日晷

人们发现，当太阳在空中移动时，他射到的物体的影子也会随着移动。通过对这一自然现象的观察，人们学会了计算时间，于是，发明了日晷。4000多年前，巴比伦人就已经在使用日晷了，并从日晷指针的影子随着太阳移动而指示的刻度上，了解当时的大致时间。今天我们就来进一步来了解日晷！利用太阳投射的影子来测定时刻的装置。又称“日规”，是我国古代利用日影测得时刻的一种计时仪器。通常由铜制的指针和石制的圆盘组成。铜制的指针叫做“晷针”，垂直地穿过圆盘中心，起着圭表中立竿的作用，因此，晷针又叫“表”，石制的圆盘叫做“晷面”，安放在石台上，呈南高北低，使晷面平行于天赤道面，这样，晷针的上端正好指向北天极，下端正好指向南天极。在晷面的正反两面刻划出12个大格，每个大格代表两个小时。当太阳光照在日晷上时，晷针的影子就会投向晷面，太阳由东向西移动，投向晷面的晷针影子也慢慢地由西向东移动。晷面的刻度是不均匀的。于是，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。接着，日影在逐渐变短的同时，向北（下）方移动。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。由于从春分到秋分期间，太阳总是在天赤道的北侧运行，因此，晷针的影子投向晷面上方；从秋分到春分期间，太阳在天赤道的南侧运行，因此，晷针的影子投向晷面的下方。所以铜制的指针叫“晷针”在观察日晷时，首先要了解两个不同时期晷针的投影位置。世界上最早的日晷诞生于六千年前的巴比伦之大王国。中国最早文献记载是《隋书·天文志》中提到的袁充于隋开皇十四年公元574年发明的短影平仪即地平日晷。赤道日晷的明确记载初见于南宋曾敏行的《独醒杂志》卷二中提到的晷影图。赤道日晷通常由铜制的指针和石制的圆盘组成。铜制的指针叫做“晷针”，垂直地穿过圆盘中心，晷针又叫“表”，石制的圆盘叫做“晷面”，安放在石台上，呈南高北低，使晷面平行于天赤道面，这样，晷针的上端正好指向北天极，下端正好指向南天极。在晷面的正反两面刻划出12个大格，每个大格代表两个小时。当太阳光照在日晷上时，晷针的影子就会投向晷面，太阳由东向西移动，投向晷面的晷针影子也慢慢地由西向东移动。于是，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。这种利用太阳光的投影来计时的方法是人类在天文计时领域的重大发明，这项发明被人类所用达几千年之久，然日晷有一个致命弱点是阴雨天和夜里是没法使用的，直至1270年在意大利和德国才出现早期的机械钟，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。所以彻底抛却日晷，看钟表知辰光还是近现代的事。使用日影测时的日晷，无论是何种形式都有一根指时，这根指时针与地平面的夹角必需与当地的地理纬度相同，并且正确的指向北极点，也就是都有一根与地球自转轴平行的指针。观察这根指针在指定区域内的投影，就能确定时间。现有常见的日晷有下列几种不同的形式：水平式日晷是最常用的日晷，采用水平式的刻度盘，日晷轴的倾斜度，依使用地的纬度设定，刻度需要利用三角函数计算才能确定。适合低纬度的使用。赤道式日晷是依照使用地的纬度，将轴朝向北极固定，观察轴投影在垂直于轴的圆盘上的刻度来判断时间的装置。盘上的刻度是等分的，夏季和冬季轴投影在圆盘上的影子会分在圆盘的北面和南面，适合中低纬度的使用。若将圆盘改为圆环则称为赤道式罗盘日晷。极地晷供指时针投影的平面与指时针平行，即与地平面的夹角与地理纬度相同，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。南向垂直日晷刻度盘面朝向正南且垂直地面的日晷。这一种日晷较适合在中纬度（30～70）使用。东或西向垂直式刻度盘面朝向正东或正西且垂直地面的日晷。这一种日晷只能在上半日（东向）或下半日（西向）使用，但全球各纬度都适用。侧向垂直式刻度盘面采用垂直方向的日晷。这一种日晷需要依照建筑物的墙面方向换算刻度，不容易制作。依季节及时间的不同，有时不会产生影子。南向与东西垂直日晷都可视为此形的特例。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，在其上刻划时间线，并将长轴指向正东西方向，南北向的短轴上则需刻上日期，指示立竿测量时刻的正确位置。1.在一年四季中，太阳高度有变化吗?2.夏季的太阳高度与冬季的太阳高度有什么样的变化？3.怎样根据太阳高度角的变化来调整日晷上的时间？1.在一年四季中，太阳高度有变化吗?2.夏季的太阳高度与冬季的太阳高度有什么样的变化？3.怎样根据太阳高度角的变化来调整日晷上的时间？在一年四季中，太阳高度有变化吗?有变化的.因为地球围绕太阳旋转的轨迹是一个椭圆.想象成一个平面图的话.太阳在这个椭圆的中间偏右.这样地球在旋转的时候,如果在椭圆的最右端.就是近日点离太阳最近最左端是远日点.离太阳最远地球转一圈是一年根据近日点和远日点就可以分出一年四季了.北半球：赤道到北回归线之间的地区：12.22到6.22之间有两次太阳直射现象，直射时太阳高度角最大，为90度北回归线及其以北地区：12.22太阳直射北回归线，太阳高度角最小。6.22太阳直射南回归线，高度角最大。从12.22到次年6.22，太阳高度角逐渐增大。从6.22到次年12.22，太阳高度角逐渐减小。南半球亦然。夏季的太阳高度与冬季的太阳高度有什么样的变化？太阳高度实际上是太阳高度角的简称。在我们北半球，从夏至开始到冬至，太阳高度减小，冬至最小，然后持续增大，到夏至最大。怎样根据太阳高度角的变化来调整日晷上的时间？一天当中日影最短时，将日晷指针的影子对准12时。夏半年用日晷朝阳的一面，冬半年用日晷背阴的一面。认识日晷上的罗马数字。罗马数字ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫ阿拉伯数字123456789101112ⅥⅧⅩⅦⅤⅢⅣⅫ6810753412795812106ⅦⅨⅤⅧⅠⅡⅩⅥⅢⅫⅥⅣⅨ524811312649ⅤⅡⅣⅧⅪ