日晷的歷史非常悠久,在世界各地有著廣泛的分布,受地理位置、文化、審美等差異的影響,日晷的造型千姿百態(tài),不一而足,要說共同點(diǎn),可能就是兩個(gè)基本的組成“晷針”和“晷面”,我們根據(jù)晷面的擺放位置可以簡單的分為三類:平晷、直晷和斜晷。
平晷中最常見的就是地平式日晷,晷面與地平面平行,晷針和晷面之間的夾角就是當(dāng)?shù)氐牡乩砭暥龋m合低緯度使用,因其制造容易、安裝簡單且具有較強(qiáng)的觀賞性,適合安放在公園、廣場和學(xué)校等地。
斜晷中最常見的是赤道日晷,它也是日晷家族中最簡單、最常見的一種。其晷面平行于赤道面,晷面上的刻度等分,晷針與地軸平行,兩端分別指向南北極,晷針的仰角是當(dāng)?shù)氐牡乩砭暥?,北半球的晷針高端指向北極星。
位于德國魯爾區(qū)的這座日晷造型更具現(xiàn)代感,視覺沖擊很強(qiáng),本質(zhì)上也屬于地平式日晷。
直晷的晷面垂直于地面放置,晷面朝向,南、北、東、西都有,晷針的傾角通常等于當(dāng)?shù)氐牡乩砭暥龋m合中緯度地區(qū)使用。歐洲許多國家的古老建筑墻面上比較常見,非常吸引游客的眼球。
斜晷中最常見的是赤道日晷,它也是日晷家族中最簡單、最常見的一種。其晷面平行于赤道面,晷面上的刻度等分,晷針與地軸平行,兩端分別指向南北極,晷針的仰角是當(dāng)?shù)氐牡乩砭暥?,北半球的晷針高端指向北極星。
那么赤道日晷是怎樣來確定時(shí)間的呢,因?yàn)樘枛|升西落,晷針在晷面上的日影自西向東慢慢移動(dòng),晷面的刻度是均勻的,移動(dòng)的晷針日影猶如現(xiàn)代鐘表的指針,日影落在晷面相應(yīng)的刻度上便可讀取時(shí)間。隨著太陽位置的變化,晷針日影在晷面上移動(dòng)一寸所花的時(shí)間稱為“一寸光陰”,“一寸光陰一寸金”的成語便由此而來。
那你可能要問了,晷面的兩個(gè)面都有刻度,應(yīng)該看哪一面呢,這個(gè)問題是很多人的疑惑。其實(shí)這是由太陽直射點(diǎn)在南北回歸線之間的回歸運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的,以北半球?yàn)槔?,太陽直射北半球時(shí),晷針日影落在上面的晷面,太陽直射南半球時(shí),晷針日影落在下面的晷面,分別讀取便可,而春秋二分日的時(shí)候,太陽光線正好與晷面平行,就沒辦法讀取時(shí)間了。
環(huán)形日晷是一種將晷面替換成圓環(huán)的赤道日晷,也稱作赤道羅盤日晷,晷面變成了圓環(huán)或者半環(huán),所在平面依然與赤道面平行,晷針的日影都落在環(huán)形的刻度上,不必再在兩個(gè)晷面間來回交替,讀取時(shí)間更加方便。
這類日晷的造型因?yàn)闆]有了實(shí)心晷面的約束而更加多變,咱們開頭提到的仙鶴日晷其實(shí)就是環(huán)形日晷。仙鶴展開的雙翅其實(shí)就是簡化的晷面,從圖上看它是傾斜的,應(yīng)該與赤道面平行,而連接尾部和頸部的橫梁便是晷針,高端指向北極星,有些材料中提到仙鶴頭部直沖北極星,這種描述是不對(duì)的。
有一些日晷上刻有時(shí)差曲線,這條曲線源自真太陽時(shí)和平太陽時(shí)的差異。日晷反映的是真太陽時(shí),對(duì)應(yīng)著太陽在天空的運(yùn)動(dòng)。由于太陽公轉(zhuǎn)速度不均勻以及黃赤交角的存在,真太陽時(shí)并不均勻。而我們?nèi)粘J褂玫氖瞧教枙r(shí),是將真太陽時(shí)在全年的范圍內(nèi)均勻化后的一個(gè)時(shí)間。時(shí)差曲線反映的就是兩者之間差別的周年性曲線,時(shí)差基本上在15分鐘以內(nèi)。要獲得當(dāng)?shù)氐臅r(shí)間,需要把由日晷得到的真太陽時(shí)減去當(dāng)日的時(shí)差。此外,用日晷測得的時(shí)間是地方時(shí),因?yàn)榻?jīng)度差異,與我們使用的北京時(shí)間也會(huì)存在差異。
中國古代所用的很多日晷都屬于赤道式,上面雕刻著與時(shí)間相關(guān)的種種稱謂。
《說文解字》中對(duì)于日晷這樣解釋:晷,日景也。日景,也就是日影。通俗來說“日”指“太陽”,“晷”表示“影子”,“日晷”的意思為“太陽的影子”。通過測量太陽的影子來計(jì)量時(shí)間,這就是日晷的基本原理。
早在周朝時(shí)期,民間就開始用日晷計(jì)時(shí),距今已有三千多年的歷史。也許你想問,日晷是如何計(jì)時(shí)的?人類對(duì)于時(shí)間的感知,最早的來源就是太陽,日升日落,周而復(fù)始。
按擺放角度不同,日晷分為地平式、垂直式和赤道式等三類,以赤道式最為經(jīng)典。赤道式日晷在擺放時(shí),要與赤道平行,晷針上端指向北極,下端指向南極,通過陽光投影測定時(shí)間。也就是說一天中被太陽照射到的晷針,其所投下的影子在不斷地改變移動(dòng),對(duì)照晷盤上面的刻度,即可讀取當(dāng)前的時(shí)間。
雖然日晷計(jì)時(shí)簡單可靠,但卻有巨大的兩個(gè)缺點(diǎn),一是晷針與地平面的夾角必須與當(dāng)?shù)氐牡乩砭暥认嗤?,并且正確指向北極星。二是日晷依賴日照,如果是陰天或者黑夜,那么日晷就失去了計(jì)時(shí)作用。
日晷究竟如何計(jì)時(shí)?
一天當(dāng)中12個(gè)時(shí)辰如何劃分?
看完這張圖,
讀懂古代時(shí)間就不再是難事了
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看完長圖,
你知道現(xiàn)在是什么時(shí)辰了嗎?
是不是很佩服古人的智慧呢?
原來我們現(xiàn)在學(xué)習(xí)的大家認(rèn)為很難的地理知識(shí)
古人已經(jīng)可以輕松的表達(dá)出來啦
地理題中的日晷
2020屆江淮十校第二次聯(lián)考 暑期熱播網(wǎng)絡(luò)劇《長安十二時(shí)辰》,在每集電視劇開頭通過日晷來顯示時(shí)間的變化。日晷是我國古代利用日影測得時(shí)刻的一種計(jì)時(shí)儀器,一般由晷針和晷盤組成。晷針垂直于太陽視運(yùn)動(dòng)的軌道平面,譚老師地理工作室綜合整理上端指向北極星方向。在晷盤面上刻畫出12個(gè)大格,每個(gè)大格代表兩個(gè)小時(shí),當(dāng)太陽光照在日晷上時(shí),晷針的影子就會(huì)投向晷盤面,以此來顯示時(shí)刻。讀圖,回答20~22題。
20.《長安十二時(shí)辰》提到:“圣人詔令,至此刻起,直到次日巳時(shí),長安城暫停宵禁,汝等無論來自何方何國,只需一次勘驗(yàn)入市,此后十二時(shí)辰內(nèi),皆可于坊間自由來往”?!笆r(shí)辰”開始的時(shí)刻為
A.9:00 B.9:30
C.10:00 D.10:30
21.夏至日晴天,長安城內(nèi)日晷儀晷針的影子移動(dòng)的方向應(yīng)是
A.由西北逆時(shí)針轉(zhuǎn)向東北 B.由西北順時(shí)針轉(zhuǎn)向東北
C.由西南逆時(shí)針轉(zhuǎn)向東南 D.由西南順時(shí)針轉(zhuǎn)向東南
22.若圖示日晷儀由西安移至上海使用時(shí),晷盤與地面的夾角應(yīng)該
A.增大 B.減小
C.不變 D.按日期作調(diào)整
答案
20.A 已時(shí)指的是9:00,個(gè)時(shí)辰,對(duì)應(yīng)2個(gè)小時(shí)(120分鐘),學(xué)生也可以通過午正指示12:00,依此來推理。
21.D夏至日,太陽直射北半球,日出丁東北方、正午在正南方、日落丁西北方,影子朝向與太陽方位相反,則影子山西南順時(shí)針轉(zhuǎn)向東南,故D項(xiàng)正確
22.A 北半球各地仰塑北極星的仰角等于當(dāng)?shù)氐牡乩砭暥龋忠驗(yàn)槭钺樦赶虮睒O星,垂自丁暑盤,故樹盤與地而的夾角與當(dāng)?shù)氐乩砭暥然ビ?;西安緯度高于上海,則移到上海后,該夾角應(yīng)該上午10:12增大。
2019齊魯科研協(xié)作體聯(lián)考 在春花爛漫的清晨,晨練的王先生在小區(qū)中心花壇(118°E)透過柵欄拍攝到了旭日正東升起的照片,花壇的中心是一個(gè)赤道日晷(晷針上端指向北極星附近,冬半年觀測底面晷針日影,夏半年觀察頂面的晷針日影),日晷面與地平面的夾角為52°。據(jù)此完成9-11題。
9.柵欄的走向是?
A.?南北走向????B.西北—東南走向
C.東北—西南走向????D.東西走向?
10.該地當(dāng)天?
A.正午時(shí)北京時(shí)間為12點(diǎn)
B.正午太陽光線與日晷面平行
C.晷針的影子順時(shí)針劃過日晷面
D.正午太陽高度為38°
11.再過15天,節(jié)氣可能為
A.驚蜇??? B.白露
C.清明??????D.寒露
答案
B 9、根據(jù)題干信息可知,樓房為東西走向,從而柵欄為西北-東南走向。
B 10、該地為118°E,正午時(shí)北京時(shí)間為12:08。從春花爛漫和旭日正東升起來推斷,此時(shí)為春分,太陽直射赤道,正午太陽光線與日晷面平行。上下面的晷針影子同時(shí)存在,分別為順時(shí)針和逆時(shí)針劃過日晷面。該地當(dāng)天的正午太陽高度應(yīng)該為52°,因?yàn)橛扇贞嘘嗅樦赶虮睒O星附近和日晷面與地平面的夾角為52°,可以推斷,該地緯度為38°,此時(shí)為春分,太陽直射赤道,且太陽光線和日晷面平行,所以該地當(dāng)天正午太陽高度即為日晷面與地平面的夾角。
C 11、當(dāng)天為春分日,15天后,應(yīng)為清明節(jié)。
最后小蹊總結(jié)一下:在我國高中地理題中出現(xiàn)的日晷題大多與太陽方位、物影方位、緯度、太陽高度角等有關(guān)。我們要注意的是:
陽光或晷針投影在我國日晷北側(cè)面上應(yīng)是夏半年,南側(cè)面上應(yīng)為冬半年;
晷針北側(cè)指向北極星;
晷針與水平面的夾然即為當(dāng)?shù)鼐暥鹊取?/span>
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