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

  • 赴西部,时代青年新舞台

  • 地质灾害防治·北京在行动

独家策划

推荐阅读
近日,四川乐山一小伙感觉身体不适独自乘出租车前往医院就诊,途中开启“超强自救”模式:联系妈妈告知情况、打110报警求助、打120告知医院准备急救。如果长期处于焦虑引起的躯体化障碍状态,患者会反复出现头痛、心慌、呼吸急促、胃肠紊乱、肢体疼痛、睡眠问题等。
2025-07-02 10:06
使用人工智能大模型时,不少人或许都遇到过类似问题:它们有时会捏造细节,甚至“一本正经地胡说八道”。当“喂给”大模型的训练数据包含虚假信息时,它就会产生“幻觉”、给出错误答案。
2025-07-02 10:05
中国国际航空公司所属的国产C909客机平稳降落在蒙古国乌兰巴托成吉思汗国际机场,标志着国航首条C909国际航线正式开通。早8时许,这架C909客机从呼和浩特起飞,经过1个多小时飞行抵达乌兰巴托。
2025-07-02 10:03
农业是国民经济的基础,农业领域形成新质生产力是国民经济形成和发展新质生产力的基础和“底盘”。 农业新质生产力是通过提升劳动者素质、优化劳动资料和创新利用劳动对象,实现全要素生产率的显著提高。
2025-07-02 10:01
团队基于卫星遥感数据构建了1988年至2021年青藏高原30米分辨率人工草地数据集,明确了青藏高原主要的人工草地类型及其时空分布特征,并揭示了青藏高原人工草地的迅速扩张及其驱动机制。
2025-07-02 09:59
屠光绍认为,金融机构在应用人工智能时必须在服务投资人与消费者之间寻求平衡,避免AI鸿沟,坚守金融服务大众的初心。鲍建敏倡导构建产学研深度融合、开放共赢的人工智能金融生态体系,搭建跨机构、跨领域的协同创新平台。
2025-07-01 10:13
6月30日,2025温布尔登网球锦标赛在英国伦敦拉开大幕,引发球迷关注。在草地球场,球的速度更快且弹跳不规则,比赛回合较短,发球就成为球员们的重要“武器”。红土球场并不是天然土壤,而是分层分布着碎砖粉、白色碎石灰石、碎石等。
2025-07-01 10:09
7月1日起,医保定点医药机构在销售药品时,必须按要求扫药品追溯码后方可进行医保基金结算;2026年1月1日起,所有医药机构都要实现药品追溯码全量采集上传。步,进入国家医保局微信公众号主页,点击服务、药品追溯信息查询,进入查询页面;或进入国家医保局微信公众号消息对话页,点击医保服务、药品追溯信息查询,进入查询页面。
2025-07-01 10:09
记者从国家航天局获悉,7月1日,该局发布行星探测工程天问二号探测器在轨获取的地月影像图。(国家航天局供图)  月球全色图,由天问二号探测器的窄视场导航敏感器于2025年5月30日15时拍摄,经辐射校正处理后制作而成。
2025-07-01 10:08
龙芯中科近日正式发布基于国产自主指令集龙架构研发的服务器处理器龙芯3C6000系列芯片、工控领域及移动终端处理器龙芯2K3000/3B6000M芯片以及相关整机和解决方案。
2025-07-01 10:06
四大家鱼,即青鱼、草鱼、鲢鱼、鳙鱼,是我国重要的经济鱼类,占淡水鱼类养殖总量的“半壁江山”,尤以长江流域所产鱼品质最优。但人工养殖久了,鱼类品质逐渐下降,需要捕捞野生鱼种来更换,确保鱼类种质“基因库”稳定。
2025-06-30 04:50
FAST如今每天观测时长接近24小时,每年总观测时长超过5300小时,持续不断地为科学家提供宝贵的数据。
2025-06-30 09:52
华南农业大学积极探索应用大数据、人工智能等技术加速育种创新,“华航香银针”就是创新成果之一。
2025-06-30 09:51
在近日落下帷幕的第十五届全国周培源大学生力学竞赛中,一位特殊的“考生”吸引了人们目光。
2025-06-30 09:51
6月29日,在海南文昌卫星超级工厂项目建设现场,各方正全力以赴加快工厂投产进程。
2025-06-30 09:51
作为一所工科见长的大学,近年来,山东科技大学涌现出一批热衷文化艺术的学生:材料学院研究生庄英赞受邀参加《声声入戏——中央广播电视总台首届京剧票友大会》节目;
2025-06-30 04:50
今年“三夏”生产,该农场配备无人驾驶系统的收割机和拖拉机、气吸播种机、精准水肥轮灌系统、自动巡田无人机等智能化装备大显身手。
2025-06-27 10:25
6月24日,国家重大科研仪器研制项目“2.5米大视场高分辨率太阳望远镜”(WeHoST)在四川稻城启动建设配套项目,预计2027年望远镜完成装调并投入试运行。
2025-06-27 10:24
古生物研究表明,包括早期犬齿兽在内的一些远古动物,脑袋为一个没有左右脑半球区分的整体,而现生哺乳动物和典型的进步颌兽类则有左右两个脑半球。
2025-06-27 10:18
6月26日21时29分,经过约6.5小时的出舱活动,神舟二十号乘组航天员陈冬、陈中瑞、王杰密切协同,在空间站机械臂和地面科研人员的配合支持下,圆满完成既定任务。
2025-06-27 10:17
加载更多