五年級第三單元 神祕的天空 實驗1：太陽位置在不同天的變化

 

五年級第三單元 神祕的天空

活動一 太陽的位置和四季有關嗎

實驗1：太陽位置在不同天的變化

小組分組實際實驗並觀察

小組學生能正確操作實驗，並說出在相同時間和地點，不同天太陽的位置會改變。

實驗步驟

1.   將棉線穿過吸管，吸管底下預留約2公分長的棉線，再將吸管連同棉線插入底座。接著將底座固定在方位盤中心，檢查吸管和地面是否垂直。

2.   將指北針盤面上的南、北，對準方位盤上的南、北。轉動方位盤，讓盤面上的北字對準指針箭頭，並記錄影子方位和太陽方位。

3.   將棉線從吸管頂端拉到影子末端。

4.   用量角器測量棉線和影子的夾角，就是太陽高度角。

5.   分別找兩天有陽光的時候（至少隔兩週），在相同時間和地點觀測太陽的位置。

6.  先在教室進行實驗步驟練習：使用聚光燈模擬太陽，讓學生尋找吸管影子方位和進行太陽高度角量測練習。

7.   遇到陰天或下雨時，指導學生操作天文軟體Stellarium的步驟，及查找太陽位置資料的方法。

使用聚光燈模擬太陽，進行太陽高度角量測練習。

教學目標重點歸納與記錄省思

1.   於太陽的光線太強，不可以用眼睛直接觀察，因此利用地面固定不動物體影子來觀測太陽的位置。

2.   用高度角觀測器測量時，吸管頂端和吸管影子之間的棉線要拉直，且量角器的中心點應對準吸管影子頂端。

3.   可先引導學生先在教室或陰涼處練習，再到戶外操作。觀測時，不可以用眼睛直視太陽。

4.   學生分組進行，若結果不同，可與學生討論導致誤差的原因。

5.   觀測日期至少相隔兩週以上，避免太陽位置的變化不夠明顯。

6.   可引導學生以最接近的方位記錄，例如影子在北方和西北之間，影子較接近西北時，則以西北記錄。

五年級第二單元 探索聲光世界 實驗4：製造彩虹色光

 五年級第二單元 探索聲光世界 

實驗4：製造彩虹色光

小組分組實際實驗並觀察

學生能正確操作實驗並觀察到彩虹色光。

晴天太陽光彩虹色散實驗步驟

1.      找一個照得到陽光，又有陰影的地方。

2.      準備噴霧器，並調整噴霧器的噴嘴。

3.      背對陽光，面向有陰影的地方噴水霧。

4.      調整噴霧器的噴嘴成細小水霧狀，能讓彩虹色光看起來更清楚。

5.      增加調整三稜鏡角度，觀察在陽光下產生色散製造彩虹色光實驗。

陰雨天彩虹色光實驗步驟

1.    將手電筒的光源照射在光碟片上，調整角度將彩虹色光投射在白色牆面上。

2.    將手電筒的光源照射在三稜鏡上，調整角度將彩虹色光投射在白色牆面上。

3.    備註:

      光碟片產生彩虹的原理是繞射與干涉。 光碟片上細小的凹槽像一個光柵，當白光（混合了各種顏色）通過或反射這些凹槽時，不同顏色的光（不同波長）會因繞射而分散，並在特定角度產生干涉，使得不同波長的光產生了建設性干涉，從而分解成我們看到的彩虹光譜。 

      三稜鏡彩虹的原理是「色散」，又稱「光的色散」。 當白光（包含各種顏色的光）通過三稜鏡時，由於不同顏色光的波長不同，在玻璃中的傳播速度也不同(折射角不同)，因此在稜鏡內會產生不同程度的折射，導致光線被分離成紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫等顏色的光帶。

窗台陽光三稜鏡彩虹

雨後天晴虹與霓形成原理

操場陽光下三稜鏡彩虹

操場陽光下噴霧器彩虹(虹與霓)

 陰雨天教室內光碟與三稜鏡彩虹

 陰雨天教室內

光透過三稜鏡色散出彩虹光與聚合成白光實驗

教學目標重點歸納與記錄省思

1. 可指導學生合作，多人一起背對陽光噴水霧，可以讓彩虹色光看得更清楚。

2. 尋找彩虹口訣:背光而立，影子尾端(反日點)向上42°。

3. 宜於上午或下午太陽斜射時進行，中午、清晨或黃昏因太陽光射入水滴角度的關係，比較不   容易觀察到彩虹色光。

4. 可以增加三稜鏡在陽光下產生色散製造彩虹色光實驗。

5. 陰雨天可以變更製造彩虹色光的實驗方式，教室內《光碟與三稜鏡彩虹色光實驗》。