星晷是一種天文學使用的數學工具英语Mathematical instrument,它能根據夜空中兩顆或多顆恆星的相對位置來確定當地的時間。它有時被稱為夜間鐘錶horologium nocturnum)或nocturlabe (法語,偶爾被英國作家使用),它與星盤日晷有關。知道時間對於計算與 引航英语Piloting潮汐很重要,一些星晷包含了重要港口的潮汐圖

雖然只有5公分高,像是一個人造的珠寶,這是一個功能正常的星晷。它在外面的月環以黃銅包覆,銀色的內盤顯示時間,在一個邊緣上有一個指示器。通過將指示器設置妥月分和日期(圖例中為10月的某一天),先將北極星置於中間的孔中,再將連接到中心的指標旋轉到指極星,指標就會指示出時間(圖例中為晚上8點)。

雖然很早就知道恆星在夜晚的軌跡,但在中世紀之前,還沒有發現任何專門的測量儀器。最早的星晷圖像出現在12世紀的手稿中[1]拉蒙·柳利反復描述了如何使用星晷(sphaera horarum noctisastrolabium nocturnum[2]

1551年,隨著馬丁·阿爾巴卡·德·科爾特斯著作的《納維加藝術》(Arte de Navegar)出版,這個名字和儀器獲得了更廣泛的普及[3]

大約在1530年,彼得魯斯·阿皮亞努斯在其《自由宇宙學》(Cosmographicus Liber)中對其進行了描述,後來由赫馬·弗里修斯再版,並在觀察者使用該儀器下,獲得了廣泛的傳播與說明。

構造

 
維也納製造的星晷。

星晷最常由木材黃銅構成。

星晷有標示一年中12個月份的外盤,還有標有小時的內盤(在較大的儀器上可能是半小時或四分之一小時)以及一顆或多顆參攷星的位置。它還有一個指針在與圓盤相同的軸上旋轉,有些指標會延伸到邊緣之外。軸或軸心點通常使用空心柳丁,使它能够通過軸心看到一顆恆。由於儀器在夜間使用,因此標記可能會被誇大或昇高。通常,內盤會一些個必要的星座和恆星圖表,以幫助定位它們。

用法

 
星盤的使用方法。

星晷是一個簡單的類比電腦,由兩個或多個表盤組成,它將根據一年中的日期提供地方時,並可以看到北極星和一顆或多顆其它恆星。在北半球,所有恆星在夜間似乎都圍繞北極星旋轉。恆星的位置會根據一年中的時間而變化,它們的位置,如同太陽的行程一樣,可以用來確定時間。

最常用的參考恆星是來自北斗七星大熊座)的指標星或來自小北斗星(小熊座)的帝星(Kochab)。也可以使用仙后座中的王良四(仙后座α,Schedar);因為相對於北極星,它在天空中位於大熊座的另一側。

旋轉內盤,使所選參考星的標記指向外盤上的當前日期。通過星晷中心看到北極星,旋轉指標臂指向選定的參考星。指標臂與內盤上小時標記的交點即表示當時的時間。星晷必須有一個手柄或類似的提示,讓星晷可以垂直的直立,並說明哪個方向是向下的。

如果不知道使用者所在地確實的經度,就不可能將本地時間轉換為標準時間,例如世界時(UTC)。同樣的,除非使用者也從天文台鐘知道標準時間,否則不可能確定經度。

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參考資料

  1. ^ Farre i Olive E., (1996): La Sphaera Horarum Noctis de Ramon Llull, "La Busca de Paper" n. 22, Primavera, p. 3-12 (edicion bilingue)
  2. ^ Raimon Lull, Liber Principorum medicinae in Opera omnia, vol.1, Chap. 36, par.30, Mainz, 1721; Earlier Lull mentions the nocturnal in his Nova geometria (1299).
  3. ^ Harriet Wynter and Anthony Turner, Scientific Instruments, Studio Vista, 1975, ISBN 0-289-70403-0

外部連結