日晷是怎樣看時間的?工作原理是什麼
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利用太陽投射的影子來測定時刻的裝置。又稱“日規”,是我國古代利用日影測得時刻的一種計時儀器。通常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,起着圭表中立竿的作用,因此,晷針又叫“表”,石制的圓盤叫做“晷面”,安放在石臺上,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。在晷面的正反兩面刻劃出12個大格,每個大格代表兩個小時。當太陽光照在日晷上時,晷針的影子就會投向晷面,太陽由東向西移動,投向晷面的晷針影子也慢慢地由西向東移動。於是,移動着的晷針影子好像是現代鐘錶的指針,晷面則是鐘錶的表面,以此來顯示時刻。
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。
在一天中,被太陽照射到的物體投下的影子在不斷地改變着:
第一是影子的長短在改變。早晨的影子最長,隨着時間的推移,影子逐漸變短,一過中午它又重新變長;
第二是影子的方向在改變。在北迴歸線以北的地方,早晨的影子在西方,中午的影子在北方,傍晚的影子在東方。從原理上來說,根據影子的長度或方向都可以計時,但根據影子的方向來計時更方便一些。故通常都是以影子的方位計時。隨着時間的推移,晷針上的影子慢慢地由西向東移動。移動着的晷針影子好像是現代鐘錶的指針,晷面則是鐘錶的表面,以此來顯示時刻。
早晨,影子投向盤面西端的卯時附近;當太陽達正南最高位置(上中天)時,針影位於正北(下)方,指示着當地的午時正時刻。午後,太陽西移,日影東斜,依次指向未、申、酉各個時辰。
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