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
; H, s0 t& I# f3 i4 B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
9 E& J1 P7 f  n! B5 Q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
& ^" x* q+ F5 h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
* [$ \3 b: R5 [1 }1 s! s. v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
% Z8 I+ N+ ]  n8 n5 d  q  G  ?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
3 j" I1 u5 V/ V. k% g$ m1 w' P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
- u4 r" p5 {& ]. Z$ t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
% Z  n/ x0 r8 @; I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
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
- I) V& `& ]$ M) ?6 h% Y: I# _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
0 ~1 t, {7 A2 o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
& C+ D3 i3 ]! u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
- S) ^  [8 A  G# L- S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
6 F  g; D8 q( J% x（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：

（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 k& s+ r/ e+ ^- {7 ~. W. m2 ~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（The Equatorial Sundial） 赤道
1 C  x$ K$ z- p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
  c/ {  a  j* N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。
' {5 m; `! o  I: t2 z（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。
( I- ^& r9 o9 h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
3 D" P" B- g5 K1 s  ~* c( N（30～60）使用。
5 a& i9 z+ v0 s6 g& n( f（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
: B  ]$ P- Y4 x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
, X9 t3 ?* Z8 `% d0 x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。
' S. l% f6 m2 e8 I( _% B* Z（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
" u' f. [4 b7 ~) E8 e3 {1 L, u& m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）
  q# Z4 f1 [/ p# O* m% ^0 V/ }（4） 南向垂直日晷：TAN（A）=TAN（T）*COS（φ）
& A* U( W* g4 Z; X9 h) N （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
9 a3 D! z; L$ m) x4 R（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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. v: g+ X3 j9 r3 O[ 本帖最后由 xyzabc 于 2010-1-19 08:06 编辑 ]

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