巧用太陽直射點(diǎn)南北移動圖快速掌握正午太陽高度和晝夜長短的變化規(guī)律

肖能位

摘 要：正午太陽高度的變化和晝夜長短的變化，是高中地理教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，在分析比較不同地區(qū)氣溫的高低，或者同一地區(qū)不同季節(jié)氣溫的變化，總是需要用正午太陽高度和晝夜長短來加以說明，而快速準(zhǔn)確判斷正午太陽高度的大小和晝夜長短就顯得尤為重要。

關(guān)鍵詞：巧用;太陽直射點(diǎn)移動圖;掌握;正午太陽高度和晝夜長短;變化規(guī)律

魯教版必修一第一單元第三節(jié)“二、正午太陽高度的變化”和“三、晝夜長短的變化”是高中地理教學(xué)的重、難點(diǎn)，對學(xué)生來說比較困難，分析回答這樣的問題往往不夠理想。如果把太陽直射點(diǎn)的南北移動與正午太陽高度的變化和晝夜長短的變化規(guī)律密切聯(lián)系起來分析，就能快速準(zhǔn)確的掌握了。

一、原理說明并證實(shí)太陽直射點(diǎn)南北移動規(guī)律

原理說明：由于地球繞日公轉(zhuǎn)，在公轉(zhuǎn)過程中地軸始終保持與黃道平面66°34的夾角，導(dǎo)致太陽直射點(diǎn)在南北回歸線之間往返移動，其回歸運(yùn)動周期約為365天5時48分46秒，即一個回歸年。每年的春分日，約3月21日左右，太陽直射點(diǎn)向北移動到在赤道上，之后繼續(xù)向北移動;夏至日，約6月22日，直射點(diǎn)移動到北回歸線上，之后不再向北移動，轉(zhuǎn)而向南移動;秋分日，約9月23日左右，直射點(diǎn)向南移動到赤道上，之后繼續(xù)向南移動;冬至日，12月22日左右，直射點(diǎn)移動到南回歸線上，之后直射點(diǎn)不再向南移動，轉(zhuǎn)而向北移動，次年春分，直射點(diǎn)又回到赤道上，太陽直射點(diǎn)就是這樣在南北回歸線之間往返移動，大約一個月移動8個緯度左右。

實(shí)驗(yàn)及方法：

【方法一】動畫演示

地球的公轉(zhuǎn)本身就是一個運(yùn)動過程，如果僅僅記住一些結(jié)論，不去研究它的過程，學(xué)起來會覺得很困難。因此，形象地演示地球公轉(zhuǎn)過程就成為突破難點(diǎn)的必要手段之一。動畫演示，讓學(xué)生觀察隨地球繞日公轉(zhuǎn)太陽直射點(diǎn)在地球表面的移動情況，同時觀察南北半球晝夜長短及晝夜長短的變化情況。用動畫演示，給學(xué)生留下生動直觀的印象，學(xué)生易于接受太陽直射點(diǎn)南北移動的事實(shí)，激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣。

【方法二】實(shí)驗(yàn)證明

【實(shí)驗(yàn)一】地球儀演示

實(shí)驗(yàn)器材：地球儀、電筒、激光筆

實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：事先用水彩筆把赤道、南北回歸線加粗涂起來，赤道涂成實(shí)線，回歸線涂成虛線，激光筆紅點(diǎn)代表太陽直射點(diǎn)。

實(shí)驗(yàn)過程：地球儀放在講臺上，激光筆固定在適當(dāng)位置。教師一手安穩(wěn)地球儀底座，一手轉(zhuǎn)動地球。注意轉(zhuǎn)動地球時，地軸也要動起來，同時讓學(xué)生觀察：隨著地球的轉(zhuǎn)動，地球身子傾斜轉(zhuǎn)動，代表太陽直射點(diǎn)的紅點(diǎn)也會隨之在南北回歸線之間南北移動。

【實(shí)驗(yàn)二】真人演示

實(shí)驗(yàn)器材：教師或者學(xué)生，電筒、激光筆，紅帶子。

實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：教師或者學(xué)生代表地球，以褲帶或者在褲帶位置系一根紅帶子代表赤道，激光筆紅點(diǎn)代表太陽直射點(diǎn)。

實(shí)驗(yàn)過程：演示者站在講臺上，激光筆固定在適當(dāng)位置。演示者在講臺上，傾斜著身子慢慢轉(zhuǎn)身，讓學(xué)生觀察代表太陽直射點(diǎn)紅點(diǎn)會在紅帶子的南北移動。

演示和實(shí)驗(yàn)?zāi)康模鹤C實(shí)由于黃赤交角的存在，太陽直射點(diǎn)在南北回歸線之間來回移動。

二、分析正午太陽高度的變化規(guī)律

（一）圖示解釋概念

太陽高度（角）——太陽光線與地平面的夾角（即當(dāng)?shù)貙μ柕难鼋牵?

正午太陽高度（角）——當(dāng)?shù)卣鐣r的太陽高度角（H）。

（二）多媒體顯示“二分、二至日不同緯度正午太陽高度圖”

歸納出，同一時刻，正午太陽高度的緯度變化規(guī)律：正午太陽高度由太陽直射點(diǎn)向南北兩側(cè)遞減。

進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)：距離太陽越近，正午太陽高度越大，反之越小;離開直射點(diǎn)多少個緯度，正午太陽高度就降低多少度，計(jì)算方法：H=90°-緯度差（直射點(diǎn)緯度與當(dāng)?shù)鼐暥鹊牟睿?/p>

用距離原理可以推知：

夏至日，北回歸線以及以北地區(qū)各緯度，正午太陽高度達(dá)到一年中最大值;南半球各緯度一年中達(dá)到最小值。

冬至日，南回歸線以及以南地區(qū)各緯度，正午太陽高度達(dá)到一年中最大值;北半球各緯度一年中達(dá)到最小值。

二分日，除赤道上中午太陽高度達(dá)到一年中最大值外，其他地區(qū)中午太陽高度介于最大和最小值之間。

三、分析晝夜長短的變化規(guī)律

導(dǎo)讀課本P17“圖1—3—8晝弧和夜弧”

1. 以晝（夜）弧的長短說明晝（夜）的長短。

2. 用太陽位置和晝夜變化動態(tài)圖演示，以展示太陽直射點(diǎn)的位置與晝夜長短的關(guān)系。在此僅以二分二至日照圖顯示說明，最后歸納總結(jié)晝夜長短的變化規(guī)律。

歸納總結(jié)：太陽直射點(diǎn)南北移動與正午太陽高度變化、晝夜長短變化的關(guān)系。

（1）快速確定太陽直射點(diǎn)位置及移動方向

夏至日，太陽直射北回歸線上;冬至日，太陽直射南回歸線上;二分日，太陽直射赤道上;例5月1日，太陽直射北半球，向北移動;10月1日，太陽直射南半球，向南移動。

（2）快速確定正午太陽高度的變化規(guī)律

正午太陽高度由太陽直射點(diǎn)南北兩側(cè)遞減。離直射點(diǎn)越近，正午太陽高度越大，反之越小。

夏至日，北回歸線以及以北地區(qū)各緯度，正午太陽高度達(dá)到一年中最大值，南半球各緯度一年中達(dá)到最小值。

冬至日，南回歸線以及以南地區(qū)各緯度，正午太陽高度達(dá)到一年中最大值;北半球各緯度一年中達(dá)到最小值。

二分日，除赤道上中午太陽高度達(dá)到一年中最大值外，其他地區(qū)中午太陽高度介于最大和最小值之間。

（3）快速確定晝夜長短

太陽直射點(diǎn)所在半球晝長夜短，另一半球相反。例5月1日，太陽直射北半球，北半球晝長夜短，南半球相反;10月1日，太陽直射南半球，南半球晝長夜短，北半球相反。

（4）快速確定晝夜長短的變化

太陽直射點(diǎn)向北移動，北半球晝變長，夜變短，南半球相反;太陽直射點(diǎn)向南移動，南半球晝變長，夜變短，北半球相反。例5月1日，太陽直射點(diǎn)向北移動，北半球晝變長，夜變短，南半球相反;10月1日，太陽直射點(diǎn)向南移動，南半球晝變長，夜變短，北半球相反。

（5）二分二至日晝夜長短

二分日，全球各地晝夜等長。夏至日，北半球各緯度晝最長，夜最短。北極圈及其以北地區(qū)，出現(xiàn)極晝現(xiàn)象;南極圈及其以南地區(qū)，出現(xiàn)極夜現(xiàn)象。冬至日，南半球各緯度晝長最長，夜最短。南極圈及其以南地區(qū)，出現(xiàn)極晝現(xiàn)象;北極圈及其以北地區(qū)，出現(xiàn)極夜現(xiàn)象。夏至日和冬至日，南北半球晝夜?fàn)顩r相反。

（6）全球晝夜?fàn)顩r

北半球夏半年，全球自南向北晝越來越長，夜越來越短;北半球冬半年，自南向北晝越來越短，晝越來越長。

參考文獻(xiàn)

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