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关于赤道日晷的制作以及安放问题

我国的日晷,以赤道日晷为主,地平日晷少见,垂直日晷更是凤毛麟角。某宝上就有众多搞日晷定制的商家,当然绝大多数就是石质的赤道日晷,各家卖点不一:有的强调材质,有的强调工艺,有的强调韵味,但从未见过将精度作为卖点的商家,可见大家都只是把日晷当成一种摆件,而非计时工具。而实际上,日晷只要制作、安放、读数正确,其精度是相当高的,毕竟日晷作为古老的计时工具,从几千年前一直沿用到现在,不准确的话早就被淘汰了。

今天就赤道日晷的制作以及安放问题进行一下简单的整理,欢迎各位网友指正。

1、赤道日晷的制作

要制作一个赤道日晷,最重要的是什么?当然是精度!那精度怎么保证呢?首先,角度要正确:晷面跟水平面夹角要等于当地纬度φ的余角(90°-φ),且晷针要垂直于晷面。所以,赤道日晷必须要根据所在地的纬度制作,特别是某宝上这种定制型的石质赤道日晷,没有可调节的活动部件,必须要事先了解安放地的纬度,然后才能开始设计制作,这种赤道日晷是不存在各地通用型的。可惜许多定制日晷的商家,根本不提纬度这茬事,这样制作出来的成品,充其量只能算个工艺品而已,不具备实际使用价值。

除了精度问题,许多商家的石雕日晷在背面(南面)安放了体积过于巨大的支架,挡住了晷盘上的刻度,甚至有些赤道日晷干脆省略背面的刻度,这样做出来的日晷,就只能算个残次品了。因为赤道日晷在使用时,每年春分到秋分之间,需要观察正面(北面)的刻度;秋分到来年春分之间,需要观察背面(南面)的刻度。挡住或省略掉背面(南面)的刻度之后,日晷就只有半年的时间可用,另外半年,就只好当个摆设了。

2、赤道日晷的安放

在网上查看赤道日晷的安放方向,可以发现不少笑话,比如让正面朝南,背面朝北,这样是不能正确显示时间的。赤道日晷的正确安放方法,是正面朝北,晷针指向正北,这时晷针是平行于地轴的,晷面是平行于赤道面的。

实际安放时,寻找正北是个麻烦事,因为这里需要的是真北,而不是磁北,用指南针测出来的是磁北,不能用。最简单的确定真北的方法是借助北极星或者太阳高度法,具体的操作方法可以参考这篇文章:漫话日晷(13):找不着北怎么办?http://www.bjkp.gov.cn/art/2013/7/23/art_2109_202968.html

不过我觉得文中的方法多少还是比较费时费力的,我认为也可以使用“时间位置对应法”(我自己取的名字)。即根据日影的位置,进行经度、时差修正之后,推算出精确的北京时间,然后调节日晷的朝向,在正确的时间让日影正好落在正确的位置就可以了。举个栗子,我们希望在日影正好落在晷面12:00刻度时进行调节,进行经度、时差修正之后,可以得出日影位置对应的北京时间,这里假设为11:50,我们只需要看一下表,在北京时间11:50的时候调节日晷朝向,让日影恰好落在晷面的12:00刻度上即可。日晷时间显示正确,那么其指向自然也是正确的。(这个方法我没有试验过,纯属推测,今天发出来,欢迎大家拍砖。)

当然,做好这一切的前提是日晷必须角度正确,符合当地纬度,且放置日晷的台面要保证水平,这一点不难,借助建筑装修工人的水平尺就可以做到。

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留言 5

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  1. #3

    老师,看赤道日晷的时间,如果各角度正确,赤道日晷的12时应该在正下方才对是吧?那个位置的晷针是不是就是正对北极的呢?

    志磨6个月前 (03-18)回复
    • 12时刻度在正下方,晷针是正对北极星的。

      高海鹏6个月前 (03-19)回复
  2. #2

    老师,我们锡林浩特市的经度116度,纬度43度,我如何测真北,并得到准确时间?

    志磨6个月前 (03-18)回复
    • 测真北的方法很多,不要求高精度的情况下,最简单的就是借助北极星,让晷针瞄准北极星就可以了。准确时间需要在当地真太阳时的基础上加减经度时差修正和真平太阳时差修正,所谓“北京时间”,指的是东经120°的时间,你所在的经度是东经116°,所以当地时间比北京时间早(120-116)/15*60=16分钟,这就是经度不同造成的经度时差。至于真平太阳时差,可以查现成的表格,根据日期确定是加还是减。

      高海鹏6个月前 (03-19)回复
  3. #1

    老师,还有什么方法不用指南针找真北的?

    志磨6个月前 (03-18)回复

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