22-05-9 12:55 发布于 广东 来自 微博 weibo.com 已编辑
#司天灵台# 周一来做个题吧[来]

圭表是古代用来测量正午日影长度的天文仪器,由圭和表两部分组成(图1-2)。那测量正午日影长度有什么用呢?最直接的就是用来确定节气。

早在南北朝时期,科学家祖冲之就提出了一套利用圭表测定节气的方法(图3):在冬至前测量某两天的表的日影长度A和B,做出代表AB影长变化趋势的直线L,AB就没用了。然后测量冬至后某天的影长C,这样就可以在L上找到C的对称点——C’,直接求C和C‘的中点D就是冬至时刻了。

为了方便展示圭表的使用,我们自制了一个圭表模型(图4),就用这个模型来实测一下:

我们测量了三天的影长数据(图5-6):2021年12月1日-9日的影长变化率k = (105-100)/8 = 0.625,易得C’时间是12月6日上午7:12;那么冬至时刻就是12月21日21:36(仪器和祖冲之的计算方法都是有一定误差的,紫金山天文台公布的冬至时刻为23:58)。

下面是做题时间:我们在之前于北京古观象台测量2020年12月至21年1月三次日影数据如图7,请按照上述方法计算2020年冬至时刻。

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