正午太陽(yáng)高度的測(cè)量

郭紅鋒

一、太陽(yáng)高度

太陽(yáng)高度聽(tīng)起來(lái)說(shuō)個(gè)長(zhǎng)度單位，我們經(jīng)常能在文學(xué)作品里看到描寫(xiě)太陽(yáng)的語(yǔ)言，如“一竿子高”“兩竿子高”“日上三竿”等。不過(guò)，千萬(wàn)不要理解為是用竿子去測(cè)量太陽(yáng)有多高哦！

咦？不是用竿子，那要用什么米測(cè)量呢？我們要用三角形的原理來(lái)測(cè)量太陽(yáng)高度角。

如圖1所示，用粉色、藍(lán)色、綠色系列的竿子去測(cè)量一竿子高的太陽(yáng)高度，都會(huì)得到同樣的太陽(yáng)高度角，即：

ZHOA=∠HOA=∠HOA

同樣，如圖2所示，用粉色、藍(lán)色、綠色系列的竿子去測(cè)量?jī)筛妥痈叩奶?yáng)高度，也會(huì)得到同樣的太陽(yáng)高度角，即：

ZHOB=∠HOB=∠HOB

同理，如圖3所示，用粉色、藍(lán)色、綠色系列的竿子去測(cè)量三竿子高的太陽(yáng)高度，其太陽(yáng)高度角就足：

ZHOC=∠HOC=∠HOC

所以，在天文學(xué)里，太陽(yáng)高度實(shí)際上是角度的意思，即太陽(yáng)高度角，指太陽(yáng)光的入射方向和地平面之間的夾角。

二、正午太陽(yáng)高度

一天中的太陽(yáng)高度是不斷變化的，能夠指示我們時(shí)間的變化，也能夠告訴我們地面吸收太陽(yáng)熱量而產(chǎn)生的溫度變化等，所以測(cè)量一天中太陽(yáng)高度的變化數(shù)據(jù)，有很多實(shí)用價(jià)值。

正午太陽(yáng)高度，是一天中太陽(yáng)最高的時(shí)刻，也是一天中太陽(yáng)高度角最大的時(shí)刻，還是一天中太陽(yáng)的影子最短的時(shí)刻。測(cè)量正午太陽(yáng)高度角，能指示更多太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的信息，例如太陽(yáng)視運(yùn)動(dòng)的軌跡等。

我們這一次的活動(dòng)就帶領(lǐng)同學(xué)們來(lái)進(jìn)行正午太陽(yáng)高度角的測(cè)量。因?yàn)橛昧拷瞧髦苯訙y(cè)量太陽(yáng)高度角度并不方便，而且精確度不高，所以我們要通過(guò)測(cè)量正午太陽(yáng)影子的長(zhǎng)度，然后用三角關(guān)系來(lái)計(jì)算出角度，這同樣可以得到正午太陽(yáng)高度角的數(shù)據(jù)。

三、測(cè)量準(zhǔn)備

1.利用自然垂直地面的豎桿（電線桿、旗桿、欄桿、門窗框）等在地面的投影；

2.利用家里（教室、大廳等）朝南的窗戶射入的太陽(yáng)光線在地上的投影；

3.如果是朝南的大片玻璃窗，就可以在中間貼一條黑膠布，代表竿子，其投影也可以落在地面上；

4.把大約10張A4白紙用膠條連接（可折疊），做成一條紙帶子；

5.用指南針或手機(jī)上的指南針功能大概找一下南北方向；

6.把做好的紙帶展開(kāi)，沿南北方向，即正午（12點(diǎn)左右）太陽(yáng)影子投射方向鋪開(kāi)（這個(gè)方向是鋪紙帶的方向，一經(jīng)確定就不要改變）；

7.在地面上畫(huà)好鋪放紙帶的方向和位置記號(hào)，以便下次鋪開(kāi)放在同一位置（參考圖4）。

四、測(cè)量記錄

1.

每天正午（12點(diǎn)左右），觀察太陽(yáng)照射竿子的影子，當(dāng)影子基本與紙帶平行時(shí)，在紙帶上的竿影頂端劃一橫線做記號(hào)（參考圖5、圖6）；

2.

用尺子測(cè)量每天正午太陽(yáng)影子長(zhǎng)度，觀察其變化（冬長(zhǎng)夏短，漸漸變化）；

3.

如遇雨雪陰天天氣，可以不做，但注意測(cè)量冬至、夏至、春分、秋分這四個(gè)節(jié)氣前后的數(shù)據(jù)；

4.

注意：竿高要從地面（即紙帶平面）開(kāi)始量；

5.

注意：如果在玻璃窗上貼黑膠布，影長(zhǎng)應(yīng)該從窗玻璃的位置開(kāi)始量，如有窗臺(tái)應(yīng)加上窗臺(tái)厚度；

6.

請(qǐng)把記錄數(shù)據(jù)填寫(xiě)到表格里，發(fā)送至郵箱chjnahou@bao.ac.cn和jswzkxsn2011@126.com，記得每月上交一次哦！