日晷一般指利用太陽(yáng)投射的影子來(lái)測(cè)定時(shí)刻的裝置，又稱(chēng)“日規(guī)”。

日晷通常由銅制的指針和石制的圓盤(pán)組成。銅制的指針叫做“晷針”，垂直地穿過(guò)圓盤(pán)中心，起著圭表中立竿的作用，因此，晷針又叫“表”；石制的圓盤(pán)叫做“晷面”，安放在石臺(tái)上，呈南高北低，使晷面平行于天赤道面，這樣，晷針的上端正好指向北天極，下端正好指向南天極。日晷的缺點(diǎn)也非常明顯：笨重而且看不到陽(yáng)光的時(shí)候不能用，比如陰天和晚上。

在一天中，被太陽(yáng)照射到的物體投下的影子在不斷地改變著。

第一影子的長(zhǎng)短在改變。早晨的影子最長(zhǎng)，隨著時(shí)間的推移，影子逐漸變短，一過(guò)中午它又重新變長(zhǎng)；第二影子的方向在改變。在北回歸線以北的地方，早晨的影子在西方（偏西或正西），中午的影子在北方，傍晚的影子在東方（偏東或正東）。

從原理上來(lái)說(shuō)，根據(jù)影子的長(zhǎng)度或方向都可以計(jì)時(shí)，但根據(jù)影子的方向來(lái)計(jì)時(shí)更方便一些。故通常都是以影子的方位計(jì)時(shí)。

隨著時(shí)間的推移，晷針上的影子慢慢地由西向東移動(dòng)。移動(dòng)著的晷針影子好像是現(xiàn)代鐘表的指針，晷面則是鐘表的表面，以此來(lái)顯示時(shí)刻。

按晷面的擺放角度，可分為：地平式、垂直式、赤道式。

▲地平式日晷（亦稱(chēng)水平式日晷）

地平日晷的晷面必須嚴(yán)格水平，晷面和晷針之間的夾角就是當(dāng)?shù)氐牡乩砭暥?/strong>。晷面刻度需要利用三角函數(shù)計(jì)算才能確定。適合低緯度的使用。

地平日晷制造容易，安裝簡(jiǎn)便，但它的缺陷是：必須在使用其他計(jì)時(shí)工具進(jìn)行精確計(jì)時(shí)的條件下，根據(jù)表影隨時(shí)間變化的實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行刻劃日晷表面刻度，即不方便，也容易帶來(lái)計(jì)時(shí)誤差。

▲赤道式日晷（亦稱(chēng)斜晷）

赤道式日晷的晷面為赤道面，依照使用地的緯度，使赤道式日晷的晷面平行于赤道面。晷盤(pán)上的刻度是等分的，每小時(shí)相當(dāng)與十五度,正午線垂直朝下。夏季和冬季軸投影在晷盤(pán)上的影子會(huì)分在晷盤(pán)的北面和南面。適合中低緯度地區(qū)使用。

若將晷盤(pán)改為圓環(huán)則稱(chēng)為赤道式羅盤(pán)日晷。赤道式日晷是日晷世界中最重要和最常見(jiàn)的，也是中國(guó)古代最經(jīng)典和傳統(tǒng)的天文觀測(cè)儀器。
▲垂直式日晷（亦稱(chēng)立晷）

它是晷盤(pán)面垂直于地平面刻度盤(pán)面采用垂直方向的日晷。

歐洲的英國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、意大利、奧地利等國(guó)，在一些中層建筑的向南和向北(東西方向)以及向東和向西(南北方向)的墻上，附建有各種不同色調(diào)、大小和風(fēng)格相異的日晷雕塑。

垂直式日晷有標(biāo)準(zhǔn)向南、向北和向東、向西四個(gè)面，可分為三種：“垂直向南日晷”、“垂直向北日晷”和“垂直向東和向西日晷”。

垂直向南日晷刻度盤(pán)面朝向正南且垂直地面的日晷。這一種日晷較適合在中緯度（30～70）使用。

東或西向垂直式刻度盤(pán)面朝向正東或正西且垂直地面的日晷。這一種日晷只能在上半日（東向）或下半日（西向）使用，但全球各緯度都適用。

使用日晷，無(wú)論是何種形式都有一根指時(shí)針，這根指時(shí)針與地平面的夾角必須與當(dāng)?shù)氐牡乩砭暥认嗤?/strong>，并且正確的指向北極點(diǎn)，也就是都有一根與地球自轉(zhuǎn)軸平行的指針。觀察這根指針在指定區(qū)域內(nèi)的投影，就能確定時(shí)間。

春分到秋分期間，太陽(yáng)總是在天赤道的北側(cè)運(yùn)行，晷針的影子投向晷面上方；從秋分到春分期間，太陽(yáng)在天赤道的南側(cè)運(yùn)行，晷針的影子投向晷面的下方。所以在春分以后看晷盤(pán)的上面；秋分以后看晷盤(pán)的下面。

很明顯原題中的應(yīng)該是模擬的赤道式日晷來(lái)制作的。

原題選C給出的解析：該設(shè)計(jì)通過(guò)一天中不同時(shí)刻鉛筆的影子朝向隨太陽(yáng)方位變化而變化實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)的目的，因筆尖朝向正北方向，因此需保證一年中正午時(shí)太陽(yáng)光線至少和盒蓋平行或從盒蓋上方照射（小編認(rèn)為此句解析有值得商榷之地），該地正午太陽(yáng)高度最小值出現(xiàn)在冬至日，若該日滿足上面的條件，則其他時(shí)間也能滿足上面的條件。根據(jù)該地緯度可知該地冬至日正午太陽(yáng)高度為53°34′，此時(shí)太陽(yáng)光線和盒蓋平行，則盒蓋與地面的傾角即該地正午太陽(yáng)高度，為53°34′。

而廈門(mén)2015.3市檢卷選D，雖然沒(méi)有給出解析，但可以很明顯的得出選該題老師以日晷的原理來(lái)進(jìn)行解題的，筆尖指向正北方向，即為北極星方向，而鉛筆與水平面的夾角于地平面的夾角與當(dāng)?shù)鼐暥认嗤?，即?0度，所以盒蓋與地平面的傾角與當(dāng)?shù)鼐暥然ビ?，?0度。如下圖所示：

同一道題，兩個(gè)答案，選C的只考慮到陽(yáng)光與盒蓋上側(cè)的關(guān)系，即全年陽(yáng)光都應(yīng)該能照到盒蓋上側(cè)面，而此時(shí)盒蓋上的鉛筆還能指向正北么？由于小編沒(méi)有相關(guān)的工具去測(cè)試，所以不敢臆斷。而如果真如題意中所說(shuō)筆尖指向正北，則盒蓋與地平面的夾角就應(yīng)該是當(dāng)?shù)鼐暥鹊挠嘟?/strong>了。但該設(shè)計(jì)中又沒(méi)有筆尖朝南的那一面，即晷的下面又不存在，這就讓做題者實(shí)在難以想象到底該選哪一個(gè)答案了，兩個(gè)答案似乎都有道理。所以小編認(rèn)為這一題出的不嚴(yán)謹(jǐn)，雖然出發(fā)點(diǎn)與立意比較好，但實(shí)際中的問(wèn)題卻沒(méi)有考慮到，題中應(yīng)該給出相應(yīng)的限制條件，否則真的讓人無(wú)法入手解題。再次希望出題者能通盤(pán)考慮，讓此類(lèi)模糊有爭(zhēng)議的題目不再出現(xiàn)。