１．日影杆

　　在没有其它阴影的地面上垂直立一个木杆，晴天时每隔一小时，标一次木杆顶端的影子位置（见图１．２．１．日晷原理的解释，图中所示为南半球，也可见实验１．４．１５．四季成因）。

　　２．简单日晷

　　在一个金属圆盘上，均匀划分２４个弧度相等的角，这样就制成了最简单的日晷。用编织针插进圆盘中心，作为日晷的指针。

　　圆盘要定位准确，目的是使日晷指针的针尖正对天极，正午日晷指针的影子正处位于１２点钟的位置。这样，指针的影子就能准确报时了（圆盘两面都要标上时间刻度，因为随着日落临近，指针的影子会逐渐由一侧转到另一侧）。

　　３．家用日晷

    用平坦的长方木块、金属或聚苯乙烯制成底盘。简单的指针ＡＢＣ可用一个薄三角形金属片或塑料薄片制成，角Ｂ等于日晷所处的当地纬度，角Ｃ等于９０度（见图１．２．３．家用日晷，适用于北半球）。

    底盘一定要保持水平（用酒精水平仪量测），底盘中心线一定要沿南北准确划出，即子午线。指针要垂直，目的是三角形斜边尖端指向北极星；与之相反，在南半球，就指向天南极。

    如果只要粗略地指示时间，每隔一小时在底盘上划一个指针影子标记即可。如需准确时间，要在４月１５日、６月１５日、９月１日或１２月２４日划标记作为日晷的时间刻度，因为这四天，钟表时间与日晷时间一致。除此之外日期中，所划的时间刻度都有上下１６分钟的误差。

    注：用下列公式可随时求得准确的时间刻度线。

    ｔａｎＡＢＣ＝ｔａｎ１５ｓｉｎＨ，　ｔａｎＡＢＣ＝ｔａｎ３０ｓｉｎＨ；

    ｔａｎＡＢＣ＝ｔａｎ４５ｓｉｎＨ，ｔａｎＡＢＣ＝ｔａｎ６０ｓｉｎＨ；

    ｔａｎＡＢＣ＝ｔａｎ７５ｓｉｎＨ，　ｔａｎＡＢＣ＝ｔａｎ９０ｓｉｎＨ。

    其中，Ｈ为当地的纬度。

    由于纵坐标 ＸＹ 轴中心线左右的时间刻度线是均匀对称分布的，即底盘上，左右两侧对应刻度线与指针间夹角相等，因此，无需在另一侧再重新计算求取。

    备注：将底盘垂直放立，那指针与底盘的夹角应与平放时一致，即 ９０底减去当地纬度。

　　４．赤道日晷

    【准备工作】

    两块３０厘米见方、厚２厘米的平板、１０厘米见方、高１２０厘米的木支柱一根、约８厘米长的８号粗铅丝一根、白漆、红漆。

    【制作方法】

    将两块３０厘米见方、厚２厘米的平板的两面和木支柱都涂上白漆。把一块平板钉牢在木支柱上。

    在另一个平板的两面用红漆画上字盘。字盘是一个半径１０厘米的圆。必须注意使正反两面字盘的圆心相重合。把圆周２４等分，并作自圆心至圆周上各分点的连接直线。在直线和圆周相交的地方，依次写上１至２４的数字。但正面的和反面的写法不一样，正面的是顺时针方向（见图 １．２．４．ａ），反面的是逆时针方向（见图 １．２．４．ｂ）。然后把粗铅丝的两端锉尖作为指针。为了防锈，指针要涂上红漆。然后，钻通字盘的圆心，将指针穿进去，使其一半露在正面，作为正面字盘的指针。另一半露在反面，作为反面字盘的指针。但指针必须和板垂直，再将正对着数字１２的那一边和钉在支柱上的那块木板的一边用两个铰链（又称合叶）接起来，安装时要注意使正面字盘向上，反面字盘向下，也就是正面字盘朝北，反面字盘朝南。在安装的时候必须使１２—２４的这一根直线和子午线相重合，并使指针正对北极星。这样，字盘面就和赤道面平行了，也就是附有字盘木板的平面和支柱上木板的平面成 ５８ 度（９０度减去本地纬度３２度）的倾斜（见图１．２．４．Ｃ）。

    为了使学生自己学会校正倾角的技能，用一块铁片剪一个相当于圆周１／４的弧，用铁钻在上面准确地钻出０度到９０度的刻度，然后把它钉在支柱平面的左边。在钉的时候使刻度弧上的０度和支柱平板的平面相齐，使得附有字盘的平板垂直地竖起来的时候，刚好与弧上的９０度相平。再在字盘板的左边安一只长螺丝钉，并套上一个小铁片，利用螺丝帽的松紧，可以任意使字盘板卡在刻度弧上你所需要的刻度上（见图１．２．４．ｄ赤道日晷）。

    在晴天的时候，阳光照射到赤道日晷上，指针在字盘上就投下一个影子。上午，影子投向偏西方，下午，影子投向偏东方。随着一天中太阳高度的变化，指针的阴影在字盘上像钟表的针一样作旋转运动。指针的影子所指的度数，就是当时本地的地方时。

　　５．天球日晷

    用地球仪可制成能显示四季变化、黎明与黄昏、白昼长短的日晷（见图１．２．５．）。

    （１）转动地球仪，使它的轴与当地子午线重合，位于正南正北的平面上。可以在当地正午时分通过观察垂直物体影子的方法确定这个平面，也可通过在晴朗的夜晚观察北极星或用一个指南针（要知道当地磁偏角才行）来确定。

    （２）转动地球仪，使球面上穿过你所在位置的经纬圈与刚刚确定的当地子午线一致。

    （３）以东西水平线为轴转动地球仪的轴，使你所在的地方位于球面顶部。

    （４）现在，球面上，你所在的连接两极的子午线圈正垂直位于南北平面上。观察这个位置的地球仪，一半处于太阳光下，另一半在阴影里。这就是此刻地球昼半球和夜半球的划分。一个小时以后，划分昼、夜的晨昏圈已经向西移动，它与赤道的交点向西移动了１５度。在晨昏线以西太阳正在升起，晨昏线以东，太阳正在落下。你可以沿当地子午线与日落线之间的赤道计算一下时差，并估算一个你这里离日落还有几个小时。你还可以找一个位于当地以西的国家，看看那里太阳什么时候升起。

    （５）日复一日地观测地球仪，你会注意到晨昏圈在一年的不同时间内向南或向北缓慢旋转（见实验１．４．１５．四季成因）。