根據日軌跡圖判讀緯度

好奇別人拍攝日軌跡圖的地點在哪裡，也才知道透過日軌跡圖就可以判斷緯度，之前拍攝的時候有三個規格，分別為86mm , 25mm, 20mm，相紙離針孔越遠，所能拍攝到的畫面越大，因而同相紙大小時，罐體越大、貼罐體背面距離針孔越遠，所能拍攝到的視角就越小，所以之前用了86mm對天空拍攝，只能拍到視野很窄，因而若要拍攝越廣角範圍，當然還是離針孔近一點，也能節省相紙。

要判斷別人拍攝日軌跡圖的所在緯度，且拍攝時間長達一年、在北半球，就能假定最高點是夏至，最低點是冬至，中間的位置就是春分和秋分，但對於影像的判讀應為相紙的正投影結果，若相紙有經過角度彎曲，甚至貼合圓罐，包覆的角度就影響成像的廣角程度。

桶狀體俯視圖，黃色線代表相紙位置、黃點為針孔位置

在台灣因為緯度不高，要拍攝到連同地景也進去畫面的一年日軌跡照著實不容易，在社群之中可以看到呈現出軌跡如同山形的大多也都包含地景，可猜測都是中高緯度的拍攝。要算出緯度比較精準的作法是要能算出日中的太陽高度角，搭配日期的赤緯角度，就能計算出所在緯度，緯度當然不用那麼複雜也可以得到，例如透過日晷竿影一年下來的日中最高最低點，也可以算出緯度，就影子的觀察和記錄、絕對比日軌跡圖的判讀來得容易，只是科學上只要空間幾何概念是對的，怎麼算都算得出來，因而只要知道所在緯度和太陽高度角，也能算出赤緯出來。在觀測點的正午，太陽高度角（H）、觀測點緯度（φ）以及當天太陽直射點緯度（δ）之間存在以下關係（以北半球為例）：

H = 90° -  | φ - δ |

若只拍攝日出、日落也是可以算出所在緯度的，若日出軌跡與地平線的夾角為 θ，所在地緯度為 φ，其關係為：

θ = 90° - | φ |

不用赤緯的概念和一整年的拍攝就可以算得出所在緯度，但用日晷就沒辦法了。為了要呈現solargraphy 與日軌跡、地球四季公轉關係，做了一個頁面，方便溝通以及演示用

畫面四個角落的功能表透過左下角的按鈕可以叫出，小視窗可拖曳，當按下時間移動時，主畫面的日軌跡會被保留下來，時間控制面板裡可快轉、改時間 ; 控制台內可刪除軌跡、調整緯度 ; solargraphy 就是呈現軌跡相紙的模擬圖，可以到相機的設定裡面去改相紙角度，這裡的角度是指罐體內相紙包覆的角度，以及調整拍攝的角度，當切換相機設定的時候可以去拖拉角度來對準要拍攝的角度，可以透過模擬頁面練習上面的兩個式子：

1. 調整到高緯度，搭配公轉小視窗內的赤緯資料，算出日中的高度角
2. 調整到低緯度，相機對著日出(或日落)，拍攝後點選 solargraphy 放大，看看緯度和日出軌跡與地平線夾角是否有關聯
3. 按下暫停，去看每天的日中，拉動公轉盤面的地球，看看每天日中的軌跡，是否如傳說的 8 字型一樣，不同的緯度又有什麼差別呢？

或點選頁面

針孔日軌顯影

在還很方便洗底片的年代，帶學生暑假完成針孔相機後，自然而然地送洗了，十幾年過去，也覺得該自己來面對這件事情，又重新把針孔相機撿起來重新操作，當時保留了一些模板，既很有設計感也相當實用，當時有下載了一些，現在回去看檔案都不見了，在這裡把檔案分享出去，並希望大家使用時註明 corbis 的來源。

2025年再帶學生再作一輪時，最大問題是過片到底要過多少?為避免疊片，大多選擇浪費底片，硬是轉過了頭，在底片越來越貴的同時，一次發一卷的慷慨逐漸來到終點。為了撙節，我開始添購盤片(100呎/盤)，利用分裝方式，可讓每個人都有一卷(20張)。但即便過片精準，好不容易做完相機後的學生，非常想知道結果，而將美好的底片快速揮霍掉。欠缺了構圖、曝光等應當精準的歷程，又難以在時間有限下完成。於是，來到了只拍一張就顯影的時候了。

為了針對一張底片攝影後就顯影，最好的設計不外乎拍攝後、不取出直接顯影，也就是顯影罐本身就是相機本體，需兼具幾個特性：

• 底片固定
• 防光
• 方便藥劑進入且洩水快速

在 2026 暑假時，針對校內的科學營隊又做了個嘗試，參與的學生想了幾個辦法：

• 土炮暗箱
• 水球藥劑囊袋
• 顯影罐打洞法

其中顯影罐打洞法不就是雙層避光的顯影罐設計嗎？在同事協助採購下，用了茶葉罐，這種茶葉罐為了做到氣密做了雙層蓋子，只要兩層蓋子的光線不要直線入射，並做好洩水的通氣孔，理應可以做到拍一張、顯影一張的針孔顯影罐。後來參與圖書館館慶活動擺科學攤位時，就把這個課程呈現出來。

罐子的製作方法其實很簡單，這種罐子有個特性就是內部有一個弧形可以剛好卡住底片，

只要拿捏好底片的位置，對好後在對面鑽洞、貼上鋁片針孔、內部噴黑、針對藥劑入水孔、洩水孔鑽洞，一下子就做完了，我甚至做了十個。

在屋頂的針孔顯影罐本人

一口氣做十個

之前有一個更小的版本是因為罐子比較便宜，加工也快，而這圓罐是還想做成可用的沖片罐，能把片軸給放進去，所以後續也把片軸給生了出來，這個罐子既可以一次拍一張就顯影一張，也可以一次沖個 20 張。

那用來拍針孔日軌好用嗎？其實不好用，因為罐內直徑約86mm，使得視野範圍小，所以又回到小鐵盒版本，因為鐵盒內部高度也才25mm，所以視野範圍極大，拍出來視覺上有超廣角感，此相片為秋分連續幾天，你可以注意到幾件事情：

1. 五個白天的日軌疊影
2. 日出位置為正東
3. 和水平線的夾角好像可以算出什麼？
4. 原本的黑白相紙不是非黑即白

本來是銀鹽相紙(負片)，影像反轉後，出現不同顏色，尤其是日軌的部分，之前林太平老師使用黑白相紙製作畫，並做出了一些彩色的圖，林老師擔任過美展攝影評審，也從事相關放相工作，是透過臉書因緣際會認識了老師，林老師說他問過幾個化學教授，也說不出來為什麼在某些狀態下黑白相紙可以呈現出彩色。之後，看到日軌攝影社團當中分享出來的照片，也都有看到彩色的影像，想到坤龍老師在演示電鍍鈦的時候會有多層的色彩，或許答案應該就是薄膜干涉，在相紙上會有光反應後的銀原子，會按其曝光後的密集程度有不同的干涉效果，林老師的黑白相紙彩色畫，理應為極薄的銀原子在不同厚度下呈現出來的效果，但是否能精準的控制出顏色，那就比較不像人為手動可以做到的了。話說回來，這個尺寸的小鐵盒做成的日軌觀察器有許多好處：

1. 耐天候，雨天可！不用特別去收
2. 不易變形
3. 可強磁固定，聞風不動

用強磁固定在鐵欄杆上

製作流程其實都跟前面一樣，但為了要加速進行，我嘗試使用沒有噴黑內部的鋁罐來做一樣的事情，卻因鋁罐內部的反光使得影像霧翳增加，噴黑是必然的過程，經測試，只曬一天也是會有影像，但對比稍嫌不足，建議三天以上所得效果較佳。再者，影像若透過定影，對比也會降低，但總比放著越來越黑來得好，所以在打開的時候，就要事先做好掃描的準備。

給學生製作時，因為噴黑漆花時間、花錢、還要等它乾，所以後來又改了一個黑色紙板的版本，我只要給好模具，學生跟著裁切、折疊、黏貼、貼上鋁片、置入相紙，就完成了。而這個版本的相紙是利用 3.5" x 5" 裁切成原來的 1/8 ，所以還蠻省錢的，致命缺點就是下雨天會爛掉。以下為製作的過程：

有關紙盒的設計，使用了 Template maker 的蘋果派盒子，我僅保留了三個部件，檔案在這裡，可以直接下載雷切用。

地球剖面

流程：

1. 觀看影片假如地球是中空的至2:30。
2. 人類最深的鑽探。參考俄國鑽探最深的12km世界紀錄。補充說明日本在海洋最深鑽探7km。
3. 學生回答「最深的鑽探，應該是鑽到了地球的什麼層？」



學生的回答

4. 播放影片Down To The Earth's Core Documentary 後方的1:16:45起會有動畫呈現0~2900 km 深的地殼、地函變化，接下來是上層地核、以及下層地核（1:26:30起）
5. 請學生在白板上繪出地球剖面構造，需包含地殼、地函、地核、岩石圈（大陸地殼、海洋地殼）、軟流圈。此時放一張Google圖片搜尋"地球剖面"圖，給學生作為剖面圖參考。

6. 因為事前未告知學生預習，因此繪圖花了不少時間，在最後下課前十分鐘說明一些參訪櫻島遇到火山噴發的照片，並放了一小段新聞影片：櫻島火山噴發。學生繪圖的同時給予本次去櫻島採到的火山灰以及當地購買的浮石，說明火山灰當中有存在石英（學生對水晶成分相當有興趣）以及浮石的成因，給予30X放大鏡要學生觀察當中組成。（其實還可以要求他們對火山灰進行分類活動，這裡來不及了）

   

   櫻島火山灰穿透光源(40X)

   

   櫻島火山灰覆蓋光源(40X)

學生結果（尚未報告說明）：

原本是要在3.鑽探那題結束後，接著說海洋板塊和陸地板塊，
預計板塊活動影片下了之後，在影片結尾的火山再接櫻島噴發新聞，

但時間掌控來不及，打算至少這節課學生必須完成地球剖面圖，
因此下節課再開始板塊活動，以及切蛋糕課程。