基本介紹
- 中文名：太陽鐘
- 外文名：Sun clock
- 別稱：日冕
- 類別：計時儀器
- 出現年代：春秋時期
- 主要種類：土圭，圭表，日晷
簡介,日晷,圭表,立竿見影,歷史,據載,
簡介
地球的自轉和繞太陽的公轉就組成了太陽鐘，它普遍存在---地球上的每一個人都可以在任一地方觀測到它和套用它；它是可靠的---預見不到它會停止或“損失”時間；它的穩定度很高---科學家們依據它的時標能預見到地球上任何地方日出或日落的時、分、秒等；還能早幾百年或幾千年遇見到日蝕或月蝕以及別的與時間有關的事件。此外，它不涉及人們的運算---在國際上不存在爭論“誰的太陽最權威”的可能性，人們不必對它的運轉或調節負任何責任。然而，這個古老而光榮的“鐘”也有嚴重的缺陷。其中一個事實是：太陽鐘與更精密的標準鐘相比，並不是一個很穩定的鐘。
在歷史的長河中，天文學和計時學是相伴發展的，可以說有了天文學，也就有了計時學，計時儀器和天文儀器一樣，是經過漫長的發展歷程逐漸精確化的。最古老的計時儀器是土圭、圭表和日晷，其原理是通過太陽的投影和方位計時，一般通稱日冕，也稱太陽鐘。
日晷
日晷又稱晷儀，也是觀測日影記時的儀器，它與圭表的區別是：圭表的根據日影的長短判別方向測定季節、全年日數和冬至、夏至就在的日子，推算曆法等；日晷的套用，主要是根據日影的位置，以指定當時的時辰或刻數，是我國古代較為普遍使用的計時儀器，但在史籍中卻少有記載，現在史料中最早的記載是“漢書·律曆志·制漢歷”一節：太史令司馬遷建議共議“乃定東西，主晷儀，下刻漏”，而“漢書·藝文志”中列有晷書34卷，但僅存書名，而無內容。
“隋書·天文志中記載了耿詢的成就，“觀測日晷和刻漏，是測天地正儀象的根本”。“明史·天文志”對日晷的形制，定時之法都有詳細的記載。較之圭表，它已複雜多了，可以說是一種真正的儀器了，發展到清代，不僅可以計時用，日晷本身已成為一件裝飾藝術品。
日晷名稱是由“日”和“晷”兩字組成。“日”指“太陽”，“晷”表示“影子”，“日晷”的意思為“太陽的影子”。因此，所謂日晷，就是白天通過測日影定時間的儀器。日晷計時的原理是這樣。在一天中，被太陽照射到的物體投下的影子在不斷地改變著，第一是影子的長短在改變，早晨的影子最長，隨著時間的推移，影子逐漸變短，一過中午它又重新變長；第二是影子的方向在改變，因為我們在北半球，早晨的影子在西方，中午的影子在北方，傍晚的影子在東方。從原理上來說，根據影子的長度或方向都可以計時，但根據影子的方向來計時更方便一些。故通常都是以影子的方位計時。由於日晷必須依賴日照，不能用於陰天和黑夜。因此，單用日晷來計時是不夠的，還需要其它種類的計時器，如水鐘，來與之相配。
圭表
據記載，春秋時期，我國就出現了借日測影的計時鐘叫“圭”。
由放置在正南、北方向平臥的尺子“圭”和直立在平面的標竿“表”組成。
測量表影的長度可以定出正午時刻，並推算出24節氣。從表影長度的周期變化，如連續兩次日影最長或最短之間的時間間隔，就可以定出一個回歸年的長度（所包含的天數），同時，還能測出日影最短的那一天是夏至，日影最長的那一天是冬至。
圭表的缺點是計時精度不高，套用的局限性較大，夜裡和陰天就根本不能計量時間了。
登封觀象台是我國現存最早的天文台，由台身和石圭兩部分組成，距今已有700多年，是元代傑出的科學家郭守敬主持建造的，為當時全國的觀測中心。當時郭守敬利用這座觀象台編制了當時最先進的曆法??授時曆，這部曆法施行達360年。授時曆計算出一個回歸年的長度，比地球圍繞太陽轉一周的實際時間只差26秒，而現在世界通用的陽曆是公元1582年才制定的，它與授時曆相一致，但比我國授時曆要晚300年。登封觀象台為全世界矚目。觀象台、授時曆和郭守敬，都是中華民族的驕傲！
立竿見影
立竿見影原意是指：把竹竿立在太陽光下，可立即看到影子，比喻收效迅速。古代人最早觀察到的天文現象就是太陽的東升西落，但是，由於太陽是一個光芒耀眼的天體，直接觀察它是不很方便的。以後人們在長期的生活實踐中早就發現，在陽光下的各種物體投在地面上的影子都是隨著太陽在天空中的移動而不斷緩慢地變化著位置的，並且還知道這些影子的位置與太陽在天空中的位置是一一對應的。於是他們也就能夠根據陽光下物體的影子方向的變化來判斷太陽在天空中的方位，從而方便地知道當時的時刻。經過對陽光下各種物體的影子的長期觀察，於是入們就常選擇一塊比較平坦的地面，當中豎立一根竿子，再在地面上畫上一些用來表示時刻的線條，根據竿子的影子和這些線條的相對位置，就可以直接讀取時刻了。這就是原始的日晷。“立表見影，視影知時”，這就是利用日晷測時的基本原理。
歷史
中國太陽鐘的歷史上，指極表或指極針的發現可上溯到公元前四世紀，而周漢之間的12時辰制是非常先進的，在公元前四世紀以前已成為一種不變的時制。
唐代的赤道式日晷，是所有日晷中計時最準確的。後經阿拉件人或猶太人將其傳入西方，十七世紀時赤道式日晷風行於歐洲，人們稱它為“二分式日晷”。明末之後，中西各種日晷在社會上廣泛使用，種類之多，前所未有。山西姚喬林是十八世紀著名的日晷製作家，其流派遠播廣東。
總之，太陽鐘橫跨人類歷史數千年，在使用中不斷發展和進步，為社會的發展，科學技術的進步起到了推動的作用，不僅可以計時，而且能求得標準時間，甚至可以校對現代的鐘表。
