接古代的时钟——日晷（2）

      下面我们来制作这个日晷的晷针。如下图，将A4纸折叠，在上面画一个直角三角形，底边与斜边的夹角为当地的纬度，我用的是沈阳的纬度42.4度。

       

      不错，水平式日晷的晷针一般不是一根竹签那种的针形，而是利用这种三角形的斜边，如此晷针倾斜的角度很好掌握。用剪刀沿线剪下，注意标有“留边”的那条边要稍微多留出一点，为了用胶水粘接方便。晷针粘接好后，这个日晷就算完成了。

  

      利用指南针使日晷对准正北方向，此时三角形晷针的斜边与地轴平行。

  

      当有阳光直射下来的时候，就可以读时间了。

  

      读数的时候以晷针斜边的阴影为准，上图为13点多。其实这种日晷的制作非常简单，唯一的难点就是晷盘刻度的计算部分。如果你不会计算，又不怕麻烦的话，可以这样：先画好圆，确定圆心和过圆心的垂线，然后粘上晷针，摆正方向，手里拿块手表，每到正点的时候用铅笔标上，这样花上一整天的功夫，也可以得到一个计时精确的地平式日晷了。而且这样确定的晷盘有个好处， 就是读出的时间是北京时间，可以当真正的钟表使用。

      地平式日晷可能是人类最早发明的日晷，因为它跟地上插根竹竿看日影那种原始的计时方式最接近，第一种赤道式日晷则应该是人类了解了太阳运动规律之后的产物了。

       最后我们再来做一个面向南方的垂直式日晷。如下图，因为晷盘面与地面垂直，面向南方，因此东方是18点，西方是6点。同样设当地纬度为Φ，太阳时角为t，某一时刻与圆心的连线跟正午12点的连线夹角为α ，则这三个角度之间的关系为：tanα=tant*cosΦ

  

      我们同样使用沈阳的纬度Φ =42.4度，下面是计算出的结果：

        6/18      7/17      8/16      9/15      10/14      11/13      12  (时间)

  t       90          75         60          45          30           15          0   (太阳时角)

α        90         70.1       60        36.4       23.1        11.2        0  (各时刻对应的角度）   

      根据上面的计算结果，用直尺和量角器画出完整的晷盘。

  

      下面制作晷针。注意晷盘是垂直的，因此三角形的晷针与垂直面结合的一边要留出粘贴用的边，此边相对的一角角度为当地纬度。三角形里面还画了个浅浅的弧线，将来要按次弧线剪下，为的是给晷针增加些美感。

  

      剪好的晷针。根据三角关系，标注的角度是当地纬度的余角。

  

      完成的南向垂直式日晷，利用磁针使晷盘面朝向正南。为了把晷盘画精确一些、清楚一些，  结果它比鞋盒大了，很不美观，呵呵。晷针也有些大，象老外的长鼻子，很丑。

  

      把它放在阳光下读取时间。

  

      因为北半球的房屋一般都是朝南的，因此这种南向垂直式日晷可以直接刻在正面的墙壁上，即方便人们出入的时候看世界，也不占空间，因此这种日晷恐怕是古代最受欢迎的日晷了。

      同样也可以不经过计算，用现代的计时工具来确定晷盘的刻度，如今谁家墙壁上刻这样一个东西，绝对吸引眼球。

      日晷的种类还有许多，在文章的最后，我们简单介绍一些。

      投影式日晷：

  

      书卷式极向日晷：

  

      半圆柱型日晷：

  

       双环垂直式日晷：

  

      赤道环式日晷：

  

      球体日晷：

  

      子午式日晷：

  

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