Насколько точны солнечные часы?
Иногда мы можем встретить прохожих, сравнивающих время на солнечных часах с их собственными часами, и в большинстве случаев вы можете увидеть разницу между показаниями обоих таймеров. Сегодня мы настраиваем наши часы в соответствии с очень точными атомными часами, так что же, солнечные часы работают не так, как должны? Напротив, для этого есть две поправки. Первый связан с долготой места, где расположены наши часы, а второй является результатом так называемого уравнение времени, исключающее переменную скорость, с которой Земля вращается вокруг Солнца.
Перво-наперво. Солнечные часы показывают местное время, реальное время определяется видимым движением солнца. Как 12 часов, то есть полдень, мы предполагаем момент, когда Солнце возвышается над данным местом, то есть достигает высшей точки своего дневного пути с востока на запад. Это означает, что в местах к северу и югу от этого места точно такой же солнечный час. Например (если смотреть с побережья на горы) в Гданьске, Грудзёндзе, Торуни, Велюни, Рыбнике и Цешине солнечный полдень наступает более или менее одновременно. Разница во времени будет заметна в городах, расположенных на востоке и западе. В случае нашей страны эта разница может достигать примерно 50 минут (например, в Хелме Слонце достигает своего пика на 48 минут раньше, чем в Згожелеце). Чтобы преодолеть эти различия,введено поясное время. Почти вся Европа находится в центральноевропейском времени, которое определяется на основе меридиана 15 ° на нашей западной границе. Другими словами, 12 часов в Польше, Германии, Франции и многих других европейских странах приходится на то, что Солнце находится точно над меридианом этой долготы.
Поправка на долготу для наших солнечных часов вычислит разницу в градусах между долготой, на которой стоят часы, и зональным меридианом (15 °), и умножит результат на 4, так как 1 градус равен 4 минутам. Рассчитаем поправку на Краков, город лежит на длине 20 °.
20 ° - 15 ° = 5 °, результат умножается на 4, и полученные 20 минут вычитаются из показаний солнечных часов (эти разницы вычитаются, а не складываются, поскольку большинство польских городов расположены к востоку от 15-го меридиана).
И еще один пример, на этот раз для Варшавы, которая находится на длине 21 °:
21 ° - 15 ° = 6 °, результат умножается на 4. Поправка составляет 24 минуты, которые мы вычитаем из показаний солнечных часов.
Таким образом, мы в одном шаге от установления официального времени. Теперь достаточно учесть поправку, полученную из уравнения времени. Корректировку для каждого дня года мы можем прочитать в таблице (фото 2).
Например, если 11 мая солнечные часы показывают 9,46 (с учетом поправки на долготу), то после добавления 3 минут и примерно 38 секунд мы округляемся до 9,50. В период с марта по октябрь действует летнее время, поэтому к полученному результату следует прибавить еще один час. В нашем примере это будет 10.50 утра по летнему времени. Четыре раза в год поправка уравнения времени равна 0, поэтому солнечные часы показывают то же время, что и механические часы. Это происходит 15 апреля, 14 июня, 2 сентября и 25 декабря.
Определение местного меридиана
Чтобы правильно выставить солнечные часы в саду, необходимо определить местный меридиан (фото 3). Это дает возможность определить, в какой плоскости Солнце возвышается над садом, и место будущих измерений времени. Примечание: не используйте для этого компас, потому что магнитный север довольно значительно отличается от географического севера.
1. Выберите солнечное ровное место. Пусть он будет пустым и свободным от неравенств. Это должно быть то место, куда мы планируем поставить часы.
2. Вбейте вертикальную или прямую палку в землю. Мы очень тщательно его погружаем. Это будет измерительный гномон, тот самый, который использовали древние. Оптимальная длина - 1–1,5 м (слишком короткая приведет к недостоверным показаниям, а слишком длинная приведет к размытию конца тени на земле).
3.За 2-3 часа до солнечного полудня мы делаем круг вокруг гномона с радиусом, равным длине его тени (в летний период солнечный полдень наступает около 13:00).
4. Отметьте точное место, где конец тени гномона касается круга.
5. Ждем, пока конец тени гномона снова коснется круга. Произойдет это через 2-3 часа после обеда. Мы отмечаем это место.
6. Из двух точек, отмеченных на окружности, рисуем дуги с одинаковым радиусом, большим, чем расстояние между точками (размер этой дуги не имеет значения, но мы предлагаем, чтобы он был в 1,5-2 раза больше, чем расстояние между точками). Отмечаем точно, где они пересекаются - их должно быть два, по одному с каждой стороны гномона.
7.Соединяем места пересечения арок прямой линией - она должна проходить через то место, где мы разместили гномон. Поздравляю, это наш местный меридиан!
Чтобы повысить точность такого измерения, вы можете сделать несколько кругов вокруг гномона с разным радиусом и отметить на каждом из них места касания тени. Следующую процедуру следует повторить для каждого из кругов, и проведенная линия меридиана должна быть одинаковой для всех из них. Независимо от конструкции солнечных часов, мы можем рассмотреть возможность фиксации меридиана и создания гномона, который всегда будет показывать момент истинного полудня. Это уникальный аттракцион, которого нет ни у кого дома.
Тени очень короткие летом и длинные зимой. Поэтому наиболее точные измерения проводятся в период равноденствия. Это происходит дважды в год 20/21 марта и 22/23 сентября.
Рисование горизонтальных часов Циферблат
можно нарисовать с помощью любой из бесплатных компьютерных программ, доступных в Интернете (например, Shadows Pro), или с помощью инструментов рисования. Вот пошаговая инструкция (рисунок 4).
1. Нарисуйте две перпендикулярные линии AB и CO, пересекающиеся в точке O. Сегменты, созданные таким образом, будут использоваться позже для обозначения часов: CO будет линией 12 часов, AO - 6 утра и OB - 18. Они также будут отмечать географические направления. мир.
2. Из точки O проведем линию OD так, чтобы угол COD имел значение, равное широте места, для которого предназначены часы. В нашем примере это 50 °, что соответствует южным районам Кракова.
3. Из любой точки E на OD проведем прямую EF, перпендикулярную OD и пересекающую CO в точке F.
4. Из точки F проведем прямую GH, параллельную AB.
5.От точки F мы измеряем длину сегмента FE штангенциркулем, а затем отмечаем точку C на CO так, чтобы FC равнялось FE.
6. Из точки O измерьте длину отрезка OC штангенциркулем, а затем отметьте точки A и B на линии AB так, чтобы OA и OB равнялись OC.
7. Из точек A, B и C проведем дуги любого равного радиуса.
8. Делим дуги на углы по 15 °.
9. Из точки C вытяните плечи уголков так, чтобы они пересекали линию GH.
10. Из созданных таким образом точек J и L проведем прямые JK и LM, параллельные CO и пересекающие линию AB.
11. Из точек A и B вытяните плечи углов, разделяющих их дуги, так, чтобы они пересекали прямые JK и LM.
12.Из точки O проведем линии, соединяющие точку O с местами пересечения плеч углов с линиями GH, JK и LM.
Часовые линии горизонтальных солнечных часов готовы. Вот так стоит отметить часы на нарисованных часах (фото 5, порядок их нанесения по часовой стрелке).
В приведенном выше примере вы можете увидеть дугу, нарисованную вокруг точки O, где заканчиваются часовые линии. В этом нет необходимости, но благодаря этому мы избегаем плотности, которая возникает, когда так много линий сосредоточено в одном месте. Это чисто эстетический вопрос. Готовые солнечные часы устанавливаем так, чтобы линия CO совпадала с местной линией меридиана, которую мы отметили ранее в месте установки часов. Точка C и конец гномона должны быть обращены на север, точка A на запад, а точка B на восток. С другой стороны, точка O важна по другой причине: это так называемый центр солнечных часов, где должна располагаться нижняя вершина гномона.
Дариуш Очки
Редактор сайта Gnomonika.pl
