活动:

天与地

通讯录中的一个成员( Gardinus@aol.com ) 和他的CM2年级的学生实现了在秋分时围绕日规的一系列实验。在9月份对得到的结果进行了网上讨论，下面提供有关信息交流的汇编：
" Gardinus "信息摘要 http://www.inrp.fr/Archive/reseau-lamap/1999-09/msg00024.html).:

- 实现的活动 (每30分钟测量一根放置在水平胶合板底盘上的小木锥（8厘米高）的影子。
- 得到的结果
1/ 在10点到17点之间（学校院子里有太阳），所有的点画在一条直线上，这条直线与南－北轴线成95度角。
2/ 一个小时内影子扫过的角度不总是相同：例如，10点到11点之间为15度，而13点到14点之间为21度。

解释:
1/ Jean-Michel Rolando (http://www.inrp.fr/Archive/reseau-lamap/1999-09/msg00028.html) 给出如下解释e : " 您所记录的点在一条直线上是因为您的实验是在秋分或相近日期做的。所得到的直线垂直于南－北轴线。如果您测出角度为95度，无疑是因为您用指南针来定向，而指南针只给出地磁方向而不是南－北地理方向。这两个方向之间的角度随时间慢慢地变化（称为磁倾斜）。相差几度。我没有验证，现在是否是5度"。 [l1980年在Groix的倾斜为6度，每年减少 9’ ]
Gille Henri (http://www.inrp.fr/Archive/reseau-lamap/1999-09/msg00042.html) 继续Jean-Michel Rolando的解释，提出以Ptolemee的描述来看，"人们知道对于太阳系动力学这是不正确的，但从地球和太阳的相对运动的观点来看，这与哥白尼的理论完全相同。地球被考虑为固定的，就象其表面上的点，木锥的顶端，希腊语称为“日圭”"。
在这个描述中，太阳和所有的星球绕地球的南－北轴线在赤道平面上旋转23小时56分钟。此外，一年里太阳在我们称为黄道的平面上绕地球旋转。
这两个平面夹角为27度。
"太阳在24个小时里似乎绕南－北轴线描了一个圆。但在大多数时间，地球－太阳轴线不是与极轴相垂直的，除太阳处于二至点与赤道平面的交点即二分点外。只在这个特殊情况，地球－太阳轴线垂直于极轴，太阳似乎在赤道平面上描了一个圆。影子同样与这个平面平行，而且这个平面在水平表面上的投影给出观察到的直线。"
Elisabeth Plé(http://www.inrp.fr/Archive/reseau-lamap/1999-09/msg00039.html) 强调说，"在一天内( 24小时) 太阳似乎有规律地沿着一地球旋转轴为中心的圆周上、即在一个与北极星方向垂直的平面上移动。存在着无数这些互相平行的平面。准确通过东西的平面称为赤道平面，对应于地球赤道平面在天上的投影。在二分时，太阳处在这个平面上，在春分到秋分间处于上方[更北],其它时间处于下方 [ 更南] 。但无论什么时候，这个太阳似乎在上移动的平面总是与赤道平面平行。" 

 2/ Gilles Henri 同样对第二个观察结果给出解释: "影子的时间角度在赤道平面上有规律地转动，但其在水平平面上的投影不是这样(斜投影不保持原来的角度关系), 这解释了影子在地面的角度变化不是恒定的。同样，一个90度角斜投影在某个平面上一般不会是90度角，除非一条边与投影平面平行。除了在 6h-12h 和12h-18h (对应于太阳升起、正午和太阳落下, 即东－西方向和南－北方向)的角度, 6小时间隔的影子角度不会是直角。"

赤道日晷:

Elisabeth Plé 在赤道日晷上加上每15度角对应的钟点

如何从日晷上读出时间 :

Jean-Michel Rolando为我们提供有关参考阅读材料的信息 。需要三处订正 :
1/ 根据是在冬天还是在夏天，多1个小时或2个小时。
2/ 第二个订正的原因是 " 在布勒斯特的一个日晷与在斯特拉斯堡或其它处在与格林威治相同的经度处的日晷所指示的钟点不一样。然而我们的钟表应该是相同的时间。
3/ 最后, 地球绕太阳旋转的轨道。

其它活动:

记录的有效性:
Jean-Michel Rolando请教师提出问题：“在9月底得出的初始记录是否构成一个好的日晷。通过验证之后的几天以及整个秋季，学生们认识到有些天这个日晷还不错，但长时间就不行。(…) 如果您想让他们制作一个日晷，选择一个赤道日晷并告诉他们使用方法。学生们在日晷上读出钟点而不理解其功能，就象他们从电子表上看时间而不知道电子表如何工作”。

在一段较长的时间继续记录:
Mireille Hibon (http://www.inrp.fr/Archive/reseau-lamap/1999-09/msg00027.html) 建议"在之后的几个星期中继续记录，您将会看到这条直线离开您的一侧，向外伸展：形成一条抛物线
然而, 我积极鼓动你们继续记录，因为没法用数学来解释：影子的长度和太阳轨道的高度之间的关系随季节而变"

在一张全景图上标出一天中的太阳位置
Elisabeth Ple 补充 Mireille Hibon的回答，提出做另外一些记录: 以南为中心拍摄全景照片(通常需要拼接从东北方向到东南方向的多幅照片），然后在一天里在这个全景图上记下太阳的位置.. 在某个时刻，考虑用一个简单模型解释为什么太阳似乎在移动：地球＝地球仪自转，太阳＝电灯。这时，可以建立太阳表观运动与星球的周日运动之间的关系（见上面所述）。这对孩子们很有效并引起他们的热情! 因此就象古人所说的，北极星方向变成世界的轴线。从我们地球看，星星、太阳、行星、月亮都围绕地球转。因此必要时如果想构造一个赤道日晷作为钟表的话，指针的方向对孩子们不陌生。他们可以在所有的日晷上看到。

大型日晷
B. Gillot (http://www.inrp.fr/Archive/reseau-lamap/1999-09/msg00033.html )在其学校安装了一个“大型”日晷: "教室前面的石地板上垂直放置一根一米高的柱子，每天四次在地面上用粉笔标记下影子长度（柱子的顶端），再用各种颜色的油漆固定。孩子们在一年里记录（有太阳时）。经过很好的组织，这花不了很多时间。通过这四个点画线，可以观察一些现象。"
可以达到各种目标 :

• 认识到一天中影子在移动 ;
• 孩子们从另外方面认识时间 ;
• 他们在观察到的事实与通常没有天文学意义的词汇间建立关系 ;
• 一些孩子参加有关影子的材料阅读.

Bernard Gillot 做出结论: "可以在各个年级水平上“读”这些记录， 对其一些方面的解释则超出了小学程度。 "

日晷制作
Dominique Tregloze, (http://www.inrp.fr/Archive/reseau-lamap/1999-10/msg00024.html) 师范学院技术培训员，建议实习教师实现可在阶段3实现的日晷，这个活动的目标是学会使用合适的技术文档；在介绍该计划时，他强调这个物体的功能只是让学生了解古时人们使用的装置。

延长:

日晷的历史
Dominique Tregloze 回顾了有关日晷的历史。.

如何确定地轴 :
Elisabeth Ple 提议拍摄星空的照片: "太阳移动是因为地球的自转。是否可以在天空中确定地球旋转轴？为此对用几分钟曝光拍摄的夜空照片进行观察。星星似乎围绕一颗固定的星星旋转，这颗星星处在地球轴线 [极轴 ]延长线上，称为北极星。"

参与者引用的资源 :

书籍:
- Tavernier "教师指导" : 火, 光, 过去的时间.
如果您教数学, 可以参考C.L.E.A的有关称为“日圭”的水平日晷的文章  - (01 69 15 63 ou michele.presse@df.cso.u-psud.fr )
或法国天文学会的出版物(01 42 24 13 74 ou saf@calva.net)。或参阅著作“天文学是一种儿童游戏” (Mireille Hartmann, Le Pommier) ，很简单和具体，可以给您一些更多的主意...
"宇宙学校" (CRDP de LORRAINE) M. OULIAC
"时间发明" J. Matricon J. Roumette EXPLORA Press Pocket
对于学生: "地球是日晷" Mitsumasa Anno

网站 :
 魁北克日晷委员会http://cadrans_solaires.scg.ulaval.ca/
日晷的制作 : http://web.fc-net.fr/frb/sundials/shadows.htlm