在古代有一种来计时装置叫日晷它是根据什么的原理制成的


原理:

在一天中,被太阳照射到的物体投下的影子在不断地改变着:

第一是影子的长短在改变。早晨的影子最长,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。在北回归线以北的地方,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。[1] 随着时间的推移,晷针上的影子慢慢地由西向东移动。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。

早晨,影子投向盘面西端的卯时附近;当太阳达正南最高位置(上中天)时,针影位于正北(下)方,指示着当地的午时正时刻。午后,太阳西移,日影东斜,依次指向未、申、酉各个时辰。

日晷仪也称日晷,是观测日影记时的仪器,主要是根据日影的位置,以指定当时的时辰或刻数,是我国古代较为普遍使用的计时仪器。但在史籍中却少有记载,现在史料中最早的记载是“汉书·律历志·制汉历”一节:太史令司马迁建议共议“乃定东西,主晷仪,下刻漏”,而“汉书·艺文志”中列有晷书34卷,但仅存书名,而无内容。

中文名

日晷仪

外文名

sundial

简    称

日晷

应    用

计时

释    义

观测日影计时仪器

出现年代

春秋时期

目录

1释义

2历史记载

3原理

4制作

日晷:

1、日晷,本义是指太阳的影子。现代的“日晷”指的是人类古代利用日影测得时刻的一种计时仪器,又称“日规”。其原理就是利用太阳的投影方向来测定并划分时刻,通常由晷针(表)和晷面(带刻度的表座)组成。利用日晷计时的方法是人类在天文计时领域的重大发明,这项发明被人类沿用达几千年之久。

2、日晷依晷面所放位置、摆放角度、使用地区的不同可分成:地平式、赤道式、子午式、卯酉式、立晷等多种,应用范围也不尽相同。按晷面的摆放角度,可分为:地平式、垂直式、赤道式。

3、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,起着圭表中立竿的作用,因此,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。

日晷计量时间是看晷针在晷面所成影子,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。从而看出时间。太阳光在传播过程中,遇到障碍物,在光所不能到达的区域形成了影子。所以,日晷计量时间是利用光的直线传播的原理来计量时间的。很高兴为你解答!谢谢采纳!

不是数学原理而是几何原理有段文字

计量时间,就是要寻找一种运动过程,作为度量别的运动的进程、快慢等的标准这样的标准运动过程要求是尽量均匀和持续不断的根据计量精度的不同,均匀滴下的水滴、缓慢燃烧的香、原子的振荡等等,都可被用作计量时间的标准运动作为地球自转的反映,我们看到太阳日复一日的东升西落;作为地球绕太阳公转的反映,我们感觉到年复一年春夏秋冬的寒暑变化反映地球公转和自转的太阳视运动,很早就被人们用作时间计量的标准运动

然而太阳太过明亮,人眼不可逼视,所以从古代开始人们就通过观察太阳投射物体的影子的移动来计量时间东汉许慎《说文解字》云:“晷,日景也”此处“日景”即“日影”中国古代将一根标准高度为八尺的竿子竖立在水平的地面上,在一天里从早到晚观察竿子投影的变化,就可以用来计量白天的时间东汉张衡《西京赋》中描述帝王在上林苑狩猎时,有“白日未及移其晷,已狝其什七八”之句;佛经《舍头谏太子二十八宿经》也有人自顾其影来计时的记载

“日晷”本义是指日影,在古代专业的天文学文献中一般是指反映周年变化的正午日影长度后来人们专门发明出一种利用日影的变化来计时的仪器,现代汉语中日晷一词便专指这样的仪器了这种仪器的主要组成部分就是一根投射太阳阴影的指针和垂直于指针的投影面即晷面,以及晷面上的刻度线晷面平行于水平面的日晷叫做地平式日晷晷面还可以不水平放置,从而形成各种不同种类的日晷晷面与地球赤道面平行的日晷就是赤道式日晷;晷面与子午面(通过正南正北和天顶的平面)平行的是子午式日晷;晷面与卯酉面(通过正东正西和天顶的平面)平行的是卯酉式日晷

一根固定长度的指针,所投射的日影在长度和方向上都会发生变化,就可以通过观测投影的方向来计时赤道式日晷就是通过指针投影方向的均匀变化来指示时间的,因而也是比较容易读取时间的日晷而从前文知道日影长度的变化中含有周年变化,因此在一些日晷种类中,譬如子午式、卯酉式和一种类型的地平式日晷,经过预先的计算,可以在晷面上绘制出比较复杂的晷面线,根据日影的长度从中可以同时读出时刻和节气

日晷的工作原理:太阳东升西落,它所照射的物休的影子也会随着移动。在古代人们通过对这个自然现象的观察,学会了计算时间,发现了日晷。

日晷,是最古老的、以日影测时的计时仪器,如今它已成为人类文明的象征。我国历史悠久、文化发达,也是世界上最早使用日晷测时的文明古国之一。迄今我国发现的最早的石刻日晷乃西汉初年的遗物,距今已有约2200年的历史了。在我国众多的古代科技成就史,以日影测时原理制作并应用的日晷,可以说是一颗晶莹璀璨的明珠。

主要内容包括:日晷概述、有关天文知识、画法几何有关知识、各种日晷晷面线图设计及日晷总体设计概要等。本书作者是上海交通大学机械学院教授,在阐述日晷的由来及其建造意义的基础上,侧重对其设计的核心问题——晷面线图设计展开研讨。根据地球运动规律,运用画法几何和解析几何的有关知识,对各种类型的日晷的晷面线图进行较为全面的分析研究。其中,重点是给出各种类型的日晷晷面线图设计公式及其推导过程,运用这些公式可方便地绘制出种类型日晷的晷面线图。

对不起,找不到图

日晷本义是指日影,是使用太阳的位置来测量时间的一种设备,主要由一根投射太阳阴影的指标、承受指标投影的投影面(即晷面)和晷面上的刻度线组成。最常见的设计是庭园日晷,让日影投射在一个标有时刻的平面上,当太阳移动时,影子所指示的时间也跟着变动。其实,日晷可以设计在任何物体的表面上,让固定的指针产生阴影来测量时间,因此日晷有许多种不同的形式,基本上可以分为地平式日晷、赤道式日晷、子午式日晷和卯酉式日晷等。绝大部分的日晷显示的都是真太阳时,有些在设计上作了变更,可以显示平太阳时或是日光节约时间。

在一天中,被太阳照射到的物体投下的影子在不断地改变着:

第一是影子的长短在改变。早晨的影子最长,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。在北回归线以北的地方,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。 随着时间的推移,晷针上的影子慢慢地由西向东移动。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。

早晨,影子投向盘面西端的卯时附近;当太阳达正南最高位置(上中天)时,针影位于正北(下)方,指示着当地的午时正时刻。午后,太阳西移,日影东斜,依次指向未、申、酉各个时辰。

古时计时工具有许多中,常见的有两种,一是“日晷”,二是“漏”。

日晷是以太阳影子移动,对应于晷面上的刻度来计时。日晷也是通过观测日影计时的仪器,主要是根据日影的位置以确定当时的时辰或刻数。从出土文物来看,汉以前已使用日晷,在机械钟表传入中国之前,日晷一直是通常使用的计时器。日晷的主要部件是由一根晷针和刻有刻线的晷面组成,随着太阳在天空运行,晷针的投影像钟表的指针一样在晷面上移动,就可以指示时辰。 大家应该在北京故宫里和观象台上见过。

漏是以滴水为计时,是由四只盛水的铜壶组合,从上而下互相迭放。上三只底下有小孔,最下一只竖放一个箭形浮标,随滴水而水面升高,壶身上有刻度,以为计时。

圭表是我国最古老的一种计时器,古代典籍《周礼》中就有关于使用土圭的记载,可见圭表的历史相当久远。圭表是利用太阳射影的长短来判断时间的。它由两部分组成,一是直立于平地上的测日影的标杆或石柱,叫做表;一为正南正北方向平放的测定表影长度的刻板,叫做圭。既然日影可以用长度单位计量,那么光阴之“阴”,及时间的长短,,用“分”、“寸”表达就顺理成章了。

圭表和漏刻都是用太阳的影子计算时间的,然而遇到了阴雨天或黑夜便失去作用了,于是一种白天黑夜都能计时的水钟便应运而生,这就是漏刻。漏,是指漏壶;刻,是指刻箭。箭,则是标有时间刻度的标尺。漏刻是以壶盛水,利用水均衡滴漏原理,观测壶中刻箭上显示的数据来计算时间。作为计时器,漏刻的使用比日晷更为普遍。我国古代诸多文人骚客留下了许多有关漏刻的富有诗情画意的章句。如唐代诗人李贺:“似将海水添宫漏,共滴长门一夜长。”宋代苏轼:“缺月挂疏桐,漏断人初静。”在机械钟表传入中国之前,漏刻是我国使用最普遍的一种计时器。

机械计时器

单纯利用水的流动来计时有许多不便,人们逐渐发明了利用水做动力,以驱动机械结构来计时。公元前117年,东汉的张衡制造了大型天文计时仪器——水运浑天仪,初步具备了机械性计时器的作用。随后历代都相继制作了附设有计时装置的仪器,其中宋代苏颂制造的水运仪象台,把机械计时装置的发展推倒了一个新的高峰,水运仪象台的计时机械部分可以按时刻使木偶出来击鼓报刻,摇铃报时,示牌报告子、丑、寅、卯十二个时辰等。

这类计时器尚不能算是独立的计时器,还是天文仪器与计时仪器的混合体,至十四世纪六十年代,我国的机械计时器已脱离了天文仪器而独立,不但具有传动系统-齿轮系,而且还有擒纵器,如果再进一步,就可能出现完全现代意义上的钟表。但遗憾的是,功亏一篑,中国没能做到这一点,最终机械钟表还是从西方引进.

除上述几种主要的计时器外,还有其他一些计时方法。如,香篆、沙钟、油灯钟、蜡烛钟等。

原一昼夜分100刻,因不能与十二个时辰整除,又先后改为96,108,120刻,到清代正式定为96刻;就这样,一个时辰等于八刻。一刻又分成三分,一昼夜共有二十四分,与二十四个节气相对。注意,这分不是现时的分钟,而是“字”,在两刻之间,用两个奇怪符号来刻,所以叫做“字”。字以下又用细如麦芒的线条来划分,叫做“秒”;秒字由“禾”与“少”合成,禾指麦禾,少指细小的芒。秒以下无法划,只能说“细如蜘蛛丝”来说明,叫做“忽”;如“忽然”一词,忽指极短时间,然指变,合用意即,在极短时间内有了转变。

现时每昼夜为二十四小时,在古时则为十二个时辰。当年西方机械钟表传入中国,人们将中西时点,分别称为“大时”和“小时”。随着钟表的普及,人们将“大时”忘淡,而“小时”沿用至今。

古时的时(大时)不以一二三四来算,而用子丑寅卯作标,又分别用鼠牛虎兔等动物作代,以为易记。

具体划分如下:

子(鼠)时是十一到一点,以十二点为正点;丑(牛)时是一点到三点,以两点为正点;寅(虎)时是三点到五点,以四点为正点;卯(兔)时是五点到七点,以六点为正点;辰(龙)时是七点到九点,以八点为正点;巳(蛇)时是九点到十一点,以十点为正点;午(马)时是十一点到一点,以十二点为正点;未(羊)时是一点到三点,以两点为正点;申(猴)时是三点到五点,以四点为正点;酉(鸡)时是五点到七点,以六点为正点;戌(狗)时是七点到九点,以八点为正点;亥(猪)时是九点到十一点,以十点为正点。

古人说时间,白天与黑夜各不相同,白天说“钟”,黑夜说“更”或“鼓”。又有“晨钟暮鼓”之说,古时城镇多设钟鼓楼,晨起(辰时,今之七点)撞钟报时,所以白天说“几点钟”;暮起(酉时,今之十九点)鼓报时,故夜晚又说是几鼓天。夜晚说时间又有用“更”的,这是由于巡夜人,边巡行边打击梆子,以点数报时。全夜分五个更,第三更是子时,所以又有“三更半夜”之说。

时以下的计量单位为“刻”,一个时辰分作八刻,每刻等于现时的十五分钟。旧小说有“午时三刻开斩”之说,意即,在午时三刻钟(差十五分钟到正午)时开刀问斩,此时阳气最盛,阴气即时消散,此罪大恶极之犯,应该“连鬼都不得做”,以示严惩。

刻以下为“字”,关于“字”,广东广西的粤语地区至今仍然使用,如“下午三点十个字”,其意即“十五点五十分”。据语言学家分析,粤语中所保留的“古汉语”特别多,究其原因,盖因古中原汉人流落岭南,与中原人久离,其语言没有与留在中原的人“与时俱进”。“字”以下的分法不详,据《隋书 律历志》载,秒为古时间单位,秒以下为“忽”;如何换算,书上没说清楚,只说:“‘秒’如芒这样细;‘忽’如最细的蜘蛛丝”。

秦12段记时:即十二地支:寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥、子、丑

午时指从现时的十一点到十三点,一个时辰分作八刻,从十一点起计,每十五分钟一个刻,十一点正为午起,十一点十五分为午时一刻,四十五分为午时三刻,十二点正为正午(午时四刻一般不这样说),到八刻为下一个时辰之始。

阴阳家说的阳气最盛,与现代天文学的说法不同,并非是正午最盛,而是在午时三刻。古代行斩刑,也有分时辰开斩的,亦即是斩刑有轻重。一般斩刑是正午开刀,让其有鬼做;重犯或十恶不赦之犯,必选午时三刻开刀,不让其做鬼。皇城的午门阳气也最盛,不计时间,所以皇帝令推出午门斩首者,也无鬼做。

天色 夜半 鸡鸣 平旦 日出 食时 隅中 日中 日昳 晡时 日入 黄昏 人定

地支 子 丑 寅 卯 辰 巳 午 未 申 酉 戌 亥

现代 23-1点 1-3点 3-5点 5-7点 7-9点 9-11点 11-13点 13-15点 15-17点 17-19点 19-21点 21-23点

夜间时辰 五更 五鼓 五夜 现代时间

黄昏 一更 一鼓 甲夜 19-21点

人定 二更 二鼓 乙夜 21-23点

夜半 三更 三鼓 丙夜 23-1点

鸡鸣 四更 四鼓 丁夜 1-3点

平旦 五更 五鼓 戊夜 3-5点

鼓 古时常夜间击鼓报更,所以古人常以鼓代更。

漏 古时用滴漏计时,夜间凭漏刻传更。

时 时是时辰,介绍见前古代纪时法。

点 古人将一夜分为五更,每更分为五点。每点约等于现代的24分钟。

刻 古人把一昼夜分为100刻,实算96刻,每刻15分钟。漏刻指很短的时间。

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