평면해시계 제작과 과학교육에의 적용
Design of the Horizontal Sundial and Application to Science Education
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초록
본 연구에서는 계절에 따라 또한 시간에 따라 태양의 고도와 방위각이 변하는 원리를 이용하여 지평해시계를 만드는 원리를 알아보고 직접 제작하였다. 먼저 해시계 제작에 필요한 기본 요소로 임의 날짜와 시각에 따른 태양의 고도와 방위각을 구하는 컴퓨터 프로그램을 작성하였다. 이어서 복잡한 계산을 하지 않고도 쉽게 평면해시계를 제작할 수 있는 표를 만들었다. 이를 이용하여 직접 그림자곡선을 작도하여 시반을 만들었고, 이 시반의 자료가맞는지 알아보기 위해 태양을 관측하여 확인하였다. 그 결과 이론적으로 계산하여 만든 시반과 실제 태양움직임이 잘 일치하는 것을 확인하였다. 따라서 본 연구에서 제작한 시반은 태양의 위치변화와 관련된 과학 학습에 유용하게 활용할 수 있음을 확인하였다.
Abstract
We have studied the structure of a horizontal sundial and produced it for applying to science classroom directly. For the purpose we have developed a computer program for calculating the Sun's altitude and azimuth at any date and time. Using the calculated altitude and azimuth, we have determined the position of gnomon's tip points at each date and time on the x-y plane. The related points show time line and seasonal lines of sundial. A sundial containing the season and times in each has been designed and constructed. It can be easily applied in practical use at classroom for teachers and students without correction of longitude and equation of time. We have checked the precision of the sundial under sunny day directly. We found that the date and the time were almost consistent with the shadow line of the designed sundial. It would be applied to science class.
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