“立竿见影”这个词语,相信大家耳熟能详,可你知道吗?我们的祖先就是利用立竿见影的原理,发明了古老的圭表。

  中国古代最早使用的计时工具称为圭表,它由两部分组成,垂直立于平地上的标杆称为表,南北方向平放的测影尺称为圭,两者以直角相接。由于圭为南北方向,当太阳自东向西运动时,只有正午时分,表的影子才会正好投射至圭上。此外,由于地球公转时,北半球阳光直射点的南北移动,同一地点每天正午的表影长度都不相同。根据表影长度变化规律,就可以知晓一年的时长和二十四节气的位置。

  根据立竿见影的原理,通过观测每天正午时分表影(日影)长度的变化,确定节气和年长。我们祖先发现在一年中有那么一天太阳最高,表影最短,但白天却最长;有那么一天太阳最低,表影最长,但白天却最短。表影总是从最短到最长之间有规律的来回伸缩,后来就将表影最短的那天定为夏至,表影最长的那天定位冬至,现在你知道为什么俗语说:“吃了夏至面,一天短一线”了吧,这里的短一线不是指的表影的长度,而是指的白天的时间长度。

  圭表虽然能够计时,但功能有限,一天之中只能确定正午的准确时刻。于是,中国古人对圭表进行改进,创制出计时功能更强的计时装置——日晷(guǐ)。日晷是目前发现最早的计时工具。

  日晷由晷针和晷面两部分构成,晷面通常呈圆形,圆心处垂直竖立一根晷针。晷面上划有时间刻度,太阳运动时,晷针的影子会随之在晷面上移动,影子对应的刻度就是当前的时刻。

  日晷分为赤道式日晷和地平式日晷两种。赤道式日晷的晷面与地球赤道平行,与太阳的视觉运动轨迹一致,因而影子移动速度恒定,晷面刻度均匀。地平式日晷与当地地平面平行,与太阳视觉运动轨迹间存在一个角度,因而影子移动速度不恒定,日出日落时移动最快,正午时分移动最慢。这种情况下,为准确标示时刻,晷面刻度也相应有疏有密,不是均匀分布。

  我们祖先的智慧是不是非常强大?你会做圭表吗,不防动手制作试试?(责任编辑: 石光良 )