打造你的阳光时钟

“现在几点了？”无论何时，无论在哪，我们常常能听到这样的提问。在科技时代，手机、手表、电子钟都能马上给出回答。那同学们有没有想过，在千百年前的古代，既没有网络又没有电，人们是如何知道时间的呢？

答案就是日晷（guǐ）。

同学们可以把日晷想象成一个超级古老的太阳钟，因为它通过太阳来告诉人们时间。听起来是不是很酷，但日晷的原理其实很简单。

当太阳升起的时候，阳光照在晷针上，会在日晷盘上投下一个影子。随着太阳慢慢移动，影子的位置也会跟着变动。本期数学实验，我们就来教同学们做一个日晷。

动动手

准备材料：

硬纸板、剪刀、胶水、一次性筷子、颜料等。

实验步骤：

1 扫描下面的二维码，下载如下图所示的日晷图，并用A4纸打印出来。（你也可以将本期杂志翻到最后一页，将印着日晷图的封三剪下来使用。）

2 把这页纸粘贴在硬纸板上（硬纸板可以使用快递箱或包装箱）。

3 把硬纸板上的所有部件依次剪切下来。

4 把部件⑤和⑥分别垂直粘贴在部件⑦的两侧，构成日晷的底座。

5 再把部件A、B、C、D弯折后粘贴在部件⑤和⑥的内侧，起到加固底座的作用。

6 在部件②的两个圆点标识位置分别扎洞，再把部件①的凸起部分沿着两侧弯折。

7 把部件②粘贴在部件①上，②的中心虚线要对准①的缺口。

8 找一根17厘米长的木棍插入部件②的两个小孔，形成一个组合，这个组合叫作“纬度轨”。

9 将纬度轨放到底座上，使纬度轨的0刻度线和底座中间的刻度线对齐。

10 再把部件④粘贴在部件③上（部件④的中间12刻度要对准部件③中间的0刻度）。这个组合叫作“经度修正轨”。

11 在部件②中间的虚线处剪开一个小口，刚好可以插入经度修正轨。

12 把经度修正轨插在纬度轨的小口上，让两者垂直。纬度轨上有“南”“北”二字，放的时候先确定纬度轨的方向，再放置经度修正轨。

13 查询你所处地的经纬度和南北方向。同学们可以上网查询，也可以打开手机的“指南针”应用程序查看所在地的南北方向和经纬度。

14 先把纬度轨调整到你所在地的纬度，也就是让纬度轨上你所在地纬度的刻度线和下方底座上的刻度线对齐。让经度修正轨上的12刻线对齐纬度轨上的虚线。

15 带着日晷和一个计时工具到室外，在日照下，让日晷的纬度轨和指南针的南北方向相同。此时，你会看到日光照在木棍上，在经度修正轨上投下了一道阴影。这道阴影所在刻度就是此时你所在地的第一个时间。

16 接着调整经度修正轨。此时日晷所在地的经度是106.5°，和东经120°的差是：120°-106.5°=13.5°。接着调整经度修正轨，让经度修正轨偏转13.5°。

17 经度修正轨调整完成后，再让纬度轨和指南针的南北方向相同，此时，你会看到日光照在木棍上，在经度修正轨上投下了一道阴影。这道阴影所在刻度就是你所在地的第二个时间。

知识课堂

同学们这时可能就有些奇怪了，为什么两次测量，得到了两个时间？这是因为，第一次测量时，你测得的是你所在地的真太阳时；第二次测量时，你测得的是平太阳时。

真太阳时，就是利用太阳的影子来实地测定的时间。它是一种最符合自然状态下太阳运行规律的时间。平太阳时是人为假设的时间，我国现在采用的北京时间就是平太阳时。

真太阳时和平太阳时可以用经度差来换算。地球自转一周是360°，用时24小时，360°÷24=15°，也就是说，经度每15°相差1小时（60分钟），60÷15=4，即经度差1°，时间差4分钟。根据前面给出的数据，小酷龙编辑部和北京时间的经度差是13.5°，由此可以算出小酷龙编辑部和北京时间的时间差为4×13.5=54（分钟），这就是两次测量的时间差。