日(ri)(ri)晷(gui)(gui)(gui)的(de)發(fa)明者無(wu)(wu)從考詳,世界上最(zui)(zui)早的(de)日(ri)(ri)晷(gui)(gui)(gui)誕生于六千年前的(de)巴比倫(lun)王(wang)國。中(zhong)國史料中(zhong)日(ri)(ri)晷(gui)(gui)(gui)最(zui)(zui)早的(de)記(ji)(ji)載(zai)是(shi)(shi)“漢(han)書(shu)·律歷(li)(li)志·制(zhi)漢(han)歷(li)(li)”一(yi)節:太史令司馬遷建議共議“乃定(ding)東西,主晷(gui)(gui)(gui)儀,下刻漏”,而(er)“漢(han)書(shu)·藝文志”中(zhong)列有(you)晷(gui)(gui)(gui)書(shu)34卷,但僅存書(shu)名,而(er)無(wu)(wu)內(nei)容。隋書(shu)·天文志中(zhong)記(ji)(ji)載(zai)了(le)耿詢的(de)成就,“觀(guan)測日(ri)(ri)晷(gui)(gui)(gui)和刻漏,是(shi)(shi)測天地正(zheng)儀象的(de)根(gen)本”。“明史·天文志”對日(ri)(ri)晷(gui)(gui)(gui)的(de)形(xing)制(zhi),定(ding)時(shi)(shi)之法(fa)都(dou)有(you)詳細的(de)記(ji)(ji)載(zai)。較之圭表(biao),它已復(fu)雜多了(le),可(ke)以(yi)說是(shi)(shi)一(yi)種真正(zheng)的(de)儀器了(le),發(fa)展到清代,不(bu)僅可(ke)以(yi)計時(shi)(shi)用,日(ri)(ri)晷(gui)(gui)(gui)本身已成為(wei)(wei)一(yi)件裝飾藝術品(pin)。日(ri)(ri)晷(gui)(gui)(gui)的(de)種類很多,根(gen)據晷(gui)(gui)(gui)面所處(chu)位置的(de)不(bu)同可(ke)分為(wei)(wei)地平式、赤道式、子午式、卯酉式等(deng)多種,功能也不(bu)盡(jin)相同。
日(ri)(ri)晷(gui)(gui)(gui)名(ming)稱是(shi)(shi)(shi)由“日(ri)(ri)”和(he)“晷(gui)(gui)(gui)”兩字組成(cheng)。“日(ri)(ri)”指“太(tai)(tai)陽(yang)(yang)”,“晷(gui)(gui)(gui)”表(biao)示(shi)“影(ying)(ying)(ying)(ying)子(zi)(zi)(zi)”,“日(ri)(ri)晷(gui)(gui)(gui)”的(de)(de)(de)(de)意思為(wei)(wei)“太(tai)(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)(ying)子(zi)(zi)(zi)”。因此(ci)(ci),所謂日(ri)(ri)晷(gui)(gui)(gui),就是(shi)(shi)(shi)白天通(tong)過(guo)測(ce)日(ri)(ri)影(ying)(ying)(ying)(ying)定時(shi)(shi)間的(de)(de)(de)(de)儀(yi)器。日(ri)(ri)晷(gui)(gui)(gui)計(ji)時(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)原(yuan)理是(shi)(shi)(shi)這(zhe)樣。在(zai)(zai)一(yi)(yi)天中,被太(tai)(tai)陽(yang)(yang)照射到(dao)的(de)(de)(de)(de)物體投下的(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)(ying)子(zi)(zi)(zi)在(zai)(zai)不斷(duan)地改變(bian)著,第(di)(di)一(yi)(yi)是(shi)(shi)(shi)影(ying)(ying)(ying)(ying)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)長(chang)短在(zai)(zai)改變(bian),早晨(chen)(chen)的(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)(ying)子(zi)(zi)(zi)最(zui)長(chang),隨著時(shi)(shi)間的(de)(de)(de)(de)推移,影(ying)(ying)(ying)(ying)子(zi)(zi)(zi)逐漸(jian)變(bian)短,一(yi)(yi)過(guo)中午(wu)它又(you)重(zhong)新變(bian)長(chang);第(di)(di)二是(shi)(shi)(shi)影(ying)(ying)(ying)(ying)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)方(fang)(fang)向在(zai)(zai)改變(bian),因為(wei)(wei)我們在(zai)(zai)北(bei)(bei)半(ban)球,早晨(chen)(chen)的(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)(ying)子(zi)(zi)(zi)在(zai)(zai)西方(fang)(fang),中午(wu)的(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)(ying)子(zi)(zi)(zi)在(zai)(zai)北(bei)(bei)方(fang)(fang),傍晚的(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)(ying)子(zi)(zi)(zi)在(zai)(zai)東(dong)方(fang)(fang)。從原(yuan)理上來說,根(gen)據影(ying)(ying)(ying)(ying)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)長(chang)度或方(fang)(fang)向都(dou)可以(yi)計(ji)時(shi)(shi),但根(gen)據影(ying)(ying)(ying)(ying)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)方(fang)(fang)向來計(ji)時(shi)(shi)更(geng)方(fang)(fang)便一(yi)(yi)些。故通(tong)常都(dou)是(shi)(shi)(shi)以(yi)影(ying)(ying)(ying)(ying)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)方(fang)(fang)位計(ji)時(shi)(shi)。由于日(ri)(ri)晷(gui)(gui)(gui)必(bi)須依(yi)賴日(ri)(ri)照,不能(neng)用(yong)于陰(yin)天和(he)黑(hei)夜。因此(ci)(ci),單(dan)用(yong)日(ri)(ri)晷(gui)(gui)(gui)來計(ji)時(shi)(shi)是(shi)(shi)(shi)不夠的(de)(de)(de)(de),還需要其它種類的(de)(de)(de)(de)計(ji)時(shi)(shi)器,如水鐘,來與之(zhi)相配。
材料
一張(zhang)薄紙(zhi)板、木板或紙(zhi)板基座(30厘米×15厘米)、半圓(yuan)規、磁性羅盤、透明膠條。
制作方法
用(yong)(yong)(yong)一(yi)(yi)(yi)張薄紙板可(ke)以(yi)剪成一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)直(zhi)角(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)三(san)(san)角(jiao)形(xing)(xing)(xing),作為(wei)(wei)一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)指示針(zhen)。但首先要知道(dao),制(zhi)作者所(suo)在(zai)(zai)地(di)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)緯(wei)度(du)(du),這(zhe)(zhe)是(shi)(shi)(shi)一(yi)(yi)(yi)條(tiao)想像的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)、環繞地(di)球(qiu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)圓(yuan)線,緯(wei)度(du)(du)線與赤(chi)道(dao)平行。從赤(chi)道(dao)到地(di)球(qiu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)極(ji)(ji)分(fen)成若干(gan)個(ge)(ge)(ge)度(du)(du)數,赤(chi)道(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)度(du)(du)數是(shi)(shi)(shi)零度(du)(du),北(bei)極(ji)(ji)是(shi)(shi)(shi)北(bei)緯(wei)90度(du)(du),南(nan)極(ji)(ji)是(shi)(shi)(shi)南(nan)緯(wei)90度(du)(du),可(ke)以(yi)在(zai)(zai)地(di)球(qiu)上(shang)(shang)(shang)找出(chu)你所(suo)在(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)緯(wei)度(du)(du)。美(mei)國約是(shi)(shi)(shi)在(zai)(zai)北(bei)緯(wei)30~50度(du)(du);中(zhong)國約是(shi)(shi)(shi)在(zai)(zai)北(bei)緯(wei)5~55度(du)(du)。假(jia)設所(suo)在(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)緯(wei)度(du)(du)是(shi)(shi)(shi)40度(du)(du),就(jiu)(jiu)是(shi)(shi)(shi)所(suo)做的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)三(san)(san)角(jiao)形(xing)(xing)(xing)最長(chang)(chang)邊(bian)(bian)(斜邊(bian)(bian))的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)角(jiao)度(du)(du)。在(zai)(zai)直(zhi)板上(shang)(shang)(shang)畫一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)15厘(li)(li)米(mi)(mi)(mi)長(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)基線,再畫一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)90度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)角(jiao),沿(yan)這(zhe)(zhe)個(ge)(ge)(ge)角(jiao)邊(bian)(bian)線向(xiang)(xiang)上(shang)(shang)(shang)約長(chang)(chang)13厘(li)(li)米(mi)(mi)(mi),從底線量出(chu)40度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)角(jiao),并(bing)沿(yan)這(zhe)(zhe)個(ge)(ge)(ge)角(jiao)畫直(zhi)線,完成了這(zhe)(zhe)個(ge)(ge)(ge)三(san)(san)角(jiao)形(xing)(xing)(xing)。這(zhe)(zhe)條(tiao)斜線長(chang)(chang)約20厘(li)(li)米(mi)(mi)(mi),剪下(xia)(xia)這(zhe)(zhe)個(ge)(ge)(ge)三(san)(san)角(jiao)形(xing)(xing)(xing)。畫一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)30厘(li)(li)米(mi)(mi)(mi)×15厘(li)(li)米(mi)(mi)(mi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)塊(kuai),再把(ba)這(zhe)(zhe)個(ge)(ge)(ge)方(fang)塊(kuai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)中(zhong)間對折,使之成為(wei)(wei)兩個(ge)(ge)(ge)邊(bian)(bian)長(chang)(chang)15厘(li)(li)米(mi)(mi)(mi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)正(zheng)(zheng)方(fang)形(xing)(xing)(xing)。在(zai)(zai)這(zhe)(zhe)個(ge)(ge)(ge)長(chang)(chang)方(fang)形(xing)(xing)(xing)內(nei)畫一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)半(ban)徑為(wei)(wei)15厘(li)(li)米(mi)(mi)(mi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)半(ban)圓(yuan)。這(zhe)(zhe)樣(yang),就(jiu)(jiu)做成了一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)底座。用(yong)(yong)(yong)膠條(tiao)把(ba)前(qian)面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)三(san)(san)角(jiao)形(xing)(xing)(xing)貼在(zai)(zai)這(zhe)(zhe)個(ge)(ge)(ge)底座上(shang)(shang)(shang),三(san)(san)角(jiao)形(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)底邊(bian)(bian)就(jiu)(jiu)放在(zai)(zai)使長(chang)(chang)方(fang)形(xing)(xing)(xing)分(fen)成兩個(ge)(ge)(ge)正(zheng)(zheng)方(fang)形(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)折線上(shang)(shang)(shang),三(san)(san)角(jiao)形(xing)(xing)(xing)40度(du)(du)角(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)斜邊(bian)(bian)端點放在(zai)(zai)半(ban)圓(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)中(zhong)心)。一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)羅盤(pan)針(zhen)使太陽(yang)表成南(nan)北(bei)走(zou)向(xiang)(xiang),使日(ri)光表站立的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)直(zhi)角(jiao)邊(bian)(bian)向(xiang)(xiang)北(bei),圓(yuan)心向(xiang)(xiang)南(nan),也(ye)可(ke)以(yi)使直(zhi)角(jiao)邊(bian)(bian)向(xiang)(xiang)正(zheng)(zheng)北(bei)方(fang)向(xiang)(xiang)而不是(shi)(shi)(shi)磁(ci)極(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)北(bei)極(ji)(ji)。一(yi)(yi)(yi)般街道(dao)都(dou)是(shi)(shi)(shi)正(zheng)(zheng)南(nan)正(zheng)(zheng)北(bei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de),也(ye)可(ke)以(yi)在(zai)(zai)晚上(shang)(shang)(shang)借助(zhu)北(bei)極(ji)(ji)星來(lai)確(que)定(ding)正(zheng)(zheng)北(bei)。日(ri)晷儀(yi)安(an)置完畢后,在(zai)(zai)底盤(pan)上(shang)(shang)(shang)記下(xia)(xia)每小時(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)太陽(yang)陰影的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)位置。可(ke)以(yi)得到日(ri)晷儀(yi)開(kai)始(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)間在(zai)(zai)半(ban)圓(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)開(kai)始(shi)處(chu)是(shi)(shi)(shi)6點,在(zai)(zai)三(san)(san)角(jiao)形(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)直(zhi)角(jiao)邊(bian)(bian)處(chu)是(shi)(shi)(shi)12點,在(zai)(zai)半(ban)圓(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)另(ling)一(yi)(yi)(yi)端是(shi)(shi)(shi)下(xia)(xia)午6點。每一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)小時(shi)(shi)間距是(shi)(shi)(shi)一(yi)(yi)(yi)樣(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。這(zhe)(zhe)樣(yang),在(zai)(zai)晴朗的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)天氣,就(jiu)(jiu)可(ke)以(yi)用(yong)(yong)(yong)日(ri)晷儀(yi)來(lai)測時(shi)(shi)間。