太陽的觀測

1. 太陽的觀測

2. 太陽的觀測 1-1 陽光和影子 • 太陽出來了，被陽光照射的物體會產生影子。太陽和影子有什麼關聯？一天中不同時刻的影子都一樣嗎？ • 說一說，同一棵樹或同一棟建築物的影子，在早上、中午和下午時有什麼不同？影子是怎樣變化的？

3. 太陽的觀測 觀察 請觀察早上、中午和下午時，校園中的同一棵樹或同一棟建築物的影子。 討論 • 不同時間觀察影子的方位會改變嗎？怎樣改變？ • 不同時間觀察影子的長度會改變嗎？怎樣改變？

4. 太陽的觀測 • 讓我們用手電筒來試試看，不同位置的光源和影子有什麼關係？ 操作 • 分別從東方、高度角30°和60°照射竿子，觀察並比較影子的不同。 東方、高度角30° 東方、高度角60°

5. 太陽的觀測 2. 分別從東方、高度角60°、90°和西方、高度角60°等位置照射竿子，觀察並比較影子的不同。 西方、高度角60° 東方、高度角60° 高度角90° 注意 觀察時應先把室內燈光關掉，或者在暗處操作， 才能清楚觀察到影子的變化。

6. 太陽的觀測 討論 • 手電筒的位置改變，對物體的影子有什麼影響？ 影子的長短與光源的位置有關。光源照射角度越高，影子越短，光源照射角度越低，影子越長；影子的方向與光源相反。

7. 光源在西方 光源在東方 影子在西方 影子在東方 太陽的觀測 1-2 太陽在哪裡 • 從手電筒的操作實驗發現，當光影照射角度較高時，影子較短；光源照射角度較低時，影子則較長；而且影子出現的方向和光源相反。 光源照射角度低，影子長。 光源照射角度高，影子短。

8. 太陽的觀測 • 想一想，怎樣從物體影子的方向和長度，來推測太陽的位置？ 用竿影測量來推測太陽的位置 從地面景物的影子來推測太陽的位置。 • 想一想，從影子的方向和長度，可以精確表示太陽的位置嗎？

9. 太陽的觀測 太陽位置表示法 • 怎樣表示太陽的方位？　　　　　　　　　　　　　　　　可以用太陽方位角表示。測量太陽方位角時，可以先找出竿影的方位，和竿影相反方向的方位角，就是太陽的方位角。 太陽方位角 太陽方位角225° 南（180°） 東（90°） 西（270°） 竿影方位角 45° 北（0°）

10. 太陽高度角 太陽的觀測 • 怎樣表示太陽的高度？ 可以用高度角來表示。高度角是指人面向太陽時，視線和地面所夾的角度，也可說是竿頂和竿影頂端的連線與地平線的夾角。 太陽高度角 竿項 竿影頂端

11. 太陽的觀測 • 我們來運用工具測量太陽的位置，你可以參考以下方法，也可以和同學討論，設計自製的太陽觀測器。 注意 觀測太陽時，眼睛不能直視太陽。 小琳這一組的做法 • 將指北針對準方位後黏貼固定，再將竿子立在方位盤上，並用棉線將小重物固定在竿子上，以確定竿子是否垂直於地面。觀察竿影，影子的相反方向就是太陽的方位角。

12. 太陽的觀測 • 再使用竿影用量角器測量棉線和影子的夾角，就是太陽的高度角了。 • 將另一條棉線固定在竿子頂端，從竿頂拉到竿影頂端。

13. 太陽的觀測 小喬這一組的做法 • 將指北針對準方位後黏貼固定，再將太陽觀測器專用量角器底部的一邊貼一小段吸管，用圖釘釘在竿子上，並固定在方位盤上。用棉線把小重物掛在圖釘上，以確定竿子是否垂直。

14. 太陽的觀測 • 小心轉動竿子，使量角器的影子變得細長，並且和竿影重疊，影子的相反方向就是太陽的方位角。

15. 太陽的觀測 • 再旋轉量角器，直到陽光透過吸管，在地面上顯現出圓圈形的影子，此時棉線所對準的量角器角度就是太陽的高度角。 • 讓我們用自製的觀測器實際測量太陽的方位角和高度角是多少？並記錄在習作裡。

16. 太陽的觀測 1-3 記錄太陽的位置 • 想一想，怎樣記錄一天中太陽在天空移動的路徑？

17. 觀察的日期、時間和地點一定要記錄。 太陽的方位角和高度角也需要記錄，還有⋯⋯ 太陽的觀測 • 說一說，太陽觀測紀錄表要記錄的項目有哪些？ • 請分組討論，設計製作一份太陽觀測紀錄表。

18. 太陽的觀測 • 選擇一個晴朗的天氣， 到戶外空曠的地方，每隔1小時記錄一次太陽的位置吧！

19. 時間(時) 8 9 10 11 12 13 14 15 16 太陽方位角(度) 110 120 135 165 190 220 235 245 255 太陽高度角(度) 31 43 56 64 68 63 53 41 29 太陽的觀測 • 你能根據下列的觀測紀錄表，說出太陽在天空中是怎樣移動的嗎？ 觀測時間 9 月 15 日 觀察地點 臺北市 仁愛國小操場

20. 時間(時) 8 9 10 11 12 13 14 15 16 90 80 太陽方位角(度) 110 120 135 165 190 220 235 245 255 70 太陽高度角(度) 31 43 56 64 68 63 53 41 29 60 50 40 30 20 10 250 260 270 280 100 120 130 140 150 160 230 240 110 170 180 190 210 220 200 太陽的觀測 • 想一想，有什麼方法或圖表，可以更清楚的表示太陽在天空中移動的路徑？ • 折線圖→表現太陽高度的變化 太陽高度角（度） 12時 11時 13時 ․ ․ ․ 10時 14時 ․ ․ 9時 15時 ․ ․ 8時 ․ 16時 ․ 太陽方位角（度）

21. 太陽的觀測 • 下面是翔翔根據前頁的觀測紀錄表畫出的一天中太陽位置變化的折線圖，說一說，你在圖中發現哪些訊息？

22. 太陽的觀測 1.一天中，太陽是怎樣移動的？ 2.一天中，太陽的高度角在什麼時候最高？ 一天太陽的移動路徑為由東向南再向西移動。 12時太陽高度角最高。

23. 太陽的觀測 1-4 不同季節的太陽位置 • 下面兩張日出照片是在同一個地方、不同日期拍攝的。觀察後比一比，這兩張照片有哪些相同的地方？有哪些不同的地方？ 6月20日 AM5:15 7月20日 AM5:23 • 每一天的日出和日落時刻，太陽的位置都會有一點改變，利用地面景物當參考體，相隔一段日期比較一次，就能看出太陽位置的變化了。

24. 太陽的觀測 • 下面是小東每月20日中午12點觀測太陽高度角的紀錄表，以及根據高度紀錄表畫出的折線圖。 地點：嘉義市

25. 太陽的觀測 • 右邊是小東根據前面高度角紀錄表所畫出的折線圖： ․ ․ ․ ․ ․ 太陽高度角（度） ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ 日期

26. 太陽的觀測 • 請參考小東的紀錄表和折線圖，討論下列問題。 哪個月份中午的太陽高度角最高？哪個月份中午的太陽高度角最低？ 6月太陽高度角最高，12月太陽高度角最低。 2.高度角最高的月份是什麼季節？高度角最低的月份是什麼季節？ 高度角最高的季節是夏季；高度角最低的季節是冬季。 3.一年中，太陽的高度角是怎樣變化的？ 一年中，太陽高度角從1月開始逐漸升高，6月時最高；然後逐漸下降，12月時最低。

27. 太陽的觀測 • 有人根據嘉義地區長期觀測紀錄，畫出下面的太陽四季運行軌跡圖。你能從這張軌跡圖中，發現哪些訊息？ ※在嘉義地區觀測時，夏至中午12時太陽的位置剛好在頭頂上，所以紀錄表上無方位角。

28. 太陽的觀測 一年中，嘉義地區太陽運行軌跡圖 1.春分、夏至、秋分、冬至這四天之中，哪一天中午12時太陽升得最高？這一天，日出於正東方嗎？日落的方位在哪裡？ 夏至最高；日出東偏北方；日落西偏北方。

29. 太陽的觀測 2.冬至這一天，太陽能升到人的頭頂嗎？日出、日落的方位分別在哪裡？ 太陽無法升到正頭頂；日出東偏南方；日落西偏南方。

30. 太陽的觀測 3.根據上圖，你能說出一年之間日出方位的移動情形嗎？想一想，太陽的運行具有規則性嗎？ 春、夏之間，日出方位由正東方向北移；夏、秋之間，日出方位漸漸回到正東方；秋、冬之間，日出由正東方向南移；冬、春之間，日出方位又漸漸回到正東方。

31. 春分（3月21日前後）、秋分（9月21日前後）日出位置在正東方；日落位置在正西方；正午時太陽比夏至低，一年中白天和晚上一樣長。春分（3月21日前後）、秋分（9月21日前後）日出位置在正東方；日落位置在正西方；正午時太陽比夏至低，一年中白天和晚上一樣長。 • 歸納整理： 冬至（12月21日前後）日出位置在東偏南方；日落位置在西偏南方；正午時太陽高度最低，太陽在天空中運行路線最短，所以一年中白天最短。 夏至（6月21日前後）日出位置在東偏北方；日落位置在西偏北方；正午時太陽高度最高，太陽在天空中運行路線最長，所以一年中白天最長。

32. 補充資料 • 地球繞太陽公轉時，轉軸傾斜23.5度，形成春、夏、秋、冬四季

33. 補充資料 • 中國24個節氣

34. 補充資料

35. 北極點 夜晚 赤道 白 天 北回歸線 太陽光 南回歸線 南極點 補充資料 1.陽光直射北回歸線，影子最短， 太陽高度角最高。 2.陽光斜射南回歸線，影子最長， 太陽高度角最低。 3.北半球是夏至， 氣溫高；南半球 是冬至，氣溫低。

36. （3/21、9/21） 66.5°（90-23.5） （6/21） 90° （12/21） 43 ° （66.5-23.5）

37. 太陽的觀測 2-1 太陽和我們的生活 • 植物不需要進食就能長大，這是因為綠色植物會利用陽光製造養分，供給本身成長所需。如果沒有陽光，地球上的植物就無法生存了。

38. 太陽的觀測 • 除了自然界的動、植物必須仰賴太陽生存之外，我們的日常生活中也有利用太陽來進行的事情嗎？ 太陽的熱能可以殺菌，並使溼棉被較快變乾。 太陽可以晒乾食物，延長保存期限。

39. 太陽的觀測 • 太陽每天規律的升落，影子的方位和長度也呈規律的變化，古人利用這樣的原理發明了日晷，從晷針影子投射在盤面上的方位與長度，即可判斷當時的時刻。 晷針

40. 太陽的觀測 • 隨著科技進步，科學家利用太陽能發電，以節省能源。你知道有哪些生活用品或產品，是利用太陽能發電呢？ 人造衛星上的太陽能板 太陽能熱水器

41. 太陽的觀測 • 歸納： • 太陽提供熱能、照明與維持生物作息規律。 • 太陽能是無污染的綠色資源，應多加研究發展太陽能發電用品。 太陽能計算機 太陽能路燈

42. E N D ！