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日晷與圭表. 編製者：賀芝庭老師. 萬年曆的故事. 相傳在很久以前，由於曆法定得不準，天時與農事往往不 能準確的配合，農作物的收成因而不理想。當時的天子祖乙見到節令紊亂導致民不聊生也非常憂慮。他就召集百官詢問節令失常的原因。節令官阿衡自己也不明白，就隨便編了個理由，說是人們得罪了 天神 ；要使節令恢復正常，就得祭拜天神，請求寬恕。祖乙聽信了阿衡的話，就親自率領百官，前往天壇祭祀天神，並傳令全國百姓設壇祭天。可是折騰了半天，節令還是照樣的亂。.
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日晷與圭表 編製者：賀芝庭老師
萬年曆的故事 • 相傳在很久以前，由於曆法定得不準，天時與農事往往不能準確的配合，農作物的收成因而不理想。當時的天子祖乙見到節令紊亂導致民不聊生也非常憂慮。他就召集百官詢問節令失常的原因。節令官阿衡自己也不明白，就隨便編了個理由，說是人們得罪了天神；要使節令恢復正常，就得祭拜天神，請求寬恕。祖乙聽信了阿衡的話，就親自率領百官，前往天壇祭祀天神，並傳令全國百姓設壇祭天。可是折騰了半天，節令還是照樣的亂。
有一天，萬年在泉邊喝水，看見崖上的水很有節奏的往下滴，規律的滴水聲又啟發了他的靈感。回家後，萬年就動手做了一個五層的漏壺，利用滴水的方法來計時。如此一來，不管天氣陰晴，都可以正確的掌握時間了。有了計時的工具，萬年更加用心的觀察天時節令的變化。經過長時間的歸納，他發現每隔三百六十多天，天時的長短就會重複一次。只要弄清楚日月運行規律，就不用擔心節令不準了。有一天，萬年在泉邊喝水，看見崖上的水很有節奏的往下滴，規律的滴水聲又啟發了他的靈感。回家後，萬年就動手做了一個五層的漏壺，利用滴水的方法來計時。如此一來，不管天氣陰晴，都可以正確的掌握時間了。有了計時的工具，萬年更加用心的觀察天時節令的變化。經過長時間的歸納，他發現每隔三百六十多天，天時的長短就會重複一次。只要弄清楚日月運行規律，就不用擔心節令不準了。
於是，阿衡就以重金收買了一名刺客，準備殺掉萬年。刺客趁夜深人靜時，射殺萬年。結果，被守衛的士兵及時抓住，將他送到天子那。祖乙問明了是阿衡的詭計，就下令將阿衡收押，親自去探望萬年。萬年就把自己最新的研究成果報告給祖乙：「現在申星追上了蠶百星，星象復原，子時夜交，舊歲已完，時又始春，希望天子定個節名吧！」祖乙說：「春為歲首，就叫春節吧。」於是，阿衡就以重金收買了一名刺客，準備殺掉萬年。刺客趁夜深人靜時，射殺萬年。結果，被守衛的士兵及時抓住，將他送到天子那。祖乙問明了是阿衡的詭計，就下令將阿衡收押，親自去探望萬年。萬年就把自己最新的研究成果報告給祖乙：「現在申星追上了蠶百星，星象復原，子時夜交，舊歲已完，時又始春，希望天子定個節名吧！」祖乙說：「春為歲首，就叫春節吧。」
圭表與日晷 • 圭表和日晷都是以太陽為觀測目標的計時儀器， 它們結構簡單是我國流傳於世的最古老的天文儀器。 • 現在一般人所言的「圭表」是由「表」發展而來， 而「日晷」是再由圭表演變而來。
圭表 • 日晷(sundial)又名日規，晷字就是影的意思，是古代測量日影方位角以定時刻的一種工具 • 最原始的日晷只是在地面上直立一支八尺的竿子，至周朝已改進為圭表。 • 圭是平置在地面上的一支玉石所製的尺，表是直立地面的一支八尺木竿，到漢代改用銅表。
表 圭
日晷種類 • 1. 赤道日晷其圭盤與地球赤道平行，圭表通過圭盤中心垂直於圭盤，圭表與地軸平行，頂端指向北極。
台東史前博物館 北京城太和殿
2. 地平日晷又稱為庭園日晷。以立於水平面上一塊三角斜板為圭表，圭表對準南北方位，圭盤可為半圓形，圭表斜邊對圭盤的傾角為當地緯度，此種日晷製造容易，適合中緯度地區使用，比較普遍。
3. 垂直日晷係安置在建築物的牆壁上，牆壁與地平面垂直，而圭盤平置或繪於牆面，因牆壁朝向方位不同，所以有正南、正北、朝東、朝西或偏向等不同的垂直日晷，其圭表安置的方式依日晷的不同而異。
垂直日晷說明圖 小叮噹科學園區內垂直日晷與赤道日晷 世界上最大的垂直日晷
其他種類日晷 • 可攜帶式摺疊式日晷 ※台灣日晷地圖 • 等高儀日晷 • 精密日晷 (日光天文鐘) • 赤道弓形日晷 • 古希臘的日晷 • 地球儀式日晷 • 變心日晷 • 反射日晷 • 地平式日晷 • 數位日晷
摺疊式日晷 • 一種便於攜帶的日晷稱為摺疊式日晷，他有以絞鏈結合在一起的兩個小晷面，通常會折疊起來放在平整的小盒子內，以方便放在口袋中。晷針則是在兩晷面之間的帶子，當帶子被扯緊拉直時，兩個晷面會互相垂直，一個面形成垂直式日晷，另一個面則是水平式的日晷。 最考究的晷面材料是以白色的象牙製作，圖飾上來自中國的暗色真漆，晷針則是黑色的絲綢、亞麻或大麻纖維。
等高儀日晷(Elevation sundial) • 等高儀可以顯示正確的日期，是使用在導航與天文學上的日晷。 • 在設計上是一個平坦的小圓環，有一個小把手，或是像錶鏈上的飾物，還是小裝飾。. 當以把手將環懸吊起來時，小孔會在環的內側投下陰影，經由環內的標示可以顯示時間，但使用者自己必須知道現在是上午還是下午。通常這個小孔被設置在一片可以滑動和鎖住，用來調整日期的金屬片上。
精密日晷 (日光天文鐘) • 一種精密的日晷，被稱為日光天文鐘，可以校正視太陽時為平太陽時或是其他的標準時。 日光天文鐘的精確度可以達到與世界時的差異少於一分鐘
赤道弓形日晷 • 傳統上的日光天文鐘是赤道弓形日晷，作為晷針的是一根伸展開來與地球自轉軸平行的棒狀物，晷面是在在內側標示上了時間的標線半圓形的環，環的直徑在2～３公尺，材質是不會受溫度影響而膨脹或收縮的因鋼，這是在第一次世界大戰前在法國發明的鋼材，使鐵路整年都能暢通無阻。 • 讀取時間的方法是最簡單的，只要看相兩個希臘瓶的弓形晷針在赤道環上的投影。[3]瓶型的陰影落在時間線上的位置可以指出一年中正確的日期和太陽高度的改變。 • 目前最巨大的赤道弓形日晷是位在印度齋浦以石材製造的日晷，是一系列天文設施中的一件。
古希臘的日晷 • 在古希臘使用一種稱為pelekinon的日晷（軸像，明顯的因為等時線和日期線的形狀，暗示這種古老的日晷是雙軸的pelekus）。 晷針是標尺或是極，豎立在平面上或是半球型的晷面上，標尺頂端的投影在平面的晷面上掃掠出雙曲線的軌跡，或在球面上畫出圓弧。這種日晷的優點是可以確實的標記出一年中所有季節的 時日。
地球儀式日晷 • 地球儀式日晷可以將時間修正為平太陽時或其他的標準時間，他們通常會按照地球儀的均時差將等時線繪成8字形。 均時差的成因是地球的軌道是橢圓形的，還有自轉軸與軌道面之間的傾斜，在一年之中最大的差值可以達到15分鐘。 • 在公共的廣場非常適合安置這種精確的日晷，在旗竿上的球可以作為晷針上的節點，晷面則可以鑲嵌在道路上。
變心日晷 • 一個變心日晷的結構非常簡單，首先想像有一個赤道日晷懸浮在空中，有一根指向天球極點的棒子和垂直於這根棒子的圓環，"12"點標記在圓環的最低處，齊他的時間則如平常的標記在環上。在某一個特定的日期和時刻，棒上的一個點"A"(能落在環上的點與一年中的日期和時間有關)投影落在環上的點"B"(與時間和地球在軌道上的位置有關)，然後在地面上繪出A點與B點的垂足A'與B'點。這時你若站在A'點上，你的影子就會投映到B'點上，因為太陽就在ABA'B'這個平面上。 • 在中緯度，這個橢圓形和時間標記的大小可以達到6公尺，這樣觀察者的頭(晷針)的影子都能落在時間標記的附近。
反射日晷 • 牛頓 利用南向的窗戶發明了反射日晷，他在窗台上放置一小片的鏡子，然後將天花板和牆面當成晷面，繪製上時間的標記。鏡子好比是晷針上的節點，反射陽光成為一個亮點。這提供了一個巨大、精確且完全可以校正的日晷，使用的材料最少，而且不佔用到任何的空間。 這種設計可以簡單的作成年曆表。
地平式日晷 • 最後，介紹一種有趣的經過改變但還能正確顯示時間，晷面作成心型的地平式日晷（心臟的形狀），基本上還是一種庭園日晷。心臟線是橫過晷面 the shape that connects the intersections between the solar-time marks of a conventional sundial, and the equal-angles of a true clock-time face. 陰影橫過心臟線的邊緣處是讀取時間標記的位置，再這兒可以獨到盤面上所顯示的時間。雖然晷面不能移動，但只要轉動晷面下的等角時間標示，這個日晷可以調整為夏令時間。
數位日晷 • 數位化的日晷利用光和影來"寫"時間，以數字或文字來取代在不同地點的時間標記。一種設計是在屏幕上使用兩個平行的遮罩，由陽光進入的樣式來判斷時間和日期。
韓國日晷 • 簡平日晷和渾蓋日晷是刻在一塊石頭上的奇特的日晷。我國雖然有七世紀左右的簡單的圓盤形日晷，但正規發展的日晷是朝鮮世宗時的仰釜日晷，它的曲面標上了二十四節氣綫和時刻。到了十七世紀，平面日晷問世，十八世紀後期登場的就是簡平日晷和渾蓋日晷。 簡平日晷是在平面上直接印製仰釜日晷的，直徑爲43厘米，設計成通過它可以知道太陽的運行和時間。 渾蓋日晷是在直徑爲46厘米的圓內畫有經綫和緯綫，通過影子的長度可以得知二十四節氣。 簡平日晷上有“漢陽北極出地三十七度三十九分一十五秒，時憲黃赤大距二十三度二十九分，乾隆五十年乙巳仲秋立”的銘文，通過它也可以得知日晷于朝鮮正祖九年製造，當時把緯度定在37°39′15″，根據時憲立法把黃道和赤道的極距23°29′定爲測定標準的事實。 同時把兩個日晷刻在一起不僅獨特，而且製作年代也確切，是一件充分表現了十八世紀後期天文學思維的作品。這件作品開始放在昌慶宮的明政殿，之後移至世宗大王紀念館，後來又移到宮中遺物展示館保管幷展示。
