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圭表如何使用

圭表的使用方法如下:

放置圭表:將圭表放置在陽光下,確保圭表與地面垂直,且圭板的南北方向與陽光方向一致。這樣做的目的是使太陽光能夠準確地投射在圭板上,形成影子。

調整水平:使用水平儀確保圭表放置平穩,以保證影子的準確投射。

觀察影長:在正午時分,觀察立表(杆子或石柱)在圭板上形成的影子。從圭板上的刻度可以讀出影子的長度。

記錄影長變化:隨着時間的推移,影子的長度會發生變化。通過連續觀察和記錄影子的長度,可以得出一天中影子最短的時刻(正午),以及一年中影子最長和最短的日期(分別是冬至和夏至)。

測量太陽高度角:當杆影投射在圭板中央時,可以使用量角器測量太陽高度角。將量角器的中心對準影子尖端,拉緊紅線(代表陽光),即可讀出當時的太陽高度角。

確定節氣和一年長度:通過觀察影長的變化,可以確定節氣和一年的長度。例如,連續兩次測得表影的最長值之間的時間就是一年的時間長度。

圭表的原理是基於地球的自轉和公轉,以及太陽的位置變化。通過圭表的使用,古人能夠測量時間、確定方位、預測節氣和一年中的季節變化。