日晷[guǐ]，本義是指太陽的影子。現(xiàn)代的“日晷”指的是人類古代利用日影測得時刻的一種計時儀器，又稱“日規(guī)”，其原理就是利用太陽的投影方向來測定并劃分時刻，以指定當(dāng)時的時辰或刻數(shù)，通常由晷針和晷面組成，是中國古代較為普遍使用的計時儀器。利用日晷計時的方法是人類在天文計時領(lǐng)域的重大發(fā)明，這項發(fā)明被人類沿用達(dá)幾千年之久。
日晷在史料中最早的記載是“漢書·律歷志·制漢歷”一節(jié)：太史令司馬遷建議共議“乃定東西，主晷儀，下刻漏”。日晷承載著人類對時間的理解與探索，從古代中國、北非、中亞到歐洲，日晷作為重要的時間工具，跨越不同的文化與地域，展現(xiàn)了人類在追求計時精度方面的智慧與創(chuàng)新。隋書·天文志中記載了耿詢的成就，“觀測日晷和刻漏，是測天地正儀象的根本”。“明史·天文志”對日晷的形制，定時之法都有詳細(xì)的記載。較之圭表，它已復(fù)雜多了，可以說是一種真正的儀器了，發(fā)展到清代，不僅可以計時用，日晷本身已成為一件裝飾藝術(shù)品。日晷這一名稱的普及，也是始于清代。
日晷依晷面所放位置、擺放角度、使用地區(qū)的不同，可分成地平式、赤道式、子午式、卯酉式、立晷等多種，應(yīng)用范圍也不盡相同。按晷面的擺放角度，可分為：地平式、垂直式、赤道式。晷面兩面都有刻度，分子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥十二時辰，每個時辰又等分為“時初”、“時正”，這也就是一天中的24小時。中國古代日晷的刻度劃分精細(xì)，將一天劃分為100刻。絕大部分的日晷顯示的都是視太陽時，有些在設(shè)計上作了變更，可以顯示標(biāo)準(zhǔn)時或是日光節(jié)約時間。從原理上來說，根據(jù)影子的長度或方向都可以計時，但根據(jù)影子的方向來計時更方便一些。故通常都是以影子的方位計時。由于日晷必須依賴日照，不能用于陰天和黑夜，且在春分、秋分時期無法使用。因此，單用日晷來計時是不夠的，還需要其它種類的計時器，如水鐘，來與之相配。
簡介
日晷有兩層含義，一般指的是第2個含義。
(1)“日”指“太陽”，“晷”表示“影子”，“日晷”的意思為“太陽的影子”。
(2)利用太陽投射的影子來測定時刻的裝置，又稱“日規(guī)”。
日晷通常由銅制的指針和石制的圓盤組成。銅制的指針叫做“晷針”，垂直地穿過圓盤中心，起著圭表中立竿的作用，因此，晷針又叫“表”；石制的圓盤叫做“晷面”，安放在石臺上，呈南高北低，使晷面平行于天赤道面，這樣，晷針的上端正好指向北天極，下端正好指向南天極。
晷面兩面都有刻度，分子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥十二時辰，每個時辰又等分為“時初”、“時正”，這正是一日24小時。中國古代日晷的刻度劃分精細(xì)，將一天劃分為100刻。絕大部分的日晷顯示的都是視太陽時，有些在設(shè)計上作了變更，可以顯示標(biāo)準(zhǔn)時或是日光節(jié)約時間。
人類使用日晷的歷史非常遙遠(yuǎn)，巴比倫在遠(yuǎn)古時期的6000年前就開始使用了，中國是在3000多年前的周朝。
日晷不但能顯示一天之內(nèi)的時刻，還能顯示節(jié)氣和月份。當(dāng)然它的缺點也是顯而易見的，笨重而且看不到陽光的時候不能用，比如陰天和晚上。
這項發(fā)明被人類所用達(dá)幾千年之久，直至1270年在意大利和德國才現(xiàn)早期的機(jī)械鐘，而中國則在1601年明代萬歷才得到二架外國的自鳴鐘，清朝時雖有很多進(jìn)口和自制的鐘表，但都為王宮貴府所用，一般平民百姓還是看天曉時。
工作原理
在一天中，被太陽照射到的物體投下的影子在不斷地改變著：
第一是影子的長短在改變。早晨的影子最長，隨著時間的推移，影子逐漸變短，一過中午它又重新變長；
第二是影子的方向在改變。在北回歸線以北的地方，早晨的影子在西方，中午的影子在北方，傍晚的影子在東方。從原理上來說，根據(jù)影子的長度或方向都可以計時，但根據(jù)影子的方向來計時更方便一些。故通常都是以影子的方位計時。隨著時間的推移，晷針上的影子慢慢地由西向東移動。移動著的晷針影子好像是現(xiàn)代鐘表的指針，晷面則是鐘表的表面，以此來顯示時刻。晷針影子在盤上移動一寸所花的時間稱為“一寸光陰”，而“一寸光陰一寸金”的成語就是由此而來。
早晨，影子投向盤面西端的卯時附近；當(dāng)太陽達(dá)正南最高位置（上中天）時，針影位于正北（下）方，指示著當(dāng)?shù)氐奈鐣r正時刻。午后，太陽西移，日影東斜，依次指向未、申、酉各個時辰。
分類
日晷依晷面所放位置、擺放角度、使用地區(qū)的不同，日晷可分成地平式、赤道式、子午式、卯酉式、立晷等多種，應(yīng)用范圍也不盡相同。
按晷面的擺放角度，可分為：地平式、垂直式、赤道式。
地平式日晷
亦稱水平式日晷（The Horizontal SundialE），地平日晷的晷面必須嚴(yán)格水平，晷面和晷針之間的夾角就是當(dāng)?shù)氐牡乩砭暥取ｊ忻婵潭刃枰?a href="/hebeideji/7264008905835085883.html">三角函數(shù)計算才能確定。適合低緯度的使用。
由于日晷的產(chǎn)生是從觀察陽光下豎直物體影子的方向變化而開始的，因此最早的日晷可能是地平式日晷。但它必須在使用其他計時工具進(jìn)行精確計時的條件下，根據(jù)表影隨時間變化的實際情況來進(jìn)行刻劃，這顯然是不方便的，但如果采用均勻刻劃的方法又會帶來相當(dāng)大的計時誤差。這是地平式日晷重大的缺陷。地平日晷制造容易，安裝簡便，除了把它作為一般的測時工具外，常常在城市廣場、花園、道路、小區(qū)、寺堂、學(xué)校、碼頭和游覽點等都可看到它的蹤影，顯得非常別致和美觀。
赤道式日晷
赤道式日晷（The ERquatorial Sundial）的晷面為赤道面，依照使用地的緯度，使赤道式日晷的晷面平行于赤道面。晷盤上的刻度是等分的，夏季和冬季軸投影在晷盤上的影子會分在晷盤的北面和南面。適合中低緯度地區(qū)使用。若將晷盤改為圓環(huán)則稱為赤道式羅盤日晷。
赤道式日晷亦稱斜晷。赤道式日晷是日晷世界中最重要和最常見的，也是中國古代最經(jīng)典和傳統(tǒng)的天文觀測儀器。
赤道式日晷的明確記載初見于南宋曾敏行《獨醒雜志》卷二中提到的晷影圖，但晷盤是木制的。后世改用石質(zhì)晷盤，金屬晷針。北京故宮等處保存的都是清朝制造的石質(zhì)赤道式日晷。
極地晷
極地晷（The polar Dial）晷盤與晷針平行，即晷盤與地平面的夾角和地理緯度相同，并朝向正北。時間的刻畫可以用簡單的幾何圖來處理，投影的時間線是平行的線條。適合各種不同的緯度使用。
垂直式日晷
亦稱立晷。它是晷盤面垂直于地平面刻度盤面采用垂直方向的日晷。歐洲的英國、法國、德國、意大利、奧地利等國，在一些古代和現(xiàn)代華麗的中層建筑的向南和向北(東西方向)以及向東和向西(南北方向)的墻上，附建有各種不同色調(diào)、大小和風(fēng)格相異的日晷雕塑。
垂直式日晷有標(biāo)準(zhǔn)向南、向北和向東、向西四個面，可分為三種：“垂直向南日晷”、“垂直向北日晷”和“垂直向東和向西日晷”。
垂直向南日晷（Vertical Direct South Dial）刻度盤面朝向正南且垂直地面的日晷。這一種日晷較適合在中緯度使用。
東或西向垂直式（Vertical Direct East or West）刻度盤面朝向正東或正西且垂直地面的日晷。這一種日晷只能在上半日（東向）或下半日（西向）使用，但全球各緯度都適用。
投影日晷
投影日晷不設(shè)置指時針，僅在地平面依地理緯度的不同繪制不同扁率的橢圓，在其上刻劃時間線，并將長軸指向正東西方向，短軸指向南北向并刻上日期，指示立竿測量時刻的正確位置。
折疊式日晷
一種便于攜帶的日晷稱為折疊式日晷，含有以絞鏈結(jié)合在一起的兩個小晷面，通常會折疊起來放在平整的小盒子內(nèi)，以方便放在口袋中。晷針則是在兩晷面之間的帶子，當(dāng)帶子被扯緊拉直時，兩個晷面會互相垂直，一個面形成垂直式日晷，另一個面則是水平式的日晷。
讓兩個晷面以不同的角度結(jié)合(會產(chǎn)生不同的投影)，折疊式日晷便可以自行調(diào)整。當(dāng)兩晷面顯示出相同的時間，而且絞鏈?zhǔn)撬降模郫B式日晷指示的是當(dāng)?shù)氐囊曁枙r。另外，當(dāng)絞鏈朝向北方(在北半球時)，折疊式日晷被旋轉(zhuǎn)了一個角度，晷針才能與地球的自轉(zhuǎn)軸平行，則當(dāng)正午、日出與日落時，折疊式日晷的時間不會受到緯度改變的影響，但是在早上9點和下午3點，緯度每偏差1度，在兩個晷面上的時間便會相差4分鐘(肇因於日晷在錯誤的緯度上)。
折疊式日晷可以像指南針一樣來使用，甚至可以測量緯度。有些折疊式日晷附有小的鉛錘和分度器來讀取正確的緯度；也有些附有指南針，可以測量地理上的特徵。在古代，大型的(1公尺以上的)摺疊式日晷曾經(jīng)被用於航海上。
等高儀日晷
等高儀日晷(Elevation sundial)可以顯示正確的日期，是使用在導(dǎo)航與天文學(xué)上的日晷。在設(shè)計上是一個平坦的小圓環(huán)，有一個小把手，或是像表鏈上的飾物，還是小裝飾。當(dāng)以把手將環(huán)懸吊起來時，小孔會在環(huán)的內(nèi)側(cè)投下陰影，經(jīng)由環(huán)內(nèi)的標(biāo)示可以顯示時間，但在測量時，使用者必須知道是上午還是下午。通常這個小孔被設(shè)置在一片可以滑動和鎖住，用來調(diào)整日期的金屬片上。
使用方法
日晷的制作除了指時針必需正確的安裝之外，時間線的刻劃也不能忽視。各形日晷時間線的刻劃與日晷的地理位置，指時針的高度等，都有關(guān)系。
假設(shè)地理緯度為，指時針的高度為H，要刻劃的時間與正午的差值為T；時間線與指時針的夾角為A，距離為D，則各形日晷的計算式如下：
（1）地平式日晷：
（2）赤道式日晷：等分圓盤，每小時相當(dāng)與十五度，正午線垂直朝下。
（3）極地晷：
（4）南向垂直日晷：
（5）東或西向垂直式：
（6）側(cè)向垂直式：θ為日晷墻面的斜角
指時針與墻面垂線的夾角W，
指時針高出于墻面的夾角O，
指時針與正午線的時間線夾角R，
6點與12點時間線的夾角S，
（7）投影日晷：
時間點在長軸方向上的值：
時間點在短軸方向上的值：
橢圓長軸與短軸的比：
制作
材料
一張薄紙板、木板或紙板基座（ 30厘米×15厘米）、半圓規(guī)、磁性羅盤、透明膠條。
制作方法
用一張薄紙板可以剪成一個直角的三角形，作為一個指示針。但首先要知道，制作者所在地的緯度，這是一條想像的、環(huán)繞地球的圓線，緯度線與赤道平行。從赤道到地球的極分成若干個度數(shù)，赤道的度數(shù)是零度，北極是北緯90度，南極洲是南緯90度，可以在地球上找出你所在的緯度。美國約是在北緯度；中國約是在北緯度。假設(shè)所在的緯度是 40度，就是所做的三角形最長邊（斜邊）的角度。在直板上畫一個15厘米長的基線，再畫一個90度的角，沿這個角邊線向上約長13厘米，從底線量出40度的角，并沿這個角畫直線，完成了這個三角形。這條斜線長約20厘米，剪下這個三角形。畫一個 30厘米×15 厘米的方塊，再把這個方塊的中間對折，使之成為兩個邊長15厘米的正方形。在這個長方形內(nèi)畫一個半徑為15厘米的半圓。這樣，就做成了一個底座。用膠條把前面的三角形貼在這個底座上，三角形的底邊就放在使長方形分成兩個正方形的折線上，三角形40度角的斜邊端點放在半圓的中心）。一個羅盤針使太陽表成南北走向，使日光表站立的直角邊向北，圓心向南，也可以使直角邊向正北方向而不是磁極的北極。一般街道都是正南正北的，也可以在晚上借助北極星來確定正北。日晷儀安置完畢后，在底盤上記下每小時的太陽陰影的位置。可以得到日晷儀開始的時間在半圓的開始處是 6點，在三角形的直角邊處是12點，在半圓的另一端是下午6點。每一個小時間距是一樣的。這樣，在晴朗的天氣，就可以用日晷儀來測時間。
注意事項
使用日晷，無論是何種形式都有一根指時針，這根指時針與地平面的夾角必須與當(dāng)?shù)氐牡乩砭暥认嗤⑶艺_的指向天罡星，也就是都有一根與地球自轉(zhuǎn)軸平行的指針。觀察這根指針在指定區(qū)域內(nèi)的投影，就能確定時間。
由于日晷必須依賴日照，不能用于陰天和黑夜。因此，單用日晷來計時是不夠的，還需要其他種類的計時器，如水鐘，來與之相配。
春分到秋分期間，太陽總是在天赤道的北側(cè)運行，晷針的影子投向晷面上方；從秋分到春分期間，太陽在天赤道的南側(cè)運行，晷針的影子投向晷面的下方。所以在春分以后看晷盤的上面；秋分以后看晷盤的下面。
文獻(xiàn)記載
中國最早有明確記載的地平式日晷是《隋書·天文志》中提到的隋代的“短影平儀”，由袁充于隋開皇十四年（594年）發(fā)明，而在考古實物方面，呼和浩特的漢代晷儀，也是地平式日晷的早期實例。赤道日晷的明確記載初見于南宋曾敏行的《獨醒雜志》卷二中提到的晷影圖。
唐·柳宗元《問答·晉問》：“當(dāng)空發(fā)耀，英精互繞，晃蕩洞射，天氣盡白，日規(guī)為小，鑠云破霄。”
1.日影
《周髀算經(jīng)》卷上：“故冬至日晷丈三尺五寸，夏至日晷尺六寸。冬至日晷長，夏至日晷短。”
《藝文類聚》卷七七引 北齊·邢邵《景明寺碑》：“及日晷停流，星光輟運，香雨旁注，甘露上懸。”
唐·方干《贈上虞胡少府百篇》詩：“日晷未移三十刻，風(fēng)騷已及四千言。”
元·柯丹邱《荊釵記·續(xù)姻》：“日晷漸長人盡悅，繡紋弱線添些。”
2.時光
宋·王安石《本朝百年無事札子》：“臣以淺陋，誤承圣問，迫於日晷，不敢久留，語不及悉，遂辭而退。”
清·陸以湉《冷廬雜識·周文忠公》：“日晷已促，不得盡言。”
3.古代測日影定時刻的儀器
《漢書·藝文志》有《日晷書》三十四卷。
清·錢泳《履園叢話·藝能·銅匠》：“測十二時者，古來惟有漏壺，而后世又作日晷、月晷，日晷用于日中，月晷用于夜中，然是日有風(fēng)雨，則不可用矣。”
參考資料 >
小山帶你看:當(dāng)日晷遇上高科技會發(fā)生什么?.手機(jī)環(huán)球網(wǎng).2023-12-26
[科普中國]-日晷儀.科普中國網(wǎng).2023-12-24
“一寸光陰”到底有多久?(文物有話說).光明網(wǎng).2025-05-02
“日晷”簡介.南京市江寧科學(xué)園小學(xué).2023-12-26
晷的解釋|晷的意思|漢典“晷”字的基本解釋.www.zdic.net.2022-06-10
獨家丨天文在身邊——記9.15全國科普日.今日頭條.2024-02-28
日晷和漏刻：那些古老時光的計時器.m.toutiao.com.2022-06-10