- 文：小将宝的爸爸
- 图：小将宝的爸爸
小将宝有一个寒假作业——研究我国古代的计时方法。
最简单，最直接的，当然是“日晷”！否则，难道是点一炷香？
然而，事情没有那么简单！
在爸爸的悉心指导下，小将宝终于完成了她的“日晷”制作，却发现根本无法计时！
古人把一天划分为十二时辰，对应“子丑寅卯”十二地支，每个时辰又可以分为初刻和正刻。
大概时间如下表所示：
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时间 |
时刻 |
时间 |
时刻 |
|
23:00 |
子初 |
11:00 |
午初 |
|
0:00 |
子正 |
12:00 |
午正 |
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1:00 |
丑初 |
13:00 |
未初 |
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2:00 |
丑正 |
14:00 |
未正 |
|
3:00 |
寅初 |
15:00 |
申初 |
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4:00 |
寅正 |
16:00 |
申正 |
|
5:00 |
卯初 |
17:00 |
酉初 |
|
6:00 |
卯正 |
18:00 |
酉正 |
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7:00 |
辰初 |
19:00 |
戌初 |
|
8:00 |
辰正 |
20:00 |
戌正 |
|
9:00 |
巳初 |
21:00 |
亥初 |
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10:00 |
巳正 |
22:00 |
亥正 |
有了这张表格就可以计时了吗？非也非也！
小将宝制作的日晷下图所示：
小将宝日晷
简陋了那么一点点。[奸笑]
“日晷”的基本结构还是有的，而且蕴含着高深的知识。
故宫日晷
那就是“晷面”夹角，这个不是随便放置的。如上图所示，晷面与地面的夹角必须是50度。
原来，这种日晷叫做“赤道式日晷”，晷面是与赤道平行的。
50度怎么来的？
那40度是怎么来的？
从下面这张图来的：
北纬40度
北京地处北纬40度，所以晷面与地面夹角为50度。
按照这个原理，如果在赤道上使用，晷面应该垂直于地面。
我们看见的日晷，一般都是双面的。
- 春夏，太阳比较高，使用日晷的上面。
- 秋冬，太阳比较低，使用日晷的下面。
- 春分和秋分，太阳不高不低，正好照在日晷的侧面，据说这两天不可以使用！
日晷的摆放直接影响计时结果，这不是小将宝能够掌握的。
！！！[狗头][奸笑][狗头][奸笑][狗头][奸笑]
研究中，我们意外地发现，北京天文馆的日晷好像也不准确呀。
北京天文馆日晷
小将宝的爸爸在某年月日的14:49拍摄了一张天文馆日晷的照片，局部放大如下图所示：
14:49拍摄日晷
日晷显示为申初一刻不到，大概为15:10，这21分钟的误差是怎么回事呢？
测量误差？No! Too simple, sometimes naive！
小将宝爸爸当年也是学霸，有丰富的知识解释这个误差。[狗头][狗头][狗头]
14:49为北京时间，东经120度。
15:10为天文馆时间，东经116.3度。
北京天文馆的时间，原本就不是北京时间！天文馆有时差！
15度为1个时区，相差1个小时。所以，经度相差1度，时间相差60/15=4分钟。
时差：
理论时差为15分，测量时差为21分，误差只有6分，这个精度够也可以了呀。
很遗憾，天文馆在北京的西边。[惊呆]
天文馆时间换算成北京时间，是需要加15分，而不是减。
也就是说，天文馆日晷测量的北京时间为：
即使天文馆的日晷也有半个多小时的误差，何况小将宝制作的日晷？
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