赵大明

    日晷的计时原理

    立竿可以测影，测影可知时刻，这就是最简单的日晷计时原理。

    要搞清楚日晷为什么能够计量时间，首先需要知道一些必要的天文学知识，其中最重要的是地球与太阳的关系。我们知道，地球在围绕太阳公转的同时，还在以地轴为中心轴不停地自转。公转一周为一年，并产生了四季，自转一周为一天，并产生了昼夜。

    由于地球公转的轨道不是正圆形，而是近似椭圆形，受此影响，它在一年中与太阳的距离时长时短，受到太阳的引力有大有小，因此公转的速度不是恒定的。同时，地球自转时地轴与黄道平面(地球公转轨道平面)的夹角不是垂直的90°，而是约66.5°，因此形成黄道平面与赤道平面的夹角(黄赤交角)约23.5°。也就是说，地球是忽远忽近、忽快忽慢的歪着身子绕着太阳公转和自转的。因此，地球与太阳的关系远比我们这里说的更为复杂。

    随着地球不停地自转，我们会看到，太阳每天从地平线上升起，阳光透过大气层投射到地球表面，遇到物体遮挡时，便会形成阴影。这个影子在中国古代称作“晷”。

    由于地球与太阳的位置关系是相对稳定的，按照一定规律变化的，因此，太阳光投射到地面某个固定物体产生的影子也是有规律变化的。根据影子的位置，即影子与某些固定参照物的角度、距离等，人们便可以判定或标记此时此刻的时间(包括节气和时刻)。这就是日晷计时的基本原理。日晷的定义

    根据日晷的计时原理不难得出这样的定义：日晷——天文学仪器——是利用日光或日光的投影与地面参照物的位置关系来计量时间的工具。

    之所以用这样一个似乎过于宽泛的定义，是因为日晷不完全是我们见过的那些样式。换句话说，晷面、晷针等这些通常的配置，并不一定是日晷的标配。实际上 ......