我國古代日晷
傳統版日晷
現代版日晷
日晷橋
日晷百科及制作
【器材】木板、圖畫紙、粗鐵絲、鉸鏈。
日晷又稱“日規”，我國古代利用日影測得時刻的一種計時儀器。通常由銅制的指針和石制
的圓盤組成。銅制的指針叫做“晷針”，垂直地穿過圓盤中心，起著圭表中立竿的作用，因此，晷針又叫“表”，石制的圓盤叫做“晷面”，安放在石臺上，呈南高北低，使晷面平行于天赤道面，這樣，晷針的上端正好指向北天極，下端正好指向南天極。在晷面的正反兩面刻劃出12個大格，每個大格代表兩個小時。當太陽光照在日晷上時，晷針的影子就會投向晷面，太陽由東向西移動，投向晷面的晷針影子也慢慢地由西向東移動。于是，移動著的晷針影子好像是現代鐘表的指針，晷面則是鐘表的表面，以此來顯示時刻。
由于從春分到秋分期間，太陽總是在天赤道的北側運行，因此，晷針的影子投向晷面上方；從秋分到春分期間，太陽在天赤道的南側運行，因此，晷針的影子投向晷面的方。所以在觀察日晷時，首先要了解兩個不同時期晷針的投影位置?
怎樣制作日晷模型
（1）取兩塊300×300（毫米2）的木板，在一塊木板兩面裱糊兩張白色圖畫紙。干后，在一張圖畫紙上的中心畫一個100毫米半徑的圓，把圓周等分為24份，自圓周上各等分點畫直線至圓心。在直線同圓周相交的地方按順時針順序標上1至24的數字。在木板的背面同
樣畫圓和24根等分線，再按逆時針順序標上1至24的數字。要注意兩面的1時線和12時線要互相對準。這是晷盤。
（2）取一根200毫米長的鐵絲做晷針，鐵絲必須筆直。在晷盤的圓心處鉆一個小孔，把晷針緊緊地插入晷盤的圓心孔中，露在晷盤兩面的長度相等，這時晷針和晷盤面成直角。
（3）將另一塊方木板做底座，將晷盤用鉸鏈和底座的一邊相連接，連接時注意12和24的時線垂直于底座平面，12時線在正下方。晷盤和底座間有傾斜角，傾斜成90°—（等于本地的緯度）。木板上端朝南下端朝北，使晷盤的12時線恰好同子午線重合，晷針指向北極星。
【使用】
（1）在陽光終日照射到的地方立一根1米高的木柱，柱頂裝日晷底座。安裝時用磁針測定南北方向，使日晷針上端指向北方，晷盤和底座間的傾斜角用三角木片固定，使晷針與地平面的夾角恰好等于當地的緯度。
（2）陽光照射在日晷上，晷針的影子就落在晷盤上，隨著一天中太陽在天空中位置的變化，
晷針的針影就在晷盤上面移動。觀察針影在哪一根時線上，就是當地當時的時間。但是太陽在每年春分到秋分這段時間內，是在天球赤道以北，位置較高，晷針的針影投在晷盤的正面，秋分以后到次年春分，太陽是在天球赤道以南，位置較低，晷針的針影投在表盤的背面。因此，春分到秋分時看日晷正面的針影定時間，秋分到第二年春分時看日晷背面的針影定時間。
（3）制作的日晷是赤道日晷。日晷的晷盤面跟赤道面平行，晷針和地軸平行。測得的時間是當地的地方時，與北京時間不同，必須經過調整。調整的方法可將地方時同電臺播發的標準時進行比較，看相差多少，以后只要在地方時上加上或減去相差的時間，就是北京的標準時間。
摘自：《小學教學全書──自然·勞動卷》
日晷原理圖
附.日晷探究性學習教案
一、課文說明
第10、11、12課構成本冊教材的“宇宙”教學單元。本課指導學生認識我國古代的測時儀器——日晷和圭表；在能力培養方面，屬于“觀察能力”和“歸納概括能力”的系列。
本課首先指導學生認識比較容易理解的日晷，然后再認識圭表。在講解日晷和圭表時，都是先結合學生已有知識或經驗，使學生了解與日晷、圭表有關的知識，然后再講解日晷和圭表的構造、作用。課文分三部分：
第一部分指導學生認識日晷。這部分內容分為三層：
1.復習已有知識：一天中，太陽在天空中是自東向西移動的，陽光下物體的影子是自西向東移動的。這是理解日晷原理所必需的基礎知識，也是本課的引入。
2.講解日晷的原理：一天中，陽光下物體影子移動的角度是有規律的，人們根據這個規律制作了計時的儀器——日晷。
3.講解日晷的構造與計時方法。日晷的種類很多，圖中是保存在北京故宮中清代的赤道日晷。
第二部分指導學生認識圭表。這部分內容分為兩層：
1.講解圭表的原理：在地上立一根桿，每天正午時的影長變化是有規律的——夏季短（夏至最短），秋季中（秋分居中），冬季長（冬至最長），春季中（春分居中），這種變化每年循環一次。這是我國人民在2000多年前發現的。
2.講解圭表的構造和計時方法。圭表有各種各樣的，圖中是保存在南京紫金山天文臺的明代圭表。
第三部分指導學生自制一個“圭表”，用它觀察陽光下直立物體影長在一天中的變化規律。通過觀察記錄，希望學生能發現：陽光下直立物體的影子，從早晨到中午逐漸變短，正午時最短，從正午到傍晚又逐漸增長。這項活動可以激發學生像古代科學家那樣探究自然變化規律，培養學生觀察記錄能力和歸納概括能力，并為下一課學習關于太陽高度的知識打下一定的基礎。這項活動需在課后進行，每天觀察幾次可以靈活掌握，當地正午時必須觀察。
二、目的要求
1.通過本課教學，要求學生初步知道日晷、圭表的原理及用途。
2.培養學生的觀察能力（觀察記錄一天中陽光下直立物體影長的變化）和歸納概括能力（歸納一天中陽光下直立物體影長變化的規律）。
3.通過講述我國古代天文科學的成就，向學生進行愛國主義教育。
三、課前準備
教師準備：
1.分組觀察材料——圭表模型（在一塊30厘米×10厘米的長方形木板上垂直釘一個大釘子，釘尖向上。）
2.掛圖或投影片——日晷、圭表、古代人立桿測影長的情景。
學生準備：直尺。
四、教學過程
導入新課
1.講述：在一、二年級，我們曾經觀察過一天中太陽在天空中的方向變化，還觀察過陽光下物體影子的方向變化。
2.提問：
（1）在一天中，太陽在天空中的方向是怎樣變化的？（早晨、正午、傍晚，太陽分別在什么方向？）
（2）在一天中，陽光下物體影子的方向是怎樣變化的？（早晨、正午、傍晚，影子分別在什么方向？）
（3）影子的方向與太陽的方向有什么關系？（方向相反）
（4）影子方向的變化與太陽在天空中方向的變化有什么關系？（變化方向也相反，太陽在天空中自東向西移動，地上的影子自西向東移動。）
3.講述：這節課，我們要了解人們是怎樣利用陽光下物體影子變化規律的。
學習新課
1.指導學生認識日晷
（1）講解：我國人民早在古代就已發現：在一天中，陽光下物體的影子總是由西向東移動，而且隨著時間的變化移動的角度是有規律的。人們根據這個規律制作了計時的儀器——日晷（板書）。
（2）出示掛圖或投影片——日晷。
（3）講解：日晷由晷面和晷針兩部分構成。晷面是圓形的，石制的，有刻度，傾斜地固定在石柱上。晷針是鐵制的，安在晷面中心，與晷面垂直。晷針的影子投在晷面上，并隨著太陽在天空中移動而移動。人們根據晷針影子在晷面上所在的刻度，確定當時的時間——×時×刻。日晷的樣子很多，課本第33頁的日晷是保存在北京故宮內清代的日晷。
（4）談話：你們看日晷像什么？（鐘表）
（5）講述：日晷是古老的計時儀器，現代鐘表的表面就是仿照日晷制造的。
2.指導學生認識圭表
（1）出示掛圖或投影片——古代人立桿測影長的情景。
（2）講解：早在兩千多年前，我國人民就用在地上立桿測影的方法，研究陽光下物體影子長度的變化。經過長期的觀察和記錄發現，在一年中，每天正午（太陽正南）時，桿影的長度是變化的，而且變化是有規律的：夏季短、秋季居中、冬季長、春季居中，這種變化每年循環一次。人們根據這個規律，制造出測定季節和年的儀——圭表（板書）。
（3）出示掛圖或投影片——圭表。
（4）講解：圭表由兩部分構成：平臥的叫圭，立的叫表，圭和表相互垂直。圭平臥在正南正北的方向，上面有刻度。表立在圭面的南端，正午時表影正好投在圭面上，根據圭面的刻度，可以知道表影的長度。用圭表測量出連續兩次表影最短（或最長）之間所經歷的時間就是一年。一年中表影最長時是冬至，最短時是夏至，長短居中時分別是春分和秋分。圭表的樣式很多，課本第34頁插圖中的圭表，是保存在南京紫金山天文臺的明代建造
的圭表。這座圭表的北端也有一個立柱，比較矮，這不是表，而是圭。它的上面也有刻度。冬季，表的影子很長，超過平臥的圭的長度。這時，要靠這個立著的圭測量影長。
日晷和圭表的發明，說明我國古代的科學技術是很 發達的。
鞏固應用
1.講述：這節課我們學習了關于日晷和圭表的知識。
2.提問：
（1）日晷是用來觀測什么的儀器？由哪幾部分構成？
（2）圭表是用來觀測什么的儀器？由哪幾部分構成？哪部分叫圭？哪部分叫表？
3.用圭表模型觀察陽光下直立物體的影長
（1）講解：我們已經知道陽光下物體的影長在一年中的變化是有規律的，那么在一天中的變化有沒有規律呢？讓我們像古代科學家那樣，用立桿測影的方法來研究這個問題。
（2）出示圭表模型。
（3）談話：這是一個用木板和大鐵釘制成的圭表模型。哪部分相當圭？哪部分相當表？
（4）講解：觀測時，把這個圭表模型放在陽光下，轉動木板，使釘子的影子正好投在木板上，用尺子量出釘子的影長。
（5）分組觀察：此時陽光下釘子的影長。（可在室外進行。）
布置作業
1.每人用木板（或泡沫塑料板）、釘子制作一個圭表模型，用它觀察一天中不同時刻釘子的影長，把觀察結果記錄在課本第35頁的記錄表中。一天中觀察的次數自定，但正午（太陽正南）時必須觀測。最好能連續觀察2～3天，每天都在同一時刻觀測。
2.根據觀測結果研究：陽光下直立物體的影長，在一天中的變化有什么規律？
五、課后小記
