日晷能保证计时准确吗？

可以，只要不考虑真太阳时和平太阳时的差异。

想必楼主也见过日晷，所有的日晷都是倾斜的，为何？这是为了使日晷的盘面对准天赤道，使日晷影子的方向可以准确地代表太阳时角。而我们计时的基础，就是太阳的时角（真太阳时定义）。所以不论一年365天，只要严格将盘面对准所在地点天赤道的日晷，就能够准确测定真太阳时，无需任何调准。

但是，真太阳时和我们所用的时间，还是有一定差异的。其原因在于：

1.地球轨道的偏心率→地球公转速度不同→太阳每天运动速度不同

2.地球自转轴的倾角→太阳赤纬不同→每天运动相同距离在天赤道上投影距离不同

因为这两个原因的影响，每个真太阳日的长短是不相等的，这在现代生产生活中会带来严重的问题。故人类定义了一个平太阳（1.每年和真太阳同时过春分秋分点 2.沿天赤道匀速运动），并以其时角来计算时间。

如果使用我们熟悉的平太阳时，每天在相同的时间记录太阳的位置，就会得到一个“8”型的轨迹。当然，这一点日晷和时间的误差，算不到日晷身上。而是人类生产力提高后，对于历法进行的修正和优化。

注1：每年有半年时间，其实得通过日晷背面的影子才能读出时间

注2：一天之内太阳略微赤纬的变化，不影响时角测定的准确性。

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PS 原来编辑了挺长的一段回答，但写着写着发现原答案的错误，可能其他网友思考不周也会出现同样的错误，就不删了，以免其他朋友重蹈覆辙。

错误观点：只有在南北两极，日晷才能够和严格测定时间

错误原因：地平坐标系的极点确实是在天顶/天顶无疑。但日晷利用调整盘面的方法，影子的针的方位能够代表时角。但我在回答中，潜意识里把日晷水平放了（顺便感慨一下古人的智慧~一个能让现代这样有一定段位爱好者犯错的问题，他们用一个简单的方法完美的化解了）。

方位角来源于地平坐标系，而平太阳时来源于时角坐标系。显而易见，只有当两套坐标系能够完全等价时，太阳方位角才能完全等价于时角，日晷测定太阳的角度才能分毫无差。地平坐标系的极点是天顶/天底，天球坐标系的坐标系的极点是北天极/南天极。只有在南北两极，这两个不同的坐标系才能够完全重合。

下面是一张北极点观测到太阳周日运动轨迹的示意图，可以看到太阳是沿着与地平圈平行的轨迹转圈圈的。这时候只要测定影子的方位角，其相对的太阳方位角除以15°/h就能够得到准确的时间。

但是，随着纬度的降低，这两个坐标系的差距就会越来越大。我们举一个极端情况，赤道地区两分日（不考虑一日内太阳赤纬变化）。从早上6时开始，太阳从正东升起，沿着垂直地平线的方向直到天顶，随后沿着继续以相同的运动方向直到正西方落下？影子会怎么运动呢？从日出到正午，影子都指向正西，从正午到日落，影子的都指向正东。如果这时要通过影子强行推算时间，只会得出：“正午以前，都是六点。正午以后，都是18点“的可笑结论（依然基于水平放日晷的观点）。

另外，我们所见到的日晷，都是倾斜的，（到这里忽然发现，赤道如果有日晷，必定的是垂直放的！自然就写不下去了）

日晷不能保证计时的准确性，更何况晚上以及阴雨天日晷就不能用了。

日晷一般分为七种，分别是：地平式、赤道式、极地晷、垂直式日晷（立晷）、投影日晷、折叠式日晷、等高仪日晷。常见的日晷有地平式日晷、赤道式日晷、垂直式日晷。

地平式日晷就是平着放置的日晷。地平式日晷的刻度是不均匀的。

赤道式日晷是斜着放置的日晷。赤道式日晷的刻度是均匀的，而盘面是斜置的(平行于天赤道)，垂直于盘面的晷针指向天北极。赤道式日晷两面都有刻度，夏令(春分~秋分)看北面、冬令(秋分~春分)看南面。

垂直式日晷是竖着放置的日晷。垂直式日晷的刻度也是不均匀的。垂直式日晷分为向东、向西、向南、向北。向东的垂直式日晷只能上午用、向西的垂直式日晷只能下午用；向南的日晷一般用于回归线以北、北极圈以南，向北的日晷一般用于回归线以南、北极圈以北，当然回归线之间，向南、向北的日晷都能用，只是有一段时间看不了。

在古代，人们对于自然的认识不够，地平式日晷也采用均匀刻度，中国隋朝时发现地平式日晷均匀刻度对应的时间不同，也进行了比对，在《隋书》中有列出各时辰的刻数。隋代以后，中国的日晷一般都是赤道式日晷。故宫太和殿前面的日晷就是赤道式日晷。

欧洲地平式日晷比较多，可能和其纬度比较高有关。

正确安装的日晷，只能大致测定真太阳时，不能准确测时。

首先，日晷测的是日影方向，没办法通过齿轮或是其他东西进行变换，因此日晷只有一根｢针｣。首限于盘面，不可能刻上太多的刻度，也就不会有准确的时间。中国古代日晷刻度最多的是百刻日晷(刻有69个刻度)，精度是14.4分钟，太和殿日晷是96个刻度(精度15分钟)；西方古代日晷一般是27或53个刻度(一般刻13个小时)，精度是30或15分钟。

其次，真太阳时和平太阳时之间有时差，平太阳时和标准时之间也有时差。地球自转受太阳引力的影响，每日的时长会有差异，真太阳时会前后偏移(16分钟以内)。

另一方面，基于实用性考虑，各地都有设定标准时，比如中国采用以东经120°经线为基准的标准时，全国各地的地方平太阳时和中国标准时间之间有一定的偏差。当然，平时差可以通过调整刻度位置来解决，不过这样会比较麻烦(各地日晷不同)。

需要注意的是，1958年1月1日之后，时间的基准已改为原子时，不再是历书时。

基本上，日晷测时的准确性低于铜壶滴漏(沉碗)的，更低于机械钟表。

日晷的计时是非常准确的，利用的是地球的自转。

一直对准天赤道。

参考：《 时间的天文学》：二. 时间--(真)太阳时

。。。。。省略。。。。。

日晷面倾斜的角度：

在日晷的描述中，最重要的一点是日晷摆放的方式，日晷面倾斜对准天赤道，日晷的指针垂直于日晷面(天赤道平面)，指向南、北天极。

地球上并不是只有一个城市，每一个城市日晷倾斜的角度是不一样，但是他们都是对准天赤道的，所以日晷倾斜的角度就是每一个城市天赤道倾斜的角度。

日晷面倾斜角度=天赤道倾斜角度=90°-城市纬度。

天赤道在哪里？面向正南，从头顶（天顶）向正南倾斜一个特定的角度，就是天赤道，而这个特定角度值就是我们城市纬度值。根据天赤道倾斜的角度，我们可以轻松的计算出每一个城市日晷倾斜的角度。

日晷，是一个非常简单的计时工具，但是作为天文学中最重要的仪器，日晷可不仅仅只是一个计时工具。日晷自身的要素也是天文学中最重要的要素。

• 日晷面倾斜对准天赤道，与地球赤道面平行；
• 指针垂直于日晷面，指向南、北天极，与地球自转轴平行；
• 日晷等分的刻度将时间等分了；

日晷，为什么是倾斜的而不是水平的？

回答这个问题，我们还需要从另一个计时工具"日规"说起 ^[1]。日规就是水平放置的，而且是比日晷更古老的计时工具，考古发现两千年前的汉代，使用的就是水平放置的日规，而日晷是宋代才开始使用的计时工具。从水平放置的日规到倾斜对准天赤道的日晷，演化了一千多年。但解释这个天文现象就很简单了，只需要我们去文具店买两个量角器，做成日规和日晷就可以了。水平放置的是日规，倾斜对准天赤道的是日晷。

1. 日规，水平放置的量角器，90°刻度线指向正北，指针垂直于地面；
2. 日晷，倾斜对准天赤道放置的量角器，90°刻度也指向正北，指针垂直于日晷面。

同时观察两个量角器影子的变化规律，就可以找到我们需要的答案。

影子长短的变化：我们分别测量日规和日晷，早晨、中午、傍晚太阳影子的长短变化。

1. 日规：早晨和傍晚的影子最长，中午12:00点时，影子最短指向正北方。这也是我们对时间的定义，一天之中太阳的最高点是正南方，影子最短，指向正北方，此时是中午12:00点整。
2. 日晷：早晨、中午、傍晚的影子几乎一样长，这是地球自转结果。回顾 第一章，太阳东升西落的移动轨迹和天赤道几乎是平行的。我们测量太阳东升、正南、西落时太阳和天赤道之间的角度，变化值很小，一般我们忽略不计。这个实验我们也可以通过测量日晷影子的长短来验证，早晨、中午、晚上日晷影子长度几乎不变。

注意：影子投影到水平面、影子投影到日晷面(天赤道平面)，两种投影方式得到的结果是不一样的。

影子角度的变化：使用手机中的秒表等计时工具，记录影子每变化1°的时间，或者每变化15°的间隔时间。

1. 日规：影子角度变化有快有慢，没有固定值，早晚快，中午慢。
2. 日晷：无论早晨、中午、傍晚，任何时间，角度变化的速度都是一样的，1°=4分钟，15°=1小时。角度的变化规律满足公式24小时=360°。

或者：我们也可以换一种方式，同样使用手机中的计时工具，每间隔1小时，观察影子角度的变化值，我们会得到同样的结果。

1年365天：影子长短的变化和角度的变化。

1. 日规：1年365天，影子长短的变化每天都不一样；影子角度的变化也每天都不一样。
2. 日晷：1年365天，影子长短的变化跟随着每一天太阳和天赤道之间的角度变化；1年365天，每一天影子角度变化的规律都是1°=4分钟，15°=1小时。角度的变化规律始终满足公式24小时=360°。

总结：

1. 日规：影子的变化的规律是非常复杂。
2. 日晷：日晷影子角度变化时间规律是非常稳定的，1°=4分钟，15°=1小时，24小时=360°，每一天、每一年都是如此，所以作为计时工具，日晷最终取代了日规。

正反两面使用：日晷还有一个特点，就是正反两面使用。半年的时间(从3月份的春分到9月份的秋分)，春、夏季太阳只能照射在正面日晷的正面，还有半年时间(从9月份的秋分到第二年3月份的春分)，秋、冬季太阳只能照射在正面日晷的背面。所以真正的日晷是有正反两面的，指针贯穿日晷面分别指向南、北天极，每一面各用半年。日晷同时还可以描述了一年之中太阳和天赤道之间的位置（角度）变化的规律。

太阳东升西落，地球的自转是由西向东，是顺时针还是逆时针？

• 面向正南：太阳东升西落，是顺时针旋转，右旋。
• 面向正北：太阳还是东升西落，是逆时针旋转，左旋。

这是我们观察日晷时，面向不同方向观察太阳的移动方向，得到的结果。

• 面向正南：地球的自转是由西向东，逆时针旋转，左旋；
• 面向正北：地球的自转还是由西向东，顺时针旋转，右旋。

太阳东升西落，是地球自转的结果，是相对运动产生视觉运动。所以太阳东升西落，地球的自转就是反方向由西向东。由于有顺时针，也有逆时针，为了避免混淆，一般我们使用东西方向来描述地球的自转。

在现实生活中，我们可以面向正南，也可以面向正北，实际的体验一下太阳的东升西落。

为什么是量角器？为什么选择日晷？ 因为"等分"。

无论日规还是日晷，两个量角器都是将一个圆360等分，形成360°。日晷、日规的刻度都是等分的。

• 日晷：刻度是等分的，而且日晷的时间也是等分的，1°=4分钟，15°=1小时，满足公式24小时=360°，而且1年365天，天天如此，我们利用日晷等分的刻度将时间也等分了。
• 日规：不行，日规的刻度是等分的，但是时间不是不等分的，角度每变化1°的时间总是在变化；如果我们按照时间等分，刻度就需要重新刻画了，不是等分的了。

最终，因为影子角度变化的规律性，我们放弃了日规，而选择了日晷。注意：只有当日晷面对准天赤道，指针对准南、北天极，等分的刻度才能将时间等分，其他倾斜角度都不行。

原理：古人选择日晷，是根据时间测量的实际结果做出的选择。用物理学解释：这是地球自转的结果。这样的文字解释有些简单了，在【 第四章. 日晷，相对运动】中我们会详细解释。

。。。。。未完。。。。。

原文：《 时间的天文学》：二. 时间--(真)太阳时

日晷(赤道式日晷)，天文学中最重要的天文学仪器，可不仅仅只是一个计时工具。

• 日晷面倾斜对准天赤道，与地球赤道面平行；
• 指针垂直于日晷面，指向南、北天极，与地球自转轴平行；
• 日晷等分的刻度将时间等分了；
• 日晷的正反两面描述了地球南极点、北极点的天文现象；
• 日晷描述了所有天体移动的时间规律 (正南方扫过每一颗星星，影子记录下时间)；
• 日晷描述了地球的自转；(日晷面是自转平面，影子描述了地球自转的角速度)
• 日晷描述了地球在宇宙中的真实姿态；
• 配合地图，日晷可以为世界上每一个城市计时。
• 配合计时工具，日晷白天记录了真太阳时，夜晚记录了恒星时。

参考：

• 《 时间的天文学》：四. 日晷，相对运动
• 《 时间的天文学》：七. 日晷，地球在宇宙中的姿态
• 《 时间的天文学》：十五. (真)太阳时、恒星时

参考

1. ^"日规" 名词借用

晴天有日晷，但阴天和晚上怎么办？

计时当然是不精确的。因为倘若要万分准确的话，相对运动里太阳每天要绕着晷针所在直线轴做圆周运动的，实际上哪有那么完美。