日晷的演變與應用
自古以來，人類便觀察太陽運動的軌跡，並運用其原理發明瞭日晷來計時。日晷的類型繁多，不同的設計原理和構造方式造就了它們各自的特色和侷限性。
原理與構造
日晷的原理基於太陽的相對位置或高度，通過投射晷影或陰影來顯示時間。常見的設計包括陰影型日晷和高度型日晷。陰影型日晷以晷影器投射的陰影來指示時間，而高度型日晷則測量太陽在天空中的高度。
常見類型
設計於不同緯度和使用方法的日晷類型包括：
- 水平日晷：晷面與水平平行，晷針與緯度角相等，刻度根據三角函數計算而得。
- 赤道日晷：晷面平行於赤道，晷針與自轉軸對齊，刻度均勻等分，不同季節的影子分佈於晷面的南北兩側。
- 極地日晷：晷盤與晷針平行，晷針傾角為緯度角，投影時間線形成平行線條。
- 投影日晷：無指時針，在地平面上根據緯度繪製扁率橢圓，並標記時間線，長軸指東西，短軸指向南北。
便攜式日晷
摺疊式日晷是一種便於攜帶的日晷，通過兩個絞鏈連接的小晷面形成垂直式和水平式日晷。晷針位於兩晷面之間，拉直後垂直成型。
起源與歷史
日晷起源於古巴比倫時期，約公元前6000年，中國則在公元前3000年左右的周朝開始使用。日晷不僅可以顯示時間，還可以幫助判斷節氣和月份。
限制與侷限性
雖然日晷具有悠久的使用歷史，但其限制性也在所難免。日晷只能在白天有陽光時使用，而且緯度對晷針的傾角和時間線的刻度都有影響。機械鐘錶的出現也逐步取代了日晷在計時的用途。
歷史
– 日晷最早可追溯到古代巴比倫和埃及。
– 在公元前 3500 年左右，美索不達米亞發明瞭最早的日晷，稱為「gnomon」。
– 公元前 1500 年左右，古埃及人使用「塞沈特」日晷來測量時間。
原理
日晷的工作原理是利用時太陽投影的影子，將時間轉化為空間角度。
- 晷面：日晷的平面，可以是水平、垂直或不同傾角。
- 晷針：安裝在晷面上的棒狀結構，其方向與地球軸對齊。
- 晷影：晷針在陽光下產生的陰影。
| 日晷種類 | 特點 |
|---|---|
| 水平日晷 | 最常見的類型，晷面平行於地平線 |
| 赤道日晷 | 晷面平行於赤道，適合赤道附近的區域 |
| 傾斜日晷 | 晷面與地平線成一定角度，適合緯度較高的地區 |
| 球面日晷 | 晷面為球形，適合任何緯度 |
用途
* 計時：顯示特定時間和日期。
* 導航：確定方位，引導航行或旅行。
* 宗教和天文：在古代文化中具有宗教和天文用途。
製作
製作日晷需要考慮以下因素：