Πόσο ακριβές είναι το ηλιακό ρολόι; διαφορές μεταξύ των ενδείξεων και των δύο χρονόμετρων. Σήμερα ρυθμίζουμε τα ρολόγια μας σύμφωνα με πολύ ακριβή ατομικά ρολόγια, άρα τα ηλιακά ρολόγια δεν λειτουργούν όπως θα έπρεπε; Αντίθετα, υπάρχουν δύο διορθώσεις για να γίνει αυτό δυνατό. Το πρώτο σχετίζεται με το γεωγραφικό μήκος του σημείου που βρίσκεται το ρολόι μας και το δεύτερο προκύπτει από το λεγόμενο η εξίσωση του χρόνου που εξαλείφει τη μεταβλητή ταχύτητα με την οποία η Γη περιφέρεται γύρω από τον ήλιο. Αλλά ένα προς ένα. Το ηλιακό ρολόι δείχνει την τοπική ώρα, που είναι ο πραγματικός χρόνος που καθορίζεται από τις φαινομενικές κινήσεις του ήλιου. Ως 12 η ώρα, δηλαδή μεσημέρι, υποθέτουμε τη στιγμή που ο Ήλιος υψώνεται πάνω από ένα δεδομένο μέρος, δηλαδή φτάνει στο υψηλότερο σημείο της καθημερινής του διαδρομής από ανατολή προς δύση. Αυτό σημαίνει ότι στις θέσεις βόρεια και νότια αυτού του τόπου ακριβώς την ίδια ηλιακή ώρα. Για παράδειγμα (κοιτάζοντας από την ακτή προς τα βουνά) στο Γκντανσκ, στο Grudziądz, στο Toruń, στο Wieluń, στο Rybnik και στο Cieszyn, το ηλιακό μεσημέρι πέφτει λίγο πολύ την ίδια στιγμή. Ωστόσο, οι χρονικές διαφορές θα είναι αισθητές σε πόλεις που βρίσκονται ανατολικά και δυτικά η μία από την άλλη. Στην περίπτωση της χώρας μας, αυτή η διαφορά μπορεί να φτάσει ακόμη και τα 50 λεπτά περίπου (π.χ. στο Chełm ο ήλιος φτάνει στο αποκορύφωμά του 48 λεπτά νωρίτερα από ό,τι στο Zgorzelec). Για να ξεπεραστούν αυτές οι διαφορές, εισήχθη η ώρα ζώνης. Σχεδόν όλη η Ευρώπη βρίσκεται στην Ώρα Κεντρικής Ευρώπης, η οποία καθορίζεται με βάση τον μεσημβρινό των 15° που τρέχει στα δυτικά μας σύνορα.Με άλλα λόγια, η 12η ώρα στην Πολωνία, τη Γερμανία, τη Γαλλία και πολλές άλλες ευρωπαϊκές χώρες είναι όταν ο Ήλιος είναι ακριβώς πάνω από τον μεσημβρινό αυτού του γεωγραφικού μήκους.
Η διόρθωση γεωγραφικού μήκους για το ηλιακό μας ρολόι θα υπολογίσει τη διαφορά σε μοίρες μεταξύ του γεωγραφικού μήκους όπου βρίσκεται το ρολόι και του ζωνικού μεσημβρινού (15 °) και πολλαπλασιάζοντας το αποτέλεσμα επί 4, καθώς 1 μοίρα ισούται με 4 λεπτά. Ας υπολογίσουμε τη διόρθωση για την Κρακοβία, η πόλη βρίσκεται σε μήκος 20 °.
20 ° - 15 °=5 °, το αποτέλεσμα πολλαπλασιάζεται επί 4 και τα 20 λεπτά που προκύπτουν αφαιρούνται από την ανάγνωση από το ηλιακό ρολόι (αυτές τις διαφορές αφαιρούμε, δεν προσθέτουμε, επειδή οι περισσότερες πολωνικές πόλεις βρίσκονται ανατολικά του 15ου μεσημβρινού).
Και ένα ακόμη παράδειγμα, αυτή τη φορά για τη Βαρσοβία, η οποία βρίσκεται σε μήκος 21 °:
21 ° - 15 °=6 °, το αποτέλεσμα πολλαπλασιάζεται επί 4. Η διόρθωση είναι 24 λεπτά , το οποίο αφαιρούμε από το ηλιακό ρολόι ανάγνωσης.
Με αυτόν τον τρόπο είμαστε ένα βήμα μακριά από τον καθορισμό της επίσημης ώρας.Τώρα αρκεί να ληφθεί υπόψη η διόρθωση που προκύπτει από την εξίσωση του χρόνου. Μπορούμε να διαβάσουμε τη διόρθωση για κάθε μέρα του χρόνου από τον πίνακα (φωτογραφία 2).
Για παράδειγμα, αν στις 11 Μαΐου το ηλιακό ρολόι δείχνει 9,46 (αφού ληφθεί υπόψη η διόρθωση γεωγραφικού μήκους), τότε αφού προσθέσουμε 3 λεπτά και περίπου 38 δευτερόλεπτα στρογγυλοποιούμαστε στο 9,50. Την περίοδο από τον Μάρτιο έως τον Οκτώβριο ισχύει η θερινή ώρα, επομένως θα πρέπει να προσθέσετε μία ακόμη ώρα στο ληφθέν αποτέλεσμα. Έτσι στο παράδειγμά μας θα είναι 10.50 π.μ. DST. Τέσσερις φορές το χρόνο, η διόρθωση της εξίσωσης χρόνου είναι 0, επομένως τα ηλιακά ρολόγια δείχνουν την ίδια ώρα με τα μηχανικά ρολόγια. Αυτό πραγματοποιείται στις 15 Απριλίου, 14 Ιουνίου, 2 Σεπτεμβρίου και 25 Δεκεμβρίου.
Εύρεση του τοπικού μεσημβρινού
Για να ρυθμίσετε σωστά το ηλιακό ρολόι στον κήπο , είναι απαραίτητο να ορίσετε έναν τοπικό μεσημβρινό (φωτογραφία 3). Αυτό καθιστά δυνατό τον προσδιορισμό σε ποιο επίπεδο ο ήλιος υψώνεται πάνω από τον κήπο και τη θέση των μελλοντικών μετρήσεων χρόνου. Σημείωση: μην χρησιμοποιείτε πυξίδα για αυτό, γιατί ο μαγνητικός βορράς διαφέρει αρκετά σημαντικά από τον γεωγραφικό βορρά.
1.Επιλέξτε ένα επίπεδο, ηλιόλουστο μέρος. Ας είναι άδειο και απαλλαγμένο από ανισότητες. Θα πρέπει να είναι το μέρος όπου σκοπεύουμε να βάλουμε το ρολόι
2.Κολλήστε μια κάθετη ράβδο ή ένα ίσιο ραβδί στο έδαφος. Το υδραυλίζουμε πολύ προσεκτικά. Θα είναι ένας μετρητικός γνώμονας, ο ίδιος που χρησιμοποιούσαν οι αρχαίοι. Το βέλτιστο μήκος είναι 1-1,5 m (το πολύ μικρό θα δώσει αναξιόπιστες μετρήσεις και το πολύ μεγάλο θα κάνει το τέλος της σκιάς να θολώσει στο έδαφος).
3.2-3 ώρες πριν από το ηλιακό μεσημέρι κάνουμε έναν κύκλο γύρω από το gnome με ακτίνα ίση με το μήκος της σκιάς του (κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού το ηλιακό μεσημέρι λαμβάνει χώρα περίπου 1 μ.μ.) .
4.Σημειώστε το ακριβές σημείο όπου το άκρο της σκιάς του gnomon αγγίζει τον κύκλο.
5.Εμείς περίμενε το τέλος η σκιά του γνώστη αγγίζει ξανά τον κύκλο. Αυτό θα γίνει 2-3 ώρες το απόγευμα. Σημειώνουμε αυτό το μέρος
6.Από τα δύο σημεία που σημειώνονται στον κύκλο σχεδιάζουμε τόξα της ίδιας ακτίνας, μεγαλύτερα από την απόσταση μεταξύ των σημείων (το μέγεθος αυτού τόξο δεν έχει σημασία, αλλά προτείνουμε να είναι 1,5-2 φορές μεγαλύτερο από την απόσταση μεταξύ των σημείων).Σημειώνουμε ακριβώς τα σημεία τομής τους - θα πρέπει να υπάρχουν δύο σε κάθε πλευρά του γνώμονα
7.Συνδέουμε τα σημεία τομής των τόξων με μια ευθεία γραμμή - θα πρέπει να περάσει από το σημείο που το βάλαμε γνώμονα. Συγχαρητήρια, αυτός είναι ο τοπικός μας μεσημβρινός!
Για να αυξήσετε την ακρίβεια μιας τέτοιας μέτρησης, μπορείτε να κάνετε αρκετούς κύκλους γύρω από το γνώμονα διαφορετικής ακτίνας και σε κάθε ένα να σημειώσετε διαδοχικά τα σημεία όπου τα αγγίζετε με μια σκιά. Η ακόλουθη διαδικασία θα πρέπει να επαναληφθεί για καθέναν από τους κύκλους και η σχεδιασμένη μεσημβρινή γραμμή θα πρέπει να είναι η ίδια για όλους. Ανεξάρτητα από την κατασκευή του ηλιακού ρολογιού, μπορούμε να εξετάσουμε το ενδεχόμενο να διορθώσουμε τον μεσημβρινό και να στήσουμε ένα γνώμονα που θα δείχνει πάντα τη στιγμή του αληθινού μεσημεριού. Αυτό είναι ένα μοναδικό αξιοθέατο που κανείς άλλος δεν έχει στο σπίτι.
Οι σκιές είναι πολύ κοντές το καλοκαίρι και μακριές το χειμώνα. Επομένως, οι πιο ακριβείς μετρήσεις γίνονται γύρω από την ισημερία. Αυτό πραγματοποιείται δύο φορές το χρόνο στις 20/21 Μαρτίου και στις 22/23 Σεπτεμβρίου.
Σχεδίαση οριζόντιου ρολογιούΟ επιλογέας μπορεί να σχεδιαστεί με τη χρήση οποιουδήποτε από τα δωρεάν προγράμματα υπολογιστή που είναι διαθέσιμα στο Διαδίκτυο (π.χ. Shadows Pro) ή με εργαλεία σχεδίασης. Ακολουθεί μια βήμα προς βήμα οδηγίες (Εικόνα 4).
1.Σχεδιάστε δύο κάθετες ευθείες AB και CO που τέμνονται στο σημείο O. Τα τμήματα που δημιουργούνται με αυτόν τον τρόπο θα χρησιμοποιηθούν αργότερα για να επισημάνετε τις ώρες: Το CO θα είναι το 12 o 'γραμμή ρολογιού, AO - 6 π.μ., και OB - 18. Θα επισημαίνουν επίσης τις γεωγραφικές κατευθύνσεις του κόσμου.
2.Από το σημείο O σχεδιάζουμε μια γραμμή FROM έτσι ώστε η γωνία COD να έχει την τιμή ίση με το γεωγραφικό πλάτος της θέσης για την οποία έχει σχεδιαστεί το ρολόι. Στο παράδειγμά μας είναι 50 °, που αντιστοιχεί στις νότιες συνοικίες της Κρακοβίας. CO στο σημείο F.
4.Από το σημείο F σχεδιάζουμε μια ευθεία GH παράλληλη στην AB.
5.Από το σημείο F μετράμε το μήκος του τμήματος FE με παχύμετρο και μετά σημειώνουμε το σημείο C στο CO έτσι ώστε το FC να ισούται με FE.
6.Από το σημείο O μετράμε το μήκος του τμήματος OC με ένα παχύμετρο και, στη συνέχεια, στη γραμμή AB σημειώνουμε τα σημεία A και B έτσι ώστε το OA και το OB να ισούνται OC.
7.Από τα σημεία A, B και C σχεδιάστε τόξα οποιασδήποτε ίσης ακτίνας.
8.Χωρίζουμε τα τόξα σε γωνίες στις 15 °.
9.Από το σημείο C, επεκτείνετε τους βραχίονες των γωνιών έτσι ώστε να τέμνουν τη γραμμή GH.
10.Από τα σημεία J και L που προκύπτουν σχεδιάζουμε ευθείες JK και LM παράλληλες στο CO και διασχίζουμε την ευθεία AB.
11Από τα σημεία Α και Β επεκτείνουμε τους βραχίονες των γωνιών που χωρίζουν τα τόξα τους έτσι ώστε να τέμνουν τις ευθείες JK και LM.
12.Από το σημείο O σχεδιάζουμε γραμμές που συνδέουν το O με τα σημεία όπου οι βραχίονες των γωνιών διέσχιζαν τις ευθείες GH, JK και LM.
Οι ωριαίες γραμμές του οριζόντιου ηλιακού ρολογιού είναι τώρα έτοιμες. Ακολουθεί ο τρόπος επισήμανσης των ωρών στο σχεδιαζόμενο ρολόι (φωτογραφία 5, η σειρά εφαρμογής τους πρέπει να είναι δεξιόστροφα).Στο παραπάνω παράδειγμα μπορείτε να δείτε το τόξο γύρω από το σημείο O, όπου τελειώνουν οι γραμμές της ώρας .Δεν είναι απαραίτητο, αλλά χάρη σε αυτό αποφεύγουμε την πάχυνση που προκύπτει όταν συγκεντρώνονται τόσες γραμμές σε ένα σημείο. Αυτό είναι καθαρά αισθητικό ερώτημα. Ρυθμίσαμε το έτοιμο ηλιακό ρολόι έτσι ώστε η γραμμή CO να συμπίπτει με την τοπική γραμμή του μεσημβρινού, την οποία σημειώσαμε νωρίτερα στο σημείο που εγκαταστάθηκε το ρολόι. Το σημείο Γ και το άκρο του γνώμονα πρέπει να βλέπουν βόρεια, το σημείο Α δυτικά και το Β σημείο ανατολικά. Το σημείο Ο είναι σημαντικό και για έναν άλλο λόγο: είναι το λεγόμενο κέντρο του ηλιακού ρολογιού, στο οποίο πρέπει να βρίσκεται η κάτω άκρη του γνόμονα.
Dariusz Oczki
Εκδότης του ο ιστότοπος Gnomonika.pl
