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科学日志--有关影子的奇妙探索

瑞安市实验小学 六(4)班 陈玉珂

创建于09-01 阅读341

      目录:

      一、影子游戏引发的思考

      二、影子位置的变化

      三、影子长短的变化

      四、影子长短与物体高度关系

      五、影子的应用与展望

     一、影子游戏引发的思考

    在夕阳的余晖中,我和弟弟在公园的小道上玩起了踩影子的游戏。随着我们的脚步移动,影子也在地面上跳跃着,它们似乎有自己的意志,随意变换着位置和形状。弟弟好奇地问:‘为什么影子会动呢?’这个问题引发了我们对影子现象的深深好奇。妈妈建议我们通过实验来寻找答案。

    回到家后,我们决定用一个简单的实验来探索影子的秘密。我们用手电筒模拟路灯,将一个小玩偶放在不同的位置,观察影子如何随着光源和物体的相对位置变化而变化。我们发现,当玩偶靠近手电筒时,它的影子变得短小而清晰;而当玩偶远离手电筒时,影子则变得细长而模糊。这就像是玩偶在与影子玩捉迷藏,随着距离的变化,影子也在悄悄地改变着形态。

    这个实验不仅让我们在游戏中感受到了乐趣,更让我们对光与影的奥秘充满了好奇。影子的形成是由于光在均匀介质中沿直线传播,当光线遇到不透明物体时,被物体遮挡的部分就会形成较暗的区域,这就是影子。正如古人所说:‘前人栽树,后人乘凉;乘凉之余,不忘栽树。’树影为我们提供了阴凉,而我也在探索中种下了知识的种子。

    接下来,就让我们踏上探索影子奥秘的科学之旅,继续揭开光与影之间更多的秘密吧。

        二、影子位置的变化

       在手电筒实验的基础上,我开始思考阳光下的影子是否也有类似的变化规律。于是,我决定在阳光下进行一系列的观察和实验,以探索影子在自然光条件下的变化。

日期:2024年8月30日

时间:14:00-17:00

风力:三级东南风

温度:最高30℃,最低25℃

天气:大部晴郎,局部多云

地点:学校

1.首次拍摄

太阳方位:位于西北方向

具体时间:14:00

我的发现;右侧的影子正好与瓶身对齐,形成条直线,如下图

2.第二次拍摄

大阳方位:位于东南方向

具体时间:16:00

14:00与16:00的影子照片对比(如下图):

我的发现:影子的位置发生了变化。

3.第三次拍摄

太阳方位:位于东南方向

具体时间:17:00

特别发现;影子变的又细又长。

      解释:这种现象通常发生在特定的光照条件下,尤其是当光源位置较高与物体距离较远时,这种情况下,影子会显的长,因为光源发出的光线需要穿过更多的介质到达物体,导制光线扩散,使得影子会显得细长。总的来说,影子变得又细又长的现象是光照条件,物体与光源的相对位置以及环境因素共同作用的结果。

       总结与发现:

       影子的位置会根据太阳的位置变化而变化,具体说,影子的方向与太阳的位置相反。那为什么影子会根据太阳的变化而变化呢?通过上网查找相关资料,我发现,影子变化主要因为以下几种因素:

(1)光源的位置和方向变化

(2)物体与光源的相对位置变化

(3)地球的自转

(4)季节变化

(5)物体的高度和角度

       所以影子的位置变化由地球自转和光源角度变化导致。 

       三、影子长短的变化

       经过昨天在学校的初步实验,我们对影子与太阳位置之间的关系有了初步的认识。然而,在这几次的观察中,影子的长短各不相同。为了更深入地了解影子的变化规律,我们决定进行进一步的探索。

日期:2024年8月31日

风力:三到四级东南风

温度:最高34℃,最低26℃

天气晴.

地点:小区

时间:10:45-14:45

1.第一次拍摄

太阳方位:位于东南方向

具体时间:10:45

影子具体长度:13厘米

2.第二次拍摄(1小时后)

太阳方位:南偏东

具体时间:11:45

影子具体长度:10.5厘米

3.第三次拍摄(1小时后)

太阳方位:西北方

具体时间:12:45

影子具体长度:12厘米

4.第四次拍摄(1小时后)

太阳方位:沿东北方向

具体时间:13:45

影子具体长度:16.5厘米

5.第5次拍摄(1小时后)

太阳方位:偏西方向

具体时间:14:45

影子具体长度:26.5厘米

     实验结论:当太阳位置较高时,影子较短;当太阳位置较低时,影子则较长。这一现象可以通过太阳的高度角来解释。太阳的高度角是指太阳光线与地面之间的夹角。当太阳高度角较小,例如在日出或日落时,太阳光线几乎与地面垂直,此时影子会较长;相反,太阳高度角较大时,影子会较短。

       四、影子长短与物体高度关系

       在昨天探索中,我们更加直观地感受到了太阳位置与影子长度之间的紧密联系。这不仅让我们对影子的变化规律有了更深入的理解,也为我们接下来的研究提供了新的方向。那么,物体的高度是否会与影子的长度存在某种特定的关系呢?让我们继续深入探索。

日期:2024年9月1日

风力:三到四级东南风

温度:最高34℃,最低26℃

天气晴.

地点:小区

    实验1:

    我们选用一个长方体(长:9厘米、宽:5厘米、高:13厘米),摆放不同影子分别如下图:

       从上图可以看出,摆放不同,高度不同,影子的长度也不同,影子随着物体高度的增加而增加。那他们会存在的固定的关系吗?我们继续实验。

        实验2:

       选用两个大小不同正方体,小正方体边长:5厘米,大正方体边长:10厘米,同时放在地面上,并用尺子测量影子的长度,影子如下图:

     物体高度和影子长度如下表:(单位:厘米)

       我们惊奇的发现:影子长度与物体高度的比值是一样的。为验证这个结果,我们继续下面实验。

        实验3:

       选用一个长方体(长:9厘米、宽:5厘米、高:13厘米),用不同方位摆放,分别测出影子的长度,如下图:

        物体高度和影子长度如下表:(单位:厘米)

       从上表可以进一步论证,不管长方体怎么摆放,影子长度与物体高度的比值都是固定。我兴奋的把实验结果告诉妈妈,妈妈听后非常高兴,同时说到,这就是科学的神奇之处,这个比例问题你们六年级数学马上就要学咯,我听后对学习更有期待了。

      通过这一系列关于物体高度与影子关系的实验,我们仿佛揭开了影子神秘面纱的又一层。这一发现让我们对影子的认识更加全面和深入,也让我们对科学的神奇之处有了更深刻的体会。那么,影子的这些特性在我们的日常生活中又有哪些精彩的应用呢?

      五、影子的应用与展望

      1.建筑设计中的应用

      阴影规划:在建筑设计中,可以利用影子长度的变化来规划建筑物的布局,确保建筑物在不同时间段都能获得充足的日照或避免过多的阳光直射。

      太阳能利用:通过了解影子长度的变化规律,可以优化太阳能板的角度,使其在一天中尽可能多地吸收太阳能。

      2.城市规划中的应用

      绿化布局:在城市规划中,可以根据树木的影子变化来决定树木的种植位置和种类,为行人提供阴凉或为建筑物提供遮阳。

      公共空间设计:设计公园、广场等公共空间时,可以利用影子的变化来创造有趣的光影效果,增强空间的美感和功能性。

      3.文化艺术的应用

      影子原理应用于皮影戏,这是一种用光源照射兽皮或纸板做成的人物剪影以表演故事的民间戏剧,具有浓厚乡土气息,历史悠久且为世界文化遗产

00:59

      结束语:在探索了影子的诸多奥秘之后,我们看到了影子在日常生活中的精彩应用。这不仅让我们感受到了科学与生活的紧密联系,也为我们未来继续研究影子注入了新的动力。相信在不断的探索中,我们会发现更多关于影子的神奇之处。

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文章由 美篇工作版 编辑制作
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