七種類型的日晷簡單介紹
世界上最早的日晷誕生于六千年前的巴比倫大王國,中國最早文記載是《隋書.天文志》中提到的袁充于隋開皇十四年公元574年發(fā)明的短影平儀即地平日晷。赤道日晷的明確記載初見于南宋曾敏行的《獨醒雜志》卷二中提到的晷影圖。日晷可以設計在任何物體的表面上,讓固定的指針產(chǎn)生陰影來測量時間,因此日晷有許多種不同的形式。由于一天中太陽方位時刻發(fā)生變化,因而被太陽照射到的物體投下的影子的方位也在不斷地改變。一天中太陽高度隨時間發(fā)生著變化,因而被太陽照射到的物體投下的影子的長短也不斷地發(fā)生變化。從原理上看,兩者都可以用作計時,但根據(jù)日影的方向來計時更方便一些,故通常都 以日影的方位計時。日晷看起來簡單,但制作過程非常嚴謹,時間線的刻劃、日晷的地理位置、指時針的高度都有嚴格的要求。依晷面所放位置、擺放角度、使用地區(qū)的不同,可分為很多種形式。
地平式日晷也叫水平式日晷,晷面必須嚴格水平,晷面和晷針之間的夾角就是當?shù)氐牡乩砭暥?,晷面刻度需要利用三角函?shù)計算才能確定。因為制造容易,安裝簡便,所以一些學校、碼頭、道路、廣場都有擺放。
赤道式日晷,適合中低緯度地區(qū)使用,是中國古代最傳統(tǒng)的天文觀測儀器。北京故宮等處保存的便是清代制造的石質(zhì)赤道日晷。依照使用地的緯度,使晷面平行于赤道面。晷盤上的刻度是等分的,夏季和冬季軸投影在晷盤上影子會分別在晷盤的北面和南面。
極地晷適合各種不同的緯度使用,晷盤與晷針平行,朝向正北。時間的刻畫可以用簡單的幾何圖來處理,投影的時間線是平行的線條。
垂直式日晷也叫立晷,晷盤面垂直于地平面刻度盤面,并分別朝向東南西北四個方向。南向垂直日晷較適合在中緯度(30-70)使用。東或西向垂直式全球各緯度都適用。
投影日晷,不設置指時針,僅在地平面依地理緯度的不同繪制不同扁率的橢圓,在其上刻劃時間線,并將長軸指向正東西方向,南北向的短軸上則需刻上日期,指示立竿測量時刻的正確位置。
等高儀日晷,可以顯示正確的日期,是使用在導航與天文學上的日晷。一個平坦的小圓環(huán)上有一個小把手,把手將環(huán)懸吊起來時,小孔會在環(huán)的內(nèi)側投下陰影,顯示時間。
折疊式日晷有以絞鏈結合在一起的兩個小晷面,可以折疊,便于攜帶。晷針則是在兩晷之間的帶子,當帶子被扯緊拉直時,兩個晷面會互相垂直,一個面形成垂直式日晷,另一個面則是水平式的日晷。折疊式日晷可以像指南針一樣來使用,甚至可以測量緯度。在古代,大型的折疊式日晷曾經(jīng)被用于航海上。