1、活動主題：日晷與竿影,我們的理念：鼓勵家人一起遊戲、活動和服務，增進彼此的互動與親密，同心建造健康和諧、溫暖有愛的社會。 我們的特色：以生活體驗分享為重點，取代知識性的傳遞，從活動、聯誼、服務中成長散發和諧家庭的氣氛 。,講員：陳輝樺 國立自然科學博物館展示組,金山鄉合家歡協會三和國小放眼天文、熱愛自然天文營課程,活動內容摘要,一、認識光影二、認識地球的自轉三、認識太陽的影子四、辨識各類型日晷五、動手做各類型日晷六、尋找北方、擺置日晷,認識光影,光源與物體影子會同時呈現在物體的兩側,古埃及日晷,地球是怎麼自轉的 ?,在天文學中，一般是從星空中的不動點（現今位處於北半球者，是可以在北極星附近找到
2、此點）定義出南北方位（正是地球自轉軸的指向）。科學家告訴我們地球自轉的方向正如右手所示：以你矗立的右手姆指代表地球自轉軸指向北極，其餘四根指頭彎曲的方向就表示地球自轉的方向。,一天的定義,依據天文學家的定義，太陽系的行星本身自轉一圈，稱為此行星的一天。換句話說，地球自轉一圈就是地球的一天，也就是一晝夜的時間長度。,12 時辰的定義,什麼叫作一天(或稱為一晝夜) 呢? 我們若依據自然的規律現象來定出淺顯易懂的共同溝通語言，最容易被接受和流傳。因此在時間方面，先民們已是依據正中午 (圭表儀上太陽影子北指時) 到下一個正中午定義為 12 時辰。我國西周就已實施用子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉
3、、戌、亥等 12 地支來標示一天當中的不同時間。以12支、四維和八干表示的 24 方位。方位和時間有著什麼關聯？,太陽的影子：月相,月相變化,月相變化的原因,太陽的影子：日食,日食,太陽的影子：月食,請注意 :月食過程中顏色的變化 。,月食：月球為什麼紅了臉 ?,圭表,圭表和日晷 (Sun Dial) 都是以太陽為觀測目標的計時儀器，它們的結構簡單，是我國流傳於世的最古老的天文儀器。所謂的表，最初就是一根直立於平地上的竿子或石柱。可依據影子的方向和長短定出方向、節氣、時刻、地域等。圭表是由直立於平地的表和一個正南北指向平放的尺 (圭)組成。最晚大約在春秋中葉，利用圭表測量日影，已經是制定曆法的
4、重要方法了；而利用此法所測定出的回歸年長度為 365.25日。,圭表和日晷,日晷，如以赤道式日晷為例，它由一根永遠指向北極的晷針和以晷針為圓心的石質晷面組成，晷面刻有放射狀方位線，根據針影與方位線重合情況的觀察結果，就能知道當時的時間。,日晷,各種類型的日晷,各種類型的日晷,各類型的日晷與緯度關係,赤道式日晷,地平式日晷,懸掛式日晷,黃道 12 宮,黃道 12 宮是黃道通過的 12 個星座。當地球繞太陽公轉時，太陽看起來會在這些星座構成的背景前移動，移動的軌跡就稱為黃道。從圖示，可看出黃道 12 宮是代表一年中，從我們生活的地球上看太陽在星空中規律地運行的背景星座而已，並沒有任何神秘的力量。,
5、地球除了有自轉外，也有著繞行太陽公轉的現象。實際上地球繞行太陽公轉一圈的時間約為 365.2422 日，我們定義這個規律的周期為一個回歸年。正因為這個回歸年的時間長度不是正好為整數，所以我們以平年365 日和閏年366 日來描述一年的長短。,一年的定義,規律性的啟蒙 巨石、迷宮探秘,遠古各部落的人們，觀天是他們生活的部份。天文考古發現，在尚無文字的史前時期所留下的遺跡中，不少與天文有關。先民由白晝時間最長的日子（夏至）、最短的日子（冬至）和晝夜時間對分時刻（春分和秋分）標記出季節的變換，來決定狩獵計劃的簡易曆法。除了這些週期性外，重大天象發生時和太陽、月亮、星辰的昇降位置也在部落的歷史裡記載著
6、。,規律性的啟蒙,英國沙丁堡古代巨石陣 1965 年，在Stonehenge解碼一書中提及，可能是建於公元前 2800 年至公元前 1075 年間（青銅器時代）的英國南部沙丁堡巨石陣之考古推測。所謂巨石陣是英國古代巨石建築遺址，1740 年已被提出它的東北向排列堆砌與指示一定季節的日出、日落方位有關，甚至它們可預言著月食的發生。,蘇格蘭之西的海布里地（Hebrides）路易斯島西北方海岸，因位處高緯度，以致於難得能見到月球的蹤跡。現仍留有先民建築的石柱群，據證顯示出由石柱北方向南望，呈現出每 18.6 年週期的月亮在它最北方重要的停滯路徑，看來像似說明每 18.6 年月亮會從地球此處誕生一次。
7、,規律性的啟蒙,大角（Big-Horn）魔輪 位於美國俄明州的一個著名印第安人古蹟大角（Big-Horn）魔輪，它是石塊在地面上排成一個直徑約 27 米圓，中心有一個直徑約 4 米的圓錐形石堆，還有 28 根用石塊排成的參差不齊其的輻條，從中心一直到輪邊據考察，它的排列和某些天文現象如夏至日太陽的升起落下的方向，以及獵戶座參宿七、金牛座畢宿五、天狼星等升起點有關聯。有學者指出這些的標記，可能和當時的打獵、植樹、收成、紀念日等重要計畫的擬定有關。如此和星空有關的建築和儀式在美洲原住民中常可發現。,規律性的啟蒙,愛爾蘭 Co. Meath 山坵內的 Newgrange 建築，已有 3 萬 4 千年
8、歷史，是世上已知最古老建物之一。是傳說中光神住宿的地方，指示著冬至時太陽升起的位置。當冬至當日，太陽升起時，陽光會由洞口、穿透 19 公尺長的通道，直達洞底的石塊。而石塊上所刻畫的，可能是與太陽有關的三個螺旋狀迴紋圖案。,規律性的啟蒙,墨西哥的奇城伊塔 (CHICHEN ITZA) 建於公元前 600 830年間，是馬雅時期重要的儀式中心。它建物階梯形成的外觀像似蝸牛的螺旋狀外殼，是地平面上依天文觀測而建的穩固建築，它有著兩重的垂直層層排列的台階，支撐住柱形的高塔，塔頂開了三個眺望窗戶。奇城伊塔的羅旋樓梯平面顯現它在夏至、冬至時可看到的太陽升起和落下的情景。在奇城伊塔中的依卡司提羅 (EI C
9、ASTILLO) 的角錐結構，在春分、和秋分時刻會呈現出特殊的太陽投影情景。,規律性的啟蒙,天文教材 創意實作,圭表 特別仿古法來設計圭表模型。此模型特徵為： 1.表垂直矗立固定於圭上。 2.表高（凸出圭的高度，古制為 8 古尺，約196.2 公分) 約 x 公分。 3.圭面配合研習所在的緯度，刻有夏至、7 月（5 月）、8 月（4 月）、秋分（春分）、10 月（2 月）、 11 月（1 月）、冬至的影子刻度。 4.圭面中央由北而南有溝槽，古時注入水觀其水面，以此法定出水平。,各式的日晷 日晷就是利用表影的方位變化來測定每天的時刻。日晷是由一根晷針和刻有時刻的晷面所組成。依晷面所放位置和方式的
10、不同，日晷可分成地平日晷(晷面水平放置而晷針指向北極，其晷面和晷針夾角就是當地的地理緯度) 、赤道日晷(晷針平行地球自轉軸而晷面呈現北低南高狀擺放，其晷面和晷針垂直) 、立晷(晷面平行卯酉面)、斜晷(晷面置於任何其它方向) 等。,天文教材 創意實作,動手做赤道式日晷,赤道式日晷 特別仿古法來設計赤道式日晷，其特徵如下： 1.晷面圓底直徑 x 公分，等分畫上 24 條輻射直條紋。 2.晷針長度約 y 公分。 3.晷針穿過晷面中央，固定垂直於晷面。 4.以研習地點所在緯度為準，讓晷面與地面夾角為去極度。 5.擺設時，讓晷針指上北極，晷面在平行地面的水平刻度各標示 6、晷面和地面最接近點標示 12 (午)。,動手做地平式日晷,懸掛式日晷立晷斜晷各式的日晷,天文教材 創意實作,尋找北方、擺置日晷,
