活动主题日晷与竿影【推荐-】

1、活動主題：活動主題：日晷與竿影日晷與竿影我們的理念：我們的理念：鼓勵家人一起遊戲、活動和服務，增進彼此的互動與親密，鼓勵家人一起遊戲、活動和服務，增進彼此的互動與親密，同心建造健康和諧、溫暖有愛的社會。同心建造健康和諧、溫暖有愛的社會。 我們的特色：我們的特色：以生活體驗分享為重點，取代知識性的傳遞，以生活體驗分享為重點，取代知識性的傳遞，從活動、聯誼、服務中成長散發和諧家庭的氣氛從活動、聯誼、服務中成長散發和諧家庭的氣氛 。講員：陳輝樺陳輝樺 國立自然科學博物館展示組金山鄉合家歡協會合家歡協會三和國小放眼天文、熱愛自然放眼天文、熱愛自然天文營課程 活動內容摘要活動內容摘要一、一、認識認識光影

2、光影二、二、認識認識地球的自轉地球的自轉三、認識認識太陽的影子太陽的影子四、辨識各類型日晷日晷五、動手做動手做各類型日晷日晷六、尋找尋找北北方方、擺置、擺置日晷日晷認識認識光影光影光源與物體影子會同時呈現在物體的兩側光源與物體影子會同時呈現在物體的兩側古埃及日晷古埃及日晷地球是怎麼自轉的地球是怎麼自轉的 ? ? 在天文學中，一般是從星空中的不動點現今位處於北半球者，是可以在北極星附近找到此點定義出南北方位正是地球自轉軸的指向。科學家告訴我們地球自轉的方向正如右手所示：以你矗立的右手姆指代表地球自轉軸指向北極，其餘四根指頭彎曲的方向就表示地球自轉的方向。一天的定義一天的定義 依據天文學家的定依據

3、天文學家的定義，太陽系的行星本身義，太陽系的行星本身自轉一圈，稱為此行星自轉一圈，稱為此行星的一天。換句話說，的一天。換句話說，地球自轉一圈地球自轉一圈就是就是地球的一天，也就地球的一天，也就是一晝夜的時間長是一晝夜的時間長度。度。12 12 時辰的定義時辰的定義 什麼叫作一天(或稱為一晝夜) 呢? 我們假设依據自然的規律現象來定出淺顯易懂的共同溝通語言，最容易被接受和流傳。因此在時間方面，先民們已是依據正中午 (圭表儀上太陽影子北指時) 到下一個正中午定義為 12 時辰。我國西周就已實施用子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥等 12 地支來標示一天當中的不同時間。以12支、四維和八

4、干表示的 24 方位。方位和時間有著什麼關聯？太陽的影子：太陽的影子：月相月相月相變化月相變化月相變化月相變化的原因的原因 太陽的影子：太陽的影子：日食日食日食日食太陽的影子：太陽的影子：月食月食請注意 :月食過程中顏色的變化 。月食月食：月球為什麼月球為什麼紅紅了臉了臉 ? ? 圭表圭表 圭表和日晷圭表和日晷 (Sun Dial) (Sun Dial) 都是以太都是以太陽為觀測目標的計時儀器，它們的結陽為觀測目標的計時儀器，它們的結構簡單，是我國流傳於世的最古老的構簡單，是我國流傳於世的最古老的天文儀器。所謂的天文儀器。所謂的表表，最初就是，最初就是一根直立於平地上的竿子或石柱。可一根直立於

5、平地上的竿子或石柱。可依據影子的方向和長短定出方向、節依據影子的方向和長短定出方向、節氣、時刻、地域等。圭表是由直立於氣、時刻、地域等。圭表是由直立於平地的表和一個正南北指向平放的尺平地的表和一個正南北指向平放的尺 ( (圭圭) )組成。最晚大約在春秋中葉，利組成。最晚大約在春秋中葉，利用圭表測量日影，已經是制定曆法的用圭表測量日影，已經是制定曆法的重要方法了；而利用此法所測定出的重要方法了；而利用此法所測定出的回歸年回歸年長度為長度為 365.25365.25日日。 圭表圭表和日晷和日晷 日晷，如以赤道式日晷為日晷，如以赤道式日晷為例，它由一根永遠指向北極例，它由一根永遠指向北極的的晷針晷針

6、和以晷針為圓心和以晷針為圓心的石質的石質晷面晷面組成，晷面組成，晷面刻有放射狀方位線，根據針刻有放射狀方位線，根據針影與方位線重合情況的觀察影與方位線重合情況的觀察結果，就能知道當時的時間。結果，就能知道當時的時間。 日晷日晷 各種類型的日晷各種類型的日晷各類型的日晷與緯度關係赤道式日晷地平式日晷懸掛式日晷黃道 12 宮 黃道黃道 12 12 宮是黃道宮是黃道通過的通過的 12 12 個星座。當地球個星座。當地球繞太陽公轉時，太陽看起來繞太陽公轉時，太陽看起來會在這些星座構成的背景前會在這些星座構成的背景前移動，移動的軌跡就稱為移動，移動的軌跡就稱為黃道。從圖示，可看出黃道。從圖示，可看出黃道

7、黃道 12 12 宮是代表一年中，宮是代表一年中，從我們生活的地球上看太陽從我們生活的地球上看太陽在星空中規律地運行的背景在星空中規律地運行的背景星座而已，並沒有任何神秘星座而已，並沒有任何神秘的力量。的力量。 地球除了有自轉外，也有著地球除了有自轉外，也有著繞行太陽公轉的現象。實際繞行太陽公轉的現象。實際上上地球繞行太陽公轉一圈的地球繞行太陽公轉一圈的時間時間約為約為 365.2422365.2422 日，我日，我們定義這個規律的周期為一們定義這個規律的周期為一個回歸年。正因為這個個回歸年。正因為這個回歸年的時間長度不是正好回歸年的時間長度不是正好為整數，所以我們以平年為整數，所以我們以平年

8、365 365 日和閏年日和閏年366 366 日來日來描述一年的長短。描述一年的長短。 一一年年的定義的定義規律性規律性的的啟蒙啟蒙 巨石、迷宮探秘巨石、迷宮探秘 遠古各部落的人們，觀天是他們生活的部份。遠古各部落的人們，觀天是他們生活的部份。天文考古發現，在尚無文字的史前時期所留下的遺天文考古發現，在尚無文字的史前時期所留下的遺跡中，不少與天文有關。先民由白晝時間最長的日跡中，不少與天文有關。先民由白晝時間最長的日子夏至、最短的日子冬至和晝夜時間對分子夏至、最短的日子冬至和晝夜時間對分時刻春分和秋分標記出季節的變換，來決定狩時刻春分和秋分標記出季節的變換，來決定狩獵計劃的簡易曆法。除了這些

9、週期性外，重大天象獵計劃的簡易曆法。除了這些週期性外，重大天象發生時和太陽、月亮、星辰的昇降位置也在部落的發生時和太陽、月亮、星辰的昇降位置也在部落的歷史裡記載著。歷史裡記載著。 規律性規律性的的啟蒙啟蒙 英國沙丁堡古代巨石陣英國沙丁堡古代巨石陣 1965 1965 年，在年，在?Stonehenge?Stonehenge解解碼碼? ?一書中提及，可能是建於公一書中提及，可能是建於公元前元前 2800 2800 年至公元前年至公元前 1075 1075 年間青銅器時代的英國南年間青銅器時代的英國南部沙丁堡巨石陣之考古推部沙丁堡巨石陣之考古推測。所謂巨石陣是英國古代巨測。所謂巨石陣是英國古代巨石

10、建築遺址，石建築遺址，1740 1740 年已被提出年已被提出它的東北向排列堆砌與指示一它的東北向排列堆砌與指示一定季節的日出、日落方位有關，定季節的日出、日落方位有關，甚至它們可預言著月食的發生。甚至它們可預言著月食的發生。 蘇格蘭之西的海布里地Hebrides路易斯島西北方海岸，因位處高緯度，以致於難得能見到月球的蹤跡。現仍留有先民建築的石柱群，據證顯示出由石柱北方向南望，呈現出每 18.6 年週期的月亮在它最北方重要的停滯路徑，看來像似說明每 18.6 年月亮會從地球此處誕生一次。 規律性規律性的的啟蒙啟蒙 大角大角Big-HornBig-Horn魔輪魔輪 位於美國俄明州的一個位於美國俄

11、明州的一個著名印第安人古蹟大角著名印第安人古蹟大角Big-Big-HornHorn魔輪，它是石塊在地面上魔輪，它是石塊在地面上排成一個直徑約排成一個直徑約 27 27 米圓，中心有米圓，中心有一個直徑約一個直徑約 4 4 米的圓錐形石堆，米的圓錐形石堆，還有還有 28 28 根用石塊排成的參差不齊根用石塊排成的參差不齊其的輻條，從中心一直到輪邊據考其的輻條，從中心一直到輪邊據考察，它的排列和某些天文現象如夏察，它的排列和某些天文現象如夏至日太陽的升起落下的方向，以及至日太陽的升起落下的方向，以及獵戶座參宿七、金牛座畢宿獵戶座參宿七、金牛座畢宿五、天狼星等升起點有關聯。有五、天狼星等升起點有關聯

12、。有學者指出這些的標記，可能和當時學者指出這些的標記，可能和當時的打獵、植樹、收成、紀念日等重的打獵、植樹、收成、紀念日等重要計畫的擬定有關。如此和星空有要計畫的擬定有關。如此和星空有關的建築和儀式在美洲原住民中常關的建築和儀式在美洲原住民中常可發現。可發現。 規律性規律性的的啟蒙啟蒙 愛爾蘭 Co. Meath 山坵內的 Newgrange 建築，已有 3 萬 4 千年歷史，是世上最古老建物之一。是傳說中光神住宿的地方，指示著冬至時太陽升起的位置。當冬至當日，太陽升起時，陽光會由洞口、穿透 19 公尺長的通道，直達洞底的石塊。而石塊上所刻畫的，可能是與太陽有關的三個螺旋狀迴紋圖案。 規律性規

13、律性的的啟蒙啟蒙 墨西哥的奇城伊塔墨西哥的奇城伊塔 (CHICHEN ITZA) (CHICHEN ITZA) 建於公元前建於公元前 600 830600 830年間，是馬雅年間，是馬雅時期重要的儀式中心。它建物階梯形時期重要的儀式中心。它建物階梯形成的外觀像似蝸牛的螺旋狀外殼，是成的外觀像似蝸牛的螺旋狀外殼，是地平面上依天文觀測而建的穩固建築，地平面上依天文觀測而建的穩固建築，它有著兩重的垂直層層排列的台階，它有著兩重的垂直層層排列的台階，支撐住柱形的高塔，塔頂開了三個眺支撐住柱形的高塔，塔頂開了三個眺望窗戶。奇城伊塔的羅旋樓梯平面顯望窗戶。奇城伊塔的羅旋樓梯平面顯現它在現它在夏至夏至、冬至

14、冬至時可看到的太陽升時可看到的太陽升起和落下的情景。在奇城伊塔中的依起和落下的情景。在奇城伊塔中的依卡司提羅卡司提羅 (EI CASTILLO) (EI CASTILLO) 的角錐結構，的角錐結構，在在春分春分、和、和秋分秋分時刻會呈現出特殊的時刻會呈現出特殊的太陽投影情景。太陽投影情景。 規律性規律性的的啟蒙啟蒙 天文教材天文教材 創意實作創意實作 圭表圭表 特別仿古法來設計圭表特別仿古法來設計圭表模型。此模型特徵為：模型。此模型特徵為： 1.表垂直矗立固定於圭上。表垂直矗立固定於圭上。 2.表高凸出圭的高度，表高凸出圭的高度，古制為古制為 8 古尺，約古尺，約196.2 公分公分) 約約

15、x 公分。公分。 3.圭面配合研習所在的緯圭面配合研習所在的緯度，刻有夏至、度，刻有夏至、7 月月5 月、月、8 月月4 月、秋月、秋分春分、分春分、10 月月2 月、月、 11 月月1 月、月、冬至的影子刻度。冬至的影子刻度。 4.圭面中央由北而南有溝圭面中央由北而南有溝槽，古時注入水觀其水槽，古時注入水觀其水面，以此法定出水面，以此法定出水平。平。 各式的日晷各式的日晷 日晷就是利用日晷就是利用表表影的影的方位變化方位變化來測定每天的時刻。來測定每天的時刻。日晷日晷是由一根是由一根晷針晷針和刻有時刻的和刻有時刻的晷面晷面所所組成。依晷面所放位置和方式的不組成。依晷面所放位置和方式的不同，日

16、晷可分成同，日晷可分成地平日晷地平日晷(晷面晷面水平放置而晷針指向北極，其晷面水平放置而晷針指向北極，其晷面和晷針夾角就是當地的地理緯度和晷針夾角就是當地的地理緯度) 、赤道日晷赤道日晷(晷針平行地球自轉軸晷針平行地球自轉軸而晷面呈現北低南高狀擺放，而晷面呈現北低南高狀擺放，其晷其晷面和晷針垂直面和晷針垂直) 、立晷立晷(晷面平晷面平行卯酉面行卯酉面)、斜晷斜晷(晷面置於任何晷面置於任何其它方向其它方向) 等。等。天文教材天文教材 創意實作創意實作動手做動手做赤道式赤道式日晷日晷 赤道式日晷赤道式日晷 特別仿古法來設計特別仿古法來設計赤道式日晷赤道式日晷，其特徵如，其特徵如下：下： 1.1.晷

17、面晷面圓底直徑圓底直徑 x x 公分，等分畫上公分，等分畫上 24 24 條輻射直條紋。條輻射直條紋。 2.2.晷針晷針長度約長度約 y y 公分。公分。 3.3.晷針晷針穿過穿過晷面晷面中央，固定垂直於中央，固定垂直於晷面晷面。 4.4.以研習地點所在緯度為準，讓以研習地點所在緯度為準，讓晷面晷面與地與地面夾角為面夾角為去極度去極度。 5.5.擺設時，讓擺設時，讓晷針晷針指上指上北極北極，晷面晷面在在平行平行地面地面的水平刻度各標示的水平刻度各標示 6 6、晷面晷面和和地面地面最最接近點標示接近點標示 12 (12 (午午) )。動手做動手做地平式地平式日晷日晷懸掛式日晷懸掛式日晷立晷立晷斜

18、晷斜晷各式的日晷各式的日晷 天文教材天文教材 創意實作創意實作尋找北方、擺置日晷&bsJ#7oEV2jAR-fwM%arIZ6nDU1izQ)euL$9qHY5lCT0hyP(ctK!8pGX3kBS+gxO&bsJ#7oFV2jAR-fwM%arIZ6nDU1izQ)euL$9qHY5mCT0hyP(dtK!8pGX4kBS+gxO*bsJ#7oFW2jAR-fwN%arIZ6nEU1izQ)evL$9qHY5mCT0hyP(dtK!8pGX4kBS+gxO*bsJ#7oFW3jAR-fwN&arIZ6nEV1izQ)evM$9qHY5mDT0hyP(duK!8pGX

19、4lBS+gxO*csJ#7oFW3jAR-fwN&arIZ6nEV1izQ)evM%9qHY5mDU0hyP(duL!8pGX4lCS+gxO*ctJ#7oFW3kAR-fwN&brIZ6nEV2izQ)bsIZ6nEV2jAQ)evM%arHY5mDU1iyP(duL$9pGX4lCT0gxO*ctK!7oFW3kBS-fwN&bsJZ6nEV2jAQ)evM%arHY5mDU1iyP(duL$9qGX4lCT0hxO*ctK!8oFW3kBS+fwN&bsJ#6nEV2jAR)evM%arIY5mDU1izP(duL$9qGX4lCT0hxO*ctK!8o

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