日晷
日晷又稱『日規』,本義是指太陽的影子。是我國古代利用日影測得時刻的一種計時儀器。其原理就是利用太陽的投影方向來測定並劃分時刻,通常由晷針(表)和晷面(帶刻度的表座)組成。利用日晷計時的方法是人類在天文計時領域的重大發明,這項發明被人類沿用達幾千年之久。
由銅製的指針和石制的圓盤組成。銅製的指針叫做『晷針』,垂直地穿過圓盤中心,起著圭表中立竿的作用,因此,晷針又叫『表』,石制的圓盤叫做『晷面』,安放在石台上,呈南高北低,使晷面平行於天赤道面,這樣,晷針的上端正好指向北天極,下端正好指向南天極。
由於從春分到秋分期間,太陽總是在天赤道的北側運行,因此,晷針的影子投向晷面上方;從秋分到春分期間,太陽在天赤道的南側運行,因此,晷針的影子投向晷面的下方。所以在觀察日晷時,首先要了解兩個不同時期晷針的投影位置。
日晷有兩層含義,一般指的是第2個含義。
(1)『日』指『太陽』,『晷』表示『影子』,『日晷』的意思爲『太陽的影子』。
(2)利用太陽投射的影子來測定時刻的裝置,又稱『日規』。
日晷工作的原理簡單的有點可怕——就是地球的(差不多)勻速的自轉,或者說,如果以地心說來看,就是太陽圍繞地球(差不多)勻速的運動。所以理 論上任何能夠測定固定點和太陽-緯度圈中心連線的角度變化的儀器都可以測量時間。
置於北京故宮博物院太和殿前的清朝赤道日晷。晷盤兩面都有刻度,分子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥十二時辰,每個時辰又等分爲『時初』、『時正』,這正是一日24小時。由於太陽照射的角度變化,在『春分』以後看晷盤的上面;秋分以後看晷盤的下面。由於晷盤面平行於赤道面,晷針又垂直於晷盤面,所以晷針是指向地球南、北極的方向,而晷針與地平面的夾角正是當地的緯度。太陽照射時,晷針的影子隨太陽的運動而移動,這樣針影的位置不同,就能反映太陽的位置不同,也就反映出當天的時刻不同,正中午時,影子正好在針的正下方。
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