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日晷的工作原理日晷是怎样来计时的

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来源: 作者: 2019-05-16 20:47:30

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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。

日晷不但能显示一天之内的时刻,还能显示节气和月份。固然它的缺点也是不言而喻的,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年明朝万历皇帝才得到2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,影子逐步变短,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,凌晨的影子在西方,中午的影子在北方,傍晚的影子在东方。从原理上来讲,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,晷针上的影子渐渐地由西向东移动。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肯定。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。

极地晷

极地晷(The polar Dia母乳喂养做到“三早”
l)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。合适各种不同的纬度使用。

垂直式日晷如果不能接受最差的你也不配具有最好的你。
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亦称立晷。它是晷盘面垂直于地平面刻度盘面采用垂直方向的日晷。欧洲的英国、法国、德国、意大利、奥地利等国,在一些古代和现代华丽的中层建筑的向南和向北(东西方向)以及向东和向西(南北方向)的墙上,附建有各种不同色调、大小和风格相异的日晷雕塑。

投影日晷

投影日晷不设置指时针,仅在地平面依地理纬度的不同绘制不同扁率的椭圆,在其上刻画时间线,并将长轴指向正东西方向,短轴指向南北向并刻上日期,指导立竿丈量时刻的正确位置。

折叠式日晷

一种便于携带的日晷称为折叠式日晷,含有以绞链结合在一起的两个小晷面,通常会折叠起来放在平整的小盒子内,以方便放在口袋中。晷针则是在两晷面之间的带子,当带子被扯紧拉直时,两个晷面会相互垂直,一个面构成垂直式日晷,另一个面则是水平式的日晷。

让两个晷面以不同的角度结合(会产生不同的投影),折叠式日晷便可以自行调剂。当两晷面显示出相同的时间,而且绞链是水平的,折叠式日晷指导的是当地的视太阳时。另外,当绞链朝向北方(在北半球时),折叠式日晷被旋转了一个角度,晷针才能与地球的自转轴平行,则当正午、日出与日落时,折叠式日晷的时间不会遭到纬度改变的影响,但是在早上9点和下午3点,纬度每偏差1度,在两个晷面上的时间便会相差4分钟(肇因於日晷在毛病的纬度上)。

等高仪日晷

等高仪日晷(Elevation sundial)可以显示正确夏至时节高温持续 防暑饮食宜清淡
的日期,是使用在导航与天文学上的日晷。在设计上是一个平坦的小圆环,有一个小把手,或是像表链上的饰物,还是小装饰。 当以把手将环悬吊起来时,小孔会在环的内侧投下阴影,经由环内的标示可以显示时间,但在测量时,使用者必须知道是上午还是下午。通常这个小孔被设置在一片可以滑动和锁住,用来调整日期的金属片上。

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