针孔日晷_课外实验-查字典物理网

日晷是根据太阳位置测量时间的工具，通过实际制作和测量，可以对有关天文学知识有更深入的认识，因此把制作日晷，测量时间作为课外活动或科技小制作的一个项目，是很有意义的。日晷的种类很多，不能—一列举，仅选一例，供读者参考。

针孔日晷是通过太阳的针孔像测出太阳的高度角来测定时间的。其优点是不需要事先测定正南北方向，因此使用起来十分方便。

【制作方法】

1．用一张白卡片纸，按图1．7－1左方所示的尺寸，剪制转尺、水平尺、刻度盘和垫圈。铆钉孔的大小按所采用的铆钉而定。转尺上的针孔和太阳像的标定位置，要同两个铆钉孔放在同一直线上。水平尺的铆钉孔要与水平尺的上边缘在一直线上，然后将转尺两端沿虚线向同一侧折起，与尺身成直角，如是太阳光即可经针孔成像在其标定位置上。

2．将图1．7－1右方的刻度用半透明的纸描下来，贴到刻度盘上。注意刻度纸和刻度盘相贴时，两者圆心必须严格重合，“春分”、“秋分”的延长线必须对准“0°”线。然后再用量角器在刻度盘边上画出所在地的地理纬度刻度（从0°起，逆时针方向度量），并在此刻度与圆心之间画一直线。例如在上海就画出31°与圆心相连的直线。

3．按图1．7－2所示，用铆钉将针孔日晷组装起来。铆钉连接的部分应能灵活转动。

【使用方法】

1．左手拿住针孔日晷刻度盘，侧面正对太阳方向，并使自己画出的纬度指示直线尽可能准确地位于中心孔的竖直下方。

2．右手转动转尺，使太阳光穿过转尺上的针孔，形成一个针孔太阳像，正好落在转尺另一端“太阳像”标定位置上。然后，再用左手把刻度盘和转尺同时捏住，不让它们再动。

3．刻度盘上有十三根节气刻度线，每根线上都有时间刻度。二十四节气的日期可以从日历上查得，使用时，当天的日期接近什么节气就按这一节气的刻度线来测时（如在7月23日“大暑”前后就选取标有“大暑”的刻度线）。左手固定了刻度盘和转尺后，右手将水平尺推成水平位置（必须尽可能准确）。这时水平尺的上边缘与所选定的（“大暑”）节气线相交于一个时间刻度，这一刻度的数值就是当地当时的时刻。

针孔日晷在我国广大中纬度地区是全年适用的。只是在北纬20．5°北回归线附近及其以南地区（相当于广州及其以南地区），在6月22日夏至前后的几个月中的中午前后（此时太阳升到天顶正中）不便使用。

针孔日晷测得的时刻在青岛、上海、福州一线与北京时间基本上是一致的。在北京南昌一线要加15分钟，呼和浩特、长沙、广州一线要加30分钟，兰州、成都一线要加1小时，东北地区要减去30分钟，可与北京时间基本一致。

编者提示：本自制教具可辅以“测量”部分的物理实验教学。

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