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把赤道日晷向下延伸
发布日期:2014-09-15 来源:中国水利水电出版社协会 作者:孔令文 浏览次数: 字号:【

  地平式日晷是晷面为水平面的那种日晷,其实它可以理解成是赤道式日晷向下延伸的结果。
  首先,把赤道式日晷晷平面(如图上的PNT平面,晷针OP与它垂直)向下延伸,与地平面相交为一条直线(NT直线),此线为准确的东西方向线;把赤道式日晷的一道道时间线也向下延伸,便得到东西方向线上的各时刻点(如N 、T点等)。

 

  
  向下延伸


  再把赤道式日晷晷针向下延伸,与地平面相交于一点(O),这是日晷的“根”。将这个点,与NT东西线上各时刻点连直线,就得到地平式日晷的时间线(如ON、OT )。这些线,是赤道日晷时间线在地平面上的投影。赤道日晷的时间线是均匀等分的,地平日晷的时间线,就不均匀了。但是疏密有致,是渐变的,完全可以用公式算出来。

 


  
  地平日晷的时间线(40°N)

 


  晷针,还是赤道式日晷(延伸了)的那根针。∠PON等于当地的纬度。地平式日晷就做好了。
  地平式日晷,是落地式的,在庭院里或广场上,可以很大。此时,一根昂首空中的晷针,孤零零,单薄,易弯易折,角度难保持,因此往往做成三角板形,一道斜墙或镂空的斜墙,用墙顶斜边代表晷针,晷针就结实了。
 

  加固的晷针(取自网上图)
 

  相比赤道式日晷,在中国,地平式日晷如凤毛麟角。北京城最漂亮最准确的地平式日晷,是原先在北京天文馆,后安置在北京古观象台的那座。为了准确观读晷影,上午看斜边的西棱,下午看斜边的东棱。反映在晷面的时间线上,有一个明显的“跳跃”,体现出斜墙的壁厚。


  
  落户古观象台


  传统的晷针是一根直线,它在地平面上的投影也必然是一条直线。也就是说,晷针上的每一个点,都投影在这条线上。那么,知道晷针上的一个点,它的投影就可以像晷针一样读出时间。也就是说,可以以点代线。于是,晷针由斜线,变成三角板,又抽去绝大部分,只保留一根柱,诞生了“立柱式”的地平日晷。


  
  从斜线到立柱


  立柱地平日晷指向3点


  在江苏常州市的天宁寺里,大雄宝殿前的院落里,就有一座地平式日晷,也是中国最古老的一座。原件为一位热爱日晷的知县大人张作楠制作于1820年,刻线细密,并附有二十四节气位置,十分珍贵。


  
  珍贵的天宁寺日晷


  其实,立柱可大可小,材质尽随人意。可以是石质的方尖碑,如协和广场的方尖碑;也可以是金属结构,如埃菲尔铁塔。进一步推想,立柱未必是固定不变的,甚至可以用人的身体代替柱子(当然,不同身高的人,站在不同的位置上),以人头顶影像所在位置读取时间,这就是所谓“人晷”的一种形式。


  
  按身高站相应的位置
  
  紫竹院公园的人晷

 

 

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