选题目的
如何测某地的正午太阳高度角?如果用常规方法,就要在正午时分测得垂直于地面的木竿及其影子的长度,再通过三角函数计算其角度。让我们来分析一下其中的不足之处。
第一,你必须保证这根木竿绝对垂直于地面,这里可能产生误差;第二,实验中要测量长度必有误差;第三,计算可能会出错;第四,测量过程需要多名同学合作,费时费力。
最重要的一点,你要保证测量时间恰好是正午时分。那么,你的手表要和北京时间分秒不差,再通过地理知识计算当地正午时的北京时间。期间还要明确知道测量地点的纬度,步骤繁琐。
研究思路
怎样才能简单而又准确地测量正午太阳高度角呢?经过思考,我制作了此测量仪。其中的指南针帮你找到太阳的方向,当太阳位于正南时,便是正午时分。简单操作一下木棒,当影子最小时木棒与太阳光平行,这时就可以读出固定在木棒上的表盘读数。操作简单,误差小,测量结果直观。
经过专利检索等途径,我并没有发现一种仪器可以准确简单地测量太阳高度角。经过思考,我制作了这个测量仪。
使用方法
它由两个底盘,一个木支架,一根木棒和一个表盘组成。大盘上固定着一枚指南针,并标有东西南北的方向。通过指南针使大盘正确指示东西南北而固定。转动小盘,使木棒指向太阳,此时小盘上的指针所指的就是太阳的方向。当太阳位于正南时即正午时分,调节木棒角度,使它的影子最小。此时木棒与太阳光平行,固定在木棒上的表盘显示的就是正午太阳高度角。
这是一件实用性非常强的发明作品,用它可以轻而易举地测出太阳高度角,给教学带来方便,从中也可以看出学生无穷的创造力。
(宁纪功)