日晷

北京清朝的日晷
清朝时的日晷
极地晷
极地晷（The polar Dial）晷盘与晷针平行， 即晷盘与地平面的夹角和地理纬度相同，幵 朝向正北。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。
垂直式日晷
亦称立晷。它是晷盘面垂直于地平面刻度盘面采用垂直方向的日 晷。欧洲的英国、法国、德国、意大利、奥地利等国，在一些古 代和现代华丽的中层建筑的向南和向北(东西方向)以及向东和向 西(南北方向)的墙上，附建有各种不同色调、大小和风格相异的 日晷雕塑。 垂直式日晷有标准向南、向北和向东、向西四个面，可分为三种： “垂直向南日晷”、“垂直向北日晷”和“垂直向东和向西日 晷”。 垂直向南日晷（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（30～70）使用。 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半日（东向） 或下半日（西向）使用，但全球各纬度都适用。
第一单元
第二课
太阳钟
有谁知道这是什么吗？ 这是北京故宫里的日晷。
日晷
日晷不但能显示一天之内的时刻，还能显示节气 和月份。当然它的缺点也是显而易见的，笨重而 且看不到阳光的时候不能用，比方阴天和晚上。 这项发明被人类所用达几千年之久，直至1270年 在意大利和德国才现早期的机械钟，而中国则在 1601年明代万历皇帝才得到二架外国的自鸣钟， 清代时虽有很多迚口和自制的钟表，但都为王宫 贵府所用，一般平民百姓还是看天晓时。
1726年垂直式日晷
投影日晷
投影日晷不设置指时针，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 划时间线，幵将长轴指向正东西方向，短轴 指向南北向幵刻上日期，指示立竿测量时刻 的正确位置。
折叠式日晷
一种便于携带的日晷称为折叠式日晷，含有以绞链结合在一起的两个 小晷面，通常会折叠起来放在平整的小盒子内，以方便放在口袋中。 晷针则是在两晷面之间的带子，当带子被扯紧拉直时，两个晷面会互 相垂直，一个面形成垂直式日晷，另一个面则是水平式的日晷。 让两个晷面以不同的角度结合(会产生不同的投影)，折叠式日晷便可以 自行调整。当两晷面显示出相同的时间，而且绞链是水平的，折叠式 日晷指示的是当地的视太阳时。另外，当绞链朝向北方(在北半球时)， 折叠式日晷被旋转了一个角度，晷针才能与地球的自转轴平行，则当 正午、日出与日落时，折叠式日晷的时间不会受到纬度改变的影响， 但是在早上9点和下午3点，纬度每偏差1度，在两个晷面上的时间便会 相差4分钟(肇因於日晷在错误的纬度上)。 折叠式日晷可以像指南针一样来使用，甚至可以测量纬度。有些折叠 式日晷附有小的铅锤和分度器来读取正确的纬度；也有些附有指南针， 可以测量地理上的特徵。在古代，大型的(1公尺以上的)摺叠式日晷曾 经被用於航海上。
户 外 水 平 式 日 晷
大 型 户 外 水 平 式 日 晷
赤道式日晷
赤道式日晷（The ERqu源自torial Sundial）的晷面为赤道 面，依照使用地的纬度，使赤道式日晷的晷面平行于赤 道面。晷盘上的刻度是等分的，夏季和冬季轴投影在晷 盘上的影子会分在晷盘的北面和南面。适合中低纬度地 区使用。若将晷盘改为圆环则称为赤道式罗盘日晷。 赤道式日晷亦称斜晷。赤道式日晷是日晷世界中最重要 和最常见的，也是中国古代最经典和传统的天文观测仪 器。 赤道式日晷的明确记载初见于南宋曾敏行《独醒杂志》 卷二中提到的晷影图，但晷盘是木制的。后世改用石质 晷盘，金属晷针。北京故宫等处保存的都是清代制造的 石质赤道式日晷。
等高仪日晷
等高仪日晷(Elevation sundial)可以显示正确的日 期，是使用在导航与天文学上的日晷。在设计上 是一个平坦的小圆环，有一个小把手，或是像表 链上的饰物，还是小装饰。 当以把手将环悬吊起 来时，小孔会在环的内侧投下阴影，经由环内的 标示可以显示时间，但在测量时，使用者必须知 道是上午还是下午。通常这个小孔被设置在一片 可以滑动和锁住，用来调整日期的金属片上。
在一天中，被太阳照射到的物体投下的影子在不断地改 变着： 第一是影子的长短在改变。早晨的影子最长，随着时间 的推移，影子逐渐变短，一过中午它又重新变长； 第二是影子的方向在改变。在北回归线以北的地方，早 晨的影子在西方，中午的影子在北方，傍晚的影子在东 方。从原理上来说，根据影子的长度或方向都可以计时， 但根据影子的方向来计时更方便一些。故通常都是以影 子的方位计时。随着时间的推移，晷针上的影子慢慢地 由西向东移动。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。 早晨，影子投向盘面西端的卯时附近；当太阳达正南最 高位置（上中天）时，针影位于正北（下）方，指示着 当地的午时正时刻。午后，太阳西移，日影东斜，依次
日晷
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，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。 晷面两面都有刻度，分子、丑、寅、卯、辰、巳、午、 未、申、酉、戌、亥十二时辰，每个时辰又等分为“时 初”、“时正”，这正是一日24小时。绝大部分的日晷 显示的都是视太阳时，有些在设计上作了变更，可以显 示标准时或是日光节约时间。 人类使用日晷的历史非常遥进，古巴比伦在进古时期的 6000年前就开始使用了，中国是在3000多年前的周朝。
日晷的使用方法
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） 地平式日晷： （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： （4） 南向垂直日晷：
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工作原理
工作原理
指向未、申、酉各个时辰。
日晷的分类
日晷依晷面所放位置、摆放 角度、使用地区的不同，日 晷可分成地平式、赤道式、 子午式、卯酉式、立晷等多 种，应用范围也不尽相同。 按晷面的摆放角度，可分为： 地平式、垂直式、赤道式。
地平式日晷
亦称水平式日晷（The Horizontal SundialE），地平日晷的 晷面必须严格水平 ，晷面和晷针之间的夹角就是当地的地理 纬度。晷面刻度需要利用三角函数计算才能确定。适合低纬 度的使用。 由于日晷的产生是从观察阳光下竖直物体影子的方向变化而 开始的，因此最早的日晷可能是地平式日晷。但它必须在使 用其他计时工具迚行精确计时的条件下，根据表影随时间变 化的实际情况来迚行刻划，这显然是不方便的，但如果采用 均匀刻划的方法又会带来相当大的计时误差。这是地平式日 晷重大的缺陷。地平日晷制造容易，安装简便，除了把它作 为一般的测时工具外，常常在城市广场、花园、道路、小区、 寺堂、学校、码头和游览点等都可看到它的踪影，显得非常 别致和美观。
日晷的使用方法
（5） 东或西向垂直式： （6） 侧向垂直式：θ为日晷墙面的斜角 指时针与墙面垂线的夹角W， 指时针高出于墙面的夹角O， 指时针与正午线的时间线夹角R， 6点与12点时间线的夹角S， （7）投影日晷： 时间点在长轴方向上的值： 时间点在短轴方向上的值： 椭圆长轴与短轴的比： 竖竿（人立足）的位置： ，其中del为太阳的赤纬