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看了好多天的星星,陈天又开始琢磨太阳了。
既然制作了记录一年之内时间变化的圭表,那么自然要制作一个记录每天时间变化的工具。
这个工具就是日晷。
日晷是最早的时钟。
太阳每时每刻的位置不同,物体在地上的影子也会自西向东移动。
当太阳在天空运行一個弧形,地上的影子也会画出一道弧形。
将这段弧线分段,自然就出现了不同的时间。
这就是日晷最基本的原理,当然,日晷只能记录白天的时间。
但是日晷的制作,有一个非常重要的条件,那就是必须知道自己所处方位的纬度!
日晷和圭表一样,分为两个部分。
一个是有着时间刻度的晷面,就是一个圆形或者半圆形的圆盘。
正中央竖着一根棍子,就是晷针。
晷针的投影不同时间会指向不同的刻度,就可以记录时间。
这时候会出现一个问题。
太阳每天的位置都是不同的,所以照射在地上的影子位置,自然也不会相同。
冬日太阳从东南升起,西南落下。
那么影子的轨迹就是从西北到东北。
夏日则正好相反。
这样一来,晷面上的刻度,就无法正确地反映出时间。
而解决这种情况的方式只有一个,那就是将晷表或者晷针的角度,与地面呈一个角度,这个角度正好是当地的纬度。
如此每天的影子,就会是一个固定的弧线,可以准确地计时了。
故而搞清楚所处地区的维度,是最为重要的一件事。
一般来说,弄清楚维度最简单的办法,就是在春分和秋分的时候,利用一个垂直物体的影子进行计算。
这一天太阳是在赤道,照射出来影子和物体的夹角,就是维度。
只是陈天不想等到秋分这一天来制作,如果那一天是阴天,没有影子,难道再等半年不成?这个办法肯定是不行的!
所以只能用另外的办法来确定维度了。
陈天抬头看了看天空,突然灵光一闪。
北天极星!
北极星和地面的夹角,也就是人类看北极星之时的仰角,也是维度。
为了确定这个仰角,陈天还做了一个小装置。
在一根垂直于地面的竹竿的上面,用一把尖锐的石刀打了一个孔。
再用两根又细又直的竹节,绑了一个丁字型的工具,将竖着的一端插入竹孔。
这个小工具是可以垂直于地面旋转的,而它的方向也是指向正北。
通过旋转这个小工具,将其一头对准北极星,那么它和地面的夹角就是维度了。
确认对准北极星的办法也很简单,观测者看着小棍的一头,当小棍完全平行于视线时,就会变成一个小点。
而这个小点如果刚好遮挡住了北极星,那么就是观测者的目光指向了北极星。
这样就可以确定观测者和北极星的夹角,也就是维度了。
通过这种方式,陈天测出了自己所处的维度大约是北纬三十二度。
当然,这样数字并不准确,更加精准的数字,还需要在春秋二分的时候进行校正。
只是做个日晷,倒是够用了。
陈天做的是赤道式日晷。
也就是晷面和地面呈三十二度夹角,倾斜向南方,南高北低。
在晷面的中心,垂直有一根指针,贯穿晷面。
指针向北的一端,指向北极星。
当太阳照射时,指向地面的晷针,会在晷面上留下一道影子。
晷面上已经被陈天均匀地分为了十二份,对应着一天的十二个时辰。
清晨,第一缕阳光照射向了大地。
天地之间换上了彩色的涂装,飞鸟穿破丛林,飞向云端。
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