圭表

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时刻 圭表 漏刻 水运仪象台

    十二辰制和百刻制只是一种计时制度，要想知道当前的准确时刻，还要依靠各种计时工具。中国古代最早使用的计时工具称为圭表。
    圭表的创制年代已不可考，可能早在商周时期就已使用。圭表由两部分组成，垂直立于平地上的标杆称为表，南北方向平放的测影尺称为圭，两者以直角相接。由于圭为南北方向，当太阳自东向西运动时，只有正午时分，表的影子才会正好投射至圭上。此外，由于地球公转时，北半球阳光直射点的南北移动，同一地点每天正午的表影长度都不相同。根据表影长度变化规律，就可以知晓一年的时长和二十四节气的位置。  

北京古观象台圭表	汉代石日晷	北京紫禁城内日晷

      圭表虽然能够计时，但功能有限，一天之中只能确定正午的准确时刻。于是，中国古人对圭表进行改进，创制出计时功能更强的计时装置——日晷（guǐ）。日晷起源于何时已不可考，目前已发现的最早的日晷实物制作于西汉时期，但作为计时工具，直到清代才普遍流行。
    日晷由晷针和晷面两部分构成，晷面通常呈圆形，圆心处垂直竖立一根晷针。晷面上划有时间刻度，太阳运动时，晷针的影子会随之在晷面上移动，影子对应的刻度就是当前的时刻。  

登封古观象台模型		圭表与日晷

      日晷分为赤道式日晷和地平式日晷两种。赤道式日晷的晷面与地球赤道平行，与太阳的视觉运动轨迹一致，因而影子移动速度恒定，晷面刻度均匀。地平式日晷与当地地平面平行，与太阳视觉运动轨迹间存在一个角度，因而影子移动速度不恒定，日出日落时移动最快，正午时分移动最慢。这种情况下，为准确标示时刻，晷面刻度也相应有疏有密，不是均匀分布。