[转载]结识一个垂直式日晷(已发表)
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日晷的日”指太阳,“晷”表示影子。日晷是利用日影测定时间的一种仪器或器具,是人类为生存和发展最早创制的天文仪器,为几千年人类文明起了不可估量的作用。日晷主要由晷表和晷面两部分组成。天气晴朗时,阳光倾泻在晷表上,在其下方的晷面上拖曳出一条清晰的影子。随着时间流逝,太阳在苍穹上缓步轻移,晷表的影子亦步亦趋地在晷面上缓行。劳作的人们,看一下影子的位置,就能读出时间等信息。现在钟表已经进入日常生活,日晷似乎完全退出历史舞台,但是,它仍然被人们小心的珍藏着,若不相信,就请在今后的生活中多加留意,你会发现在旅途中能经常与它们不期而遇,在新策划的大型活动和公共景观中,闪现它们的身影。这可能是因为,人们都需要时常重温逝去的岁月,需要感受光影流逝的时间故事。
日晷按照晷面放置的方式,大致分为三类。一类为水平放置,被称作地平式;一类为平行赤道面放置,被称为赤道式。当然,如果在南极和北极地区安放日晷,由于地平面和赤道面平行,那么地平式、赤道式就没有区别了。我国的日晷多为地平式、赤道式的。而在欧洲的一些国家,如英国、法国、德国、意大利、奥地利等,许多古代和现代建筑的墙面上,都装有大小、风格各异的日晷。这种放置在墙面上的日晷,就是“垂直式日晷”。这种日晷既节省空间,又能从远处看到,还能为建筑物增加独特魅力。
美国华盛顿大学,是世界名校,在它的教授和毕业生中有多位诺贝尔奖得主,它对垂直式日晷也情有独钟。在西雅图校区,1994年建成的物理天文大楼的外墙上,就有一个引人注目的日晷。日晷位于礼堂一侧的南墙上,由该校天文系教授设计,已经成为校园一道亮丽的风景。
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日晷全景
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日晷说明图
怎样看华盛顿大学物理天文楼上的日晷呢?
前面说过,日晷主要由晷表和晷面两部分组成。晷表是指在阳光照射下产生影子的那个“物”,可以是针、杆、线、板等,还可以是人。你一定听说过人影日晷吧。晷表中还包含一个特殊部分,位于晷表的边缘或顶部,叫做晷针,它形成的影子直接指示晷面上的刻度。虽然叫做晷针,但也不都是针状,可以有许多形状,还有可能是狭缝,空洞等。这个日晷的晷针,就是一个小圆球。
每天,只要太阳肯露面,就能从日晷上读出时间,就像看钟表一样。这是因为太阳每天从东方升起,西方落下,而日晷面向南面,所以晷针的影子会从左方移到右方。太阳落山,影子消失在图中标注的那条昏线上。太阳一旦升起,阳光照在晷针上,影子就马上出现在最左边。此后,不用靠任何动力,日晷就自动开始工作了,使人们根据晷针影子所在的位置读出时刻。
西雅图在一年中采用两套标准时间。日晷上标注的PDT,是 Pacific Daylight Time 的缩写,意思为“太平洋夏令时间”,美国西海岸(旧金山 洛杉矶 西雅图 波特兰)在夏季时采用。标注的PST ,是Pacific Standard Time的缩写,意思为“太平洋标准时间”。夏令时比标准时早1个小时。
所以,在夏令时时,读影子在下面曲线上所指示的数字,其他时候,就读影子在最上面曲线上所指示的数字。
这个日晷除了能够指示每时每刻的时间,还会指示当天的日期。要想看出来,请对照日晷说明图,读下面的解释。
不同季节,晷表影子的长短不同。夏天,太阳高挂天空,晷表的影子较长,所以每天晷针的影子划过的路径会低一些。夏至那天,晷表影子最长,晷针影子划过的曲线就是最下面的那条。冬天,太阳低悬,晷表的影子较短,所以每天晷针的影子划过的路径会高些。冬至那天,晷表影子最短,晷针影子划过的曲线就是最上面的那条。春天、秋天,晷表的影子不太长,也不太短,所以,晷针影子划过的曲线,就位于中间部分。正中间的那条线,就是春风、秋分那天,晷针影子的轨迹。
所以,可以根据晷针影子的高低位置,大致估计出月份。那么能读出较准确的日期吗?
请看日晷的中心部分,那里有一个8字形状的曲线,这是依据什么画出来的?
如果每天或隔几天,在同一地点,在固定时间,在晷面上,用画点的办法记录晷针影子的位置,一年后,把这些点连起来,就会形成一条8字曲线。这种曲线叫做太阳8字曲线,或是地球仪8字曲线。而这个日晷上的8字曲线,是每天正午的时候记录晷针影子位置而形成的。
所以,当看到晷针的影子终点恰好落在太阳8字曲线上时,就是太平洋标准时间12点,或是夏令时1点。同时根据影子所在位置,就能读出准确日期!
最后要说明一下,日晷显示的时间是当地的真太阳时,物理天文楼的地理经度为西经122度19分,也就是说日晷显示的是西经122度19分的真太阳时。而美国采用的太平洋标准时间是采用西经120度经线所在地的地方时间。还有,太阳本身运动并不均匀。所以日晷显示的是时间与通用时间有些差异,最多要晚20多分钟。
最后,请试试看,读一读日晷上的时间?
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10月底,大约下午4:30。

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