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    傳統文化——日晷、骨笛、二十四節氣

     hjh2004 2021-04-11

    古人觀天察地——日晷、骨笛、二十四節氣 

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    日晷儀也稱日晷,是觀測日影記時的儀器,主要是根據日影的位置,以指定當時的時辰或刻數,是我國古代較為普遍使用的計時儀器。但在史籍中卻少有記載,現在史料中最早的記載是“漢書·律歷志·制漢歷”一節:太史令司馬遷建議共議“乃定東西,主晷儀,下刻漏”,而“漢書·藝文志”中列有晷書34卷,但僅存書名,而無內容。
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    地平式日晷,晷面與地平面平行,晷針和晷面之間的夾角就是當地的地理緯度,適合低緯度使用,因其制造容易、安裝簡單且具有較強的觀賞性,適合安放在公園、廣場和學校等地。
    赤道日晷,它也是日晷家族中最簡單、最常見的一種。其晷面平行于赤道面,晷面上的刻度等分,晷針與地軸平行,兩端分別指向南北極,晷針的仰角是當地的地理緯度,北半球的晷針高端指向北極星。
    地平式日晷,直晷的晷面垂直于地面放置,晷面朝向,南、北、東、西都有,晷針的傾角通常等于當地的地理緯度,適合中緯度地區使用。
         日晷題大多與太陽方位、物影方位、緯度、太陽高度角等有關。我們要注意的是:
    1.陽光或晷針投影在我國日晷北側面上應是夏半年,南側面上應為冬半年;
    2.晷針北側指向北極星;
    3.晷針與水平面的夾然即為當地緯度等。


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    圭表,是度量日影長度的一種天文儀器,由“圭”和“表”兩個部件組成。圭表和日晷一樣,也是利用日影進行測量的古代天文儀器。所謂高表測影法,通俗的說,就是垂直于地面立一根桿,通過觀察記錄它正午時影子的長短變化來確定季節的變化。垂直于地面的直桿叫“表”,水平放置于地面上刻有刻度以測量影長的標尺叫“圭”。

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    二十四節氣歌

    春雨驚春清谷天,夏滿芒夏暑相連,

    秋處露秋寒霜降,冬雪雪冬小大寒。

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    命題情景

    古人觀天察地——日晷、骨笛、二十四節氣

          一、日晷

    中國古人觀天察地,了解了日月運行的周期,創造了精度很高的計時工具:日晷。常見的日晷如下圖:

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    原理:日晷是根據一天中太陽方位不同,通過固定的指針產生的陰影來測量時間的。日晷晷針上端指向北極星,由于北極星的仰角等于當地地理緯度,故日晷與地面的傾角θ=90°-當地緯度。
    二、賈湖骨笛

    位于河南省賈湖遺址(33.5°N)中發現賈湖先人將骨笛和叉形器組合起來,做成原始“圭表”,觀測正午日影。下圖示意該原始“圭表”使用原理(圖中①②③分別代表二分二至時的日影末端位置),兩根木樁按南北對位,叉形器置于南端。

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    三、二十四節氣 

    主要適合的地區:黃河流域,因為這里是中華文明的發源地,農耕文明時期人們總結出的規律。

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    素養探究


    視角1:[地理實踐力]日晷圖的判讀方法 

    (1)由于晷針上端指向北極星,故面向日晷,左側為東,右側為西。
    (2)春秋分日出正東,晷針影子在正西(如A),即6時;日落正西,晷針影子在正東(如B),即18時。 
    (3)夏半年日出東北,晷針影子在西偏南(如C),6時之前;日落西北,晷針影子在東偏南(如D),18時之后。 
    (4)上午10時,太陽位于東南方向,晷針影子在西偏北(如E);正午12時,太陽位于正南天空,晷針影子在正下方(如G),此時影子最短;下午14時,太陽位于西南方向,晷針影子在東偏北(如F)。

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    視角2:[人地協調觀]骨笛圖的判讀 

    ①處日影最長,應代表冬至日;③處日影最短,應代表夏至日,②位于二者之間,為二分日。5月1日,在春分到夏至之間,即②③之間,且正向③處移動。11月1日,在秋分到冬至期間,即①②之間,且正向①移動。

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    視角3:[地理實踐力]推斷日期 

    一年約365天,24個節氣,故每個節氣約15天,根據已熟悉的春分、夏至、秋分、冬至的日期,可以推斷其他節氣的日期,如芒種在夏至(6月22日)之前的一個節氣,故約為6月7日;再如清明位于春分(3月21日)之后的一個節氣,故約為4月5日;大寒位于冬至(12月22日)之后的第二個節氣,故相差約一個月,約為1月21日。 

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    視角4:[綜合思維]晝夜長短和正午太陽高度

    結合正午太陽高度和晝夜長短的變化規律可知,黃河流域夏至日晝最長、正午太陽高度最大,冬至日晝最短、正午太陽高度最小。
    ①關于夏至或冬至對稱的節氣,晝夜長短相同,正午太陽高度相同,日出日落方位相同,如圖中小暑與芒種,立夏與立秋,小雪與大寒,寒露與驚蟄等。
    ②關于春分或秋分對稱的節氣,晝夜長短相反,直射點緯度數相同,但直射半球不同,如驚蟄與清明,立春與立夏,處暑與霜降等。

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    2020屆江淮十校第二次聯考  暑期熱播網絡劇《長安十二時辰》,在每集電視劇開頭通過日晷來顯示時間的變化。日晷是我國古代利用日影測得時刻的一種計時儀器,一般由晷針和晷盤組成。晷針垂直于太陽視運動的軌道平面,上端指向北極星方向。在晷盤面上刻畫出12個大格,每個大格代表兩個小時,當太陽光照在日晷上時,晷針的影子就會投向晷盤面,以此來顯示時刻。讀圖,回答20~22題。

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    20.《長安十二時辰》提到:“圣人詔令,至此刻起,直到次日巳時,長安城暫停宵禁,汝等無論來自何方何國,只需一次勘驗入市,此后十二時辰內,皆可于坊間自由來往”。“十二時辰”開始的時刻為

    A.9:00        B.9:30     

    C.10:00      D.10:30

    21.夏至日晴天,長安城內日晷儀晷針的影子移動的方向應是

    A.由西北逆時針轉向東北      B.由西北順時針轉向東北

    C.由西南逆時針轉向東南      D.由西南順時針轉向東南

    22.若圖示日晷儀由西安移至上海使用時,晷盤與地面的夾角應該

    A.增大      B.減小      

    C.不變      D.按日期作調整

    20.A 已時指的是9:00,個時辰,對應2個小時(120分鐘),學生也可以通過午正指示12:00,依此來推理。

    21.D夏至日,太陽直射北半球,日出丁東北方、正午在正南方、日落丁西北方,影子朝向與太陽方位相反,則影子山西南順時針轉向東南,故D項正確

    22.A 北半球各地仰塑北極星的仰角等于當地的地理緯度,又因為暑針指向北極星,垂自丁暑盤,故樹盤與地而的夾角與當地地理緯度互余;西安緯度高于上海,則移到上海后,該夾角應該上午10:12增大。

    2019齊魯科研協作體聯考  在春花爛漫的清晨,晨練的王先生在小區中心花壇(118°E)透過柵欄拍攝到了旭日正東升起的照片,花壇的中心是一個赤道日晷(晷針上端指向北極星附近,冬半年觀測底面晷針日影,夏半年觀察頂面的晷針日影),日晷面與地平面的夾角為52°。據此完成9-11題。

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    9.柵欄的走向是?

    A.?南北走向????B.西北—東南走向

    C.東北—西南走向????D.東西走向?

    10.該地當天?

    A.正午時北京時間為12點

    B.正午太陽光線與日晷面平行

    C.晷針的影子順時針劃過日晷面

    D.正午太陽高度為38°

    11.再過15天,節氣可能為

    A.驚蜇???     B.白露

    C.清明??????D.寒露

    B 9、根據題干信息可知,樓房為東西走向,從而柵欄為西北-東南走向。

    B 10、該地為118°E,正午時北京時間為12:08。從春花爛漫和旭日正東升起來推斷,此時為春分,太陽直射赤道,正午太陽光線與日晷面平行。上下面的晷針影子同時存在,分別為順時針和逆時針劃過日晷面。該地當天的正午太陽高度應該為52°,因為由日晷晷針指向北極星附近和日晷面與地平面的夾角為52°,可以推斷,該地緯度為38°,此時為春分,太陽直射赤道,且太陽光線和日晷面平行,所以該地當天正午太陽高度即為日晷面與地平面的夾角。

    C 11、當天為春分日,15天后,應為清明節。

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