日晷的發(fā)明者無從考詳,,世界上最早的日晷誕生于六千年前的巴比倫王國,。中國史料中日晷最早的記載是“漢書·律歷志·制漢歷”一節(jié):太史令司馬遷建議共議“乃定東西,主晷儀,,下刻漏”,,而“漢書·藝文志”中列有晷書34卷,,但僅存書名,而無內(nèi)容,。隋書·天文志中記載了耿詢的成就,,“觀測日晷和刻漏,是測天地正儀象的根本”,?!懊魇贰ぬ煳闹尽睂θ贞械男沃疲〞r(shí)之法都有詳細(xì)的記載,。較之圭表,,它已復(fù)雜多了,可以說是一種真正的儀器了,,發(fā)展到清代,,不僅可以計(jì)時(shí)用,日晷本身已成為一件裝飾藝術(shù)品,。日晷的種類很多,,根據(jù)晷面所處位置的不同可分為地平式、赤道式,、子午式、卯酉式等多種,,功能也不盡相同,。
日晷名稱是由“日”和“晷”兩字組成?!叭铡敝浮疤枴?,“晷”表示“影子”,“日晷”的意思為“太陽的影子”,。因此,,所謂日晷,就是白天通過測日影定時(shí)間的儀器,。日晷計(jì)時(shí)的原理是這樣,。在一天中,被太陽照射到的物體投下的影子在不斷地改變著,,第一是影子的長短在改變,,早晨的影子最長,隨著時(shí)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,,因?yàn)槲覀冊诒卑肭?,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(jù)影子的長度或方向都可以計(jì)時(shí),但根據(jù)影子的方向來計(jì)時(shí)更方便一些,。故通常都是以影子的方位計(jì)時(shí),。由于日晷必須依賴日照,不能用于陰天和黑夜,。因此,,單用日晷來計(jì)時(shí)是不夠的,還需要其它種類的計(jì)時(shí)器,,如水鐘,,來與之相配。
材料
一張薄紙板,、木板或紙板基座(30厘米×15厘米),、半圓規(guī)、磁性羅盤,、透明膠條,。
制作方法
用一張薄紙板可以剪成一個(gè)直角的三角形,作為一個(gè)指示針,。但首先要知道,,制作者所在地的緯度,這是一條想像的,、環(huán)繞地球的圓線,,緯度線與赤道平行。從赤道到地球的極分成若干個(gè)度數(shù),,赤道的度數(shù)是零度,,北極是北緯90度,南極是南緯90度,,可以在地球上找出你所在的緯度,。美國約是在北緯30~50度;中國約是在北緯5~55度,。假設(shè)所在的緯度是40度,,就是所做的三角形最長邊(斜邊)的角度。在直板上畫一個(gè)15厘米長的基線,,再畫一個(gè)90度的角,,沿這個(gè)角邊線向上約長13厘米,從底線量出40度的角,,并沿這個(gè)角畫直線,,完成了這個(gè)三角形,。這條斜線長約20厘米,剪下這個(gè)三角形,。畫一個(gè)30厘米×15厘米的方塊,,再把這個(gè)方塊的中間對折,使之成為兩個(gè)邊長15厘米的正方形,。在這個(gè)長方形內(nèi)畫一個(gè)半徑為15厘米的半圓,。這樣,就做成了一個(gè)底座,。用膠條把前面的三角形貼在這個(gè)底座上,,三角形的底邊就放在使長方形分成兩個(gè)正方形的折線上,三角形40度角的斜邊端點(diǎn)放在半圓的中心),。一個(gè)羅盤針使太陽表成南北走向,,使日光表站立的直角邊向北,圓心向南,,也可以使直角邊向正北方向而不是磁極的北極,。一般街道都是正南正北的,也可以在晚上借助北極星來確定正北,。日晷儀安置完畢后,,在底盤上記下每小時(shí)的太陽陰影的位置??梢缘玫饺贞袃x開始的時(shí)間在半圓的開始處是6點(diǎn),,在三角形的直角邊處是12點(diǎn),在半圓的另一端是下午6點(diǎn),。每一個(gè)小時(shí)間距是一樣的。這樣,,在晴朗的天氣,,就可以用日晷儀來測時(shí)間。