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日晷有哪些种类分别有什么作用

发布时间:2021-01-07 10:02:18 阅读: 来源:活动房厂家

日晷有哪些种类?分别有什么作用

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。

地平式日晷

亦称水平式日晷(The Horizontal SundialE),地平日晷的晷面必须严格水平,晷面和晷针之间的夹角就是当地的地理纬度。晷面刻度需要利用三角函数计算才能确定。适合低纬度的使用。

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。这是地平式日晷重大的缺陷。地平日晷制造容易,安装简便,除了把它作为一般的测时工具外,常常在城市广场、花园、道路、小区、寺堂、学校、码头和游览点等都可看到它的踪影,显得非常别致和美观。

赤道式日晷

赤道式日晷(The ERquatorial Sundial)的晷面为赤道面,依照使用地的纬度,使赤道式日晷的晷面平行于赤道面。晷盘上的刻度是等分的,夏季和冬季轴投影在晷盘上的影子会分在晷盘的北面和南面。适合中低纬度地区使用。若将晷盘改为圆环则称为赤道式罗盘日晷。

赤道式日晷亦称斜晷。赤道式日晷是日晷世界中最重要和最常见的,也是中国古代最经典和传统的天文观测仪器。

赤道式日晷的明确记载初见于南宋曾敏行《独醒杂志》卷二中提到的晷影图,但晷盘是木制的。后世改用石质晷盘,金属晷针。北京故宫等处保存的都是清代制造的石质赤道式日晷。

极地晷

极地晷(The polar Dial)晷盘与晷针平行,即晷盘与地平面的夹角和地理纬度相同,并朝向正北。时间的刻画可以用简单的几何图来处理,投影的时间线是平行的线条。适合各种不同的纬度使用。

垂直式日晷

亦称立晷。它是晷盘面垂直于地平面刻度盘面采用垂直方向的日晷。欧洲的英国、法国、德国、意大利、奥地利等国,在一些古代和现代华丽的中层建筑的向南和向北(东西方向)以及向东和向西(南北方向)的墙上,附建有各种不同色调、大小和风格相异的日晷雕塑。

垂直式日晷有标准向南、向北和向东、向西四个面,可分为三种:“垂直向南日晷”、“垂直向北日晷”和“垂直向东和向西日晷”。

垂直向南日晷(Vertical Direct South Dial)刻度盘面朝向正南且垂直地面的日晷。这一种日晷较适合在中纬度(30~70)使用。

东或西向垂直式(Vertical Direct East or West)刻度盘面朝向正东或正西且垂直地面的日晷。这一种日晷只能在上半日(东向)或下半日(西向)使用,但全球各纬度都适用。

投影日晷

投影日晷不设置指时针,仅在地平面依地理纬度的不同绘制不同扁率的椭圆,在其上刻划时间线,并将长轴指向正东西方向,短轴指向南北向并刻上日期,指示立竿测量时刻的正确位置。

折叠式日晷

一种便于携带的日晷称为折叠式日晷,含有以绞链结合在一起的两个小晷面,通常会折叠起来放在平整的小盒子内,以方便放在口袋中。晷针则是在两晷面之间的带子,当带子被扯紧拉直时,两个晷面会互相垂直,一个面形成垂直式日晷,另一个面则是水平式的日晷。

让两个晷面以不同的角度结合(会产生不同的投影),折叠式日晷便可以自行调整。当两晷面显示出相同的时间,而且绞链是水平的,折叠式日晷指示的是当地的视太阳时。另外,当绞链朝向北方(在北半球时),折叠式日晷被旋转了一个角度,晷针才能与地球的自转轴平行,则当正午、日出与日落时,折叠式日晷的时间不会受到纬度改变的影响,但是在早上9点和下午3点,纬度每偏差1度,在两个晷面上的时间便会相差4分钟(肇因於日晷在错误的纬度上)。

折叠式日晷可以像指南针一样来使用,甚至可以测量纬度。有些折叠式日晷附有小的铅锤和分度器来读取正确的纬度;也有些附有指南针,可以测量地理上的特徵。在古代,大型的(1公尺以上的)摺叠式日晷曾经被用於航海上。

等高仪日晷

等高仪日晷(Elevation sundial)可以显示正确的日期,是使用在导航与天文学上的日晷。在设计上是一个平坦的小圆环,有一个小把手,或是像表链上的饰物,还是小装饰。 当以把手将环悬吊起来时,小孔会在环的内侧投下阴影,经由环内的标示可以显示时间,但在测量时,使用者必须知道是上午还是下午。通常这个小孔被设置在一片可以滑动和锁住,用来调整日期的金属片上。

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