日规ZT

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rì guǐ (1)太阳的影子。相持既久，日晷渐移。——明·马中锡《中山狼传》 (2) 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
, `4 y! y7 _  D% P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
4 H* A  R: V" X6 p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
  H8 u+ g, y* T7 Z. o2 e0 X( \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
0 v3 S7 d$ ^- F1 T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。 世界上最早的日晷诞生于六千年前的巴比伦王国。中国最早文献记载是《隋书·天
! O. e4 {4 k4 o: O7 U2 O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
4 k2 Y1 k; }& w4 o* f* z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
9 k( X1 c5 w" Z; g' E8 T/ G0 }7 }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
: \! z, }- K' r0 N$ N$ }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
+ q7 k# _4 s& U$ Y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。 常见的日晷　　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：

9 a4 s; b0 B7 @# l, W! }  B（1） 水平式日晷（The Horizontal Sundial） 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
5 o6 `" }9 d. J- }( k6 m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。
1 U6 X% v9 P2 ?8 { （2） 赤道式日晷（The Equatorial Sundial） 赤道
6 G+ t2 H0 Y2 l& L' M9 K3 o7 }6 t式日晷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
* p% c5 w, H, x. _/ I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。
+ v/ u1 f) W  w（3） 极地晷（The 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。
% @4 O( Z2 s# m; u! ]4 I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。
（4） 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
! ]: c% O, N2 l! O& v（30～60）使用。
; p+ s+ U3 ^8 [, @7 x( y（5） 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（Vertical Declining）刻度盘面采用垂
: ~) k$ g! j- N7 K$ C% H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（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
) V/ r" \/ [( t. C9 x1 c) ?1 d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
7 Z1 y6 Y- x9 e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 Y7 ~3 w; s  |  Z) u. N- C（3） 极地晷：D=H*TAN（15*T）
/ N' H6 V/ J1 v7 e（4） 南向垂直日晷：TAN（A）=TAN（T）*COS（φ）
( r" P# f+ t2 U2 i  B" i# f （5） 东或西向垂直式：D=H*TAN（（6-T）*15）
6 ]2 B3 A- v$ X0 q; F$ h8 h; l4 ~（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
( [/ S3 d% C% y（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
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7 W3 i% u* |0 u/ ]+ |9 ^[ 本帖最后由 xyzabc 于 2010-1-19 08:06 编辑 ]

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