和爸妈一起做实验：制作日晷

本文由公众号 “把科学带回家”提供
给孩子最好的科学教育

▲故宫里的日晷 图片来源：Sputnikcccp

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？

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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，打开链接：

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°

Step 2

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。

 使用方法 

图片来源：S&T, Tony Flanders

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！

说明

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。

 这是怎么回事？  

▲ 日晷指针平行于地球自转轴

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。

 小问题 

图片来源：S&T, Tony Flanders

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？

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