赤道式日晷的制作

来源：科技小制作网 作者：皮蛋豆腐

     使用的材料：一个鞋盒和一些白纸，一根竹签（烤肉串上的打磨一下），另外需要一些胶水或双面胶带。

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      需要的工具：剪刀、壁纸刀、圆规、指南针、水平仪、带量角器的三角尺和一支笔。

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      首先把鞋盒的外表面粘上白纸，无他，为了美观。盒盖边沿剪去，变成一张纸板，外面也用白纸糊起来。

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      沿鞋盒的长边画一条中心线，距边沿1/3的位置画一条垂直线，注意垂直线要延长到两个侧面。

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      在鞋盒盖子——现在已经成为一张白纸板了——上面如此作图。就是找圆心，用圆规画2个同心圆，通过圆心画水平线和垂直线。大圆下面的弧线是用三角板上的弧线工具画的，弧线以外的部分将来要剪掉。

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    下面是完整的日晷晷盘图样，首先在通过圆心的水平线和垂直线上找出标志性的刻度，最右面是6点，最左面是18点，最下面是12点，最上面是0点，其它时刻用圆规均分得来。

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      注意这是晷盘的正面，时间刻度沿顺时针方向由小到大，且间距均匀，与机械时钟表盘唯一的区别是，这是24小时刻度的，当然夜晚的时间不必标记，因为晚上是看不到太阳的！

      下面是晷盘的反面图样，与正面的区别就是时间刻度沿逆时针方向由小到大。

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      晷盘的两面都画好后，沿边缘剪掉多余的部分，再把竹签从圆心处穿过，如此日晷的主要部分——晷盘就制作完毕了。

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      下面我们来制作日晷的基座。在纸盒子侧面事先画好的垂线那里用量角器量出一个42.4度的角，这是沈阳市的纬度。您家的纬度是多少，这个角就画成多少。纬度可以在地图上查，在网络上搜索，也可以用手机或汽车上的GPS导航仪测量。

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      下面是一些城市的纬度：

      上海，北纬31度11分；南京，32度4分；杭州，30度15分；长沙，28度12分；重庆29度12分；成都，30度40分；福州26度5分；广州23度15分；昆明25度4分；北京39度55分；天津39度8分；青岛36度4分；西安34度15分；乌鲁木齐44度46分；拉萨28度40分；

      沿着纸盒表面的线切一刀，再沿着侧面刚画好的斜线下切2厘米左右，总体效果相当于斜着在纸盒上“切”了一刀。

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      把晷盘下端插进基座的切口，这样晷盘跟垂直面的夹角就是42.4度，也就是沈阳的纬度，跟水平面的夹角是（90-42.4）度。

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      将竹签插进晷盘的圆心，上端和下端留出同样的长度，用三角板校正，使竹签与晷盘面垂直。这根竹签正式的称呼叫“晷针”。

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      到这里一台赤道式日晷就算完工了！当然要想让它正确地指示时间，还需要再费点周折。日晷的方向要冲正北，如图指南针的磁针与日晷基座上的中心线平行，指向正北。

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      需要指出的是，指南针并不是指向正南正北，指南针的方向与正南正北的方向之间有个夹角，叫磁偏角，例如沈阳的磁偏角为7度44分。而且不同地区的磁偏角大小也不尽相同，在精度要求高的场合，磁偏角要考虑进去。因为我们做的这个东西精度并不是很高，因此磁偏角的影响可以忽略不计。

      用水平仪使基座水平。

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      经过方向与水平的调整，我们亲手制作的赤道式日晷终于可以工作了！现在它的晷盘与地球赤道平行，晷针与地轴平行且指向正北。这样一来，一天当中晷针在阳光下投射的影子，可以看做是在晷盘上匀速转动， 从而方便我们计时。

      下面的日晷显示的时间为13点多一点。

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      需要说明的是，日晷上得到的时间是当地时间，准确点说是当地太阳时间，与我们普遍使用的北京时间有些差距（假如您不在北京居住）。而且太阳和地球的运动也不是严格按照几何学的描述，因此好一点的日晷上面都有一个时间修正表格，用来参照得出更加准确的时间。对于我们一般人来说，不必对这个问题深究。有一个简便的修正时间的法子，就是在保证晷针指向和晷盘倾斜角度都不变的情况下，转动晷盘，使日晷的指示时间与您的手表显示的时间相同，这样您就拥有一个真正可以当成钟表用的日晷了！