日(ri)晷(gui)(gui)(gui)的(de)(de)發(fa)明者無從考詳,世界上最(zui)早的(de)(de)日(ri)晷(gui)(gui)(gui)誕生于六千年前的(de)(de)巴比倫王(wang)國。中國史料中日(ri)晷(gui)(gui)(gui)最(zui)早的(de)(de)記載(zai)是“漢書(shu)·律歷志·制(zhi)漢歷”一(yi)節:太史令司馬遷建議(yi)共議(yi)“乃(nai)定(ding)(ding)東西,主晷(gui)(gui)(gui)儀,下刻漏(lou)”,而“漢書(shu)·藝文志”中列有晷(gui)(gui)(gui)書(shu)34卷,但僅存書(shu)名,而無內容(rong)。隋(sui)書(shu)·天文志中記載(zai)了耿詢的(de)(de)成就,“觀(guan)測(ce)日(ri)晷(gui)(gui)(gui)和刻漏(lou),是測(ce)天地正儀象的(de)(de)根本”。“明史·天文志”對日(ri)晷(gui)(gui)(gui)的(de)(de)形制(zhi),定(ding)(ding)時之(zhi)法都有詳細的(de)(de)記載(zai)。較之(zhi)圭表,它已復雜多了,可(ke)(ke)以(yi)說是一(yi)種真正的(de)(de)儀器了,發(fa)展到清代(dai),不(bu)僅可(ke)(ke)以(yi)計時用,日(ri)晷(gui)(gui)(gui)本身(shen)已成為一(yi)件裝飾藝術品(pin)。日(ri)晷(gui)(gui)(gui)的(de)(de)種類很(hen)多,根據晷(gui)(gui)(gui)面所處位置的(de)(de)不(bu)同(tong)可(ke)(ke)分為地平式(shi)、赤(chi)道式(shi)、子午(wu)式(shi)、卯(mao)酉式(shi)等(deng)多種,功能(neng)也不(bu)盡相同(tong)。
日(ri)(ri)晷(gui)名稱是(shi)(shi)由“日(ri)(ri)”和“晷(gui)”兩字組成。“日(ri)(ri)”指(zhi)“太陽”,“晷(gui)”表示(shi)“影(ying)(ying)(ying)子(zi)(zi)(zi)(zi)”,“日(ri)(ri)晷(gui)”的(de)(de)(de)(de)意思(si)為“太陽的(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)子(zi)(zi)(zi)(zi)”。因(yin)(yin)此,所謂日(ri)(ri)晷(gui),就(jiu)是(shi)(shi)白天通過測日(ri)(ri)影(ying)(ying)(ying)定(ding)時(shi)(shi)(shi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)儀器(qi)。日(ri)(ri)晷(gui)計(ji)時(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)理是(shi)(shi)這樣。在(zai)一天中,被太陽照射(she)到的(de)(de)(de)(de)物體投下的(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)子(zi)(zi)(zi)(zi)在(zai)不(bu)斷地改變(bian)(bian)著,第一是(shi)(shi)影(ying)(ying)(ying)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)長(chang)短(duan)在(zai)改變(bian)(bian),早晨的(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)子(zi)(zi)(zi)(zi)最(zui)長(chang),隨著時(shi)(shi)(shi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)推移(yi),影(ying)(ying)(ying)子(zi)(zi)(zi)(zi)逐(zhu)漸變(bian)(bian)短(duan),一過中午它又重(zhong)新變(bian)(bian)長(chang);第二是(shi)(shi)影(ying)(ying)(ying)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)方(fang)(fang)向(xiang)在(zai)改變(bian)(bian),因(yin)(yin)為我們在(zai)北半(ban)球(qiu),早晨的(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)子(zi)(zi)(zi)(zi)在(zai)西方(fang)(fang),中午的(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)子(zi)(zi)(zi)(zi)在(zai)北方(fang)(fang),傍晚(wan)的(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)子(zi)(zi)(zi)(zi)在(zai)東方(fang)(fang)。從原(yuan)(yuan)理上(shang)來(lai)(lai)說(shuo),根據(ju)(ju)影(ying)(ying)(ying)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)長(chang)度(du)或(huo)方(fang)(fang)向(xiang)都可以(yi)計(ji)時(shi)(shi)(shi),但根據(ju)(ju)影(ying)(ying)(ying)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)方(fang)(fang)向(xiang)來(lai)(lai)計(ji)時(shi)(shi)(shi)更(geng)方(fang)(fang)便一些。故通常都是(shi)(shi)以(yi)影(ying)(ying)(ying)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)方(fang)(fang)位計(ji)時(shi)(shi)(shi)。由于(yu)日(ri)(ri)晷(gui)必(bi)須依賴日(ri)(ri)照,不(bu)能用(yong)于(yu)陰(yin)天和黑夜。因(yin)(yin)此,單用(yong)日(ri)(ri)晷(gui)來(lai)(lai)計(ji)時(shi)(shi)(shi)是(shi)(shi)不(bu)夠(gou)的(de)(de)(de)(de),還需要其它種類的(de)(de)(de)(de)計(ji)時(shi)(shi)(shi)器(qi),如水鐘,來(lai)(lai)與之相配。
材料
一張(zhang)薄紙板(ban)、木板(ban)或紙板(ban)基座(30厘米×15厘米)、半圓(yuan)規(gui)、磁性羅(luo)盤、透明膠條(tiao)。
制作方法
用(yong)一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)張薄紙板可(ke)以(yi)(yi)剪(jian)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)直角(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)三(san)(san)角(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)形(xing)(xing)(xing)(xing),作為一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)指示針。但首先(xian)要知道(dao)(dao),制作者所(suo)在(zai)(zai)地的(de)(de)(de)(de)(de)緯(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)度(du)(du),這(zhe)(zhe)是(shi)(shi)一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)條(tiao)想像的(de)(de)(de)(de)(de)、環繞地球的(de)(de)(de)(de)(de)圓(yuan)(yuan)線(xian),緯(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)度(du)(du)線(xian)與赤(chi)道(dao)(dao)平行。從赤(chi)道(dao)(dao)到(dao)地球的(de)(de)(de)(de)(de)極分成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)若干個(ge)(ge)度(du)(du)數,赤(chi)道(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)度(du)(du)數是(shi)(shi)零度(du)(du),北(bei)(bei)極是(shi)(shi)北(bei)(bei)緯(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)90度(du)(du),南極是(shi)(shi)南緯(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)90度(du)(du),可(ke)以(yi)(yi)在(zai)(zai)地球上(shang)(shang)找出你所(suo)在(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)緯(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)度(du)(du)。美國(guo)約(yue)是(shi)(shi)在(zai)(zai)北(bei)(bei)緯(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)30~50度(du)(du);中(zhong)國(guo)約(yue)是(shi)(shi)在(zai)(zai)北(bei)(bei)緯(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)5~55度(du)(du)。假設(she)所(suo)在(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)緯(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)度(du)(du)是(shi)(shi)40度(du)(du),就是(shi)(shi)所(suo)做(zuo)(zuo)的(de)(de)(de)(de)(de)三(san)(san)角(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)形(xing)(xing)(xing)(xing)最(zui)長邊(bian)(斜邊(bian))的(de)(de)(de)(de)(de)角(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)度(du)(du)。在(zai)(zai)直板上(shang)(shang)畫一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)15厘(li)(li)(li)(li)米(mi)長的(de)(de)(de)(de)(de)基線(xian),再(zai)畫一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)90度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)角(jiao)(jiao)(jiao)(jiao),沿這(zhe)(zhe)個(ge)(ge)角(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)邊(bian)線(xian)向(xiang)上(shang)(shang)約(yue)長13厘(li)(li)(li)(li)米(mi),從底線(xian)量出40度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)角(jiao)(jiao)(jiao)(jiao),并沿這(zhe)(zhe)個(ge)(ge)角(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)畫直線(xian),完(wan)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)了這(zhe)(zhe)個(ge)(ge)三(san)(san)角(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)形(xing)(xing)(xing)(xing)。這(zhe)(zhe)條(tiao)斜線(xian)長約(yue)20厘(li)(li)(li)(li)米(mi),剪(jian)下(xia)這(zhe)(zhe)個(ge)(ge)三(san)(san)角(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)形(xing)(xing)(xing)(xing)。畫一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)30厘(li)(li)(li)(li)米(mi)×15厘(li)(li)(li)(li)米(mi)的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)(fang)塊,再(zai)把這(zhe)(zhe)個(ge)(ge)方(fang)(fang)塊的(de)(de)(de)(de)(de)中(zhong)間(jian)對折(zhe),使(shi)之成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)為兩個(ge)(ge)邊(bian)長15厘(li)(li)(li)(li)米(mi)的(de)(de)(de)(de)(de)正(zheng)方(fang)(fang)形(xing)(xing)(xing)(xing)。在(zai)(zai)這(zhe)(zhe)個(ge)(ge)長方(fang)(fang)形(xing)(xing)(xing)(xing)內畫一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)半(ban)徑為15厘(li)(li)(li)(li)米(mi)的(de)(de)(de)(de)(de)半(ban)圓(yuan)(yuan)。這(zhe)(zhe)樣(yang),就做(zuo)(zuo)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)了一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)底座(zuo)。用(yong)膠(jiao)條(tiao)把前面的(de)(de)(de)(de)(de)三(san)(san)角(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)形(xing)(xing)(xing)(xing)貼在(zai)(zai)這(zhe)(zhe)個(ge)(ge)底座(zuo)上(shang)(shang),三(san)(san)角(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)形(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)底邊(bian)就放(fang)在(zai)(zai)使(shi)長方(fang)(fang)形(xing)(xing)(xing)(xing)分成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)兩個(ge)(ge)正(zheng)方(fang)(fang)形(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)線(xian)上(shang)(shang),三(san)(san)角(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)形(xing)(xing)(xing)(xing)40度(du)(du)角(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)斜邊(bian)端(duan)點放(fang)在(zai)(zai)半(ban)圓(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)中(zhong)心)。一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)羅(luo)盤(pan)針使(shi)太陽(yang)表成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)南北(bei)(bei)走(zou)向(xiang),使(shi)日光表站立(li)的(de)(de)(de)(de)(de)直角(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)邊(bian)向(xiang)北(bei)(bei),圓(yuan)(yuan)心向(xiang)南,也(ye)可(ke)以(yi)(yi)使(shi)直角(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)邊(bian)向(xiang)正(zheng)北(bei)(bei)方(fang)(fang)向(xiang)而(er)不是(shi)(shi)磁極的(de)(de)(de)(de)(de)北(bei)(bei)極。一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)般街道(dao)(dao)都是(shi)(shi)正(zheng)南正(zheng)北(bei)(bei)的(de)(de)(de)(de)(de),也(ye)可(ke)以(yi)(yi)在(zai)(zai)晚上(shang)(shang)借助北(bei)(bei)極星來確定(ding)正(zheng)北(bei)(bei)。日晷儀安(an)置完(wan)畢后,在(zai)(zai)底盤(pan)上(shang)(shang)記下(xia)每小(xiao)時(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)太陽(yang)陰(yin)影的(de)(de)(de)(de)(de)位置。可(ke)以(yi)(yi)得到(dao)日晷儀開(kai)始的(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)間(jian)在(zai)(zai)半(ban)圓(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)開(kai)始處(chu)是(shi)(shi)6點,在(zai)(zai)三(san)(san)角(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)形(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)直角(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)邊(bian)處(chu)是(shi)(shi)12點,在(zai)(zai)半(ban)圓(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)另一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)端(duan)是(shi)(shi)下(xia)午(wu)6點。每一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)小(xiao)時(shi)間(jian)距是(shi)(shi)一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)樣(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)。這(zhe)(zhe)樣(yang),在(zai)(zai)晴朗(lang)的(de)(de)(de)(de)(de)天氣,就可(ke)以(yi)(yi)用(yong)日晷儀來測時(shi)間(jian)。