量一量自己的身高和影长,再量一量旗杆或大树的影长, 用相似三角形的比例关系就能算出它到底有多高。 工具会同步画出等比例示意图、算出误差范围, 还能记录一整天的影长变化,配一张能直接打印的实验记录单。
用相似三角形算出的目标物高度,可直接换算成米。
横向(影长)与纵向(高度)用同一个比例尺绘制,所以两个直角三角形在图上真的相似; 图里还能看出太阳高度角 α 有多小——α 越小影子越长,同样误差算出来的身高差越大。
工具会按你填的数检查四件事:影长是不是太短(误差被放大)、 太阳是不是太低、目标是不是比参照物矮、算出的高度是否落在常识范围。
每行一组:09:00 138 396(时刻 我的影长 目标物影长)。
关键点:同一时刻要同时量参照物和目标物的影长,两次量之间太阳一动,比例就变了。
表格会给出每时刻算出的高度、与平均值的偏差,并画出影长变化曲线、标出最短影长时刻。
一次最多 50 组,每行一组:170 120 380 大树(我的身高 我的影长 目标物影长 名称)。
用来一次算完一棵大树的三个测点、或把学校几棵树的影子批量估高。
CSV 里的逗号、引号、换行都做了字段转义,Excel 打开不串列; 打印是标准 A4 户外科学小实验记录单(含记录表格、结论与签字栏);分享链接把测量数据编码进网址。
点「预览 CSV 文本」或「导出结果 CSV」后,这里会显示转义后的完整 CSV 文本(含 BOM 头,Excel 直接打开不乱码)。
| 成立前提 | 三条缺一不可:太阳光线近似平行、地面平坦、参照物与目标物在同一时刻同一地点测量。只要有一条不满足,算出来的高度就会有系统性偏差。 |
|---|---|
| 公式 | H ÷ S = h ÷ s,即高度除以影长相等。模式一 H = h × S ÷ s;模式二反推 S = H × s ÷ h;模式三把「人」换成「标杆」H = m × S ÷ s。三者是同一个式子的不同用法。 |
| 误差传递 | 影长测错 1 cm,高度约差 H ÷ s cm(与参照影长成反比)。所以影长越短越不准——这就是正午测量误差最大的原因。 |
| 高度角 | 比例系数 h ÷ s 约等于太阳高度角的正切值 α。α 越小,影子越长、同样长度误差被放大得越厉害,工具会在校验清单里提示。 |
| 合理性校验 | 工具按目标物类型给出常见高度区间:大树 5–40 m、旗杆 4–30 m、楼房 9–120 m、围墙雨棚 1–4 m、自行车货架 0.8–2 m。超出区间只作提示,不代表算错,但值得复测。 |
| 单位 | 所有长度输入统一用厘米 cm,输出同时给出米。1 m = 100 cm,量之前先确认卷尺单位。 |
| 一天的变化 | 太阳高度角一天内先增后减,影长随之先变短再变长,正午最短。不同日期同一时刻影长也不同(太阳高度随季节变化)。 |
| 不是工程测量 | 本工具是教学与科普用的比例估算,误差通常在百分之几到十几。不适用于施工放线、房产评估或安全判定;需要精确值请用专业测量手段。 |
| 数据不外传 | 所有计算、作图、曲线、批量、CSV 与打印都在浏览器本地完成,身高与影长数据不会上传服务器。需要留存请用导出 CSV、打印记录单或复制分享链接。 |
「影子测高」是小学科学课里的经典实验,但课本只给一个公式,很少讲清什么时候测才准、算出来的数为什么会差一截。学生常见的三种翻车:① 中午测,影子短得只有几厘米,量错 1 cm 结果就差半米;② 先量自己、过十分钟才量树,比例早就变了;③ 地面是斜坡或草地,两次的影子不在同一个平面上。
本工具把这三件事做成可执行的校验:它会根据你填的影长自动算出这次测量的误差有多大(影长每测错 1 cm,高度差几厘米)、太阳是不是太斜、结果是否超出常识范围,并把同一天多个时刻的记录做成曲线,让你亲眼看到「正午影子最短、误差最大」。
因为公式本身太容易了,简单到会让人忽略前提。工具额外给了三样东西:等比例示意图(让你看到两个三角形真的是相似形)、误差传导提示(把「量得准不准」翻译成厘米数)、可直接打印的实验记录单(让一次玩完的实验留下完整记录,而不是拍张照片就忘了)。
本工具不做工程级测量,不能用于施工放线、房产评估或任何安全判定;它不预测太阳位置(不查经纬度与日期做天文计算),只处理你量到的数;它也不评价实验设计得好不好。
① 先测人再测物,紧接着测——两次间隔尽量控制在两分钟内;② 选上午 9–11 点或下午 2–4 点,避开正午;③ 每人测两遍取平均,把两次差多少也记下来,这本身就是误差教育;④ 换个参照物再验一次,比如换成 1 米标杆,看看两次算出的高度差多少——这就是「方法验证」;⑤ 别在有云、刚下雨或地面湿滑时做。
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