽 象 性
, 生 学在 课堂 上 还 是中短最时的刻,指向北方 ,因而此时的 太阳 为正太午阳设此时太。直射点的纬度为阳B ,正午阳太高为H度,贝U 9
0 一。0= H 一 8, 也即 o 【 = H
B。 —很理难上述 内解容笔者。是将图2 转换为于3图。在
中,设A点纬度的为 0,则  C BA =0春,分 日A, 地 正 太阳午高角度 = ,春 分以 后太,阳 射北半球 ,直 此 半 ,年针在面 晷向部的北盘投晷 下子 ;影理同秋分以  后, 针晷在面向部南的盘投下晷子。  影N当p =O。 时 H,=
 。此当太因阳 射直道赤 时,该的地正太午阳高为度 d。当H>
l  时,此太阳时射在直北  球 ,此半半年,针晷影在投晷盘上面当H < 。 时 ,此时★ 
北 极星当太阳射直半北球
时,全球昼有交替夜 地方 ,的  日 出东北偏, 落西日北 偏,纬度越越偏北 高。此对因 于北 半球而 ,正言午晷影子针投射都在朝的晷北上。盘  因而A 对 地图,4 一是天
盘 上晷 针的 投
影的 日变化那么,一 天 中 ,晷 针
在 盘晷上 的投 影
是 否呈规律有的变 化呢?图如 所6 ,示赤道日 晷盘面的每与
日 太阳周 日 运动视轨的道 平面平 行因,其刻度此是匀均 的 ,且 而 一天 晷 针 中盘的面
投 下 上影 的子 长
是 度一  致图。同 理,5图是 当太阳直射南半球在 ,一时中在天晷 盘 上晷的针投的影日 变化图 。的。不过春分自夏至至 ,随着射点的直移北,其影 是子渐
的短。北 星 + 极北星 极f——西.。ESW6图1 例: 图读7,北 球 半地某 某中生学到测的赤道 日晷晷 针( AB )在 两
午 时 在 投晷盘 下 的
D),测 得 C=A CD, 其中一个
午太   阳 高 角度为 9 0o, 一 另个日期为 该
昼 地最长的一天
,求 该的地纬度
。教经 验学2 01
 5 年 第 1 4 期熟 堡
星垒 ■ —  ■色 图形 的这,本
创 造种力的 表现。
如7 :图  解 :以
纬 度地  为,算
出 : ta ( nA)=
ta n (T)?
i s( n)即.ZA O
=E   , ? ?.B
DA ∥O,.
. LB D?A
=;? . ?/ __
BCA = 2
.3 5。;t  a
 n = AB/d DA.t a n
5 = A。B /CA;。.‘. .‘AC=
CD。 . ‘ t a . n= (
. 5 ;。仪= a rc
) t an2
3. 5。 N图l 0‘..二地 、平 日晷  地 日晷平
(图8)的晷 面须必格水平严由。于日 晷 的产 是从观察阳生下竖直光体物子影方向的变化而开始 的 看,来早的 1 3最 应晷是地平式日 晷
 。特别该地当于极位点时
= T,也即在 A北南 极
点,刻度是均其匀的。就是说也越,往极点 ,其度刻值 越 向趋均。匀  那 么 何如据晷依针的 子变影来化判定地所在 该的纬度 呢?一以赤道为 例( 1图 1 。)半北夏球至日 ,道某赤地 天中 阳从太①升处起, 是一③中最高天时的刻 ,⑤从落下处把。一任时刻太阳的直投影到竖面地 上, 可 以看 到 ,一天中 太阳在地面上,①沿从头方箭指向向 。⑤所  以地平 晷的指针日会沿相反的方着向地在面形了图1 成  l图8所示的影 子
。图由于地
1 3平晷 的晷
面是 平水面 ,因此晷针 是竖
于直地的表因此 。与,道赤 晷日不的是它只有一同个盘面 ,  不同期日晷针都在同 一个盘上投下晷 1 3 。影 图如9 , 代表 至二分 二 1 正3午时针在盘晷面投下的日上示意影 图 ,   B CL 、ZABD A、L B F A
大的小是二分至二地的该午太  阳高度角。 正 NS广, I,例 :2读北 半 球 某地地平
中晷天针影
子变化  图( 图1 2),回 答下 列问 题 NNSW 9W 图赤道的 日晷盘上的刻面是度均的匀, 那么平 日地  晷是 否和其一 样
呢   如 图?10
所示,由于 晷 盘
周 阳s1 图 2日视运动的道平面有轨一交角个, 因而其度刻不是匀均(1) 对于该 纬度位置地判的断,能可正确是的A .道 B赤 .北回归 线   .C2 0  ̄N 
0 ̄ N。地平 的日晷间线时 刻划与的些哪素因有关呢系假?设理纬地度 为 , 要刻划时间的与午正的值差为T;间时  与指线时针夹角为A,的则据根杂的复角函数三可以 计37(2
至日 那,么该 地 的 赤 道
日晷的针晷
影投 是下转 (第
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范文五:制作日晷一 赤道式日晷一、 太阳的运动日晷乃藉由太阳的照射,晷针的投影位置的变化来观察时间的改变,达到计时的目的,因此,在制作日晷之前,需要先了解太阳运动的情形。由于地球自转,在地球上的人观测到太阳(不动)沿着赤道或纬圈面做相对运动,且太阳直射地球赤道或纬圈面的纬度依季节(日期)变化。三月廿一日太阳直射地球赤道,称「春分」,当天因为地球自转,太阳沿着赤道做相对运动;之后太阳直射地球之纬圈逐渐北移;六月21日太阳直射纬圈的最北,称「夏至」,当天沿着北回归线做相对运动,六月22日开始回归,故称北回归线;之后逐渐南回,九月23日又直射赤道,称「秋分」;之后又渐渐南移,十二月22日直射纬圈面之最南,隔天起回归,称「南回归线」,太阳的运动如此周而复始的在纬圈面移动。太阳每天在相同的纬圈面上相对于地球运行,惟不同日期所绕行的纬圈面不相同。然而,不同纬圈面或赤道面均以地球的自转轴(南北极的联机)自转,因此,我们只要制作一个与地轴方向相吻合的平面,便能掌握太阳在此平面上均匀变化的运动,每小时移动十五度。日出地平为上午六时,中午通过子午线为十二时,日落西方地平则为下午六时,之间则为均匀等分之刻度,成为「日晷」,并以赤道面为准,故称「赤道式日晷」。二、赤道式日晷我们掌握太阳相对地球运动的平面ABCD,使其与赤道面或纬圈面的方向相吻合,又由于晷针PO之方向必须与地球的自转轴相吻合,因此,PO必与地平面夹观测点的纬度角θ(沈阳42.4度),与晷面方向相同,且指向北极星。若OG的长度为R,依据三角关系,PG必为Rcscθ(以沈阳为例csc42.4°=0.75)。日晷使用时必须修正「时差」的误差。时差主要有:轨道时差与地理时差两种。轨道时差:就是平太阳时与真太阳时的差。因为地球绕转太阳的轨道是椭圆轨道,每天的公转速率不相同,而地球自转的速率保持定速,造成太阳的相对时差,也就是说:太阳到达中天子午线的时间不一定是中午十二时整,有时迟到,有时早到,这样的时差最多可达16分钟。另一个地理时差与人为因素有关,我们定东经120°的时间(真太阳时)为东经112.5°到127.5°的标准时间,除非恰好住在东经120°处,否则都会有地理时差。地理时差每15°为一小时,沈阳的地理位置在东经123°23',与120°相差甚少。三、制作步骤步骤一:选取适当厚度与硬度的纸板作为材料。步骤二:设定R的长度,则纸板长度至少为R(1+cscθ)再加上2公分做边,宽度大约长度的一半即可。(注:以沈阳为例,若定R为,纸板至少长3.61公分再加上2公分的边)。步骤三:以虚线画出DC线段,晷面(左方)长为R(加1公分的边),右方作为地平面,长度为Rcscθ(也留1公分的边)。步骤四:在DC线段上取中点G,作PGO线段与DC垂直,距离G点左方R处,就是O点。步骤五:以O点为圆心,适当的长度为半径做半圆。步骤六:在半圆上每隔15度画半径,作为时刻的刻度。步骤七:以吸管或适当之木棒、金属棒,穿过O点,另一端则固定在P点。步骤八:使用时,轨针方向正对北方。(注:得依照比例制作不同大小不同的日晷。)四、问题讨论1. 使用日晷为何必须修正轨道时差与地理时差?2. 地轴自转的方向与黄道面的方向夹角23.5°,这个角度与日晷制作有关系吗?3. 晷针的延长线指向天空,大约指向天空中的哪一颗星?4. 赤道式日晷晷面上的时刻刻度为何是等间隔的?□因为地球以等速自转
□因为地球以等速公转5. 晷面刻度的顺序是依照哪一个方向制定?□顺时钟方向□逆时钟方向。6. 假设沈阳的日晷拿到台北的地方使用,应该做何改变?7. 赤道式日晷各有何优缺点?贰、地平式日晷一、太阳的运动参阅「赤道式日晷」。二、地平式日晷由于太阳相对于地球运转并非以地平面为准,因此地平式日晷的刻度必然非均匀,牵涉到复杂的数学计算。此处藉由赤道式日晷等分刻度的原理,以制图的方式制作地平式日晷的晷面刻度,显得比较容易。三、制作步骤步骤一:选取适当厚度与硬度的纸板作为材料。步骤二:设定小圆O'的半径为R的长度,则纸板长度至少为R(1+cscθ)再加上2公分做边,宽度则大约需要长度的两倍(若为A4纸,横拿即可)。(注:以高雄为例,若定R为1公分,纸板至少长3.61公分再加上2公分的边)。步骤三:以R的长度作为小圆之半径画圆;并以Rcscθ的长度作半径画大圆,并使两圆相切于L直线。步骤四:作并行线L'、L、及66线,并连接二圆之圆心OO'。步骤五:以虚线在小圆 O'的右半圆(L'右方)画出12等份的刻度,虚线间隔均为15°,向外延伸至L直线,并分别将交点连接O点。步骤六:剪下晷针,黏贴于O与12之间,并使OO结合。步骤七:剪下大圆O作为晷面。(使用时,晷针方向(12)对准正北方。) 步骤八:亦得以选取大圆O适当的部分作为晷面。四、问题讨论1. 使用地平式日晷需要修正轨道时差与地理时差吗?2. 地平式日晷与23.5°有关吗?3. 晷针的延长线会指向天空中的哪一颗星?4. 地平式日晷越往北方使用,晷面上的时刻刻度将作何变化?5. 地平式日晷的晷面刻度(时刻)有等分的可能吗?6. 你能够将地平式日晷变换为垂直式日晷吗?使用器材:B4厚纸板(每人1张)、吸管(每人1支)、圆规、量角器、直尺、笔、小剪刀、单孔打洞器、胶带。单元一
阿波罗的金马车五、设计一个赤道式日晷的话,晷面的刻度应该怎样划分?(可以画在背面活动二:观察「日晷」1. 赤道式日晷的晷面共有几个「小时」的刻度?________________2. 赤道式日晷晷面的小时刻度:□是均匀的刻度□中午附近的刻度比较密集□清晨与黄昏比较密集。3. 赤道式日晷的晷面:□垂直立于地面上□平放在地面上□与地平面倾斜。4. 从日晷的侧面观察,嘉义太阳馆(北回归线)的赤道式日晷晷面应该与地平面夹角
□23.5度。5. 从赤道式日晷的侧面素描一下它的侧面图,并且标出:晷针、晷面、和23.5度是哪个角度?6. 观察赤道式日晷的晷针,它和晷面的垂直(法线)方向(1)相吻合(2)夹23.5度角(3)夹45度角。7. 接上题,晷针的指向和地平线夹几度角?__________________8. 赤道式日晷的晷针应指向 □东方 □西方 □南方 □北方。活动三:评量一下1. 为什么赤道式日晷的晷面必须与地面倾斜?□因为太阳运行的路径与晷面符合□因为日晷在北回归线使用□因为地球的自转轴与黄道面倾斜。2. 新加坡位于赤道附近,赤道式日晷的晷面应该如何? □在地上平放□立起来与地面垂直□立起来再倾斜23.5度□立起来再倾斜66.5度。3. 嘉义太阳馆(北回归线)的赤道式日晷,其晷针指向□东方
□北方。4. 接上题,晷针的仰角应为□0度
□66.5度。5. 你认为赤道式日晷有哪些优缺点?□ 刻度均匀好制作□ 倾斜的角度有美感□ 可以知道太阳运行的轨迹□ 其它_________________________________________11
范文六:半小时制作日晷分类: 六壬易学新文章
21:22壬友应海春看到前面我写的日晷文章,建议干脆弄一个手工制作日晷方法与说明。正好有一些时间,就作一个简易,但测时很准的日晷。做一个日晷很简单,不费什么力气,只需要花你半个小时,就可以做一个中国最经典的日晷——赤道式双面日晷。这种日晷的形制是最常见的,有好多的古日晷都是这种形制。材料:1、用过的有盖的包装盒一个,花费0元。2、学生用量角器、三角板一套,文具店有售,花费2元。3、牙签两枝,花费0.01元。4、打印纸两张,用来打印日晷盘面,花费0.06元。以上费用合计2.07元。工具:不干胶、剪刀。具体做法步骤见图示。日晷盘面我已做成JPEG图片,下载后可有打印机打出。图片大小如果与纸盒不符,可以在图片软件中缩放,得到合适大小的图片。当然你自己画一个也是很容易,把圆周等分开就行了。注意事项:1、要注意两张晷面表的正反,不可贴反。2、用牙签充当晷针,必须使牙签垂直于盒盖贴晷盘的面,这可以用三角板沿两个方向使牙签直角。在确定垂直以后,最好可以用材料加以固定。牙签的垂直度对测时精度影响甚大。3、三角板测角度,要让盒盖与边梭的交点处与量角器的原点重合,棱线要与量角器的水平线重合。4、南北的测量可以用指南针,要计算磁偏角影响,以求得真子午南北。磁偏角的数值可以到网上查。没有指南针,可以在临近正午的时候,垂直插一根竿子,然后计录影子的长短来求得南北。还有一种求南北的方法,清朝以前就用,插一根竿子,然后在竿的周围画好多的同心圆,影子端点两次接触同一圆周,连线的中点与竿接地点的连线就是真子午。还有一种方法,就是用我们那个程式求出真太阳时,然后调整光影,使晷影指向已知的真太阳时间点,以确定晷表的方向。
5、要把盒子尽量放水平,如何看水平呢?有水平泡的仪器很方便。没有的话,可以用三角板掉垂线的方法,测得水平。
6、双面日晷使盒面晷针向北,秋分以后由盒盖里面读出时间刻度。这个日晷制成后,我们进行实际测时,与真太阳时之钟表相比较,发觉测时甚准,精度甚至优于购买的日晷。有些不足只是没有节气小表而已,作一些小的巧妙设计,也可以作成可以指示时节的日晷。这个大家来想想看,怎么做?日晷(圭)是最简易、最自然、也是最古老的计时器。直到上个世纪初,才逐渐退出我们的生活。如果作野外工作的人,或者喜欢野营的朋友,了解制作日晷的原理,是很有帮助的。小朋友们通过制作日晷,既可以观察了解自然,也可以了解一些古代历史,是一举两得的好事情。制作好的晷盘面纸下载地址(下载后直接打印即可用):/job.php?action-download-pid--tid-5625646-aid-2861553.html半小时制作日晷分类: 六壬易学新文章
21:22壬友应海春看到前面我写的日晷文章,建议干脆弄一个手工制作日晷方法与说明。正好有一些时间,就作一个简易,但测时很准的日晷。做一个日晷很简单,不费什么力气,只需要花你半个小时,就可以做一个中国最经典的日晷——赤道式双面日晷。这种日晷的形制是最常见的,有好多的古日晷都是这种形制。材料:1、用过的有盖的包装盒一个,花费0元。2、学生用量角器、三角板一套,文具店有售,花费2元。3、牙签两枝,花费0.01元。4、打印纸两张,用来打印日晷盘面,花费0.06元。以上费用合计2.07元。工具:不干胶、剪刀。具体做法步骤见图示。日晷盘面我已做成JPEG图片,下载后可有打印机打出。图片大小如果与纸盒不符,可以在图片软件中缩放,得到合适大小的图片。当然你自己画一个也是很容易,把圆周等分开就行了。注意事项:1、要注意两张晷面表的正反,不可贴反。2、用牙签充当晷针,必须使牙签垂直于盒盖贴晷盘的面,这可以用三角板沿两个方向使牙签直角。在确定垂直以后,最好可以用材料加以固定。牙签的垂直度对测时精度影响甚大。3、三角板测角度,要让盒盖与边梭的交点处与量角器的原点重合,棱线要与量角器的水平线重合。4、南北的测量可以用指南针,要计算磁偏角影响,以求得真子午南北。磁偏角的数值可以到网上查。没有指南针,可以在临近正午的时候,垂直插一根竿子,然后计录影子的长短来求得南北。还有一种求南北的方法,清朝以前就用,插一根竿子,然后在竿的周围画好多的同心圆,影子端点两次接触同一圆周,连线的中点与竿接地点的连线就是真子午。还有一种方法,就是用我们那个程式求出真太阳时,然后调整光影,使晷影指向已知的真太阳时间点,以确定晷表的方向。
5、要把盒子尽量放水平,如何看水平呢?有水平泡的仪器很方便。没有的话,可以用三角板掉垂线的方法,测得水平。
6、双面日晷使盒面晷针向北,秋分以后由盒盖里面读出时间刻度。这个日晷制成后,我们进行实际测时,与真太阳时之钟表相比较,发觉测时甚准,精度甚至优于购买的日晷。有些不足只是没有节气小表而已,作一些小的巧妙设计,也可以作成可以指示时节的日晷。这个大家来想想看,怎么做?日晷(圭)是最简易、最自然、也是最古老的计时器。直到上个世纪初,才逐渐退出我们的生活。如果作野外工作的人,或者喜欢野营的朋友,了解制作日晷的原理,是很有帮助的。小朋友们通过制作日晷,既可以观察了解自然,也可以了解一些古代历史,是一举两得的好事情。制作好的晷盘面纸下载地址(下载后直接打印即可用):/job.php?action-download-pid--tid-5625646-aid-2861553.html
范文七:日晷,本义是指太阳的影子。现代的“日晷”指的是中国古代利用日影测得时刻的计时仪器,又称“日规”。其原理是利用太阳的投影方向测定并划分时刻,通常由晷针和晷面组成。今天,我们就教大家制作一个日晷,也来用它为自己测量时间吧。材料清单:1个纸质面板(有钻孔)、1个基座板、2个泡沫三角形架、1个纸板柱、1个正方形支撑板(泡沫板、小木块、小块硬纸盒都可以替代,只要能插下晷针就可以)、1个日晷图示板、1个指南针、剪刀、乳胶(胶水)。制作步骤:步骤1:使用尺子和铅笔,沿着纸质面板的长边画一条直线。这条直线应该直接穿过小孔且仍与纸板边缘保持平行,如右图:步骤2:用剪刀剪下日晷图示板(半圆型)并将其附着在前面板上,确保日晷位于中心(图示板的小孔与面板小孔对应),且与铅笔线在一条线上,如右图示:步骤3:标识日晷上相应的标记(应包括早晨、中午和下午),如下图:步骤4:将纸板柱穿过正方形支撑板,如下图:步骤5:将乳胶涂在支撑板上表面,从日晷刻度板背面将纸板柱穿过小孔,令支持板粘接在刻度板背面。如右图:步骤6:将两个泡沫三角形(最长边)对称地粘接在底座基板上,指南针粘在中间,并标注方向,如右图:步骤7:将刻度板与基座板进行粘接,如下图。完成这几个步骤,一个日晷就做好了!可以在阳光强烈的日子里使用你亲手制作的日晷测量时间哦。(本栏目合作单位:中国科学技术馆 图/文:高闯)
范文八:10、日晷和圭表
主备:武传省教学目标:1、通过教学,要求学生初步知道日暑、圭表的原理及用途。2、培养学生的观察记录能力和归纳概括能力。3、通过讲述我国古代天文科学的成就,向学生进行爱国主义教育。重点:要求学生初步知道日暑、圭表的原理及用途。难点:培养学生的观察记录能力和归纳概括能力教具:分组观察材料:圭表模型、直尺。教学过程(一)教学引入1、讲述,引起回忆。在低年级,咱们学过《太阳和方向》这一课,还记得吗?想想看。2、提问:(1)在一天中,太阳在天空中的方向是怎样变化的?提示:早晨、正午、傍晚,太阳分别在什么方向?(2)在一天中,阳光下物体的影子方向是怎样变化的,与太阳的方向有什么关系?(3)影子方向的变化与太阳在天空中的变化有什么关系?3、讲述:我们了解太阳和影子的关系有什么用?我想通过下面的学习就明白了。(二)学习新课1、指导学生认识日晷讲解:咱们做的事情,我们的祖先很早就通过观测发现了阳光与影子之间变化的规律,还利用这一规律制作了一种叫日晷的仪器。日晷是干什么用的,其构造像什么,原理是什么?学生阅读资料(含看录像带、看书),明确上述问题。2、指导学生认识圭表要求:下面的资料,介绍的是一种什么仪器,它是根据什么制出来的,有什么用?3、指导学生观测一天中阳光下直立物体影长的变化(1)讲解:我们已经知道阳光下物体的影长在一年中的变化是有规律的,那么在一天中的变化有没有规律呢?咱们也来像古代科学家那样,用立杆测影的方法来研究这个问题。(2)观察圭表模型。(3)谈话:这是一个用木板和大铁钉制成的圭表模型。哪部份相当圭?哪部份相当表?(4)讲解:观测时,把这个圭表模型放在阳光下,然后根据太阳此时的位置转动木板,使钉子的影子正好投在木板上,用尺子量出钉子的影长。(5)室外分组测量、记录。要求:根据太阳的方向找准位置,一组长先操作一遍并且记录观测结果,每位同学都操作一遍,教师规定好观察、测量的时间。
学生观测、记录。(三)巩固1、请学生谈谈日晷和圭表的构造及原理(作用)。2、自己制作圭表模型时应该注意什么?(学生知道的话,自己讲,教师适当补充。)(四)布置作业1、自己的观测可以再连续两天、三天。但每天都要在同一时候观测(正午只有在12点15分左右观测)。2、对自己观测的结果,认真分析研究一下直立物体的影长,在一天中的变化有什么规律?
范文九:能 够被 提 起 年份 的 玩 意 儿 ,   往 往都 被 证明 是比 较 有文 化和 品位的 , 比如 1 0 年 的干红 、 传X 97 祖   代 的翡 翠… ” 家 中要是 有个咸 丰  a年 间的挂 钟 , 晚上 光顾 的” 那 客人就 要多很 多了a 不过 相比今 天要带  给 各位 的日晷 时钟 , 谈历史 可就浅  了去了 , 东 西说 来 大约 有 1 0   这 50年 了a 宫里 面有一 个石 质 的 , 故 全手 工打造 , 虽然 只有一 根指 针 , 但  计 起 时 来 绝不 含 糊 。 近一 美 国  最 哥 们 自制了一个 通过L D E 照射来显示 时间的 电子 日晷 , 外形 虽然有点山寨 , 但效 果相 当酷 , 全球 目前还  找不 出第二款 , 对限 量版 , 乃  绝 实 居 家装 饰 的 理 想选 择 咱 们 一 起来鉴 赏—下吧 !   mj o 34   b 1 ̄思路篇日 晷是世界上 最早 的计时装 置 , 六千年前的 巴比伦王 国   就有 了 它的本意是指 日 , 。 影 后来指 使 用太 阳位置 来 测量 时  间的一种 设备 , 主要 由一 根投 射太 阳阴影 的标杆、 受指标  承 投 影的投影 面 ( 即晷面) 晷面上 的刻度 线组成 。 和 其实,E l 晷可 以设计在任 何 物体 的表 面上 , 只要 能够 让固定的指 针产生  阴影来 测量 时间就 行。 因此 日 晷有许 多 不 同的 形式 , 本  种 基 上可以分为地 平式 日 赤道 式日晷和后来 的投影 式 日   晷、 晷。道, 长度则视个 ^ 、 喜好, 以能够容纳所购买的1   放控制 电路为最小尺寸。 统计完后, 我们就 知  晷 时钟的主要组件包括 : 晷 针 ( 日 直径和高度高的一个圆柱体) 楔形定位销 × 、 、 4 圆环轨道下来 , 本上 一 块4 0  4 0 基 0 mmX 0 mm的左 右 的够 了a 也许有朋友会 问, 为什么需要三个 圆环  的, 真正的日 都是用太 阳投射的影子来指万 晷   现代人可不能那么原始 , 因此作者要用三种不  短的投 影来分别指示时、 分和秒。 至于是怎么了 了日 解 晷的结构, 那要 怎么做 日 晷钟我们也该大体 了 解  了 只需要分别制作 出 影面板 、 晷针 和光 源就可以了  : 投 日 。继续往下看。关于如何制作轨道和面板, 比较山寨的j木工笔在胶合板上画出尺寸图样, 然后用锯穿S o   制作日 t p1 晷轨道及面板要完成 这件融 合现代 科技与古文化韵 味的作 品,   还 真不是件容易事。 首先制作这个 日晷轨道 和面板并没  有 标准的尺寸限制 , 全在于你想把它做得 有多大 。 为了  让它与普通 挂钟具有 可比性, 轨道的内直径可以考虑在lO O mm ̄1O 5mm之间, 轨道面宽度2 mm左 右。 5 底部面板了保证精度 , 建议大家用C D软件设  然后  A用激光切割机定位切割。 日晷通过测量 日 晷针  投影来计量时间, 咱这设 计原理相 同: 通过在  道上布置多盏L D E 灯来模拟一天中太阳的不为了同时得到时、 秒的投影, 分、 就需要有 “ 时太阳” 秒太 阳” 、“ 运行在不同的轨道上 且同宽度较轨道外径宽3mm-4 mm, 0 O 以便完全容纳整个轨针, 因此 , 晷轨道 的加工最复杂。 日 三个轨 道一致, 但它们相对 日晷针的i 为保证装配时能互相保持j   1用 了4 楔 形 定位 销来 固 定: 个过控制轨道上 定位孔的大  能相互平行地 “ 在定位 串”轨道上还要均匀布局1对宝 2安插L D 为了看上去更  E 灯。2  l 5 2oIc   4 第3期I 9 D 0 P笔记本与数码一道, 作者还在面板上刻了时间刻度。成是一个每层拥有1个房间  2S e   安装L D t p2 E 阵列前面的设 计和施工如果的三层建 筑 , 当需要找到其中的某个 房间时, 般 的思  一 路 是 先 问层 数 (条 负极 引  3没有 较大失误的话 , 整个 时钟 的主体应该是很牢靠 的,   接下 来 就可 以在 上 面 装 配  L D灯 了。 E 为了更 好地 区分线) 然后找房号 ( , 对应 1条  2 L D的正极引线 ) 即咱们这  E 。 套时钟 同一时 间其实只有一  支L D 光, E发 只能获得 日晷  针的一个 影子, 不过可 以利用人 眼的视觉暂停效应 , 通  过 陕速点亮不同层数的L D E时、 秒指针, 分、 同时也为了让 整个时钟能在运行中变幻  出五 彩缤纷的色彩 , 作者 专  门使用了红、 蓝色L D灯  绿、 E( 可编程设定 , 一般 设 置在2 左右), 整个 时钟看起 来就如同3 E ms 让 支L D同时在 发  光, 从而在面板上获得三个影子指针。   控制电路使用了  I 发板和A mea2  ̄ d , 淠 T g3 8O f 搭  j机各 1支 , 玩意儿在 电子 商  2 这店 有售 , 考虑 到驱动和功耗  问题 , 建议 选择低功耗 型。其 中蓝色L D E 安装在 自下而上的第—层轨道 , 指示秒;   绿色L D居于第二轨道 , E 指配1MHz 6 晶体振荡器。 听起来有点头大, 这 所谓的A R V  开发板其实就类似电脑主板, T g 3 8 A me a2 相当于C U, P 晶  体振荡器就是各位玩超频时起实际作用的元件— —控制  A me a2 的运行速率。 T g 38 另外还配置了一个3 “ 键 键盘”  ,两个用于调校时间, 一个用于切换L D E 灯的工作状态 ( 开示分 l 红色L D在 最上层 轨  E道, 指示时。 将对应颜色的L D插在相应的轨道上 , 意  E 注L D的角度和高度排列要尽量保持一致, E 使其在同一平面上, 并且灯头都指向面板中央 的日 晷针。启与停止 , 但不关闭单片机) 以节约电能。 , 剩下的工作就是按照此方案编制控制程序了, 此时你需要一位熟悉单片机编程的哥们, 当然 自己会更好, 因为可以省下请 吃饭的se I 口3 系统组装及线路连接插上了L D还只是第一  E钱 了a 程序编好以后写入AT g 3 8 me a2 的存储区, 控制电路  部分 的制作便大功告成了o步, 接下来要 将 同一轨 道中的所有 L D负极 ( E 负极很 好S 豫瑟5 调试收工全部完工 后就可 以接通 电源进行 调试了。 一切正  若区分, 它的引脚较正极短 ) 用一根 金属导线连接在一起。常, 就可以在 时钟面板上看到不停走动 的 “ 影子指针” 指  , 针的外缘还会因为三种基色的叠加而产生不同的色彩, 够  酷h ? E 粗略估算 了— , _ 整机的工作 电流只有2 mA, 下 6 关闭  L D状态下只有 lm 已经相当环保 了! E l A, 还可以通过增加  分压 电阻的阻值和选择频率更低的晶体振荡器来进一步降低 功耗 。 更多的开发就留待有兴趣的朋友去潜心研究  吧, 晷 时钟至此制作完成了! 日再对 安 装 了LE D阵 列的 轨  道进行组 装, 此时一定要 保持三个轨道平面上 的负极引线不要短 路碰在一起 , 分别用三根导线引出至控制 电路  板。三个轨 道处在对应位置  的L D E 正极则 进行并联 , 即上层轨道的L D正极与下层对应L D E E 轨道的正极连通。 最终在底层轨道获得1个L D 2 E 正极引线, 用导线连接引至控制电路板。S 秘4 控制电路制作由前面的线路连接方式可知, 要分别点亮3 支L D 6 E 并不需要3 对引线 , 6 事实上只要 1条就够 了。 5 你可以将其看P o o9 3期f2   c Iof 5   5 2 第
范文十:日晷是怎样计时的日晷,又称“日规”,是我国古代利用日影测得时刻的一种计时仪器。其原理就是利用太阳投射的影子来测定并划分时刻。利用太阳投射的影子来测定时刻的装置。又称“日规”,是我国古代利用日影测得时刻的一种计时仪器。通常由铜制的指针和石制的圆盘组成。铜制的指针叫做“晷针”,垂直地穿过圆盘中心,起着圭表中立竿的作用,因此,晷针又叫“表”,石制的圆盘叫做“晷面”,安放在石台上,呈南高北低,玉日晷使晷面平行于天赤道面。这样,晷针的上端正好指向北天极,下端正好指向南天极。在晷面的正反两面刻划出12个大格,每个大格代表两个小时。当太阳光照在日晷上时,晷针的影子就会投向晷面,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。晷面的刻度是不均匀的。于是,移动着的晷针影子好像是现代钟表的指针,晷面则是钟表的表面,以此来显示时刻。早晨,影子投向盘面西端的卯时附近。接着,日影在逐渐变短的同时,向北(下)方移动。当太阳达正南最高位置(上中天)时,针影位于正北(下)方,指示着当地的午时正时刻。午后,太阳西移,日影东斜,依次指向未、申、酉各个时辰。}

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