球面日晷的设计原理

通过各天球坐标的关系以及日晷的投影原理设计出球面日晷,它是赤道式日晷、圭表和现代精密天文测算相结合的产物．日晷测得的时刻为当地真太阳时,根据经度差与时刻差的关系,可在晷面上直接将时刻修正为北京视时,进行均时差校正后得到北京时间．同时通过对太阳周年回归运动的分析,设置节气线,由晷针针尖在晷面投影的节气位置来判断当天所处的日期．     

“寸阴”的来历

日晷(gui)是我国古代的一种计时仪器。据史书记载,我国早在汉代以前就已开始用日晷来计时了。日晷由晷盘和晷针两部分组成:晷盘为石     

钟表,这样记录时间

对于我们个人来说,时间更多的还是表现在钟表上……历史篇日晷是最早报标准时的仪器,它由晷盘和晷针组成。晷盘是一个有刻度盘,其中央装有一根与盘面垂直的晷针,针影在盘上的位置随太阳运转而移动。古埃及钟表巧匠制作了装有指针和鸣击装置的钟表。这种钟表每隔一小时,一定数量的圆球便滚落到金属盖上,发出大声鸣响。     

课本百宝囊

“寸阴”的来历我们常常用“一寸光阴一寸金,寸金难买寸光阴”这句话。“寸阴”常常形容时间的宝贵,你知道“寸阴”这个词的来历吗?日晷是我国古代的一种计时仪器。据史书记载,我国早在汉代以前就已开始用日晷来计时了。日晷由晷盘和晷针两部分组成:晷盘为石质,四周刻有子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥12个度,用来表示时辰;晷针为铜质,立于晷面正中垂直于晷面。晷针的影子指向晷盘的某一位置,便可知道是白天的某一时刻。“寸晷”指1寸长的影子,借指时间。“一寸光阴”,就是晷盘上晷针的影子移动1寸距离所耗费的时间。汉唐以…     

校园老景话日晷

秋风送爽，硕果累累的金色时节，华南理工大学迎来了五十华诞。华南理工大学坐落在当年中山大学的石牌校区，保存了当时的大片老建筑与人文景观。如今，传统与现代，凝重与清新，装点着校园风光，诉说着校园历史的变迁。去年，在校园西南萌渚岭山岗上的12号楼广场，一座与师生阔别已久的日晷盘又重新安置当年之地。一时间，人们相邀漫步其间，笑说石座为谜几十年，细琢物器的历史沧桑。日晷又名“日规”或“日圭”，是古代按太阳日影测定时刻的仪器。《辞海》(1979年版)对它的解释是：日规由日晷盘和晷针组成。晷盘是一个有刻度的盘，其中央…     

日晷原理演示器的制作与使用

自然教材第十册《日晷与圭表》一课,让学生认识我国古代的测时仪器——日晷是根据一天阳光下物体影子移动的角度变化规律制作的。此课内容安排在测量太阳高度的后面,学生往往把晷针影子     

考前必须掌握的地理21条规律

1.太阳辐射的纬度分布与季节变化规律及原因(1)太阳辐射的纬度分布①春分日与秋分日,太阳辐射由赤道向两极递减。原因:太阳直射赤道,正午太阳高度由赤道向两极方向递减。②夏至日,太阳辐射由北回归线向南北两侧递减。原因:太阳直射北回归线,正午太阳高度由北回归线向南北两侧递减。③冬至日,太阳辐射由南回归线向南北两侧递减。原因:太阳直射南回归线,正午太阳高度由南回归线向南北两侧递减。(2)太阳辐射的季节变化①赤道两侧的低纬度地区,太阳辐射强,季节变化小。原因:正午太阳高度大,且正午太阳高度和昼夜长短变化小。②中纬度地区,当地夏季太阳辐射强,当地冬季太阳辐射弱。原因:正午太阳高度变化幅度最大,昼夜长短变化较大。③高纬度地区,太阳辐射少。原因:昼夜长短变化最大,太阳高度小。2.水平运动物体方向偏移规律(1)水平运动物体方向偏移的规律由于地球自转,地球表面的物体沿水平方向运动时,其运动方向会发生偏转。在北半球向右偏转,在南半球向左偏,纬度越高偏转越明显,只有在赤道上不会发生偏转。(2)地转偏向力人们把使物体水平运动方向发生偏转的力称为地转偏向力。它是一个假设力,只有受力者,没有施力者,只改变物体运动的方向,并不改变物体运动速...     

从日晷的制作浅析发明创造技法

<正>日晷是一种利用太阳的位置来计时的设备,由指标和晷面两部分组成。我国是世界上最早使用日晷测时的文明古国之一,古往今来,目前关于日晷的科技制作络绎不绝,下面从几种制作中分析一下应用的发明技法:方法一:准备材料:纸板一张,(纸板基座35厘米×20厘米)、半圆规、裁剪工具、磁性罗盘、透明胶带制作方法:1.制作指针:了解所在地的纬度值,在直板上画一条宽20厘米、长25厘米的基线,再画一个90度的角,沿这个角边线向上约长15厘米,从底线量出角度为所在地纬度值的角,并沿这个角画直线,然后将形成的三角形剪下。这样将薄纸板剪成了一     

关于太阳升落方向的判断

随着季节的转换，太阳的升落方向也在不断的变化，并不一定是东升西落。本文结合太阳光照图，讨论一年四季太阳升落方向的变化。一、春秋分时太阳升落方向在地球仪上的方向是用经纬网来确定的，经线指示南北方向，纬线指示东西方向。要精确定位地球表面某点M的方向，可以经过该点分别作经线和纬线的切线，两条切线所指的方向即为M点的东、西、南、北方向。如图1。春、秋二分，太阳直射在赤道上，晨昏线与经线圈重合。如图2，AOB经线即为昏线(即对于经线AOB上的所有地点来说太阳即将从地平线落下)，图3中COD经线即为晨线(即对于经线COD…     

去向何方

在旅游列车上坐着一位地理学家、一位气象学家和一位历史学家。气象学家面对车头坐着,指着右边窗外说:“看,山坡上的雪还未化尽,这里天气还凉着哩。”地理学家看了看指南针说:“列车正沿着纬度线运行。”历史学家举起一本《圣经》说:“我们正奔向西方圣地。”列车长丹佛不知什么时候来到他身边,纠正说:“先生,不,你说反了!”历史学家真的搞错了方向吗?去向何方@东春     

极昼区太阳高度计算的教学思考

在高中自然地理教学过程中,我们经常会遇到有关太阳高度角的计算问题.太阳高度角指的是太阳光线和地平面的夹角.其中正午太阳高度角是一天中的最大太阳高度角,全球正午太阳高度角的分布规律是由太阳直射点所在的纬线向两侧呈递减趋势.太阳高度角是由太阳直射点所在经线向两侧呈递减趋势,白天大于零,晨昏线上等于零,晚上小于零.正午太阳高度角的计算在高中地理学中是个重点,也是个难点.在进行计算中,我们需要两个已知条件:所求地区当地纬度和直射点所在纬度.对于任意时刻太阳高度的计算在高中地理教学中不做要求,但是极昼地区,存在最大太阳高度角和最小太阳高度角的计算.     

图示法比较正午太阳高度和昼夜长短的变化

由于黄赤交角的存在 ,地轴的空间指向基本上稳定 ,地球在自转和公转的过程中 ,产生了太阳直射点的回归运动。太阳直射点的回归运动 ,使得正午太阳高度、昼夜长短随纬度、时间而发生变化。一、正午太阳高度和昼夜长短的纬度变化1.正午太阳高度的纬度变化同一天 ,不同纬度地区的正午太阳高度随纬度而有规律地变化。如图 1:图 1　正午太阳高度的纬度变化示意图a.夏至日 ;b .太阳直射 15°N纬线时 ;c.二分日 ;d .冬至日从图 1可以看出 ,同一天 ,正午太阳高度由太阳直射点向南北两侧递减。夏至日 ,太阳直射北回归线 ,正午太阳高度以北回归线为中…     

两极极昼、极夜日数相同吗？

南北两极每年都会出现极昼、极夜现象,但北极极昼日数比南极多7天多,极夜日数差则相反。为什么两极的极昼、极夜日数会不同呢?我们知道,当地球运行到公转轨道上的春分点和秋分点时,太阳直射在赤道上,晨昏线通过两极,全球各地昼夜等长,此时两极均无极昼、极夜现象。自春分日到秋分日,是北半球夏半年,在此期间,太阳直射北半球,晨昏线与南北两极不相交,南北两极分别出现极夜、极昼现象。而自秋分日到次年春分日,是北半球冬半年,太阳直射南半球,南北两极又分别出现极昼、极夜现象。如果公转轨道是个正圆,地球的形状为正球体,那么,南北两极的极昼…     

光照图中几个角之间关系的证明

一、太阳直射点的纬度值=太阳直射点所在半球的极点的正午太阳高如度图值1,太阳直射点的纬度值为δ,北极点的正午太阳高度值为H,L1、L2为平行的太阳光线,L3为过北极点的圆的切线,L5垂直于L3(过切点的圆的半径或直径垂直于圆的切线),L4(赤道)垂直于L5(地轴)。求证:δ=H。证明:∵∠1=∠2(同位角相等),δ为∠1的余角,H为∠2的余角,∴δ=H。即太阳直射点的纬度值=太阳直射点所在半球的极点的正二、午刚太出阳现高极度昼值(。极夜)现象的地区的纬度=90°-太阳直射点的纬度如图2,L1为太阳的直射光线,太阳直射点的纬度为δ,L2为晨昏线,L1垂直…     

“正午太阳高度”疑难解析

一、正午太阳高度角的概念 什么叫正午？从时刻上看即一天中自昼的中间时刻,即昼半球中央经线的时刻,是直射点所在经线的地方时,其地方时为12点。从位置上看则一定位于昼半球中央经线、昼弧的中点、直射点所在经线。正午是一个时间概念,同时也有固定的位置。太阳高度角是太阳光线与当地地平面的夹角。     

对太阳直射点位置变化的新理解

由于黄赤交角的存在,地球在公转过程中,产生了太阳直射点在南北回归线之间的往返运动。当太阳直射点位置移位时,会产生哪些要素作关联的变化呢?我们可以从一个简单的几何图形中找到相关答案。从这简单的光照图(图1)中可以得到:太阳直射点的纬度(β)与晨昏线和经线夹角(α)以及AN两点的纬度差是相等的。可以想象,当β变化时会带动α与AN纬度差的变化。可见当太阳直射点从赤道向北回归线移动过程中,太阳直射点的纬度(β)变大,伴随着晨昏线与经线夹角(α)也增大,南北半球的极昼、极夜范围也在扩大;昼夜差值(ED)也在增大。反之亦然。从上面的…     

非洲自然带分异基础的“观点交锋”

非洲自然带由赤道向南北两侧依次分布着热带雨林、热带草原、热带沙漠、亚热带常绿硬叶林。这样的自然带分布比较符合纬度地带性所描述的东西延伸南北更替的现象。在实际教学中,一线教师也热衷于以此为案例讲授纬度地带性的现象。然而,师生都会碰到的困惑是:从植被类型来看,这样的植被分布明显是水分差异所致,更像干湿度地带性的表现。那么,非洲自然带分异的基础究竟是纬度地带性所述的热量,还是干湿度地带性所述的水分?     

自制太阳高度测量仪

1.材料:①选长25cm、宽18cm、厚1cm和长20cm、宽14cm、厚1cm的两块木板。②螺钉3个、线锤一个。 2.自制方法:如下图(略) 3.使用说明:①将测量架对准太阳方向,使立竿的影子落在量度器的刻度上;②调整底座的螺丝,使线锤与测量架上的纵线重合;③观察影子顶端所指的刻度就是当时的太阳高度。 4.实验特点:制作方法简单,使用便于操作,读数直观,学生容易操作和观察,室外观察效果好。     

太阳视运动仪的原理、结构、功能及应用

运用不同天球坐标系的关系分析太阳周日运动与太阳周日视运动的联系,设计太阳视运动仪,由天半球与夜半球、时间节气观测地纬度度量球、地球、光电控制系统、地平面与地平圈、观测地方向指示器等构成,直观、准确演示全球任何地方、任何一天的太阳视运动,读出日出、日落方位角与时间、任意时刻的太阳高度角与方位角。     

旅游的好伙伴——导向小帮手

当你在野外旅游时,一定会觉得辨认方向很困难,我的这个小发明可以帮你的忙。也许你会说,带个指南针不就行了吗?不过,指南针易受周围磁场影响而变得不准,而且地球本身还存在磁偏角,也影响准确定向。导向小帮手就不会有这些问题,且携带方便(图1)。原理:太阳从东方升起,西方落下,可以看太阳确定方向,例如,正午太阳在正南。但是,其他时间太阳的方向呢?靠经验只能估测个大概。地球围绕太阳公转的同时自转,太阳直射地球的点的轨迹,在北回归线(夏至时)与南回归钱(冬至时)之间往复运动,很有规律。在每一年中的任何相同时刻,太阳直射地球的点是固定的…