日晷制作 日晷的制作方法

日晷制作(日晷模型制作过程)

▲故宫里的日晷 图片来源:Sputnikcccp

很久以前,人们就懂得利用太阳来确定时间。日晷已经有数千年的历史,世界各地的很多文明都建造了日晷。你想不想也拥有一个自己的日晷呢?

关键概念

地球自转 时间

北极星 纬度

工具和材料

  • 打印机,打印纸;

  • 指南针;

  • 剪刀,胶水,纸板(或木板);

  • 一根小棍(比如铅笔、吸管、竹签等等)。

操作步骤 Step 1

▲ 将这张纸打印出来,要获取原文件,打开链接:

http://d366w3m5tf0813.cloudfront.net/wp-content/uploads/sundial_s.pdf

Step 2

找出所在的地理纬度,可以询问父母或是上网查找。这里列出了几个城市的纬度:

  • 北京 40°

  • 上海 31°

  • 广州 23°

Step 2

把纸剪下来。在纸的两侧,可以看到带有数字的线,这里就是最关键的地方。一定要根据所在的纬度进行折叠。如果住在北京(北纬40°),那就在数字“40”那里折叠,折叠的方式参照上图的样子。折好后把它粘在纸板上。粘的时候要注意让所有折叠的地方保持直角。

Step 3

日晷还缺一个指针,把准备好的小棍插在半圆的圆心处,保持小棍与纸面垂直。也可以在铅笔与纸板接触的地方将其固定。

使用方法

图片来源:S&T, Tony Flanders

日晷利用太阳来确定时间,所以我们要在晴朗的天气把它拿到户外。现在,拿出指南针找到北方,然后让日晷的指针指向北方。这样,指针在表盘上投下的影子就可以指示时间了!

说明

严格来说,指南针指的并不是正南或正北。精度要求不高可以用指南针确定方向。

这是怎么回事?

▲ 日晷指针平行于地球自转轴

日晷为什么可以指示时间呢?这是因为地球自转几乎是均匀的,在地球上看,太阳的运动也是均匀的。所以人们可以利用指针的影子来确定时间。

地球在自转的同时,还在绕太阳公转。地球的自转轴并不垂直于公转平面,为了使不同季节同一时间的影子都指向同一个方向,日晷的指针需要平行于地球自转轴。这也就是为什么日晷的指针是倾斜的。

小问题

图片来源:S&T, Tony Flanders

再仔细看看这两张图片,你有没有发现其中的区别?没错,就是影子!左边这张的影子投在了日晷背面,右边投在了日晷正面。

现在问题来了:

哪张照片拍摄于较热的季节,哪张拍摄于较冷的季节?为什么?

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