古人利用太阳进行计时的方法和事例,古代时期古人是如何计时的?( 五 )


日晷又称“日规”,是古代人利用日影来定时刻的计时器 。日晷的种类很多,根据晷面所处位置的不同可分为地平式、赤道式、子午式、卯酉式等多种,功能也不尽相同 。
世界上最早的日晷诞生于六千年前的巴比伦王国 。中国最早文献记载是《隋书?天文志》中提到的袁充于隋开皇十四年公元574年 发明的短影平仪即地平日晷。赤道日晷的明确记载初见于南宋曾敏行的《独醒杂志》卷二中提到的晷影图 。
赤道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 , 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 。在晷面的正反两面刻划出12个大格,每个大格代表两个小时 。当太阳光照在日晷上时,晷针的影子就会投向晷面 , 太阳由东向西移动,投向晷面的晷针影子也慢慢地由西向东移动 。于是 , 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 。
皇宫里的日晷
这种利用太阳光的投影来计时的方法是人类在天文计时领域的重大发明 , 这项发明被人类所用达几千年之久,然日晷有一个致命弱点是阴雨天和夜里是没法使用的 , 直至1270年在意大利和德国才出现早期的机械钟,而中国则在1601年明代万历皇帝才得到二架外国的自鸣钟,清代时虽有很多进口和自制的钟表,但都为王宫贵府所用,一般平民百姓还是看天晓时 。所以彻底抛却日晷,看钟表知辰光还是近现代的事 。
可携带的摺叠式日晷一种便於携带的日晷称为摺叠式日晷 , 他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 。最考究的晷面材料是以白色的象牙制作,图饰上来自中国的暗色真漆,晷针则是黑色的丝绸、亚麻或大麻纤维 。
如果在晷针上正确的位置打个结作为节点 , 摺叠式日晷也能当作日历来使用,至少可以显示农作的适当时机 。
让两个晷面以不同的角度结合(会产生不同的投影) , 摺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,摺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),摺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,摺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) 。
这表示摺叠式日晷可以像指南针一样来使用,甚至可以测量纬度 。也些摺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 。
18世纪早期的携带式日晷
这一种形式的日晷以黄铜制造 , 直径约8公分,当携带外出时有黄铜的盖子保护(图中未显示) 。有些特点使他能保持足够的精确度,如附有指南针可以正确的定出北方,时间的刻度为5分钟 。这个日晷是1742年由在都柏林的一位数学仪器制造商Gabriel Stokes制造的 。
等高仪日晷(Elevation sundial)
等高仪可以显示正确的日期,是使用在导航与天文学上的日晷 。

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