신법지평일구 ()

이 해시계는 검은 대리석으로 된 것으로, 가로 58.9㎝, 세로 38.2㎝, 두께 16.3㎝의 비교적 작은 돌 위에 금을 새겼으며, 한양(漢陽)의 위도를 37도 39분이라고 써놓았는데, 이는 1713년(숙종 39) 청나라 사신 목극등(穆克登) 일행이 측정한 값 37°39′15″를 줄여서 쓴 것이다.

다른 하나는 대리석으로 되었는데, 가로 57.5㎝, 세로 120.3㎝, 두께 16.5㎝의 큼직한 것으로서, 1636년에 제조된 것이다.

이들 해시계의 시반에는 영침(影針)을 수직으로 세워 놓아서 그 그림자를 볼 수 있게 하였다. 영침 대신 삼각동표(三角銅表)를 쓰는 경우도 있는데, 이때에는 그 빗변이 천구 북극을 향하게 하고, 그 면이 자오면에 일치하도록 세운다. 그리하면 영침 또는 동표 끝점의 그림자가 절후선에 따라 움직인다.

절후선 중에서 춘 · 추분선은 동서로 길게 뻗은 직선을 이루고, 그 밖의 것은 모두 이 직선을 등으로 하는 쌍곡선군이 된다. 그러나 이 절후선은 시각의 측정에는 관계가 없고, 시각선의 방향에만 관계된다. 삼각동표를 썼을 때, 그 빗변의 기울기(φ)는 그 지방의 위도이다. 빗변의 그림자의 정북에 대한 방위각을 α라고 하였을 때, 태양의 시간각을 t°라고 하면 다음과 같은 식이 성립된다.

tan α＝sin φ · tan t

원래 시간각은 몇 시(h) 몇 분(m)이라고 주는 것이지만, 시간각의 1시는 15°에 해당되는 각이므로 각도를 써도 좋다. 서울의 위도(φ)를 목극등의 측정치 37°39′15″라 하고, 위의 식에서 시간각 t를 넣어서 동표의 빗변의 그림자의 방위 α를 구하면 tan α는 tan t에 비례함을 알 수 있다.

이 관계는 1년 중 어느 시기에서든 항상 성립되므로 빗변 그림자의 연직선에 대한 각이 같으면 항상 같은 시각을 알려 준다. 물론 이것은 평균태양시가 아니고, 진태양시를 알려준다.

참고문헌

｢해시계의 역사와 그 원리｣(이은성, 『동방학지』33, 1982)

문화재청(www.cha.go.kr)

신법지평일구 (新法地平日晷)

신법지평일구 ()