打造你的陽光時鐘

“現(xiàn)在幾點了？”無論何時，無論在哪，我們常常能聽到這樣的提問。在科技時代，手機、手表、電子鐘都能馬上給出回答。那同學們有沒有想過，在千百年前的古代，既沒有網(wǎng)絡又沒有電，人們是如何知道時間的呢？

答案就是日晷（guǐ）。

同學們可以把日晷想象成一個超級古老的太陽鐘，因為它通過太陽來告訴人們時間。聽起來是不是很酷，但日晷的原理其實很簡單。

當太陽升起的時候，陽光照在晷針上，會在日晷盤上投下一個影子。隨著太陽慢慢移動，影子的位置也會跟著變動。本期數(shù)學實驗，我們就來教同學們做一個日晷。

動動手

準備材料：

硬紙板、剪刀、膠水、一次性筷子、顏料等。

實驗步驟：

1 掃描下面的二維碼，下載如下圖所示的日晷圖，并用A4紙打印出來。（你也可以將本期雜志翻到最后一頁，將印著日晷圖的封三剪下來使用。）

2 把這頁紙粘貼在硬紙板上（硬紙板可以使用快遞箱或包裝箱）。

3 把硬紙板上的所有部件依次剪切下來。

4 把部件⑤和⑥分別垂直粘貼在部件⑦的兩側，構成日晷的底座。

5 再把部件A、B、C、D彎折后粘貼在部件⑤和⑥的內側，起到加固底座的作用。

6 在部件②的兩個圓點標識位置分別扎洞，再把部件①的凸起部分沿著兩側彎折。

7 把部件②粘貼在部件①上，②的中心虛線要對準①的缺口。

8 找一根17厘米長的木棍插入部件②的兩個小孔，形成一個組合，這個組合叫作“緯度軌”。

9 將緯度軌放到底座上，使緯度軌的0刻度線和底座中間的刻度線對齊。

10 再把部件④粘貼在部件③上（部件④的中間12刻度要對準部件③中間的0刻度）。這個組合叫作“經(jīng)度修正軌”。

11 在部件②中間的虛線處剪開一個小口，剛好可以插入經(jīng)度修正軌。

12 把經(jīng)度修正軌插在緯度軌的小口上，讓兩者垂直。緯度軌上有“南”“北”二字，放的時候先確定緯度軌的方向，再放置經(jīng)度修正軌。

13 查詢你所處地的經(jīng)緯度和南北方向。同學們可以上網(wǎng)查詢，也可以打開手機的“指南針”應用程序查看所在地的南北方向和經(jīng)緯度。

14 先把緯度軌調整到你所在地的緯度，也就是讓緯度軌上你所在地緯度的刻度線和下方底座上的刻度線對齊。讓經(jīng)度修正軌上的12刻線對齊緯度軌上的虛線。

15 帶著日晷和一個計時工具到室外，在日照下，讓日晷的緯度軌和指南針的南北方向相同。此時，你會看到日光照在木棍上，在經(jīng)度修正軌上投下了一道陰影。這道陰影所在刻度就是此時你所在地的第一個時間。

16 接著調整經(jīng)度修正軌。此時日晷所在地的經(jīng)度是106.5°，和東經(jīng)120°的差是：120°-106.5°=13.5°。接著調整經(jīng)度修正軌，讓經(jīng)度修正軌偏轉13.5°。

17 經(jīng)度修正軌調整完成后，再讓緯度軌和指南針的南北方向相同，此時，你會看到日光照在木棍上，在經(jīng)度修正軌上投下了一道陰影。這道陰影所在刻度就是你所在地的第二個時間。

知識課堂

同學們這時可能就有些奇怪了，為什么兩次測量，得到了兩個時間？這是因為，第一次測量時，你測得的是你所在地的真太陽時；第二次測量時，你測得的是平太陽時。

真太陽時，就是利用太陽的影子來實地測定的時間。它是一種最符合自然狀態(tài)下太陽運行規(guī)律的時間。平太陽時是人為假設的時間，我國現(xiàn)在采用的北京時間就是平太陽時。

真太陽時和平太陽時可以用經(jīng)度差來換算。地球自轉一周是360°，用時24小時，360°÷24=15°，也就是說，經(jīng)度每15°相差1小時（60分鐘），60÷15=4，即經(jīng)度差1°，時間差4分鐘。根據(jù)前面給出的數(shù)據(jù)，小酷龍編輯部和北京時間的經(jīng)度差是13.5°，由此可以算出小酷龍編輯部和北京時間的時間差為4×13.5=54（分鐘），這就是兩次測量的時間差。