日晷的(de)(de)發明者無(wu)從考詳,世(shi)界上最早的(de)(de)日晷誕生于六千年前(qian)的(de)(de)巴比倫王國。中(zhong)(zhong)(zhong)國史(shi)料中(zhong)(zhong)(zhong)日晷最早的(de)(de)記載(zai)是“漢書(shu)(shu)·律歷(li)志·制(zhi)漢歷(li)”一節:太史(shi)令司馬遷建議共議“乃定東西,主晷儀,下刻漏”,而“漢書(shu)(shu)·藝文志”中(zhong)(zhong)(zhong)列有晷書(shu)(shu)34卷,但僅存書(shu)(shu)名(ming),而無(wu)內容。隋書(shu)(shu)·天文志中(zhong)(zhong)(zhong)記載(zai)了耿詢的(de)(de)成就(jiu),“觀測日晷和刻漏,是測天地正儀象的(de)(de)根本”。“明史(shi)·天文志”對日晷的(de)(de)形制(zhi),定時之法(fa)都有詳細(xi)的(de)(de)記載(zai)。較(jiao)之圭表,它已復雜多(duo)了,可以說(shuo)是一種真(zhen)正的(de)(de)儀器了,發展到清代,不僅可以計時用,日晷本身已成為(wei)一件裝飾藝術品。日晷的(de)(de)種類很多(duo),根據晷面所處位置的(de)(de)不同(tong)(tong)可分為(wei)地平式(shi)、赤道式(shi)、子(zi)午式(shi)、卯酉(you)式(shi)等多(duo)種,功(gong)能(neng)也不盡相同(tong)(tong)。
日(ri)(ri)(ri)晷(gui)名稱是(shi)(shi)(shi)由(you)(you)“日(ri)(ri)(ri)”和“晷(gui)”兩字組(zu)成。“日(ri)(ri)(ri)”指“太(tai)(tai)陽(yang)”,“晷(gui)”表示“影(ying)子(zi)(zi)”,“日(ri)(ri)(ri)晷(gui)”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)意思為(wei)“太(tai)(tai)陽(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)子(zi)(zi)”。因(yin)(yin)此(ci),所謂日(ri)(ri)(ri)晷(gui),就(jiu)是(shi)(shi)(shi)白天通過測(ce)日(ri)(ri)(ri)影(ying)定時間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)儀器。日(ri)(ri)(ri)晷(gui)計(ji)時的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)原理(li)是(shi)(shi)(shi)這樣。在(zai)一天中,被太(tai)(tai)陽(yang)照(zhao)射到的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)體投(tou)下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)子(zi)(zi)在(zai)不(bu)斷地改變著,第一是(shi)(shi)(shi)影(ying)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)長(chang)(chang)短在(zai)改變,早晨(chen)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)子(zi)(zi)最長(chang)(chang),隨著時間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)推移,影(ying)子(zi)(zi)逐漸(jian)變短,一過中午它(ta)又重新(xin)變長(chang)(chang);第二是(shi)(shi)(shi)影(ying)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)方向在(zai)改變,因(yin)(yin)為(wei)我們在(zai)北半球,早晨(chen)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)子(zi)(zi)在(zai)西方,中午的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)子(zi)(zi)在(zai)北方,傍(bang)晚的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)子(zi)(zi)在(zai)東方。從原理(li)上來(lai)(lai)(lai)說,根據(ju)影(ying)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)長(chang)(chang)度或方向都(dou)可(ke)以(yi)(yi)計(ji)時,但根據(ju)影(ying)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)方向來(lai)(lai)(lai)計(ji)時更方便一些。故通常都(dou)是(shi)(shi)(shi)以(yi)(yi)影(ying)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)方位(wei)計(ji)時。由(you)(you)于日(ri)(ri)(ri)晷(gui)必須(xu)依(yi)賴日(ri)(ri)(ri)照(zhao),不(bu)能用(yong)于陰(yin)天和黑夜。因(yin)(yin)此(ci),單(dan)用(yong)日(ri)(ri)(ri)晷(gui)來(lai)(lai)(lai)計(ji)時是(shi)(shi)(shi)不(bu)夠(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de),還需要其它(ta)種(zhong)類的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)計(ji)時器,如水鐘,來(lai)(lai)(lai)與之相配。
材料
一張薄(bo)紙板、木(mu)板或紙板基座(30厘(li)米×15厘(li)米)、半圓規、磁性羅盤、透明膠條。
制作方法
用一(yi)(yi)張(zhang)薄紙板可(ke)(ke)(ke)以(yi)剪成(cheng)一(yi)(yi)個(ge)直角(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)三角(jiao)(jiao)(jiao)形(xing),作(zuo)為一(yi)(yi)個(ge)指示針(zhen)(zhen)。但首先(xian)要知(zhi)道(dao),制作(zuo)者所(suo)在(zai)(zai)(zai)(zai)地(di)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)緯(wei)(wei)度(du)(du)(du)(du),這(zhe)(zhe)(zhe)是(shi)(shi)一(yi)(yi)條想像的(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)圓(yuan)(yuan)(yuan)線(xian),緯(wei)(wei)度(du)(du)(du)(du)線(xian)與赤道(dao)平(ping)行(xing)。從赤道(dao)到(dao)(dao)地(di)球(qiu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)極分成(cheng)若干個(ge)度(du)(du)(du)(du)數,赤道(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)度(du)(du)(du)(du)數是(shi)(shi)零度(du)(du)(du)(du),北(bei)極是(shi)(shi)北(bei)緯(wei)(wei)90度(du)(du)(du)(du),南極是(shi)(shi)南緯(wei)(wei)90度(du)(du)(du)(du),可(ke)(ke)(ke)以(yi)在(zai)(zai)(zai)(zai)地(di)球(qiu)上(shang)找(zhao)出(chu)你所(suo)在(zai)(zai)(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)緯(wei)(wei)度(du)(du)(du)(du)。美(mei)國(guo)約(yue)是(shi)(shi)在(zai)(zai)(zai)(zai)北(bei)緯(wei)(wei)30~50度(du)(du)(du)(du);中(zhong)國(guo)約(yue)是(shi)(shi)在(zai)(zai)(zai)(zai)北(bei)緯(wei)(wei)5~55度(du)(du)(du)(du)。假設所(suo)在(zai)(zai)(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)緯(wei)(wei)度(du)(du)(du)(du)是(shi)(shi)40度(du)(du)(du)(du),就是(shi)(shi)所(suo)做的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)三角(jiao)(jiao)(jiao)形(xing)最長(chang)(chang)邊(bian)(斜邊(bian))的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)角(jiao)(jiao)(jiao)度(du)(du)(du)(du)。在(zai)(zai)(zai)(zai)直板上(shang)畫(hua)一(yi)(yi)個(ge)15厘(li)米(mi)長(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)基(ji)線(xian),再畫(hua)一(yi)(yi)個(ge)90度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)角(jiao)(jiao)(jiao),沿(yan)這(zhe)(zhe)(zhe)個(ge)角(jiao)(jiao)(jiao)邊(bian)線(xian)向(xiang)(xiang)上(shang)約(yue)長(chang)(chang)13厘(li)米(mi),從底(di)線(xian)量出(chu)40度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)角(jiao)(jiao)(jiao),并(bing)沿(yan)這(zhe)(zhe)(zhe)個(ge)角(jiao)(jiao)(jiao)畫(hua)直線(xian),完(wan)成(cheng)了這(zhe)(zhe)(zhe)個(ge)三角(jiao)(jiao)(jiao)形(xing)。這(zhe)(zhe)(zhe)條斜線(xian)長(chang)(chang)約(yue)20厘(li)米(mi),剪下這(zhe)(zhe)(zhe)個(ge)三角(jiao)(jiao)(jiao)形(xing)。畫(hua)一(yi)(yi)個(ge)30厘(li)米(mi)×15厘(li)米(mi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)(fang)塊,再把這(zhe)(zhe)(zhe)個(ge)方(fang)(fang)塊的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)中(zhong)間對折(zhe),使(shi)之成(cheng)為兩(liang)個(ge)邊(bian)長(chang)(chang)15厘(li)米(mi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)正(zheng)(zheng)(zheng)方(fang)(fang)形(xing)。在(zai)(zai)(zai)(zai)這(zhe)(zhe)(zhe)個(ge)長(chang)(chang)方(fang)(fang)形(xing)內畫(hua)一(yi)(yi)個(ge)半徑為15厘(li)米(mi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)半圓(yuan)(yuan)(yuan)。這(zhe)(zhe)(zhe)樣(yang),就做成(cheng)了一(yi)(yi)個(ge)底(di)座。用膠條把前面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)三角(jiao)(jiao)(jiao)形(xing)貼在(zai)(zai)(zai)(zai)這(zhe)(zhe)(zhe)個(ge)底(di)座上(shang),三角(jiao)(jiao)(jiao)形(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)底(di)邊(bian)就放在(zai)(zai)(zai)(zai)使(shi)長(chang)(chang)方(fang)(fang)形(xing)分成(cheng)兩(liang)個(ge)正(zheng)(zheng)(zheng)方(fang)(fang)形(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)線(xian)上(shang),三角(jiao)(jiao)(jiao)形(xing)40度(du)(du)(du)(du)角(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)斜邊(bian)端點放在(zai)(zai)(zai)(zai)半圓(yuan)(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)中(zhong)心)。一(yi)(yi)個(ge)羅盤針(zhen)(zhen)使(shi)太(tai)陽表成(cheng)南北(bei)走向(xiang)(xiang),使(shi)日光表站立(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)直角(jiao)(jiao)(jiao)邊(bian)向(xiang)(xiang)北(bei),圓(yuan)(yuan)(yuan)心向(xiang)(xiang)南,也可(ke)(ke)(ke)以(yi)使(shi)直角(jiao)(jiao)(jiao)邊(bian)向(xiang)(xiang)正(zheng)(zheng)(zheng)北(bei)方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)而(er)不是(shi)(shi)磁極的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)北(bei)極。一(yi)(yi)般街(jie)道(dao)都是(shi)(shi)正(zheng)(zheng)(zheng)南正(zheng)(zheng)(zheng)北(bei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de),也可(ke)(ke)(ke)以(yi)在(zai)(zai)(zai)(zai)晚上(shang)借助(zhu)北(bei)極星來確(que)定(ding)正(zheng)(zheng)(zheng)北(bei)。日晷(gui)儀(yi)(yi)(yi)安置(zhi)完(wan)畢(bi)后,在(zai)(zai)(zai)(zai)底(di)盤上(shang)記下每(mei)(mei)小(xiao)(xiao)時(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)太(tai)陽陰影(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)位置(zhi)。可(ke)(ke)(ke)以(yi)得到(dao)(dao)日晷(gui)儀(yi)(yi)(yi)開始的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)間在(zai)(zai)(zai)(zai)半圓(yuan)(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)開始處是(shi)(shi)6點,在(zai)(zai)(zai)(zai)三角(jiao)(jiao)(jiao)形(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)直角(jiao)(jiao)(jiao)邊(bian)處是(shi)(shi)12點,在(zai)(zai)(zai)(zai)半圓(yuan)(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)另(ling)一(yi)(yi)端是(shi)(shi)下午6點。每(mei)(mei)一(yi)(yi)個(ge)小(xiao)(xiao)時(shi)間距是(shi)(shi)一(yi)(yi)樣(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。這(zhe)(zhe)(zhe)樣(yang),在(zai)(zai)(zai)(zai)晴朗的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)天(tian)氣,就可(ke)(ke)(ke)以(yi)用日晷(gui)儀(yi)(yi)(yi)來測時(shi)間。