古人摆放日晷的依据是什么？

我们知道，阳光下物体的影子变化是有规律的，早上影子朝西，下午影子就转到东边。我们可以利用这个规律来测量时间。最理想的情况就是太阳每天都是一样的，从同样的地方升起来，划过相同的弧线，又从同样的位置落下，每天正午时太阳的高度都是相同的。这样，每天的日影都是固定的，测量时间就成了很简单的事情。

但是，这种情况是不可能存在的。

同学们都知道，地球是围绕太阳公转的，地球围绕太阳公转的轨道所在的平面叫做黄道面。地球赤道所在的平面叫做赤道面。黄道面与赤道面之间有个夹角，大约是23°，这个夹角几乎是不变的，所以我们会发现地轴总是指向北极星。，我们会发现，一年四季中，太阳在天空中走过的轨迹变化实在是太大了。以北纬36°的泰安为例，夏季的时候太阳会从东北方升起，冬季的时候又从东南方升起；夏天中午影子很短，冬天中午影子很长。更让人崩溃的是低纬度地区，中午的时候有的季节影子朝北，有的季节影子朝南，有的季节干脆没了影子——太阳就在正头顶。

所以，直接插根棍子在地面上是不行的，一年四季影子长短、方向变化太大，实在是没法测量时间。

怎么解决这个烦人的问题呢？科学家们想出了一个绝妙的好主意。我们只需要让这根小棍平行于地轴，这样不管太阳的高度怎么变化，我们都能保证小棍的影子长度不变。想象一下，假如你就住在赤道上，你用绳子将一根小木棍水平挂起来观察影子，是不是一年四季影子的长短都不会变化呢？在地球上的其他地方，也是一样的，只要我们保证木棍指向北极星，那么木棍就一定平行于地轴。这根木棍，就是日晷上的晷针