南北西东   定在表中

───巧用手表定方向

席光勇     湖南省东安县第一中学

主题词：手表方向

内容摘要：把手表平放，让时针对准太阳，那么时针和表盘上的12点之的夹角的平分线所指示的方向就是正南方向(就北半球中高纬度地区而言)。

在北半球中高纬度地区，我们可以利用太阳和手表来进行准确定向。具体操作方法是:把手表平放，让时针对准太阳，那么时针和表盘上的12点(表中所示的时间是指当地的地方时，下同)之间的夹角的平分线(简称角平分线，下同)所指示的方向就是正南方向。

如图（一）所示，OS所示的方向就是当地的正南方向。

 

 

 

 

 

 

 

 

这其中的奥妙何在呢？其实道理并不复杂。这与太阳的视运动和表盘的时针运动规律息息相关。地球上昼夜更替的周期为一个太阳日，即24小时。站在地球上，我们看到太阳每天以360⁰/12小时（30⁰/小时）的角速度呈顺时针方向转动。

为了方便起见，我们画一个如图（二）所示的直角方位坐标系。点O表示北半球的中高纬度的某一地区。以点O为圆心的两个同心圆中，大圆表示太阳的视运动轨迹，小圆表示表盘时针的运行轨迹。显然两者的运行方向是一致的，均为顺时针方向。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

根据太阳东升西落的时间规律，当太阳运行到点A时，此时点O的时间为正午12点整，也就是说，当点O的时间为正午12点时，太阳位于点O的正南方向。

一、当点O的时间为正午12点时

此时，时针与表盘上12点之间的夹角为零。时针所批示的方向就是点O的正南方向，即“在线合一”（时针、正南方向、角平分线三线合一）。

如图（三）所示。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

二、当点O的时间小于12点时（假定点O的时间为7点整，其它小于12点的情况，同理可证。）

时针指向手表上7点的刻度时，离正午12点还差5个小时，那么太阳应位于OS的左侧，且与太阳的边线与OS的夹角为75⁰（5小时15⁰/小时=75⁰），如图（四）所示。又因为时针与表盘上12点之间的夹角为150⁰（5小时30⁰/小时），所以OS与这夹角的平分线重合，即角平分线所指示的方向为点O的正南方向，如图（四）所示。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

三、当点O的时间大于12点时（假定点O的时间为15点，即下午3点，其它大于12点的时间，同理可证）。

时针指向手表上3点的刻度时，时针与太阳的连线与OS的夹角应为45⁰（3小时15⁰/小时=45⁰）。如图（五）所示。又因为此时时针与表盘上12点之间的夹角为90⁰（3小时30⁰/小时=90⁰），所以OS仍然是这个夹角的平分线，该角平分线与正南方向重合。

 

 

 

 

 

 

 

 

综上所述，无论是哪种情况，只要用时针对准太阳，那么时针与表盘上12点之间的夹角的平分线始终与正南方向重合，也就是该角平线所指示的方向就是正南方向。确定了正南方向，再确定其它的方位也就轻而易举了。

那么，在南半球的中高纬度地区，是否可以利用样的方法来确定方向呢？

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

一般说来，在南半球中高纬度地区，把手表平放，让表盘上的12点对准太阳，时针和表盘上12点之间的夹角平分线所指示的方向就是当地的正北方向。这又是为什么呢？关键是正午时分，南北半球中高纬度的各地区，太阳的位置与北半球中高纬度地区恰恰相反。北半球中高纬度地区，正午时分，太阳位于正南方向；南半球中高纬度地区，正午时分，太阳位于正北方向。所以南半球的中高纬度地区定向的情况与北半球正好相反，但其原理的证明与北半球相同。如图（六）所示。