日晷的工作原理
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。
日晷的制作方法
步骤一:选取适当厚度与硬度的纸板作为材料。
步骤二:设定R的长度,则纸板长度至少为R(1+cscθ)再加上2公分做边,宽度大约长度的一半即可。(注:以高雄为例,若定R为1公分,纸板至少长3.61公分再加上2公分的边)。
步骤三:以虚线画出DC线段,晷面(左方)长为R(加1公分的边),右方作为地平面,长度为Rcscθ(也留1公分的边)。
步骤四:在DC线段上取中点G,作PGO线段与DC垂直,距离G点左方R处,就是O点。
步骤五:以O点为圆心,适当的长度为半径做半圆。
步骤六:在半圆上每隔15度画半径,作为时刻的刻度。
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