当地经纬度测量实验报告

地理经纬度是一个地区最重要的地理特征之一，它与人们的生产、生活有很大的关系。地理经纬度的测量是实践性很强的教学活动，其中地方时的计算和正午太阳高度的计算又是高中地理教学的重点和难点。因此，结合教学内容和学生情况开展当地经纬度的观测，对巩固教材知识，突破教学难点，掌握实践技能，培养地理思维能力、实践能力和创新意识都具有重要意义。

一、活动目的

1、掌握太阳高度日变化规律，培养地理观测能力和实践能力。

2、掌握正午太阳高度、北京时间、地方时差的含义及相关计算方法，培养地理思维能力和地理计算能力。

3、激发学生学习兴趣，培养创新意识和合作意识。

二、活动内容和基本原理

利用太阳高度的日变化规律、正午太阳高度的年变化规律和计算公式、地方时与北京时间的相关计算原理和规律，简易测定当地地理经度和地理纬度。并通过这些活动达到理解和巩固教材相关知识，培养和训练地理能力的活动目标。

1、利用地方时差与经度差的对应关系，测算当地的地理经度

2、利用正午太阳高度的计算公式，测算当地地理纬度。

三、活动准备

1、观测用具：长度为1至2米的直杆一根，卷尺一把，石英表或电子表一块，计算器一个，白纸和粉笔若干。

2.观测时间和地点：2009年12月22日    学校后篮球场

四、活动过程（方法与步骤） 

2、量取杆长为159.5mm。

3、以杆为圆心，在地面上以略短于影长的半径画圆弧，然后，再以短于此半径的长度为半径依次画圆弧（一般以3个圆弧为准，越多越精确。）。见下图：

图1、手绘测量图

4、依次记录杆影顶点落到每条弧线上的时间并做好标记，然后量取其影长。测量数据见表1和图2 

表1:北京时间和直杆影子长度记录表 

 5、分析和计算地理纬度

（1）从表中找出直杆影子最短时的影子长度L=2.460m

（2）计算正午太阳高度(H)：tanH=b/a，得出H的值约为33°。

（3）利用正午太阳高度的计算公式（H=90°- |φ+δ|）计算地理纬度：φ＝δ+（90°-H）=33.5°N

4.分析和计算地理经度

（1）从表中找出直杆影子最短时的北京时间T=12:22:33，此时当地地方时为12:00:00。

（2）求出当地地方时与北京时间T的差值t=22分33秒。

（3）经度差=  =5°37′30″

（4）当地经度=120°E - 5°37′30″=114°22′30″E

六、误差分析及改进措施（114°51′E，33°43′N）

  1、误差产生原因分析

  （1）学生使用的时间和真正的北京时间不太一致，因为时间每相差一分钟，地理经度会相差15′；

  （2）选取杆影最短为2.460m，并不一定是今天的最短日影；

  （3）测量时工具简单，比如用卷尺量取杆长和不同时刻影长值时，只能尽量减少误差，而无法避免；

  （4）人为性的导致误差，在做该活动前，学生还没有真正动手做过类似的实验，他们心中的数据概念较模糊，难免会有一种“大致可以就行”的认识，所以也会人为的产生误差。

  2、改进措施

  （1）测量方法改进，提前一天做测量子午线的活动，可以为纪录最短杆影提供参考，使测量最短杆影有针对性，同时也可以记录北京时间算一下经度。

  （2）计算方法改进，重点记录杆影落到弧线时的北京时间，多画几条，求平均值。