日晷的工作原理:太陽東升西落,它所照射的物休的影子也會隨著移動。在古代人們通過對這個自然現象的觀察,學會了計算時間,發現了日晷。 日晷,是最古老的、以日影測時的計時儀器,如今它已成為人類文明的象徵。
我國歷史悠久、文化發達,也是世界上最早使用日晷測時的文明古國之一。迄今我國發現的最早的石刻日晷乃西漢初年的遺物,距今已有約2200年的歷史了。在我國眾多的古代科技成就史,以日影測時原理製作並應用的日晷,可以說是一顆晶瑩璀璨的明珠。
日晷本義是指日影,是使用太陽的位置來測量時間的一種設備,主要由一根投射太陽陰影的指標、承受指標投影的投影面 (即晷面) 和晷面上的刻度線組成。最常見的設計,也就是最普通的,就是所謂的庭園日晷,讓日影投射在一個標有時刻的平面上,當太陽移動時,影子所指示的時間也將跟著變動。其實,日晷可以設計在任何物體的表面上,讓固定的指標產生陰影來測量時間。因此,日晷有許多種不同的形式:如地平式日晷、赤道式日晷、子午式日晷以及卯酉式日晷等等。
赤道式日晷
赤道式日晷(The ERquatorial Sundial)是依照使用地的緯度,將軸(指時針)朝向北極固定,觀察軸投影在垂直於軸的圓盤上的刻度來判斷時間的裝置。盤上的刻度是等分的,夏季和冬季軸投影在圓盤上的影子會分在圓盤的北面和南面,適合中低緯度的使用。若將圓盤改為圓環則稱為赤道式羅盤日晷。
極地晷
極地晷(TheRE polar Dial)供指時針投影的平面與指時針平行,即與地平面的夾角與地理緯度相同,並朝向正北。時間的刻畫可以用簡單的幾何圖來處理,投影的時間線是平行的線條。適合各種不同的緯度使用。
南向垂直日晷
南向垂直日晷(Vertical Direct South Dial)刻度盤面朝向正南且垂直地面的日晷。這一種日晷較適合在中緯度(30~70)使用。
東或西向垂直式
東或西向垂直式Vertical Direct East or West)刻度盤面朝向正東或正西且垂直地面的日晷。這一種日晷只能在上半日(東向)或下半日(西向)使用,但全球各緯度都適用。
側向垂直式
側向垂直式(Vertical Declining)刻度盤面採用垂直方向的日晷。這一種日晷需要依照建築物的牆面方向換算刻度,不容易製作。依季節及時間的不同,有時不會產生影子。南向與東西垂直日晷都可視為此形的特例。
投影日晷
投影日晷(Analemmatic Sundial)不設置指時針,僅在地平面依地理緯度的不同繪製不同扁率的橢圓,在其上刻劃時間線,並將長軸指向正東西方向,南北向的短軸上則需刻上日期,指示立竿測量時刻的正確位置。
熟悉我們祖輩的傳統科學藝術才能做好日晷雕塑產品,不是隨意製作一塊石板雕刻上時間就是日晷,要經得起時間的驗證,經得起科學的考究才是好的石雕日晷作品。