冰洲石
冰洲石示意图冰洲石，即无色透明纯净的方解石晶体。它在透明矿物中具有最高的双折射率和最大的偏光性能，是人工不可制造也不能代替的天然晶体。实践证明，冰洲石是良好的光学材料、光电子材料，可用于制作激光开关、大屏幕显示器、天文观测太阳黑子的电子望远镜、宝石二色镜、激光测距仪等光学元件。这些光学元件材料的质量要求是无色、全透明，干涉测试无包裹体、无裂僚、无双晶、无节瘤，紫外光照射无荧光现象，而优良的冰洲石完全可以具备。
优质冰洲石晶体产于玄武岩和沸石的方解石脉中，其形成与热液作用有关。统计证明，世界上出产良好方解石晶体的地点有：美国的LakeSuperior铜矿区；德国的Saxony、Harz山脉的Ardreasberg；英国的Cumberland、Derbyshire、Durham、Cornwall和Lancaster；冰岛；墨西哥的Guanajuato等。中国的冰洲石晶体质和量都超过世界诸国。
用来测定宝石偏光性质的偏光仪
冰洲石的用途很广，但它主要用于国防工业和制造高精度光学仪器，如大屏幕显示设备，电子计算机的折光，偏光器、偏光显微镜中的尼科乐棱镜，偏光仪，光度计，旋光测糖计，干涉激光解像仪，化学分析用的比色计等。此外，还可用于制造射程仪及测远仪的配件。冰洲石越来越受到现代工业的青睐，成为现代国防、航空航天和科研事业不可缺少的非金属矿产材料。
圭表
圭表示意图圭表是我国古代度量日影长度的一种天文仪器，由“圭”和“表”两个部件组成。直立于平地上测日影的标杆和石柱，叫做表；正南正北方向平放的测定表影长度的刻板，叫做圭。
很早以前，人们发现房屋、树木等物在太阳光照射下会投出影子，这些影子的变化有一定的规律。于是便在平地上直立一根竿子或石柱来观察影子的变化，这根立竿或立柱就叫做“表”；用一把尺子测量表影的长度和方向，则可知道时辰。后来，发现正午时的表影总是投向正北方向，就把石板制成的尺子平铺在地面上，与立表垂直，尺子的一头连着表基，另一头则伸向正北方向，这把用石板制成的尺子叫“圭”。正午时表影投在石板上，古人就能直接读出表影的长度值。
经过长期观测，古人不仅了解到一天中表影在正午最短，而且得出一年内夏至日的正午，烈日高照，表影最短；冬至日的正午，煦阳斜射，表影则最长。于是，古人就以正午时的表影长度来确定节气和一年的长度。譬如，连续两次测得表影的最长值，这两次最长值相隔的天数，就是一年的时间长度，难怪我国古人早就知道一年等于365天的数值。
仪征铜圭表是中国现存最早的圭表。1965年在江苏仪征石碑村1号东汉墓出土。仪征铜圭表长34.5厘米，合汉制1.5尺，边缘上刻有尺寸单位；表高19.2厘米，合汉制8寸。圭、表间用枢轴连接，使之合为一体。使用时将表竖立与圭垂直；平时可将表折入圭体中留出的空档内，便于携带。根据传统的说法，表高为8尺，这一数值曾被长期沿用。该表的表高恰为8尺的1/10，说明它是一件便携式的测影仪器，可证明当时常设的天文台用8尺的表进行观测的说法是可信的。
中国现存最早的圭表——仪征铜圭表在很多情况下，圭表测时的精度是与表的长度成正比的。元代杰出的天文学家郭守敬在周公测时的地方设计并建造了一座测景台。它由一座9.46米高的高台和从台体北壁凹槽里向北平铺的长长的建筑组成，这个高台相当于坚固的表，平铺台北地面的是“量天尺”，即石圭。这个硕大的“圭表”使测量精度大大提高。
史料证明，以圭表测时，一直延至明清，现在南京紫金山天文台的一具圭表，是明代正统年间（1437~1442年）所造的。
远古时的人们，日出而作，日没而息，从太阳每天有规律地东升西落，直观地感觉到了太阳与时间的关系，开始以太阳在天空中的位置来确定时间，但这很难精确。据记载，3000年前，西周丞相周公旦在河南登封县设置过一种以测定日影长度来确定时间的仪器，称为圭表。这当为世界上最早的计时器。
此外，圭表还可以有多种用途。周时期，人们认为在同一日子里，南北两地的日影长短倘若差1寸，它们之间的距离大约有1000里。据说周王室裂地封侯的时候，用的就是这种办法。圭表还可以测定方向。在地上画许多个同心圆，将表竿竖立在圆心，当上下午表影顶点落在同一圆周上时，将这些对应点连接起来，它们的中点轨迹与圆心连线便是南北方向。在夜里，当视线通过表顶凝望北极时，这方向也即是南北方向。古人在搭建房舍、修造道路和营造宫殿的时候都要仔细地确定南北方向（子午方向），《诗经》上说“揆之以日，作于楚室”。揆，揣度的意思。全句可以解释为，通过观测日影来决定营造楚国宫殿的方向。
日晷
日晷是利用太阳投射的影子来测定时刻的装置，又称“日规”，是我国古代利用日影测得时刻的一种计时仪器。
世界上最早的日晷诞生于6000年前的古巴比伦王国。中国最早文献记载是《隋书·天文志》中提到的袁充于隋开皇十四年（公元574年）发明的短影平仪，即地平日晷。赤道日晷的明确记载初见于南宋曾敏行的《独醒杂志》卷二中提到的晷影图。
日晷示意图一日晷通常由铜制的指针和石制的圆盘组成。铜制的指针叫做“晷针”，垂直地穿过圆盘中心，起着圭表中立竿的作用。因此，晷针又叫“表”，石制的圆盘叫做“晷面”，安放在石台上，呈南高北低，使晷面平行于天赤道面，这样，晷针的上端正好指向北天极，下端正好指向南天极。在晷面的正反两面刻画出十二个大格，每个大格代表两个小时。当太阳光照在日晷上时，晷针的影子就会投向晷面，太阳由东向西移动，投向晷面的晷针影子也慢慢地由西向东移动。晷面的刻度是均匀的。于是，移动着的晷针影子好像是现代钟表的指针，晷面则是钟表的表面，以此来显示时刻。早晨，影子投向盘面西端的卯时附近。接着，日影在逐渐变短的同时，向北（下）方移动。当太阳达正南最高位置（上中天）时，针影位于正北（下）方，指示着当地的午时正时刻。午后，太阳西移，日影东斜，依次指向未、申、酉各个时辰。由于从春分到秋分期间，太阳总是在天赤道的北侧运行，因此，晷针的影子投向晷面上方；从秋分到春分期间，太阳在天赤道的南侧运行，因此，晷针的影子投向晷面的下方。所以在观察日晷时，首先要了解两个不同时期晷针的投影位置。
这种利用太阳光的投影来计时的方法是人类在天文计时领域的重大发明，这项发明被人类所用达几千年之久。然而，日晷有一个致命弱点是阴雨天和夜里是没法使用的，直至1270年在意大利和德国才出现早期的机械钟，而中国则在1601年明代万历皇帝才得到两架外国的自鸣钟，清代时虽有很多进口和自制的钟表，但都为王公贵族所用，一般平民百姓还是看天晓时。所以彻底抛却日晷，看钟表知辰光还是近现代的事。
日晷示意图二使用日影测时的日晷，无论是何种形式都有一根指时针，这根指时针与地平面的夹角必须与当地的地理纬度相同，并且正确地指向北极点，也就是都有一根与地球自转轴平行的指针。观察这根指针在指定区域内的投影，就能确定时间。现有常见的日晷有下列几种不同的形式：
（1）水平式日晷。是最常用的日晷，采用水平式的刻度盘，日晷轴的倾斜度，依使用地的纬度设定，刻度需要利用三角函数计算才能确定。适合低纬度的使用。
（2）赤道式日晷。赤道式日晷是依照使用地的纬度，将轴（指时针）朝向北极固定，观察轴投影在垂直于轴的圆盘上的刻度来判断时间的装置。盘上的刻度是等分的，夏季和冬季轴投影在圆盘上的影子会分在圆盘的北面和南面，适合中低纬度的使用。若将圆盘改为圆环则称为赤道式罗盘日晷。
