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日晷阴影模拟 - 根据时间和日期

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日晷控制
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90°S45°S0°45°N90°N
太阳数据
太阳赤纬 +23.4°
太阳高度角 73.4°
太阳方位角 180.0°
阴影长度比 0.30×
均时差(EoT) -1.5 min
日出 / 日落 05:42 / 18:55

常见问题与知识点

什么是日晷？日晷是如何工作的？
日晷是一种古老的计时仪器，利用太阳投射的阴影来指示时间。它由一个指向天极的指针（称为gnomon或晷针）和一个刻度盘面组成。随着太阳在天空中移动，gnomon的阴影在盘面上移动，指向不同的时间刻度。日晷显示的是当地太阳时，而非标准时钟时间。
太阳时和标准时间有什么区别？
太阳时基于太阳在天空中的实际位置，正午太阳时即太阳位于正南方向（北半球）的时刻。标准时间（如北京时间）是基于时区统一规定的。两者差异来自：①经度偏移（每差1°经度约差4分钟）；②均时差（由于地球轨道椭圆性和自转轴倾斜，每年波动约-14到+16分钟）。北京（116°E）使用东八区时间（120°E标准），太阳时约比北京时间晚16分钟。
水平日晷的小时线为什么不是均匀分布的？
水平日晷的小时线角度遵循公式 tan(θ) = sin(φ) × tan(H)，其中φ是纬度，H是时角（每小时15°）。由于sin(φ)的影响，除了在赤道（φ=0°）外，小时线不是均匀分布的。在较高纬度，上午和下午的小时线更密集，中午附近更稀疏。这就是为什么不同纬度的日晷需要不同的刻度设计。
为什么日晷的gnomon必须指向天极？
Gnomon指向天极（北半球指向北极星方向，与水平面夹角=当地纬度），这样gnomon的边缘与地球自转轴平行。当太阳绕天极旋转时（实际是地球自转），阴影在盘面上的移动是均匀的，使得小时刻度可以均匀分布（在赤道日晷中）或按可预测的规律分布（在水平日晷中）。如果gnomon不指向天极，阴影移动将不均匀，无法准确计时。
均时差（Equation of Time）是什么？
均时差是太阳时与平均太阳时之间的差异，由两个因素造成：①地球轨道椭圆性（导致地球公转速度不均匀）；②黄赤交角（地球自转轴倾斜23.44°）。均时差在一年中从约-14分钟（2月中旬）变化到+16分钟（11月初），在4月中旬、6月中旬、9月初和12月下旬四次为零。这意味着即使在同一地点，日晷指示的时间与标准时间之间也会有季节性波动。
在南半球使用日晷有什么不同？
在南半球，gnomon指向南天极（而非北天极），与水平面的夹角仍等于当地纬度。正午太阳位于正北方（而非正南方），阴影指向正南。小时线的分布规律相同，但方向相反。本工具支持南纬设置，您可以选择悉尼（33.9°S）来观察南半球日晷的表现。
为什么阴影长度会随季节变化？
阴影长度取决于太阳高度角。太阳高度角由纬度、太阳赤纬（日期）和时角（时间）共同决定。夏季太阳赤纬接近+23.45°，北半球太阳高度角更高，阴影更短；冬季太阳赤纬接近-23.45°，太阳高度角更低，阴影更长。在春秋分（赤纬≈0°），同一时间的阴影长度介于冬夏之间。您可以在本工具中切换日期观察阴影长度的变化。
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