中華民國 第51屆中小學科學展覽會

中 華 民 國 第 51 屆 中 小 學 科 學 展 覽 會 作 品 說 明 書 國 小 組 地 球 科 學 科 第 三 名 080502 太 陽 打 從 西 邊 出 來? 地 球 與 金 星 上 太 陽 在 空 中 位 置 變 化 的 情 形 學 校 名 稱 : 桃 園 縣 中 壢 市 華 勛 國 民 小 學 作 者 : 指 導 老 師 : 小 五 邱 晨 蘇 昭 芬 小 四 黃 伶 綺 蔡 本 慧 小 四 熊 恩 毅 小 四 董 秉 睿 小 五 袁 嘉 宏 關 鍵 詞 :Stellarium 星 空 模 擬 軟 體 行 星 傾 斜 角 自 轉 軸

太 陽 打 從 西 邊 出 來?--- 地 球 與 金 星 上 太 陽 在 空 中 位 置 變 化 的 情 形 摘 要 上 自 然 課 時, 老 師 在 教 月 亮 以 及 太 陽 這 個 單 元 時 都 用 了 一 個 Stellarium 模 擬 軟 體, 我 們 發 現 從 這 個 軟 體 可 以 觀 察 以 前 我 們 所 無 法 觀 察 到 的 天 體, 感 覺 很 有 趣 也 很 容 易 了 解 藉 著 本 研 究 主 題, 我 們 終 於 可 以 一 探 有 關 太 陽 移 動 軌 跡 的 秘 密, 而 不 必 透 過 長 期 的 觀 測, 更 可 藉 由 軟 體 的 功 能, 進 行 地 球 與 金 星 上 太 陽 在 空 中 移 動 軌 跡 的 實 驗 研 究, 讓 我 們 了 解 到, 原 來 太 陽 位 置 的 變 化 是 受 到 了 行 星 自 轉 軸 傾 斜 角 度 及 其 自 轉 公 轉 的 方 向 與 速 度 的 影 響, 並 且 觀 察 者 所 在 的 觀 察 地 點 的 不 同 也 會 發 現 太 陽 有 不 同 的 位 置 變 化 情 形 這 次 的 探 究 活 動, 讓 我 們 印 證 了 課 本 中 所 學 到 有 關 太 陽 的 概 念, 並 相 信 太 陽 有 可 能 打 從 西 邊 出 來, 只 是, 不 是 發 生 在 地 球 上 壹 研 究 動 機 自 然 課 中, 老 師 說 太 陽 和 月 亮 星 星 都 是 東 升 西 落, 每 天 觀 察 太 陽 真 的 也 都 是 東 升 西 落, 好 多 人 也 常 說, 如 果 你 能 完 成 那 件 事, 明 天 的 太 陽 就 會 打 從 西 邊 出 來, 這 好 像 也 十 分 肯 定 太 陽 一 定 是 東 升 西 落 但 是, 宇 宙 這 麼 大, 每 個 星 球 上 太 陽 的 移 動 軌 跡 都 會 相 同 嗎? 學 校 學 長 姐 在 解 說 星 空 時, 提 到 金 星 上 的 太 陽 是 從 西 邊 出 來 的, 果 真 如 此 又 是 會 怎 樣 的 情 形 呢? 為 了 一 探 究 竟, 想 透 過 老 師 常 用 的 Stellarium 模 擬 軟 體, 來 了 解 地 球 與 金 星 上 太 陽 在 空 中 位 置 的 變 化 情 形 貳 研 究 目 的 一 學 習 操 作 Stellarium 軟 體 並 發 覺 Stellarium 軟 體 的 各 項 功 能 及 用 途 二 利 用 Stellarium 軟 體 蒐 集 地 球 上 世 界 各 地 ( 南 北 極 赤 道 南 北 回 歸 線 ) 一 年 四 季 代 表 日 中, 太 陽 方 位 角 及 高 度 角 的 資 料, 並 探 討 其 變 化 情 形 三 蒐 集 金 星 相 關 的 文 獻 資 料, 並 配 合 Stellarium 軟 體 模 擬 金 星 上 太 陽 在 空 中 運 行 的 情 形 四 利 用 Stellarium 軟 體 蒐 集 金 星 上 太 陽 的 方 位 角 及 高 度 角 的 數 據 資 料, 並 探 討 其 變 化 情 形 五 綜 合 歸 納 地 球 與 金 星 自 轉 與 公 轉 情 形 的 差 異 對 太 陽 在 空 中 位 置 變 化 的 影 響 參 研 究 設 備 及 器 材 筆 記 型 電 腦 Stellarium 模 擬 軟 體 半 天 球 模 型 ( 天 空 模 型 ) 方 位 盤 仰 角 尺 標 各 色 奇 異 筆 地 球 儀 保 麗 龍 球 1

肆 研 究 過 程 研 究 一 學 習 操 作 Stellarium 軟 體 並 發 覺 Stellarium 軟 體 的 各 項 功 能 及 用 途 方 法 : 1. 了 解 Stellarium 軟 體 的 操 作 介 面, 熟 悉 各 項 工 具 列 的 意 義 及 功 能 2. 以 所 居 住 的 中 壢 市 為 觀 察 地 點, 透 過 工 具 列 的 各 項 功 能, 觀 察 星 體 的 運 行 情 形 3. 以 不 同 的 觀 察 地 點 ( 地 球 各 地 金 星 ), 體 驗 透 過 Stellarium 軟 體, 可 以 進 行 天 體 運 行 的 探 究 活 動 探 究 結 果 : 可 調 整 至 任 何 地 點 可 調 整 任 何 日 期 時 間 左 下 兩 列 工 具 列 都 有 使 用 說 明 軟 體 可 以 到 八 大 行 星 等 星 體 模 擬 圖 ( 一 ) 以 校 景 為 背 景, 模 擬 軟 體 功 能 1. 透 過 Stellarium 軟 體 經 度 及 緯 度 的 設 定, 我 們 可 以 輕 易 的 調 整 觀 察 地 點, 方 便 使 用 者 做 主 題 探 究 2. Stellarium 軟 體 可 以 清 楚 顯 示 出 各 地 任 何 時 刻 太 陽 的 位 置, 包 括 方 位 及 高 度 角 3. Stellarium 軟 體 所 顯 示 的 方 位 及 高 度 角, 數 字 精 密, 適 合 用 來 做 資 料 分 析 4. Stellarium 軟 體 所 顯 示 的 星 體 位 置, 可 以 將 畫 面 複 製 並 做 成 資 料 加 以 分 析 5. 對 於 星 體 運 行 的 軌 跡 變 化, 透 過 Stellarium 軟 體, 可 以 讓 我 們 反 覆 操 作, 方 便 我 們 確 定 星 體 位 置 變 化 的 情 形 2

研 究 二 利 用 Stellarium 軟 體 蒐 集 地 球 上 世 界 各 地 ( 南 北 極 赤 道 南 北 回 歸 線 ) 一 年 四 季 代 表 日 中, 太 陽 方 位 角 及 高 度 角 的 資 料, 並 探 討 其 變 化 情 形 方 法 : 1. 以 居 住 地 中 壢 的 經 度 為 基 準 (E121 13 12 ) 透 過 軟 體 來 看 太 陽 位 置 變 化 的 情 形 2. 用 軟 體 定 位 出 地 球 上 赤 道 南 北 回 歸 線 南 北 極 各 地 的 位 置 赤 道 地 區 南 回 歸 線 地 區 北 回 歸 線 地 區 南 極 地 區 北 極 地 區 經 度 E121 13 12 E121 13 12 E121 13 12 E121 13 12 E121 13 12 緯 度 N0 (S0 ) S23 30 00 N23 30 00 S90 00 00 N90 00 00 3. 利 用 軟 體 蒐 集 2011 年 太 陽 在 地 球 上 各 地 ( 赤 道 南 北 回 歸 線 南 北 極 ) 太 陽 位 置 變 化 情 形, 在 四 季 代 表 日 ( 春 分 3/21 夏 至 6/21 秋 分 9/23 冬 至 12/22) 記 錄 當 日 一 天 中 太 陽 在 空 中 的 位 置, 並 將 數 據 表 格 化 4. 將 地 球 各 地 太 陽 的 方 位 角 及 高 度 角 資 料 轉 錄 到 天 空 模 型, 並 製 作 以 地 球 為 中 心 的 簡 易 天 球 儀 5. 模 擬 地 球 自 轉 與 公 轉 模 型 探 究 結 果 : 1. 地 球 上 各 地 ( 南 北 極 赤 道 南 北 回 歸 線 ) 四 季 代 表 日 的 太 陽 方 位 角 及 高 度 角 資 料 如 附 錄 表 ( 一 )~ 表 ( 五 ) 2. 以 日 升 日 落 及 中 午 太 陽 的 位 置 來 比 較, 地 球 上 各 地 太 陽 位 置 變 化 情 形 不 同 如 圖 ( 二 ) 及 圖 ( 三 ) 太 陽 高 度 角 100 80 60 40 20 地 球 北 回 歸 線 春 秋 分 夏 至 冬 至 太 陽 高 度 角 100 80 60 40 20 地 球 南 回 歸 線 春 秋 分 夏 至 冬 至 0 東 日 出 8 10 中 天 14 16 日 落 太 陽 在 空 中 時 間 西 東 0 日 出 8 10 中 天 14 16 日 落 太 陽 在 空 中 時 間 西 西 太 陽 高 度 角 25 20 15 10 5 東 0-5 日 出 8 12 地 球 北 極 位 置 16 20 太 陽 在 空 中 時 間 24 4 春 分 夏 至 秋 分 西 太 陽 高 度 角 25 20 15 10 5 0-5 日 出 東 8 12 地 球 南 極 地 區 16 20 太 陽 在 空 中 時 間 24 4 春 分 秋 分 冬 至 太 陽 高 度 角 100 80 60 40 20 0 地 球 赤 道 地 區 日 出 8 10 中 天 14 16 日 落 太 陽 在 空 中 位 置 圖 ( 二 ) 地 球 上 南 北 極 赤 道 南 北 回 歸 線 四 季 代 表 日 的 太 陽 在 空 中 移 動 的 折 線 圖 西 東 春 分 夏 至 秋 分 冬 至 西 3

北 回 歸 線 ( 面 南 ) 太 陽 在 空 中 軌 跡 圖 由 上 而 下 為 夏 至 春 秋 分 冬 至 南 回 歸 線 ( 面 北 ) 太 陽 在 空 中 軌 跡 圖 由 上 而 下 為 冬 至 春 秋 分 夏 至 北 極 太 陽 在 空 中 軌 跡 圖 由 內 而 外 為 夏 至 春 秋 分 冬 至 在 地 平 面 以 下 ( 背 景 調 暗 ) 南 極 太 陽 在 空 中 軌 跡 圖 由 內 而 外 為 冬 至 春 秋 分 夏 至 在 地 平 面 以 下 ( 背 景 調 暗 ) 赤 道 太 陽 在 空 中 軌 跡 圖 由 內 上 而 下 為 夏 至 春 秋 分 冬 至 圖 ( 三 ) 地 球 各 地 代 表 日 太 陽 在 空 中 位 置 變 化 北 極 南 極 太 陽 在 空 中 軌 跡 圖 由 內 而 外 為 夏 至 春 秋 分 冬 至 在 地 平 面 以 下 ( 背 景 正 常 ) 4

3. 地 球 上 各 地 ( 赤 道 南 北 回 南 北 極 ) 四 季 太 陽 位 置 在 天 空 模 型 上 的 移 動 軌 跡 不 同 如 圖 ( 四 ) 赤 道 南 回 歸 線 北 回 歸 線 立 體 天 空 模 型 圖 北 極 南 極 圖 ( 四 ) 地 球 上 各 地 ( 赤 道 南 北 回 南 北 極 ) 四 季 太 陽 位 置 在 天 空 模 型 上 的 移 動 軌 跡 圖 4. 透 過 自 製 的 簡 易 天 球 儀, 我 們 發 現 地 球 上 各 地 ( 南 北 極 赤 道 南 北 回 歸 線 ) 太 陽 位 置 在 空 中 變 化 的 情 形, 與 結 果 3 相 同, 如 下 圖 ( 五 ) : 赤 道 南 回 歸 線 北 回 歸 線 簡 易 天 球 儀 上 太 陽 位 置 的 變 化 情 形 各 地 天 空 模 型 上 太 陽 位 置 變 化 情 形 南 極 北 極 簡 易 天 球 儀 上 太 陽 位 置 的 變 化 情 形 各 地 天 空 模 型 上 太 陽 位 置 變 化 情 形 圖 ( 五 ) 簡 易 天 球 儀 與 天 空 模 型 圖 比 較 5

5. 地 球 在 不 同 的 公 轉 位 置 上, 太 陽 照 射 的 位 置 就 不 相 同, 但 是 具 有 規 律 性, 一 年 循 環 一 次 說 明 如 下 圖 ( 六 ) : 地 球 公 轉 模 型 公 轉 公 轉 位 置 放 太 陽 照 射 位 季 節 代 表 日 位 大 圖 置 置 2 1 太 陽 直 射 赤 1 春 分 3 道 4 1 2 太 陽 直 射 北 回 歸 線 夏 至 2 3 4 3 太 陽 直 射 赤 道 秋 分 4 太 陽 直 射 南 回 歸 線 冬 至 圖 ( 六 ) 地 球 在 不 同 的 公 轉 位 置 6

發 現 : 1. 由 圖 ( 二 ) 圖 ( 三 ) 圖 ( 四 ) 圖 ( 五 ) 得 知 地 球 上 各 地 太 陽 在 空 中 移 動 的 軌 跡 : (1). 北 回 歸 線 地 區 : 春 分 時, 太 陽 正 東 升 起, 中 午 高 度 角 小 於 90 度 經 過 南 方 天 空, 再 正 西 落 下, 之 後 太 陽 每 日 的 高 度 角 逐 日 增 高 往 北 移 動 ; 到 夏 至 時, 太 陽 東 偏 北 升 起, 中 午 高 度 角 約 90 度, 在 西 偏 北 落 下, 之 後 太 陽 每 日 的 高 度 角 逐 日 遞 減 往 南 移 動 ; 到 秋 分 時, 太 陽 正 東 升 起, 中 午 高 度 角 小 於 90 度 經 過 南 方 天 空, 再 正 西 落 下, 之 後 太 陽 每 日 的 高 度 角 逐 日 遞 減 往 南 移 動 ; 冬 至 時, 太 陽 東 偏 南 升 起, 中 午 高 度 角 小 於 90 度 經 過 南 方 天 空, 再 西 偏 南 落 下, 之 後 太 陽 每 日 的 高 度 角 逐 日 增 高 往 北 移 動, 又 回 到 春 分 時 的 位 置 依 此, 每 年 循 環 (2). 南 回 歸 線 地 區 : 春 分 時, 太 陽 正 東 升 起, 中 午 高 度 角 小 於 90 度 經 過 北 方 天 空, 再 正 西 落 下, 之 後 太 陽 每 日 的 高 度 角 逐 日 遞 減 往 北 移 動 ; 夏 至 時, 東 偏 北 升 起, 中 午 高 度 角 小 於 90 度 經 過 北 方 天 空, 再 西 偏 北 落 下 ; 秋 分 時, 太 陽 正 東 升 起, 中 午 高 度 角 小 於 90 度 經 過 北 方 天 空, 再 正 西 落 下, 之 後 太 陽 每 日 的 高 度 角 逐 日 增 高 往 南 移 動 ; 冬 至 時, 太 陽 東 偏 南 升 起, 中 午 高 度 角 約 90 度, 再 西 偏 南 落 下, 之 後 太 陽 每 日 的 高 度 角 逐 日 遞 減 往 北 移 動, 又 回 到 春 分 時 的 位 置 依 此, 每 年 循 環 (3). 南 極 地 區 : 春 分 時, 太 陽 順 時 針 在 地 平 線 處 環 繞, 之 後, 太 陽 高 度 角 逐 日 遞 減, 到 夏 至 時, 太 陽 在 地 平 線 以 下 23.5 度 之 處, 所 以 無 法 看 見 太 陽, 之 後 太 陽 高 度 角 逐 日 增 高, 到 秋 分 時, 太 陽 又 回 到 地 平 線 處 順 時 針 環 繞 ; 之 後 太 陽 高 度 角 又 逐 日 增 高, 到 冬 至 時, 太 陽 在 高 度 角 23.5 度 之 處 順 時 針 環 繞, 太 陽 終 日 沒 有 落 下, 之 後 太 陽 高 度 角 逐 日 遞 減, 回 到 春 分 時 的 位 置 所 以 在 南 極, 夏 天 時 終 日 見 不 到 太 陽, 而 冬 天 時 太 陽 終 日 可 見 (4). 北 極 : 春 分 時, 太 陽 在 地 平 線 處 逆 時 針 環 繞, 之 後, 太 陽 高 度 角 逐 日 增 高, 到 夏 至 時, 太 陽 在 高 度 角 23.5 度 之 處 逆 時 針 環 繞, 太 陽 終 日 沒 有 落 下, 之 後 太 陽 高 度 角 逐 日 遞 減, 到 秋 分 時, 太 陽 又 回 到 地 平 線 處 逆 時 針 環 繞 ; 之 後 太 陽 高 度 角 又 逐 日 遞 減, 到 冬 至 時, 太 陽 在 地 平 線 以 下 23.5 度 之 處, 所 以 無 法 看 見 太 陽, 之 後 太 陽 高 度 角 逐 日 增 高, 回 到 春 分 時 的 位 置 所 以 在 北 極, 夏 天 時 太 陽 終 日 可 見, 而 冬 天 時, 終 日 見 不 到 太 陽 (5). 赤 道 地 區 : 春 分 時, 太 陽 正 東 升 起, 中 午 高 度 角 90 度, 再 正 西 落 下, 之 後 太 陽 高 度 角 逐 日 遞 減, 往 北 移 動, 至 夏 至 時 太 陽 由 東 偏 北 垂 直 升 起, 中 午 時, 太 陽 高 度 角 接 近 67 度, 再 由 西 偏 北 垂 直 落 下, 之 後 太 陽 高 度 角 逐 日 增 高, 到 秋 分 時, 又 回 到 春 分 時 的 位 置, 之 後 太 陽 高 度 角 逐 日 遞 減, 往 南 移 動, 到 冬 至 時, 太 陽 由 東 偏 南 垂 直 升 起, 中 午 時, 太 陽 高 度 角 接 近 67 度, 再 由 西 偏 南 垂 直 落 下, 之 後 又 回 到 春 分 的 位 置, 一 年 循 環 一 次 2. 由 圖 ( 六 ) 得 知 地 球 自 轉 公 轉 情 形 影 響 地 球 上 太 陽 在 空 中 位 置 的 變 化 : (1) 地 球 是 逆 時 針 自 轉, 所 以 在 地 球 上, 太 陽 都 是 東 升 西 落 (2). 因 為 地 軸 傾 斜 23.5 度, 加 上 地 球 的 逆 時 針 公 轉 位 置 變 化, 太 陽 照 射 地 球 的 位 置 就 不 同 (3). 春 季 時 太 陽 直 射 赤 道, 夏 季 時 太 陽 直 射 北 回 歸 線 ( 北 半 球 溫 度 較 高 ), 秋 季 時 太 陽 又 直 射 赤 道, 冬 季 時 太 陽 直 射 南 回 歸 線 ( 南 半 球 溫 度 較 高 ) 一 年 循 環 一 次, 造 成 了 四 季 的 變 化 7

(4). 太 陽 直 射 的 地 區, 中 午 太 陽 高 度 角 較 高, 溫 度 也 較 高 ; 太 陽 沒 有 直 射 的 地 區, 中 午 太 陽 高 度 角 較 小, 溫 度 也 較 低 (5). 一 年 中 太 陽 移 動 的 範 圍 就 在 南 北 回 歸 線 ( 南 北 緯 23.5 度 ) 之 間 移 動, 造 成 地 球 上 各 地 溫 度 的 差 異, 並 產 生 四 季 的 變 化 3. 綜 上 所 述 歸 納 如 下 表 ( 一 ): 表 ( 一 ) 項 目 及 地 點 赤 道 南 回 歸 線 北 回 歸 線 南 極 北 極 春 日 升 方 位 正 東 方 正 東 方 正 東 方 太 陽 在 太 陽 在 地 分 中 午 太 陽 高 度 角 及 方 位 角 方 位 角 :180 高 度 角 :89 方 位 角 :0 高 度 角 :67 方 位 角 :180 高 度 角 :65 地 平 線 附 近 順 時 針 環 平 線 附 近 逆 時 針 環 繞 日 落 方 位 正 西 方 正 西 方 正 西 方 繞 夏 日 升 方 位 東 偏 北 東 偏 北 東 偏 北 形 成 永 形 成 永 晝 至 中 午 太 陽 高 度 角 及 方 位 角 日 落 方 位 方 位 角 :0 高 度 角 :67 西 偏 北 方 位 角 :0 高 度 角 :44 西 偏 北 方 位 角 :180 高 度 角 :89 西 偏 北 夜 太 陽 終 日 在 高 度 角 約 23.5 度 之 處 逆 時 針 環 繞 秋 日 升 方 位 正 東 方 正 東 方 正 東 方 太 陽 在 太 陽 在 地 分 中 午 太 陽 高 度 角 及 方 位 角 日 落 方 位 方 位 角 :180 高 度 角 :89 正 西 方 方 位 角 :0 高 度 角 :67 正 西 方 方 位 角 :180 高 度 角 :65 正 西 方 地 平 線 附 近 順 時 針 環 平 線 附 近 逆 時 針 環 繞 繞 冬 日 升 方 位 東 偏 南 東 偏 南 東 偏 南 形 成 永 形 成 永 夜 至 中 午 太 陽 高 度 角 及 方 位 角 日 落 方 位 方 位 角 :180 高 度 角 :65 西 偏 南 方 位 角 :180 高 度 角 :89 西 偏 南 方 位 角 :180 高 度 角 :41 西 偏 南 晝 太 陽 終 日 在 高 度 角 約 23.5 度 之 處 順 時 針 環 繞 推 測 : 我 們 認 為 因 為 地 軸 傾 斜 23.5 度, 加 上 公 轉 位 置 的 變 化, 造 成 上 述 地 球 太 陽 位 置 的 變 化 所 以 我 們 推 想 : (1) 假 使 地 球 的 地 軸 傾 斜 度 變 小, 那 太 陽 照 射 地 球 的 移 動 範 圍 一 定 也 就 變 小, 各 地 的 四 季 變 化 與 溫 度 也 會 有 所 不 同 (2) 假 使 地 球 的 公 轉 自 轉 的 情 形 不 同, 看 到 的 日 升 日 落 情 形 也 會 隨 之 改 變 (3) 可 以 利 用 Stellarium 軟 體 找 其 他 的 星 球, 觀 察 其 太 陽 位 置 變 化 的 情 形 8

研 究 三 蒐 集 金 星 相 關 的 文 獻 資 料, 並 配 合 Stellarium 軟 體 模 擬 金 星 上 太 陽 在 空 中 運 行 的 情 形 方 法 : 1. 比 較 金 星 上 恆 星 日 與 太 陽 日 的 差 異 : 從 模 擬 軟 體 中 在 金 星 上 觀 察 太 陽 與 一 顆 遙 遠 的 恆 星 ( 織 女 星 ), 看 看 當 金 星 自 轉 一 圈 再 度 看 到 遙 遠 的 織 女 星 時, 會 看 見 幾 次 的 日 升 日 落, 來 證 明 金 星 自 轉 一 圈 的 時 間 中 會 有 幾 次 的 日 升 日 落 ( 幾 個 太 陽 日 ) 2. 蒐 集 金 星 的 基 本 物 理 數 據 資 料, 並 與 模 擬 軟 體 蒐 集 到 金 星 上 太 陽 運 行 天 數 做 比 較 3. 模 擬 金 星 公 轉 與 自 轉, 解 釋 金 星 上 一 年 與 一 天 之 間 的 關 係 結 果 : 1. 從 模 擬 軟 體 中 我 們 在 金 星 上 將 太 陽 與 遙 遠 的 恆 星 星 ( 織 女 星 ) 比 對 時, 我 們 發 現 當 金 星 自 轉 一 圈 再 度 看 見 織 女 星 時 的 這 個 過 程 中, 我 們 可 以 看 見 金 星 上 會 有 2 次 的 日 升 日 落 也 就 是 金 星 自 轉 一 圈 會 產 生 2 天 的 太 陽 日 2. 金 星 的 基 本 物 理 數 據 資 料 及 用 Stellarium 模 擬 軟 體 所 得 資 料, 如 下 表 : 表 ( 二 ) 金 星 基 本 物 理 數 據 資 料 地 球 基 本 物 理 數 據 資 料 自 轉 天 數 ( 地 球 日 ) 順 時 針 自 轉 天 數 ( 地 球 日 ) 逆 時 針 243 天 365 天 公 轉 天 數 ( 地 球 日 ) 逆 時 針 公 轉 天 數 ( 地 球 日 ) 逆 時 針 224 天 365 天 金 星 地 軸 傾 斜 角 度 -2.6 度 (177.4 ) 地 球 地 軸 傾 斜 角 度 23.5 度 表 ( 三 ) Stellarium 模 擬 軟 體 2011 年 在 金 星 上 太 陽 的 移 動 軌 跡 資 料 ( 單 位 : 地 球 日 ) 金 日 星 升 自 日 轉 落 一 約 圈 地 中 球 共 日 有 238 兩 次 天 第 一 次 日 升 日 落 第 二 次 日 升 日 落 從 日 升 到 日 落 起 迄 日 期 黑 夜 起 迄 日 期 從 日 升 到 日 落 起 迄 日 期 3. 金 星 公 轉 自 轉 的 模 擬 模 型 如 圖 ( 七 ) 2/15~4/16 共 61 天 4/16~6/12 共 58 天 6/12~8/9 共 59 天 黑 夜 起 迄 日 期 8/9~10/7 共 60 天 金 星 上 的 半 天 共 長 119 個 地 球 日 金 星 上 的 半 天 共 長 119 個 地 球 日 9

圖 ( 七 ) 金 星 公 轉 自 轉 的 模 擬 模 型 ( 上 方 拍 攝 ) 紅 色 油 土 : 觀 測 者 位 置 白 色 箭 頭 表 示 金 星 公 轉 方 向 ( 逆 時 針 ) 藍 色 箭 頭 表 示 金 星 自 轉 方 向 ( 順 時 針 ) 發 現 : 側 面 拍 攝 1. 由 表 ( 二 ) 得 知 : (1). 金 星 的 自 轉 速 度 很 慢, 與 公 轉 的 時 間 只 多 了 19 天, 如 果 把 19 天 省 略 不 計, 金 星 的 自 轉 與 公 轉 速 度 幾 乎 相 同, 也 就 是 金 星 公 轉 太 陽 一 圈, 金 星 自 己 本 身 也 才 約 自 轉 一 圈 (2). 金 星 的 自 轉 方 向 與 地 球 不 同 為 順 時 針, 所 以 太 陽 會 從 西 方 升 起 東 方 落 下 (3). 原 本 行 星 自 轉 一 圈 只 會 有 一 次 的 日 升 日 落, 但 從 軟 體 中 ( 結 果 1) 卻 發 現 金 星 自 轉 一 圈 中, 卻 能 看 到 兩 次 的 日 升 日 落, 這 是 由 於 金 星 自 轉 速 度 太 慢 幾 乎 與 公 轉 速 度 相 同, 且 自 轉 方 向 與 公 轉 方 向 相 反 所 致 2. 由 表 ( 三 ) 得 知 : (1). 在 金 星 上 每 半 個 金 星 日 約 是 地 球 日 119 天, 一 個 金 星 日 共 約 地 球 日 238 天, 跟 金 星 公 轉 一 圈 的 時 間 ( 約 地 球 日 224 日 ) 差 不 多, 也 與 金 星 自 轉 一 圈 的 時 間 ( 約 地 球 日 243 天 ) 約 略 相 同 (2). 所 以 在 此 我 們 先 以 金 星 自 轉 與 公 轉 的 時 間 相 同 來 做 說 明, 且 金 星 公 轉 一 圈 的 時 間 裏, 金 星 差 不 多 也 自 轉 一 圈, 出 現 2 次 日 升 日 落, 也 就 是 金 星 的 一 年 中 只 有 兩 個 太 陽 日 (1 個 金 星 日 ) 3. 由 表 ( 二 ) 表 ( 三 ) 及 圖 ( 七 ) 得 知 : (1). 因 為 金 星 自 轉 軸 傾 斜 角 為 -2.6 度, 所 以 金 星 公 轉 一 圈 時, 太 陽 能 照 射 移 動 的 範 圍 就 在 南 北 緯 2.6 度 之 處 10

(2) 金 星 公 轉 的 一 年 約 等 於 金 星 自 轉 一 圈 的 時 間, 而 金 星 自 轉 一 圈 有 2 次 的 日 升 日 落, 也 就 是 金 星 上 的 一 年 只 有 2 天 的 太 陽 日 (1 個 金 星 日 ) (3) 金 星 上 每 一 次 的 白 天 與 黑 夜 的 時 間 各 約 有 60 天 地 球 日, 也 就 是 金 星 上 半 天 的 時 間 約 是 120 天 地 球 日 ( 約 4 個 月 地 球 日 ), 可 見 金 星 的 自 轉 速 度 很 慢 (4). 因 為 金 星 的 一 年 中 只 有 兩 次 日 升 日 落, 所 以 太 陽 的 位 置 會 一 次 偏 北, 一 次 偏 南, 交 替 循 環 但 是 移 動 幅 度 不 大, 因 為 金 星 只 傾 斜 約 2.6 度 (5). 金 星 上 的 第 一 天 太 陽 日 : 清 晨 日 出 在 圖 ( 七 ) 位 置 1, 中 午 在 圖 ( 七 ) 位 置 2, 日 落 在 圖 ( 七 ) 位 置 3, 午 夜 在 圖 ( 七 ) 位 置 4 (6). 金 星 上 的 第 二 天 太 陽 日 : 清 晨 日 出 在 圖 ( 七 ) 位 置 5, 中 午 在 圖 ( 七 ) 位 置 6, 日 落 在 圖 ( 七 ) 位 置 7, 午 夜 在 圖 ( 七 ) 位 置 8 (7). 在 金 星 上, 若 以 地 球 的 春 分 夏 至 秋 分 冬 至 四 點 的 位 置 來 看, 金 星 公 轉 太 陽 的 一 年 中, 兩 次 的 日 升 日 落 剛 好 位 在 春 夏 秋 冬 不 同 的 季 節 中 (8). 雖 然 金 星 的 一 次 日 升 日 落 中 即 經 歷 了 季 節 的 變 換, 但 溫 度 變 化 卻 不 是 很 大, 因 為 金 星 只 傾 斜 約 2.6 度, 所 以 太 陽 也 只 在 赤 道 與 南 北 緯 2.6 度 之 間 移 動, 所 以 在 金 星 赤 道 及 南 北 回 歸 線 的 地 區 溫 度 應 差 不 多, 變 化 不 大 而 在 金 星 在 南 北 極 地 區, 溫 度 應 較 為 寒 冷, 因 太 陽 只 在 赤 道 及 南 北 緯 2.6 度 之 間 移 動, 所 以 對 南 北 極 地 區 而 言, 太 陽 的 高 度 角 很 彽, 沒 有 直 射 但 是 因 為 金 星 上 有 濃 厚 的 二 氧 化 碳 大 氣 層, 造 成 溫 室 效 應, 導 致 金 星 溫 度 很 高, 所 以 季 節 對 金 星 來 說 是 沒 有 影 響 的 4. 綜 上 所 述 歸 納 如 下 表 ( 四 ) 表 ( 四 ) 金 星 上 一 年 中 兩 次 太 陽 日 太 陽 直 射 位 置 比 較 第 一 次 太 陽 日 太 陽 直 射 金 星 位 置 第 二 次 太 陽 日 太 陽 直 射 金 星 位 置 清 晨 日 出 太 陽 直 射 赤 道 與 北 回 歸 線 (2.6 圖 ( 七 ) 位 置 1 清 晨 日 出 太 陽 直 射 赤 道 與 南 回 歸 線 (2.6 圖 ( 七 ) 位 置 5 度 ) 之 間 度 ) 之 間 正 午 太 陽 直 射 北 回 歸 線 (2.6 度 ) 圖 ( 七 ) 位 置 2 正 午 太 陽 直 射 南 回 歸 線 (2.6 度 ) 圖 ( 七 ) 位 置 6 傍 晚 日 落 太 陽 直 射 赤 道 與 北 回 歸 線 (2.6 圖 ( 七 ) 位 置 3 傍 晚 日 落 太 陽 直 射 赤 道 與 北 回 歸 線 (2.6 圖 ( 七 ) 位 置 7 度 ) 之 間 度 ) 之 間 午 夜 太 陽 直 射 赤 道 圖 ( 七 ) 位 置 4 午 夜 太 陽 直 射 赤 道 圖 ( 七 ) 位 置 8 研 究 四 利 用 Stellarium 軟 體 蒐 集 金 星 上 太 陽 的 方 位 角 及 高 度 角 的 數 據 資 料, 並 探 討 其 變 化 情 形 方 法 : 1. 利 用 Stellarium 軟 體 蒐 集 2011 年 太 陽 在 金 星 上 赤 道 南 北 回 歸 線 及 南 北 極 天 空 中 太 陽 位 置 的 資 料, 並 探 討 在 金 星 上 太 陽 位 置 的 變 化 情 形 2. 利 用 天 空 模 型 觀 察 太 陽 在 金 星 上 各 地 ( 赤 道 南 北 回 歸 線 南 北 極 ) 位 置 的 變 化 情 形 11

結 果 : 1. 太 陽 在 金 星 上 各 地 ( 赤 道 南 北 回 歸 線 南 北 極 ) 太 陽 的 位 置 變 化 情 形 具 有 規 律 性, 金 星 公 轉 太 陽 一 圈 中, 會 有 兩 次 完 整 的 日 升 日 落 爲 了 節 省 篇 幅, 所 以 這 裡 只 呈 現 2011 年 的 變 化 情 形, 參 考 數 據 資 料 如 附 錄 表 )~ 表 六 到 表 十 在 地 球 日 的 一 年 中, 金 星 只 有 兩 次 完 整 的 日 升 日 落, 如 下 圖 ( 八 九 ) 太 陽 第 一 天 在 空 中 的 位 置 變 化 ( 由 西 向 東 移 動 ) 太 陽 第 二 天 在 空 中 的 位 置 變 化 ( 由 西 向 東 移 動 ) 太 陽 第 三 天 在 空 中 的 位 置 變 化 ( 由 西 向 東 移 動 ) 赤 道 南 回 北 回 南 極 在 南 極 上 看 太 陽 為 逆 時 針 環 繞 在 南 極 上 看 太 陽 為 逆 時 針 環 繞 在 南 極 上 看 太 陽 為 逆 時 針 環 繞 北 極 在 北 極 上 看 太 陽 為 順 時 針 環 繞 在 北 極 上 看 太 陽 為 順 時 針 環 繞 在 北 極 上 看 太 陽 為 順 時 針 環 繞 圖 ( 八 ) 金 星 上 各 地 ( 赤 道 南 北 回 歸 線 南 北 極 ) 太 陽 在 空 中 的 位 置 變 化 情 形 12

高 度 角 100 80 60 40 20 0-20 西 第 一 天 太 陽 在 金 星 上 空 變 化 赤 道 地 區 南 回 北 回 南 極 北 極 2/15 2/25 3/7 3/17 3/27 4/6 4/14 4/26 5/6 5/16 5/26 日 期 東 100 第 二 天 太 陽 在 金 星 上 空 變 化 高 度 角 80 60 40 20 赤 道 地 區 南 回 北 回 南 極 北 極 0 西 -20 100 6/12 6/22 7/2 7/12 7/22 8/1 8/9 8/21 8/31 9/10 9/10 日 期 第 三 天 太 陽 在 金 星 上 空 變 化 東 80 高 度 角 60 40 20 0-20 西 赤 道 地 區 南 回 北 回 南 極 北 極 10/6 10/16 10/26 11/5 11/15 11/25 12/5 12/15 12/25 日 期 東 ( 圖 九 ) 太 陽 在 金 星 上 各 地 ( 赤 道 南 北 回 歸 線 南 北 極 ) 太 陽 的 位 置 變 化 情 形 折 線 圖 2. 金 星 上 各 地 ( 赤 道 南 北 回 歸 線 南 北 極 ) 太 陽 在 天 空 模 型 上 的 移 動 軌 跡 不 同, 赤 道 及 南 北 13

回 歸 線 地 區 太 陽 的 高 度 角 都 很 高, 且 是 西 升 東 落, 而 南 北 極 地 區 太 陽 則 大 約 在 地 平 線 之 地 環 繞 情 形 如 下 圖 ( 十 ): 赤 道 南 回 歸 線 北 回 歸 線 金 星 上 各 地 太 陽 在 天 空 模 型 的 移 動 軌 跡 南 極 北 極 金 星 上 各 地 太 陽 在 天 空 模 型 的 移 動 軌 跡 圖 ( 十 ) 金 星 上 各 地 ( 赤 道 南 北 回 歸 線 南 北 極 ) 太 陽 在 天 空 中 模 型 上 的 移 動 軌 跡 圖 發 現 : 由 圖 ( 十 ) 可 得 知 : 1. 赤 道 地 區 太 陽 移 動 情 形 : 從 圖 ( 十 ) 中 我 們 可 以 發 現 金 星 赤 道 上 兩 次 的 日 升 日 落 運 行 到 中 天 的 位 置 高 度 角 都 維 持 在 87 度 左 右, 高 度 角 很 高, 且 太 陽 幾 乎 是 正 西 升 起, 正 東 落 下, 但 太 陽 運 行 的 軌 跡 一 次 稍 微 偏 北 方, 一 次 稍 微 偏 南, 但 距 離 很 接 近, 具 有 規 律 性 2. 南 北 回 歸 線 地 區 太 陽 移 動 情 形 : (1). 日 升 日 落 情 形 與 赤 道 地 區 接 近 (2). 南 回 歸 線 中 天 時 間 偏 北 方, 北 回 歸 線 中 天 時 間 偏 南 方 3. 南 北 極 地 區 太 陽 移 動 情 形 : 金 星 公 轉 太 陽 的 一 年 中, 有 兩 次 的 太 陽 日 ( 兩 次 的 日 升 日 落 ), 但 是 太 陽 始 終 都 在 地 平 線 附 近 環 繞, 南 極 是 逆 時 針 環 繞, 北 極 是 順 時 針 環 繞 ( 與 地 球 相 反 ) 研 究 五 綜 合 歸 納 地 球 與 金 星 自 轉 與 公 轉 情 形 的 差 異 對 太 陽 在 空 中 位 置 變 化 的 影 響 方 法 : 將 研 究 ( 二 )~ 研 究 ( 四 ) 的 資 料 整 理 歸 納 成 表 格 加 以 探 討 結 果 : 1. 金 星 自 轉 與 公 轉 情 形 的 差 異 對 太 陽 在 空 中 位 置 變 化 的 影 響, 比 較 如 下 表 ( 五 ) 表 ( 五 ) 項 目 星 球 地 球 金 星 自 轉 軸 傾 斜 角 度 23.5-2.6 (177.4 ) 公 轉 天 數 ( 地 球 日 ) 約 365 天, 逆 時 針 運 行 約 224 天 地 球 日, 逆 時 針 運 行 自 轉 天 數 ( 地 球 日 ) 約 1 天, 逆 時 針 運 行 約 243 天 地 球 日, 順 時 針 運 行 公 轉 一 年 中 有 幾 次 日 升 一 年 約 有 365 次 日 升 日 落 一 年 約 有 2 次 日 升 日 落 日 落 ( 一 年 約 有 365 個 太 陽 日 ) ( 一 年 中 只 有 2 個 太 陽 日 ) 14

一 天 的 時 間 長 短 ( 地 球 日 ) 赤 道 地 區 約 24 小 時 約 8 個 月 地 球 日 南 回 歸 線 地 區 各 地 太 陽 位 置 北 回 歸 線 地 區 南 極 地 區 夏 季 永 夜 冬 季 永 晝 全 年 太 陽 在 地 平 線 北 極 地 區 夏 季 永 晝 冬 季 永 夜 全 年 太 陽 在 地 平 線 各 季 太 陽 直 射 區 域 發 現 : 春 季 直 射 赤 道 直 射 赤 道 ( 屬 於 黑 夜 時 間 ) 夏 季 直 射 北 回 歸 線 直 射 北 回 歸 線 ( 屬 於 白 天 時 間 ) 秋 季 直 射 赤 道 直 射 赤 道 ( 屬 於 黑 夜 時 間 ) 冬 季 直 射 南 回 歸 線 直 射 南 回 歸 線 ( 屬 於 白 天 時 間 ) 1. 由 行 星 的 自 轉 公 轉 得 知 : (1). 行 星 的 自 轉 方 向 影 響 太 陽 日 升 日 落 的 方 向, 所 以 太 陽 打 從 西 邊 出 來 是 有 可 能 的 (2). 行 星 公 轉 與 自 轉 的 速 度 及 方 向, 決 定 了 行 星 上 會 有 的 多 少 次 的 日 升 日 落, 地 球 自 轉 速 度 較 快, 所 以 地 球 一 年 中 有 365 天 地 球 日, 但 是 金 星 自 轉 速 度 太 慢, 與 公 轉 速 度 幾 乎 相 同, 且 自 轉 公 轉 方 向 相 反, 造 成 金 星 一 年 中 只 有 2 個 太 陽 日 (3). 行 星 自 轉 的 速 度, 也 決 定 了 在 此 行 星 上 一 天 時 間 的 長 度 地 球 自 轉 速 度 較 快, 一 天 有 24 小 時, 但 是 金 星 自 轉 速 度 很 慢, 在 金 星 上 的 一 天, 相 當 於 8 個 月 的 地 球 日 2. 由 行 星 的 自 轉 軸 傾 斜 角 度 得 知 : 15

(1). 行 星 的 自 轉 軸 傾 斜 角 度, 會 影 響 太 陽 照 射 該 行 星 上 的 範 圍, 因 為 公 轉 位 置 的 變 換, 太 陽 照 射 移 動 的 軌 跡 就 在 自 轉 軸 傾 斜 角 度 的 範 圍 內 例 如 地 球 的 自 轉 軸 傾 斜 角 度 為 23.5 度, 所 以 一 年 中 太 陽 移 動 的 軌 跡 就 在 南 北 緯 23.5 度 之 間 ; 而 金 星 的 自 轉 軸 傾 斜 角 度 為 -2.6 度, 所 以 一 年 中 太 陽 移 動 的 軌 跡 就 在 南 北 緯 2.6 度 之 間 (2). 藉 由 天 空 模 型 的 繪 製, 更 明 確 表 達 出 因 行 星 自 轉 軸 傾 斜 角 度 所 造 成 的 太 陽 位 置 的 變 化 3. 藉 由 地 球 與 金 星 的 比 較, 可 以 將 此 研 究 方 法 類 推 到 其 他 太 陽 系 的 行 星 上, 增 加 對 其 他 行 星 的 了 解 16

伍 研 究 結 果 一 Stellarium 軟 體 可 以 讓 我 們 查 出 天 上 各 星 體 的 位 置 ( 方 位 及 仰 角 ), 對 於 不 容 易 長 期 觀 察 的 天 體 提 供 了 一 個 更 方 便 獲 得 資 訊 的 方 法 二 地 球 自 轉 軸 傾 斜 23.5 度, 所 以 在 公 轉 時, 會 造 成 不 同 季 節 太 陽 直 射 地 球 的 位 置 不 同 春 季 秋 季 太 陽 直 射 赤 道, 夏 季 太 陽 直 射 北 回 歸 線, 冬 季 太 陽 直 射 南 回 歸 線 三 地 球 上 的 太 陽 位 置 的 移 動 具 有 規 律 性, 在 南 北 回 歸 線 之 間 移 動 但 是 觀 察 者 所 觀 察 到 的 天 空 中 太 陽 位 置 變 化 情 形 卻 會 受 到 觀 察 者 所 在 的 位 置 而 有 所 不 同 四 透 過 軟 體 資 料 的 搜 集, 可 以 發 現 金 星 上 太 陽 位 置 的 移 動 範 圍 很 小, 只 有 在 南 北 回 歸 線 ( 從 赤 道 到 南 北 回 歸 線 各 約 2.6 度 ) 之 間, 這 乃 是 因 為 金 星 的 地 軸 只 有 傾 斜 -2.6 度 五 從 金 星 的 基 本 物 理 資 料 與 軟 體 模 擬 中 可 以 發 現 金 星 的 自 轉 速 度 較 慢 約 243 天 地 球 日, 公 轉 約 224 天 地 球 日, 若 省 去 自 轉 與 公 轉 之 間 的 差 距 不 計, 我 們 認 為 金 星 的 自 轉 時 間 約 與 公 轉 的 時 間 差 不 多 六 金 星 上 的 一 年 中 有 兩 次 日 升 日 落, 也 就 是 金 星 的 一 年 中 有 2 個 太 陽 日, 且 每 一 個 太 陽 日 時 間 都 很 長 ( 約 4 個 月 地 球 日 ), 這 是 因 為 自 轉 速 度 很 慢 且 自 轉 與 公 轉 方 向 相 反 所 致 七 行 星 的 自 轉 軸 傾 斜 角 度, 會 影 響 太 陽 照 射 該 行 星 上 的 範 圍, 因 為 公 轉 位 置 的 變 換, 太 陽 照 射 移 動 的 軌 跡 就 在 自 轉 軸 傾 斜 角 度 的 範 圍 內 17

陸 討 論 : 一 研 究 中 需 保 持 不 變 的 變 因 : ( 一 ) 各 地 的 經 度 相 同 我 們 從 台 灣 各 地 出 發 探 討 太 陽 位 置 的 變 化 情 形, 最 後 我 們 以 我 們 自 己 居 住 的 中 壢 經 度 (E121 13 12 ) 為 準, 探 討 在 相 同 的 經 度 下, 不 同 緯 度 的 太 陽 位 置 變 化 情 形 ( 二 ) 地 球 與 金 星 探 討 的 位 置 相 同 兩 個 星 球 探 討 的 地 區 都 是 在 赤 道 地 區 南 北 回 歸 線 地 區 南 北 極 地 區 ( 三 ) 公 轉 自 轉 模 型 中 模 擬 位 置 相 同 柒 結 論 : 我 們 從 地 球 的 四 季 公 轉 位 置 角 度 來 探 究 金 星 公 轉 位 置 的 變 化, 較 能 釐 清 金 星 上 日 升 日 落 的 情 形 從 這 次 的 主 題 探 討 中, 我 們 探 究 的 過 程 可 以 說 是 十 分 冗 長, 因 為 要 分 析 整 理 資 料, 但 也 是 透 過 資 料 的 分 析 整 理, 讓 我 們 對 天 體 的 運 行 有 更 深 的 認 識, 也 加 深 了 我 們 的 時 間 空 間 概 念 整 體 來 說 我 們 得 到 如 下 的 結 論 : 一 Stellarium 模 擬 軟 體 確 實 能 幫 助 我 們 分 析 並 探 討 無 法 實 際 觀 測 到 的 星 體, 所 以 在 自 我 學 習 上 有 很 大 的 助 益, 也 透 過 從 電 腦 的 操 作 中 讓 我 們 享 受 探 究 星 空 的 樂 趣 二 我 們 終 於 確 信 老 師 的 說 法, 台 灣 南 北 之 間 橫 跨 緯 度 範 圍 很 小, 所 以 太 陽 位 置 變 化 情 形 幾 乎 相 同 三 地 球 和 金 星 太 陽 的 升 落 位 置 相 反, 所 以 太 陽 打 從 西 邊 出 來 是 有 可 能 的, 只 是 不 在 地 球 上 發 生 四 各 行 星 上 太 陽 位 置 的 變 化 情 形 決 定 於 行 星 的 自 轉 軸 傾 斜 角 度 及 自 轉 公 轉 方 向 五 地 球 自 轉 軸 傾 斜 角 度 23.5 度, 所 以 太 陽 移 動 的 範 圍 在 南 北 回 歸 線 23.5 度 之 間 ; 而 金 星 自 轉 軸 傾 斜 角 度 -2.6 度, 所 以 太 陽 移 動 範 圍 則 是 在 南 北 回 歸 線 2.6 度 之 間 六 行 星 的 自 轉 軸 傾 斜 角 度 越 大, 太 陽 移 動 的 範 圍 就 越 大, 各 地 四 季 變 化 較 明 顯 反 之 則 較 不 明 顯 七 地 球 或 是 金 星 上 空 太 陽 位 置 的 變 化 情 形, 受 到 不 同 緯 度 的 觀 察 者 所 在 位 置 的 影 響 而 產 生 不 同 南 北 極 地 區 的 觀 察 者, 所 看 到 的 太 陽 位 置 都 較 低, 而 赤 道 地 區 所 看 到 的 太 陽 位 置 都 較 高 八 行 星 的 自 轉 速 度 及 方 向 也 影 響 到 日 升 日 落 的 情 形, 地 球 自 轉 速 度 較 快, 一 年 中 約 有 365 次 自 轉 也 就 是 一 年 有 365 天 但 是 金 星 自 轉 速 度 太 慢 了, 導 致 金 星 的 一 年 中 只 有 2 次 的 日 升 日 落, 也 就 是 金 星 一 年 中 只 有 2 個 太 陽 日, 會 讓 人 感 覺 在 金 星 上 的 一 天 時 間 非 常 漫 長 九 地 球 公 轉 與 自 轉 時 間 能 相 互 配 合, 所 以 人 類 能 發 展 出 屬 於 地 球 上 的 曆 法, 但 是 金 星 的 自 轉 速 度 太 慢 了, 我 們 嘗 試 著 計 算 出 金 星 上 的 曆 法, 但 能 力 有 限 無 法 完 成 所 以 我 們 對 古 代 人 利 用 天 文 制 定 出 曆 法 及 時 間 的 能 力, 更 是 由 衷 的 佩 服 十 本 研 究 方 法 具 有 類 推 性, 可 以 用 來 繼 續 探 究 太 陽 系 其 他 行 星 上 天 空 中 太 陽 位 置 的 變 化 情 形 18

捌 參 考 資 料 ( 一 ) 相 關 書 籍 及 網 站 1. 太 陽 的 觀 測 國 小 五 年 級 上 學 期 自 然 第 一 單 元 康 軒 出 版 社 2. 太 陽 的 觀 測 國 小 五 年 級 上 學 期 自 然 第 一 單 元 南 一 出 版 社 3. 羅 伯 特. 伯 納 姆 編 著 天 文 大 圖 鑑 明 天 國 際 圖 書 有 限 公 司 4.Harris 編 著 圖 解 宇 宙 科 學 百 科 明 天 國 際 圖 書 有 限 公 司 5. 星 星 的 運 動 與 四 季 星 座 阮 國 全 台 北 市 立 天 文 科 學 教 育 館 員 工 消 費 合 作 社 2011 6. 太 陽 觀 測 在 地 球 各 地 模 擬 研 習 講 義 98-100 年 國 立 新 竹 教 育 大 學 施 惠 教 授 7. 中 央 氣 象 局 http://www.cwb.gov.tw/ ( 二 ) 相 關 資 詢 教 授 1. 施 惠 教 授 新 竹 教 育 大 學 自 然 科 教 授 2. 吳 福 河 老 師 台 北 市 立 天 文 科 學 教 育 館 推 廣 組 組 長 19

玖 附 錄 附 錄 一 地 球 上 各 地 ( 南 北 極 赤 道 南 北 回 歸 線 ) 四 季 代 表 日 的 太 陽 位 置 變 化 如 下 表 : 表 ( 一 ) 赤 道 地 區 日 出 8:00 10:00 中 天 14:00 16:00 日 落 春 方 位 角 90 89 89 180 270 270 270 分 高 度 角 0 29 59 89 60 30 0 夏 方 位 角 66 89 89 0 270 296 293 至 高 度 角 0 27 53 67 52 26 0 秋 方 位 角 89 89 89 180 270 270 269 分 高 度 角 0 33 63 89 56 26 0 冬 方 位 角 113 116 132 180 230 243 246 至 高 度 角 0 28 52 65 51 25 0 春 分 夏 至 秋 分 冬 至 表 ( 二 ) 南 回 歸 線 日 出 8:00 10:00 中 天 14:00 16:00 日 落 春 方 位 角 90 77 57 0 304 282 270 分 高 度 角 0 26 52 67 53 27 0 夏 方 位 角 64 55 33 0 324 303 295 至 高 度 角 0 16 36 44 35 15 0 秋 方 位 角 90 70 52 0 300 281 269 分 高 度 角 0 30 55 67 50 24 0 冬 方 位 角 115 103 97 180 261 256 244 至 高 度 角 0 36 63 89 60 33 0 春 分 夏 至 秋 分 冬 至 20

表 ( 三 ) 北 回 歸 線 日 出 8:00 10:00 中 天 14:00 16:00 日 落 春 方 位 角 90 107 134 180 242 260 270 分 高 度 角 0 34 58 65 46 20 0 夏 方 位 角 64 79 86 180 277 285 295 至 高 度 角 0 43 70 89 54 27 0 秋 方 位 角 90 109 139 180 245 262 269 分 高 度 角 0 37 60 65 43 16 0 冬 方 位 角 115 130 156 180 222 240 243 至 高 度 角 0 22 39 41 29 7 0 春 分 夏 至 秋 分 冬 至 表 ( 四 ) 南 極 6:00 7:00 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 24:00 2:00 4:00 6 春 方 90 75 60 30 0 330 300 270 240 210 180 150 120 90 分 高 +0.0 0.7 0.13 0.23 0.25 0.19 0.6-0.1-0.27-0.40-0.46-0.44-0.35-0.22 夏 方 至 高 秋 方 86 71 56 26 356 326 296 266 236 206 176 146 116 86 分 高 -0.9 0.0 0.7 0.19 0.24 0.21 0.12-0.05-0.13-0.22-0.23-0.16-0.3-0.14 冬 方 88 73 58 28 358 328 298 268 238 208 178 148 118 88 至 高 23.26 23.34 23.41 23.52 23.56 23.51 23.40 23.25 23.10 22.59 22.56 23.0 23.11 23.26 春 分 夏 至 秋 分 冬 至 表 ( 五 ) 北 極 6 7:00 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 24:00 2:00 4:00 6 春 方 90 105 120 150 180 210 240 270 300 330 0 30 60 90 分 高 -0.1-0.7 0.15 0.28 0.34 0.32 0.23 0.10-0.2-0.11-0.13-0.7 0.5 0.22 夏 方 91 106 121 151 181 212 242 272 302 332 1 31 61 91 至 高 23.27 23.34 23.41 23.52 23.56 23.51 23.40 23.24 23.10 22.59 22.55 23.0 23.11 23.26 秋 方 94 109 124 154 184 214 244 274 304 334 4 34 64 94 21

分 高 0.12 0.19 0.25 0.33 0.34 0.27 0.13-0.3-0.19-0.31-0.36-0.33-0.23-0.10 冬 方 至 高 春 分 夏 至 秋 分 冬 至 附 錄 二 2011 年 中 金 星 上 太 陽 日 升 日 落 情 形 表 ( 六 )~ 表 ( 十 ) 表 ( 六 ) 月 日 是 以 地 球 時 間 計 算 赤 道 地 區 2/15 2/25 3/7 3/17 3/27 4/6 4/14 地 球 時 間 4:00 4:00 4:00 4:00 4:00 4:00 4:00 第 方 位 角 268 269 270 68 87 87 87 一 天 高 度 角 0 30 61 87 56 26 1 日 期 6/12 6/22 7/2 7/12 7/22 8/1 8/9 時 間 10:00 10:00 10:00 10:00 10:00 10:00 10:00 第 方 位 角 270 270 268 113 93 92 92 二 天 高 度 角 0 30 61 86 56 25 0 日 期 10/6 10/16 10/26 11/5 11/15 11/25 12/3 時 間 16:00 16:00 16:00 16:00 16:00 16:00 16:00 第 方 位 角 269 270 271 56 86 87 87 三 天 高 度 角 0 30 61 87 57 26 1 第 一 天 第 二 天 第 三 天 表 ( 七 ) 南 回 地 區 2/15 2/25 3/7 3/17 3/27 4/6 4/14 地 球 時 間 4:00 4:00 4:00 4:00 4:00 4:00 4:00 第 方 位 角 269 271 277 70 84 86 87 一 天 高 度 角 7 38 69 79 48 18-6.9 日 期 6/12 6/22 7/2 7/12 7/22 8/1 8/9 地 球 時 間 10:00 10:00 10:00 10:00 10:00 10:00 10:00 第 方 位 角 271 272 275 82 89 91 92 二 天 高 度 角 7 38 69 79 48 17-7 日 期 10/6 10/16 10/26 11/5 11/15 11/25 12/3 地 球 時 間 16:00 16:00 16:00 16:00 16:00 16:00 16:00 22

第 方 位 角 269 272 279 67 83 86 87 三 天 高 度 角 7 38 69 79 49 18-5 第 一 天 第 二 天 第 三 天 表 ( 八 ) 北 回 地 區 2/15 2/25 3/7 3/17 3/27 4/6 4/14 地 球 時 間 4:00 4:00 4:00 4:00 4:00 4:00 4:00 第 方 位 角 268 267 265 124 91 88 87 一 天 高 度 角 0 30 61 87 56 26 1 日 期 6/12 6/22 7/2 7/12 7/22 8/1 8/9 地 球 時 間 10:00 10:00 10:00 10:00 10:00 10:00 10:00 第 方 位 角 270 268 264 144 97 93 92 二 天 高 度 角 0 30 61 85 55 25 0 日 期 10/6 10/16 10/26 11/5 11/15 11/25 12/3 地 球 時 間 16:00 16:00 16:00 16:00 16:00 16:00 16:00 第 方 位 角 269 268 267 115 90 88 87 三 天 高 度 角 0 30 61 87 57 26 2 第 一 天 第 二 天 第 三 天 表 ( 九 ) 南 極 地 區 2/15 2/25 3/7 3/17 3/27 4/6 4/16 4/26 5/6 5/16 5/26 地 球 時 間 4:00 4:00 4:00 4:00 4:00 4:00 4:00 4:00 4:00 4:00 4:00 第 方 位 角 264 295 326 356 27 58 88 119 149 180 211 一 天 高 度 角 1.7 0.41 0.9-0.27-1.9-1.50-2.27-2.52-3.1-2.52-2.23 日 期 6/12 6/22 7/2 7/12 7/22 8/1 8/11 8/21 8/31 9/10 9/20 地 球 時 間 10:00 10:00 10:00 10:00 10:00 10:00 10:00 10:00 10:00 10:00 10:00 第 方 位 角 264 295 326 357 28 59 90 121 152 183 214 二 天 高 度 角 -0.5 0 0.57 1.43 2.16 2.32 2.33 2.22 2.2 1.39 1.13 日 期 10/6 10/16 10/26 11/5 11/15 11/25 12/5 12/15 12/25 地 球 時 間 16:00 16:00 16:00 16:00 16:00 16:00 16:00 16:00 16:00 16:00 16:00 23

第 方 位 角 264 295 325 356 27 57 88 119 149 三 天 高 度 角 0.31 0.3-0.27-1.1-1.36-2.9-2.36-2.51-2.50 第 一 天 第 二 天 第 三 天 表 ( 十 ) 北 極 地 區 2/15 2/25 3/7 3/17 3/27 4/6 4/16 4/26 5/6 5/16 5/26 地 球 時 間 4:00 4:00 4:00 4:00 4:00 4:00 4:00 4:00 4:00 4:00 4:00 第 方 位 角 263 233 202 171 140 110 79 48 17 346 316 一 天 高 度 角 -1.7-0.11 0.42 1.26 1.58 2.16 2.21 2.1 2.6 1.5 1.34 日 期 6/12 6/22 7/2 7/12 7/22 8/1 8/11 8/21 8/31 9/10 9/20 地 球 時 間 10:00 10:00 10:00 10:00 10:00 10:00 10:00 10:00 10:00 10:00 10:00 第 方 位 角 263 233 202 171 140 109 78 47 15 344 314 二 天 高 度 角 0.57 0.29-0.4-0.44-1.27-2.7-2.4-2.58-2.58-2.38-1.59 日 期 10/6 10/16 10/26 11/5 11/15 11/25 12/5 12/15 12/25 地 球 時 間 16:00 16:00 16:00 16:00 16:00 16:00 16:00 16:00 16:00 第 方 位 角 263 233 202 171 141 110 79 49 18 三 天 高 度 角 -0.31 0.27 1.20 2.0 2.26 2.35 2.31 2.16 1.55 第 一 天 第 二 天 第 三 天 24

評 語 080502 優 點 : 1. 團 隊 合 作 默 契 佳, 表 達 能 力 亦 不 錯, 能 清 楚 報 告 並 回 答 問 題 2. 能 用 天 文 軟 體 模 擬 遠 方 星 球 的 運 轉, 是 個 不 錯 的 點 子 缺 點 : 1. 地 球 上 太 陽 運 行 的 觀 察, 宜 多 增 加 小 朋 友 親 自 的 觀 察 活 動, 並 長 期 記 錄, 再 與 天 文 軟 體 的 資 料 進 行 比 對 2. 模 型 的 製 作 要 更 明 確 完 整, 充 分 呈 現 出 模 擬 的 事 物 現 象