一、觀測太陽

1-1 一天中太陽位置的變化

1. 當光照在不是透明的物體時，因為光無法穿透物體繼續直線前進，造成物體另一側無法被光照到，於是形成陰暗的影子。

2. 以大樹為例，一天當中影子的變化為：

(1) 上午的太陽在東邊，大樹的影子在西邊。

(2) 中午的太陽在天頂，大樹的影子在大樹正下方。

(3) 下午的太陽在西邊，大樹的影子在東邊。

3. 竿影變化實驗：

(1) 影子的位置和長短變化與光源的位置有關。

(2) 影子與手電筒的光源方向相反。

(3) 手電筒光源角度愈大，影子愈短；手電筒光源角度愈小，影子愈長。

4. 觀測太陽和觀測月亮相同，都是使用方位和高度角來表示，但是陽光很強，所以不能用眼睛直視，只能用物品的影子來觀測太陽的位置。

5. 太陽方位：利用指北針找出竿影的方位，太陽方位和竿影剛好相反。

6. 太陽高度角：測量時，先將竿頂到竿影末端連成直線，直線和地面的夾角就是太陽高度角。

7. 觀測太陽方位和高度角的方法：

(1) 以人影直接測量：站在陽光下觀察自己的影子，再利用指北針定出方位，太陽就在影子的相反方向；將繩子從人的頭頂拉到影子的末端，就可以用大型量角器量出太陽的高度角。

(2) 用太陽高度角觀測器測量：先以指北針定出正確方位，就可藉由吸管影子落在方位盤上的情形，得知太陽的方位；從吸管的頂端拉一條線到影子的末端，以量角器測量在棉線與地面的夾角，即太陽高度角。

8. 測量太陽高度角時，使用的竿子愈長，影子就愈長。竿子長短或是測量方法不同，但在相同地點、相同時間所測出來的太陽高度角是一樣的。

9. 測量一天中太陽高度角實驗：

(1) 一天中，中午的太陽高度角最大，影子最短，清晨和日落的太陽高度角最小，影子最長。

(2) 清晨太陽出現在天空偏東方的位置，中午移到南方，傍晚移到偏西方。

10. 依據一天中太陽移動的位置，從地平線開始，可以畫出太陽的移動路徑，這就是太陽的運行軌跡。