Наскільки точний сонячний годинник?
Іноді ми можемо зустріти перехожих, які порівнюють час на сонячному годиннику зі своїм годинником, і в більшості випадків ви можете побачити відмінності між показаннями обох таймерів. Сьогодні ми налаштовуємо наші годинники відповідно до дуже точних атомних годинників, тож чи сонячні годинники працюють не так, як повинні? Навпаки, є дві поправки, щоб зробити це можливим. Перше пов’язане з довготою місця, де знаходиться наш годинник, а друге – з т.зв. рівняння часу, яке усуває змінну швидкість, з якою Земля обертається навколо Сонця. Але один за одним. Сонячний годинник показує місцевий час, тобто реальний час, який визначається видимими рухами Сонця. За 12 годин, тобто полудень, ми припускаємо момент, коли Сонце височіє над даним місцем, тобто воно досягає найвищої точки свого денного шляху зі сходу на захід. Це означає, що в місцях на північ і південь від цього місця однакова сонячна година. Наприклад (дивлячись від узбережжя до гір) у Гданську, Грудзёндз, Торуні, Велюні, Рибніку та Цешині сонячний полудень припадає більш-менш одночасно. Однак відмінності в часі будуть помітні в містах, розташованих на схід і захід одне від одного. У випадку нашої країни ця різниця може сягати навіть приблизно 50 хвилин (наприклад, у Хелмі сонце досягає свого піку на 48 хвилин раніше, ніж у Згожельці). Щоб подолати ці відмінності, було введено поясний час. Майже вся Європа діє за центральноєвропейським часом, який визначається на основі 15° меридіана, що проходить на нашому західному кордоні.Іншими словами, 12 годин у Польщі, Німеччині, Франції та багатьох інших європейських країнах - це час, коли Сонце знаходиться точно над меридіаном цієї довготи.
Корекція довготи для нашого сонячного годинника обчислить різницю в градусах між довготою, де стоїть годинник, і зональним меридіаном (15°) і помножить результат на 4, оскільки 1 градус дорівнює 4 хвилинам. Розрахуємо поправку на Краків, місто лежить на довжині 20°
20° - 15°=5°, результат множимо на 4, і отримані 20 хвилин віднімають від показань сонячного годинника (ці різниці ми віднімаємо, а не додаємо, тому що більшість польських міст лежить на схід від 15-го меридіана).
І ще один приклад, цього разу для Варшави, яка лежить на 21 °:
21 ° - 15 °=6 °, результат множиться на 4. Поправка становить 24 хвилини , яку віднімаємо від показань сонячного годинника.
Таким чином ми за крок від встановлення офіційного часу.Тепер достатньо врахувати поправку, що випливає з рівняння часу. Поправку для кожного дня року ми можемо прочитати з таблиці (фото 2).
Наприклад, якщо 11 травня сонячний годинник показує 9.46 (з урахуванням поправки на довготу), то після додавання 3 хвилин і приблизно 38 секунд ми отримаємо округлення до 9.50. У період з березня по жовтень діє літній час, тому до отриманого результату варто додати ще годину. Отже, у нашому прикладі це буде 10:50 ранку за літнім часом. Чотири рази на рік поправка рівняння часу дорівнює 0, тому сонячні годинники показують той самий час, що й механічні. Це відбувається 15 квітня, 14 червня, 2 вересня та 25 грудня.
Знаходження місцевого меридіана
Щоб правильно встановити сонячний годинник у саду , необхідно встановити місцевий меридіан (фото 3). Це дозволяє визначити, в якій площині сонце височіє над садом і місцем майбутніх вимірювань часу. Примітка: не використовуйте для цього компас, оскільки магнітна північ досить суттєво відрізняється від географічної.
1.Виберіть рівне, сонячне місце. Нехай воно буде порожнім і без нерівностей. Це має бути місце, де ми плануємо поставити годинник
2.Встромляємо в землю вертикальний стрижень або пряму палицю. Проводимо дуже акуратно. Це буде мірний гномон, той самий, яким користувалися стародавні. Оптимальна довжина 1-1,5 м (занадто коротка дасть недостовірні показання, а надто довга призведе до того, що кінець тіні розпливеться на землі).
3.За 2-3 години до сонячного полудня робимо коло навколо гнома радіусом, рівним довжині його тіні (у літній час сонячний полудень відбувається близько 13:00) .
4.Позначте точне місце, де кінець тіні гномона торкається кола.
5.Ми дочекайтеся кінця тінь гномона знову торкається кола. Це станеться через 2-3 години дня. Ми позначаємо це місце. дуга не має значення, але ми пропонуємо, щоб вона була в 1,5-2 рази більшою за відстань між точками).Точно відзначаємо місця їх перетину - їх має бути по дві з кожного боку гномона
7.Точки перетину дуг з'єднуємо прямою лінією. - він повинен проходити через те місце, де ми встановили його гномон. Вітаємо, це наш місцевий меридіан!
Щоб підвищити точність такого вимірювання, можна зробити кілька кіл навколо гномона різного радіуса і на кожному послідовно позначити тінню місця дотику. Наступну процедуру слід повторити для кожного з кіл, і накреслена лінія меридіана повинна бути однаковою для всіх. Незалежно від конструкції сонячного годинника, ми можемо зафіксувати меридіан і встановити гномон, який завжди показуватиме момент справжнього полудня. Це унікальний атракціон, якого більше ні в кого немає вдома.Тіні дуже короткі влітку і довгі взимку. Тому найточніші вимірювання проводяться навколо рівнодення. Це відбувається двічі на рік 20/21 березня та 22/23 вересня.
Малювання горизонтального годинника
Циферблат можна намалювати за допомогою будь-якої з безкоштовних комп’ютерних програм, доступних в Інтернеті (наприклад, Shadows Pro), або за допомогою інструменти малювання. Ось покрокова інструкція (Малюнок 4).
1.Накресліть дві перпендикулярні прямі AB і CO, що перетинаються в точці O. Створені таким чином відрізки будуть використані пізніше для позначення годин: CO буде 12 o годинникова лінія, AO - 6 ранку, а OB - 18. Вони також позначатимуть географічні напрямки світу.
2.З точки O проводимо лінію ВІД таким чином, щоб кут COD мав значення, рівне широті місця, для якого призначений годинник. У нашому прикладі це 50°, що відповідає південним районам Кракова. CO в точці F.
4.З точки F проведемо пряму GH, паралельну AB.
5.Від точки F вимірюваємо штангенциркулем довжину відрізка FE, а потім відзначаємо на CO точку C так, щоб FC дорівнювало FE.
6.Від точки O відміряємо штангенциркулем довжину відрізка OC, а потім на прямій AB відзначимо точки A і B так, щоб OA і OB дорівнювали OC
7.З точок A, B і C побудуйте дуги будь-якого рівного радіуса
8.Розбиваємо дуги на кути по 15 °.
10.З отриманих точок J і L проведемо прямі JK і LM, паралельні CO і перетинають пряму AB
11 . З точок A і B продовжимо плечі кутів, що розділяють їхні дуги так, щоб вони перетинали прямі JK і LM.
12.З точки O проводимо лінії, що сполучають O з місцями перетину плечей кутів прямих GH, JK і LM.
Годинні лінії горизонтального сонячного годинника готові. Ось як позначати години на нанесеному годиннику (фото 5, порядок їх нанесення повинен бути за годинниковою стрілкою)У прикладі вище ви можете побачити дугу, проведену навколо точки O, де закінчуються годинні лінії .Це не обов'язково, але завдяки цьому ми уникаємо згущення, яке виникає, коли в одному місці зосереджено так багато ліній. Це суто естетичне питання. Готовий сонячний годинник встановлюємо так, щоб лінія CO збігалася з лінією місцевого меридіана, яку ми відзначили раніше на місці установки годинника. Точка C і кінець гномона мають бути спрямовані на північ, точка A - на захід, а точка B - на схід. Точка O важлива ще з однієї причини: це так званий центр сонячного годинника, в якому має бути розташована нижня вершина гномона
Dariusz OczkiEditor веб-сайт Gnomonika.pl
