日晷的計時缺陷?來源：科技日報時間是人類生活的重要參考依據現代人往往通過鐘表來計時并安排工作和生活,但我國在清代以前是沒有鐘表的,要想計時的話很不容易當然,這并不代表古代沒有計時工具古代人們在長期的生活和生産實踐中,通過對一些自然現象的不斷觀察,逐漸掌握了日升日落、星辰出沒、月亮圓缺等周期性的變化規律,并以此為契機便發明了各式各樣的計時工具“日晷”就是其中之一所謂日晷,就是人類根據日影位置的變化來測量時間的一種工具作為明清皇宮的紫禁城,太和殿、乾清宮、坤甯宮、養心殿、慈甯宮等建築前都有日晷，現在小編就來說說關于日晷的計時缺陷?下面内容希望能幫助到你，我們來一起看看吧!

日晷的計時缺陷

來源：科技日報

時間是人類生活的重要參考依據。現代人往往通過鐘表來計時并安排工作和生活,但我國在清代以前是沒有鐘表的,要想計時的話很不容易。當然,這并不代表古代沒有計時工具。古代人們在長期的生活和生産實踐中,通過對一些自然現象的不斷觀察,逐漸掌握了日升日落、星辰出沒、月亮圓缺等周期性的變化規律,并以此為契機便發明了各式各樣的計時工具。“日晷”就是其中之一。所謂日晷,就是人類根據日影位置的變化來測量時間的一種工具。作為明清皇宮的紫禁城,太和殿、乾清宮、坤甯宮、養心殿、慈甯宮等建築前都有日晷。

日晷由底座、晷面、指針組成。底座與地面平行,晷面與赤道平行,指針與地軸(指向南北極)平行。指針與地平面的夾角必需與當地的地理緯度相同。北京的緯度為北緯39.9度,所以太和殿日晷的指針與地面的夾角也為39.9度。指針一般為銅質,垂直穿過晷面,其最重要的作用是确定南北方向。由于晷面平行于赤道面,這樣,指針的上端正好指向北天極,下端正好指向南天極。所以,太和殿日晷的指針是南北向設置,指針朝向北極固定。指針的第二個作用才是用來确定時間。其時間的确定,主要通過太陽照射指針在晷面的投影來實現。晷面呈圓盤形,石質,正反兩面都刻有12個時辰。當太陽光照在日晷上時,指針的影子投向晷面。太陽由東向西移動,指針影子也慢慢地由西向東移動。晷面的刻度是均勻的,移動着的指針影子猶如是現代鐘表的指針。随着太陽位置的變化,晷針影子在盤上移動一寸所花的時間稱為“一寸光陰”,而“一寸光陰一寸金”的成語就是由此而來。

日晷利用太陽射影的方向來測量時間,但是,在陰雨天和夜間就會失去效用,且在春分、秋分時期無法使用。所以,我國古代工匠又發明了漏刻。作為計時器,漏刻的使用比日晷更為普遍,時間也更為久遠。紫禁城交泰殿内,就有一座銅壺漏刻。漏,是指盛水漏壺,用于洩水或盛水;刻,是指劃分一天的時間單位,它通過漏壺的浮箭來計量一晝夜的時刻。交泰殿内銅壺漏刻初造于清乾隆十年(1745),由清宮造辦處制作。乾隆六十二年(1797)十月二十一日,乾清宮大火,不僅乾清宮被毀,還殃及交泰殿及其中的銅壺漏刻。現存于交泰殿内的銅壺漏刻,為清嘉慶三年(1798)仿原件制成并安裝于此的。漏刻使用時,把水注入漏壺内,水便從壺孔中流出,流到水壺下放置的容器中,容器内有一根刻有時刻的标竿,稱為箭。箭下以一隻船相托,浮于水面。當水流出或流入壺中時,箭杆相應下沉或上升,古人從蓋孔處看箭杆上的标記,就能知道具體的時刻。

我國西周時期就出現了漏刻。早期漏刻大多使用單隻漏壺,滴水速度受到壺中液位高度的影響,液位高,滴水速度較快,液位低,滴水速度較慢。為解決這一問題,古人進一步創制出多級漏刻裝置。所謂多級漏刻,即使用多隻漏壺,上下依次串聯成為一組,每隻漏壺都依次向其下一隻漏壺中滴水。這樣一來,對最下端的受水壺來說,其上方的一隻洩水壺因為有同樣速率的來水補充,壺内液位基本保持恒定,其自身的滴水速度也就能保持均勻。

紫禁城的銅壺漏刻與日晷一樣,在相當長的一段時間内,成為紫禁城内的主要計時工具。到了清代後期,自鳴鐘開始流行,日晷和漏刻漸漸退出曆史舞台,成為皇家禮制文化的組成部分。但是,它們構造簡單,設計科學,實用性強,在很長的一段時間内為古人的生活提供了時間判斷保障,因而是古代工匠智慧的體現。(作者系故宮博物院研究館員 周乾)