《1．2-1 太陽和影子》(P.16)

☆太陽照射到物體時，被物體阻擋會形成影子

☆在不同時間，太陽照射物體所形成的影子不太一樣。

•上午和下午物體影子比較長，中午物體影子比較短；

•上午物體影子在西方，下午物體影子在東方。(太陽和物體影子的方位相反)

《補充-光源》•光源分為自然光源以及人造光源，

•太陽是自然界中最大的光源，但容易受到氣候、季節因素等影響；

•人造光源為人類隨著文明進步，逐漸製造出的光源，通常較容易控制。

☆「模擬光源的位置和影子的關係」實驗：

(1)將氣球底座固定在方位盤的中心。

•氣球底座或鉛筆可以用黏土或膠帶固定於方位盤正中央，較不容易偏移。

•可利用其他不透明的物體來取代氣球底座，例如可以選擇使用吸管或鉛筆等。

(2)將手電筒分別從東方、上方和西方朝向氣球底座照射，觀察並比較影子有什麼不同。

•手電筒由東方往上方再往西方移動時，須保持相同距離

•可以拿半圓形量角器作為基準，將量角器中央對準氣球底座，手電筒沿著量角器邊緣移動即可。

•手電筒要對準氣球底座的杆子部分，影子才會清晰。

•手電筒須以扇形移動，盡量不要一直平舉，會造成觀察上的誤差。

《實驗結果》：                                

•光源從東方照射，物體影子會在西方           

•光源從西方照射，影子會在東方。             

•影子長度會由長變短，再變長 (長→短→長)

 《結論》：

 •光源方位會和影子的方位相反

 •光源從物體上方照射時，影子比較短。

《1．2-2 一天中太陽位置的變化》(P.19)

☆太陽的光線太強，不適合用眼睛直接觀察，可以利用影子的變化來推測太陽位置的變化

•因為不可以直視太陽，而根據「模擬光源的位置和影子的關係」實驗可以知道，能利用影子來推測太陽位置的變化。

•用指北針來判斷影子的方位，再判斷太陽的方位，會比較準確。

《補充-測量太陽位置的方法》

☆測量太陽位置有以下幾種方法：

•利用地面上不動的物體為中心（例如旗杆），以指北針定出八方位，觀測影子的方位，即可找出太陽的方位。

•使用Stellarium模擬軟體，可直接在電腦螢幕中看見天文景觀及查詢天文資訊，還可自由縮放與移動時間，隨時間調整，模擬在戶外觀測太陽升落。   

☆「自製太陽觀測器」：是以觀察影子的位置與長短變化來推測太陽的位置

(1)將長約4～7公分的吸管插入氣球底座。

(2)將底座固定在方位盤的中心，並用三角板檢查吸管和地面是否為垂直狀態。

•在平地上將吸管插在氣球底座中，放置在陽光下後，吸管會產生影子，隨著太陽位置改變，吸管影子的方位、長度也會跟著改變。

•一天之中定時觀測太陽的位置，觀測時段最少應包括上午8時到下午4時，且中午12時不可缺少。

•根據前人的觀測經驗發現，一個星期之間，同一時刻，太陽的位置變化不算太大。 

☆「觀測一天中太陽位置的變化」：

(1)找一天有陽光的時候，將指北針盤面上的南、北，對準方位盤上的南、北。

(2)轉動方位盤，讓盤面上的北字對準指針箭頭，確認實際方位。

(3)觀察吸管影子的方位，用筆將影子的方向畫下來，和吸管影子相反方向的方位就是太陽的方位。

•到戶外陽光下進行太陽位置（影子）的測量，分別在同一天的上午、中午、下午各找一個時間測量影子的方位，並記錄在紀錄表上。

•每隔二小時定時觀測一次，在未來一週之中，同一時刻，只要採記一次以上的資料就可以。

•指北針須等指針靜止之後才可判斷方位。

•須於同一個地點進行測量，且畫記影子方向時，勿讓畫記超出影子的長度。

《實驗結果》：

  上午時，吸管影子在偏西方

  中午時，吸管影子在偏北方

  下午時，吸管影子在偏東方

《結論》：

一天中，上午時，太陽約從東方升起，影子較長。

中午時，影子最短。

下午時，太陽往西方落下，影子比中午時長。

                                                                          太陽大約會由東方升起，西方落下，且上午和下午的影子會比中午時長。                                                

《補充-太陽的起落》

•每天太陽大約由東方的地平線升起，到了中午經過南方的天空，高度到達最高，再慢慢往西移動落下。

•實際上太陽並沒有從東往西移動，而是地球由西向東自轉，所以看起來像是太陽東升西落。

◎每日的「東升西落」ð是因為地球自轉

◎季節性的「天轉星移」ð是因為地球繞太陽公轉，所以出現不同季節看到的不同星座

．北極星ð因位於地球自轉軸的延伸方向上，因此在夜空中保持在同一個位置，不會隨時間升落。

《動手做做看》 

1 ( 　)用指北針來判斷影子的方位，再判斷太陽的方位，會比較準確。

2 (　 )利用指北針可以測量出太陽的高度角。

3 (　 )使用自製太陽觀測器觀測一天中太陽位置的變化時，要轉動方位盤，讓盤面上的北字對準指針箭尾，才能確認實際方位。

4 (　 )一天中，太陽觀測器的影子會從東邊往西邊移動。

5 (　 )下午三點，小明面向東方站立，此時小明的影子會在他的偏後方位置。

6 ( 　)要正確描述太陽的方位，可以用「我的左邊」來描述。

7 ( 　)如果要觀察太陽，可以等陽光較弱的時候，用肉眼直視太陽觀察即可。

8 (   )太陽觀測器的氣球底座為何要插吸管？

       (1)影子長好紀錄　(2)影子短好紀錄　(3)影子顏色加深　(4)影子顏色變淡

9 ( 　)小明用指北針在陽光下觀測太陽方位，哪個步驟錯誤？

     (1)將插上吸管的氣球底座固定在方位盤中心　(2)接著對準指北針與方位盤的方位

    　(3)轉動指北針讓指北針的北字對準箭頭　    (4)畫下影子方位，再推測太陽方位

10( 　)關於太陽位置的描述，何者最精確？

     (1)物體影子在大樓的前方　(2)影子在旗竿的西方　(3)太陽在我的後面　(4)太陽在小明的右邊

《動手做做看-解答》 

1.○  

2.╳ 解：指北針是用來測量太陽的方位。

3.╳ 解：要讓盤面上的北字對準指針箭頭，才能確認實際方位。

4.╳ 解：影子會從西邊往東邊移動。

5.╳ 解：影子會在偏前方的位置。 

6.╳      

7.╳

8.(1)    

9.(3) 解：轉動方位盤，讓盤面的北對準指針箭頭     

10.(2)