Kaip tinkamai nustatyti saulės laikrodį. DIY saulės laikrodis. Horizontalus saulės laikrodis: dizaino ypatybės

Pagaliau radau laiko parašyti straipsnį apie saulės laikrodžio gaminimą savo rankomis. Parašyti šią medžiagą mane paskatino vertingi vartotojo Aleksandro komentarai ir pataisymai. Iš pirmo žvilgsnio saulės laikrodžio kūrimas nėra tiksliai susijęs su išgyvenimo tema. Tačiau supratę saulės laikrodžio veikimo principą ir suprojektavę kelis pavyzdžius, geriau suprasite orientacijos principus, geografinių koordinačių nustatymą ir kt. Ir apskritai sukurti saulės laikrodį savo rankomis yra labai įdomi veikla. Tikiuosi, kad ši tema bus įdomi daugeliui mūsų svetainės skaitytojų.

Kaip žinote, saulės laikrodis yra vienas iš seniausių mokslinių instrumentų, kuriuos mūsų protėviai naudojo laikui nustatyti. Mums, be tiesioginio laiko nustatymo, įdomu suprasti laikrodžių veikimo principus, kurie remiasi orientavimosi principais. Yra daugybė saulės laikrodžių tipų. Pabandykime pažvelgti į kai kuriuos iš jų.

Paprasčiausia saulės laikrodis susideda iš gnomono, kuris meta šešėlį nuo Saulės ant ciferblato. Šešėlis veikia panašiai kaip įprasto laikrodžio rodyklė. Tuo pačiu principu laikinasis gnomonas naudojamas geografinei platumai ir ilgumai nustatyti, kai reikia nustatyti saulės laiką ir vietinį vidurdienį.

Saulės laikrodis rodo ne vietinį vidutinį laiką, o tikrąjį saulės laiką. Jei norite matyti vietos laiką, turite pakoreguoti ir perkelti rinkimo reikšmes. Kadangi tikrasis vidurdienis nuo vietinio gali skirtis valanda. Raktas norint teisingai nustatyti laiką yra laikrodis, kuris yra teisingai orientuotas erdvėje.

Jei gnomonas yra statmenas ciferblato plokštumai ir nukreiptas į pasaulio ašigalį, tai yra lygiagretus pasaulio ašiai, tai nuo jo metamas šešėlis kris valandos apskritimo plokštumoje. Kitaip tariant, ciferblato plokštuma bus lygiagreti pusiaujo plokštumai. Gautas kampas tarp valandos apskritimo plokštumos ir dienovidinio bus tikrasis saulės laikas, išreikštas laipsniais.

Valandos skirstomos tolygiai ant ciferblato kas 15°, remiantis tuo, kad 1 valanda matuojant kampą yra lygi 15°. Būtent tokį atstumą Žemė nuvažiuoja per 1 sukimosi valandą. Horizontalioje plokštumoje pusiaujo laikrodis turi būti tiksliai nustatytas į tikrąją šiaurę šiauriniame pusrutulyje ir atvirkščiai – pietų pusrutulyje. Be to, Pietų pusrutulio ciferblatas turės veidrodinę Šiaurės pusrutulio kopiją. Rusijai pirmasis variantas vis dar aktualesnis.

Ne visai teisinga naudoti kompasą ieškant šiaurės-pietų linijos, nes kompaso kryptis į šiaurę nuo tikrosios skiriasi magnetinės deklinacijos dydžiu, kuris gali siekti 7-8°, o tai prilygs klaidai. iki pusvalandžio. Nors magnetinį deklinaciją ir metinį magnetinį nuokrypį galite sužinoti iš vietovės topografinių žemėlapių ir apskaičiuoti šią reikšmę šiuo metu. Būtina nustatyti tikrąjį vietovės vidurdienį, tada šešėlis nuo gnomono parodys tikrąją šiaurę.

Pusiaujo laikrodžių pranašumas yra gamybos paprastumas ir vienodas ciferblato gradavimas. Pagrindinis pusiaujo saulės laikrodžių trūkumas, skirtingai nuo kitų tipų, yra ribotas naudojimas – jie veiks tik laikotarpiu tarp pavasario ir rudens lygiadienio. Šiaurės pusrutulyje pavasario lygiadienis yra kovo mėnesį, rudens lygiadienis – rugsėjį.

Žemiau esantis pažangaus pusiaujo saulės laikrodžio modelis leidžia jį naudoti beveik neribotai dėl kitoje pusėje esančio ciferblato.

Šiaurės pusrutulis – birželio 13.00 val. Šiaurės pusrutulis – gruodžio 11.00 val.

Pusiaujo saulės laikrodžio modelį, skirtą pasigaminti jį patiems, galite atsisiųsti čia

Viskas, ko jums reikia, tai originaliu masteliu atspausdinti maketą ant storo popieriaus arba klijuoti ant kartono ar plono plastiko. Galite patikrinti atspausdinto saulės laikrodžio modelio mastelį naudodami liniuotę colių skalėje, parodyta viename iš lapų. Archyve yra 3 dydžių pusiaujo laikrodžiai, skirti Šiaurės ir Pietų pusrutuliams. Pasirinkite jums patinkantį, bet didesnis dydis yra aiškesnis ir tikslesnis. Taip pat reikia rasti strypą, kad padarytumėte gnomoną.

Priklijavus maketą, laikrodį reikia pastatyti pagal tikrojo vidurdienio liniją, o platumą nustatyti gale. Ir net nereikia skaičiuoti ciferblato pasvirimo kampo pagal formulę 90° -φ, kur φ yra platuma. Tiesiog prijunkite gnomon atvirkštinę vertę su savo srities platumos reikšme. Ir jūs galite mėgautis senoviniu laiko matavimo būdu))

Skirtingai nuo pusiaujo saulės laikrodžių, horizontalių ciferblatas yra lygiagretus horizonto plokštumai. Todėl ciferblatas sugraduotas netolygiai. Po pietų šešėlis kas kitą valandą pasisuka didesniu kampu. Paprastai horizontaliems laikrodžiams gnomonas yra pagamintas trikampio pavidalu, kurio kraštinė nukreipta į dangaus ašigalį, t.y. kampas tarp jo ir ciferblato plokštumos bus lygus geografinei platumai.

Dar neradau paprasto, bet įdomaus horizontalaus saulės laikrodžio išdėstymo.

Kitas paprastas saulės laikrodžio tipas. Ypatinga ypatybė yra rinkimo linijos vieta vakarų – rytų kryptimi. Viskas, ko jums reikia, yra atsispausdinti maketą, priklijuoti jį ant kartono ir nustatyti ciferblato kampą su gnomonu pagal savo vietovės platumą, naudojant skalę, atspausdintą laikrodžio gale.

Jei esate nuostabių dalykų gerbėjas, mokate iš druskos išauginti kristalą, suteikti seniems daiktams antrą gyvenimą ir kurti visokius amatus, pabandykite savo rankomis pasigaminti saulės laikrodį, suprojektuokite jį individualiai ir sumontuokite teisinga kryptis. Dabar galite drąsiai pasipuikuoti savo draugams – niekas kitas tokio dalyko neturi!

Saulės laikrodžiai tapo vienu pirmųjų laiko skaičiavimo prietaisų, kai saulėtą dieną žmogus išmoko orientuotis pagal objektų šešėlius. Tokio chronometro konstrukcija reikalauja tam tikrų astronominių ir fizinių žinių. Pabandykite kartu su dukra ar sūnumi sukurti saulės laikrodį savo rankomis – procesas bus ne tik įdomus, bet ir lavinantis savo vaikus.

Laikrodžių tipai

Yra keletas saulės laikrodžių tipų. Visi jie susideda iš 2 pagrindinių dalių: rėmo arba ciferblato ir gnomono - rodyklės. Valandų skirtumas atsiranda skirtingais rėmo montavimo kampais.

Perskaitę klasifikaciją suprasite, kad ne visų tipų galima pasigaminti savo rankomis.

Šis laikrodis gavo savo pavadinimą dėl dalių montavimo linijų. Paprastai rėmas dedamas platumos, kurioje yra įrenginys, kampu. Pasirodo, kad rėmo plokštuma lygiagreti žemės pusiaujui, o gnomono linija lygiagreti žemės ašiai.

Šio tipo laikrodžių trūkumai yra tai, kad jie rodo teisingą laiką tik tam tikrais sezonais. Šiauriniame pusrutulyje tai laikotarpis nuo pavasario iki rudens lygiadienio, pietų pusrutulyje – atvirkščiai.

Šis tipas montuojamas lygiagrečiai plokščiai horizonto linijai taip, kad susikertant ciferblato ir gnomono linijoms, gaunama lygiagreti vidurdienio linijai.

Šiuo atveju gnomonas montuojamas taip pat, kaip ir pusiaujo laikrodyje - kampu, lygiu vietos geografinei platumai.

Tokį saulės laikrodį savo rankomis pasidaryti yra sunkiau nei pirmuosius 2 tipus. Įrengiant vertikalų laiko matuoklį, gnomonas yra lygiagrečiai horizontui griežtai geografinių pietų kryptimi šiauriniame pusrutulyje.

Valandų padalos gali būti išdėstytos simetriškai ant rėmo tik tuo atveju, jei tokioje padėtyje gnomonas yra griežtai statmenas ciferblatui.

Yra ir mažiau žinomų saulės laikrodžių atmainų: poliariniai, kūgio formos, cilindriniai ir sferiniai. Dėl savo išvaizdos jie dažnai turi dekoratyvią, o ne praktinę reikšmę ir yra naudojami papuošti vietą, kurioje jie buvo įrengti. Pavyzdžiui, rutuliniai chronometrai dažnai naudojami vaikų miegamojo dizaino papildymui – jie neturi aštrių kampų, todėl prietaisai yra saugūs vaikams.

Saulės laikrodis: meistriškumo klasė

Pabandykite kartu su vaiku pasidaryti saulės laikrodį. Ši pamoka padės išsamiai paaiškinti vaikui, kaip naudojant tokius laikrodžius pasakyti laiką, kodėl jie sukurti taip ir kuo skiriasi vienas tipas nuo kito.

Visų pirma, pabandykite savo rankomis suprojektuoti pusiaujo saulės laikrodį – patį paprasčiausią.

Nereikia skaičiuoti ciferblato valandų padalų skaičiaus ir kiekvieno iš jų laipsnio matų – internete galite rasti daugybę rėmelių šablonų.

Prieš pradėdami braižyti maketą, apskaičiuokite kraštų ilgį. Nuotraukoje matote kampą α, kuris apskaičiuojamas pagal šią formulę: 90 laipsnių atėmus geografinės platumos, kurioje esate, laipsnio matą. Atitinkamai, priešingas kampas bus lygus: 90 laipsnių atėmus kampo α reikšmę.

Pasirinkite savavališką C pusės reikšmę – tai bus jūsų ciferblato kraštų ilgis.

Šio išdėstymo pusė pateikiama stačiakampio trikampio forma. Todėl žinodami hipotenuzą (kraštinę C) ir visus trikampio kampus, likusias kraštines galime apskaičiuoti pagal šias formules: kraštinė A lygi kraštinei C, padauginta iš kampo α sinuso, o kraštinė B lygi kraštinei. C padaugintas iš kampo α kosinuso.

Remdamiesi gautais duomenimis, savo rankomis nupieškite įrenginio modelį ant reikiamo dydžio lapo, iškirpkite ir suklijuokite. Tokiu atveju bet kokia reikiamo skersmens lazdelė gali tarnauti kaip gnomonas. Tiesiog padarykite skylę norimoje vietoje ir pastatykite gnomoną statmenai ciferblatui.

Padėkite saulės laikrodį ant palangės taip, kad gnomonas būtų nukreiptas tiesiai į šiaurę. Galite apskaičiuoti kryptį naudodami kompasą.

Dar lengviau savo rankomis sukurti horizontalų saulės laikrodį nei pusiaujo. Rinkitės kietą medžiagą, kad vėliau būtų lengva nupiešti ciferblatą: plastiką, kartoną ar ploną medieną.

Padarykite apvalų arba kvadratinį ciferblatą.

Padarykite trikampį gnomoną. Prieš pradėdami dirbti, apskaičiuokite jo parametrus: vienas kampas turi būti lygus 90 laipsnių, o kitas - platuma, kurioje yra laikrodis.

Padėkite gnomoną ciferblato centre.

Padėkite laikrodį ant palangės taip, kad apatinis kraštutinis gnomono kampas būtų nukreiptas tiksliai į pietus.

Paimk laikrodį. Kas valandą ciferblate pažymėkite rėmelio šešėlio padėtį. Pažymėję visus 12 taškų, savo rankomis nupieškite ratuką.

Išmokę pasidaryti savo stalinį saulės laikrodį, pabandykite pasigaminti kišeninį saulės laikrodį. Šis vaizdo įrašas padės jums tai padaryti.

Horizontalūs laikrodžiai gali būti didinami, dekoruojami ir naudojami kaip dekoratyvinis jūsų gėlyno ar sodo elementas. Pavyzdžiui, gnomoną ir kiekvieną numerį ant ciferblato galite nupiešti savo rankomis ir nudažyti taip, kad jis atitiktų aplink jus augančias gėles. Arba galite pagaminti įrenginį pagal medinį pjūvį – tuomet geriausia puošmena bus figūrinių skaičių įdegimas į medį.

Paimkite tai patys ir pasakykite savo draugams!

Taip pat skaitykite mūsų svetainėje:

Rodyti daugiau

Ką galima pagaminti iš kriauklių? Pasirodo, yra labai daug įvairių įdomių idėjų. Meistrai gamina net ištisas plokštes ir paveikslus, taip pat papuošalus, vazas, žvakides, puokštes, dekoruoja interjero daiktus jūros gėrybėmis. Jei norite tai išbandyti, mūsų meistriškumo kursai jums padės.

Labai naudinga priemonė. Ir labai smagu vaikams. Be to, jei į šį klausimą kreipsitės dideliu mastu ir kūrybiškai, galite padaryti ne tik kartoninį modelį, bet ir visą kompoziciją, kuri papuoš jūsų sodą ar vasarnamį. Taigi išsiaiškinkime, kaip savo rankomis pasidaryti saulės laikrodį. Ir pirmiausia pažvelkime į įrenginių modelius.

Koks gali būti saulės laikrodis?

Per visą savo istoriją žmonija išrado keturių tipų tokius laikrodžius:

horizontaliai;
vertikaliai;
poliarinis;
pusiaujo.

Ką galite padaryti patys?

Iš išvardytų saulės laikrodžių lengviausia pasistatyti savo rankomis:

Mes jau maždaug žinome, kaip savo rankomis pasidaryti saulės laikrodį. Bet pažiūrėkime į išsamias instrukcijas, ar ne?

Naminis pusiaujo laikrodis

Savo rankomis pagaminsime saulės laikrodžio modelį pagal šią schemą:

Iš faneros, plastiko ar storo kartono iškirpkite tinkamą apskritimą.
Paimame seną gerą transporterį ir darome žymėjimus kas 15 laipsnių. Viduryje turime 12. Skaičiaus dešinėje yra 11, 10, 9, 8, 7. Kairėje iš dvylikos yra 1, 2, 3, 4, 5 ir 6. Taigi priešais mus bus būti tam tikru puslankiu, kuris „gulės“ labiausiai išgaubtame taške.
Šiuos skaičius galite tiesiog pritaikyti flomasteriu ar žymekliu arba galite entuziastingai žiūrėti į šį klausimą ir viską gražiai suprojektuoti.
Puslankio viduryje, tiesiai virš „12“ ženklo, įkišame tiesią pagaliuką, strypą, kaištį ar kažką panašaus.
Kaip toliau savo rankomis pasidaryti saulės laikrodį? Dabar svarbiausia pastatyti konstrukciją tinkamu kampu. Kaip sakėme, tai turėtų būti susijusi su taško, kuriame esate, platuma. Tai galima sužinoti pažvelgus į geografinį žemėlapį arba atsivertus paieškos sistemas ir internetines enciklopedijas.
Kaip nustatyti teisingą polinkio laipsnį? Iš 90 atimame jūsų vietos platumą. Pavyzdžiui, esate Maskvoje. Tai 55° šiaurės platumos. Taigi, 90–55 = 35°. Mes pakreipiame ratuką 35 laipsnių kampu.
Tai sutvarkyta. Dabar mes nustatome, kur yra šiaurė. Čia turėtų būti rodoma mūsų laikrodžio rodyklė ir „veidas“.

Taip savo rankomis galite pasidaryti pusiaujo saulės laikrodį. Minusas yra tas, kad žiemą įrenginys netinkamai rodys laiko.

Kartoninis pusiaujo laikrodis

Iš kartono galima savo rankomis pasidaryti saulės laikrodį. Vykdome instrukcijas:

Horizontalus saulės laikrodis

Lengviausias būdas vaikams pasidaryti saulės laikrodį yra toks. Pradėkime:

Naudodami gnomą iš tankios medžiagos iškirpome savo prietaiso rodyklę. Čia taip pat reikia transporterio - mes darome vieną kampą tiesiu, ir reikia nustatyti, kuris guls ant ciferblato - jis bus lygus jūsų miesto platumai. Paimkime Maskvą – šioje vietovėje šis gnomono kampas bus lygus 55°.
Rodyklė sumontuota apskaičiuotu kampu ant tvirto pagrindo – plastiko, faneros ir kt. Padalijimų taikyti kol kas nereikia.
Saulės laikrodį montuojame ant žemės taip, kad apskaičiuoto kampo smaigalys atrodytų į pietus, o iš jo sklindančios trikampio kraštinės veržtųsi į šiaurę.
Svarbu, kad mūsų dizainas būtų statinis.
Dabar atėjo laikas atlikti stebėjimus saulėtą dieną. Kiekvieną valandą mes taikome atitinkamą padalijimą išilgai gnomono šešėlio.

Saulės laikrodis vasarnamyje

Naudinga vasarnamyje pasidaryti savo saulės laikrodį – horizontalų arba pusiaujo. Tai ne tik naudingas amatas, bet ir smalsumas vaikams, kraštovaizdį puošiantis elementas. Kadangi laikrodis bus atviroje erdvėje, neapsaugotas nuo stichijų, jį gaminant reikia atsižvelgti į šiuos faktus:

Pirmiausia išsirinkite saulėčiausią pastatų ir medžių neužtemdytą vietą ir išlyginkite.
Kaip ciferblatą galite naudoti keramines plyteles, akmenį lygiu paviršiumi, rąsto pjūvį, didelę dekoratyvinę plokštę arba metalinį bako dangtį. Nuotraukoje puikiai atrodo saulės laikrodis, pagamintas savo rankomis gėlių lovoje.
Galite tiesiog išlyginti plotą, užpildyti jį smėliu, o tada akmenukais išdėlioti skyrelius ir skaičius. Galite naudoti akrilinius, emalius ar kitus ilgalaikius dažus.
Gnomonas taip pat pagamintas iš patvarių medžiagų – plastiko, medžio. Pusiaujo laikrodžio atveju galite naudoti metalinį strypą arba kaištį.

Apie kitus saulės laikrodžių tipus

Mes supratome, kaip savo rankomis pasidaryti saulės laikrodį - horizontalų ir pusiaujo. Jei jums to nepakanka, galite pabandyti sukurti eksperimentinius kitų veislių modelius.

Poliariniai saulės laikrodžiai pasižymi tuo, kad jų ciferblato linija yra horizontali, pailga rytų-vakarų kryptimi. Gnomonas yra stačiakampis, esantis ciferblato viduryje, plačioje jo pusėje. Skaitmeniniai skyriai dedami dešinėje pusėje (nuo gnomono) nuo 1 iki 6, kairėje pusėje (nuo gnomono) nuo 12 iki 7. Žymėjimai dedami kas valandą palei iš stačiakampio metamą šešėlį. Čia taip pat svarbu, kaip ir pusiaujo laikrodžio atveju, pakreipti ratuką pagal savo vietos platumą.

Vertikalūs saulės laikrodžiai yra sudėtingi tuo, kad jie turi būti pagaminti ant statmeno žemei paviršiaus, visada pietinėje pusėje (šiauriniame pusrutulyje). Jei tai siena, tuomet turėtumėte pasirūpinti, kaip ant jos pritvirtinsite rodyklę. Ciferblatas yra lygiagretus horizontui. Nustačius rodyklę (tiesiai virš ciferblato pagrindo), nuo jos nusileidžia svambalas – jis nustato vidurdienio laiką. Kiti skaitmeniniai simboliai taikomi palei gnomono šešėlį.

Pastaba meistrui

Taigi mes sutvarkėme visas praktines instrukcijas. Baigdami taip pat norėtume pateikti jums praktinių rekomendacijų:

Saulės laikrodis „veikia“ tol, kol danguje matomas pagrindinis mūsų šviestuvas. Todėl nereikėtų rodyti laiko ant ciferblato po saulėlydžio ar prieš aušrą – tai papildomas darbas.
Posakis „veikia kaip laikrodis“ ne visai tinka mūsų išradimui. Dėl svyruojančių šviesiųjų paros valandų pobūdžio pavasarį laikas jas skubės, o rudenį vėluos. Todėl nereikia daryti monumentalaus dizaino, kad būtų galima reguliuoti laikrodžių padalijas pagal sezoną.

Pasigaminti savo saulės laikrodį įdomu, lengva ir moko. Tai ne tik lavinantis žaislas vaikams, bet ir puiki vasarnamio puošmena!

Atkreipiu jūsų dėmesį į pramoginį amatą, pagamintą savo rankomis iš laužo medžiagų. Viena vertus, tai tik žaislas, suvenyras, o iš kitos – rimtas daiktas, kurio naudojimas reikalauja tam tikrų žinių ir įgūdžių tokiose mokslo srityse kaip astronomija, geografija, matematika ir fizika. Kalbėsime apie senovinį laiko matavimo prietaisą – saulės laikrodį, apie kurį tikriausiai visi yra girdėję, kai kas net matė, kai kas gal net padarė. Manau, nereikia detaliai aprašyti stacionarių laikrodžių veikimo principo ir dizaino, viskas labai smulkiai aprašyta internete, apsistosiu tik ties keliomis smulkmenomis ir savybėmis.

Norėdami sukurti šią struktūrą, mums reikės:
1. Fanera 3 sluoksnių 4 mm
2. Kompasas su sausa adata
3. Lakštinis žalvaris 1 mm storio.
4. Varinė viela ø 0,8-1mm.

Įrankių rinkinys yra toks:
1. Medinis pjūklas
2. Labai aštrus peilis
3. Įprastas dėlionės (ne elektrinis)
4. Piešimo įrankiai (kompasai, matuokliai, liniuotės ir kt.)
5. Metalinės žirklės
6. Lituoklis
7. Adatinių dildžių rinkinys
8. Statybinis plaukų džiovintuvas
9. Įvairių kruopų švitrinis popierius
10. Jei pageidaujama, deginimo prietaisas

Iš straipsnio pavadinimo jau tampa aišku, kad šis įrenginys yra mobilus, tai yra nešiojamas, kuriam norint nustatyti laiką reikia orientacijos pagal žemiškas koordinates, būtent: laikrodžio vidurdienio linija turi sutapti su laikrodžio kryptimi. dienovidinis. Tam projekte buvo sumontuotas kompasas. Beje, šis laikrodis teisingai rodys laiką tik toje srityje, kurios koordinatės buvo naudojamos skaičiavimuose. Vietos ilguma lemia gnomono kampą (laikrodžio rodyklės) ir kadro (ciferblato) valandų padalą, o platuma yra svarbi norint priderinti vietinį laiką prie laiko juostos (civilinio laiko).

Mūsų laikrodį sudarys šie elementai:

1 Kompasas. Tikslesnei šiaurės krypties orientacijai laikrodis naudoja šiek tiek modifikuotą įprastą žymeklio kompasą. Modifikacija yra ta, kad kompaso kortelė yra klijuojama tiesiai ant adatos, o ne tik klijuojama, bet su magnetine deklinacijos korekcija (mūsų vietovėje tai yra 11 °, o tai gali duoti maždaug valandos paklaidą)

Pirmiausia išardžiau kompasą į jo sudedamąsias dalis:

Patikusios kortelės paveikslėlį tiesiog parsisiunčiau iš interneto, atsispausdinau reikiamo dydžio ant fotopopieriaus ir įklijavau ant rodyklės, atsižvelgdamas į magnetinę deklinaciją, nes kortelėje jau buvo padalos.

Teko padirbėti su balansavimu šlifuojant galinę pusę.

Ir dar viena tokio kompaso funkcija – kortelė, be krypties į šiaurę nurodymo, veikia kaip nivelyras laikrodžio plokštumai nustatyti horizontalioje padėtyje. Žinoma, geriau būtų papildomai įrengti burbuliuką, bet jo nesant nusprendžiau, kad suvenyriniam žaislui užteks ir varpelių niekas netikrins.

2 Horizontalaus laikrodžio rėmas (ciferblatas) skiriasi nuo pusiaujo tuo, kad kampai tarp valandų žymeklių yra išdėstyti netolygiai. Horizontaliems saulės laikrodžiams rėmelį galima pažymėti trimis būdais:

Pirmasis būdas yra lengviausias, bet netikslus, tereikia nustatyti laikrodį, griežtai orientuotą, o tada kas valandą pažymėti rėmelį ir taip pažymėti visą ciferblatą. Tai geriau daryti tomis dienomis, kai laiko lygties korekcija yra artima nuliui (žr. „Analemma“). Ir toks laikrodis rodys jau pakoreguotą civilinį laiką, atsižvelgiant į ilgumos pataisą.

Antrasis būdas yra žymėjimas naudojant geometrines konstrukcijas. Tam reikia pieštuko, transporterio ir kompaso.

Nubrėžkite dvi viena kitai statmenas linijas ir pažymėkite tašką A.

Iš kurios nubrėžiame liniją AC, kad kampas CAB būtų lygus mūsų srities platumai.

Iš taško B nubrėžiame statmeną tiesei AC ir pažymime kaip tašką D

Tada iš taško B nubrėžkite apskritimą, kurio spindulys BD, kol jis susikirs su tiese AB, ir pažymėkite tašką O. Dabar, naudodami šį tašką kaip centrą, nubrėžkite apskritimą, kurio spindulys OB, ir padalinkite jį į 15° sektorius, kiekvieną pratęsdami spindulys iki linijos BC. Spindulių susikirtimo su linija taškai lems mūsų laikrodžių valandų žymes.

Šiuos taškus sujungę su tašku A, gauname pusę ciferblato, tiksliau – ketvirtadalį, nes valandų linijos nuo 6 iki 12 yra simetriškos linijoms nuo 12 iki 18 AB ašies atžvilgiu, o žymės nuo 18 iki 6 valandos (vadinkime jas naktimis) yra simetriškos dieninėms.

Ir galiausiai, trečiasis metodas yra trigonometrinis arba skaičiavimas. Valandų eilučių kampus nustatome pagal formulę: tg α = sin φ x tg t

Kur α yra valandų kampas ant rėmelio
φ- vietos platuma
t- laiko intervalas, išreikštas laipsniais (1 valandos greičiu - 15°)

Pavyzdžiui, mano atveju kampas tarp 11 ir 12 valandų linijų bus sin57°x tan15°= 0,8386x0,2679 = 0,2247, o tai atitinka 12,6°, todėl, kartoju dar kartą, kompasas kortelė sureguliuota pagal magnetinės nuokrypos vertę ( 11°).

Pusvalandžio ir ketvirčio valandos eilutes galima nesunkiai pažymėti padalinus valandų sekciją.

Taigi, vienu iš dviejų paskutinių būdų pažymėjome rėmelį. Gautas žymėjimas parodys vietinį vidutinį laiką, kuris nuo standartinio (civilinio) laiko skiriasi tam tikru dydžiu, kuris priklauso nuo stebėjimo vietos ilgumos.

Kaip žinote, laikas skaičiuojamas nuo Grinvičo dienovidinio (GMT), o po 15° laiko juostos keičiasi. Maskvos laiku (MSK) laiko juosta yra GMT +3, tačiau tai taip pat yra santykinė su tikruoju saulės laiku, pavyzdžiui, skirtumas tarp tikrojo ir standartinio laiko Maskvoje yra 29 minutės 40 sekundžių. Tai reiškia, kad kai Raudonojoje aikštėje skambės vidurnaktis, tikrasis vidurnaktis saulės laiku įvyks tik po pusvalandžio. Mano srityje skirtumas yra 31 minutė, todėl dalybos pasislenka pusvalandžiu. Štai kaip jis atrodo ant gatavo produkto:

3 Gnomonas (rodyklė) pagal apibrėžimą turi būti sulankstomas. Užduotis buvo išlaikyti montavimo plokštumos platumos ir vertikalumo kampą. Galima, žinoma, tiesiog paguldyti ant šono, tačiau šiuo atveju matmenys pasirodė nedideli ir gnomonas tarsi pasimetė laikrodžio plokštumoje, todėl buvo nuspręsta šią dalį padaryti pakeliamą. Tokiu atveju ilgį galima padidinti iki norimų proporcijų, o vertikalumas išlaikomas priimtinose ribose (gnomono žaismas yra 1°), o platumos kampas nustatomas šlifuojant gnomono kulną, kuris vėliau ne pakeisti.

Dalys pagamintos iš 1 mm storio žalvario. Medžiaga pasirinkta dėl to, kad ji turi būti nemagnetinė, kad neapgautų kompaso, be to, ją būtų galima lengvai lituoti minkštais lydmetalais.

4 Analema (gr. ανάλημμα, „pagrindas, pamatas“) yra kreivė, jungianti keletą nuoseklių planetų sistemos centrinės žvaigždės (mūsų atveju Saulės) padėčių vienos iš šios sistemos planetų danguje. tuo pačiu paros metu ištisus metus (Wikipedia ).

Kitaip tariant, ši kreivė parodo, koks greitis ar atsilieka nuo mūsų laikrodžių, palyginti su vidutiniu laiku. Pavyzdžiui, spalį Saulė zenite pasirodo 16 minučių anksčiau, o vasarį – 14 minučių vėliau nei vidurdienį pagal vidutinį metinį laiką. Šis reiškinys yra susijęs su orbitos elipsiškumu ir Žemės ašies pasvirimu. Į smulkmenas nesileisime, mums svarbu žinoti, kiek minučių kurią dieną reikia pridėti ar atimti iš savo saulės laikrodžio rodmenų, kad būtų galima palyginti tiksliai nustatyti laiką. Norėdami tai padaryti, ant vidinio dangtelio paviršiaus uždėsime šį gražų šleifą.

Dabar sudėkime visa tai, kas išdėstyta aukščiau.

Savo įrenginį sąlyginai padalinkime į dvi dalis – patį saulės laikrodį ir dangtelį (mūsiškiai kišeniniai, vadinasi, atrodys kaip cigarečių dėklas). Iš faneros lakšto supjaustome penkis stačiakampius, kurių matmenys 100x120 mm.

Ruošinių kampus nupjauname 15 mm. kiekvienoje pusėje, kaip matyti iš dangtelio detalių:

Norėdami sumontuoti gnomoną ir kompasą, rėmo ruošiniuose galinėje pusėje ir užpakalinėje dalyje išpjauname skylutes. Gnomoną pagiliname taip, kad jo sukimosi ašis būtų rėmo plokštumoje, nupjaudami vieną faneros sluoksnį (jis yra šiek tiek didesnis nei 1 mm).

Detales suklijuojame, tada, kaip juokaujant, kruopščiai apdorojame dilde, o tiksliau – galines dalis padengiame faneruote iš tos pačios faneros ir nušlifuojame. Vyriai, jungiantys dangtį su korpusu, pagaminti iš varinės vielos ir suklijuoti epoksidine derva.

O kad suteiktume antikvarinę išvaizdą, produktą apdorosime plaukų džiovintuvu. Dėl to mes gauname tokį žaislą suaugusiems.

Išvada. Man atrodo, kad tokia dovana paaugliui yra daug įdomesnė ir naudingesnė nei bet kokia naujai įsigyta parduotuvėje (juolab, kad niekuo nenustebinsi). Tai bent jau verčia smegenis dirbti, bet jei tai taip pat pažadina smalsumą sužinoti daugiau apie mokslą, tai bus tiesiog nuostabu.

Tipiškas gnomonas savo pradine forma

Gnomonu taip pat įprasta vadinti saulės laikrodžio dalį, kuri meta šešėlį ant ciferblato.

Gnomonics yra mokslas, tiriantis saulės laikrodžius. Šiandien gnomonika yra ne kas kita, kaip mokslinis pomėgis, nes buvo sukurti tikslesni ir lengviau naudojami instrumentai, skirti nustatyti tikrąjį dienovidinį ir laiką.

Teorinė informacija

Išvardinkime keletą faktų, pagrįstų astronomijos žiniomis, kurie padės suprasti gnomono veikimo principą.

Faktas Nr.1. Saulė visada juda iš rytų į vakarus, o tai reiškia, kad šešėlis nuo gnomono juda priešinga kryptimi, tai yra, iš vakarų į rytus.

Faktas Nr.2. Saulėtekio ir saulėlydžio metu, kai jis yra tiesiai virš horizonto, šešėlis nuo gnomono yra ilgiausias, o saulės vidurdienį – trumpiausias.

Faktas Nr.3. Trumpiausias gnomono šešėlis gaunamas, kai Saulė yra zenite, tai yra aukščiausiame savo trajektorijos taške danguje. Šiuo metu Saulė kerta tikrąjį dienovidinį, tai yra liniją, jungiančią iš šiaurės į pietus.

Faktas Nr.4. Greičiausias šešėlio ilgio pokytis stebimas saulėtekio ir saulėlydžio valandomis virš horizonto. Vidury dienos šešėlio ilgio kitimo greitis yra minimalus.

Faktas Nr.5. Dėl Žemės sukimosi ašies polinkio Žemės orbitos plokštumos atžvilgiu maždaug 23,5 laipsnių kampu, taip pat dėl Žemės sukimosi aplink Saulę, stebimas Saulės judėjimas dangumi vyksta žemiau. dangaus pusiaujas (šiauriniame pusrutulyje nuo rugsėjo iki kovo), tada virš jo (šiauriniame pusrutulyje nuo kovo iki rugsėjo). Ir tik pavasario ir rudens lygiadienio dienomis Saulės judėjimas sutampa su dangaus pusiaujo plokštuma. Be to, Saulės judėjimo trajektorija yra toliausiai nuo dangaus pusiaujo žiemos ir vasaros saulėgrįžos dienomis.

Beje, dangaus pusiaujas yra didelis dangaus sferos ratas, esantis statmenai Žemės sukimosi ašiai, kurio plokštuma sutampa su Žemės pusiaujo plokštuma.

Faktas Nr.6. Saulė dangumi juda maždaug 15 laipsnių per valandą kampiniu greičiu.

Faktas Nr.7. Vidutinis „žemės“ laikas ne visada sutampa su astronominiu laiku dėl daugelio priežasčių.

Faktas Nr.8. Iš Žemės matomos Saulės skersmuo yra maždaug trisdešimt lanko minučių. Dėl to objektų šešėliai tampa neryškūs.

Faktas Nr.9. Jei stovėsite taip, kad šiaurė būtų priešais jūsų veidą, tai pietūs bus už jūsų, rytai bus dešinėje, o vakarai – kairėje.

Suprasti procesus, kuriais grindžiamas gnomono ir saulės laikrodžio veikimas, būtina ne tik norint pasigaminti šiuos įrenginius patiems, bet ir norint juos teisingai naudoti. Kartą teko stebėti juokingą vaizdą: vyras, nusipirkęs saulės laikrodį, nesuprato, kodėl skiriasi laikas ant jo ir telefono laikrodžio. Vaizdo įraše parodytas šis pavyzdys:

Kaip naudoti gnomoną norint nustatyti tikrąjį dienovidinį

Šiuo atveju gnomonas yra stulpas, kolona ar kitas tiesus vertikalus objektas, esantis plokščioje horizontalioje srityje, atviroje Saulei. Manoma, kad padidinus gnomono ilgį, matavimų tikslumas padidės, nes tokiu atveju šešėlio ilgio pokyčiai tampa labiau pastebimi. Tačiau nepamirškite, kad didėjant ilgiui, sumažės metamo šešėlio skaidrumas, o tai gali neigiamai paveikti matavimų tikslumą. Be to, rezultatų tikslumui įtakos turi viršutinės gnomono dalies storis, todėl ji dažnai daroma smailia.

Giedrą saulėtą dieną trumpiausias šešėlis nuo gnomono rodo astronominio vidurdienio pradžią ir nukreipia į šiaurę (šiaurės pusrutulio vidurinėje ir aukštojoje platumose) ir į pietus (pietų pusrutulio vidurinėse ir aukštosiose platumose). Tropikuose ir ties pusiauju situacija gali keistis ištisus metus, kaip čia išsamiai aptarėme.

Taigi pagal trumpiausią šešėlį galima nustatyti ir tikrą vidurdienį, ir tikrojo dienovidinio kryptį. Be kita ko, žinant gnomono aukštį (B) ir šešėlio ilgį (L), nesunku apskaičiuoti ir Saulės kampinį aukštį (H) virš horizonto. Norėdami tai padaryti, naudokite formulę tgH=B/L.

Tačiau dėl nežymaus šešėlio ilgio pokyčio nuo gnomono pietų valandomis ne visada įmanoma tiksliai nustatyti trumpiausią šešėlį. Jei norite gauti tikslesnius rezultatus, galite naudoti kitą metodą. Norėdami tai padaryti, nustatykite pusiausvyrą tarp dviejų identiškų gnomono šešėlių, išmatuotų ryte ir vakare, kai šešėlio ilgio kitimo greitis yra reikšmingesnis. Būtent šiuo metodu grindžiamas vienas iš orientavimosi pagal Saulės šešėlį metodų.

Žinodami tikrąjį dienovidinį, galite lengvai naršyti vietovėje, nustatydami kryptį į šiaurę arba pietus, o tada visas kitas pagrindines kryptis.

Kaip naudoti gnomoną, norint nustatyti srities platumą

Be tikrojo dienovidinio nustatymo, naudodami gnomoną, galite apytiksliai apskaičiuoti ploto, kuriame atliekami matavimai, platumą. Toliau apžvelgsime kelis metodus, kylančius iš astronomijos žinių.

1 metodas. Rudens arba pavasario lygiadienio dieną tikrą vidurdienį Saulės kampinis aukštis nustatomas pagal anksčiau aptartą formulę. Gauta vertė atimama iš 90 laipsnių. Skaičiavimų rezultatas bus vietovės platuma.

2 metodas. Žiemos saulėgrįžos dieną tikrą vidurdienį nustatomas kampinis Saulės aukštis. Kadangi šiuo metu Saulė yra žemiau dangaus pusiaujo kampu, lygiu žemės ašies pasvirimo kampui, tai yra 23,5 laipsnio, tai šį kampą pridėję prie Saulės kampinio aukščio, gauto pagal formulę, gali gauti dangaus pusiaujo kampinį aukštį. Iš 90 laipsnių atėmus dangaus pusiaujo aukštį, gaunama ploto platumą atitinkanti reikšmė.

Saulės judėjimas dangumi vasarą didelėse platumose.

Šį metodą galima naudoti ir vasaros saulėgrįžos metu. Norėdami tai padaryti, iš Saulės kampinio aukščio turite atimti 23,5 laipsnio, kad gautumėte dangaus pusiaujo pasvirimo kampą, o žinant pasvirimo kampą, ploto platumą.

Saulės judėjimas didelėse platumose vasarą, kai ji nenusileidžia už horizonto.

3 būdas. Tikrą vidurdienį šešėlių ilgio matavimai atliekami kasdien. Dėl šių matavimų turite gauti ilgiausią arba trumpiausią šešėlį, kuris atitiks atitinkamai žiemos arba vasaros saulėgrįžą, ir tada tęsti pagal antrąjį metodą. Arba, nustatę ilgiausią ir trumpiausią šešėlį, raskite vidutinio ilgio reikšmę, pagal formulę apskaičiuokite Saulės kampinį aukštį, sutelkdami dėmesį į gautą vidutinę vertę, ir elkitės pagal pirmojo metodo algoritmą.

Gaunant rezultatus vienu iš aukščiau pateiktų metodų, reikia atsiminti, kad tariamą Saulės aukštį virš horizonto tam tikru mastu įtakoja šviesos lūžio efektas – lūžis, apie kurį čia kalbėjome. Dėl šio poveikio visi dangaus kūnai gali atrodyti aukštesni nei ten, kur jie iš tikrųjų yra. Ir kuo šis poveikis bus ryškesnis, tuo arčiau horizonto yra stebimas objektas.

Iš to išplaukia, kad prie ašigalių pavasario ir rudens lygiadienių dienomis, Saulei praskriejus žemai virš horizonto, žemesnės platumos matavimų rezultatai gali šiek tiek skirtis nuo realių.

Dabar pažiūrėkime, kaip nustatyti laiką ir datą naudojant gnomoną.

Gnomonas ir saulės laikrodis

Saulės laikrodis yra senovinis instrumentas, leidžiantis nustatyti laiką pagal Saulės šešėlį šviesiu paros metu.

Vienas pirmųjų saulės laikrodžių pasirodė Egipte. Jie buvo maždaug 30 cm ilgio akmeninis blokas. Šis kvartalas buvo išdėstytas rytų-vakarų kryptimi. Vienoje šio laikrodžio pusėje buvo „T“ formos kaladėlė, nuo kurios mažėdamas šešėlis nuo ryto iki pietų „šliaužė“ palei bloką, po to saulės laikrodis buvo pasuktas 180 laipsnių kampu, o šešėlis „šliaužė“ priešinga kryptimi. Laikas buvo nulemtas ant bloko padarytų įpjovų.

„Egipto“ saulės laikrodžio eskizas.

Pirmieji užrašai apie saulės laikrodžius randami egiptiečių rankraščiuose ir datuojami 1306–1290 m. Atrastas Egipto saulės laikrodis, pasak mokslininkų, buvo pagamintas gerokai anksčiau nei buvo rasti juos aprašantys rankraščiai – dar 1479-1425 metais prieš Kristų.

Vienas pirmųjų saulės laikrodžių.

Egipte buvo aptikti ir kiti senovinių saulės laikrodžių modeliai, kurie skiriasi nuo aprašytojo, tačiau jų amžius, mokslininkų liudijimais, yra jaunesnis, todėl nebūtina jų laikyti pačiais seniausiais saulės laikrodžiais.

Senovinio saulės laikrodžio rekonstrukcija Egipte, Kairo muziejaus ekspozicija.

Nepriklausomai nuo Egipto, saulės laikrodžiai atsirado ir kitose pasaulio vietose, pavyzdžiui, senovės Kinijoje ir Senovės Graikijoje, iš kur jų idėja persikėlė į Senovės Romą.

Rusijoje katedrų bokštai, metantys šešėlį, pradėti naudoti kaip saulės laikrodžiai. Bet visa tai jau buvo praktikuojama XI amžiuje po Kristaus.

Tačiau tokie laikrodžiai negalėjo parodyti tikslaus laiko, nes įpjovos buvo padarytos tolygiai padalijus svarstykles į fiksuotą skaičių dalių.

Ir tik po daugelio šimtmečių žmonija sugalvojo tikslesnį laiką rodantį saulės laikrodį. Jie buvo panašesni į šiuolaikinius analoginius laikrodžius, su vienintele išimtimi, kad jų svarstyklės buvo skirtos tik tam tikram laikotarpiui nuo ryto iki vakaro ir atrodė labiau suspaustos.

Tokių saulės laikrodžių galima rasti ir šiandien: tapo madinga jais puošti kvadratus. Kartais saulės laikrodžius galima rasti soduose ir vasarnamiuose, kur jie gali gerai atrodyti takų sankirtoje.

Saulės laikrodis kaip dekoratyvinis elementas.

Gnomonas yra neatsiejama saulės laikrodžio dalis. Būtent jis meta šešėlį ant ciferblato, sudarydamas „rodyklę“.

Reikia suprasti, kad saulės laikrodis gali rodyti ir astronominį, ir vidutinį „žemės“ laiką: viskas priklauso nuo žymenų juos konstruojant. Todėl kurdami naminį laikrodį turite iš anksto nuspręsti, kokiu laiku norime matyti tokį laikrodį.

Be laiko, saulės laikrodis taip pat gali rodyti datą ir mėnesį. Norėdami tai padaryti, jiems taikomi papildomi ženklai.

Svarbu suprasti, kad tokie laikrodžiai gali teisingai nurodyti datą ir mėnesį tik tuo atveju, jei jie yra „kalibruoti“ griežtai konkrečiai montavimo vietai.

Tačiau nereikia dėti didelių vilčių į savadarbį saulės laikrodį: dėl daugybės netikslumų, susijusių su laikrodžio dizainu, montavimo paviršiaus nelygumai, laikrodžio orientacija erdvėje, kampinis Saulės skersmuo. , laiko lygtis ir kiti veiksniai, negalima tikėtis ypač tikslių tokių laikrodžių rodmenų.

Pažvelkime į kelis pagrindinius saulės laikrodžių modelius, kuriuos galite susikonstruoti savo rankomis iš medžio, plastiko ar kartono.

Pusiaujo saulės laikrodis

Šis saulės laikrodis gavo savo pavadinimą dėl to, kad jo ciferblato plokštuma yra lygiagreti dangaus pusiaujo plokštumai.

Šių laikrodžių skalės pakreipimas reikalingas taip, kad net Saulė, stovėdama pilname zenite, mestų šešėlį.

Patartina tokį laikrodį padaryti plokščio apskritimo pavidalu, kurio centre įstrigo gnomonas, ir taip, kad viena jo dalis pakiltų vienoje ciferblato pusėje, o kita išsikištų kitas. Jei tai nebus padaryta, nuo rugsėjo iki kovo (šiaurės pusrutulio vidurinėse ir didelėse platumose) tokiu laikrodžiu naudotis negalėsite, nes Saulė nukris žemiau dangaus pusiaujo, o tai reiškia viršutinę laikrodžio nebeapšvies jo spinduliai.

Pusiaujo laikrodis nustatytas taip, kad gnomonas horizonto atžvilgiu būtų pakeltas kampu, atitinkančiu vietovės platumą, ir nukreiptas į geografinę šiaurę. Šiuo atveju ciferblato plokštuma bus lygiagreti dangaus pusiaujo plokštumai.

Dažnai yra rekomendacija nustatyti saulės laikrodį naudojant kompasą. Tačiau tai dažnai sukuria papildomą klaidą, nes geografinė šiaurė ne visada sutampa su magnetine šiaure, kurią rodo magnetinio kompaso adata, kuri buvo išsamiai aprašyta. Be to, dėl įvairių magnetinių nukrypimų šiuo atveju gali atsirasti papildoma klaida.

Nuo gnomono tvirtinimo prie ciferblato taško šiaurės kryptimi (šiaurės pusrutulio vidutinėse ir aukštosiose platumose) išilgai ciferblato nubrėžiama tiesi linija. Gnomono šešėlis kirs šią liniją tikrąjį (astronominį) vidurdienį.

Naudojant transporterį ar bet kurį kitą prieinamą metodą, ciferblatui spindulių pavidalu pritaikomi kiti skyriai, kurių centras yra toje vietoje, kur pritvirtintas gnomonas. Kampas tarp gretimų „spindulių“ turėtų atitikti 15 laipsnių – būtent toks kampinis atstumas, kaip prisimename, Saulė ir atitinkamai šešėlis nukeliauja per valandą.

Skaičius „12“ dedamas virš centrinio žymėjimo, atitinkančio vidurdienį. Vakaruose esantys spinduliai numeruojami atvirkštine tvarka, tai yra „11“, „10“, „9“ ir pan., o spinduliai, esantys į rytus, numeruojami didėjančia tvarka, tai yra „13“, „14“, „15“ ir pan. Rezultatas yra ciferblatas.

Panaši skalė pagaminta ir laikrodžio apačioje.

Tokį laikrodį galima greitai pagaminti iš transporterio, tačiau tokiu atveju vietoj valandų atitinkančių skaičių reikės naudoti kampinius ženklus. Taigi 90 laipsnių žyma atitiks 12 valandą po pietų, o kiekvieną valandą gnomono šešėlis pasislinks arba į vieną, arba į kitą pusę 15 laipsnių, iš ko galima spręsti, kiek laiko liko praėjo arba turėtų praeiti, kad „rodyklė“ būtų 90 laipsnių kampu, tai yra, rodė, kad vidurdienis. Tai nėra labai patogu, tačiau tokio saulės laikrodžio sukūrimas užtruks minimaliai.

Beje, pusiaujo srityje toks laikrodis stovės vertikaliai, kaip ratas. O ties stulpais – horizontaliai, kaip viršūnė jos sukimosi metu.

Vaizdo įraše parodyta, kaip tokie laikrodžiai gaminami rankomis:

Nepaisant dizaino paprastumo, tokie laikrodžiai turi trūkumą: juos sunku naudoti dienomis arti pavasario ir rudens lygiadienio, nes Saulės judėjimo dangumi plokštuma šiuo atveju yra lygiagreti ciferblato plokštumai. pusiaujo saulės laikrodis.

Kreipdamasis į daugybę interneto šaltinių, aptikau informaciją, kad nurodytomis dienomis pusiaujo saulės laikrodžiai negali veikti, taip pat niekada nesutikau informacijos, kaip tokiais atvejais nustatyti laiką. Todėl pasidalinsiu savo mintimis. Tiesą sakant, viskas paprasta: priešingoje Saulės krypčiai ciferblato pusėje reikia padaryti nedidelę kraštinę, išsikišančią virš paviršiaus. Šioje pusėje gnomono šešėlis bus matomas net lygiadienio dienomis.

Pusiaujo saulės laikrodžiai yra patogūs dėl savo universalumo, nes jie veiks bet kurioje Žemės vietoje giedrą saulėtą dieną. Tačiau jų pagalba bus sunku nustatyti datą ir mėnesį dėl per ilgo šešėlio ir ribotų ciferblato matmenų. Tačiau kalendoriaus funkciją nesunkiai valdo horizontalus saulės laikrodis, apie kurį kalbėsime vėliau.

Horizontalus saulės laikrodis

Horizontaliame saulės laikrodyje ciferblatas yra horizontaliai. Šiuo atveju gnomonas, pagal analogiją su pusiaujo laikrodžiu, yra šiaurės (šiaurės pusrutulio vidutinėse ir aukštosiose platumose) kryptimi kampu į horizontą, lygų vietovės platumai.

Senovinis varinis saulės laikrodis ant tvirtovės sienos Šv. Mykolo kalne, Kornvalyje, JK.

Tokie saulės laikrodžiai taip pat išdėstyti griežtai pagal geografines kardinalias kryptis.

12 valandą po pietų atitinkantis ciferblato ženklas padarytas pagal analogiją su ankstesne saulės laikrodžio versija. Kertant šio ženklo gnomono šešėlį, laikas fiksuojamas įprastame laikrodyje. Po to, lygiai po valandos, daroma kita pastaba. Ir taip toliau, kol Saulė išnyks žemiau horizonto. Visi ženklai tiesiomis linijomis sujungiami su gnomono vieta – gaunamas savotiškas spindulys.

Ryto valandas atitinkantys spinduliai nupiešti ant ciferblato kaip vakarinių veidrodinis vaizdas. Toliau kiekvienas spindulys sunumeruojamas pagal analogiją su ankstesne saulės laikrodžio versija.

Taip pat galite pažymėti šį ratuką, kad nustatytumėte datą. Norėdami tai padaryti:

Vasaros saulėgrįžos dieną, dieną, kas valandą, ant ciferblato dedamos žymės, atitinkančios gnomono šešėlio pabaigą.
Ženklus jungia lygi kreivė.
Prie gautos kreivės yra pasirašyta užrašų atlikimo data ir mėnuo.
Panašūs veiksmai kartojami lygiai po mėnesio ir taip iki žiemos saulėgrįžos dienos.
Priešingoje kreivių pusėje pavaizduotos datos ir mėnesiai, atitinkantys laikotarpį nuo gruodžio iki birželio. Taigi liepa atitiks gegužę, rugpjūtį – balandį, rugsėjį – kovą, spalį – vasarį ir lapkritį – sausį.

Norint apytiksliai nustatyti datą pagal tokį laikrodį, reikia pažiūrėti, kurioje kreivėje arba tarp kurių kreivių yra gnomono šešėlio galas, o tada interpoliacijos metodu nustatyti apytikslę datą ir mėnesį. Tam, žinoma, reikia žinoti bent kokiu periodu matuojamas, nes, pavyzdžiui, lapkričio 21 dieną šešėlis bus maždaug tokio pat ilgio kaip ir sausio 21 dieną.

Vertikalus saulės laikrodis

Vertikalus saulės laikrodis, kaip rodo pavadinimas, turi vertikalų ciferblatą. Toks ciferblatas dažnai tvirtinamas prie pastato stulpo ar sienos. Tačiau reikia pažymėti, kad patogumo dėlei toks ciferblatas turėtų būti išdėstytas griežtai į pietus (šiaurinio pusrutulio vidutinėse ir aukštosiose platumose) arba griežtai į šiaurę (pietų pusrutulio vidutinėse ir aukštosiose platumose).

Maskvos sritis, Sarovo Serafimo šventyklos fasadas, vertikalus saulės laikrodis iš Inkermano kalkakmenio. Lėkštės dydis 100x50 cm.

Gnomonas šiuo atveju, kaip ir ankstesniame, turi būti pasviręs kampu horizonto atžvilgiu, lygiu ploto, kuriame sumontuotas saulės laikrodis, platumai.

Ciferblato ir kalendoriaus žymėjimai šiame laikrodyje atliekami panašiai kaip horizontaliame saulės laikrodyje.

Pagrindinis vertikalių saulės laikrodžių trūkumas yra tai, kad jų negalima naudoti atogrąžų ir pusiaujo zonose, kai Saulės padėtis vidurdienį pasislenka iš šiaurės į pietus arba atvirkščiai. Tokiu atveju galite elgtis pagal analogiją su pusiaujo saulės laikrodžiu, kad jo ciferblatas būtų dvipusis. Tačiau su šiuo laikrodžiu negalėsite naudoti kalendoriaus, nes gnomono šešėlis per ilgas.

Tiesą sakant, ties pusiauju vertikalus saulės laikrodis yra ypatingas pusiaujo saulės laikrodžio atvejis, nes čia jo ciferblato plokštuma yra lygiagreti dangaus pusiaujui, o gnomonas yra statmenai šiai plokštumai.

Astronominio laiko konvertavimas į vietos laiką

Norint sužinoti „žemiškąjį“ laiką, žinant saulės laikrodžio nulemtą astronominį laiką, reikia atsižvelgti į du pagrindinius dalykus: vietovės, kurioje matuojamas laikas, ilgumą ir laiko lygtį. Apie tai, kodėl tai svarbu ir kaip tai įtakoja įprastų ir saulės laikrodžių laiko rodmenų skirtumus, kalbėjome čia.

Norėdami ištaisyti pirmąjį momentą, susijusį su ilguma, turite atsiminti, kad Žemė sukasi aplink savo ašį maždaug 15 laipsnių per valandą kampiniu greičiu. Taigi galima nustatyti skirtumą tarp astronominio laiko šioje srityje ir astronominio laiko pirminiame dienovidiniame, tai yra Grinviče.

Norėdami atsižvelgti į pataisą, susietą su laiko lygtimi, turite turėti laiko lygties lentelę arba grafiką. Patogu uždėti tiesiai ant saulės laikrodžio ten, kur jis netrukdys kitiems matavimams.

Šis grafikas rodo, kiek anksčiau ar vėliau nei 12 „žemiškų“ valandų tam tikrą dieną Saulė bus savo zenite, tai yra, parodo astronominio ir „žemiško“ laiko skirtumą tam tikrą dieną „vidutinėje“ ilgumose. pagal kurią nustatoma laiko juosta.

Pakoreguodami ilgumą ir laiko lygtį, galite gauti Grinvičo „žemiškąjį“ laiką. O žinant Grinvičo laiką ir savo laiko juostą, nesunku apskaičiuoti vietinį „žemišką“ laiką.

Žinoma, galite eiti ir kitu keliu, nesistengdami skaičiuoti Grinvičo laiko, bet tuomet turėsite sutelkti dėmesį į laiko juostas, kurios ne visada aiškiai atitinka astronominius rodmenis dėl politinio komponento, todėl paaiškinimas bus išsamesnis. paini.

Šiuo atžvilgiu pažvelkime į anksčiau minėtą algoritmą naudodami pavyzdį.

Matavimai atliekami zonoje, kurios ilguma yra 32 laipsniai 30 minučių rytų ilgumos. Data kalendoriuje – vasario 20 d. Saulės laikrodžio rodmenys – 16 valanda. Būtina nustatyti vidutinį „žemės“ laiką.

Sprendimas atrodo taip:

Skirtumas su Grinvičo laiku apskaičiuojamas: 32°30′ / 15 = 2 valandos 9 minutės. Kadangi ilguma yra rytinė, tai reiškia, kad laikrodis pirminiame dienovidiniame, palyginti su laikrodžiu nurodytoje srityje, atsiliks 2 valandomis 9 minutėmis.
Atliekama laiko lygties pataisa. Pagal vasario 20 d. laiko lygties lentelę randamas rodiklis - jis atitinka +13,9. Tai yra, astronominis laikas šią dieną nuo „žemiškojo“ atsilieka 13,9 minutės, o tai atitinka 13 minučių 54 sekundes. Tai reiškia, kad „žemiškasis“ laikas (bet ne pagal laiko juostos vidurkį) šiuo metu atitiks 16 valandų + 13 minučių 54 sekundės = 16 valandų 13 minučių 54 sekundes. Suapvalinti iki artimiausios minutės – pasirodo 16 valandų 14 minučių.
Žinant „žemišką“ (ne vidutinį) laiką tam tikroje vietovėje ir valandų skirtumą su pirminiu dienovidiniu, Grinvičo laikas nustatomas: 16 valandų 14 minučių – 2 valandos 9 minutės = 14 valandų 5 minutės.
Žinant vietovės, kurioje atliekami matavimai, laiko juostą (+2), nustatomas vidutinis „žemiškas“ laikas šioje srityje: 14 valandų 5 minutės + 2 valandos = 16 valandų 5 minutės.

Jei saulės laikrodžio neplanuojama perkelti į kitos ilgumos zoną, ilgumos pataisą galima užrašyti pačiame laikrodyje, kad nereikėtų kiekvieną kartą perskaičiuoti.

Taip pat svarbu perskaičiuojant astronominį laiką į „žemiškąjį“ laiką, nepamiršti, kad kai kuriuose regionuose laikrodžiai nustatyti pagal vasaros laiką. Jei to nepadarysite, klaida gali trukti 1 valandą.

Ar galima nusipirkti saulės laikrodį?

Šiandien parduodame galite pamatyti daugybę skirtingų saulės laikrodžių modelių. Deja, daugelis jų atlieka grynai dekoratyvinę funkciją ir tiksliam laiko matavimui netinka. Asmeniškai man pasisekė tik vieną kartą pamatyti tokį modelį, kurio pagalba iš tikrųjų galima nustatyti laiką.

Perkant „darbinį“ saulės laikrodį pirmiausia reikėtų atkreipti dėmesį į tai, kokio tipo jis yra. Pusiaujo tipo saulės laikrodžiai, kaip minėta anksčiau, yra universalūs, o tai reiškia, kad tikėtina, kad juos galima normaliai montuoti bet kurioje vietoje ir užtikrinti teisingą veikimą.

Tokiuose laikrodžiuose turėtų būti mechanizmas, leidžiantis reguliuoti ciferblato pakreipimą, ir, jei įmanoma, sukamoji skalė, leidžianti ją naudoti bet kurioje vietoje.

Yra ir firmų, gaminančių saulės laikrodžius pagal užsakymą, tačiau jų paslaugos, kiek žinau, yra labai brangios.

Remiantis tuo, man atrodo, kad saulės laikrodį lengviau pasidaryti pačiam iš kartono ar faneros. Tokiu atveju žmogus ne tik įgis tikrai veikiantį įrankį, bet ir geriau supras, kokiais principais vadovaujasi šie laikrodžiai. Ir šie principai yra pagrindinis visų Saulės, žvaigždžių ir Mėnulio orientavimosi metodų dalykas, toks būtinas keliautojams, kurie svarsto avarinių situacijų riziką ir tiria būdus, kaip jas įveikti.

Apibendrinant visa tai, kas išdėstyta pirmiau, galima atkreipti dėmesį į keletą dalykų.

Žmogui, atsidūrusiam laukinėje gamtoje, saulės laikrodis ir gnomonas ypač leis naršyti po teritoriją. Šiuo atžvilgiu nešiojamas saulės laikrodis yra universalesnis įrankis, kuris leidžia bet kuriuo paros momentu rasti apytikslę kardinalių krypčių vietą, jei žinomas vietovės laikas ir koordinatės, o Saulė nėra paslėpta debesų. Su stacionariu saulės laikrodžiu viskas dar paprasčiau: jie leidžia naršyti debesuotu oru ir net naktį, nes, kaip taisyklė, yra orientuoti griežtai į pagrindinius taškus.

Saulės laikrodžio funkcijos, tokios kaip laikas ir data, nėra tokios būtinos turizmo ir avarinio išgyvenimo situacijose. Bent jau aš niekada negirdėjau, kad kas nors būtų rimtai sužeistas, nežinodamas kalendorinės dienos ar vietos laiko. Tačiau, jei vis tiek reikia plaukti laiku pagal Saulę, kaip man, tai padaryti lengviau, jei žinote pagrindines kryptis ir kryptį į Saulę šiuo metu. Taip, rezultatas nebus labai tikslus, o žemose platumose šis metodas mažai padės, tačiau taip pat nereikės su savimi nešiotis didelių gabaritų saulės laikrodžio ar gaišti laiko jį statant ant žemės iš atliekų.

Jei vis dėlto skubiai reikia saulės laikrodžio, tuomet turėtumėte jį orientuoti ne pagal kompasą, o pagal Šiaurinę žvaigždę arba pagal pagrindines kryptis, nustatytas naudojant gnomoną.