日晷本义是指日影，是使用太阳的位置来测量时间的一种设备，主要由一根投射太阳阴影的指标、承受指标投影的投影面 (即晷面) 和晷面上的刻度线组成。最常见的设计，也就是最普通的，就是所谓的庭园日晷，让日影投射在一个标有时刻的平面上，当太阳移动时，影子所指示的时间也跟着变动。其实，日晷可以设计在任何物体的表面上，让固定的指针产生阴影来测量时间，因此日晷有许多种不同的形式，基本上可以分为地平式日晷、赤道式日晷、子午式日晷和卯酉式日晷等等。

绝大部分的日晷显示的都是真太阳时，有些在设计上作了变更，可以显示平太阳时或是日光节约时间。

历史

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在古老的埃及就有日晷的存在，且其他文化古国，包括中国、希腊和罗马都存在使用日晷。一种没有指针的日晷被记载在古老的旧约 (以赛亚书 38:8)内。

数学兼天文学家 Theodosius of Bithynia (ca. 160 BC-ca. 100 BC) 据说曾经发明一种泛用日晷，在世界各地都可以使用。 法国天文学家 Oronce Finé 在1524年曾使用象牙雕制出日晷， 意大利天文学家 Giovanni Padovani 在1570年发表了有关日晷的文章，其中就包含了制作在墙面上的垂直式和水平式日晷。 Giuseppe Biancani的 Constructio instrumenti ad horologia solaria 就在研究如何做出理想的日晷，并附有插图说明。

中国早在古代就将一根标准高度为八尺的竿子垂直竖立在水平的地面上，在一天里从早到晚观察竿子投影的变化，就可以用来计量白天的时间。东汉许慎《说文解字》云：“晷，日景也。”此处“日景”即“日影”。

日晷的标准设施

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以适当角度倾斜安置的指针或称为晷针是在大量生产的庭园日晷上唯一需要经验才能安装，用显示时间的设备，因此有些大量制造的日晷并不能正确的显示时间。 有许多日晷在北纬45度或更高的纬度上使用。

日晷只要适当的调整晷针的倾斜角度，与地球的自转轴平行，就能在不同的纬度上使用。也就是说晷针的末端在北半球必须指向天球的北极点，在南半球则要指向天球的南极点。

如果要显示标准时间，日晷的设计就需要能转动来调整经度造成的时间偏差，由于每15度是一个时区，所以转动的最大范围是向东或西7.5度，但是晷针仍然必须对准天球的北(南)极点。不过即使日晷就放置在时区的中心经度线上，还是要作均时差的校正。

要修正日光节约时间，晷面上就需要有两组的数字或是使用修正表，而且还是要作时区内的经度偏差修正。 而对有两组数字的日晷，还有个非正式的规范，就是夏天的数字要用暖色表示，冬天的数字则用冷色来表示。晷面被扭曲的日晷是不能正确的显示时间的，因为除了南北极点之外，在晷面上的时间标示角度不是等距的。

通常日晷显示的真太阳时与钟表显示的时间会有差异，这就是所谓的均时差，在一年之中最大的差值可以达到15分钟。均时差的成因是地球的轨道是椭圆形的，还有自转轴与轨道面之间的倾斜。 所以一个好的日晷必须附上一张永久性对照表，最少要以月为单位来修正均时差。比较复杂的做法则是将时间的标示作成曲线，或是将晷针作成弧度，或是其他的方法将均时差直接修正。

日晷相关专业名词

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日晷上产生阴影的装置称为晷针。

晷针在太阳下的阴影落在的平面称为晷面，有时也简称为面。

大部分的日晷由晷针投在晷面的阴影只是一条线，称为晷影。

在庭园日晷，晷影是晷针上缘的影子。 晷针必须平行于地球的自转轴。

有些日晷借由晷针上特殊点的影子，不仅指示时间，还能显示日期。这个点称为节点。在垂直式和水平式的日晷，节点通常是晷针的端点，但也有随意选定的。

有些日晷有晷针也有节点，特别是极地仪，节点可以是一个小球，也可以是晷针上的缺口或凹槽，或只是晷针的尖端。

作为晷面的材料，一般最好选择浅色的，以增加晷影与晷面的对比。晷面上的数字则要选深色的材料，在阳光下才容易辨识。. 晷针必须坚固，最好是金属的材质，因为晷针通常是纤细，是整个日晷中最容易被损坏的。 传统上被视为豪华的日晷是由乳白色的大理石制作晷面，晷针则视作过防腐蚀处理的古铜色金属。

在日晷刻上座右铭也是一种传统。

日晷的种类

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赤道式日晷

最简单的日晷只是在圆盘的中心穿过一根平行于地球自转轴的棒子，而圆环的平面与地球的赤道面平行。 盘的两面都被标示上时间，以便能利用棒的投影来指示时间。通常正午位在环的最低处，早上6点标示在环的西侧，黄昏的6点在环的东侧。在冬季，盘的北侧照不到阳光，必须使用盘的南侧；在夏季，阳光照射在盘的北侧，南侧的盘面就不能使用了。

在这种设计中，棒子就是晷针；晷面就是圆盘的两个平面。在夏季，晷针的北端可以作为节点，但到了冬季，节点就要换成南侧的端点了。

在晷面上可以刻上一系列的同心圆让节点可以指示出日期，这样的日晷不仅可以当成钟表，还可以当成日历来使用，晷影显示时间，节点显示日期。这种具有固定盘面的赤道式日晷有一点不方便的地方，就是当太阳在天球赤道时，也就是在分点的前后，很难读取到盘面上的资料。

水平式日晷

古典的庭园日晷只有简单的使用规则，除了晷面上的线需要使用三角学来绘制，晷面只需要与地面平行。这种日晷的优点是终年都可以显示时间，但如果是垂直的墙面日晷，就不能显示整个白天的时间。 在许多地区，日晷会被放置在广场上，或高高的挂在墙上，霜白色的玻璃晷面，从地面上可以清楚的看见。 晷针的上缘平行于地球的自转轴，投影将横越在晷面上的时间标线。 每个标示的边缘与产生晷影的晷针紧密结合，晷面与屋顶和晷针的角度都要经过计算来设置：

晷面角度 = ATN(SIN(地理纬度) X TAN(时角))

晷针角度 = 地理纬度

垂直式日晷

虽然现在已经很难看见，但面向南方的墙面日晷(在南半球的则是要面向北方)，在古代是很方便的公共设施。不需要太多的花费与整理，从远处就能看见。将晷针作成三脚架的结构，就能很牢固的固定在墙面上。花俏的日晷还可以将石雕镶嵌在晷面上。

唯一的问题是垂直式日晷只有在墙面被阳光照到时才能指示时间。晷面上的时间线与庭园日晷非常相似，设置的计算式如下：

晷面角度 = ATN(COS(地理纬度) X TAN(时角)

晷针角度 = 90 – 地理纬度

传统上会在高塔的顶端与周围的墙上设置四个垂直式日晷来显示时间，这样才能整年都能指示出正确的时间。. 实际上，只要正确的使用三角学计算，日晷可以用任何倾斜角度设置在朝向任何方向的墙面上。例如，在屋顶上的日晷，非常坚固与实用，只是计算的难度较高。