著名的中國科學(xué)院紫金山天文臺(tái)，位于南京市東郊風(fēng)景秀麗的紫金山第三峰上。在天文臺(tái)園區(qū)內(nèi)靜靜的擺放著飽經(jīng)歲月滄桑的明清古代天文儀器，它們迎來送往著無數(shù)慕名而來的天文愛好者。在眾多的精美儀器中，有這么一件儀器，它結(jié)構(gòu)簡單，其貌不揚(yáng)。既不如渾儀之精美華麗。也不如簡儀之龐大宏偉，但它卻是中國最古老，亦極具天文價(jià)值的古天文儀器——圭表

“立竿見影”這個(gè)詞語，相信大家耳熟能詳，可你知道嗎？早在3000多年前，我們的祖先就是利用立竿見影的原理，發(fā)明了古老的圭表。

自古以來中國就是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，播種和收割都和季節(jié)息息相關(guān)，而且極為重要！日晷的發(fā)明使得人們可以看出和掌握一天白天的時(shí)間（當(dāng)然這天一定要有陽光）。那么一年究竟有多少天？每天又是一年中的哪天呢？經(jīng)過長年累月地觀察，人們發(fā)現(xiàn)炎熱的夏天，太陽升的很高白天很長，可是陽光下物體影子卻很短;相反，寒冷的冬天，太陽升的低白天變短，可是陽光下物體的影子卻變長了。

人們?cè)跁円菇惶嬷刑岢隽恕叭铡钡母拍睿瑥脑铝恋膱A缺變化中產(chǎn)生了“月”的概念，又從寒暑變遷中產(chǎn)生了“年”的概念。用天象變化計(jì)量時(shí)間并服務(wù)于當(dāng)時(shí)的生產(chǎn)，這就是歷法產(chǎn)生的歷史。立桿測(cè)影——用最簡單的天文儀器來研究歷法，圭表的發(fā)明，是天文學(xué)發(fā)展的一次飛躍。

我國古代測(cè)日影時(shí)所用的儀器就是“圭表”。“表”就是直立于平地上測(cè)日影的標(biāo)桿和石柱。“圭”則是正南正北方向平放的測(cè)定表影長度的刻板。

 

現(xiàn)存在紫金山天文臺(tái)的圭表

 

現(xiàn)存于紫金山天文臺(tái)的圭表是清代重修的明代銅圭表,它由兩部分組成,一是直立的表,二是正南正北平放的圭。與傳統(tǒng)的表高八尺不同，其表高為一丈，圭面長十六尺二寸，其上有水槽，可以注水來檢查圭面是否水平。在圭面上精致地刻有長度標(biāo)記，可以方便地讀取表影的長度。根據(jù)立竿見影的原理,通過觀測(cè)每天正午時(shí)分表影（日影）長度的變化,確定節(jié)氣和年長。我們祖先發(fā)現(xiàn)在一年中有那么一天太陽最高，表影最短，但白天卻最長；有那么一天太陽最低，表影最長，但白天卻最短。表影總是從最短到最長之間有規(guī)律的來回伸縮，后來就將表影最短的那天定為夏至，表影最長的那天定位冬至,現(xiàn)在你知道為什么俗語說：“吃了夏至面，一天短一線”了吧，這里的短一線不是指的表影的長度，而是指的白天的時(shí)間長度。

 

夏至 日影長度57厘米（2010年6月21日所拍）

 

冬至?xí)r日影

 

表影從最短到最長再回到最短的一個(gè)周期，就是我們現(xiàn)在的一個(gè)回歸年長度。我國古代就用這種方法測(cè)定出一個(gè)回歸年的長度為365天又1/4日。當(dāng)年郭守敬所測(cè)算的回歸年長度和現(xiàn)今采用的回歸年長度相比較僅差26秒，可見我國古代科學(xué)的先進(jìn)程度。

親愛的朋友，你也可以自制圭表，來測(cè)量日影長短的變化，看看你測(cè)量的夏至是否準(zhǔn)確呢？

 

 

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立竿見影——由圭表看夏至

圖文簡介

“立竿見影”這個(gè)詞語，相信大家耳熟能詳，可你知道嗎？早在3000多年前，我們的祖先就是利用立竿見影的原理，發(fā)明了古老的圭表。