观测太阳的位置

观测太阳的位置 劉秋燕自編教材2009/10/27 五年級 太陽 學習重點 ?長期觀測,發現太陽升落方位(或最大高度角)在改變,它們有年度 的規律變化 ?能用方位和高度角表示太陽的位置 ?將天文日曆上四季太陽的觀測數據轉錄到天空模型上,發現四季日 出、日落、日中天的不同位置。 學 習 指 南 ?察覺不同季節,太陽移動的情形不一樣。 ?以陽光下影子的規律變化來計時的太陽鐘有竿影、圭表和日晷。由竿影變化 方位和長短 圭表可以定年,由日晷可以計時。 太陽與影子 太陽位置 方位角與仰角 太一天中太陽的位置變化 觀測太陽 一年四季太陽的位置變化 陽 太陽是個大熱源 太陽的光與熱 太陽能 太陽鐘 竿影、圭表與日晷 劉秋燕自編教材2009/10/27 學 習 捷 運 站 知識導覽 觀測太陽的位置,要同時測量方位和高度,方位以方位角來表示,竿影相反的方位,即為太陽當時的方位。而太陽的高度角不能使用高度角觀測器測量,所以陽光和地平面之間的夾角,可以先將竿頂到竿影頂端連成直線,直線和地面的夾角就是太陽高度角,也稱為太陽仰角。影子長短與太陽高低相反,所以太陽位置愈高,影子愈短。 太陽從東方升起,漸漸升高,往南方移動,約在中午12時會走到正南方天空,中午過後又漸漸西沈,太陽在天空的行進的軌跡像一個拋物線,東升?南?西落,高度角的變化是由低?高?低。一年中太陽運行的軌跡資料轉錄到半球面天空模型時會發現,一年四季,太陽在天空移動的情形都不太一樣,冬天東偏南出,西偏南落,春分、秋分日出於正東,正西落下,夏季東偏北出,西偏北落下。高度角方面,每天同時段比較,夏至太陽的位置最高,春、秋其次,冬至時高度角最低。 太陽是一顆會發光、發熱的恆星,當它出現在天空時,不僅讓我們察覺到光的存在,也能感受到它帶來的熱。太陽能有豐富、清潔、安全且不受任何壟斷的優點,是很好的能源。 劉秋燕自編教材2009/10/27 我國以影計時的工具稱為「太陽鐘」,例如竿影、圭表、日晷,太陽鐘是以太陽的投影和方位來計『時』。 知識列車 列 車 一 太 陽 與影子 光與影子 一、竿影變化 陽光照著不透明的物體就會形成影子,因為光是直線前進的,不會轉彎。所以有些物品在陽光下會有影子。 ?實驗目的,了解光源的位置,會對物品的影子產生的影響。 ?器材,手電筒、一支筆、油土。 ?步驟與結果, 步驟 結果 1. 利用手電筒作為光的來源。 1. 光源在東方,影子在西方,光源在西2. 將一支筆插在油土上並立在桌方,影子在東方。 上。 2. 光源位置高,影子短,光源位置低,3. 讓手電筒由不同的位置照射在立影子長。 起來的筆上,觀察影子的變化。 竿影實驗的應用, 1.竿影有方位的改變---影子方位與太陽方位相反。太陽在東影子在西方。 劉秋燕自編教材2009/10/27 2.竿影有長短的改變---影子長短與太陽高低相反。太陽位置愈高,影子愈短。 二、竿影與太陽位置 觀測太陽的位置,要同時測量方位和高度。太陽觀測紀錄表項目包含時間、地點、方位角和高度角等。 ?認識方位角, 描述方位時,除了東、西、南、北之外,也可以用方位角來表示。以北方為起點,定為方位角0度,正東方為90度,正南方為180度,正西方為270度。 ?識高度角,太陽仰角,, 太陽高度角是指陽光和地平面之間的夾角,可以先將竿頂到竿影頂端連成直線,直線和地面的夾角就是太陽高度角,也稱為太陽仰角。 1. 太陽的方位在正式觀測南(180?) 太陽方位角210? 時,都是以方位角表示。 東(90?) 西(270?) 2. 當我們測量太陽方位角 竿影方位30? 北(0?) 時,通常先找出竿影的 方位,再以對向的方位太陽方位角210? 竿頂 太陽高度角 角作為太陽的方位角。 東,90?, 劉秋燕自編教材2009/10/27 高度角是指人面向太陽時,其 視線和地面所夾的角度,也可 說是竿頂和竿影頂端的連線跟【注意】仰角量角器可實測月亮的仰角,但這種方法不可以用來測太陽, 地平線的夾角。 因為太陽太亮,眼睛不能直接去看太陽,否則眼睛會受傷， 太陽在天空中的位置會有方位和仰角 ?實驗目的,觀察竿影變化,推論太陽在天空中的位置會有方位和仰角的 變化。 ?器材,指北針、膠泥或油土、鉛筆、尺、量角器、棉線 ?步驟, 步驟 結果 1. 取一段長約30公分的棉線,以及長約1. 棉線從竿頂拉到竿影末 10公分的鉛筆。 端,形成一個角,棉線和2. 將棉線固定在鉛筆頂端,再以油土固定地面所形成的角度就是太 在方位盤圓心處,檢查竹籤與地面保持陽的仰角度數。 垂直。 劉秋燕自編教材2009/10/27 3. 將指北針放在方位盤上,使指北針盤面2. 影子的相反方位就是太陽 的方位。 上所標示的方向和方位盤上的方位指向 一致。 ?鉛筆筆尖的影子 4. 移動整個方位盤,使指北針對準實際的 方位。 5. 利用鉛筆的影子,將棉線拉到影子的末 端,利用量角器測量出太陽的仰角。 將太陽觀測器放在陽光下,對準南北方位,觀察竿影落在何方,做一記 號,每隔,小時,或配合學校作息,觀察記錄。 1.竿影相反的方位,即為太陽當時的方位。 2.竿影末端在圓盤上所顯示的度數,即為太陽當時的高度角。 牛刀小試 下列敘述何者正確,請在, ,裡打ˇ, ( ) ?影子愈長,表示太陽的仰角愈小。 ( ) ?影子愈長,表示太陽的位置愈低。 ( ) ?影子愈短,表示太陽的位置愈低。 ( ) ?中午時的影子長度是白天中最短的。 劉秋燕自編教材2009/10/27 列 車 二觀 測 太陽 一、一天中太陽的位置變化 ?每天太陽從東方升起,漸漸升高,往南方移動,約中午12時會走到 正南方天空,此時高度角最高,中午過後又漸漸西沈,形成左右對 稱的拋物線。 ?觀測太陽變化的方法, ?方法一,,竿影的變化圖 利用竿影影子來實際觀測太陽,每小時做一次記錄,最後可畫 出「竿影的變化圖」, 1. 竿影變化由長漸短再漸長,代竿影圖 結果 表太陽高度由低漸高再漸低。 2. 上午竿影偏向西方,代表太陽 ?方法二,,太陽位置變化折線圖 由東方升起,下午竿影偏向東 ?找一個晴朗的日子,到戶外觀測並記錄一天之中,太陽位置變方,代表太陽由西方落下。 化的數據資料,如下表,。 觀測日期,9月23日 觀察地點,台北縣永和國小操場 劉秋燕自編教材2009/10/27 10,11,12,13,14,15,時間 8,00 9,00 16,00 (時) 00 00 00 00 00 00 太陽 102? 111? 123? 144? 176? 211? 234? 247? 256? 方位角 太陽 26? 39? 52? 62? 67? 63? 54? 42? 29? 仰角 ?依照上表觀測紀錄,畫出太陽位置變化折線圖。 一天中太陽高度角變化折線圖 9/23 觀測地點台北縣永和國小1. 一天中,太陽的高度角變 80化是由低?高?低。 結果 60 2. 一天中,太陽的方位變化40 是由東?南?西。 20 太陽高度角(度)0 8910111213141516 時間(時) ?方法三,,立體天空模型太陽軌跡圖 1. 這種方法的好處,是毋須直接目視太陽,相當安全。 2. 觀測太陽的工作放在水盆中操作可避免草地的不平穩現象。 3. 觀測太陽的工作場地不可有磁場干擾,如指北針或鋼筋建築物等影響 指北針的準度。 列車實驗室---利用立體天空模型實作太陽軌跡線 ?實驗目的,由半天球天空模型上一天的太陽觀測實作紀錄,可以說明太 劉秋燕自編教材2009/10/27 陽升落的位置變化。 ?器材,方位盤,方位尺標,、仰角尺標、天空模型、指北針、白板筆、 鉛筆。 步驟與結果, 步驟 結果 1. 製作立體天空模型太陽觀測器。 1. 如果把半球面天空模型的球2. 利用指北針調整模型的位置。 面比作天空,筆尖的位置就3. 太陽在天空的位置,可以把筆尖在代表太陽在天空的位置。 半球面天空模型的球面上移動,直2. 從所畫出的點上可以看出, 至筆尖的日影與中心點重疊。 ?太陽從東方升起,漸漸升4. 用奇異筆或麥克筆在半球面天空模高,往南方移動,約在中 型上畫一個黑點「?」,以記錄太陽午12時會走到正南方天 的位置,並寫下當時的時間。 空,中午過後又漸漸西5. 由早上到傍晚,大約每隔一小時記沈。,東?南?西, 錄一次,便能記錄得當天太陽在天 ?太陽在天空的行進的軌跡 空的軌跡。 像一個拋物線。,低?高? 劉秋燕自編教材2009/10/27 6. 中心點和筆尖所連成的直線,向天低, 空伸延,便是太陽在天空的位置。 二、一年四季太陽位置的變化 「日出東方,日落西山。」這句說話只能籠統地描述太陽出沒的大概方向。事實上,在大多數日子裏,太陽並不是在正東和正西方出沒的。太陽的仰角在一天中,會隨時間改變而有所不同。不同季節的日出和日落時刻,太陽的位置都會有一點點改變,利用地面景物當參考體,相隔一段時間比較一次,能看出太陽位置的變化了。讓我們用一些方法來找出一年之中的太陽位置的變化情形, ?方法一,依高度角紀錄表畫出一年太陽折線圖 ?今年每月20日中午12點觀測太陽高度角的紀錄表, 劉秋燕自編教材2009/10/27 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 月 日期 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 日 太陽高度角 48 55 68 78 86 89 87 80 69 57 48 45 (度) ?隔年每月20日中午12點觀測太陽高度角的紀錄表, 5 6 月 1 2 3 4 日期 20 20 (隔年) 日 20 20 20 20 太陽高度角 48 55 68 78 86 89 (度) ?根據上列高度角紀錄表所畫出的折線圖, 90 80 太 70陽 60高 度 50角( 40度) 30 20 10 0 123456789101112123456日期月月月月月月月月月月月月月月月月月月 202020202020202020202020202020202020 日日日日日日日日日日日日日日日日日日 劉秋燕自編教材2009/10/27 【討論】 1.哪個月份中午的太陽高度角最高, 6月 2.哪個月份中午的太陽高度角最低, 12月 3.高度角最高的月份是什麼季節, 夏季 4.高度角最低的月份是什麼季節, 冬季 5.一年中,太陽的高度角是怎樣變化的, 低?高?低 ?方法二,一年中太陽運行的軌跡資料轉錄到立體天空模型 ?以嘉義為例,四季我們看到太陽在天空位置不同,中央氣象局實 測一年中太陽運行的軌跡資料如下, 嘉義市四季觀日資料,北回歸線, 劉秋燕自編教材2009/10/27 10,12,14,16,17,日期 時刻 6,00 7,00 8,00 18,00 00 00 00 00 00 仰角 9 21 35 63 90 62 35 21 9 6/22 方位 69 73 77 84 180 276 283 287 291 3/21 仰角 1 13 27 53 66.5 53 27 13 1 9/21 方位 90 96 103 124 180 236 257 264 273 仰角 未升4 15 36 43 36 16 4 12/22 已落下 方位 起 117 124 146 180 214 236 243 ?將數據轉錄在立體的半球面天空模型之上。依據轉錄的結果說明 四季日出、日落、日中天的變化。 1. 將太陽觀測數據轉到立體半球面天 完成之立體天空模型 空模型上畫出的四季,三條,代表 日的太陽位置的連線。 2. 發現三線互相平行,都向南偏。且 每一條線都是平滑的拋物線。 ?結論, ?一年四季,太陽在天空移動的情形都不太一樣。冬天東偏南 出,西偏南落,春、秋二季日出於正東,正西落下,夏季東偏 北出,西偏北落下。 劉秋燕自編教材2009/10/27 ?高度角方面,每天同時段比較,夏天太陽的位置最高,春、秋 其次,冬至時高度角最低。 ?不同季節,太陽升落的位置不一樣,,此表是以北回歸線經過 的地方為例, 日期 太陽升起的方位 最高點 太陽落下的方位 夏至,6/21, 東偏北 約在頭頂 西偏北 春分,3/21,秋分 正東 偏南仰角67度 正西 ,9/21, 冬至,12/22, 東偏南 偏南仰角44度 西偏南 ?實際比畫四季太陽運行軌跡比畫四季太陽運行軌跡 春、秋分,正東升 夏至,太陽東偏北冬至,太陽東偏南 起,正西落下,中升起,西偏北落升起,西偏南落 午時在正南方,仰下,中午在頭頂。 下,中午在正南 角60多度。 方,仰角40多 度。 【四季比較表】 劉秋燕自編教材2009/10/27 季節 夏至 春、秋分 冬至 晝夜關係 晝長夜短 晝夜相當 晝短夜長 中午太陽仰角 90度 67度 43度 中午竿影長短 最短 適中 最長 陽光 強 中 弱 氣溫 高 適中 低 列車充電站----太陽與四季 ?夏至時,太陽中天經過頭頂,是因為引用北回歸線處的資料,在嘉 義市北方各地夏至太陽中天的位置在頭頂偏南,反之,在嘉義市以 南各地夏至中午太陽在頭頂偏北。 ?一年分為春、夏、秋、冬四季,每季裏都有一天,是以晝夜的長短 來定名的節氣,那就是春分、夏至、秋分、冬至四天。春分和秋分 是晝夜平分的日子,晝夜各為十二小時。春分以後,白晝漸長,到 夏至那天,白晝最長。秋分以後,白晝漸短,到冬至那天,白晝最 短。 ?四季日出時間不同,夏天最早、春秋其次,冬天最晚。 ?太陽東昇西落,其實並非太陽在移動,而是地球自轉的緣故。因此 太陽運行的變化稱為「視太陽軌跡」。 劉秋燕自編教材2009/10/27 牛刀小試 ?請依觀測太陽的情況,回答下 列的問題,正確的請在, , 裡畫?,錯誤的打×, ( ) ?太陽、筆尖、方位盤中心觀測點,可以連接形成一條直線。 ( ) ?利用方位盤及仰角尺標可標示出太陽的位置。 ( ) ?太陽行進的軌跡線每天都一樣。 ( ) ?移動鉛筆的筆尖使其影子對準觀測中心點。 ( ) ?鉛筆筆尖在半球面天空模型上的位置延伸出去就是太陽的位置。 ( ) ?每個小時標示一次太陽的位置,連接起來就是太陽當天行進的軌 跡線。 劉秋燕自編教材2009/10/27 ?回答下列有關春分、夏至、秋分、冬至的問題, ?一年之中,白天最長的是哪一天,答,,,,,,,。 ?一年之中,白天最短的是哪一天,答,,,,,,,。 ?春分時,太陽從哪一個方向升起,答,,,,,,,。 ?秋分時,日落的方向是哪個方向,答,,,,,,,。 ?夏至時,日出的方位是東偏( ),日落的方位是西偏北,中午的 太陽位置是( )。 ?四季代表日的在下面這張圖的什麼位置,請將正確的代號填入, , 裡, 列 車 三太 陽 的光和 熱 一、太陽是個大熱源 劉秋燕自編教材2009/10/27 太陽是一顆會發光、發熱的星球,當它出現在天空時,不僅讓我們察覺到光的存在,也能感受到它帶來的熱。 砂溫實驗 ?實驗目的,利用砂溫觀測器測量太陽直射與斜射對地表溫度的關連性 ?器材,紙板、量角器2個、粗吸管、雙面膠、棒狀溫度計 ?步驟與結果, 步驟 結果 1. 將紙板摺成兩個相同的紙盒,在紙盒上砂溫實驗中應控制紙盒的大 貼上量角器,量角器與底部保持90?,小,而吸管黏貼45?和90?的 分別標示為A、B。 位置是為了比較陽光直射與2. 剪兩小段吸管分別貼在量角器45?和90斜射的情形。 ?的刻線上。,圖一, 3. 將兩個紙盒都裝入等量乾燥的砂子,砂 量需裝1/3左右。 4. 把兩個紙盒拿到陽光下,分別讓陽光透 過吸管口,將一端墊高設法使陽光在小 劉秋燕自編教材2009/10/27 紙板上形成圓圈形的影子。,圖二, 5. 先測量兩盒砂子的表面溫度,並靜待30 分鐘再測量一次兩盒砂子的表面溫度。 只要將溫度計液囊插入砂裡一點即可。 【結果】 A B 紙盒標示 45? 90? 入射陽光與砂面的夾角 代表陽光斜射時 代表陽光直射時 實驗前的砂面溫度 30?C 30?C 30分鐘後的砂面溫度 40?C 55?C 溫差 10?C 25?C 【結論】 1. B盒陽光直射,所以溫度上升比較快。 2. B盒比較能模擬中午陽光和地面所夾的角度。 劉秋燕自編教材2009/10/27 陽光的直射與斜射 ?實驗目的,光的直射、斜射亮度不同 ?器材,方格紙、量角器、手電筒 ?步驟與結果, 步驟 圖示 1. 方格紙一張,利用量角器來測量 手電筒90度垂直光照到方格紙的 面積。 2. 利用量角器來測量手電筒45度斜 射光照到方格紙的面積。 3. 比較陽光的直射與斜射,光照射 的亮度與強度。 劉秋燕自編教材2009/10/27 【結果】 手電筒的光從不同角度照在方格上的情形,就好像在同一地點,因為太陽的移動,不同時段所受到陽光強度也不同。 1.直射時,太陽高度角90?時,照射到的面積較小,光線集中、較強。 2.斜射時,太陽高度角20?時,照射到的面積較大,光線分散、較弱。 二、太陽能在日常生活中的應用 太陽能技術的應用以自1950年代的太空科技移轉至一般民生商業用途,隨者成本的降低與環保考量,太陽能電池的使用愈來愈普遍 ?主要應用在下列範圍 ?家用發電系統,例如太陽能熱水器。 ?農業,灌溉及抽水等動力系統。 ?交通,電動車、充電系統、道路照明系統及交通號誌 ,例如太陽 能車、太陽能路燈。 ?電訊及通訊,無線電力、無線通訊,例如人造衛星。 ?小功率商品電源,例如太陽能計算機。 ?戶外定位監視系統,電子式公車站牌 ?大功率電子發電系統 劉秋燕自編教材2009/10/27 ?備載電力,災害補救。 ?太陽能有許多優點, 豐富、清潔、安全且不受任何壟斷。它不從地球上帶走任何東西,也不會導致污染,卻默默地發出光和熱,推動生命的成長,它是無後顧之憂的能源。 列車充電站,太陽能電池 太陽能電池與一般的電池不同。太陽能電池是將太陽能轉換成電能 的裝置,且不需要透過電解質來傳遞導電離子,而是改採半導體產生 PN結來獲得電位。可使用的半導體材料甚多,矽(silicon)為目前通用的 太陽能電池的原料代表。 當半導體受到太陽光的照射時,大量的自由電子伴隨而生,而此電 子的移動又產生了電流,也就是在PN結處產生電位差。因此,太陽能三、太陽對我們的生活有什麼重要性, 電池需要陽光才能運作,所以大多是將太陽能電池與蓄電池串聯,將有 陽光是我們生存下去的重要條件之一,例如, 陽光時所產生的電能先行儲存,以供無陽光時放電使用。關於太陽能電 ?植物需要陽光才能生長,陽光提供了生物溫暖的來源,人們利用陽光池的應用有一般家庭安裝於屋頂上以加熱洗澡水或太陽能車上的動力來 晒乾米粉、曬棉被殺菌,運用太陽能發電……等。太陽提供地球上源。 生物所需要的光和熱,太陽的光和熱讓生物能在溫暖合適的環境裡 劉秋燕自編教材2009/10/27 生存,缺少陽光會讓地球上的生物無法存活,也會影響我們的生活 作息。 ?在日常生活中在利用陽光時,應該考慮太陽的方位或仰角,例如太陽 能熱水器的太陽能板裝設位置或在房屋周圍栽種植物的位置等。 列 車 四 太 陽 鐘 在電燈發明之前,人們幾乎都是「日出而作,日落而息」。但是人們察覺太陽在天空中的移動有規律變化,所以利用影子設計出觀測時間的工具,例如,竿影、圭表、日晷 一、圭表 1. 直立的標竿稱為『表』,橫臥的標竿稱為圭表圖 『圭』。 2. 圭表古時放置位置在嘉義以北,一年之中各 季中午「表影」都會落在北方。 3. 表要立在南端,而圭要伸向北。 大型圭表 大型圭表 4. 夏至時影長最短,冬至時影長最長。 劉秋燕自編教材2009/10/27 ?河南 登封的觀星臺及示意圖 ?公元1276年元朝天文學家郭守敬 創建的大型圭表 二、日晷 ?日晷包含了晷針和晷面,晷面上有時刻線,當陽光下晷針的影子落在 晷面上時,就可知道當時是幾點鐘。 ?晷針的影子落在晷面上 ?日晷有晷針和晷面 ?除了校園常見的日晷,我們發現其他地方也有各種不同形式的日晷。 ?臺灣校園常見的日晷,地平型日晷,?臺北天文館的日晷晷面呈弧形,和晷 晷面平行地平面。 針垂直。 劉秋燕自編教材2009/10/27 ?新竹小叮噹科學遊樂區的日晷,晷面?臺東史前博物館的日晷是晷面圓盤 有三個,地面上、弧面上和直立牆壁型,晷針和晷面垂直。 上。而晷針則為圖中紅色者。 列車充電站,日晷與圭表 ?日晷源於圭表。圭表和日晷都是以太陽為觀測目標的計時儀器。 ?因為地球繞著太陽公轉,造成正午時分表影每天有著長短變化而有 了節氣的差異。 ?地球的自轉,形成一天之內表影的方位和影長也有規律的變化。 ?日晷就是利用表影的方位變化來測定每天的時刻。 ?日晷是由一根表,稱為晷針,和刻有時刻的晷面所組成。 ?晷針均須指向北極星,仰角拉高等於當地之緯度。 ?日晷依晷面所放位置的不同,簡單來分有以下幾種, ?晷面平行地平面叫地平型日晷。 ?晷面與晷針垂直,無論是圓盤型或圓弧型都叫赤道日晷。 牛刀小試 ?晷面為直立牆者,叫直立日晷。 看圖回答下列問題, 劉秋燕自編教材2009/10/27 ?哪一點代表是夏至的影子,答,,,,,,。 ?哪一點代表是冬至的影子,答,,,,,,。 ?哪一點代表是春分的影子,答,,,,,,。 叄、科學動手做 大 顯 身 手 劉秋燕自編教材2009/10/27 一、選擇題, , , ?白天中,竿影的長度是如何變化,,?短?長?長?短?長? 短?長?短?長?短,。 , , ?竿影的長度愈短時,表示什麼意思,,?太陽在空中的位置愈 低?太陽在空中的位置愈高?太陽和竿影相同方向?太陽和竿 影沒有關係,。 , , ?你知道每天太陽在空中的仰角是如何變化的呢,,?高?低? 高?低?高?低?低?低?高?高?高?低,。 , , ?太陽在天空中移動的軌跡,呈現什麼形狀,,??? ?,。 , , ?早上的太陽在東偏南的位置,則我們可以看見竿影的位置在哪 一方位,,?東偏南?西偏北?正東方?正西方,。 , , ?下列觀測太陽竿影的操作中,哪一項是錯誤的,,?將牙籤固 定在紀錄紙中央?每隔一天記錄一次?利用指北針找出正確方 位?此實驗需在陽光下進行,。 劉秋燕自編教材2009/10/27 , , ?太陽光照射的方式為何,,?直線前進?迂迴繞射?曲線照射 ?螺旋照射,。 , , ?下列哪一個月分的日出時間最晚,,?三月?六月?九月?十 二月,。 , , ?下面哪個月份白天最長,,?三月?六月?九月?十二月,。 , , ?下列哪兩組的日照方位與仰角相同,,?春分、夏至?夏至、 秋分?秋分、冬至?春分、秋分,。 , , ?如果今天是夏至,小明正中午時,在嘉義市觀測太陽,則太陽 應該在哪個方向,,?正東方?正西方?正頭頂?正南方,。 , , ?中午時,哪一天太陽仰角的角度會最大,,?春分?夏至?冬 至?秋分,。 , , ?位於河南登封的觀景臺是屬於哪一種太陽鐘,,?竿影?日晷 ?擺鐘?圭表,。 , , ?圭表古時放置位置在嘉義市以北,那麼一年之中各季中午的 「表」影都會落在那一方,,?東方?西方?南方?北方,。 , , ?一年四季中,哪一個季節的表影最短,,?春季?夏季?秋季 ?冬季,。 劉秋燕自編教材2009/10/27 , , ?在新竹觀測太陽,則中午12時的太陽位置會較偏向下列哪一 個方向,,?東方?西方?南方?北方,。 , , ?以臺南觀測太陽紀錄來說,哪一天中午的太陽位置位於最南 方,,?春分?夏至?秋分?冬至,。 , , ?對於古代圭表的構造敘述,下列哪一項正確,,?圭呈現的方 向是東西向?表在南方,表影落在北方?圭是直立的標竿?表 是橫臥的量尺,。 , , ?在北半球的日晷,晷針一定要對著哪一顆星星,,?金星?木 星?土星?北極星,。 , , ?在日晷的設計上,晷針和地平面的仰角要和什麼度數相同, ,?當地的經度?當地的緯度?當地的水平?當地的氣溫,。 二、做做看, ?下圖是小明所做的竿影紀錄,請依據下圖回答下列問題, ?12點鐘太陽的位置是偏向哪一方,答,,,,,。 劉秋燕自編教材2009/10/27 ?什麼時候太陽仰角最高,答,,,,,。 ?由中心點向東方延伸的竿影紀錄,您認為是上午或下午的紀錄, 答,,,,,。 ?太陽位置和竿影方向是相同或相反,答,,,,,。 ?竿影由長變短再變長,表示太陽的位置變化是由高到低再到高, 或是由低到高再到低,答,,,,,。 ?下圖是小偉使用半球面天空模型觀測 太陽的情形。請試著回答下列問題, ?我們利用何種器材知道目前太陽的仰角,答,,,,,,,。 ?由上圖,太陽的仰角是指甲或乙,答,,,,,,,。 ?人此時應該站在哪裡,答,,,,,,,。 ?用什麼器材來確定方位盤的方位,答,,,,,,,。 ?如果我們觀測白天的太陽情形,應每隔多少時間,做一次記錄, 答,,,,,,,。 劉秋燕自編教材2009/10/27 B ?下圖為中國古代的觀景臺,請回答以 A C 下問題, ? 請將圖中的代號填入適當的位置, ㄆ ㄅ ? 春分, ? 夏至, ? 秋分, ? 冬至, ? 根據上題,請問上圖中,何者為「圭」,何者為「表」, 圭, ,表, 。 ?古人用圭表來測量太陽在正南方「表影」的長度,此時是一天中 的什麼時候, ,填早上、中午或下午, ?以中午來比較,哪個季節太陽的仰角最大,哪個季節太陽的仰角 最小,答, ?下圖是三月分臺灣中央山脈的日出情形,回答下列問題, 劉秋燕自編教材2009/10/27 ?圖中 山最接近正東方, 山在東偏北方, 山在東偏南方。 ?十二月時日出的位置在 附近,春、秋分日出在 附近,六月時日出在 附近。,填入ㄅ、ㄆ、ㄇ, ?看下圖回答下列問題, ?夏至,太陽由 方升起,中午 在 方,由 方落下。 ?春、秋分,太陽由 方升起, 中午在正南方天空仰角60多度,由 方落下。 ?冬至,太陽由 方升起,中午 在正南方天空仰角的40多度,由 方落下。 ?四季之中,白天最長,夜晚最短的是 ,白天最短,夜晚 最長的是 ,白天、夜晚等長的是 。 ?太陽在空中位置變化路線偏向何方,答, 。 ?圖中方位盤的中心點代表太陽或是觀測者呢,答, 。 劉秋燕自編教材2009/10/27 三、進階題 ?下面的圖表為表示某個晴天的地面溫度、氣溫、太陽高度。請回答下 列問題, 地面溫度氣溫與太陽高度圖 太陽高度角溫度(C?)溫度(C?) 太陽高度 6030溫度()度4020 2010 00 6789101112131415161718 時間(時) ?藍線和黃線是氣溫和地面溫度,請問表示氣溫變化的是黃線還是 藍線呢,答,, 黃線 , ?看看上面的圖表,再閱讀下列1到7的敘述,在正確的, ,裡 打?,錯誤的則打×, , , ?所測量的日子夜晚都比白天長。 , , ?太陽開始往南方移動時,是在過了12點之後不久。 , , ?地面溫度、氣溫的變化等,和太陽高度的變化沒有關係 。 劉秋燕自編教材2009/10/27 , , ?比較地面的最高溫度和最高氣溫之後,可以得知地面的 最高溫度比較高。 , , ?空氣比地面容易受熱,而不是容易冷卻。 , , ?這個圖表的測量日期是在夏至左右。 , , ?表中日出的方位在正東,而日落方位在正西。 ?有關太陽運行的軌跡實驗,下列描述正確的打?,錯誤的打×, , , ?立體天空模型的球面好比是天空,陽光是直線進行的, 所以筆尖的位置就代表太陽在天空的位置。 , , ?實測白天每隔一節課的紀錄,即可具體說出太陽東升西 落的位置改變情形。 , , ?觀測者在底板中央。 , , ?如上述方法實測白天每隔一節課的紀錄,即可具體說出 太陽東升西落的位置改變情形。 , , ?筆尖放在天空模型上,使筆尖的影子落在底板中心點, 此時太陽、筆尖和觀測的人恰成一直線。 , , ?筆在天空模型上畫記,即為太陽在天空模型上的位置。 , , ?一天中,太陽的方位的變化是東?北?西。 劉秋燕自編教材2009/10/27 , , ?旋轉仰角尺標對準黑點,可讀出當時的太陽高度角,而 方位盤可測量當時太陽的方位角。 , , ?一天中,太陽的高度角變化是高?低?高。 , , ?竿影變化由長漸短再漸長,代表太陽高度由低漸高再漸 低。 , , ?太陽仰角最高時大約是在偏南方的天空。 ?利用圖一的工具,從上午8,00到下午 南 竹 東 西 4,00,每格2小時測一次竹籤影子的 籤 北 長度,請回答下列問題, , , ?下列哪張記錄圖是正確的, 東 西 西 東 a a c e c e b b d d 劉秋燕自編教材2009/10/27 東 西 西 a e 東 a e b d b d c c , , ?下午2,00是上圖編號a~e的哪一項, ?a ?b ?c ?d ?e , , ?太陽高度角越高,則影子的長度會怎樣, ?愈長 ?愈短 ?不會改變 ?不一定 竹, , ?為了求出中午12,00的太陽高度而畫成下圖, 籤23? 67? 請問太陽高度是幾度, 影子長度 ?23? ?67? ?90? ?條件不足無法得知 , , ?請問今天的日期,最有可能的是下列哪一天, ?5月21日 ?9月23日 ?6月25日 ?12月12日 劉秋燕自編教材2009/10/27