日晷名称是由“日”和“晷”两字组成。“日”指“太阳”,“晷”表示“影子”,“日晷”的意思为“太阳的影子”。因此,所谓日晷,就是白天通过测日影定时间的仪器。日晷计时的原理是这样。在中,被太阳照射到的物体投下的影子在不断地改变着,是影子的长短在改变,早晨的影子长,随着时间的推移,影子逐渐变短,一过中午它又重新变长;第二是影子的方向在改变,因为我们在北半球,早晨的影子在西方,中午的影子在北方,傍晚的影子在东方。从原理上来说,根据影子的长度或方向都可以计时,但根据影子的方向来计时更方便一些。故通常都是以影子的方位计时。由于日晷必须依赖日照,不能用于阴天和黑夜。因此,单用日晷来计时是不够的,还需要其它种类的计时器,如水钟,来与之相配。
料
一张薄纸板、木板或纸板基座 ( 30厘米×15厘米)、 半圆规、磁性罗盘、透明胶条。
制作方法
用一张薄纸板可以剪成一个直角的三角形,作为一个指示针。但首先要知道,制作者所在地的纬度,这是一条想像的、环绕地球的圆线,纬度线与赤道平行。从赤道到地球的极分成若干个度数,赤道的度数是零度,北极是北纬90度,南极是南纬90度,可以在地球上找出你所在的纬度。美国约是在北纬30~50度;中国约是在北纬5~55度。假设所在的纬度是 40度,就是所做的三角形长边(斜边)的角度。在直板上画一个15厘米长的基线,再画一个90度的角,沿这个角边线向上约长13厘米,从底线量出40度的角,并沿这个角画直线,完成了这个三角形。这条斜线长约20厘米,剪下这个三角形。画一个 30厘米×15 厘米的方块,再把这个方块的中间对折,使之成为两个边长15厘米的正方形。在这个长方形内画一个半径为15厘米的半圆。这样,就做成了一个底座。用胶条把前面的三角形贴在这个底座上,三角形的底边就放在使长方形分成两个正方形的折线上,三角形40度角的斜边端点放在半圆的中心)。 一个罗盘针使太阳表成南北走向,使日光表站立的直角边向北,圆心向南,也可以使直角边向正北方向而不是磁极的北极。一般街道都是正南正北的,也可以在晚上借助北极星来确定正北。 日晷仪安置完毕后,在底盘上记下每小时的太阳阴影的位置。可以得到日晷仪开始的时间在半圆的开始处是 6点,在三角形的直角边处是12点,在半圆的另一端是下午6点。每一个小时间距是一样的。这样,在晴朗的天气,就可以用日晷仪来测时间。
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