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

  • 天津大学庆祝建校130周年

  • 坚守岗位

独家策划

推荐阅读
科普资源“需求侧”井喷,“供给侧”该如何应对?
2025-09-30 02:50
从今天起,我们不妨每天给孩子留出30分钟,让他们把第一个“为什么”写下来;不妨对孩子说一句“这个问题真有意思,一起找答案”;不妨在课堂上把“解题步骤”暂时收起,让学生先猜、先试,让好奇心重新成为我们最闪耀的指南针。
2025-09-30 04:05
这个秋天,北京航空航天大学的一批新生将开启一段独特的学习旅程:从大二开始,他们将亲手参与设计一架低空飞行器,直至它真正试飞升空。想象一下,课堂上学到的公式和图纸,几年后竟能化作低空飞行器飞向蓝天,多么振奋人心!这不是科幻电影,而是北航在全国率先开设的“低空技术与工程”专业推出的“项目制人才培养”真实场景。
2025-09-30 04:05
时代浪潮奔涌,技术创新日新月异,国家发展对高素质应用型人才的需求比以往任何时候都更为迫切。由“中国制造”迈向“中国智造”,从关键技术的突破到现代产业体系的构建,处处都需要既掌握扎实理论知识,又具备卓越实践能力的青年英才。
2025-09-30 04:05
辽中凹陷位于渤海北部海域,平均水深22米。探井JZ27-6-3井钻遇油气层57.4米,完钻井深1925米。经测试,该井日产原油约500吨,日产天然气约2万立方米。
2025-09-30 04:05
2025年全国古树名木保护科普宣传周活动29日在广州启动。记者从启动仪式上获悉,为进一步加强古树名木保护,我国已启动第三次全国古树名木资源普查,并严格落实《古树名木保护条例》,按照“一树一策”“一群一策”原则,持续推进科学保护管理,推动古树名木高水平保护和高质量发展。
2025-09-30 04:05
成功攻克了近距离飞行与高精度操作难以兼顾的核心技术难题
2025-09-30 02:50
当科研人员在各自领域里突飞猛进时,科幻创作需要正视专业壁垒与认知鸿沟,更重要的是寻找方法跨越鸿沟。
2025-09-30 02:50
健全大联合、广协同、全覆盖、共建共治共享的国家科普体系,全面构筑新时代国家科普能力
2025-09-30 02:50
建设海洋强国,离不开海洋文化等软实力的支撑。
2025-09-29 09:22
2025年世界新能源汽车大会27日在海南海口开幕。大会以“产业变革与可持续发展”为主题,策划了18场会议、2场闭门会议、技术展览、科技评选和系列科普活动。
2025-09-29 05:25
国家“十四五”规划重点工程——青藏直流二期扩建工程28日正式投运,可将青海与西藏之间的输电能力提高一倍,达到120万千瓦,对于提高西藏电力供应保障能力,促进清洁能源大范围优化配置,服务建设新型电力系统具有重要意义。
2025-09-29 05:25
日前,第五届世界生物圈保护区大会在浙江杭州落下帷幕。这场十年一届的盛会首次在亚洲举行,各方代表齐聚一堂,汇聚共识,共同探讨进一步促进人与自然和谐共生、实现可持续发展的思路与举措。
2025-09-29 05:25
科普是国家创新体系的重要组成部分,是实现创新发展的基础性工作。
2025-09-29 03:15
“我们要做轻量化,就是要做轻量化生态,要建设轻量化生态系统。”在2025(第十八届)汽车轻量化大会(以下简称“大会”)上,北汽福田欧曼事业部研发中心底盘系统高级主任工程师兼公司轻量化负责人李军代表公司获得“汽车轻量化创新成果大赛卓越成果奖”,展现了中国商用车轻量化技术的最新突破。
2025-09-29 07:19
目前,我国专业技术人才超过8000万人,技能劳动者总量超过2.2亿人,其中高技能人才超过7200万人,为推动高水平科技自立自强、建设现代化产业体系提供了坚实人才支撑。
2025-09-28 09:45
9月27日20时40分,我国在太原卫星发射中心使用长征六号改运载火箭,成功将卫星互联网低轨11组卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。
2025-09-28 09:39
今天,横跨贵州省贞丰县与关岭县的世界第一高桥——六安高速花江峡谷大桥正式建成通车。大桥通车后,原来需要绕行2小时的花江峡谷两岸贞丰县至关岭县,如今仅需2分钟即可直达,真正实现了“天堑变通途”。
2025-09-28 09:39
近日,2025亚太机器人世界杯青岛国际邀请赛在青岛西海岸新区举行,来自12个国家和地区的84支代表队同台竞技。在各类比赛中,人形机器人足球赛吸引了最多观众“观战”。
2025-09-28 04:15
加载更多