序
今天是农历二月十一，二十四节气中的春分，这一天太阳直射在赤道，全球各地昼夜平分，白天与黑夜的时间几乎相等。此刻，北半球春意盎然，万物复苏，大自然正逐渐从冬季的沉寂中苏醒过来。在中国，春分的到来意味着春天的正式来临。人们纷纷走出家门，享受春天的温暖和生机。
春分是中国传统的重要节气，对中国传统文化有着重要的意义，也是我们古人用来认识世界，发现万物变化，尤其是影子的变化的重要时刻。我们使用矩道小学科学软件XR虚拟教学系统，由春分一起来学习认识影子的变化过程。
/ 日晷 /
影子是在变化的，利用这个客观规律，古代中国人发明了利用日影测得时刻的计时仪器——日晷，它的基本构成包括铜制的晷针和石制的晷面。晷针，即我们所说的“表”，垂直地穿过晷面中心，起到指示方向的作用。而晷面，即“晷盘”，则是一个呈南高北低的石制圆盘，上面刻有刻度，用于读取时间。
在我们生活的常识中我们可以认识到，影子会随时间而产生位置变化。因此，在使用日晷时，太阳光照在晷面上，晷针的影子会投向晷面。随着太阳的移动，晷针的影子也会从西向东移动。通过观察晷针影子的位置，就可以读取到当前的时间。
在现在常见的日晷（赤道式日晷）晷面上我们通常能够看到刻了内、中、外三圈字，其中，中、外两圈字分别是十二地支和他们对应的十二组初、正。其中十二地支（子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥）代表十二时辰，如子时，午时。而在古代人们又把十二时辰平分为初、正两个部分，如子时分为初子时和正子时。因此中外两圈刻字划分出了十二时辰和二十四小时。而内圈则是由十天干中的甲、乙、丙、丁、庚、辛、壬、癸八个字加八卦中的乾、坤、巽、艮四个字组成。
天干地支计时法与日晷的结合，使得古代人们能够更精确地把握时间，无论是日出而作，还是日落而息，都能依据这两套系统来进行规划和安排。虽然随着科技的发展，日晷和天干地支计时法逐渐被现代的钟表和计时方法所替代，但它们作为我国古代文化的重要遗产，依然在现代社会中占据着不可替代的地位。
/ 影长的四季变化/
除了影子随时间变化，在西方，早在古希腊时期，科学家埃拉托色尼在古埃及游学时就发现，埃及的两座大城市——亚历山大港和赛伊尼——有着相同尺寸大小的方尖碑，但在一天的同一时刻，两座方尖碑的影长却并不相同，很快他就得出一个结论，那就是我们生活的地面是一个曲面，也由此完成了人类对地球周长的第一次科学估算。
而在古代东方，我国的古人就曾根据现实中的观察发现，在同一地点，同一高度的物体，在不同季节的正午时分，投射出来的影子长度是完全不同的，其中夏季影子最短，春秋季影子长度适中，冬季影子最长。
春季，万物复苏，大地回春，阳光投下的影子逐渐拉长；夏季，烈日炎炎，阳光炽热，影子在此时变得短小而紧凑，仿佛也在躲避那炎炎烈日；到了秋季，秋风送爽，果实累累，影子又开始逐渐拉长，仿佛也在为丰收的季节欢舞。冬季，寒风凛冽，大地银装素裹，此时的影子被拉的长而模糊，宛如枯木在肃杀的冬季伫立。就这样，影子在四季的轮回中不断变化，仿佛是大自然赋予它的一种生命。
通过小学科学XR虚拟教学系统中的虚拟实验，我们可以清晰地观察到日影随季节变化的规律。在夏季，由于太阳直射点位于北半球，阳光几乎垂直照射地面，因此日影最短。而在冬季，太阳直射点位于南半球，阳光斜射地面，导致日影最长。春秋两季，太阳直射点位于赤道附近，阳光照射角度适中，因此日影长度也适中。
进一步通过虚拟实验，观察正午日影的长短变化，我们可以发现其随时间推移呈现出一种周期性规律。从春分到夏至，随着太阳直射点逐渐北移，正午日影逐渐缩短，直至夏至达到最短。从夏至到秋分，太阳直射点开始南移，正午日影则逐渐变长。
到了秋分，虽然日影长度适中，但随后随着太阳直射点的继续南移，从秋分到冬至，正午日影继续变长，直至冬至达到最长。最后，从冬至到春分，太阳直射点开始北移，正午日影又逐渐缩短。
通过虚拟实验得到的数据，我们可以绘制一幅正午影长随季节变化的折线图。在这幅图中，我们可以清晰地看到影长从春分开始，经过夏至、秋分、冬至，最终再回到冬至，完成了一个完整的轮回变化。
从折线图中，我们可以直观地看到影长随季节的波动变化，这种变化呈现出一个明显的周期性规律，即一个轮回。这个轮回不仅体现了地球公转带来的季节变化，也反映了太阳直射点在地球表面的移动对影长的影响。
由春分万物的变化中，尤其是影长的变化，我们可以更深入地理解正午影长变化的自然规律，也可以进一步认识到自然界中许多现象都是有其内在规律和周期性变化的。这种对自然现象的观察和理解，不仅有助于我们更好地适应自然环境，也为我们提供了探索自然奥秘的线索。
随着春分的到来，我们也迎来了新的希望和机遇。让我们携手共进，迎接这个充满生机和活力的春天，共同创造美好的未来。
