太陽の仰角、偏角の測定_hi-cheese

特殊な技術とかも使わない、なるべく現代人でも古代人でも誰でもできそうな方法でやった。
難しい、細かいことは考えずに、ゆる～く。精度なんぞ知らん！

測定方法

穴の開いた細長い棒をダンボールに突き刺し、譜面台に乗っけたものです。

穴の出口と入口がまっすぐに太陽を向いたときに地面側の穴から出る光が最も明るくなるので、
棒の角度を調節して穴から出る光が目視確認で一番強くなる箇所をみつける。
その時の棒の向きが太陽の方向。
ダンボールの役目は光を遮ること。穴から出た光だけを見やすくする目的。
譜面台は棒の角度や回転を調整するための台。

こんな感じで屋外に配置。

仰角のための測定

棒を太陽の方へ向ける。
太陽の方に完全に向けられたかは、棒の片側に手をかざして光の具合を見る。

光が弱い

光が強くなってきた

光が一番強いとき

棒が太陽の方を向いたので、ここから測定に入ります。
仰角のための測定は以下の図の赤線の箇所を測ります。

青線が棒です。下の黒い部分が地面。
h2 - h1 の値と a の値を用いてアークタンジェントで計算。
※地面が完全に平面であると仮定

h1, h2 は巻き尺を地面に伸ばして測りました。

a を計算するために、以下のように棒の端から巻き尺を垂らして

その巻き尺の位置にそこらへんにあった白い石を置きました。

同じようにしてもう片方に石をおいたあとに測定装置をどかし、
石の距離を巻き尺で測定しました。
h2 = 770mm
h1 = 355mm
a = 660mm
と測定されました。
これで仰角が計算できます。

偏角のための測定

次に偏角です。
お手製の方位磁針を用います。
方位磁針のレシピは以下です。
・冷蔵庫に張り付いてた磁石（結構強め）
・なんかの電化製品の梱包に使われていた発砲スチロールを切ったもの
・漬け物とか食べるときに普段から使っている皿
・水道水

さきほど h1, h2 を測定する時に使った2つの石の真ん中あたりにこの方位磁針を置きます。

方位磁針の指す方向と、2つの石を結ぶ直線のなす角を以下のように確認しました。

交点は巻き尺の40cmのところを合わせておきました。
巻き尺の50cmのところから垂線で距離を測ります。
ここでとった距離と10cmのアークタンジェントで偏角が計算できます。
この距離は25mmでした。

仰角、偏角の計算

h2 = 770mm
h1 = 355mm
a = 660mm
という結果だった。
(h2 - h1) / a
= 415 / 660
= 0.628787878787878…
ということで仰角は 約32deg
※1deg刻みの三角関数表で確認。測定方法が精度ヤバヤバだけど、結果の角度値だけはもっと細かい値を出してそれっぽくしたい。なんかの計算式とか使えばいけるはず。

偏角は
25mm / 100mm
= 0.25
のatanなので、
約14.5deg
※こちらも1deg刻みの三角関数表で確認。もっと細かい値を出したい。