观测太阳的位置

观测太阳的位置 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。 ?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 圭表可以定年;由日晷可以計時。 學 習 指 南 方位和長短 竿影變化 太陽與影子 太陽位置 方位角與仰角 一天中太陽的位置變化 太觀測太陽 一年四季太陽的位置變化 太陽是個大熱源 陽 太陽的光與 熱 太陽能 太陽鐘 竿影、圭表與日晷 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。 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』。 大 顯 身 手 參 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:。 : : ?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:。 : : ?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:,,,,。 ?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:,,,,。 ?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: 。 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 。 : : ?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。 : : ?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。 ?6月25日 ?12月12日