[方案]测定太阳的方向
测定太阳的方向
地球24小时自转360度,一小时转15度,而手
表
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的时针总比太阳转得快一倍,依此原理,可用手表和太阳概略测定方位。早晨6时太阳在东方,影子指向西方,这时,将手表上的时针指向太阳,表盘上的“12”字便指向西方,如果表盘转动90度,即将6时折半,使表盘上的“3”字对向太阳,“12”字便指向北方;中午12时,太阳位于南方,将12折半,使表盘上的“6”字对向太阳,则“12”字仍指北方(图6)。
依此
方法
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测定方向,要考虑地方时差。应将北京时间换算成地方时间。以东经120度线为准,经度每向东15度,将北京时间加一小时,每向西15度,则将北京时间减一小时,即为地方时。如乌鲁木齐的地理坐标是东经87度40分,则(120?,87?)?15?,2小时9分钟,将北京时间减去2小时9分钟,就是乌鲁木齐的当地时间。
以上两种方法,夏天在我国台湾的嘉义、广东汕头东北的南澳岛、广西的梧州市、云南的个旧市的北回归线(北纬23度27分)以南地区不能使用。
顺便提一下,我们知道地球在自转中,地球和太阳相对位置移动15?这个原理,可以用手表和太阳概略测定方向。反之,我们用指北针和太阳也可以测定概略的时间。方法是,用指北针指北定向,太阳的方位的读数被15除即可。我国以北京时间为准,北京在东经120?线上,其他地区则应根据经度差异,加以修正,即得正确太阳时。手表定向原理
【指北法】
手表平放,以当地地方时的一半指向太阳,12时所在方位为北方。
[原理]地方时0点为正北,太阳转一周,手表时针转2周,手表时间除以2,正是太阳所在方位。
【指南法】
手表平放,以时针指向太阳,则时针与12时的平分线指向南方。
[原理]地方时12时为正南,凡不足12时或超过12时的时刻,时针距离12时的角度是实际太阳距离正午角度的2倍。
【举例】某日16时。
指北法:将8时指向太阳,12时所在为北方。 指南法:将16时指向太阳,14时所在方向为南方。 “钟表定向”的“科学原理”
傅科的实验使我们亲眼见到了地球的均匀自转。随着地球自转,在人们的视觉假象中,太阳就出现了东升西落的现象。地球自转一周,好像太阳绕地球旋转了360?。手表面上的时针的旋转也是匀速的,“太阳绕地球旋转”一周的过程中,经历了24小时,时针绕表心旋转了720?。“太阳绕地球旋转”15度,经历约1小时,时针绕表心旋转了30?。 这样,当我们视觉中太阳绕地球旋转角度θ时,表面上时针旋转的角度将是2θ,大致是同步的。 而我们又知道,在北回归线以北,地方时的12点就是太阳位于正南方的时刻。如果我们将手表上时数的一半——6时指向正南,手表上12点所指向的方向就是正北了,每隔一小时,太阳视位置转过约15度,表面上转过约半小时(15度)。因此,如果算出地方时的一半,将手表的相应刻度指向太阳,12时的方向就是正北方。
规律一:用地方时一半的手表刻度指向太阳,12时的方向就是正北方 了。如果用手表的时针指向太阳,正南方应该在什么地方呢,比如地方时9点时,离正午还有3个小时,太阳位置应该在正南偏东(3×15?)45?,如果用手表上的时针(9点)指向太阳,9点与12点的角平分线方向(10点半)就是正南,相反方向就是正北。
规律二:用时针指向太阳,时针与12时的角平分线指向正南。
也就是说依据的原理就是太阳视运动360度用24小时,而实际上太
阳视运动平面与地平面并不重合,太阳视运动每小时转过的角度投影到平面上后也与15度不完全相同,因此这些方法都是大致判断,而非绝对正确的。当然,这种方法具有很多的局限性,并不是很科学的,在北半球的中纬,春秋分时,采用地方时,才可大致估计,如果这些条件都不注意,判断出来的方向将与实际情况相差很大。辨别方向
一(利用自然界特征判定方向
在没有地形图和指北针等器材的情况下,要学会利用自然界的一些特
征判定方向。
首先,太阳是最可靠的“指北针”。
我们知道,太阳是由东向西移,而影子则是由西向东移。例如,早晨6时,太阳从东方升起,一切物体的阴影都倒向西方;到中午12时,太阳位于正南,影子便指向北方;到下午6时,太阳到正西,影子则指向东方。因此,可用太阳和物体的阴影概略地测定方向。
俗话说:“立竿见影”,用一根标杆(直杆),使其与地面垂直,把一块石子放在标杆影子的顶点,处;约10分钟,标杆影子的顶点移动到,处时再放一块石子,将,、,两点连成一条直线,这条直线的指向是东西方向,与,,线垂直的方向则是南北方向,向太阳的一端是南方,相反方向是北方(图5)。
依此法测定方向,插杆越高、越细、越垂直于地面、影子移动的距离越长,测出的方向就越准。特别是中午12时前后。如11时半和12时半这两个时间的影子长度几乎相等,顶点的连线刚好指向东西方向,连线的垂直线也能较准确地指出南北方向。
地球24小时自转360度,一小时转15度,而手表的时针总比太阳转得快一倍,依此原理,可用手表和太阳概略测定方位。早晨6时太阳在东方,影子指向西方,这时,将手表上的时针指向太阳,表盘上的“12”字便指向西方,如果表盘转动90度,即将6时折半,使表盘上的“3”字对向太阳,“12”字便指向北方;中午12时,太阳
位于南方,将12折半,使表盘上的“6”字对向太阳,则“12”字仍指北方(图6)。
依此方法测定方向,要考虑地方时差。应将北京时间换算成地方时间。以东经120度线为准,经度每向东15度,将北京时间加一小时,每向西15度,则将北京时间减一小时,即为地方时。如乌鲁木齐的地理坐标是东经87度40分,则(120?,87?)?15?,2小时9分钟,将北京时间减去2小时9分钟,就是乌鲁木齐的当地时间。
以上两种方法,夏天在我国台湾的嘉义、广东汕头东北的南澳岛、广西的梧州市、云南的个旧市的北回归线(北纬23度27分)以南地区不能使用。
顺便提一下,我们知道地球在自转中,地球和太阳相对位置移动15?这个原理,可以用手表和太阳概略测定方向。反之,我们用指北针和太阳也可以测定概略的时间。方法是,用指北针指北定向,太阳的方位的读数被15除即可。我国以北京时间为准,北京在东经120?线上,其他地区则应根据经度差异,加以修正,即得正确太阳时。
常言道:“万物生长靠太阳”,太阳的热能在自然界形成了许多间接判定方向的特征。掌握这些特征之后,即使在没有太阳的阴天仍可以依此判定方向。例如:靠近树墩、树干及大石块南面的草生长得高而茂盛,冬天南面的草也枯萎干黄得较快。树皮一般南面比较光洁,北面则较为粗糙(树皮上有许多裂纹和高低不平的疙瘩)。这种现象以白桦树最为明显。白桦树南面的树皮较之北面的颜色淡,而且富有弹性。
夏天松柏及杉树的树干上流出的胶脂,南面的比北面多,而且结块大。松树干上覆盖着的次生树皮,北面的较南面形成的早,向上发展较高,雨后树皮膨胀发黑时,这种现象较为突出。秋季果树朝南的一面枝叶茂密结果多,以苹果、红枣、柿子、山楂、荔枝、柑桔等最为明显。果实在成熟时,朝南的一面先染色。
树下和灌木附近的蚂蚁窝总是在树和灌木的南面。
长在石头上的青苔性喜潮湿,不耐阳光,因而青苔通常生长在石头的北面。
草原上的蒙古菊和野莴苣的叶子都是南北指向。
我国北方的山岳、丘陵地带,茂密的乔木林多生长在阴坡,而灌木林多生长在阳坡。这是由于阴坡土壤的水分蒸发慢,水土保持好,所以植被恢复比阳坡快,易形成森林。另就树木的习性来讲,冷杉、云杉等在北坡生长得好,而马尾松、华山松、桦树、杨树等就多生长于南坡。