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虚拟日晷 - 根据地理位置和时间显示影子

教育工具 模拟 日晷 时间 模拟
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📍 预设城市
🌐 纬度 (°)
🌐 经度 (°)
📅 日期
⏰ 时钟时间
🕐 时间滑动条 (拖动观察影子变化) --
00:00 午夜06:00 日出前后12:00 正午18:00 日落前后23:59
太阳高度角: -- 太阳方位角: -- 真太阳时: -- 影子长度比: --
关于日晷的常见问题
📖 什么是日晷？它的工作原理是什么？
日晷是一种古老的计时工具，利用太阳在天空中的位置来指示时间。它由一个指针（称为"晷针"或gnomon）和一个刻有小时线的盘面组成。当太阳光照射晷针时，会在盘面上投下影子，影子的位置对应当时的时间。日晷显示的是真太阳时（基于太阳实际位置），与我们日常使用的标准时钟时间可能相差最多约16分钟（这被称为"均时差"）。
🌍 为什么日晷的指针需要指向北方（北半球）？
在北半球，太阳在正午时分位于正南方向。日晷的指针指向正北（即指向北极星方向），并且与水平面的夹角等于当地纬度。这样设计的目的是让指针与地球自转轴平行，使得影子在盘面上的运动均匀且准确。在南半球，指针则需要指向正南方向。
⏱️ 真太阳时和时钟时间为什么不一样？
两者差异主要来自两个因素：
1. 均时差（Equation of Time）：由于地球公转轨道是椭圆形的，以及地轴倾斜，导致一年中真太阳日的长度略有变化，与平均太阳日最多相差约16分钟。
2. 经度偏差：时钟时间基于时区的标准经线（如北京时间基于东经120°），如果你所在的经度偏离标准经线，每差1度就会产生4分钟的时差。例如北京实际经度约116.4°E，比标准经线偏西3.6°，因此真太阳时比北京时间晚约14分钟。
🌅 为什么日出日落时日晷的影子特别长？
影子长度 = 指针高度 ÷ tan(太阳高度角)。当太阳高度角很低时（如日出日落时分），tan(高度角)趋近于0，影子长度趋近于无穷大。正午时分太阳高度角最大，影子最短。这就是为什么日晷在清晨和傍晚时分影子会延伸得很远，甚至超出盘面范围。
🧭 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) = tan(H) × sin(φ)，其中H是太阳时角（每小时15°），φ是当地纬度。因为sin(φ)是一个小于1的常数，所以小时线之间的角度不是均匀的15°。纬度越高，sin(φ)越大，小时线分布越接近均匀；在赤道上（φ=0°），所有小时线都退化为平行线，水平日晷失效。
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