Солнечные часы

...из компакт-диска

Еще одна оригинальная самоделка из компакт-диска - солнечные часы.

Существует множество вариантов солнечных часов, основные из них - экваториальные, горизонтальные и вертикальные. Экваториальные часы - самые простые, а равномерноая часовая шкала позволяет получить дополнительные возможности. Главный недостаток таких часов - в зимнее время тень ложится на нижнюю поверхность часов и наблюдать ее неудобно. Однако и этот недостаток можно обойти, если использовать полупрозрачную шкалу.

Итак, нам понадобится полностью прозрачная тонкая коробка от CD и прозрачный компакт диск (такие диски всегда есть в боксах CD-R/RW и DVD-R/RW). Распечатайте приведенную заготовку (разрешение печати 600dpi) - лучше использовать самоклеющуюся бумагу и этикетки для CD, но бумага должна быть не слишком плотная, чтобы можно было видеть тень на обратной поверхности. Наклейте полукруг с метками часовых поясов на внутреннюю поверхность дна коробки так, чтобы метка "0" располагалась горизонтально. В накладной шкале нужно вырезать серый сектор и наклеить на прозрачный диск. В центре коробки просверлите или плоплавьте раскаленным гвоздиком отверстие диаметром около 2 мм и закрепите в нем гномон (подойдет, например, небольшой гвоздик без шляпки или зубочистка) так, чтобы он был строго перпендикулярен плоскости диска и выступал в обе стороны примерно на 20-25 мм. Установите компакт-диск с наклеенной часовой шкалой в держатель. Часы почти готовы, осталось только обеспечить наклон шкалы на угол, равный 90°-φ (φ - географическая широта места наблюдений). Проще всего для этого откинуть крышку коробки назад и использовать ее как подставку. Чтобы обеспечить нужный угол наклона, немного подпилите выступающие края коробки, которыми она опирается на крышку. Впрочем, используя и другие конструкции, можно сделать этот угол регулируемым, тогда часы будут действительно универсальными. После сборки часы нужно правильно сориентировать - верхняя часть шкалы должна быть направлена на юг, в этом случае гномон окажется направленным точно на северный полюс мира.

Для использования часов отметьте на диске с картой долготу своего населенного пункта (как это сделано для Москвы) и совместите эту метку с номером вашего часового пояса (с учетом перехода на летнее время). Например, для Москвы, нужно совместить метку с делением "3" зимой и с делением "4" летом. Тень от гномона покажет поясное время, но, к сожалению, без учета уравнения времени. Чтобы учесть эту поправку можно повернуть диск дополнительно на величину уравнения времени на заданную дату. А можно просто каждый раз учитывать соответствующую поправку. В любом случае, необходимо распечатать и иметь рядом с часами график уравнения времени. (Для определения среднего времени значение поправки на уравнение времени необходимо ВЫЧЕСТЬ из показаний солнечных часов).

Установив шкалу так, чтобы деление "12" находилось точно внизу мы можем определить истинное местное солнечное время, а если установить диск так, чтобы метка долготы вашего населенного пункта была точно вверху (напротив деления "6" часовых поясов) то карта на диске будет соответствовать положению Земли относительно Солнца, тень гномона укажет, где на Земле наступила полночь.

Конструкция часов может быть изменена - если они расчитаны только на один населенный пункт, то карту можно повернуть так, чтобы метка долготы была диаметрально противоположна 12 часам. Тогда вместо шкалы часовых поясов можно нанести метки уравнения времени для двух положений - зимнего и летнего времени. При желании такую переделку легко сделать самостоятельно.

http://astroexperiment.ru/sam/soltime.shtml

Изучали с с ыном свойства света и темноты. За основу брали материал энциклопедии "РОСМЭН" "Наука" и материалы из  других источников, книг экспериментов  для младших школьников. Хочу поделиться работой и результатами. Тема для 5-летнего ребёнка не очень лёгкая, но интересная. У нас её изучение заняло примерно неделю, но интерес не терялся.

Лучше всего рассматривать эту тему зимним вечером.

1. Итак, мы начали с того, что свет - это форма енергии (об энергии и её формах мы говорили немного раньше). Попросила найти дома все предметы, которые излучают свет (светловую энергию) - лампы, телевизор, монитор, газовая плита и т.д.

. (Вообще я не боюсь давать ребёнку трудные термины. На самом деле они не такие и сложные. Как писала Сессиль Лупан "слово диплодок запомнить ребёнку не сложнее, чем слово"бегемот").

2. После этого выяснили, что одни тела способны светиться, а другие -  нет. Предметы, которые не светятся, освещаются светящимися предметами. Ведь только мы выключаем светящийся предмет те, что не светятся, мы перестаём видеть. Свет очень быстро двигается, он быстрее всего во Вселенной. Мы даже не успеваем моргнуть за то время, как от включенной лампочки свет добегает до пола. Как же бежит свет? Он бежит лучиками. Посмотрели на фонарь за окном - правда лучики видны?

3. Есть предметы, которые преграждают путь световым лучикам и не пропускают их дальше - это светонепроницаемые предметы (тела). Они дают тёмную тень.  Есть такие, через которые лучики свободно проходят. Но ещё есть тела, которые пропускаю свет только чуть-чуть. Смотрим  на тень от резинового мяча, прозрачного стакана и бутылки из тёмного стекла. Делаем вывод об их "проходимости" для солнечных лучей. Чем отличаются их тени?

4. А ещё вид тени может зависить от размера светящегося предмета. Посветим на мяч настольной лампой и маленьким фонариком. Лампа даёт густую тёмную тень, а фонарик тёмную посередине и нечёткую размытую по краю. Попробуй на других предметах.

5. А ещё тени могут быть короткими и длинными. Посмотри, если светим фонариком над мячиком, то тень маленька-маленькая, а чем дальше в сторону мы отводим фонарик, тем длиннее она делается. Вот поэтому в середине дня, когда солнышко светит над самою головой, тени короткие, а утром и днём - чем ближе оно к горизонту, тем длиннее.Беру большой фитбольный мяч и закрепляю на нём игрушку. Это Земля, а это - ты., а фонарик - Сонце. Земля, как ты уже знаешь, вертится вокруг своей оси (покажи как), поэтому идёт смена дня и ночи. В середине дня солнышко светит на тебя прямо сверху. Смотри, какая у тебя (игрушки) тень короткая, но Земля вращается постепенно дальше и тень делается всё длиннее и длинее (что это? вечер), пока не исчезнет совсем и наступит...(ночь). Земля вращается дальше и вот снова появляется тень. Она сначала о-о- чень длинная (это....утро), но делается всё короче и короче и наступает снова...день (полдень).

Мне кажется, очень важно объяснить всё так подробно, чтобы ребёнок понял - именно Земля движется, а не Солнце над головой и длинна тени зависит от положения Земли относительно Солнца, а не наоборот.

6. В древние времена у людей совсем не было часов и они не знали, когда им завтракать, обедать и ложиться спать. Поэтому они ориентировались по Солнцу. Даже придумали специальные солнечные часы. Это был круг с линиями и палочкой посередине. А вместо стрелок служила....тень от палочки. Положение тени на протяжении дня менялась и люди так могли определять время. Вот смотри модель солнечных часов (диск с насечками и посредине зубочистка). Меняем положение фонарика сверху и видим, как тень показывает на разные насечки. Удобны ли были такие часы,? Почему?

На этом мы кончили первое занятие по этой теме. По-моему, для одного раза информации достаточно. Фото добавлю позже.