日晷是一種古老的計時工具，主要工作原理是利用太陽的位置和陰影來顯示時間。日晷的結構通常包括一個垂直的指針（晷針）和一個水平的基座（晷面），晷針垂直穿過晷面的中心，晷面傾斜放置，使其平行於當地的赤道平面。
日晷的工作原理如下：
擺放方式：日晷面傾斜指向天赤道，與地球的赤道平面平行；日晷的指針（晷針）垂直於日晷面，指向南、北天極，與地球的自轉軸平行。
計時方式：隨著太陽的東升西落，晷針的影子會投向晷面，影子的位置指示時間。例如，影子指向10:00，表示上午10:00；指向13:00，表示下午1:00。這種計時方式是基於地球的自轉和太陽在天空中的位置。
時間與角度的轉換：在日晷上，24小時對應360°，即每小時15°，每4分鐘1°。這種轉換關係是基於時間和角度的對應性。
中午的定義：一天之中，當太陽位於最高點（正南方）時，影子最短，指向正北方，此時被定義為中午12:00點。這是基於地球自轉和公轉的結果。
綜上所述，日晷是一種利用太陽光影來計時的工具，通過觀察影子的位置和長度來確定時間。它的工作原理基於地球的自轉和公轉，以及太陽在天空中的運動軌跡。