日晷的製作與研究，來自於對自然現象的觀察，例如：影子到了某個方向角度，就可以推測是幾點鐘。立竿見影看似尋常，然而竿影的角度、位置和時間之間的關係，卻是規律中又有些不尋常。

多年前曾帶著學生頂著太陽，探討竿影與太陽位置並自製日晷，投入這個實驗引起我對日晷的喜愛，連出國都不忘拍攝與日晷相關的相片呢！

現在終於有時間整理一下這些資料，相片是2005年暑假去德國旅遊時拍攝的(一向是習慣將相片縮成小小的，不過日晷學問大，還是別縮太小)。將我所看見的日晷整理如下，當時只覺得日晷很漂亮，沒想到其中學問大~如有錯誤請指正。

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日晷的型式很多，根據邱紀良教授的解釋：『從受影面的外觀來看，可分成半球面式、半圓柱面式、圓弧式和平面式，其中平面式又可依其受影面與水平面之間的角度，進一步分為赤道式、垂直式、水平式、傾斜式等。』

這是在萊茵河畔看到像花園擺飾的日晷，好漂亮，雖然日晷標竿已經有些彎彎的~這是環形赤道式日晷，這種型式的日晷，因其受影面與地球赤道面平行而得名。

除了花樣吸引我之外，日晷標竿方向與時間間隔也同樣令我感到好奇。，標竿正對南北方向，在北半球，標竿向上的尖端指向北方，仰角為當地的緯度(德國)，環 的內面就是受影面，上面刻有時間線條，每小時的角度間隔一樣，都是 15 度（太陽在空中24小時繞了 360 度）。

在加美許用餐，經過郵局，看到它的外牆上繪製漂亮的日晷，它是垂直式日晷，這種型式的日晷，因其受影面板是垂直掛著而得名。

在北半球，如果面板正向南方，日晷的標竿便應該斜指地面，它與面板之間的夾角要等於 90 度扣除觀測地的緯度度數。

高掛在戶外牆壁上的垂直式日晷，在德國常可見到，羅騰堡、烏茲堡、法蘭克福都可以見到。

在波登湖畔的教堂，還看到在教堂的三個面都有垂直式日晷。其中正面與其中一側的指針指向下，符合前述：垂直式日晷的標竿斜指地面。而另一側的指針卻是指向天！為什麼相異二側的日晷標竿指向不同？

一側為南向的垂直式日晷、另一側為北向的垂直式日晷

查閱了邱教授的文章，原來是因為：春分後、秋分前的早晨或傍晚，太陽會在東北或西北，也就是出現在一般南向垂直式日晷面板的背面，這時日晷就不能顯示時間了。為了這個緣故，通常會製作另一個日晷，掛在向北的牆上，標竿與面板之間的夾角相同，但它是指向天。

『垂直懸掛式日晷的面板不但有朝向正南、正北的，也可以做成正東、正西的。』因為在波登湖看到三個面都有日晷，所以又多看了一些資料：『如果採取向東或向 西這種方位，其標竿是傾斜的，但與面板平行。標竿立足點的位置必定是在上、下午 6 點鐘的位置，其時間指示線條是由一群不等距的平行線所組成的。』

幫我看看，波登湖這間教堂正面的垂直式日晷，它的標竿是否指在6點鐘位置嗎？

在巴登巴登，還看到有不同先前的日晷刻度的標示法，在教堂的塔的相鄰側還不同於先前所看見的，其中一面的日晷標竿居然是與塔面垂直！為什麼二側不一樣？其中學問~可難到我了。

除了日晷外還有日圭，日圭可以指示日期；日晷則可指示時刻。某些特殊設計的日晷，不只是顯示一日時刻關係，還可推算日期呢！日晷的設計與緯度有絕對的關係，而且還要考慮時間的修正呢~因為把我們的手錶時間和日晷所顯示的時間比較，通常會發現兩者不同！

為何不同？引用邱紀良教授文章說明：
『日晷的時間指示線是依照太陽在空中運行的位置來決定的，這是自然界告訴我們的時間，可以把它叫做日晷時系統。因為地球公轉軌道不是正圓，每天太陽回到正南(正午)所需的時間不同，有些月分會比 24 小時長些，有些月分會短些。
     而手錶呢，它的時間是依照人類行政系統規定的標準，可以把它叫做手錶時系統，它規定一天 24 小時整，一秒不差。至於什麼時間太陽在正南，它就不管了。
所以兩個系統對時間的顯示就有不同的讀數，兩者每天的時差都不同，雖然如此，幸好兩者之間的差別是固定的，我們可以將這些時差列成表或製成圖，以後讀了日晷時間，再查一下表，就可以將這一部分的差別補正過來。』

唉~因為太複雜了，恐怕得修邱教授的課才能恍然大悟呢！

2009.07附註

『相片中有些投影竿是垂直於牆壁的，因為它只要用竿子末端圓點的影子來指示時間和日期。而竿子本身的影子我們應該視而不見的，忽略它。』感 謝邱紀良 教授指導：『這裡大部分的垂直式日晷都是偏向垂直的，請參考 Sundials 日晷天地 。
在《日晷百變》書裡有一章討論到這種偏向日晷，這些日晷的晷針上端都應指向北極星，所以南偏西和南偏東的日晷的晷針尖端向下（指向南極），北偏西和北偏東的日晷的晷針尖端向上（指向北極）。它們的小時線都不是平行線。

所謂：『如果採取向東或向西這種方位，其標竿是傾斜的，但與面板平行。標竿立足點的位置必定是在上、下午 6 點鐘的位置，其時間指示線條是由一群不等距的平行線所組成的。』 指的是「正東向」或「正西向」的日晷。

波登湖畔教堂的三個垂直日晷，分別應屬於：南偏西(正門的那個)，南偏東(側面的那個)，和北偏東(背面)日晷。若另一側還有，將是北偏西日晷。
加美許郵局的日晷南偏東約30度。
羅騰堡市政廳的稍微偏東。
烏茲堡的正南向偏東一點點。
巴登巴登教堂的也是稍微偏向。左邊的是西向偏南一點，右邊的是南稍偏東。』

 
分類：科學五四三 2008/08/09 09:41