日(ri)(ri)晷(gui)(gui)的(de)(de)(de)(de)發(fa)明者無從(cong)考(kao)詳,世界上最(zui)早的(de)(de)(de)(de)日(ri)(ri)晷(gui)(gui)誕生于六千年前的(de)(de)(de)(de)巴比(bi)倫王國(guo)。中國(guo)史(shi)料中日(ri)(ri)晷(gui)(gui)最(zui)早的(de)(de)(de)(de)記(ji)載(zai)是“漢(han)書(shu)(shu)(shu)·律歷志(zhi)·制漢(han)歷”一節(jie):太史(shi)令司馬(ma)遷建議共議“乃定東西,主(zhu)晷(gui)(gui)儀(yi),下刻漏”,而(er)“漢(han)書(shu)(shu)(shu)·藝(yi)文(wen)志(zhi)”中列有(you)晷(gui)(gui)書(shu)(shu)(shu)34卷,但僅存書(shu)(shu)(shu)名,而(er)無內(nei)容。隋(sui)書(shu)(shu)(shu)·天文(wen)志(zhi)中記(ji)載(zai)了(le)耿詢的(de)(de)(de)(de)成就,“觀(guan)測日(ri)(ri)晷(gui)(gui)和刻漏,是測天地正(zheng)(zheng)儀(yi)象的(de)(de)(de)(de)根(gen)本”。“明史(shi)·天文(wen)志(zhi)”對日(ri)(ri)晷(gui)(gui)的(de)(de)(de)(de)形制,定時(shi)之法都有(you)詳細的(de)(de)(de)(de)記(ji)載(zai)。較之圭表,它已復雜多(duo)了(le),可(ke)以說是一種(zhong)真正(zheng)(zheng)的(de)(de)(de)(de)儀(yi)器了(le),發(fa)展(zhan)到清(qing)代(dai),不(bu)僅可(ke)以計(ji)時(shi)用,日(ri)(ri)晷(gui)(gui)本身已成為一件(jian)裝飾藝(yi)術品。日(ri)(ri)晷(gui)(gui)的(de)(de)(de)(de)種(zhong)類(lei)很(hen)多(duo),根(gen)據晷(gui)(gui)面(mian)所處位(wei)置的(de)(de)(de)(de)不(bu)同可(ke)分為地平式(shi)、赤道式(shi)、子(zi)午式(shi)、卯(mao)酉式(shi)等多(duo)種(zhong),功能(neng)也不(bu)盡相(xiang)同。
日(ri)(ri)(ri)晷(gui)(gui)名稱(cheng)是(shi)由“日(ri)(ri)(ri)”和“晷(gui)(gui)”兩字組成。“日(ri)(ri)(ri)”指“太(tai)陽”,“晷(gui)(gui)”表(biao)示(shi)“影(ying)子(zi)(zi)(zi)”,“日(ri)(ri)(ri)晷(gui)(gui)”的(de)(de)(de)(de)(de)意(yi)思為(wei)“太(tai)陽的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)子(zi)(zi)(zi)”。因此(ci)(ci),所謂日(ri)(ri)(ri)晷(gui)(gui),就(jiu)是(shi)白天通過(guo)測日(ri)(ri)(ri)影(ying)定時(shi)間的(de)(de)(de)(de)(de)儀器。日(ri)(ri)(ri)晷(gui)(gui)計(ji)時(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)理是(shi)這樣。在(zai)一(yi)天中(zhong)(zhong),被(bei)太(tai)陽照射到的(de)(de)(de)(de)(de)物體投下的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)子(zi)(zi)(zi)在(zai)不(bu)斷地改變(bian)(bian)著,第一(yi)是(shi)影(ying)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)長(chang)短(duan)在(zai)改變(bian)(bian),早晨的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)子(zi)(zi)(zi)最長(chang),隨著時(shi)間的(de)(de)(de)(de)(de)推移,影(ying)子(zi)(zi)(zi)逐(zhu)漸變(bian)(bian)短(duan),一(yi)過(guo)中(zhong)(zhong)午(wu)它又重新變(bian)(bian)長(chang);第二是(shi)影(ying)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)向在(zai)改變(bian)(bian),因為(wei)我們在(zai)北半球(qiu),早晨的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)子(zi)(zi)(zi)在(zai)西方(fang),中(zhong)(zhong)午(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)子(zi)(zi)(zi)在(zai)北方(fang),傍晚(wan)的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)子(zi)(zi)(zi)在(zai)東方(fang)。從原(yuan)理上來說,根(gen)據影(ying)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)長(chang)度或方(fang)向都(dou)可以計(ji)時(shi),但根(gen)據影(ying)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)向來計(ji)時(shi)更方(fang)便一(yi)些。故通常都(dou)是(shi)以影(ying)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)位(wei)計(ji)時(shi)。由于日(ri)(ri)(ri)晷(gui)(gui)必須(xu)依賴(lai)日(ri)(ri)(ri)照,不(bu)能用于陰天和黑夜(ye)。因此(ci)(ci),單(dan)用日(ri)(ri)(ri)晷(gui)(gui)來計(ji)時(shi)是(shi)不(bu)夠的(de)(de)(de)(de)(de),還(huan)需要其它種類的(de)(de)(de)(de)(de)計(ji)時(shi)器,如(ru)水鐘,來與之(zhi)相配。
材料
一張薄紙(zhi)(zhi)板(ban)(ban)、木板(ban)(ban)或紙(zhi)(zhi)板(ban)(ban)基座(30厘米×15厘米)、半圓規(gui)、磁性羅(luo)盤、透明膠條。
制作方法
用(yong)一(yi)(yi)(yi)張薄紙板(ban)可(ke)以(yi)(yi)剪成(cheng)一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)直(zhi)角(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)三(san)(san)(san)角(jiao)(jiao)形(xing)(xing)(xing)(xing),作為一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)指示針(zhen)(zhen)。但首(shou)先要知道(dao),制作者所在(zai)(zai)(zai)(zai)地(di)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)緯(wei)(wei)(wei)(wei)度(du)(du),這是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)一(yi)(yi)(yi)條想像的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)、環(huan)繞地(di)球的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)圓(yuan)線(xian)(xian),緯(wei)(wei)(wei)(wei)度(du)(du)線(xian)(xian)與(yu)赤(chi)道(dao)平行。從赤(chi)道(dao)到地(di)球的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)極(ji)分(fen)成(cheng)若干個(ge)(ge)(ge)度(du)(du)數(shu),赤(chi)道(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)度(du)(du)數(shu)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)零度(du)(du),北(bei)(bei)(bei)極(ji)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)北(bei)(bei)(bei)緯(wei)(wei)(wei)(wei)90度(du)(du),南極(ji)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)南緯(wei)(wei)(wei)(wei)90度(du)(du),可(ke)以(yi)(yi)在(zai)(zai)(zai)(zai)地(di)球上(shang)(shang)(shang)找出你所在(zai)(zai)(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)緯(wei)(wei)(wei)(wei)度(du)(du)。美(mei)國約是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)在(zai)(zai)(zai)(zai)北(bei)(bei)(bei)緯(wei)(wei)(wei)(wei)30~50度(du)(du);中(zhong)(zhong)(zhong)國約是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)在(zai)(zai)(zai)(zai)北(bei)(bei)(bei)緯(wei)(wei)(wei)(wei)5~55度(du)(du)。假設所在(zai)(zai)(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)緯(wei)(wei)(wei)(wei)度(du)(du)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)40度(du)(du),就(jiu)(jiu)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)所做(zuo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)三(san)(san)(san)角(jiao)(jiao)形(xing)(xing)(xing)(xing)最長(chang)邊(bian)(斜(xie)邊(bian))的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)角(jiao)(jiao)度(du)(du)。在(zai)(zai)(zai)(zai)直(zhi)板(ban)上(shang)(shang)(shang)畫一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)15厘(li)米(mi)長(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)基線(xian)(xian),再畫一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)90度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)角(jiao)(jiao),沿這個(ge)(ge)(ge)角(jiao)(jiao)邊(bian)線(xian)(xian)向(xiang)(xiang)上(shang)(shang)(shang)約長(chang)13厘(li)米(mi),從底(di)(di)線(xian)(xian)量(liang)出40度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)角(jiao)(jiao),并沿這個(ge)(ge)(ge)角(jiao)(jiao)畫直(zhi)線(xian)(xian),完成(cheng)了(le)這個(ge)(ge)(ge)三(san)(san)(san)角(jiao)(jiao)形(xing)(xing)(xing)(xing)。這條斜(xie)線(xian)(xian)長(chang)約20厘(li)米(mi),剪下這個(ge)(ge)(ge)三(san)(san)(san)角(jiao)(jiao)形(xing)(xing)(xing)(xing)。畫一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)30厘(li)米(mi)×15厘(li)米(mi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)(fang)(fang)塊,再把這個(ge)(ge)(ge)方(fang)(fang)(fang)塊的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)(zhong)間對(dui)折,使(shi)(shi)(shi)之成(cheng)為兩個(ge)(ge)(ge)邊(bian)長(chang)15厘(li)米(mi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)正(zheng)方(fang)(fang)(fang)形(xing)(xing)(xing)(xing)。在(zai)(zai)(zai)(zai)這個(ge)(ge)(ge)長(chang)方(fang)(fang)(fang)形(xing)(xing)(xing)(xing)內畫一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)半徑(jing)為15厘(li)米(mi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)半圓(yuan)。這樣,就(jiu)(jiu)做(zuo)成(cheng)了(le)一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)底(di)(di)座(zuo)。用(yong)膠條把前面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)三(san)(san)(san)角(jiao)(jiao)形(xing)(xing)(xing)(xing)貼在(zai)(zai)(zai)(zai)這個(ge)(ge)(ge)底(di)(di)座(zuo)上(shang)(shang)(shang),三(san)(san)(san)角(jiao)(jiao)形(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)底(di)(di)邊(bian)就(jiu)(jiu)放(fang)在(zai)(zai)(zai)(zai)使(shi)(shi)(shi)長(chang)方(fang)(fang)(fang)形(xing)(xing)(xing)(xing)分(fen)成(cheng)兩個(ge)(ge)(ge)正(zheng)方(fang)(fang)(fang)形(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)折線(xian)(xian)上(shang)(shang)(shang),三(san)(san)(san)角(jiao)(jiao)形(xing)(xing)(xing)(xing)40度(du)(du)角(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)斜(xie)邊(bian)端(duan)(duan)點(dian)放(fang)在(zai)(zai)(zai)(zai)半圓(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)(zhong)心(xin))。一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)羅盤(pan)針(zhen)(zhen)使(shi)(shi)(shi)太(tai)(tai)陽表(biao)成(cheng)南北(bei)(bei)(bei)走向(xiang)(xiang),使(shi)(shi)(shi)日(ri)光表(biao)站立的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)直(zhi)角(jiao)(jiao)邊(bian)向(xiang)(xiang)北(bei)(bei)(bei),圓(yuan)心(xin)向(xiang)(xiang)南,也可(ke)以(yi)(yi)使(shi)(shi)(shi)直(zhi)角(jiao)(jiao)邊(bian)向(xiang)(xiang)正(zheng)北(bei)(bei)(bei)方(fang)(fang)(fang)向(xiang)(xiang)而不是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)磁極(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)北(bei)(bei)(bei)極(ji)。一(yi)(yi)(yi)般街(jie)道(dao)都是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)正(zheng)南正(zheng)北(bei)(bei)(bei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de),也可(ke)以(yi)(yi)在(zai)(zai)(zai)(zai)晚上(shang)(shang)(shang)借助北(bei)(bei)(bei)極(ji)星來確定正(zheng)北(bei)(bei)(bei)。日(ri)晷儀安置完畢后,在(zai)(zai)(zai)(zai)底(di)(di)盤(pan)上(shang)(shang)(shang)記下每(mei)(mei)小時的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)太(tai)(tai)陽陰影的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)位(wei)置。可(ke)以(yi)(yi)得到日(ri)晷儀開始的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)時間在(zai)(zai)(zai)(zai)半圓(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)開始處是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)6點(dian),在(zai)(zai)(zai)(zai)三(san)(san)(san)角(jiao)(jiao)形(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)直(zhi)角(jiao)(jiao)邊(bian)處是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)12點(dian),在(zai)(zai)(zai)(zai)半圓(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)另一(yi)(yi)(yi)端(duan)(duan)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)下午6點(dian)。每(mei)(mei)一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)小時間距是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)一(yi)(yi)(yi)樣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。這樣,在(zai)(zai)(zai)(zai)晴朗(lang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)天氣(qi),就(jiu)(jiu)可(ke)以(yi)(yi)用(yong)日(ri)晷儀來測時間。