观察昼夜交替
教材经典实验「观察昼夜交替」:改变直射点纬度、观测点纬度与地方时,实时显示昼长夜长、太阳高度与晨昏线的位置关系。
画布底部的参数轨道可以直接拖动;画面中带有圆圈标记的物体也能拖。录制的动画会自动下载到本地。
实验目的
- 按「观察昼夜交替」的标准步骤完成操作与数据记录
- 解释极昼极夜现象出现的纬度范围
- 说明昼夜长短随纬度与季节的变化规律
原理与公式
晨昏线把地球分成昼半球与夜半球,它所在的平面与太阳光线垂直。某地昼长等于其所在纬线圈上位于昼半球的部分所占的角度除以 15°;太阳高度随地方时变化,正午(地方时 12 时)太阳高度达到一天中的最大值。 本仿真对应教材实验「观察昼夜交替」:拖动画面中的控制点或参数轨道上的滑块改变实验条件,观察现象、读数与图像的变化,归纳其中的规律。
昼长 = 2 × arccos(−tanφ·tanδ) ÷ 15°,经度每差 15° 地方时差 1 小时