我國人民早在古代就已發現：在一天中，陽光下物體的影子總是由西向東移動，而且隨著時間的變化移動的角度是有規律的。人們根據這個規律制作了計時的儀器：日晷
日晷由晷面和晷針兩部分構成。晷面是圓形的，藍田玉制的，有刻度，傾斜地固定在石柱上。晷針是銅制的，安在晷面中心，與晷面垂直。晷針的影子投在晷面上，并隨著太陽在天空中移動而移動。人們根據晷針影子在晷面上所在的刻度，確定當時的時間是 x 時 x 刻。
這種利用太陽光的投影來計時的方法是人類在天文計時領域的重大發明，這項發明被人類所用達幾千年之久，然日晷有一個致命弱點是陰雨天和夜里是沒法使用的，直至1270年在意大利和德國才出現早期的機械鐘，而中國則在1601年明代萬歷皇帝才得到二架外國的自鳴鐘，清代時雖有很多進口和自制的鐘表，但都為王宮貴府所用，一般平民百姓還是看天曉時。所以徹底拋卻日晷，看鐘表知辰光還是近現代的事。

西安日晷是利用太陽投射的影子來測定時刻的裝置。又稱“日規”，是我國古代利用日影測得時刻的一種計時儀器。通常由銅制的指針和石制的圓盤組成。銅制的指針叫做“晷針”，垂直地穿過圓盤中心，起著圭表中立竿的作用，因此，晷針又叫“表”，石制的圓盤叫做“晷面”，安放在石臺上，呈南高北低，使晷面平行于天赤道面，這樣，晷針的上端正好指向北天極，下端正好指向南天極。在晷面的正反兩面刻劃出12個大格，每個大格代表兩個小時。當太陽光照在日晷上時，晷針的影子就會投向晷面，太陽由東向西移動，投向晷面的晷針影子也慢慢地由西向東移動。晷面的刻度是不均勻的。于是，移動著的晷針影子好像是現代鐘表的指針，晷面則是鐘表的表面，以此來顯示時刻。早晨，影子投向盤面西端的卯時附近。接著，日影在逐漸變短的同時，向北（下）方移動。當太陽達正南最高位置（上中天）時，針影位于正北（下）方，指示著當地的午時正時刻。午后，太陽西移，日影東斜，依次指向未、申、酉各個時
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