100次浏览 发布时间：2024-08-19 09:48:48
一个日晷，除了能计时，还能求经度，测纬度，计太阳高度，量磁偏角，查区时，甚至可以测量24节气，几乎覆盖高中地球运动的所有知识，而且，还不挑地方，北京，上海，纽约，悉尼，提过去就可以用，测不准还可以调。假如你正好是一名选考地理的高三学子，你是不是迫不及待地希望拥有它呢？
一.县城最高学府的乌龙事件
老家的县一中，妥妥的一县最高学府，几位荣退的老教师，境界很高，临走的时候，想给百年学府留点什么，于是凑款给学校定做了一尊用大理石打造的非常精美的日晷，一时传为美谈。当我慕名而去时，不看不知道，一看吓一跳，凭我一个日晷爱好者的眼光，发现至少三处错误：朝向不对；角度不对；刻度不对。学校大门坐北朝南，进门就见日晷昂首朝前，晷针指南，好不气派，可惜错了；老家的纬度不到30°，晷针的倾角却在45°以上，角度错了；晷盘正面刻度午时在上子时在下，晷盘背面干脆就光秃秃没有刻度，刻度也错了。正当我感叹斯文之地，文化人办了件没文化的事，又被当年网上一则消息惊到了，堂堂古城西安，在全国人民面前也做了一次错误的示范：南门月城日晷居然装反了。陕西作为文化大省，被“毒舌”网友狠批：都是没文化的人做文化，荼毒子孙。
西安南门月城日晷居然装反了
从此，每次出差旅游，足迹踏及广场、校园，特意留了个心眼。这才发现，日晷装反了，造错了，不是个例。忍不住扼腕叹息，这一最能彰显我们古人高超智慧的计时工具，早已沦为现代人装点门面，打卡留影，无知无畏的吉祥物了。这成了我迫切希望制做一个不挑地方，落地可以随时调整的新式又复古的日晷的最初动力。
二. 日晷的原理和分类
古人或许是受了树影的启发，希望利用转动的影子来计时。如图。
然而“立竿见影”就可以计时吗？学习了地球运动相关知识，了解了太阳视运动规律的同学知道肯定是不行的。因为黄赤交角的存在，太阳日出日落的方位，正午太阳高度都会随季节的变化而变化。导致影子长短、方向变化太大，根本无法用来测量时间。那么如何解决这个问题呢？有时候不得不佩服古人的智慧，在不一定知道地球是球体，地球是在绕太阳公转的情况下，古人根据观察日月星辰的东升西落，发现唯有北极星一动不动，似乎有一个假想的轴，让所有的日月星辰绕之转动，那么做一根实体的轴，太阳绕轴“转动”，影长不变，不就完美地解决这个问题了？
这就是日晷的由来。日晷有很多种类，常见的有地平式、赤道式、垂直式日晷。据考证，日晷在亚洲的发展是和西方并行的。制作垂直式或地平式日晷，晷针平行于地球自转轴，需要有许多关于圆锥截面的知识，因此可以判断它们是希腊几何学的一种自然产物。有人做过深入分析，推断出了日晷在全世界交流的大趋势：耶稣教会传教士把地平式日晷传入中国，他们（或者是他们之前的葡萄牙旅行家）同时也把在中国发现的较简易的赤道式日晷带回欧洲。
大道至简，作为一个地理教师，我是极为推崇据说由中国人首创的赤道日晷，因为它就是一个极简版的地球仪，晷盘代表赤道，晷针指示地轴，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匀速且等长地移动。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。晷盘两面都有刻度。夏半年，太阳光照在晷盘正面，人站在日晷正面前，面南背北，左东右西，太阳东升西落，晷针日影顺时针转动；冬半年相反，人站在日晷背面前，前北后南，左西右东，太阳东升西落，晷针日影逆时针转动。有点遗憾的是，春秋分日或是太阳被云遮挡的日子以及夜晚,日晷便无法计时。
将赤道日晷总结一下：
1. 晷针与地轴平行，晷盘与赤道平行；晷针与地面的夹角等于当地纬度，晷盘与地面夹角等于当地纬度余角；
2. 一天之中，晷针的影子匀速且等长；不同日期，影长在变化，夏至日和冬至日，晷针的影子最短；
3. 晷盘正反两面都有刻度，子时在上，午时在下；夏半年，太阳光照在晷盘正面，晷针日影顺时针转动；冬半年相反，太阳光照在晷盘反面，晷针日影逆时针转动；
三. 我的活动日晷
作品创新之处：对古代的日晷进行了改进和创新：
1、晷针由实心改为空心，既能投影计时，又能观测北极星的仰角（即当地纬度），还能测任一时间太阳高度。
2、晷盘由固定改为活动，夹角可随当地纬度任意调节，大大扩大了其适用的地域范围；底座由固定改为活动，晷针方向可以任意调，利用空心晷管找北极星，找太阳，定纬度，定方向，求太阳高度，操作性强
3、晷盘套上时区转盘，可计地方时、查询换算区时。
活动日晷的七大功能：
1. 计时
2. 测经度（ 利用日晷得出当地地方时，其与北京时间的时差求当地经度）
3. 测纬度（晴朗夜晚，将晷管对北极星，人从晷管中观测到北极星且位于管孔正中心时，座柱上的角度即为当地纬度）
4. 测太阳高度（日晷对太阳，调整底座，晷盘的方向及角度，阳光透过晷管在底座上留下清晰的光斑时，座柱上的角度即为此时太阳高度）
5. 查询换算区时（利用晷面时区转盘，可以推算此刻任一时区区时）
6. 测子午南北（与测纬度方法相同，晷管对北极星即正北方向）
7. 测磁偏角（子午南北方向与指南针的南北方向之间的夹角即为当地磁偏角）
行文至此，一副有了这个日晷高中地球运动没有学不好的模样恐怕又拉了一批仇恨。打住，还是老老实实打卡做题吧。
网上一搜题，又把我伤到了，很多日晷试题，题目本身就错了，看样子踫到日晷，不懂装懂的人真是无处不在啊。下面四组题，你试着去做。有两组中的两道就是错的，你能够发现吗？发现了你能够修改吗？
只要记住刚刚给你的这三个结论，你一定会做，一定会改，解析都不用写了（就是这么自信，哈哈）：
1.晷针与地轴平行，晷盘与赤道平行；晷针与地面的夹角等于当地纬度，晷盘与地面夹角等于当地纬度余角；
2.一天之中，晷针的影子匀速且等长；不同日期，影长在变化，夏至日和冬至日，晷针的影子最短；
3.晷盘正反两面都有刻度，子时在上，午时在下；夏半年，太阳光照在晷盘正面，晷针日影顺时针转动；冬半年相反，太阳光照在晷盘反面，晷针日影逆时针转动；
