Солнечные часы
Для музея физики ученики могут изготовить из картона простые модели солнечных часов.
Измерение времени всегда было связано с Солнцем, т.к. жизнь людей издревле подчинялась его видимому движению по небу. Люди делили время на сутки, выделяли день и ночь, утро и вечер, полдень (время наивысшего положения Солнца над горизонтом, «половина дня»). Но для многих практических целей было желательно определять время более точно.
В Древнем Египте время между восходом и заходом Солнца было поделено на 12 равных частей – часов. Было замечено, что тень от предметов в течение дня меняет свою длину: утром и вечером, когда Солнце низко над горизонтом, тень самая длинная, а в полдень самая короткая. Это навело на мысль определять время по длине тени. Так были придуманы первые солнечные часы – с вертикальным столбиком, который называется гномон, тень от которого служит своеобразной стрелкой. Если нарисовать деления, т.е. сделать циферблат, то получим самые простые горизонтальные солнечные часы.
(http://de.123rf.com/photo_2135933_sonnenuhr-werden-auf-nassem-sand-meer.html)
Гномон – простейший астрономический прибор. В полдень тень от гномона самая короткая и указывает строго на север. Линия, на которой лежит полуденная тень, называется полуденной линией. Она совпадает с истинным меридианом в данной точке местности. Гномон позволяет определять высоту Солнца над горизонтом, а также солнечный азимут.
Из рисунка виден способ определения полуденной линии. В некоторый момент, близкий к полудню, отмечают конец тени (т. А) и чертят окружность радиуса ОА. Ждут, когда конец тени коснётся окружности (т. В) Поделив угол АОВ пополам, получают полуденную линию ОС.
Но такие часы с вертикальным гномоном неудобны, потому что в разное время года тень в одно и то же время суток имеет разную длину и направление. Стали делать гномон наклонным – угол наклона к горизонту равен широте места установки часов, т.е. гномон направлен на Полярную звезду, а значит параллелен земной (и небесной) оси – и теперь стало можно определять время не по длине тени, а только по её постоянному для каждого времени дня направлению. Гномон часто изготавливают в виде прямоугольного треугольника, гипотенуза которого, собственно, и есть гномон, наклонённый под нужным углом к горизонту.
(http://www.garden-sundial.com/)
Можно, наоборот, плоскость солнечных часов (циферблат) наклонить к горизонту так, чтобы гномон был перпендикулярен циферблату и смотрел на Полярную звезду. Такие солнечные часы называются экваториальными. У них плоскость циферблата параллельна экватору, а шкала часов равномерна в отличие от шкалы горизонтальных часов (тень за каждый час проходит 15°). По таким часам время можно определять только с 21 марта по 23 сентября, в другое время года Солнце находится слишком низко над горизонтом.
(http://www.wsanford.com/~wsanford/exo/sundials/stpete/)
Существуют и другие виды солнечных часов. Например, вертикальные, устанавливаемые на стенах.
Солнечные часы показывают местное истинное солнечное время, а мы пользуемся средним поясным временем. Например, истинный полдень в данной местности и официальный (гражданский) полдень не совпадают.* Кроме того, солнечные часы не показывают время ночью и в пасмурную погоду. Поэтому сегодня солнечные часы не используются по своему прямому назначению. Но они остаются оригинальным скульптурным украшением в наших городах, парках, садах.
Самые большие горизонтальные солнечные часы в СНГ. Город Макеевка, Донецкая область, Украина.
(http://debosh.net/blog/news_dn/2683.html)
Ссылки:
История солнечных часов в рассказах и картинках
Как сделать солнечные часы
Солнечные часы
Большая подборка ссылок по теме
_________________________
* Можно сделать шкалу часов с поправкой на разницу между истинным солнечным временем и гражданским временем, тем более существуют компьютерные программы, позволяющие это сделать, - и солнечные часы не будут уступать обычным часам в показаниях, тем более переход на зимнее время (дополнительная разница в час) в России отменён.
Солнечные часы с вертикальной иглой (деталь 1)
Гномоном служит игла длиной примерно 5 см, которая втыкается на линии NS в определённое для каждой даты место. По данному принципу устроены большие часы в парках, где гномоном является сам человек, встающий на определённое место для каждого дня, и смотрящий на свою тень. В данной бумажной модели удобно приклеить снизу плоский кусок поролона или пенопласта размерами 1х8х16 см. Часы могут служить компасом, если известно время.
(http://www.fenechkivsad.ru/vidy-sadovyx-ukrashenij/solnechnye-chasy/)
Двойные солнечные часы (детали 2, 3 и 4)
Сочетают в себе горизонтальные и вертикальные часы. Вертикальные показывают время с 6:00 до 18:00, горизонтальные – с 4:00 до 20:00.
Летние (экваториальные) солнечные часы (детали 5, 6, 7 и 8)
Циферблат этих часов параллелен экватору, гномон смотрит на Полярную звезду, угол наклона циферблата равен 90° – φ, где φ – географическая широта. Часы можно использовать только с 21 марта по 23 сентября. В другое время Солнце находится под плоскостью небесного экватора (циферблата часов).
Солнечные часы-стол (детали 9, 10, 11 и 12)
Около каждого часа написано название города, в котором в это время полдень. Диапазон измерения времени от 7 до 17 часов, для остальных случаев тень слишком длинная и выходит за рамки шкалы.
(http://www.mz-web.de/servlet/ContentServer?pagename=ksta/page&atype=ksArtikel&aid=1315819396687)
Солнечные часы-куб (детали13, 14, 15, 16, 17 и 18)
Четверо часов в одних часах. Одновременно можно видеть показания трёх часов; они, конечно, должны совпадать.
Оставьте комментарий