师:同学们好,欢迎大家进入科学课堂。今天我们学习的内容是小学科学教育科学出版社五年级下册第三单元第二课《太阳钟》。同学们,我们现在可以通过钟表、手机等知道时间。那在古代,钟表还未发明,人们是用什么来计量时间的呢?古人发现,太阳每隔一段时间就会升起,大地变亮,这是白天;太阳落下,大地变暗,这是黑夜,如此周而复始。于是,古人就把太阳出现的周期作为计时单位,称为“天”。人们又把一天平均划分为12个时辰,一个时辰相当于我们现在的两小时。日转星移,古埃及人经过长期观察,也发明了计时方法。
古埃及人把天空划分为36个星座,通过观测这些星座在一年时间里横贯天空的情况,利用星座计算时间。他们观察到在这段时间里有12个星座横过天空,于是把夜晚确定为12个小时。同样,白昼也被确定为12个小时。但实际上,夏夜大约有8个小时。古埃及人利用星座计算时间,由于夏季白天长、夜晚短,冬季白天短、夜晚长,所以他们白天和夜晚每小时的时长是不一样的。
如果古人想知道更具体的时间,又该如何确定呢?古人很聪明,他们发现在一天中,物体影子的方向和长短会随着太阳在天空中移动而发生变化。那变化的规律是怎样的呢?我们一起来研究一下。首先我们需要做个实验,看看一天当中影子的变化规律。我们需要准备的材料有一张卡纸、晾衣杆、橡皮泥、尺子、笔、指南针、记录纸,请大家准备好。
我们来看怎样做这个实验。第一步,把卡纸平铺在地面上;第二步,用指南针找到北,并在纸上标出东南西北;第三步,将立杆插在橡皮泥上,固定在纸的南方。这是老师准备的日影观测记录表。我们选择有太阳的日子,从早上8点开始到下午16点,每隔两小时记录一次。把看到的影子用笔画下来,并用尺子量出影子的长度。大家预测一下,影子的方向和长短会有怎样的变化呢?这是记录几次实验的平均数字,大家发现什么了吗?从早上8点开始观察,我们发现影子在西面,影子长。随着时间推移,影子慢慢向东移,渐渐变短。到中午,影子在北面,影子最短。下午,影子继续向东移,渐渐变长。下午6时,影子在东面,影子长。我们梳理一下,可以发现一天当中影子变化的规律是由西向东移动,长短变化规律是由长到短再到长。连续几天观察,我们会发现某一时刻影子方向和长短的变化规律基本不变。根据日影变化的规律,古代劳动人民发明了日晷这种计时工具,请同学们看课本67页资料库。
日晷根据晷面放置的位置不同,分为赤道日晷、地平日晷。赤道日晷的晷针平行地球自转轴,晷面北低南高,晷面和晷枕垂直;地平日晷晷面水平放置,晷针指向北极。日晷是怎样计时的呢?下面让我们通过一个小视频来了解一下。
日晷由晷帧和晷盘组成。晷盘是一个圆盘,晷面上有表示时间的刻度。晷枕安装在晷盘中央,与盘面垂直。太阳照到晷针上就会在盘面上产生投影,当太阳移动时,晷针的影子也随之移动,就会指向晷面上的不同刻度。这样,针影的位置不同,就能反映太阳的位置不同,也就反映出当天的时刻不同。日晷是利用太阳的投影方向来指示时间的计时工具,大家能根据图中的针影位置来判断出指示的时间吗?
