古人摆放日晷的依据是什么?

我们知道,阳光下物体的影子变化是有规律的,早上影子朝西,下午影子就转到东边。 我们可以利用这个规律来测量时间。 最理想的情况就是太阳每天都是一样的,从同样的地方升起来,划过相同的弧线,又从同样的位置落下,每天正午时太阳的高度都是相同的。 这样,每天的日影都是固定的,测量时间就成了很简单的事情。

但是,这种情况是不可能存在的。

同学们都知道,地球是围绕太阳公转的,地球围绕太阳公转的轨道所在的平面叫做黄道面。 地球赤道所在的平面叫做赤道面。 黄道面与赤道面之间有个夹角,大约是23°,这个夹角几乎是不变的,所以我们会发现地轴总是指向北极星。 ,我们会发现,一年四季中,太阳在天空中走过的轨迹变化实在是太大了。 以北纬36°的泰安为例,夏季的时候太阳会从东北方升起,冬季的时候又从东南方升起;夏天中午影子很短,冬天中午影子很长。 更让人崩溃的是低纬度地区,中午的时候有的季节影子朝北,有的季节影子朝南,有的季节干脆没了影子——太阳就在正头顶。

所以,直接插根棍子在地面上是不行的,一年四季影子长短、方向变化太大,实在是没法测量时间。

怎么解决这个烦人的问题呢?科学家们想出了一个绝妙的好主意。 我们只需要让这根小棍平行于地轴,这样不管太阳的高度怎么变化,我们都能保证小棍的影子长度不变。 想象一下,假如你就住在赤道上,你用绳子将一根小木棍平挂起来观察影子,是不是一年四季影子的长短都不会变化呢?在地球上的其他地方,也是一样的,只要我们保证木棍指向北极星,那么木棍就一定平行于地轴。 这根木棍,就是日晷上的晷针

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