圭表是根据影子的什么来记录时间的

圭表是根据影子的长短变化来记录时间的。圭上有刻度，标志尺寸，表和圭合在一起时，好像一把尺子，使用的时候，把表竖立起来，放在阳光下，让表的影子投到平放着的圭上，就可以知道影子的长短了。

古人是怎样用圭表看时间？

圭表是利用太阳射影的长短来判断时间的 它由两部分组成，一是直立于平地上的测日影的标杆或石柱，叫做表；一为正南正北方向平放的测定表影长度的刻板，叫做圭。既然日影可以用长度单位计量，那么光阴之“阴”，及时间的长短，用“分”、“寸”表达就顺理成章了。圭表是一种既简单又重要的测天仪器，它由垂直的表（一般高八尺）和 水平的圭组成。圭表的主要功能是测定冬至日的所在，并进而确定回归年 的长度，此外,通过观测表影的变化可确定方向和节气。很早以前，人们发现房屋、树木等物在太阳光的照射下会投出影子，这 些影子的变化有一定的规律。于是便在平地上直立一根竿子或石柱来观察 影子的变化，这根立竿或立柱就叫做“表”；用一把尺子测量表影的长度和方 向,则可知道时辰。后来，发现正午时的表影总是投向正北方向，就把石板 制成的尺子平铺在地面上，与立表垂直，尺子的一头连着表基，另一头则伸 向正北方向，这把用石板制成的尺子叫“圭”。正午时表影投在石板上，古人 就能直接读出表影的长度值。圭表是最古老的计时仪器，实际发明年代已经不可考了，但是可以知道的是，圭表的使用在商代及周代已经是有相当的发展并且是重要的计时方式。圭表是以太阳为观测目标的计时仪器，结构相当的简单，所谓的圭表就是由「表」所发展而来，再由圭表发展演变为日晷。「表」最初就只是一根直立於地上的竹竿或石柱，即为我们所熟知的「竿影测日」，利用竿影的变化来了解时间的变化，远古的人们在平日生活中发现太阳照射下物体的影子，会随著太阳的所在位置而改变其影子方向与长短，并且有一定的规律，如在北半球夏至时竿影或圭表的影子为一年中最短，北半球冬至时则正好相反竿影或圭表的影子为一年中最长。因此，逐渐就有人想到利用竹竿或石柱来专门作为观测日影变化的工具，这就是最先「表」的由来。表的结构虽然简单，但是用途非常多元，经过多年的使用后，人们能更纯熟的使用表而可以依据影子方向与长短变化定出了方向、节气、时刻、地域等。圭表是由直立平放的表和一个正南北方向平放的圭(或叫做尺)所组成，很早就成为制定历法的重要方法。

圭表的计时原理

圭表的计时原理是影子的变化规律。在平地上直立一根竿子观察影子的变化，并测量表影的长度和方向，即可知道时辰。后来，人们发现正午时的表影总是投向正北方向，就把石板制成的尺子平铺在地面上，刻上刻度，与立表垂直，尺子的一头连着表基，另一头则伸向正北方向。正午时表影投在石板上，就能读出表影的长度值。圭表是我国古代度量日影长度的一种天文仪器，由“圭”和“表”两个部件组成。很早以前，人们发现房屋、树木等物在太阳光照射下会投出影子，这些影子的变化有一定的规律。通过观察记录它正午时影子的长短变化来确定季节的变化。垂直于地面的直杆叫“表”，水平放置于地面上刻有刻度以测量影长的标尺叫“圭”。圭表不仅可以用来制定节令，而且还可以用来在历书中排出未来的阳历年以及二十四个节令的日期，作为指导汉族劳动人民农事活动的重要依据。将表影的长度以一年为周期标在一个圆上，圆心为表的立点，形成的图就是中心不为零的太极图，进行消除零半径的中心点，形成的太极图就是常见的二十四节气太极图。圭表是中国古代观测天象的仪器。在不同季节，太阳的出没方位和正午高度不同，并有周期变化的规律。于露天将圭平置于表北面，根据圭上表影，测量、比较和标定日影的周日、周年变化，可以定方向、测时间、求出周年常数、划分季节和制定历法。

古人怎样使用圭表测影来计时？

圭表是古代用来计时的工具。相传从尧舜在春秋时期，我国已经利用圭表测影来计时了。

远古时的人们，日出而作，日没而息，从太阳每天有规律地东升西落，直观地感觉到了太阳与时间的关系，开始以太阳在天空中的位置来确定时间。但这很难精确。

据记载，3000多年前，西周丞相周公旦在河南登封县设置过一种以测定日影长度来确定时间的仪器，称为“圭表”。这当为世界上最早的计时器。

圭表由圭和表两部分组成：圭是平放的有刻度的尺，表是直立的标杆，置于圭的两端而且与圭垂直。

圭多数是用石料或铜料做成一条平板，并附有影标度，再在其一端立表就成为圭表。表是一根直立的杆，太阳光照到表上，就投射出一条影子。根据影子和方向和长度，就能读出时间。

利用圭表所测日影的长短可以定出几个较大的节气，如夏至影短，冬至影长。在一天之内，根据表影长短的变化，也可以知道大概的时间。

太阳在做南北回归运动时，它离开天极的远近，决定了地面表影的长短。太阳离开天极的远近难以直接测知，只有通过测量日影才能间接知道。用圭表测影的目的，就是为了推知太阳在空中的方位。

用圭表测日影简便易行。我国位于北半球，测量时，将圭表的表杆朝南，使它的中轴线顺子午线摆放在阳光可以照射着的平地上，并固定好不动。

每天中午，当表杆造成的日影与圭尺的中轴线重叠在一起时，则用文字记录下当日的日影长度数或者直接在圭尺上刻画下当日的日影顶点的轨迹点，则完成了当天的测影工作。

用圭表测定日影是一项以整年为一个周期性的细致工作，必须耐心地坚持进行下去，否则无果。特别是每年的冬至、夏至、春秋分日尤为关键。只要通过对具有极值意义的影长的测定，就可以直接判定回归年的长度。

由于受气候的影响，加之冬至点不一定正发生于中午时分，所以测定结果往往与实际情况有出入。人们连续测几年，然后取其中最长的一年，定为这年的冬至时刻正在这天中午。

显然，这种方法带有一定的人为因素，与冬至实际发生的时刻不一定相符。

针对这一问题，祖冲之找到了解决的办法。他运用对称思想，分别的冬至前若干天和冬至后若干天测量日影长度，由此推算出冬至发生的准确时刻。

祖冲之的这个方法与传统方法相比，具有明显的优越性。首先，它不受气候的影响，只要在冬至前后若干天测量就行了。

其次，提高了准确性。因为冬至前后日影长度变化非常缓慢，祖冲之选取的冬至前后20多天进行观测，这时日影变化比较显著，测量和计算也相对容易。

更为重要的是，这一方法可以测得比较准确的冬至时刻，因为冬至时刻不是恰好在中午，而用这种方法可以推算出来。

根据祖冲之的测算，一个回归年的长度365.2428日。这一数据非常精密，直至700多年后，才出现更精密的《儒略历》。

在欧洲，直至16世纪以前都在实行《儒略历》，而其回归年的长度数值是365.25，显而易见，这是难以望祖冲之的项背的。

祖冲之巧测日影并获得相对准确的数据，对他进行立法推算，编订《大明历》，有着非常重要的实际意义。

尽管祖冲之的测算方法并非完美无缺，但他的这一发明，是我国古代冬至时刻测定发展过程中一个里程碑，它被后世天文学家所推崇，是理所当然的。

在祖冲之之后改进测日影方法的人很多，其中最著名的当属元代天文学家郭守敬对测量工具的改进。

郭守敬认为传统测影方法读数精度太低，原因是分、厘、毫、秒这些单位太小，肉眼难以将其区分开来。为了保持测量值不变，需要将表的高度增加相应倍数。于是，这就需要建造高表。

郭守敬的高表做得十分精细，而且是传统表的5倍。但随着表的增高，成影清晰度必然下降。在这种情况下，郭守敬又研制了景符这一测量工具，从而彻底解决了这一问题。

郭守敬通过建高表，制景符，在这两方面取得了突出成就，极大地便利了人们的日影测量，为我国古代天文学和测量学的发展作出了不可磨灭的贡献。