正在阅读: 太阳那么毒,我们测个影吧
首页> 科普频道> 天文前沿 > 正文

太阳那么毒,我们测个影吧

来源:光明网2018-06-08 19:09

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

    太阳那么毒,我们测个影吧

    这几天北京的气温已经上升到新高度啦!你是否感叹,天气太热,无心工作?

    不过,在古代,总有那么一群人,顶着烈日丈量大地上的影子。对了,他们就是古代钦天监的天文学家们!为了完成修订历法的国家重大专项课题,他们起早贪黑,昼参诸日中之影,夜考之极星。今天我们就来聊一聊立杆测影这件事儿吧。

    古人是怎样知道时间的?

    远古时,人们“日出而作,日落而息”。在长期的劳动和生活实践中,逐渐产生了周期和简单的数的概念,于是开始“结绳记日”或“刻木记日”。

    经过长期的观察,古人发现太阳每天有规律地东升西落,就是一天;月亮有规律地阴晴圆缺,就是一个月;而寒来暑往一个周期,就是一年。太阳与人类的关系如此密切,以至于对太阳位置的观测从很早便开始了。

    立杆见影 利用物体的影子来判断时间

    最简单的天文仪器“圭表”,是由“圭”和“表”两部分组成的。“表”是直立在地面上的一根杆子或铜柱。同时,古人又在地面上水平放置一把尺子,用于测量影子到达正北方时的长度,这把尺子叫做“圭”。

    圭与表相互垂直组成圭表。表的高度一般为八尺,圭则可以更短或更长,以能够测量夏至时的最短影长或冬至时的最长影长为限。古人利用圭表来定方向、定节气、定时刻、定地域。

太阳那么毒,我们测个影吧

     圭表测影示意图

    在一年中,随着季节变化,太阳每日正午时的高度亦有所不同:每年夏至时太阳在天空的位置最高,日影最短;冬至时太阳在天空的位置最低,日影最长。通过测量表杆的日影,从最长再到下一次最长的时间间隔,就是“年”的长度,用这种方法测得的“年”,在天文学中称为一个回归年。

太阳那么毒,我们测个影吧

    地球绕太阳公转一周即一个回归年

    世界上最古老的圭表 陶寺圭表   

    2002年,考古学家在山西襄汾发现的观象台遗址,被誉为中国考古天文学的开端。陶寺大墓中出土的两根漆杆,可能是世界上最古老的圭表,它距今已有四千多年。

太阳那么毒,我们测个影吧

       陶寺IIM22:43漆杆出土示意图

    最有纪念意义的圭表 周公测景台

    相传三千多年前,周公姬旦用木制土圭测量日影,确定“地中”。唐代天文学家南宫说为保存旧制,做石表代替木表,并刻上“周公测影台”五个大字。该遗址位于今登封市告成镇。

太阳那么毒,我们测个影吧

        周公测影台

    世界上最小的圭表 袖珍铜圭表

    1965年,江苏仪征一座东汉墓葬中出土的一件袖珍铜制圭表,它由19.2cm高的表和34.39cm长的圭构成,圭表之间有枢轴相连,可将表平放于圭内,圭表合装一体,启合自如,携带方便。

太阳那么毒,我们测个影吧

    东汉袖珍铜圭表

    世界上最大的圭表 观星台

    位于河南登封的观星台,是元代天文学家郭守敬制造的高表。观星台利用台体石壁为支撑,表高四丈,是古制八尺表的五倍,通过将圭表增大,可以获得更高的测影精度。不仅如此,郭守敬还创制了景符,用来与高表配合观测,为编制《授时历》提供了重要依据。

太阳那么毒,我们测个影吧

        河南登封观星台

    立杆无影

    只要站在有太阳的地方,就能看到自己的影子,这是我们的常识。然而,如果在有些地方的特定时间,站在太阳下却看不到自己的影子,你相信吗?

    其实,这是因为地球自转轴与公转轨道之间有一个夹角,叫黄赤交角,我们的季节交替就是由于黄赤交角的存在而产生的。也正是因为如此,在地球上北回归线以南的区域,每年都会发生太阳从90°角直射的情况,这时候自然也就看不到影子咯。

太阳那么毒,我们测个影吧

    广州北回归线公园的标志塔

    然而,在唐代的《南海寄归内法传》一书中,却还有“洛州无影”的说法。洛阳显然是在北回归线以北,怎么会无影呢?原来,南宫说所建的周公测影台的基座是一个楔形的斜坡,在夏至日的时候,太阳的高度角恰好与基座坡度相同,也就看不到影子了。

太阳那么毒,我们测个影吧

    周公测影台示意图

    亲爱的读者们,你们猜对了吗?

    作者:陈晓,系北京古观象台副台长,负责古观象台天文科普工作。黎耕,博士,国家天文台副研究员、中国科学院大学副教授,国家天文台青促会小组组长,中国科学技术史学会天文学史专业委员会执委。

[ 责编:蔡琳 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 青春聚雄安 奋进迎新春

  • 行医路上把温暖刻进山乡

独家策划

推荐阅读
近日,国家管网集团西部管道公司成功完成所辖新疆段天然气、原油、成品油管道输送全生命周期碳足迹核算,获得中国质量认证中心颁发的“产品碳足迹证书”。
2026-02-06 09:18
近日,中国农业科学院蔬菜花卉研究所蔬菜分子设计育种创新团队研发出新型植物基因研究工具——对目标DNA序列的邻近空间蛋白标记系统。
2026-02-06 09:38
因为像了解自己的孩子一样了解黑土地,韩晓增有个外号——“黑土地的营养搭配师”。他带领团队精心配制出一套营养搭配的“秘方”。
2026-02-06 09:33
蚊种与病毒之间存在高度匹配关系。1901年,公共卫生与热带医学领域先驱沃尔特·里德证明,蚊子是传播黄热病的元凶。科学界传统观点认为,病毒以颗粒形式在蚊子体内传播,却始终不知道真正的“病毒受体”是什么。
2026-02-06 09:31
科技创新和产业创新的深度融合,不仅是构建现代化产业体系的战略举措,更是贯彻新发展理念、推动高质量发展、加快构建新发展格局的重要抓手。
2026-02-06 09:13
2025年我国人均粮食占有量达到508.9公斤,远超国际公认的400公斤的安全线,粮食等重要农产品供给丰富、市场平稳、储备充足。
2026-02-05 10:15
一代代南来北往的科研“候鸟”安心在三亚当起了“留鸟”,南繁热土上,他们用坚守加速农业科研进程,守护着国家粮食安全的希望。
2026-02-05 10:06
工业和信息化部等八部门近日联合印发《汽车数据出境安全指引(2026版)》,推动建立高效便利安全的汽车数据跨境流动机制,提升汽车数据出境便利化水平。
2026-02-05 10:03
月球表面的年龄是揭示其演化奥秘的基础。对于月球上未采样的区域,科学家主要依靠统计撞击坑的密度来估算年龄:区域越古老,撞击坑通常越密集。
2026-02-06 09:14
近日,内蒙古大学化学化工学院刘健教授、王艳琴副教授团队在节能制绿氢联产高附加值化学品领域取得重大突破,在《自然》子刊发表研究成果。
2026-02-05 10:01
近日,四川达州宣汉县深层海相钾盐资源分采分运攻关实验配套装置顺利完成试车,成功提取出高纯度氯化钾产品。
2026-02-05 10:01
我国互联网事业的蓬勃发展,既为“十四五”收官交出了亮眼答卷,也为“十五五”布局奠定了坚实基础。
2026-02-05 10:12
L5点位于地球的“后方”,位于该点的人造探测器无需消耗太多燃料就可以稳定长期驻留,因此“羲和二号”的设计寿命将长达7年。
2026-02-04 09:13
《月令七十二候集解》记载:“立,建始也”,“立”即“开始”之意。那么,立春的“立”,意味着怎样的开始?
2026-02-04 09:34
寒冬腊月,新春的氛围已在市井烟火中渐渐浓厚。进入寒假的第7天,在位于青岛的山东科技大学土木工程与建筑学院办公室里,教授李为腾和研究生杨光辉正在讨论工作。
2026-02-04 09:27
进藏工作10余年,那曲市农牧业(草业)科技研究推广中心畜牧师何世丞感慨颇深:“保护这片广袤而脆弱的草原,挑战不小,但我们一直在行动。”
2026-02-04 09:32
桥式起重机的轰响打破宁静,长十余米、重数十吨的火箭芯一级被缓缓吊离托座。操作手董磊手持控制设备,眼睛紧盯箭体,每一个动作都专注、沉稳。
2026-02-04 09:20
在人工智能(AI)和大数据时代背景下,高性能计算的战略地位已可与高能望远镜、同步辐射光源和粒子加速器等重大科研基础设施相提并论
2026-02-03 14:09
2月1日,农业农村部发布的《农产品质量安全承诺达标合格证管理办法》(以下简称《办法》)正式施行,我国农产品全面启用新版“身份证”——农产品质量安全承诺达标合格证。
2026-02-03 09:48
近日,记者从中国科学院空天信息创新研究院(以下简称空天院)获悉,该院成功开展超百G星地激光通信业务化应用实验,通信速率达到120吉比特每秒(Gbps)。”
2026-02-03 09:40
加载更多