赫斯特父子日晷 (1812年)

赫斯特父子日晷（1812年）是約翰·赫斯特的姪子在德比製作的，為精密日晷的一個例子，能夠將顯示的視地方平時轉換成地方平時，其準確度可以達到分鐘。現在收藏在英國英格蘭德比博物館與藝術畫廊。

製造者 
懷特赫斯特家族在德比以傑出的機械製作而著名。約翰·赫斯特（1713–1788）出生在康格頓，但在他進入鐘錶業，成為鐘錶製造商後遷移到德比。 再被任命為度量衡監察員後，他搬到倫敦。他的姪子以赫斯特父子的名字繼續家族的事業，這個家族事業以製造塔鐘而著名。

設計 
日晷的設計是基於幾何學上對太陽系的理解，特別是太陽造成的影子是如何投射在平面上，在此處是水平的表面。在一年的循環中，每一天的陰影都與前一天不同，並且也與其緯度位置有關。日晷盤顯示的是視地方時，所以經度不具有特別的意義。這意味著正午是太陽在一天中位於天空南方最高點的時刻，但是標準時間的正午是以太陽在另一地點，格林尼治天文台南方天空的最高點。德比在格林尼至西方 1°28'46.2"，所以大約在之後5分52.05秒才到達正午。其它需要考慮的點還有地球繞太陽的移動是略為橢圓的，每一天的長度和平均值都會略有不同，在每年的11月和2月的差值最大，累積可以達到16分鐘。這是另一個需要修正的數值，稱為均時差。在人們將日晷的時間與機械的鐘錶時間比對之前，完全不知道有這種不同。不是忽略這種差異，就是要每天做修正，使它能與自然的週期對應，他們測量平均時間或地方平時。鐵路的時間表要求固定每一天和每一天的中午，因此建立了格林尼治標準時間。當地的米德蘭鐵路在1848年1月開始遵循格林尼治平時。

這個特製的青銅日晷被標記赫斯特父子/德比/1812，被認為是喬治·本森·斯特拉特（發明棉花紡紗機的威廉·斯特拉特年輕的兄弟）
為他在伯帕的家，喬山屋製作的。精確的位置是北緯53°1'49.08"，在格林尼至西邊1°29'26.88"，與德比的北緯52°55'00"，略有不同，差值為6'49"。經度則幾乎完全相同，只有2秒的時間差。

晷影器 

這個日晷製作得很堅實，有著厚實的晷影器，晷影器的一個邊緣是正午之前投影在盤面上的晷針，另一個邊緣是正午之後產生陰影的晷針。晷盤未製作成完整的圓，而被晷影器的厚度分成兩個對稱的半圓。在這個日晷的設計，晷針相對於與盤面的角度很準確地與緯度相同，是53°1'49"，這是橋山屋的緯度。晷盤的平面是理想的水平面，可以輕微的擺動以在一定的程度內調整平面的緯度。晷影器的梁可以向南移動的緯度是0°6'49"，或是1/10度。

晷面 
在水平日晷（也稱為庭園日晷）接收投影的面是對正於地平面，而不是垂直與晷針的赤道盤面。因此，陰影呈現在盤面上的轉動不是均勻的，時間線之間的間隔需要依據計算。盤面的刻畫要準確，時間線要使用下面的公式來計算：

此處的λ是日晷所在地的地理緯度（也是晷針相對於地平面的角度），θ是給定的時間相對於盤面上正午時間線（這條線在晷面上永遠指向真北）的角度，t是在正午之前或之後時間的數值。

計算能力 
從1到6的每條時間線，可以用下面的公式來計算。例如，在英格蘭的伯帕，正午後3小時，我們填入地理緯度53.03和時間3；如果計算每個整點的時間線，這將得到如下的結果：

{| border=1
|+ 伯帕的日晷盤面：53.03 
|-
|1小時||	12.08
|-
|2小時||	24.76
|-
|3小時||	38.62
|-
|4小時||	54.15
|-
|5小時||	71.46
|-
|6小時||	90.00
|-
|}
這個日晷的盤面是對稱的，正午以前的時間線和以後的時間線玩全相同，是兩兩對稱的鏡像。同樣的方式也可以計算每半小時或每分鐘的時間線。由於正午的線對正南北線，不是向一側偏移5'又54"，得到的是伯帕的時間，而不是格林尼治時間

均時差 

重要的是，在盤上我們可以看見協助觀測者改正每天均時差的一對標尺。一條標尺給出月分和日期，另一條刻出那一天的鐘錶時間會快或慢幾分鐘，標示的字是"Watch Slower, Watch Faster"；4月15日是不需要轉換的一天。這個日晷可以讀取真太陽時，也可以從太陽時轉換出鐘錶顯示的平太陽時。在實用的目的上，觀測者可以用這個日晷校正懷錶，這種錶在1812年運轉得還不是很正確。到了1820年，鐘錶製造業已經改善了：擒縱器已經變得很普遍，並且不再需要頻繁的校準。

其它功效 
另一個大約在1800年於德比製作的日晷，在2005年以1850英鎊售出。

相關條目 
日晷
約翰·赫斯特

參考資料 
註解

Bibliography
 
  Slightly amended reprint of the 1970 translation published by University of Toronto Press (Toronto). The original was published in 1965 under the title Les Cadrans solaires by Gauthier-Villars (Montrouge, France).
 

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