嘉義水上北回歸線
2020-06-21夏至(日環蝕)太陽日蝕實景
台北市立天文館
嘉義水上北回歸線太陽館
嘉義水上北回二館太空教育館
台北市立天文館
我們來認識太陽(圖為太陽的剖面圖)
太陽的質量是(地球的333000)倍，(月球的2697.3萬)倍。
太陽的質量約四分之三是氫，剩下的幾乎是氦，包括氧、碳、氖、鐵、和
其他的重要元素量少於百分之二。
太陽的能量來自於氫融合成氦的核融合反應，太陽的核心每秒鐘聚變6.2億
噸的氫。它是天空中最亮的星體，視星等達到 -26.74。
光從太陽到地球，大約需8分19秒。太陽光中的能量通過光合作用等方式，
支持著所有生物的生長，也支配著地球的氣候和天氣。
接著我們來到天文館四樓的觀測室
在觀測室我們可以看到大型的"天文望遠鏡"
透過"天文望遠鏡"，我們成功觀測到"太陽黑子"唷！
小朋友必須注意的是，不可用月亮仰角觀測器觀測太陽，因太陽是恆星發光
發熱，會傷害眼睛。
什麼是北回歸線 ?
小朋友太陽這章節需注意重點
1 何謂太陽(高度角、方位角)的變化及四季，(日出、日落)位置。
2 冬至的竿影必定比夏至長，因冬天太陽東偏南升起，西偏南落下。夜長
3 夏至 竿影必定比冬至為短，因夏至太陽東偏北升起，西偏北落下。晝長
4 台灣中午竿影最短的一天是夏至。高度角為最大。
5 夏至這一天太陽直射北回歸線上，是白天最長的一天。
6 春分、秋分太陽正東升起，正西落下。太陽直射赤道，晝夜等長。
7 一天中太陽的高度角為先變大再變小。中午是一天中高度角最大的時候
8 一天中太陽的高度角是造成日夜溫差的原因。高度角較低時氣溫較低。
9 太陽在天空運行的路線是一條圓滑的弧線。
10 日出或日落此時竿影最長。竿影和太陽是相反方向。
11 手臂伸直 ，往外平伸，表示 0 度。
12 日晷是計時的工具，圭表是計年的工具。
13 中午12時到下午4時，太陽的高度角由大到小。影子由短變長。
14 冬季，中午 12 時，太陽的方位偏南。
15 1 月至 5 月太陽的仰角越來越大，8 至 11 月太陽仰角愈來越小。
16 可以利用自己影子末端到頭頂的連線與地平線的夾角推測太陽仰角。
17 北回歸線，秋分中午12:00，太陽仰角約 67 度。
18 北回歸線上的國家，日晷的晷針都指向正北方。
19 河南登封的觀星臺是測量時間的工具，圭、表是南、北擺向。
20 元代建築的觀景台，圭一定放置北方，表一定放置在南方 。
21太陽觀測紀錄表-觀測地點、日期、時間、影子方位、太陽方位、高度角
22春、秋分太陽方位角變化：東--東南--南--西南--西。
23不同季節，日出日落時間不同，春分-夏至高度角越來越大。
24中國古代依據地球繞太陽一周制定24節氣，就是公轉軌道上24個位置
25一年中太陽方位角與高度角都具有規律的變化。
26製作太陽觀測器時，在竿子綁上繫有小重物的棉線，其目的是校正竿子是否與
方位盤和地面垂直。
27同樣是中午12時，夏天太陽在天空的位置比冬天的位置高。
28太陽每天從東方漸漸移向南方，再移向西方。
發生日蝕的情況為太陽、月球、地球在一直線上，月球的陰影落在地球上。
日晷的晷針必須指向北方。表的影子在冬季時會是最長。
日晷、竿影 (台中都會公園)
台中-都會種子公園-日晷
嘉義-北回歸線太陽館-日晷(八字形日晷)
佑孳後花園竿影實作(日晷、竿影實作---(2022/02/24)
嘉義水上北回歸線太陽館圭表示意圖
我們陽光下，一天中圭表的表影，會出現在圭上幾次 ? (中午12:00)一次。
佑孳小朋友以下要注意的題型
在台灣南北向的房子，能夠照射較多陽光，所以冬暖夏涼。
在台灣，冬至時中午由南面窗戶照進來陽光最多。
北回歸線上，春分、秋分、和冬至日，竿影都落向北方。
夏至日中天的仰角約 90 度，春、秋分約 67 度，冬至仰角約 43 度。
四季代表日中，春分、秋分兩天，太陽在空中運行軌跡，大致相同。
觀測太陽時，仰角最大 90 度，方位角可達 360 度。
觀測太陽正確的方式是透過影子來觀察。
太陽鐘是利用影子來判斷時間，日晷、圭表、竿影。
記錄太陽位置時方位角 90 度(東方) 180 (南方) 270 度(西方)。
一天當中，竿影位置的改變，主要是因地球自轉的關係。
昊學 每天觀察同一根旗桿，下列那一天中午12 時影子最長 ? 中秋節、
中元節、雙十節、清明節、元宵節。
昊學觀察到同一年內的三天 12 : 00 太陽的高度角，分別為 43 度、67 度、
90 度，請問那一 天影子最長 ?
昊學觀察到同學身高不同，所以影子長度也不同，但測量出來的高度角
相同。(身高愈高不是太陽高度角就愈大)
昊學在中午 12:0 0 測量太陽高度角為 8 8 度 ，請問這是幾月份測得 ?
3月 、 6月、9月、12月。
利用手電筒做光源位置和影子實驗時，手電筒照射在竿子的正上方，若舉的越高，
竿影會變成越短。
使用立體天空模型，觀測紀錄太陽位置變化，太陽、筆尖與底板中心點
會位在同 一直線上。
使用立體天空模型，底板的北方要與實際的北方相合。
使用立體天空模型，底板中心點的 + 代表觀測者所在位置。
秀姑巒山最接近正東方，郡大山東偏北方，玉山東偏南方。
可以推斷夏至、春、秋分、冬至時日，看見日出情形。
台灣裝設太陽能熱水器，因地處北半球，所以太陽能熱水器面相南方。
光的現象
光源的特性 ：本身可以發光的物體，稱為光源，可以照亮在黑暗中的物體。
當光照射在物體上時，經過物體的反射，有部分光線進入我們的眼睛，我們才能
看見物體。例如 ：太陽、發亮的手電筒、發亮的燈泡、投影機的投射光源。
光線觀察盒實驗過程 ：
經過手電筒照射後 ( 光源 ) ，我們才可以觀察到物體。
光源、物體和影子是一直線，這和光的直線進行現象有關。
螢火蟲求偶一閃一閃的在黑暗中發光，也讓我們能在黑暗裡看到牠們。
佑孳實驗---經過雷射筆或光源近距離的照射後 光現呈較擴散狀。
實驗結果 ：光照射到物體上時 ，我們才可以看見物體。
進行光的進行實驗時，不可用雷射筆光線，對著同學的眼睛照射。
光的行進方向 ：
日常生活中 ，光是直線進行的。(光不論在空氣或水中，都是直線行進的)
1 陽光由樹梢落下
2 影子的形成 -- 光在行進中照射到不透明物體時 ，會在物體的背面形成影子。
在陽光下活動時，可以發現每個人或物體的影子，都朝同一個方向。
太陽很大時會撐陽傘，這跟光的直線進行現象有關。
用兩本書遮住陽光並保留一隙縫，陽光穿越後會呈一直線。
早晨陽光從正東方升起，照射到一棵大樹，我們發現大樹的影子落在正西方。
夏天在大樹下乘涼，這和光的直線進行現象有關。
陽光下的影子、越南的皮影戲、影子遊戲，這和光的直線進行現象有關。
光源照射的方向改變時，影子的位置，也跟著改變。
商店招牌霓虹燈、元宵節的花燈，具有吸引目光、裝飾的功能。
車站電子時刻表的設施，是利用人造色光來標示、提醒傳遞訊息。
大樓的消防指示燈，通常用紅燈標示位置，以便發生火災時，能迅速找到。
紅綠燈、警車上閃爍的紅燈，是用來警示作用。
3 光的行進路線及實驗結果 --
點燃香粉
收集白色煙霧
用雷射筆由一側射入 ，觀察光線的行經過程。
觀察得知：光的行進路線 -- 直線進行
4 光的反射現象及實驗 ：
光照射到表面明亮平滑的物體 ( 鏡子 ) ，會改變行進方向。
我們可以利用鏡子改變光的行進路線，這主要光的反射現象。
潛望鏡 -- 利用經過兩面鏡子的反射
湖光山色的倒影---光的反射
靜止的的水面，看的見倒影是光的反射現象。
大樓玻璃帷幕的反射
理完髮後，可用兩面鏡子，看見漂亮的髮型，主要是利用光的反射現象。
5 光的反射及用途 ：
後照鏡 -- 可讓駕駛看見後方來車
轉彎處的反射圓鏡 -- 可使駕駛觀察轉彎處另一面路況
反光標誌 -- 提醒用路人行車安全
萬花筒 -- 使圖案千變萬化
彎道路旁設有圓鏡 ，這跟光的反射現象有關。
清晨或傍晚學校的志工媽媽，都會穿著反光背心，這跟光的反射現象有關。
早上刷牙、利用鏡子整理儀容，這跟光的反射現象有關。
湖光山色的倒影，這跟光的反射現象有關。
汽機車的後照鏡，這跟光的反射現象有關。
蕾蕾準備兩本書，將陽光擋成一束後，利用鏡子進行實驗 :
1 當光束照到鏡子後，會改變行進方向。
2 當鏡子放置方向改變時，光束的路線方向也隨之改變。
3 當光束 進入不同物質時，可能會產生偏折。
月亮本身不發光，但月亮反射太陽的光，所以我們可以看見月亮。
蕾蕾在日光燈座貼上鋁箔紙，増加燈的亮度，是利用燈的反射原理。
6 光從空氣進入水中，或由水中進入空氣中，在水面處會產生偏折，稱(折射)。
光若經過兩種不同介質時，在水面處會產生偏折，稱(光的折射)。
棍子斜置水中，好像斷成兩截，由上往下看時，好像變短了。
游泳池裡的小朋友，好像變矮了。
岸上看游泳池的水，看起來比實際的上看起來的淺。
游泳池好像變淺了
光從斜上方照射，進入水中，從側面會發現，光線在水面處會發生偏折。(折射)
吸管插入裝水的玻璃杯中，從側面會發現，光線在水面處會發生偏折。(折射)
將直尺插入裝水的玻璃杯中，水面下的刻度間隔，看起來比較窄。(折射)
游泳池水中的雙腳變短，水入錢出，都屬於折射。
清澈的溪水因為陽光折射的關係，會使溪水看起來比實際的還要淺。
蕾蕾往下看水族箱裡的金魚，會看見金魚的位置，比實際的位置要淺一些。
光碟片表面光滑，可以反射光線，也可以折射光線產生彩虹色光。
點燃線香讓容器充滿煙霧，可以方便觀察，光從水中進入空氣中的行進路線。
夜市玩撈金魚遊戲時，因為光折射關係，所以我們要撈比眼睛看到還要深的位置。
魚缸中的一條魚，在某個角度看起來變成兩條，這是光的折射現象造成的。
水入錢出 -- 水的折射原理
托勒米「水入錢出」的實驗，可以說明光的折射現象。
慢慢的增加水量
錢幣好像浮了出來
水入錢出 -- 水的折射原理
水入錢出的的實驗，不可倒入不透明的液體，影響水的折射觀察。
托勒米的實驗是因為觀察者的眼睛由斜上方觀察，當另一位同學把水加入
鋼碗後 ，觀察者站在原地往鋼碗內看，原來看不見的硬幣在人沒有移動下，
卻可以被看見，這就是 因為光線折射的原因。( 水入錢出 )
陽光由斜上方進入盆中，當加水入盆中後，光的行進方向會產生向下偏折。
水加入盆子之後，光的行進方向，會在空氣和水交界處，產生偏折。
彩虹的形成 ：
陽光照射在空氣中的小水滴產生折射和反射現象所形成
彩虹上至下顏色為 ：紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫。
霓的顏色排列和彩虹相反---霓比虹多了一次反射 ( 虹在內圈顏色較深 )
陽光和小水滴兩種條件同時存在才可能產生彩虹
天空的彩虹，離地面最遠的顏色是紅色。
彩虹的製造方式 ：
利用噴霧器製造彩虹 -- 背對陽光 ，面向陰暗處噴水霧。
噴出的水霧越多越細，看到的彩虹越清楚。
水霧停留在空中的時間越長，效果越明顯。
適當調整水器的角度，才容易製造出彩虹。
看見彩虹時，應是雨後天晴，空中水氣增多，經兩次折射，一次反射而形成。
要看見圓形彩虹所需要件，要有陽光、水分子、正確的角度及觀察著的高度。
要看見圓弧形或圓形的彩虹，是因為相同的水珠，都處於同一圓錐上。
雨過天晴的早上看到彩虹，彩虹會在西方。(太陽在東方)
當太陽在西方時，有陽光、水分子、正確的角度，可能在東方見到彩虹。
在地平線上所看到的彩虹，大都呈圓弧狀。
如果忽然烏雲密布，下起大雨，則看不見彩虹。
在陽光下，肥皂泡泡的表面，可以看見彩虹般的色光。
陽光經三稜鏡出現彩虹光，是因為光的色散的現象。
雨後天晴，背對陽光處，就有可能看見彩虹。
想要看見彩虹，除了要有陽光、空中有小水滴之外，還要有適合的角度才可看到。
在陽光下製造人造彩虹，觀察者必須背對楊光噴射小水滴才可行。
彩虹是陽光進入水滴，先折射一次，然後在水滴的背面反射，最後離開水滴時，
再折射一次，因水對光有色散的作用，產生彩虹。
生活中可見的色光：
活動三 : 太陽和能源
能源是指可以產生熱能或電能的物質，以許多種型式存在。
煤、石油、天然氣、核能等，這樣的能直接利用的是一次能源。(不可再生能源)
地熱、水力、太陽能、海洋能、風能、生質能。(可再生能源)
許多能源被用來推動運輸工具，例如:汽油、電。
綠色能源泛指所有直接取自於大自然的資源，
例如陽光、風、雨、潮汐、波浪、植物、藻類和地熱，其共同的特性為可再生，
而且幾乎是取之不盡、用之不竭。
太陽能發電的優點 : (透過太陽能板將光能轉換為電能)
1 太陽能的系統又稱為無變量的系統。
2 太陽能是人類可以使用最豐富的能源。
3 太陽能是一種清潔的能源。
4 太陽能是一種安全可靠的能源。
5 太陽能是一種不需要運輸的能源。
太陽能發電的缺點 :
1 太陽能的配備必需要有相當大的面積。
2 太陽能受氣候及日夜變化的影響 。
太陽能發電供遊艇使用，不同的交通工具所使用的能源也不盡相同。
太陽能船上的能源板是光能轉換成電的工具。
太陽能發電供熱水器使用
太陽能發電可供路燈照明
太陽能發電(彰化王功)
德國奧格斯堡綠能建築
火力發電的優點 :
臺灣主要供電來源，將低溫的液態水轉換成高溫的水蒸氣，推動渦輪機發電。
火力發電的缺點 : (發電過程中會產生高溫及廢氣)
1 火力發電最容易造成環境汙染。
2 產生二氧化碳廢氣，造成酸雨也促成地球暖化的元凶。
3 台中火力發電廠，廢水( 硼 )超標 ，最高 超標 28 倍 。( 108 . 9 . )
燃燒煤炭、石油、天然氣的火力發電，是台灣主要發電方式。 (百分之82火力發電)
台灣2020發電比例 : 百分之82火力發電， 百分之11核能發電 ， 百分之5再生
能源發電， 百分之1水力發電。( 資料來源--太平洋綠能 )
2021年台電系統發電量為2488.1億度 ，其中火力發電量佔比達百分之79.6 ，
燃煤佔比達百分35.5，燃油佔比達百分1.6，燃氣佔比達百分42.5，汽電共生佔比達
百分2.1，再生能源佔比達百分6.3，抽蓄水力佔比達百分1.3，核能佔比達百分10.8。
活動三 : 節能減碳
德國柏林車站綠建築
白天多利用自然光照明
日常生活中做到減少能源的使用，就可以保護資源，減少對環境的汙染 :
夏天吹冷氣時，溫度不要調得太低，以免消耗能源。
隨手關燈、拔掉不使用的電器插頭。
使用太陽能發電的路燈或太陽能電熱水器。
使用節能電器和省電燈泡。
使用大眾運輸交通工具，或騎乘自行車。
您家的孩子還在死背學科、寫評量嗎？
您有沒有想過，孩子們對於學習其實可以是充滿熱情及充滿歡笑的？
佑孳學苑的教學，總是以活潑、趣味、親自體驗
來讓孩子們深刻學習並且能夠觸類旁通。
透過佑孳的生動教學，課本的知識不再是呆板的背誦， 而是親身體驗與深刻的學習。
佑孳相信這才是真正的教育與學習 .
那麼我們下次自然教學再見囉
視野決定你的腳步 歷練成為你的膽識 佑孳鮮活你的思維
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