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。
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;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。
扩展资料
日晷依晷面所放位置、摆放角度、使用地区的不同,日晷可分成地平式、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。
由于日晷的产生是从观察阳光下竖直物体影子的方向变化而开始的,因此最早的日晷可能是地平式日晷。但它必须在使用其他计时工具进行精确计时的条件下,根据表影随时间变化的实际情况来进行刻划,这显然是不方便的,但如果采用均匀刻划的方法又会带来相当大的计时误差。
参考资料来源:百度百科-日晷
日晷怎么做?
日晷,又称“日规”,是我国古代人民利用日影测得时刻的一种计时仪器。日晷的原理就是利用太阳投射的影子来测定并划分时刻,通常由铜制的指针和石制的圆盘组成。
时间标记的基本材料:利用粘土9个小球,直径约25厘米,底部压平防止滚动。
然后用粘土捏一个大点的圆球,直径75厘米左右,同样底部压平,并将细木棒插入圆球中,作为日晷的指时针。
制作时间标签,并将每一个标签上面写明时间,比如1 PM,2 PM等。然后将标签贴到牙签的一端,再把牙签的另一端插入粘土小球上。
剪一根约25厘米的绳子,用来保证每一个粘土小球离中心圆球的距离相等,同时可以提高日晷的精度。
去户外找一个太阳光能照射到的地方,首先将作为日晷指时针的圆球放置到中心点,然后根据当前的实际时间(比如手表显示上午10点钟)放置带有对应时间标签的小球,
用绳子一端指向中心的圆球,另一端沿着中心圆球上面的木棒指向的影子放置第一个小球,接着按照一天24小时的间隔平均依次放置剩下的小球。
将所有小球放置好后,一个简易的日晷就制作完成了,可以根据指时针的影子所指来获得当前的时间,大家可以比较下是否精确~
简易日晷制作方法,具体如下:
工具/材料:1个纸盘子、铅笔、1小块橡皮泥、纸胶带、铅笔。
1、在圆形纸盘子背面等距分成12份,再分别写上数字1到12,并用纸胶带装饰纸盘子。
2、纸盘子的中间打个小孔,把铅笔从小孔中插入后,在纸盘子的另一边的铅笔末端插入橡皮泥中,用橡皮泥固定住铅笔。
3、再把自制的太阳钟放在阳光充足的地方,调整纸盘子的角度,使其和真实的时间同步。注意观察铅笔的影子,在不同的时间影子的长度明显不同。
日晷的原理
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,就是利用了光的直线传播,在一天中,被太阳照射到的物体投下的影子在不断地改变,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,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,故日晷通常都是以影子的方位计时。
地平日晷的制作方法如下:
1、先在卡纸上三分之一处,取中心点,用圆规画一个直径10厘米的圆形,正面画完,在卡纸反面取同一个圆规扎的圆心,画一个同样大的圆形,然后再在正反面画9厘米的同心圆,再画8厘米的同心圆。
2、可以用量角器每隔15度在最大圆上取点,卡纸在正反面圆上同取点。
3、按照日晷的标准正反面图形在卡纸上画好,反面的数字是逆时针从小到大的。
4、在长方体泡沫正面四分之一处画一条横线,再在长方块两边侧面沿横线处画两条垂线,再在长方体两边侧面的四分之一那部分,从垂直线上方,由上向下画一条与垂直线有一个夹角斜线,这个夹角就是当地的纬度数值。
5、取一把裁纸刀,压在正面的横线上,沿着侧面的斜线切下去,切一半就可以了,然后把前面做好的日晷卡纸下部沿这个斜切面插入泡沫,取一根牙签插入日晷中心当做指针,这就是一个日晷了。
日晷:
日晷是一种利用太阳投射的影子来测定时刻的装置。又称“日规”,是我国古代利用日影测得时刻的一种计时仪器。
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。
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。
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
教你制作古代的时钟——水平式日晷DIY
水平式日晷,或者叫地平式日晷。这种日晷制作过程相对简单,但是需要一些稍微复杂的计算。
步骤1:
画出晷盘图样。因为这种日晷的晷盘是水平的,不像赤道式那样与赤道平行,因此不同时刻的间距是不同的。
步骤2:
先用圆规画一个大圆,通过圆心作水平线和垂直线。标志性的时间刻度为,最左侧18点,右侧6点,最下方12点。假设某一时间刻度,比方说13点,与12点之间的夹角为 α ,太阳时角为t,当地纬度角为 Φ 。太阳时角是这样定义的,太阳一天24小时运行360度,因此每一小时运行15度。设定正午12点的时候太阳时角为0度,因此13点的时角则是15度,14点30度,15点45度,以此类推。
这三个角度之间有个三角函数关系: tan α =tan t sin Φ ,我们将t=15度,30度,45度……带入,通过求反正切函数,就能得到13点,14点,15点……时刻所对应的角度 α 。12点另一侧的11点,10点,9点……与12点之间的角度也符合上面公式,只是角度方向相反。
沈阳的纬度Φ =424度为已知,下面是我求出的当地水平式日晷的各时刻角度:(时间)(太阳时角) (各时刻对应的角度)计算这些数据需要一个科学计算器,或者使用WINDOWS自带的计算器,在“开始”-“程序”里面选择“计算器”,计算器“查看”选项里面选择“科学型”,就能够使用了。下面是我用量角器和直尺按照上述表格画出的水平式日晷的晷盘图样,能够明显看出时间刻度不是均匀的。
步骤3:下面我们来制作这个日晷的晷针。如下图,将A4纸折叠,在上面画一个直角三角形,底边与斜边的夹角为当地的纬度,我用的是沈阳的纬度424度。
步骤4:
水平式日晷的晷针一般不是一根竹签那种的针形,而是利用这种三角形的斜边,如此晷针倾斜的角度很好掌握。用剪刀沿线剪下,注意标有“留边”的那条边要稍微多留出一点,为了用胶水粘接方便。晷针粘接好后,这个日晷就算完成了。
步骤5:利用指南针使日晷对准正北方向,此时三角形晷针的斜边与地轴平行。
步骤6:当有阳光直射下来的时候,就可以读时间了。读数的时候以晷针斜边的阴影为准,上图为13点多。其实这种日晷的制作非常简单,唯一的难点就是晷盘刻度的计算部分。如果你不会计算,又不怕麻烦的话,可以这样:先画好圆,确定圆心和过圆心的垂线,然后粘上晷针,摆正方向,手里拿块手表,每到正点的时候用铅笔标上,这样花上一整天的功夫,也可以得到一个计时精确的地平式日晷了。而且这样确定的晷盘有个好处, 就是读出的时间是北京时间,可以当真正的钟表使用。
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日晷,是人类古代利用日影测得时刻的一种计时仪器,其原来理就是利用太阳的投影方向来测定并划分时刻,通常由晷针和晷面组成。
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,起源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,下知端正好指向南天极。
晷面两面都有刻度,分子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥十二时辰,每个时辰又等分为道“时初”、“时正”,这正是一日24小时。绝大部分的日晷显示的都是视太阳时,有些在设计上作了变更,可以显示标准时或是日光节约时间。
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