天文仪器-天文仪好-天文仪器在研究天体中的作用

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我国古代在创制天文仪器方面有杰出贡献，创造性地设计并制造了多种精巧的观察和测量仪器。我国有最古老且最简单的天文仪器叫土圭，也称作圭表。它的作用是度量日影的长短。至于它最初从何时开始有，已经无法考证了。

圭表

圭表

圭表是一种测天仪器，它既简单又重要。圭表由垂直的表和水平的圭组成，表一般高八尺。圭表的主要功能有两个，一是测定冬至日所在，二是进而确定回归年长度。此外，通过观测表影的变化，还可以确定方向和节气。

很早以前，人们察觉到房屋、树木等物体在太阳光的照射下会投射出影子。这些影子的变化存在一定的规律。于是人们就在平地上直立起一根竿子或者石柱，以此来观察影子的变化。这根直立的竿子或者立柱被称作“表”。通过用一把尺子去测量表影的长度以及方向，就能够知晓时辰。后来，发现正午时表影总是朝向正北方向。于是把石板制成的尺子平铺在地面上，并且让它与立表保持垂直，尺子的一头连着表基，另一头伸向正北方向，这样用石板制成的尺子被称作“圭”。在正午时，表影会投在石板上，古人便能够直接读出表影的长度值。

古人经过长期观测，了解到一天之中表影在正午的时候最短。并且得出，在一年内的夏至日正午，烈日高高照耀，此时表影最短；而在冬至日正午，煦暖的阳光斜射，表影则是最长的。于是，古人就凭借正午时的表影长度来确定节气以及一年的长度。譬如，两次连续测得表影的最长值，这两次最长值之间相隔的天数，就是一年的时间长度，所以我国古人早就知晓一年等于 365 天多的数值。

河南登封观星台上现存着一个巨大的圭表，它有 40 尺的高台，还有 128 尺长的量天尺。

日晷

日晷

日晷也被称作“日规”。它是我国古代用来利用日影测量时刻的一种计时仪器。一般由铜制的指针以及石制的圆盘构成。铜制的指针被称作“晷针”，它垂直地穿过多圆盘的中心，起到了圭表中立竿的作用，所以，晷针也被叫做“表”。石制的圆盘叫做“晷面”，被安放在石台上，其形状是南高北低，能让晷面平行于天赤道面。这样一来，晷针的上端恰好指向北天极，下端恰好指向南天极。在晷面的正反两面刻划出了 12 个大格，每个大格代表两个小时。太阳光照在日晷上时，晷针的影子会投向晷面。太阳从东向西移动，投向晷面的晷针影子也就慢慢地从西向东移动。这样，移动着的晷针影子如同现代钟表的指针，而晷面就像是钟表的表面，通过这种方式来显示时刻。

春分到秋分期间，太阳在天赤道北侧运行，所以晷针的影子投向晷面上方；秋分到春分期间，太阳在天赤道南侧运行，所以晷针的影子投向晷面下方。因此，观察日晷时，首先需了解两个不同时期晷针的投影位置。

漏刻

漏刻

漏刻

它通过漏壶的浮箭来计量一昼夜的时刻。人们最初发现陶器中的水会从裂缝一滴一滴地漏出。于是专门制造出一种留有小孔的漏壶，将水注入其中，水便从壶孔流出。另外用一个容器来收集漏下的水。这个容器内有一根刻有标记的箭杆，就如同现代钟表上显示时刻的钟面。用一个竹片或木块托着箭杆浮在水面上，容器盖的中心开有一个小孔，箭杆从盖孔穿出，这个容器被称作“箭壶”。箭壶内收集的水逐渐增多时，木块托着箭杆会慢慢地往上浮。古人从盖孔处观察箭杆上的标记，就能够知道具体的时刻。漏刻的计时方法分为泄水型和受水型这两类。漏刻是一种独立的计时系统，仅仅借助水的运动。后来古人发现，当漏壶内的水多时，流水就较快；而水少时，流水就慢。这显然会对计量时间的精度产生影响。于是再加一只漏壶于漏壶之上，当下面的漏壶在漏水的时候，上面漏壶的水会源源不断地补给下面的漏壶，这样就能让下面漏壶内的水均匀地流入箭壶，以此获得较为精确的时刻。

北京故宫博物院现存的铜壶漏刻是在 1745 年制造的。最上面漏壶的水从雕刻精致的龙口流出。水依次流向下壶。箭壶盖上有个铜人。铜人仿佛在报着箭杆。箭杆上刻有 96 格。每格为 15 分钟。人们根据铜人手握箭杆处的标志来报告时间。