Солнечные часы — несложный прибор для отсчета времени.
С древних времен ночи и смена дня — дни — являлась мерилом довольно маленьких промежутков времени. Положение Солнца на небе начало использоваться в качестве той часовой стрелки, по которой люди определяли время в дневную часть дней (см. Измерение времени).
Первые солнечные часы, сведения о которых дошли до нас, были изобретены в Вавилоне в VI в. до н. э. Пара позднее такие часы стали применяться в Греции, а после этого и в Риме. Принцип действия солнечных часов основан на перемещении тени, отбрасываемой солнечным указателем при видимом дневном перемещении Солнца по небу.
Главные части солнечных часов — указатель, отбрасывающий играющий и тень роль стрелки, и циферблат с нанесенными на него делениями, обозначающими часы дней. Перемещение стрелки-тени, отражающее дневное вращение Почвы, разрешает определять время.
Плоскость циферблата возможно установлена горизонтально, вертикально (на стене строения) либо наклонно (к примеру, в плоскости, параллельной плоскости земного экватора). В зависимости от этого изменяется и оцифровка циферблата. По-различному может устанавливаться и указатель, отбрасывающий тень.
Самый несложны экваториальные солнечные часы, у которых указатель расположен параллельно оси вращения Почвы и направлен на полюс мира, а плоскость циферблата перпендикулярна этому направлению. Благодаря такому размещению финиш тени указателя постоянно описывает на циферблате верную окружность, перемещаясь наряду с этим с постоянной угловой скоростью. Исходя из этого, в отличие от других типов солнечных часов, цифры на циферблате находятся равномерно, как на простых часах, которыми пользуются в быту. Отличие только в том, что окружность поделена не на 12, а на 24 ч.
Но экваториальные солнечные часы владеют значительным недочётом. В течение той части года, в то время, когда Солнце находится выше плоскости экватора (с марта по сентябрь), тень от указателя падает на верхнюю плоскость циферблата. Но в осеннюю пору и зимний период отсчет времени на таких часах приходится вести на нижней поверхности циферблата, что не совсем комфортно.
Этого недочёта лишены горизонтальные солнечные часы. Их циферблат расположен параллельно плоскости горизонта, роль указателя играется дощечка в форме прямоугольного треугольника, один из острых углов которого равен широте места. Треугольник закрепляется перпендикулярно циферблату так, дабы его гипотенуза была направлена на полюс мира. Стрелкой горизонтальных солнечных часов помогает край тени, отбрасываемой треугольником на циферблат. В Северном полушарии в 12 часов дня эта «стрелка» направлена на север.
направляться не забывать, что солнечные часы показывают местное подлинное солнечное время. Чтобы по ним выяснить поясное время, которое употребляется в быту, необходимо к показаниям солнечных часов прибавить уравнение времени (см. Измерение времени) и поправку, переводящую местное время в поясное.
Ваши солнечные часы
Солнечные часы складываются из двух главных подробностей: циферблата с нанесенными на него делениями, соответствующими долям и часам часа, и указателя, отбрасывающего на него тень, которая, перемещаясь по циферблату благодаря видимого дневного перемещения Солнца по небу, показывает время. Лишь в экваториальных часах (см. Солнечные часы) тень указателя движется по циферблату равномерно, так что угол между любыми соседними часовыми делениями однообразен и образовывает 360°:24=15°. Оцифровка горизонтальных и особенно вертикальных солнечных часов более сложна и зависит как от географической широты места, так и от азимута вертикальной плоскости, в которой предполагается разместить часы.
Комфортно пользоваться горизонтальными солнечными часами. Их возможно изготовить как стационарными, размером 1—2 м и более, так и переносными с диаметром циферблата 30—50 см.
Циферблат размечайте следующим образом. Начертите окружность и совершите диаметр, что при установке часов будет размешаться по линии юг — север. Северный финиш диаметра обозначьте числом 12 и по обе стороны от него отложите углы u, вычисленные по формуле: tgи = tgt • sin ? ; тут ? — географическая широта места, где будут установлены часы, a t— промежутки времени, отсчитываемые от полудня и высказываемые в градусной мере (1 ч = 15°; 1 мин =15?). Для удобства составьте таблицу зависимости и от t (приведенная таблица вычислена для широты Москвы ? = 55°45?).
Вычисленные углы и откладывайте от «12 ч» в обе стороны и обозначьте их: по часовой стрелке числами 13, 14, 15 и т. д., а против часовой стрелки числами 11, 10, 9 и т. д. Так же вычисляются углы u, соответствующие долям часа.
Указатель в виде стержня укрепите в центре циферблата под углом ? (равным широте места) к его плоскости над диаметром юг—север в сторону севера (так он будет направлен к северному полюсу мира, благодаря чему показания часов не зависят от склонения Солнца). Лучше, если вы сделаете указатель в виде треугольника с одним из углов, равным ?, и установите его на диаметре юг—север, так, дабы одна из сторон треугольника была направлена из центра циферблата в сторону полюса мира.
Запомните, что часы, верно ориентированные относительно сторон горизонта, показывают местное подлинное солнечное время. Чтобы перейти к применяемому в отечественном быту счету времени, необходимо к показаниям солнечных часов прибавить поправку ?t = ? + ?t1, + n — ?, где ? — уравнение времени (см. Измерение времени); ?t1, — отличие между временем в вашем городе и столичным (целые часы); n — отличие между столичным и глобальным временем, равная 4 ч в апреле — сентябре (летнее время) и 3 ч в октябре — марте (декретное время, используемое зимний период). ? — географическая долгота вашего города, выраженная в единицах времени (1°=4 мин).