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考古人员在古埃及帝王谷发现3300年前的日晷

时间:2019-12-05 10:05来源:未知

  报道援引巴塞尔大学考古队领队苏珊·比克尔的话说,这尊日晷的晷面仅茶盘大小,上面绘有黑色半圆,分为12个刻度,每个刻度间夹角为15度,与现代人使用的半圆仪别无二致。晷面上装有一根16厘米长的木棒作为晷针,古埃及人可根据晷针在晷面上的阳光投影确定时间。

  士巴塞尔大学研究人员日前在埃及东部埋葬古埃及新王国时期法老与贵族的帝王谷发掘出一尊距今3300余年的日晷。

  报道援引巴塞尔大学考古队领队苏珊·比克尔的话说,这尊日晷的晷面仅茶盘大小,上面绘有黑色半圆,分为12个刻度,每个刻度间夹角为15度,与现代人使用的半圆仪别无二致。晷面上装有一根16厘米长的木棒作为晷针,古埃及人可根据晷针在晷面上的阳光投影确定时间。

  瑞士考古人员在公元前13世纪的一座石屋遗址附近发现这尊日晷。他们认定石屋的主人曾是在帝王谷修建法老陵寝的工匠,因此这尊日晷很可能是这些工匠的计时器。

  日晷的原理是利用太阳投射的影子来测定并划分时刻。日晷由一根投射太阳阴影的晷针、承受晷标投影的投影面(即晷面) 和晷面上的刻度线组成。

  日晷本义是指日影,是使用太阳的位置来测量时间的一种设备,主要由一根投射太阳阴影的指标、承受指标投影的投影面 (即晷面) 和晷面上的刻度线组成。最常见的设计,也就是最普通的,就是所谓的庭园日晷,让日影投射在一个标有时刻的平面上,当太阳移动时,影子所指示的时间也跟着变动。其实,日晷可以设计在任何物体的表面上,让固定的指针产生阴影来测量时间,因此日晷有许多种不同的形式,基本上可以分为地平式日晷、赤道式日晷、子午式日晷和卯酉式日晷等等。

  水平式日晷(The Horizontal SundialE)是最常用的日晷,采用水平式的刻度盘,日晷轴的倾斜度,依使用地的纬度设定,刻度需要利用三角函数计算才能确定。适合低纬度的使用。

  赤道式日晷(The ERquatorial Sundial)是依照使用地的纬度,将轴(指时针)朝向北极固定,观察轴投影在垂直于轴的圆盘上的刻度来判断时间的装置。盘上的刻度是等分的,夏季和冬季轴投影在圆盘上的影子会分在圆盘的北面和南面,适合中低纬度的使用。若将圆盘改为圆环则称为赤道式罗盘日晷。

  极地晷(TheRE polar Dial)供指时针投影的平面与指时针平行,即与地平面的夹角与地理纬度相同,并朝向正北。时间的刻画可以用简单的几何图来处理,投影的时间线是平行的线条。适合各种不同的纬度使用。

  南向垂直日晷(Vertical Direct South Dial)刻度盘面朝向正南且垂直地面的日晷。这一种日晷较适合在中纬度(30~70)使用。

  东或西向垂直式Vertical Direct East or West)刻度盘面朝向正东或正西且垂直地面的日晷。这一种日晷只能在上半日(东向)或下半日(西向)使用,但全球各纬度都适用。

  侧向垂直式(Vertical Declining)刻度盘面采用垂直方向的日晷。这一种日晷需要依照建筑物的墙面方向换算刻度,不容易制作。依季节及时间的不同,有时不会产生影子。南向与东西垂直日晷都可视为此形的特例。

  投影日晷(Analemmatic Sundial)不设置指时针,仅在地平面依地理纬度的不同绘制不同扁率的椭圆,在其上刻划时间线,并将长轴指向正东西方向,南北向的短轴上则需刻上日期,指示立竿测量时刻的正确位置。

  平日晷晷面水平放置而晷针指向北极,晷面和晷针之间的夹角就是当地的地理纬度。

  日晷的制作除了指时针必需正确的安装之外,时间线的刻划也不能忽视。各形日晷时间线的刻划与日晷的地理位置,指时针的高度等,都有关系。假设地理纬度为φ,指时针的高度为H,要刻划的时间与正午的差值为T;时间线与指时针的夹角为A,距离为D,则各形日晷的计算式如下:

  (2) 赤道式日晷:等分圆盘,每小时相当与十五度,正午线) 极地晷:D=H*TAN(15*T)

  (6) 侧向垂直式:TAN(A)=SIN(O)*TAN(R+15*T);指时针与墙面垂线的夹角TAN(W)=SIN(θ)*COT(φ);指时针高出于墙面的夹角SIN(O)=COS(θ)*COS(φ);指时针与正午线的时间线差COT(R)=COT(θ)*SIN(φ);6点与12点时间线的夹角COT(S)=SIN(θ)*TAN(φ);θ:日晷墙面的斜角

  (7)投影日晷:D= SIN(T*15),V= sin(φ)*COT(φ);椭圆长轴与短轴的比:sin(φ);竖竿(人立足)的位置:Z=TAN(del)*COS(φ);del:太阳的赤纬,V:时间点在短轴方向上的值;D:时间点在长轴方向上的值。

  由于从春分到秋分期间,太阳总是在天赤道的北侧运行,因此,晷针的影子投向晷面上方;从秋分到春分期间,太阳在天赤道的南侧运行,因此,晷针的影子投向晷面的下方。所以在观察日晷时,首先要了解两个不同时期晷针的投影位置。中国古代测时仪器。由晷针和晷盘组成,晷盘上有时间刻度,晷针垂直于盘面,通过晷针日影在盘面上的方向就能测定时间。因盘面安置的方向不同,日晷可分为地平日晷、赤道日晷、立晷、斜晷。

  日晷的早期历史尚不清楚,最早的可靠记载是《隋书·天文志》中提到的袁充于隋开皇十四年(594)发明的短影平仪(即地平日晷)。赤道日晷的明确记载初见于南宋曾敏行《独醒杂志》卷二中提到的晷影图,但晷盘是木制的。后世改用石质晷盘,金属晷针。北京故宫等处保存的都是清代制造的石质赤道日晷。赤道日晷的晷面平行于赤道面,晷针指向南北极。相持既久,日晷渐移。

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