为什么日晷能指示时间

日晷的形式五花八门，这么说一点也不夸张。故宫大殿前的日晷像个磨盘，北京天文馆院子里的日晷则像个大床垫，其他有挂钟式的、锅形的等等。

不论日晷的外观形态如何花梢和迷人，它显示时间的晷面主要有：水平式的（地平日晷）、垂直式的（立晷）和倾斜式的（赤道日晷）。日晷无例外地都以太阳对其指针在晷面上的投影，来指示时间的。拿水平式日晷来说，太阳从东北或者东面升起来的时候，晷针的影子就在西南或者西面；太阳由东到南再转向西北时，晷影就由西到北再转向东南。只要在晷面上从西南到北再到东南半个多圆圈上，刻上相应的时刻，它就能为我们指示时间了。

太阳每天有规律地东升西落，这是地球有规律地绕轴自转的反映，而日晷则忠实地反映了太阳在天空中的位置。这种以一个地方太阳在天空中的实际位置得出来的时间，有个专门名称，叫做“地方真太阳时”。

地球除绕轴自转的运动外，还沿着黄道绕太阳公转，因为公转时地日之间的距离有变化，地球的公转速度是不均匀的，在近日点附近时走得快，在远日点附近时走得慢。这些现象反映在太阳的视运动上，则是：太阳除周日视运动外，还有沿着黄道的周年视运动，周年视运动是不均匀的，每年1月初地球在近日点附近时，太阳的周年视运动快些，相反，在7月初则慢些。

就是由于这些原因，真太阳时的单位——真太阳日的长度是有变化的，一年中最长的和最短的可以相差51秒钟，而把若干天的差异累积起来算，就会相差很多。显而易见，真太阳时，或者说从日晷直接读出来的时间，是无法在日常生活中得到应用的。

如果把一年中的所有真太阳日来个大平均，得到的是平均太阳日，或者叫平太阳日，钟表上的时刻就是这种时间。

我们得到的结论是什么呢？

日晷可以告诉我们大概时间，但不就是钟表上的时间，两者之间有个差别，一般叫它时差。时差的变化范围达到30来分钟，即每年2月12日前后，真太阳时比平太阳时要慢-14.4分；每年11月3日前后，则快+16.4分。

一年中有4次，真太阳时与平太阳时相同，即时差为零，它们是：4月16日、6月15日、9月1日和12月24日前后。如果你们校园里有个日晷，那么9月1日开学时，你们的钟表与日晷上的时刻，应该是一致的。