高中可以做的22个地理实验集锦(5)

作者：地理人来源：未知时间：2024-08-29 阅读：次字体：大中小在线投稿

十、测算实验——学校所在地的地理坐标的测定

　　1、活动准备

　　观测用具：长度为1.5m左右的直杆一根，卷尺一把，石英表或电子表一块（精确度越高越好），三角函数一本，天文年历一份，白纸和彩色笔若干。如果没有天文年历，最好是选择“两分两至日”，从教学进度考虑，应以秋分日为宜，此时δ为特殊值0°。

　　2、活动过程

　　找一块空旷平地，下面铺好白纸，把直杆通过白纸并垂直插在平地上，并量出直杆在地面以上的高度h，每隔一定时间测一次直杆影子长度，并记录此时影子长度及对应时间，并将影子画在白纸上，测量时间间隔不要太大（5分钟以内），以免影响测量准确度。

　　3、分析和计算

　　①从纸上或记录中找出直杆影子最短时（即太阳位于该地上中天时）的影子长度L，利用tаnH=h/L(H为此时正午太阳高度)，查函数表得出H的值；②利用正午太阳高度的计算公式计算该地地理纬度：φ=90°-H+δ，式中δ为该日太阳直射点纬度，式中φ为所求点的地理纬度；③从记录中查找出直杆影子最短时，此时的北京时间（t），此时当地地方时为12时，并计算地方时差:Δt=t-12(换算为分钟)。再计算经度差：Δλ=(Δt/4)°，便可得出地理经度：λ=120°±Δλ,式中加号和减号的取法为东加西减。若影子长度最小值出现在北京时间12时之后，表示观测地点在120°以西，取“-”；相反，则取“+”。

　　该实验的完成要考虑一定的误差，重在原理的运用，北半球地理纬度也可以用北极星观测法简易求得，还可以利用“副产品”——白纸上的杆影变化，推知该地该日太阳升落的方位和规律。

（二）测量当地的经度和太阳高度

　　取一个木板或纸板在上面划出一长线，并划出刻度（表示长度）。在长线的一端垂直木板（纸板）树立一木杆，长度1O厘米。利用直角三角学原理绘制一个影长和太阳高度关系的表格备用，在晴朗的天气里将它放置在一块开阔的平地上，利用指南针找到北方向并将板上的刻度尺对准北，在太阳光产生的影子和刻度尺重合时记录下北京时间和影长（可记录多次求出平均值），通过计算可知当地的经度和当日的太阳高度。

（三）圭测法观察测量当地的经纬度和正午太阳高度角：

　　（1）实验用材：①取长1m左右的木杆或竹竿（做圭杆）；②长2m左右的绳子和钉子（在地面上画圆弧用）、时钟、刻度尺、量角器等。
　　（2）实验步骤：①在春分日前一天，选一块平坦开阔的空地，将圭杆垂直插入地上。见图O点处（图1为其平面图）；②以O点为圆心，以上午某时刻杆影OA为半径画弧AD，并画出OA线；③当下午某时刻的杆影末端落到AD弧与B点时，画OB线；④作∠AOB的角平分线OC；⑤第二天当杆影OE落到OC线上时，就是当地地方时正午12点，同时∠OEP就是当日的正午太阳高度角，并记录下此时的杆影长L，北京时间T。

　　（3）实验结论：通过圭测法可得出正午太阳高度最大时刻的某地所在的经线时刻即为正午12点，说明当地正午12点的；根据时差的原理，可知当地的经度δ＝116°E + (T-12); 用反三角函数求出∠OEP即为正午太阳高度角θ，根据正午太阳高角的计算公式，计算改的纬度φ＝90°－H。

十一、探索实验——地球自转的验证

　　（一）在没有月亮（初一、初二）和明亮灯光的夜晚，将准备好的照相机对准北极星，用慢速胶卷，开B（T）门，放置几个小时，在胶片上会留下以北极星为中心的同心圆，就可以证明地球在自转。

　　（二）利用沙漏同样也可以验证地球自转：①用三根木头搭一个高约2.5m的支架，选择硬版纸（规格45×40cm），用纸制成一个圆锥体。圆锥体尖留一个小孔，另一端系三根长约2m的细绳，三根细绳须均匀系在纸上，使圆锥体尖端垂直向下，再将绳子系在三角支架上。②将准备好的沙漏尖端小孔用塞子塞住，里面装入彩色沙子，推动沙漏做钟摆运动，并拨掉圆锥体尖端的塞子让细沙流出。③分析沙迹，发现沙漏并不是来回做直线运动，而且近似的扁长的椭圆形运动轨迹，由此可以证明地球自转的存在。

　　有条件的学校，可以去野外考察北半球一条河流或一段，会发现左右岸深度不一样，说明流水经常往一边偏向，这一边遭流水侵蚀厉害而深度较大。