杭州滨兴学校的校园里有一座特别的圆盘雕塑,它可不是普通的雕塑,是一种叫“日晷”的古老的计时仪器。日晷,本义是指太阳的影子,日晷是人类古代利用太阳的影子来计时的一种仪器。
6月21日,是夏至日,太阳的影子全年最短。这不,任教小学科学的陈立国老师,带着学生在日晷旁进行了实地讲解:在一天中,被太阳照射到的物体投下的影子在不断地改变着,影子的长短在改变,方向也在改变,我们在北半球,早晨的影子在西方,中午的影子在北方,傍晚的影子在东方,日晷通常都是以影子的方位计时,所以在有日照的时候可以用来计时。
就在孩子们围着日晷听讲解的时段,天气时阴时晴,一会儿有影子,一会儿没影子,看来古人计时也不容易呢。利用日晷计时的方法是人类在天文计时领域的重大发明,这项发明被人类沿用达几千年之久。
陈老师说,在夏至日来观测日晷有其特殊的意义,因为在这一天太阳直射点几乎在北回归线上。对北回归线及其以北地区来说,夏至也是一年中正午太阳高度最高的一天,正午时物体的影子是一年中最短的状态。此外,这天的白天也是一年中最长的,天黑得特别晚。
日晷在春秋时期就被人们使用,古人利用日晷来观察物体影子位置和长短的变化,继而来计时。它主要由一根投射太阳阴影的晷针、承受晷针投影的投影面(即晷面)和晷面上的刻度线组成;常见的日晷有水平式日晷和赤道式日晷。