日晷、月相成因和太阳高度
1.实验材料配置
多用底座1个，立柱一个，连接片1个，日晷盘1张，角度盘1张，指南针1个，半月球2个，背光照1个，孔心扣1个，十字框架1个，承阴板1个，连接杆1个，牙签1支，螺丝1套，连接底板1个，地球形片1个，透明半球1个，小底座1个，双面胶片少许，人物图片1张。
2.观察物体的影子
把大立柱安装在多用底座上，把底座放在一张白纸上，做一个简易的日影观测仪。然后把它放在始终能照到阳光的地方。先看看太阳在什么方向，量量立柱影子的长度是多少，记录下来，观察一天中太阳的影子是怎样的？
通过观察我们知道阳光下直立物体的影长，在一天中的变化是有规律的，由早晨到中午逐渐变短，正午时最短，正午之后逐渐变长，每天都是这样。
3.现在我们都知道了影子的变化，那么为什么阳光下物体的影长，在一天中会有长短的变化呢？每天，我们看到太阳在天空中不仅有方向的变化，还有高度的变化。阳光下物体的影长在一天中的长短变化，是由于太阳高度的变化引起的。那么什么是太阳高度？太阳高度是怎样变化的？下面我们来做一个实验了解一下
（1）制作太阳高度测量仪
①先把大立柱安装在多用底座上， 把十字框架和承阴板安在连接片的两端（注：十字框架要安在连接片的有孔的一端）用螺丝把组装好的连接片和角度盘固定在大立柱上（注意角度盘上的黑线一定要和大立柱处在一条直线上，可以用双面胶片固定住）。这样简单的测量太阳高度的装置就算完成了，如图所示
②测量的时候要注意，必须把连接片调整成十字框架的影子落在承阴板的十字框中，这样测量的高度才是正确的。观察测量一天中的不同时刻太阳高度有什么变化，对比一下一天中物体影子的长短你发现了什么？能说明什么？
总结：在同一时刻，太阳高度越大，阳光下直立物体的影子越短；太阳高度越小，阳光下直立物体的影子越长。根据这个道理，我们可以通过测量阳光下直立物体的影长，测量当时的太阳高度。
太阳高度可以用人看太阳的视线与人的水平视线之间的夹角来表示。夹角大，太阳高度大；夹角小，太阳高度小。
（2）想一想,做一做
还有什么方法可以测量太阳高度？太阳高度的变化和气温变化有关系吗?
4.了解日晷
日晷又称“日规”，日晷中的“日”指的是太阳，而“晷”则是指影子，早在两千多年前，中国人已经懂得使用日晷了，它是我国古代利用日影测得时刻的一种计时仪器。身为现代人的你是否了解这个结构简单却含有许多科学原理的日晷呢？
（1）组装简易的日晷
①利用测量太阳高度的装置，把孔心扣扣在日晷盘上，把牙签插在孔心扣上，再把准备好的日晷盘安装在承阴板上，在旁边放一个指南针，根据指南针的南北指向，把日晷盘调成呈南高北低的形状，这样牙签的上端正好指向北天极，下端正好指向南天极。简单的日晷就组装成了，如图所示
②在这个装置中我们把日晷盘叫做晷面，把牙签叫做晷针或者表，在晷面上有12个大格，每个大格代表2小时，当太阳光照在日晷上时，晷针的影子就会投向晷面，太阳由东向西移动，投向晷面的晷针影子也慢慢地由西向东移动。请同学们观察一下在不同的时刻太阳的影子投在晷面上的刻度是怎么样的？现在你能解说古代把日晷当做计时仪器的科学原理了吗？
实验总结：因为晷面有刻度。于是，移动着的晷针影子好像是现代钟表的指针，晷面则是钟表的表面，以此来显示时刻。早晨，影子投向盘面西端的卯时附近。接着，日影在逐渐变短的同时，向北（下）方移动。当太阳达正南最高位置（上中天）时，针影位于正北（下）方，指示着当地的午时正时刻。午后，太阳西移，日影东斜，依次指向未、申、酉各个时辰。
（2）注意：由于从春分到秋分期间，太阳总是在天赤道的北侧运行，因此，晷针的影子投向晷面上方；从秋分到春分期间，太阳在天赤道的南侧运行，因此，晷针的影子投向晷面的下方。所以在观察日晷时，首先要了解两个不同时期晷针的投影位置。
（3）关于日晷
日晷本义是指日影，是使用太阳的位置来测量时间的一种设备，主要由一根投射太阳阴影的指标、承受指标投影的投影面 (即晷面) 和晷面上的刻度线组成。最常见的设计，也就是最普通的，就是所谓的庭园日晷，让日影投射在一个标有时刻的平面上，当太阳移动时，影子所指示的时间也跟著变动。其实，日晷可以设计在任何物体的表面上，让固定的指针产生阴影来测量时间，因此日晷有许多种不同的形式，基本上可以分为地平式日晷、赤道式日晷、子午式日晷和卯酉式日晷等等。
5.月相成因
（1）观察、讨论、分析
①根据你过去的观察说一说，在一天中的不同时刻，月球在天空中的方位是怎样的变化的？每天都是这样吗？你认为这种变化是怎么产生的？（就像太阳东升西落一样，是由于地球自转产生的。）
②在不同日期的同一时刻，月球在天空中的方位是怎样变化的？（自西向东移动）这说明什么？（月球在自西向东运动）这种变化会不会是由于地球自转或公转产生的？为什么？（地球自转和公转的方向也是自西向东）
③每月的上半月，我们看到月球在地球上空沿弧线自西向东运动；下半月，我们仍然看到月球在地球上空沿弧线自西向东运动。这说明什么？（说明月球在围绕地球转动，转动的方向是自西向东。）每个月都是这样吗？这说明什么？（这也说明月球在绕地球运动，只有这样，上述现象才能循环出现。）
通过以上分析可以知道，月球总在围绕地球转动，月球的这种运动叫做公转，公转的方向是自西向东。平均公转周期 27天7小时43分11.559秒。
（2）我们能观察到天空中的月球有时候比较圆，而有时候只有比较小的一部分。我们把月球在这种圆缺变化过程中出现的各种形状叫做月相。那么你知道是什么原因让月球出现月相这一现象的吗？通过实验来回答这个问题
①把两个半月球扣在一起，组成一个圆月球，背光照扣在圆月球上；把地球形片安装在小底座上，再一起装进透明半球内，连接杆的一端通过透明半球上的小孔插在小底座的小孔里，然后把连接底板扣在透明半球上；先把做好的圆月球装在连接杆的另一端，把人物图片安在与月球相对的一端的小底座上。简单的实验装置就做好了，把它放在月球成像的图纸上，按照月球绕地球转动的方向(自西向东)转动，站在人物图片的角度观察月球在各个时间段成相的形状是怎样的？把结果记录下来
总结：月球是一个不会发光、不透明的球体，我们看到的月光是它反射太阳的光。朝着太阳的一面是明亮的，背着太阳的一面是黑暗的。月球在公转过程中，由于观察的角度不同，向着地球的一面有时全部是明亮的，有时明亮部分大于黑暗部分，有时明亮部分与黑暗部分各半。有时明亮部分小于黑暗部分，有时全部是黑暗的。这样，在地球上就会看到有月相变化。月相有规律的变化叫做月相变化。
（3）做一做
搜集有关月球的资料，和同学相互交流记录在自己的科学资料里。
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