日晷的由来和工作原理(五年级科学)

人类使用日晷很长时间了。古巴比伦人在6000年前就开始使用，中国在3000年前的周朝。

日晷不仅可以显示一天中的时间，还可以显示节气和月份。当然，它的缺点也很明显。它体积庞大，在没有阳光的时候无法使用，比如阴天和阴夜。

中国最早可靠的记录是《田文志》中提到的公元594年(隋开十四年)袁崇所发明的短影水准仪(即水平日晷)。赤道日晷的明确记录，最早见于南宋曾敏行《独醒杂志》卷二所述的影图。

2.工作原理:

白天，被太阳照射的物体投下的阴影是不断变化的:首先，阴影的长度是变化的。早晨的影子最长。随着时间的推移，影子逐渐变短，中午过后又变长。

第二是影子的方向在变。北回归线以北，早上的影子在西边，中午的影子在北边，晚上的影子在东边。原则上可以根据影子的长短或者方向来计时，但是根据影子的方向来计时更方便。

因此，定时通常是根据影子的位置。随着时间的推移，针上的影子慢慢由西向东移动。手的移动影子似乎是现代时钟的指针，而手的表面是时钟的表面以显示时间。

早晨，阴影投在圆盘西端的石矛附近；当太阳到达正南(上子午线)的最高位置时，针影位于正北(下)，表示当地正午时间。下午太阳西移，日影东倾，依次指向各个时辰。

扩展数据:

日晷的分类:

日晷根据使用日晷的位置、角度和面积，可分为卧式、赤道式、子午式、酉式、立式等类型，其适用范围也有所不同。根据砌筑面的安放角度，可分为:卧式、立式、赤道式。

1，水平日晷

又称水平日晷，水平日晷的表面必须严格水平？[4]?砖面与砖针的夹角就是当地的地理纬度。砌体表面的校准只能通过三角函数计算来确定。适合在低纬度地区使用。

因为日晷是从观察太阳中一个垂直物体的影子的方向变化开始的，所以最早的日晷可能是水平日晷。但必须根据实际情况来刻画，在用其他计时工具精确计时的情况下，面影是随时间变化的。

这显然是不方便的，但如果采用统一划线的方法，会带来相当大的计时误差。这是水平日晷的一大缺陷。

地平线日晷易于制造和安装。除了作为一般的计时工具，在城市广场、花园、道路、社区、寺庙、学校、码头、旅游景点，也经常可以找到它的身影，非常独特和漂亮。

2.赤道日晷

赤道日晷的表面是赤道平面。根据使用地的纬度，赤道日晷的表面平行于赤道面。

表盘上的刻度是等分的，投影在表盘上的夏和冬轴的阴影会被分成表盘的南北两部分。适合中低纬度地区。如果把表盘改成圆环，就叫赤道罗盘日晷。

赤道日晷也叫斜日晷。赤道日晷是世界上最重要、最常见的日晷，也是中国古代最经典、最传统的天文观测仪器。

赤道日晷的明确记录最早见于南宋曾敏行《独醒杂志》卷二所述的影图，但表盘为木质。后世改为石篦板和金属篦针。北京故宫等地保存了清代制作的石制赤道日晷。

3.极地山脉

极面表盘平行于表盘指针，即表盘与地平面的夹角与地理纬度相同，面向正北。时间的描绘可以用简单的几何图来处理，投影的时间轴是一条平行线。适合各种纬度。？

4.垂直日晷

也被称为李奇。它是一个垂直的日晷，表盘垂直于地平面。英国、法国、德国、意大利、奥地利等欧洲国家。

在古今一些华丽的中高层建筑的南北(东西向)和东西(南北向)墙壁上，附着着颜色、大小、风格各异的日晷雕塑。

竖日晷有南、北、东、西四个面，可分为三种:南面竖日晷、北面竖日晷、东西竖日晷。

垂直正南刻度盘一种日晷，其刻度盘朝向正南并垂直于地面。这种日晷比较适合中纬度(30° ~ 70°)。

垂直朝东或朝西(垂直朝东或朝西)校准日晷，其圆盘面向正东或正西，并垂直于地面。这种日晷只能在前半段(东)或后半段(西)使用，但适用于世界各纬度。

5、投影日晷

投影日晷不设置时针，只是根据地理纬度的不同，在地平面上画出扁率不同的椭圆，在上面画一条时间线，长轴指向正东西方向，短轴指向南北方向并刻上日期，表示竖杆测量时间的正确位置。？[6]?

6.折叠式日晷

便携式日晷被称为折叠式日晷，由两个小面通过铰链连接而成。它通常被折叠起来，放在一个扁平的小盒子里，方便放在口袋里。

表盘指针是两个表盘之间的皮带。当皮带被拉动拉直时，两个表盘面会相互垂直，一个面形成垂直日晷，另一个面是水平日晷。

折叠式日晷可以通过不同角度的两个面组合来调整(这样会产生不同的投影)。当日晷两面显示时间相同，铰链水平时，折叠日晷指示当地视太阳时。

此外，当铰链朝北时(在北半球)，折叠日晷旋转一个角度，使指针与地球自转轴平行，在正午、日出和日落时。

折叠式日晷的时间不会受纬度变化的影响，但在上午9: 00和下午3: 00，每偏离65438±0度，日晷两面的时间就会相差4分钟(因为日晷处于错误的纬度)。

折叠式日晷可以像指南针一样使用，甚至可以测量纬度。一些折叠式日晷附有小铅锤和分度器，以读取正确的纬度；有些有指南针，可以测量地理特征。古代使用大型折叠式日晷(1米以上)导航。

7、如高仪器日晷

仰角日晷可以显示正确的日期，用于航海和天文学。在设计上，它是一个带小手柄的扁扁的小圆环，就像是表链上的装饰品，或者是一个小摆设。？

当环被手柄悬挂时，小孔会在环的内侧投下阴影，可以通过环内的标记显示时间，但测量时使用者必须知道是上午还是下午。通常这个小孔设置在一块金属上，可以滑动并锁定以调整日期。

参考资料:

百度百科-日晷