和爸妈一起做实验:制作日晷

作者: 实验君

来源: 把科学带回家

发布日期: 2016-05-13

本文介绍了如何与父母一起制作日晷,通过简单的材料和步骤,利用太阳来确定时间。文章还解释了日晷的工作原理,并提到了一个科学夏令营活动,旨在为孩子们提供有趣的科学教育。

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,复制链接到浏览器: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°。使用方法: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。

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!

这是怎么回事?

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。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。

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?

暑假就快要到了,爸爸妈妈们又要犯愁了:长长的假期,如何为孩子们安排既好玩、又长本领的活动呢?在数理化的重要性爆棚的年代,怎样才能创造机会让孩子与科学亲密接触?世界科普圣经《科学美国人》中文版《环球科学》旗下科学教育平台——“把科学带回家”,携手清华团队,将在暑期为小朋友们开办以物理、化学等经典实验为核心的“《环球科学》清华科学实验营”。炎炎夏日,带孩子们开启一场与众不同的科学之旅吧!

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