怎样使用日晷,日晷是怎样记时的?

怎样使用日晷,日晷是怎样记时的?
怎样使用日晷,日晷是怎样记时的?

怎样使用日晷,日晷是怎样记时的?
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.
　　使用日影测时的日晷,无论是何种形式都有一根指时针（Gnomon）,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： 常见日晷
　　（1）水平式日晷
　　水平式日晷（The Horizontal SundialE） 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.
　　（2）赤道式日晷
　　赤道式日晷（The ERquatorial Sundial）是依照使用地的纬度,将轴（指时针）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.
　　（3）极地晷
　　极地晷（TheRE polar Dial） 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,投大日晷
　　影的时间线是平行的线条.适合各种不同的纬度使用.
　　（4）南向垂直日晷
　　南向垂直日晷（Vertical Direct South Dial）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.
　　（5）东或西向垂直式
　　东或西向垂直式Vertical Direct East or West）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.
　　（6）侧向垂直式
　　侧向垂直式（Vertical Declining）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.
　　（7）投影日晷
　　投影日晷（Analemmatic Sundial）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.
　　日晷的角度等计算
　　日晷的制作除了指时针必需正确的安装之外,时间线的刻划也不能忽视.各形日晷时间线的刻划与日晷的地理位置,指时针的高度等,都有关系.假设地理纬度为φ,指时针的高度为H,要刻划的时间与正午的差值为T；时间线与指时针的夹角为A,距离为D,则各形日晷的计算式如下： （1） 水平式日晷：TAN（A）=TAN（T）*SIN（φ） （2） 赤道式日晷：等分圆盘,每小时相当与十五度,正午线垂直朝下. （3） 极地晷：D=H*TAN（15*T） （4） 南向垂直日晷：TAN（A）=TAN（T）*COS（φ） （5） 东或西向垂直式：D=H*TAN（（6-T）*15） （6） 侧向垂直式：TAN（A）=SIN（O）*TAN（R+15*T） 指时针与墙面垂线的夹角TAN（W）=SIN（θ）*COT（φ） 指时针高出于墙面的夹角SIN（O）=COS（θ）*COS（φ） 指时针与正午线的时间线差COT（R）=COT（θ）*SIN（φ） 6点与12点时间线的夹角COT（S）=SIN（θ）*TAN（φ） θ：日晷墙面的斜角 （7） 投影日晷：D= SIN（T*15）,V= sin（φ）*COT（φ） 椭圆长轴与短轴的比：sin(φ) 竖竿（人立足）的位置：Z=TAN（del）*COS（φ） del：太阳的赤纬,V：时间点在短轴方向上的值 D：时间点在长轴方向上的值 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.所以在观察日晷时,首先要了解两个不同时期晷针的投影位置.中国古代测时仪器.由晷针和晷盘组成,晷盘上有时间刻度,晷针垂直于盘面,通过晷针日影在盘面上的方向就能测定时间.因盘面安置的方向不同,日晷可分为地平日晷、赤道日晷、立晷、斜晷.日晷的早期历史尚不清楚,最早的可靠记载是《隋书·天文志》中提到的袁充于隋开皇十四年(594)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《独醒杂志》卷二中提到的晷影图,但晷盘是木制的.后世改用石质晷盘,金属晷针.北京故宫等处保存的都是清代制造的石质赤道日晷.赤道日晷的晷面平行于赤道面,晷针指向南北极.相持既久,日晷渐移.——明·马中锡《中山狼传》 (2) [sundial]∶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.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. 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.所以在观察日晷时,首先要了解两个不同时期晷针的投影位置.