高中物理读懂影子

1、高中物理读懂“影子”学生测量物体在阳光下的影子的报告实验时间：2004年11月13日实验器材：竹筷1支、白纸一张、直尺、铅笔、钟表、指南针、数码照像机2004年11月13日，艳阳高照，正好是观测物体在阳光下的影子的大好时机。我们分作三组，从9: 16到17: 16,大约每隔一小时观察一次。我们按老师的要求，在观察前先设计实验方案，再讨论了实验中应注意的事项，尽可能把一些细节想 清楚。实验步骤：1、找一张大白纸，将一高度适当的锥状物体垂直立于白纸中心，并作好记号。2、每隔一段时间，由杨智淙用直尺和铅笔在白纸上绘出物体的影子，测量其长度，并记录当时的时亥黑同时由郭毕 MINGS行摄影。3、随着时间

2、的推移，在实验中，我们原先测量的地方几次被建筑物的影子遮住，我们准备了指南针， 在“搬家”的时候保持了测量方位的一致。注意事项：1、测量地点宜选择较为空旷的地方，确保任何时刻都不会被建筑物的影子遮挡，如确实须更换实验 场地，一定要注意保持原来的方位。2、准备的实物不要太长，以免影子“跑出了”纸张。3、在每次拍摄时注意保持同一角度，最好是摄影角度与地面垂直。在这次实验中，我们采取了分工合作的方式，几组人员同时进行实验，最后将实验数据汇总，相互印 证。在写实验报告时，李媛负责上网查找有关资料，进行数据处理；张艳妮运用几何画板对影子进行综合 处理。最后大家共同讨论完成实验报告。在写这份报告时，我们经

3、常聚在一起与叶老师讨论，并就一些问 题向地理老师请教。以下是我们这次实验的结果：如图，反映的是长为5cm勺物体直立于点 O寸，在一天的不同时刻的影长。（俯视图）影长（cm）8.026.014. 664.296.219.0119.50（注：由于早、晚光线较弱，中途太阳被云遮住，竿影不清晰，所以有些时刻的影子没有记录下来；由于我们的设备不够完善，数据可能会有一些误差。）实验分析：太阳光可以看成是平行光线 ，影子的方向和太阳的方位正好相反。在观测中，我们可以看到，竿影在 不同时刻，方位和影长都在不断发生变化。影子由长变短，再由短变长，由西方向东方移动，中午的影子 偏向北方。测量的时间间隔大致相等时，

4、影子的移动的角度也大致相同，我们还发现大约在12:20 12:30,杆的影长最短。我们深圳地处北纬 22度27分至22度52分，所以太阳在这个季节（11月份）不可能出现在头 顶的正上方，也就是说：杆影不会消失，变成一个点同实物的底端重合。在深圳，我们每天看到太阳由东方的地平线升起，在偏南的天空缓缓地升高，到正午时刻刚好高挂偏 南方的天空，这时达到最高点；然后慢慢向西方下移，最后消失在西方的地平线。而实际上太阳并没有从 东往西移，而是地球由西往东自转。地球二十四小时自转一周，所以看起来好象是太阳从东方升起，中午 时到达头顶的南侧，然后向西方落下。通过上述实验，我们就不难理解我国古代的人们利用日思

5、测定时刻的 的“原理” 了。日思是我国古代利用日影测定时刻的仪器，它由“署面”和“署针” 组成。当太阳光照在日署上时，“署针”的影子就会投向“辱面”。随着 时间的推移，“思针”的影子在“署面”上慢慢地移动，以此来显示时刻。 我国现在使用的计时是北京时间，为国际东8时区，即东经1 2 0度的地方时。现在人们所称的半夜1 2点，古时称为子时。由于日思计时是依据当地的地理位置，因此这种方法所测的时间是地方时。地方时中，经度 每向西1度，所测得时间就会向后推迟4分钟；向东1度则提前4分钟。在不同的地理位置测量出来的子 时，换算成现在的北京时间会各不相同：上海为1 1点5 4分（半夜），北京为1 2点1

6、 4分，广州为1 2点2 5分，重庆为1 2点5 4分。在地球各地，除非纬度相同，否则同一天太阳出没的时间均不相同。在春分后、秋分前，北纬越高的 地方，太阳出来的时间越早，隐没的时间越晚；而在秋分后、春分前则反之。这就是为什么在夏季人们感 到白昼时间长、在冬季感到白昼时间短的缘故。如果在北纬。度处，某一天的日照时间为 t小时，那么同一天在南纬 。度处，日照时间即为（24-t ） 小时。若在赤道上，t=24-t ,所以每天的日照时间t都是12小时。地球上大部份地区太阳很少出现在头顶。在南、北回归线上，一年只有一次机会。在热带（南、北回 归线之间）区内，一年有两次。在热带以外，一次机会都没有。所以我们可以说太阳是偏离头顶的。而偏 离的角度天天不同。在春分或秋分的正午，这两天太阳偏离头顶的角度就是日思所在地的纬度。在南极和北极，4=90。，所以在那两天正午，那儿的人见到太