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影子為什麼會變長?

探索進度 1 / 9(這裡記錄的是你走過的思考步驟,不是分數)

現象引導

為什麼同一棵樹,在不同時間影子會不一樣?

你觀察到了什麼?影子什麼時候最短?

這裡沒有對錯,先把看到的寫下來,等一下操作完可以再回來改。

先看見,再聽懂

為什麼同一個人站在地上,影子有時短短的,有時卻拉得很長?

地面太陽(光源)光線方向太陽高度角 30°物體(站著的人)影子長度
圖上每個部分都有文字標示:太陽、光線方向、太陽高度角、物體、地面、影子長度。

光是直直走的。你擋住光,後面就少了光,那塊地方就變成影子。太陽在天上很高的時候,光幾乎是從頭頂照下來,影子就縮在腳邊;太陽快下山、位置變低的時候,光是斜斜地照過來,影子就被拉得長長的。所以真正在變的,其實是太陽的高度角。

先別急著找答案,猜猜看

先猜猜看:早上八點和中午十二點,哪一個時候你的影子比較長?你為什麼這樣覺得?

動手量量看

找一個晴天,在早上、中午、下午各一次,站在同一個地方,請人幫你用腳長量量看影子有幾個腳長,把三個數字記下來再比一比。

互動實作畫布

時間太陽高度角影子長度
12:0075°0.5 公尺

你發現了什麼?太陽越高的時候,影子怎麼變?

一步一步看

先滑時間看看

把時間從 08:00 滑到 16:00,注意太陽的高度和影子的長度。

跨領域視角

我們可以用數字或圖形描述什麼?

物體、影子和陽光構成一個直角三角形,角度決定影子長度。

精煉思考練習(5 題,不刷題)

影子最短的時候,太陽在哪裡?

理解

如果樹變成兩倍高,影子會變兩倍長嗎?

變化

只知道影子長度,能不能推出樹有多高?還需要什麼?

推理

「影子一定在西邊」——你能找到反例嗎?

反例

設計一個用影子測量校園樹高的方法。

創造

觀念提示與理解驗證

原題

一棵 2 公尺的樹,影子長 1 公尺。旁邊 6 公尺的旗桿,影子多長?

同一時間、同一個太陽,這個條件很重要。

如果卡住了,先說說你卡在哪裡:

Check Your Understanding

做完原題不代表結束。變形題、反過來問、換個情境,都做得動才算真的帶得走。

原題理解

為什麼可以把樹的比例直接拿去用在旗桿上?

變形題

如果樹的影子變成 3 公尺,旗桿的影子會是多少?

反向推理

影子長 4 公尺、比例是 0.5,那物體多高?

新情境

在路燈底下(光源很近)也能用同一個比例嗎?為什麼?

自己出題

出一題用影子測高度的題目,寫下條件和你的解法。

反例獵人

找到一個能推翻說法的例子,比背一個結論更有價值。寫下你發現的反例吧。

換你出題

出一題和這個主題有關的問題。出題的人,通常比答題的人理解得更深。

今天的狀態

這不是成績,只是幫你看見自己現在在哪裡。

思維參照

阿基米德古希臘

用幾何推理處理現實世界的量

  1. 1. 把問題畫成圖形
  2. 2. 拆成能比較的部分
  3. 3. 用已知的量逼近未知的量
  4. 4. 檢查推理的每一步

這裡只描述他的思考方式,關於他的生平流傳很多版本,不確定的部分我們不當成史實。