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一年有几天 古人怎么知道一年有多少天 365天古代怎么算出来的?

导语:古人不知道地球绕着太阳转。但是运动是相对的。选择不同的参考对象,运动形式不同,但本质是一样的。地球绕太阳的运动也可以转化为太阳绕地球的运动。太阳围绕地球运动,这种运动被称为太阳的年度视觉运动。晚上抬头仰望天空空,会觉得整个天空空是一个以地球为中心的球体,上面镶嵌着太阳、月亮和星星。——这个球叫“天球”,太阳、月

古人不知道地球绕着太阳转。但是运动是相对的。选择不同的参考对象,运动形式不同,但本质是一样的。地球绕太阳的运动也可以转化为太阳绕地球的运动。

太阳围绕地球运动,这种运动被称为太阳的年度视觉运动。晚上抬头仰望天空空,会觉得整个天空空是一个以地球为中心的球体,上面镶嵌着太阳、月亮和星星。——这个球叫“天球”,太阳、月亮、星星都在这个天球上运动。

太阳每年的表观运动是地球自转在天球上的投影。太阳在天球上的轨迹叫“黄道”,月亮在天球上的轨迹叫“白道”。对了,天球也有赤道,是地球赤道在天球上的投影。

天球上所有恒星的运动,包括太阳、月亮和星星,都可以观察和测量。现在你知道古人是怎么计算一年的长度了吧?——没错,它是测量太阳在黄道上运行的周期。

具体怎么衡量?首先要明白,太阳一年一度的视觉运动的视觉表现就是它从南到北,从北到南的回归。简单来说,夏至时太阳离北方最近,然后慢慢向南移动,冬至时再慢慢向北移动。直觉上,物体的阴影在冬至最长,夏至最短。

所以现在很容易做到。测量北回归线,只需要测量两个冬至之间的时间。——所以,首先要确定冬至是什么时候。

冬至怎么确定?也很简单。在地上放一根杆子,看看一年中影子最长的时间点,也就是冬至。这个东西叫日晷,是测量北回归线的工具。站立的那个叫“手表”,也就是我们前面提到的杆子。横的叫“桂”,就是一种有刻度的标尺,用来测量影子的长度。

原理很简单,但实际上很复杂,因为主要涉及一个测量精度问题。因为竿的阴影边缘无法清晰,所以总是模糊不清,无法准确测量竿的阴影。在最早的时候,人们认为解决办法是尽可能地将标度从几分钟到几厘米到几秒钟。但是对提高测量精度没有帮助。

最后的完美方案是元朝郭守敬提出的。他在河南登封建了一座天文台。

这个天文台的第一个优点是它的高度,比普通的太阳手表高5倍。结果,阴影相应地变长,这有利于测量。除此之外,更重要的是,郭守敬发明了一种辅助观测仪器,叫做景伏。

景福其实是一个带转轴的铜片,可以在底座上上下转动。铜片中央有个小洞。测量是将经服放在天文台的水平尺上,太阳从天文台顶部的缝隙照射下来。顶隙处放置一根横梁,地面水平尺上会有横梁影子。然后移动景福,让影子穿过景福上的小洞。利用孔成像原理,

坚持测量,一年中阴影长度最长的时间是冬至,两个冬至点之间的时间是一个北回归线的长度。郭守敬测得的回归年长度为365.2425天,与现代测量值365.2422天高度一致。

但是冬至不可能一直是中午,光靠观测很难得到366.2422的准确数值。确实是。通过观察不可能得到小数点后准确的四位数。这个数据只有在对观测数据进行处理后才能得到。而这种数据处理方法是祖冲之发明的。

祖冲之曾经详细讨论过他是如何处理数据得到准确的冬至的。他说:“大明五年,十月十日影十尺七寸半,十一月二十五日影十尺八寸一分,十一月二十六日影十尺七寸五分。如果折的话,冬至中期应该是11月3日。求其蚤晚,减去后两天的影子,则一天差率也乘以规律;前两天减的,乘以一百倍。通过法律消除现实,冬至加班是午夜后的三十一分钟,李元嘉后的一天,天数也是正确的。”

这段话翻译成白话,意思是大明在2005年10月10日测得的影子长度是10.775英尺,11月25日的影子长度是10.8175英尺,26日的影子长度是10.7508英尺,我们可以做出冬至前后影子长度变化对称的假设。).

然后,现在可以进行数据处理了。做这样的图,横轴是时间,纵轴是阴影长度。设A点为10月10日,影长a,B点为11月25日,影长b,C点为11月26日,影长c。

冬至必须在AB之间。我们假设是e,这时影子长度最长。D点是AB的中点。现在,我们只需要计算DE的长度。

因为b>c,b和c之间必然有a的对称点A1,它的影子长度a1 = a。

DE=AE-AD

AE=/2

AD=AB/2

将等式和代入等式以获得DE=BA1/2

根据三角形相似原理,/=BA1/BC

因此,ba1 = BC/

因为公元前25日到26日,即一昼夜的持续时间,一昼夜为100小时,

因此,BA1=100/

将其代入公式即可得到

DE=50×/

所以de = 50×/= 31

也就是说大明五年的冬至是11月3日31: 00。

祖冲之发明的这个算法已经成为中国人未来寻找冬至的经典算法,郭守敬也采用了这个算法。郭守敬自己测量,采用了祖冲之以来最精确的冬至六点数据,最终得出回归年份为365.2425天的结论。

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