春分到秋分圭表影长变化规律
正方位、定节气的圭表
正方位、定节气的圭表远古时，人们就意识到太阳运行与时间的关系，并尝试找出其中的联系。
当他们发现地上的影子会随着太阳在天空的运行轨迹而出现长短变化时，一个大胆的设想由此产生：能不能通过测量影子的长度来确定时间呢？起初，人们把一根竿子直立在平地上，用尺子去测量它的影子长度。
后来人们发现，每到正午时竿影总会投射在正北方。
于是，他们就想了个“偷懒”的法子：在长方形石板上刻或画上刻度，南北向平铺在地面，将竿子垂直立在石板南端 ，这样一来，竿影就直接投射在石板上。
由于石板上有刻度，人们可以很直观地知道竿影长度。
人们将这根竿子叫作“表”，将刻有刻度的石板叫作“圭”。
圭和表组成了圭表。
圭表不仅是世界上最早的计时器，也是我国古代一种重要的天文仪器。
现代考古表明，最晚在春秋时期，人们就懂得了使用圭表来确定二至日的方法，即将正午表影最长的那一天定为“冬至”，正午表影最短的那一天定为“夏至”。
古人通过圭表测量正午时日影的长度，先确定冬至和夏至，继而确定回归年即人们常说的“一年”长度和历法起算点。
正方位、定节气的圭表1 正方位朝廷在长安城的灵台上设置了一座铜圭表，表高八尺，圭长一丈三尺。
之后很长一段时间，“表高八尺，圭长一丈三尺”便成为圭表的标准尺寸。
不过，这种圭表在实际使用中却存在不足：首先，导致测得的影长存在误差；即十分之一分，不够精准。
以冬至为例，假设日影长度的误差为一分，据此推算出来的冬至时刻就会存在半个或一个时辰的误差。
对于天文历法来元代科学家郭守敬改进圭表，将表的高度增加到四十尺，即标准表高的五倍，因此也被称为“高表”。
因为表高增加，表影长度也随之增加，边缘模糊所造成的误差也就相对变小了。
此外，郭守敬还利用小孔成像的原理，制作了景符。
当太阳、高表顶端的横梁、景符正中的小孔处于同一直线时，圭面上就会出现横梁的清晰实像。
如此双管齐终于使圭表测影的精确度有了很大提高。
冬至、春分、夏至、秋分是人们在一 年中的关键性时间标记点，对农业耕作有指导作用。
正方位、定节气的圭表
正方位、定节气的圭表作者：来源：《百科探秘·海底世界》2019年第08期远古时，人们就意识到太阳运行与时间的关系，并尝试找出其中的联系。
当他们发现地上的影子会随着太阳在天空的运行轨迹而出现长短变化时，一个大胆的设想由此产生：能不能通过测量影子的长度来确定时间呢？起初，人们把一根竿子直立在平地上，用尺子去测量它的影子长度。
后来人们发现，每到正午时竿影总会投射在正北方。
于是，他们就想了个“偷懒”的法子：在长方形石板上刻或画上刻度，南北向平铺在地面，将竿子垂直立在石板南端，这样一来，竿影就直接投射在石板上。
由于石板上有刻度，人们可以很直观地知道竿影长度。
人们将这根竿子叫作“表”，将刻有刻度的石板叫作“圭”。
圭和表组成了圭表。
圭表不仅是世界上最早的计时器，也是我国古代一种重要的天文仪器。
现代考古表明，最晚在春秋时期，人们就懂得了使用圭表来确定二至日的方法，即将正午表影最长的那一天定为“冬至”，正午表影最短的那一天定为“夏至”。
古人通过圭表测量正午时日影的长度，先确定冬至和夏至，继而确定回归年即人们常说的“一年”长度和历法起算点。
以表为圆心画一个圆周，观测同一天日出、日落时的表影与圆周的交点。
连接两个交点的直线，就代表正东、正西的方向。
正午时的表影方向和夜间北极星的方向，可作为验证依据。
测定节气（主要用途）冬至：表影最长春分：表影适中夏至：表影最短秋分：表影适中西汉时，朝廷在长安城的灵台上设置了一座铜圭表，表高八尺，圭长一丈三尺。
之后很长一段时间，“表高八尺，圭长一丈三尺”便成为圭表的标准尺寸。
不过，这种圭表在实际使用中却存在不足：首先，表影边缘不清晰，导致测得的影长存在误差;其次，圭的刻度单位仅能到厘，即十分之一分，不够精准。
以冬至为例，假设日影长度的误差为一分，据此推算出来的冬至时刻就会存在半个或一个时辰的误差。
对于天文历法来说，这是很大的误差了。
元代科学家郭守敬改进圭表，将表的高度增加到四十尺，即标准表高的五倍，因此也被称为“高表”。
有关日晷和圭表的介绍
有关日晷和圭表的介绍一、日晷1、简介日晷仪也称日晷，是观测日影记时的仪器，主要是根据日影的位置，以指定当时的时辰或刻数，是我国古代较为普遍使用的计时仪器。
但在史籍中却少有记载，现在史料中最早的记载是“汉书·律历志·制汉历”一节：太史令司马迁建议共议“乃定东西，主晷仪，下刻漏”，而“汉书·艺文志”中列有晷书34卷，但仅存书名，而无内容。
2、概述日晷本义是指日影，是使用太阳的位置来测量时间的一种设备，主要由一根投射太阳阴影的指标、承受指标投影的投影面(即晷面) 和晷面上的刻度线组成。
最常见的设计，也就是最普通的，就是所谓的庭园日晷，让日影投射在一个标有时刻的平面上，当太阳移动时，影子所指示的时间也将跟着变动。
其实，日晷可以设计在任何物体的表面上，让固定的指针产生阴影来测量时间。
因此，日晷有许多种不同的形式：如地平式日晷、赤道式日晷、子午式日晷以及卯酉式日晷等等。
3、常见分类（1）水平式日晷水平式日晷（The Horizontal SundialE）是最常用的日晷，采用水平式的刻度盘，日晷轴的倾斜度，依使用地的纬度设定，刻度需要利用三角函数计算才能确定。
适合低纬度的使用。
（2）赤道式日晷赤道式日晷（The ERquatorial Sundial）是依照使用地的纬度，将轴（指时针）朝向北极固定，观察轴投影在垂直于轴的圆盘上的刻度来判断时间的装置。
盘上的刻度是等分的，夏季和冬季轴投影在圆盘上的影子会分在圆盘的北面和南面，适合中低纬度的使用。
若将圆盘改为圆环则称为赤道式罗盘日晷。
（3）极地晷极地晷（TheRE polar Dial）供指时针投影的平面与指时针平行，即与地平面的夹角与地理纬度相同，并朝向正北。
时间的刻画可以用简单的几何图来处理，投影的时间线是平行的线条。
适合各种不同的纬度使用。
（4）南向垂直日晷南向垂直日晷（Vertical Direct South Dial）刻度盘面朝向正南且垂直地面的日晷。
2023年教科版六年级科学上册第5课 影子的四季变化
正午的影长会随着季节的变化而变化吗？
探索二：制作简易的圭表，观察日影的四季变化 制作
【点击可观看实验视频】
观察
同一地点，一年四季正午时分太阳位置不同
用手电筒模拟太阳的不同位置，
观察影子的长度变化
【点击可观看实验视频】
正午时刻影子长度cm 冬至日
影长的四季变化
秋分 夏至日
春分
秋分
夏至日
正南正北放置圭表，测量正 午时分的影子长度，记录到 班级大统计表上。
5
影子的四季 变化
教科版六年级科学上册
聚焦
太阳越高，影子是越短还是越长？
探索
早晨和傍晚，太阳高度低，一：了解古人是如何观察日影的四季变化规律的。
从表格中你发现了什么？
夏季太阳高度最高，冬季太阳高度最低，春季和秋 季的太阳高度适中。夏季影子最短，冬季影子最长，春 季和秋季影子适中。
长度 cm
日期 （月）
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
研讨
四季交替，正午时分物体的影长会怎样有规律地变化？
物体正午的日影长度在四季有规律地变化着：从夏 到冬，日影逐渐变长；从冬到夏，日影逐渐变短；夏 季日影最短，冬季日影最长，春秋日影适中。
观察表格中的数据， 你有什么发现？
地平面与太阳 光线的夹角
►为你理想的人，否则，爱的只是你在他身上找到的你的影子。 ►有时候，我们愿意原谅一个人，并不是我们真的愿意原谅他，而是我们 不愿意失去他。不想失去他，惟有假装原谅他。不管你爱过多少人，不管 你爱得多么痛苦或快乐。最后，你不是学会了怎样恋爱，而是学会了，怎 样去爱自己。
►走进颐和园，眼前是繁华的苏州街，现在依稀可以想象到当年的热闹场 面，苏州街围着一片湖，沿着河岸有许多小绿盘子里装着美丽的荷花。这 里是仿照江南水乡--苏州而建的买卖街。当年有古玩店、绸缎店、点心铺 等，店铺中的店员都是太监、宫女妆扮的，皇帝游览的时候才营业。我正 享受着皇帝的待遇，店里的小贩都在卖力的吆喝着。 ►走近一看，我立刻被这美丽的荷花吸引住了，一片片绿油油的荷叶层层 叠叠地挤在水面上，是我不由得想起杨万里接天莲叶无穷碧这一句诗。荷 叶上滚动着几颗水珠，真像一粒粒珍珠，亮晶希望对您有帮助，谢谢 晶的 。它们有时聚成一颗大水珠，骨碌一下滑进水里，真像一个顽皮的孩子！
小学科学教科版六年级上册第二单元第5课《影长的四季变化》课件9(2021新版)
南
表
这个圭表有什么 特点？这样设计有什 北 么好处？
圭
正南正北放置
制作圭表模型1
安全裁剪
表高多少厘米？
预
表宽4cm
留
拼
圭宽8cm
插
圭长15cm
接
口
画出圭和表的大小、形状
垂直
组装圭表
背面 加固
第二单元 地球的运动
5.影长的四季变化
春
冬
夏
秋
日影会随季有规律的变化吗？
我发现：
夏季影子短， 冬季影子长，
春季和秋季 影子适中。
我发现：
正午的日影长 度变化规律是 “从夏到冬，逐 渐变长；从冬到 夏，逐渐变 短”。
圭表
表 圭
中国古代使用名叫“圭表”的天 文仪器观测日影长度，圭表由圭和表 组成。圭是有刻度的平面，表是立在 圭上面的一根柱子。
制作圭表模型2
装饰圭面
在圭上画刻度
在圭上打个洞
垂直
组装圭表
记录日期 记录影长
同一地点，一年四季正午时分， 太阳的位置是不同的。
实验记录单太阳ຫໍສະໝຸດ 置 物体影长 我的发现冬至 18cm
1.物体正午时分的日影，在四季有
春分 11cm
规律的变化着：从夏到冬，逐渐变 长；从冬到夏，逐渐变短。
夏至2.夏至7日cm影最短；2.冬夏至至日日影影最最短长；；冬至春日分影、最长； 秋分秋分日11影cm适中。 春分、秋分日影适中。
观察数据你有什么发现？
北京地区日出日落时间
和正午太阳仰角的变化表
一年四季中，夏至日出时
影长的四季变化小学科学六年级上册PPT课件
实验步骤：
1、制作简易圭表。
2、查阅资料，了解太阳在同一地点正午时分随四季变化的特点。
实验步骤：
3、根据资料，在不同位置放置“春分、夏至、秋分、冬至”的标志物。 4、实际观察。
5、实验过程中，填写实验记录表。
模拟测量四季影长变化规律实验记录表
教科版六年级上册（最新）
第二单元 地球的运动
第5课时 影长的四季变化
导入
影长的变化规律是怎样的？
聚焦
影子长短的变化是否也有规律呢？
探索 查阅资料，了解古人是如何观察日影的四季变化的
说一说：
1. 古人是使用什么仪器来观察日影的四季变化的？ 2. 通过这一仪器古人发现了什么规律？想一想，说一说古人的观仪器——圭表的结构特点是什么？
这种仪器由两部分组成：一个垂直的铜柱或 石柱，叫作“表”；另一个平放的铜尺或石尺， 叫作“圭”。
想一想，说一说
古人通过圭表观测到的日影四季变化的结果是什么？
古人通过四季影长的变化规律将一年确定为多少天？
探索 制作圭表，验证影长的四季变化规律
实验材料：
春
夏
秋
冬
我的发现：影长会随着季节变化有规律地变化。
做一做：将自制 圭表放在家中向 南的窗台，观察 一年正午时分的 影子长度并做好 记录。
研讨
四季交替，正午时分物体的影 长会怎样有规律的变化？
拓展
观察表格中的数据，你有什么发现？
影长的四季变化教案
3.人人动手，制作简易圭表。（指导随班就读生制作圭表）
4.讨论：除了卡纸，生活中我们还能利用哪些材料来制作圭表？（预设：纸板箱、泡沫板和筷子。）。鼓励同学们用更多的身边材料来制作圭表。
（三）利用自制圭表，模拟影子长度的变化
1.讨论同一地点正午时分太阳位置的四季变化。（预设：根据生活中的观察，我们知道夏天的太阳比较高，冬天的太阳比较低，而春天、秋天的太阳高度在夏天和冬天之间。）
２.查阅资料，并将收获记录下来。通过查阅教师提供的资料。了解古人观察日影变化的工具。（指导随班就读生阅读资料）
３.四人一小组，组内先交流获得的收获，对日影的四季变化规律和古人使用的仪器——圭表的结构进行讨论。
4.教师结合课件，讲解圭表的结构和原理。
（二）观看微课、制作圭表
1.古人利用圭表发现了一年四季，正午的日影长度变化规律。在课堂上我们也来学习下古人，制作一个圭表，探究日影的四季变化规律。
科学态度目标：
1.有创新精神，勇于采用新的方法和新的材料有创新地完成圭表的制作。
科学、技术、社会与环境目标：
1.了解科学技术可以让我们更好地改造生存环境，顺应自然规律，减少自然灾害对人类生活的影响。
2.通过复制古人仪器，感受古人的智慧，体验古人科学技术的先进。
教学重点、难点：
重点：学生能通过实验，分析同一地点影长的四季变化规律。
3.板书课题：《影长的四季变化》。
4.讨论：有怎样的规律？
为什么会出现这样的规律？
二、探索和研讨
[材料准备：A3卡纸，A4卡纸、刻度尺、双面胶、剪刀、手电筒、“春分、秋分、冬至、夏至”的标志物、学习单]
查阅资料，了解古人的方法
１.古人也考虑过这个问题，那么他们是如何观察日影的四季变化规律呢？我们先来向我们的先辈学习一下。
《影子的四季变化》PPT课件 教科版六年级科学
长度 cm
日期 （月）
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
研讨
四季交替，正午时分物体的影长会怎样有规律地变化？
物体正午的日影长度在四季有规律地变化着：从 夏到冬，日影逐渐变长；从冬到夏，日影逐渐变短； 夏季日影最短，冬季日影最长，春秋日影适中。
观察表格中的数据， 你有什么发现？
地平面与太阳 光线的夹角
夏至日出时间 最早,日落时间最晚； 冬至日出时间最晚， 日落时间最早；春 分和秋分日出、日 落时间相同。正午 太阳仰角夏至最高， 冬至最低，春分、 秋分是一样的。
课堂Байду номын сангаас结
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5
影子的四季 变化
教科版六年级科学上册
聚焦
太阳越高，影子是越短还是越长？
探索
早晨和傍晚，太阳高度低，影子长。
正午时，太阳正头顶，影子短。
探索一：了解古人是如何观察日影的四季变化规律的。
从表格中你发现了什么？
夏季太阳高度最高，冬季太阳高度最低，春季和秋 季的太阳高度适中。夏季影子最短，冬季影子最长，春 季和秋季影子适中。
正午的影长会随着季节的变化而变化吗？
探索二：制作简易的圭表，观察日影的四季变化 制作
观察
同一地点，一年四季正午时分太阳位置不同
用手电筒模拟太阳的不同位置， 观察影子的长度变化
正午时刻影子长度cm 冬至日
影长的四季变化
秋分 夏至日
春分
秋分
夏至日
正南正北放置圭表，测量正 午时分的影子长度，记录到 班级大统计表上。
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春分到秋分圭表影长变化规律
北半球影子长度夏至最短，冬至最长。
春分秋分时影子长度中等追答太阳在6月22,23日直射北回归线。
此时太阳高度角最大，影子最长。
春秋分时太阳直射赤道，影子长度适中。
冬至则直射南回归线。
此时影子最长。
夏天的太阳角度大所以影子短。
冬天的太阳角度笑所以影子长。
春分太阳直射赤道，之后向北移动，夏至太阳直射北回归线，之后向南移动秋分太阳直射赤道，之后继续向南移动，冬至太阳直射南回归线，之后向北移动。
春分:二十四节气之第四节气，在3月20日或21日;表示春季中间，昼夜等长。
夏至:二十四节气之第十节气，在6月21日或22日;表示炎热将至，该日昼最长，夜最短。
秋分:二十四节气之第十六节气，在9月23日或24日;表示秋季中间，昼夜等长。
冬至:二十四节气之第二十二节气，在12月21日或22日;表示寒冬到来，该日昼最短、夜最长。