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🕰️日晷设计 - 地平式、垂直式、赤道式日晷时线计算与打印模板

输入所在地的纬度、经度和时区,选地平式、垂直式(可设墙面朝向)或赤道式,就能得到每条时线的角度、晷针与晷面的夹角,以及可按实际尺寸打印的 SVG 模板。画布上会按选定日期和时刻画出晷针的影子,并给出均时差、经度改正和夏令时,帮你把日晷读数换算成钟表时间。

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如何使用日晷设计

  1. 1选日晷类型,选城市或输入纬度、经度和时区;垂直式再设墙面朝向的方位角
  2. 2按需要调节晷针节点高度,勾选半点线、赤纬线、8 字形或经度改正
  3. 3设日期和钟表时间,或点“播放这一天”看影子转动,对照右侧的晷面读数和修正量
  4. 4设定直径后下载 SVG 或直接打印,按模板剪出晷针三角板立在副晷线上

常见问题

地平式日晷的时线为什么不是均匀的 15°?
太阳每小时绕天轴转 15°,只有当晷面垂直于天轴(赤道式)时影子才每小时均匀转 15°。地平式晷面是水平的,与天轴成纬度 φ 的夹角,把均匀的时角投影到水平面上就变成 tan θ = sin φ · tan h:正午附近时线挤得密,早晚拉得开。在赤道(φ = 0)时所有时线几乎重合,在极点(φ = 90°)时又变成均匀的 15°。
晷针应该怎么放?角度是多少?
晷针(准确说是它投影影子的那条边,叫“晷针棱”)必须平行于地球自转轴,指向天极。地平式日晷上它与水平面的夹角等于当地纬度,沿正午线指向正北(南半球指向正南);正南墙的垂直日晷上它与墙面成 90° − 纬度,向下指;偏向的墙面角度和方向见工具里的“晷针高度”和“副晷线方向”。晷面本身要放水平或贴墙,并用指南针校正磁偏角后的真北,而不是磁北。
为什么日晷和手表差了十几分钟?
日晷显示的是当地真太阳时,钟表用的是时区标准时,两者差三部分:一是经度改正,每偏离时区中央经线 1° 差 4 分钟,北京(116.4°E)比东八区的 120°E 慢约 14 分钟;二是均时差,因为地球轨道是椭圆、黄道又倾斜,真太阳一年中时快时慢,2 月中旬慢约 14 分钟、11 月初快约 16 分钟;三是夏令时整整一小时。工具会把三项分开列出,并直接换算。
赤纬线和 8 字形是什么?
晷针上的某个点(节点)的影子在一天中会描出一条曲线,太阳赤纬不同曲线就不同:夏至和冬至是两条双曲线,春分秋分是一条直线,看节点影子落在哪条线附近就能读出大致的日期。如果每天在同一钟表时刻(例如 12:00)标记节点影子,一年下来会得到一个 8 字形,它的左右宽度正是均时差,上下长度来自太阳赤纬的变化。
赤道式日晷怎么用?为什么冬天看不到影子?
赤道式日晷的晷面平行于赤道面、晷针垂直穿过晷面指向天极,所以时线是均匀的每小时 15°,最容易制作。缺点是太阳在春分到秋分间照亮朝北天极的上表面,在秋分到春分间照亮下表面,所以要在两面都刻时线(下表面左右镜像),春分秋分前后几天太阳几乎贴着晷面,影子很难读。

功能特点

  • 地平式、任意偏角垂直式、赤道式三种日晷,统一用矢量法计算,并与解析公式对照
  • 可打印 SVG 模板:整点与半点时线、时标、夏至/春秋分/冬至赤纬线、晷针三角板尺寸
  • 选定日期和时刻的晷针影子与节点影点,可播放一整天
  • 经度改正、夏令时和均时差的分解,晷面读数与钟表时间双向换算
  • 全年均时差曲线和 8 字形(赤纬对均时差),也可在晷面上画出钟表正午的 8 字
  • 东西向墙面的极式(平行时线)情形也能处理