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日晷的工作原理日晷是怎么来计时的

时间:2019-03-08 15:17:02编辑:祜信


日晷简介

日晷,本义是指太阳的影子。现代的“日晷”指的是人类古代利用日影测得时刻的一种计时仪器,又称“日规”。其原理就是利用太阳的投影方向来测定并划分时刻,通常由晷针(表)和晷面(带刻度的表座)组成。利用日晷计时的方法是人类在天文计时领域的重大发明,这项发明被人类沿用达几千年之久。

人类开始使用日晷的时间

人类使用日晷的历史非常遥远,古巴比伦在远古时期的6000年前就开始使用了,中国是在3000多年前的周朝。

日晷的工作原理日晷是怎么来计时的

日晷不但能显示一天之内的时刻,还能显示节气和月份。当然它的缺点也是显而易见的,笨重而且看不到阳光的时候不能用,比如阴天和晚上。

这项发明被人类所用达几千年之久,直至1270年在意大利和德国才现早期的机械钟,而中国则在1601年明代万历皇帝才得到二架外国的自鸣钟,清代时虽有很多进口和自制的钟表,但都为王宫贵府所用,一般平民百姓还是看天晓时。

日晷的工作原理

在一天中,被太阳照射到的物体投下的影子在不断地改变着:第一是影子的长短在改变。早晨的影子最长,随着时间的推移,影子逐渐变短,一过中午它又重新变长;

第二是影子的方向在改变。在北回归线以北的地方,早晨的影子在西方,中午的影子在北方,傍晚的影子在东方。从原理上来说,根据影子的长度或方向都可以计时,但根据影子的方向来计时更方便一些。故通常都是以影子的方位计时。随着时间的推移,晷针上的影子慢慢地由西向东移动。移动着的晷针影子好像是现代钟表的指针,晷面则是钟表的表面,以此来显示时刻。

早晨,影子投向盘面西端的卯时附近;当太阳达正南最高位置(上中天)时,针影位于正北(下)方,指示着当地的午时正时刻。午后,太阳西移,日影东斜,依次指向未、申、酉各个时辰。

日晷的分类

地平式日晷

亦称水平式日晷(The Horizontal SundialE),地平日晷的晷面必须严格水平,晷面和晷针之间的夹角就是当地的地理纬度。晷面刻度需要利用三角函数计算才能确定。适合低纬度的使用。

赤道式日晷

赤道式日晷(The ERquatorial Sundial)的晷面为赤道面,依照使用地的纬度,使赤道式日晷的晷面平行于赤道面。晷盘上的刻度是等分的,夏季和冬季轴投影在晷盘上的影子会分在晷盘的北面和南面。适合中低纬度地区使用。若将晷盘改为圆环则称为赤道式罗盘日晷。

赤道式日晷亦称斜晷。赤道式日晷是日晷世界中最重要和最常见的,也是中国古代最经典和传统的天文观测仪器。

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极地晷

极地晷(The polar Dial)晷盘与晷针平行,即晷盘与地平面的夹角和地理纬度相同,并朝向正北。时间的刻画可以用简单的几何图来处理,投影的时间线是平行的线条。适合各种不同的纬度使用。

垂直式日晷

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