圭表的使用方法主要包括以下幾個步驟:
選擇地點和時間:每天正午時分,選擇一個平坦開闊的地方,將圭表按南北方向放置在陽光下。
調整圭表:使用水平儀將圭表放平,確保桿影能夠準確地投在木板中間。
測量影長:從刻度尺上讀取桿影的長度,這個長度值可以反映出當時的時間。
確定節氣:通過觀察桿影的長短,可以確定一年中的節氣。例如,桿影最短時是夏至,最長時是冬至,長短居中時分別是春分和秋分。
測量太陽高度角:當桿影正好投在木板中間時,可以使用量角器測量影子尖端與圭表基座之間的夾角,從而得出當時的太陽高度角。
通過連續兩次測量桿影的最長或最短值,可以計算出一年中桿影最長和最短之間所經歷的時間,即一年的長度。這表明我國古人很早就知道了地球公轉一周大約需要365天多的數值。