Vanim mehhanism aja määramiseks. Päikesekell - lihtsaim seade, kuid see sisaldab meie iidsete esivanemate teadmisi ja tähelepanekuid. Praegu päikesekell kasutatakse maastiku kaunistuseks. Näiteks päikesekell vanemad õpetavad oma lastele struktuuri Päikesesüsteem ja hoone ise DIY päikesekell- meie lastele kõige põnevam tegevus, näiteks rannas viibimine. Tootmise ajal päikesekell peate teadma nende disaini mõningaid punkte ja omadusi, millest me selles artiklis räägime.
Millest on tehtud päikesekell?
Päikesekell koosneb osutist, mis heidab varju (seda kätt nimetatakse gnomoniks) ja päikesekellast. Aeg möödas päikesekell määrab gnomoni poolt sihverplaadile heidetud vari. Kõik on lihtne, kuid sellel on mõned eripärad. Kella nägu päikesekell on jagatud 24 tunniks, mitte 12 tunniks, nagu tavaliste mehaaniliste kellade puhul. Sihverplaat või gnomon peab olema tasapinna kohal kallutatud. Päikesekell ei võta arvesse üleminekut suveaeg. Päikesekell töötab ainult selge või vähese pilvisusega päevavalgustundidel. See on kõik piirangud päikesekell.
Neid on mitut tüüpi päikesekell. Tegeleme nendega järjekorras.
Saate seda teha otse rannaliival. Kõigepealt peame teadma kahte asja: millisel laiuskraadil me asume ja kus asub põhjaosa. Kui teise osa saab paigaldada valikuga, siis esimesega peate olema valmis. Niisiis, meil on kompass ja me teame oma laiuskraadi (Peterburg - 60, Moskva - 55, Nižni Novgorod - 56, Jekaterinburg - 56, Sotši - 43, Rostov Doni ääres - 47, Novosibirsk - 55, Vladivostok - 43 põhjalaiuskraadi). Kui teeme numbrilaua päikesekell kaasaskantavale pinnale - joonistage ring ja jagage see 24 osaks. Kui teeme maapinnale päikesekella, joonistame ringi, torkame ringi keskele pulga (gnomoni) ja kallutame seda põhja poole, nii et maapinna ja gnomoni vaheline nurk on võrdne meie laiuskraadiga, joonista joon gnomoni alumisest otsast täpselt põhja poole – kell saab olema 12 tundi päevast astronoomilist aega. Joonistame ülejäänud jooned, jagades kogu ringi 24 võrdseks sektoriks. Iga sektor päikesekell võrdne 15 kraadiga.
Siin ootab meid varitsus. Pärast sihverplaadi asjatundlikku piiritlemist ja gnomoni kallutamist kuvatakse aeg päikesekell võib erineda kohalikus televisioonis näidatud ajast. Probleem seisneb sünnituse ajas ja ajavööndites, mis on mugavuse huvides kunstlikult loodud. Kaasaskantav sihverplaat lahendab selle probleemi lihtsalt, keerates seda seni, kuni kellaaeg on õige. Liivale joonistatud kellaga veidi keerulisem, tuleb seda punkti sihverplaadi värvimist alustades arvestada. Näiteks võite sihverplaadi märkimise edasi lükata kella 12-ni, mil määrame ilma kompassita põhja ja joonistame täpselt oma päikesekella sihverplaadi peatelje. Kui teil pole aega oodata ja loovus puhkeb teist, värvige sihverplaat päikesekell mustandi versioonis ja kohandage oma valikuketas saadud vea järgi.
Meie laiuskraadidel päikesekell Need töötavad suve kõrgajal kella 8–20, seega on pea mõttetu numbreid nende väärtuste vahel jagada. Seetõttu nihutatakse gnomoni alust ümmargusel sihverplaadil sageli allapoole.
Sama horisontaalne kell, ainult gnomon on selgelt vertikaalselt seatud ja sihverplaat ise on kallutatud maa pinnale laiuskraadi nurga all, kus selline kell on paigaldatud.
Vertikaalne päikesekell.
Vertikaalne päikesekell tavaliselt monteeritud majade seintele. Sama kallutatud gnomon ja sihverplaat märgitud 15 kraadi.
Tavaliselt tehakse linnades segatüüpi päikesekell, st. Sihverplaat on poole nurga all kallutatud ja gnomon poole nurga all. See konstruktsioon päikesekell näevad muljetavaldavamad välja, tegelikult sellepärast neid tehaksegi.
Ehitus päikesekell DIY võlub teie lapse tõeliselt ja lisaks avardab tema silmaringi.
Päikesekella ajalugu
Inimene leiutas hulga ajamõõtmisvahendeid, näiteks kuu-, vee-, küünlakellad, mida kasutati kuni 18. sajandini, seejärel liivakellad ja 16.–18. sajandini õlikellad. Kuid välistingimustest sõltumise ja kõikumiste ning tehniliste puuduste tõttu pole need ajamõõtmisvahendid leidnud universaalset kasutust.
Kaasaegse kronoloogia järgi eksisteerisid erineva keerukusastmega kellad kõikjal juba 4000 aastat tagasi. Esimesena proovisid neid teha egiptlased, kes leiutasid tähekellade graafikuid ning tähtede tõusu jälgides oli võimalik määrata öist aega. Päevase aja kohta leiutasid hilised egiptlased varjukellad (päikesekell). Ristkiire vari ületas järk-järgult mitmeid märke päikesetõusust päikeseloojanguni. Vaarao hauakambrist leiti komplekt juhiseid sellise kella valmistamiseks.
Seti I, kes valitses umbes 1300 eKr. Sellised lihtsad varjukellad olid eelkäijad päikeseenergia.
Eriti soodsad kliimatingimused aja mõõtmiseks päikesekell oli Egiptus. Uudised Vana-Egiptuse vanima kohta päikesekell pärineb Thutmose III valitsemisajast – 15. sajandi esimesest poolest. eKr. Üks päikesekellade tüüp oli obeliski kujul olev astmeline kell, millel oli kaks kaldpinda, mis olid orienteeritud piki ida-lääne telge ja jagatud astmeteks. Päikesetõusu ajal langes vari ühe sellise pinna - idapoolse - ülemise astme servale, seejärel langes järk-järgult, kuni keskpäevaks kadus täielikult. Seejärel ilmus pärastlõunal vari taas läänepinna alumisse ossa, kust see tõusis edasi, kuni päikeseloojangul puudutas ülemise astme serva.
Kirjeldatud peal päikesekell aega mõõdeti heidetud varju pikkuse, mitte suuna järgi. Egiptlastel oli aga päikesekell skaalaga, millega heidetud varju suunda määrata. Kuulus Rooma arhitekt ja ehitaja Marcus Vitruvius, kes töötas Caesari ja Augustuse valitsusajal, kirjeldab oma teoses “Arhitektuur” vähemalt 13 tüüpi päikesekellasid.
Nende hulka kuuluvad ka horisontaalsed õõnsad poolkerakujuline päikesekell- nn poolkerad. Poolkera sisepind kujutas taevapoolkera ekvaatori joonega, kahe pööripäeva joonega ja kaheteistkümnetunnise ajaskaalaga. Selliste kellade leiutamine on omistatud kuulsale iidsele astronoomile Aristarchos of Sames, kes elas aastatel 320–250. eKr, kes samuti tegi päikesekell poolringikujuliste kaaludega, mis on jagatud viieks ebavõrdse pikkusega osaks (tunniks). Kreeka keele parandamisel päikesekell Suur osa oli ka kuulus matemaatik, arst, Kreeka astronoomia rajaja Eudoxus of Knidos, kes elas aastatel 408–356. eKr. Gnomoni terav ots, mis algselt teenis egiptlasi skaala varju selgeks piiramiseks, asendati kreeklaste poolt hiljem väikese otsaga. ümmargune auk, nn päikesesilm, mis viskas skaalale väikese valguspunkti. Lisaks ülaltoodud horisontaalsetele kelladele oli kreeklastel ka rohkem arenenud vertikaalne päikesekell, nn hemotsüklid, millele nad asetasid ühiskondlikud hooned. Kõik iidsed päikesekellad põhinesid lihtne põhimõte gnomoon, mille puhul heidetud varju pikkus ja suund ei sõltunud mitte ainult Päikese asukohast antud hetkel taevas, vaid ka aastaajast.
Rooma meetodi kohaselt jagati päev ja öö 12 tunniks, pikendati päevast tundi kevadel ja suvel ning lühendati sügisel ja talvel. Muistne päikesekell näitas oma ebatäiuslikkuse tõttu kellaaega, mille peamiseks tunnuseks oli see, et Päikese muutuva kalde mõjul muutus päeva- ja öötundide pikkus aastaringselt. Hiljem antiik ja palju keskaegne päikesekell olid kõverjoonelised skaalad, mis selle puuduse kõrvaldasid. Selliseid keerukamate ja täpsemate ajaskaaladega, mis arvutati kvartali või kuu intervallidele, kasutati umbes 15. sajandini. Uue ajastu päikesekellade arengus avas oluline leiutis, mis pärineb aastast 1431. Selle põhimõte oli paigaldada varjunool Maa telje suunas. Selle lihtsa uuendusega saavutati see, et käe vari, mida nimetatakse poolteljeks, pöörles pärast seda uuendust ühtlaselt ümber pooltelje, pöörates iga tunni järel 15 kraadi. See võimaldas kehtestada ühtse kellaaja, mida sai kasutada aasta läbi ning tundidele vastavad lõigud olid ühepikkused, sõltumata Päikese kõrguse muutumisest. Järgmine etapp arengus päikesekell sai kompassiga päikesekell. Esimesele loojale päikesekell astronoom ja korrigeeriva kompassiga matemaatik
Regiomontan. Maa ekvaatori tasandiga paralleelse sihverplaadi ja sellega risti asetseva gnomoniga olid need sisuliselt kõige lihtsamad ühtlase ajaskaalaga kellad. Tavaliselt eeldasid selliste kellade loojad, et neid hakatakse kasutama erinevatel geograafilistel laiuskraadidel. Mõnikord oli sellistel kelladel hammasrattaga osuti ja väike noolega sihverplaat minutite intervallide loendamiseks 1–3-minutilise täpsusega. Selliseid kellasid nimetati heliokronomeetriteks.
Oli ka ekvatoriaalseid kellasid, mis olid konstrueeritud nii, et nende sihverplaat näitas otse keskmist päikese aeg , mitte kohalik päikese aeg, nagu tavaline ekvatoriaalkell. Sordid päikesekell olid väga mitmekesised. Huvitavad ringristmikud päikesekell- üks reisipäikesekellade variantidest, mis sageli toimis ka dekoratiivse ripatsina.
Peamine osa sellistest päikesekell seal oli mitme sentimeetri läbimõõduga messingrõngas koos teise liigutatava rõngaga, mis oli varustatud auguga päikesekiire jaoks. Peasõrmuse välispinnale olid tavaliselt graveeritud kuude nimede algustähed ja nende vastu sisepind, oli tunniskaala. Enne mõõtmist oli vaja keerata väiksem, tavaliselt raudrõngas, nii, et tala auk oleks vastava kuu nimetuse juures. Aja mõõtmisel hoiti kella asendis, mis võimaldas päikesekiirtel skaalal olevast august läbi pääseda. Sarnasel põhimõttel ehitati nn ekvatoriaalrõngad - sarnased kellad, mille pearõngal oli veel kaks üksteisega ristuvat ringi. Hiljem tekkis uus variant risttalaga kolmanda rõnga asemel.
Selle risttala ühel küljel olid märgitud kuud ja teisele - sodiaagimärgid. Keskel oli päikesekiire läbipääsu jaoks väikese auguga hüppaja. Õige asend nendest kelladest kui aja mõõtmine oli selline millal Päikesekiir, läbides augu, langes ekvaatoriringi keskjoonele. Selle lõigu lõpetuseks peatuksin põgusalt ühel teemudelil päikesekell, mida kasutavad India reisijad. Need olid puidust kaheksanurksed pulgad, mille metallots oli 160 cm pikk ja nikerdatud tunniskaalad. Kaalu kohal olevasse auku pisteti vastavaks kuuks umbes 15 cm pikkune varras, et selle ots heidaks kaalule varju, kui pulk oli vertikaalasendis. Pulga peal oleks pidanud olema 12 kaalu. Kuna samad tingimused kehtisid pööripäevast samal ajal eemaldatud päevadel, siis piisas 8 kaalust. Need kellad said nime ashadah vastavalt hooajale (juuni-juuli), mil reisiti. Päikesekell ei ole kunagi kaotanud oma tähendust ja jätkavad ehitamist ka tänapäeval. Roomlased täiustasid meile tänapäeval tuttavat päikesekella ja isegi valmistasid kaasaskantav päikesekell, mugav reisimiseks. Need kestsid tuhandeid aastaid ja rohkemgi pikka aega jäi väga ebausaldusväärsete rattakellade kontrollimise ja koordineerimise vahendiks, kuni need lõpuks asendati regulaatorina spiraalvedru leiutusega (1674), kuid sellest räägime allpool.
Vaatasime päikesekellade disaini ja toimimist, mida on aastate jooksul täiustatud ja muudetud. Päikesekell kõrgusega teisaldatava varda, kompassi ja minutijaotusega kaaludega olid need lihtsad ja usaldusväärsed päikeseaja indikaatorid, kuid neil oli ka tõsiseid puudusi. Nende töö oli seotud päikesepaistelise ilmaga ja piiratud tööperioodiga – päikesetõusu ja loojangu vahel. Seetõttu erinesid uued aja mõõtmise instrumendid põhimõtteliselt päikesekelladest. Kui päikesekella kohane ajaühik tuletati Maa pöörlemisest ja selle liikumisest ümber Päikese, siis ajaühikule oli vaja luua kunstlik standard, näiteks selleks vajaliku ajavahemiku näol. teatud koguse aine voolamine kronomeetrilises seadmes.
Reisides on vahel vaja liigelda päikese järgi, milleks on vaja teada orienteeruvat aega. Kui teil ei ole sihverplaadiga kella, saate teha oma päikesekella. Pealegi praktiline tähtsus, on see disain suurepärane kaunistus aiamaa krunt. Lisaks on päikeseenergia ajamõõtja valmistamine lastele lõbus tegevus, et jälgida päikese liikumist ja teada kellaaega. Kuidas teha päikesekella? Selle kohta saate lisateavet allpool.
Päikesekell
Päikese ajamõõtjad jagunevad kolme tüüpi: vertikaalsed, horisontaalsed, ekvatoriaalsed. Esimene tüüp on paigaldatud hoonete seintele, vastavalt sellele on sellel vertikaalne sihverplaat, mis on suunatud rangelt lõunasse. Kellaaja näitamise varras asub sihverplaadi keskpunkti kohal, kõrvalekaldega 90 kraadi miinus konkreetse piirkonna laiuskraad.
Teine tüüp asub maapinnal horisontaalasendis. Kellavardal on kolmnurga kuju, mille nurk on võrdne piirkonna laiuskraadiga, mida nimetatakse gnomoniks. See osutab põhja poole. See kell näitab täpne aeg aasta läbi, välja arvatud talv ja hilissügis. Ekvatoriaalse kella pind on maapinna suhtes kaldu ja pööratud põhja poole. Gnomon on sihverplaadiga risti asetsev varras, mis asub paralleelselt maa teljega. Sihverplaadile on märgitud tavalise kella sarnased jaotused, iga 15 kraadi järel. Ekvatoriaalkellade puuduseks on see, et need näitavad teavet ainult kevadise ja sügisese pööripäeva vahelisel perioodil põhjapoolkeral ja vastupidi lõunapoolkeral. Seda tüüpi kellade eeliseks on selle liikuvus. Saate teha väikese konstruktsiooni, mida saab soovitud kohta teisaldada.
Kuidas oma kätega päikesekella teha: video
Levinuimad on horisontaalsed ja ekvatoriaalsed päikesekellad, kuid vaatamata sellele tasub kirjeldada nende kolme tüübi valmistamist. Enne konstruktsiooni valmistamist on vaja kindlaks määrata selle paigutamise koht. See peaks olema ala, mida hooned, puud või muud objektid ei blokeeri. Parem on esmalt jälgida tulevase kella asukohta aastaringselt, et see oleks pidevalt päikeseline. Sõltuvalt asukohast sõltub see, millist tüüpi kella teha - vertikaalset, horisontaalset või ekvatoriaalset. Kui platsile langeb palju varje sammaste ja piirdeaedadest, oleks parim variant teha vertikaalne päikesekell, mille saab kinnitada maja seinale või dekoratiivpostile.
Ekvatoriaalne päikesekell: valmistamine
Aluseks peate võtma vineeri või plastikutüki, millele jaotused kantakse iga 15 kraadi järel. Aluse keskele kinnitatakse muust tugevast materjalist valmistatud metallvarras või tihvt. Selle pikkus varieerub sõltuvalt kella suurusest.
Et anda sihverplaadile õige kalle, asetatakse see spetsiaalsele alusele. Kaldenurga õigeks arvutamiseks peate 90 kraadist lahutama selle ala laiuskraadi, kuhu päikesekell on paigaldatud.
Kui sihverplaat on paigaldatud, tuleb need suunata nii, et gnomon osutaks põhja poole. Seda tuleb teha nii: mõni aeg enne keskpäeva kinnitatakse varras (gnomon) horisontaaltasapinnale. Varda varju langemise koht tuleks märkida punktiga, seejärel joonistada kompassi abil ring. Selle ringi keskpunkt on koht, kus gnomon on fikseeritud. Varju pikkus vaatlushetkel näitab ringi raadiust. Järgmisena peate jälgima varju liikumist. Joonistatud ringist eemaldudes väheneb see järk-järgult, seejärel kasvab uuesti, ületades uuesti ringi. Kohas, kus see teist korda ületab, peate panema märgi ja ühendama selle esimese märgiga. Saadud segment tuleb jagada pooleks. Sirge, mis läbib saadud lõigu keskosa ja ringi keskpunkti, näitab põhja-lõuna suunda. Järgmisena peate märgistama sihverplaadi, mille alus on märgitud 24 identseks segmendiks, millest igaüks on 15 kraadi, ja rakendama numbrilisi märgistusi.
Ekvaatori õigeks orientatsiooniks isetehtud käekell tingimused peavad olema täidetud:
- Sihverplaadi osa, millele on märgitud numbrid 6 kuni 18, peab olema rangelt horisontaalne.
- Numbritega 12-24 sihverplaadi osa peab ühtima kindla põhja-lõuna suunaga.
- Nupp tuleb kallutada nii, et nurk oleks kohalik laiuskraad.
Kuidas teha horisontaalset päikesekella
Horisontaalse sihverplaadiga isetehtavaid päikesekellasid on isegi lihtsam valmistada kui ekvatoriaalseid.
Alus on valmistatud tugevast materjalist, võite võtta vineeri või plasti. Seda saab teha ümmarguse või ruudukujulisena. Gnomon on valmistatud samast materjalist kolmnurga kujul, mille üks nurk peaks olema võrdne 90 kraadiga ja teine konkreetse piirkonna laiuskraadiga. Kolmnurkne nool on kinnitatud aluse külge ja paigaldatud maapinnale õiges kohas. Noole põhja poole pööramiseks juhib neid kompass. Jaotuste märkimiseks sihverplaadil tuleb seada taimer ja iga tunni tagant tähistada osuti varju.
Vertikaalse päikesekella valmistamine
Ettevalmistus päikesekella valmistamiseks Vertikaalne päikesekell on parem asetada lõunaküljele. Seda tüüpi päikesekella valmistamine on keerulisem kui kaks esimest. Nupp on paigutatud horisondiga paralleelselt põhjapoolkera jaoks rangelt lõuna suunas. Vahetult ajaindikaatori aluse keskosa kohal peate märkima noole asukoha ja langetama sellest punktist loodijoone, mida mööda peate joone tõmbama. See rida näitab keskpäeva aega. Numbritähised paiknevad sihverplaadil sümmeetriliselt ainult siis, kui varras on sihverplaadi suhtes rangelt risti. Varda seina kinnitamine pole nii lihtne: kõigepealt tuleb puurida auk, mille läbimõõt on suurem kui gnomon. Varda osa, mis kinnitatakse seina sisse, tuleb veidi lamedamaks teha, et see ära ei keeraks. Kinnituskoht niisutatakse, varras sisestatakse sinna nii, et paindekoht oleks täpselt seinas. Varras tuleb pöörata nii, et see moodustaks seina pinnaga 90 kraadise nurga, enne kui mört kinnituskohas kõveneb.
Meie riigis on päikesekellad pigem eksootilised, kuid kui selle seadme oma kätega valmistada, saab seda maal edukalt kasutada mitte ainult kellaaja mõõtmise seadmena, vaid ka huvitavana. arhitektuurne element. Iidsetel aegadel kasutasid inimesed aja määramiseks päikesekellasid, kuid need asendusid järk-järgult rohkemaga kaasaegsed seadmed. Kuid isegi meie ajal võivad sellised kellad kasuks tulla, seda enam, et nende valmistamine on väga põnev tegevus.
Kui meisterdad koos lapsega isetehtud päikesekella, on talle kasulik arendav tegevus päikese liikumise ja aja ütlemise uurimine. Selles artiklis pakutud päikesekellavalikud on praegused mudelid, seetõttu tuleb nende valmistamisel jälgida õige tehnoloogia omama mõningaid teadmisi trigonomeetriast ja astronoomiast.
Materjalid päikesekellade jaoks
Samuti on oluline, et need sobiksid päikesekellade valmistamiseks erinevad materjalid, peaasi, et need on ilmastikuteguritele vastupidavad. Sihverplaadi jaoks võite kasutada kivi või tsementi, puitu või rauda, plasti või kruusa. Parem on valida kerge materjal - noole vari (gnomon) on sellel selgelt nähtav. Nendel eesmärkidel sobivad marmor, lubjakivi või kerge veeris. Gnomoni (nooled) jaoks kasutatakse metallist või plastikust tihvte, pikki naelu, kudumisvardaid jne.
Päikesekellade tüübid
Sellised kellad võivad olla erinevad tüübid, kuid neid on peamiselt kolme tüüpi:
- Ekvatoriaalne. Nende sihverplaat (kadran) asub paralleelselt ekvaatoriga ja varju heidav osa – gnomon – metallvarda kujul on paralleelne maa teljega. Märgised sellise kella sihverplaadil on iga 15 kraadi järel.
- Horisontaalne. Nendes on raami tasapind paralleelne horisondiga ja gnomon on tehtud kolmnurga kujul, mille külg on sihverplaadi tasapinna suhtes kallutatud antud ala geograafilise laiuskraadiga võrdse nurga all. Nool on suunatud põhja poole ja jaotused sektoriteks (tundideks) tehakse valemi järgi. Sellised kellad näitavad aega aastaringselt, kuid talvel ja hilissügisel pole nende näidud päris täpsed.
- Vertikaalne. Nende sihverplaat asub vertikaalselt ja asetatakse hoonete seintele, sammastele, taradele ja muule vertikaalsed tasapinnad. Nendes olev raam peaks olema suunatud rangelt lõunasse ja olema keskpäevajoonega risti või selle suhtes terava nurga all. Sellises päikesekellas olev gnomon on fikseeritud sihverplaadi keskpunktist kõrgemale ja seda tuleb pöörata nurga võrra, mis on võrdne 90 kraadi miinus geograafiline laiuskraad sellest piirkonnast.
Kuidas teha päikesekella
Vaatame, kuidas teha kahte tüüpi päikesekellasid - ekvatoriaalseid (kaldus) ja horisontaalseid. Need on kellad, mis on igapäevaelus kõige tavalisemad.
Ekvatoriaalne päikesekell
- Alusena kasutatakse vineeri või plastikut. Sellele on joonistatud sihverplaat jaotustega iga 15 kraadi järel.
- Sihverplaadi keskele on kinnitatud mis tahes tugevast materjalist metallist tihvt või varras.
- Kell peab olema õigesti seadistatud. Selleks kallutatakse ketast aluse abil. Selle kalde nurk arvutatakse iga ala jaoks eraldi: 90 kraadi miinus piirkonna laiuskraad.
- Pärast sihverplaadi paigaldamist peab päikesekell olema piirkonnale orienteeritud – suunake kella osuti põhja poole.
- Tasub meeles pidada, et selline päikesekell näitab aega vaid teatud aastaaegadel ja näiteks talvel ei jää see sobimatuks.
Horisontaalne päikesekell
Seda kella on väga lihtne ja kiire valmistada, nii et saate seda teha koos lapsega.
- Sihverplaadi jaoks kasutatakse ka plastikut või vineeri, samadest materjalidest on valmistatud kolmnurkse noole kujul olev gnomon. Üks selle nurkadest peab olema võrdne 90 kraadiga ja teine võetakse võrdseks konkreetse piirkonna laiuskraadiga.
- See kolmnurk koos sihverplaadiga paigaldatakse päikesekella kasutamise kohta. Sel juhul peate navigeerima kompassi abil põhja poole.
- Järgmisena käivitage taimer ja iga tunni tagant märgitakse üles osuti vari ja seega tehakse sihverplaadil jaotused.
- Horisontaalsed kellad saab teha suured ja asetada lillepeenrale, muruplatsile või saarekesele keset dekoratiivset tiiki. Kui teete seda väga suur kell, siis saab vaheosadena kasutada rändrahne või puukände.
IN kaasaegne maailm päikesekellad näevad välja vähemalt eksootilised ja enamasti on need banaalne kaunistus - suvila või elamu krundi kaunistus. Kuid me ei tohiks unustada, et iidsetel aegadel oli see väga kasulik ja funktsionaalne asi, mille täpsust võivad isegi mõned kadestada kaasaegsed tooted seda tüüpi. Kui päikesekell on õigesti valmistatud, võib see teie omaga konkureerida. käekell. Saate neid kolmeks teha erinevatel viisidel, millest me selles artiklis räägime. Koos saidiga tutvume küsimusega, kuidas oma kätega päikesekella teha - räägime nende esemete kolmest sordist ja nende õigest valmistamisest.
Ekvatoriaalne päikesekell: isetegemine
See on väga lihtne teha päikesekell – selle põhjuseks on asjaolu, et selle sihverplaadi jaotus on sama ja ulatub 15 kraadini, mis vastab ühele tunnile. Põhimõtteliselt lõpeb siin kõik selle kella lihtne ja algavad raskused - seda tüüpi kell tuleb õigesti paigaldada, mis iseenesest on keeruline. Selline kell tuleb paigaldada samaaegselt kahele tasapinnale.
Mis puudutab ekvaatoriliste päikesekellade tegelikku tootmist, siis kõik on väga lihtne. Nende jaoks on parem kasutada kõva materjali nagu plastik. Kõigepealt teed gnomoniga sihverplaadi, siis mõtled, kuidas saaks selle viltu paigaldada, aga orienteerid ka põhja poole, pärast hakkab kell tööle. Muide, gnomoni kaldenurka saab hõlpsasti reguleerida nurganurga ja joonlaudadega - joonistustööriist on spetsiaalne lukk, mis võimaldab paigaldada paari joonlaua vahele soovitud nurk. Muide, meie poolkera jaoks peab kell olema suunatud tõelise põhjapooluse poole, aga kui teete kella lõunapoolkeral viibides, peaksid gnomon ja sihverplaat näitama tõelise põhjapooluse poole. lõunapoolus. Sel juhul on sihverplaat veidi erinev – see on Maa põhjapoolkera päikesekella peegelpilt.
Sellest videost näete, milline võib olla päikesekell.
DIY horisontaalne päikesekell
Seda tüüpi kellade eripäraks on sihverplaadi horisontaalne paigutus - gnomon on orienteeritud eranditult Maa tõelise pooluse poole. Ühest küljest on see hea ( lihtsam tehnoloogia tootmine), kuid teisest küljest mitte eriti hästi, kuna kella seadistamine tundub väga problemaatiline. Selliste kellade puhul ei liigu gnomoni vari tunni jooksul samale kaugusele, seega peate olema kannatlik ja käekell. Jaotusi tuleb rakendada vastavalt mehaanilisele või elektroonilisele kronomeetrile. Sellised kellad valmistatakse järgmiselt.
Paaristundidel paneme lihtsalt märgid sinna, kuhu gnomoni vari osutab.
Kui sihverplaadi märgistus on lõpetatud, saab kella täielikult kasutada. Põhimõtteliselt saab neid kasutada kohe pärast paigaldamist, ainult ilma jaotusteta saate aja määrata eranditult intuitiivselt.
Kuidas teha aeda polaarpäikesekella
Selle päikesekronomeetri ilu peitub selle sihverplaadis – see pole ümmargune, nagu enamik ebaloogilisi seadmeid, vaid lineaarne. Gnomoni vari liigub mööda seda sirgjooneliselt, mis lihtsustab oluliselt päikesekellade valmistamise tehnoloogiat. Kõrval suures plaanis, see on ikka seesama ekvatoriaalne päikesekell, ainult selle gnomon ei ole nööpnõel, vaid pulk, mis asub risti nn sihverplaadil. Selliste kellade jaotus on samuti ebaühtlane, mis võimaldab väita, et seda tüüpi päikesekell on mingi hübriid kahe esimese variandi vahel. Isetegemise polaarpäikesekellad valmistatakse järgmiselt.
Põhimõtteliselt on päikesekellade jaoks neljas võimalus, mida on väga raske valmistada ja seadistada - need on vertikaalsed või, nagu neid nimetatakse ka, seinakellad. Neid on mugavam kasutada, kuid nende kokkupanek nõuab väga täpseid arvutusi ja väga täpset (mitte vähem täpset) valmistamist.
DIY päikesekella foto
Oma kätega päikesekella valmistamise teema lõpetuseks ütlen paar sõna materjalide kohta. Nende valik sõltub täielikult tootmise eesmärkidest. Kui see on hellitus või lihtsalt Tööriistakomplekt lastele saab kronomeetri valmistada papist. Kui sa tõesti tahad teha töötav mudel ja kasutage seda aja määramiseks, siis peate valima usaldusväärsemad materjalid. Sel juhul võib sihverplaadi olla betoonist (teise võimalusena võib pind ära lõigata looduslik kivi suur suurus) ja gnomon on valmistatud terasest - sellise kella võib ohutult värske õhu kätte jätta ja samal ajal kestab see väga kaua.
Tüüpiline gnomoon oma algsel kujul
Gnomoniks on tavaks nimetada ka seda päikesekella osa, mis sihverplaadile varju heidab.
Gnomoonika on teadus, mis uurib päikesekellasid. Tänapäeval pole gnomoonika midagi muud kui teadusharrastus, kuna tõelise meridiaani ja aja määramiseks on loodud täpsemaid ja hõlpsamini kasutatavaid instrumente.
Teoreetiline teave
Loetleme mõned astronoomiaalastel teadmistel põhinevad faktid, mis aitavad teil mõista gnomoni tööpõhimõtet.
Fakt nr 1. Päike liigub alati idast läände, mis tähendab, et gnomoni vari liigub vastupidises suunas, st läänest itta.
Fakt nr 2. Päikesetõusu ja -loojangu ajal, kui see on otse horisondi kohal, on gnomoni vari kõige pikem ja päikese keskpäeval kõige lühem.
Fakt nr 3. Lühim vari gnomonilt saadakse siis, kui Päike on oma seniidis, see tähendab kõrgeim punkt selle liikumise trajektoor üle taeva. Sel hetkel ületab Päike tõelise meridiaani ehk joone, mis ühendab põhja ja lõunaga.
Fakt nr 4. Kõige kiiremat varju pikkuse muutust täheldatakse silmapiiri kohal päikesetõusu ja päikeseloojangu tundidel. Keset päeva on varju pikkuse muutumise kiirus minimaalne.
Fakt nr 5. Maa pöörlemistelje kalde tõttu Maa orbiidi tasapinna suhtes ligikaudu 23,5 kraadise nurga all, samuti Maa pöörlemise tõttu ümber Päikese toimub Päikese vaadeldav liikumine üle taeva allpool. taevaekvaator (põhjapoolkeral septembrist märtsini), seejärel selle kohal (põhjapoolkeral märtsist septembrini). Ja ainult kevadise ja sügisese pööripäeva päevadel langeb Päikese liikumine kokku taevaekvaatori tasandiga. Pealegi asub Päikese liikumise trajektoor taevaekvaatorist kõige kaugemal talvise ja suvise pööripäeva päevadel.
Muide, taevaekvaator on Maa pöörlemisteljega risti asuv suur taevasfääri ring, mille tasapind langeb kokku Maa ekvaatori tasandiga.
Fakt nr 6. Päike liigub üle taeva nurkkiirusega ligikaudu 15 kraadi tunnis.
Fakt nr 7. Keskmine "maapealne" aeg ei lange alati astronoomilise ajaga kokku mitmel põhjusel.
Fakt nr 8. Maalt nähtava Päikese läbimõõt on ligikaudu kolmkümmend kaareminutit. See muudab objektide varjud uduseks.
Fakt nr 9. Kui sa seisad nii, et põhi on sinu näo ees, siis lõuna on sinu selja taga, ida on sinust paremal ja lääs vasakul.
Gnomoni ja päikesekella töö aluseks olevate protsesside mõistmine on vajalik mitte ainult selleks, et neid seadmeid ise valmistada, vaid ka selleks, et neid õigesti kasutada. Kord juhtusin nägema naljakat pilti: päikesekella ostnud mees ei saanud aru, miks kellaaeg sellel ja tema telefoni kellal erinevad. Video näitab seda näidet:
Kuidas kasutada gnomoni tõelise meridiaani määramiseks
Gnomoon on sel juhul sammas, sammas või muu sirge vertikaalne objekt, mis asub tasasel Päikesele avatud horisontaalsel alal. Arvatakse, et gnomoni pikkuse suurendamine suurendab mõõtmiste täpsust, kuna sel juhul muutuvad varju pikkuse muutused märgatavamaks. Kuid ärge unustage, et pikkuse kasvades langeb heidetud varju selgus, mis võib mõõtmiste täpsust negatiivselt mõjutada. Samuti mõjutab tulemuste täpsust gnomoni ülemise osa paksus, mistõttu tehakse see sageli teravaks.
Selge päikesepaistelisel päeval näitab gnomoni lühim vari astronoomilise keskpäeva algust ja osutab põhja (põhjapoolkera kesk- ja kõrgetel laiuskraadidel) ja lõunasse (lõunapoolkera kesk- ja kõrgetel laiuskraadidel). Troopikas ja ekvaatoril võib olukord aasta jooksul muutuda, nagu oleme siin üksikasjalikult arutanud.
Seega on lühima varju järgi võimalik määrata nii tegelik keskpäev kui ka tõelise meridiaani suund. Teades muuhulgas gnomoni kõrgust (B) ja varju pikkust (L), ei ole raske arvutada Päikese nurga kõrgust (H) horisondi kohal. Selleks kasutage valemit tgH=B/L.
Kuna lõunatundidel gnomonist lähtuva varju pikkus on aga veidi muutunud, ei ole alati võimalik lühimat varju täpselt määrata. Kui soovite saada täpsemaid tulemusi, võite kasutada mõnda muud meetodit. Selleks määrake gnomoni kahe identse varju vaheline poolitaja, mõõdetuna hommikul ja õhtul, kui varju pikkuse muutumise kiirus on olulisem. Just see meetod on ühe Päikese varju järgi orienteerumismeetodi aluseks.
Teades tegelikku meridiaani, saate piirkonnas hõlpsalt navigeerida, määrates suuna põhja või lõunasse ning seejärel kõik muud põhisuunad.
Kuidas kasutada gnomoni piirkonna laiuskraadi määramiseks
Lisaks tõelise meridiaani määramisele saate gnomoni abil ligikaudselt arvutada selle piirkonna laiuskraadi, kus mõõtmised tehakse. Järgmisena käsitleme mitmeid meetodeid, mis tulenevad astronoomia teadmistest.
Meetod nr 1. Sügisese või kevadise pööripäeva päeval keskpäeval määratakse Päikese nurkkõrgus eelnevalt käsitletud valemi abil. Saadud väärtus lahutatakse 90 kraadist. Arvutuste tulemuseks on piirkonna laiuskraad.
Meetod number 2. Talvise pööripäeva päeval õigel keskpäeval määratakse Päikese nurkkõrgus merepinnast. Kuna sel hetkel on Päike taevaekvaatorist nurga võrra allpool, võrdne nurgaga Maa telje kalde ehk 23,5 kraadi võrra, siis liites selle nurga valemist saadud Päikese nurgakõrgusele saame taevaekvaatori nurgakõrguse. Kui lahutada taevaekvaatori kõrgus 90 kraadist, saadakse ala laiuskraadile vastav väärtus.
Päikese liikumine üle taeva suvel kõrgetel laiuskraadidel.
Seda meetodit saab kasutada ka suvisel pööripäeval. Selleks tuleb Päikese nurkkõrgusest lahutada 23,5 kraadi, et saada taevaekvaatori kaldenurk ja kaldenurka teades piirkonna laiuskraadi.
Päikese liikumine kõrgetel laiuskraadidel suvel, kui ta ei looju horisondi taha.
Meetod number 3. Päris keskpäeval tehakse iga päev varju pikkuse mõõtmisi. Nende mõõtmiste tulemusena peate saama pikima või lühema varju, mis vastab vastavalt talvisele või suvisele pööripäevale, ja seejärel jätkama teise meetodi järgi. Või, olles määranud pikima ja lühima varju, leidke keskmine pikkuse väärtus, arvutage valemi abil Päikese nurgakõrgus, keskendudes saadud keskmisele väärtusele, ja tegutsege vastavalt esimese meetodi algoritmile.
Tulemuste saamisel ühe ülaltoodud meetodi abil tuleb meeles pidada, et Päikese näiv kõrgus horisondi kohal on mingil määral mõjutatud valguse murdumise – murdumise mõjust, millest siin juttu oli. Selle mõju tõttu kõik taevakehad võivad tunduda kõrgemad, kui need tegelikult asuvad. Ja mida tugevam see efekt on, seda lähemal horisondile vaadeldav objekt asub.
Sellest järeldub, et pooluste lähedal kevadise ja sügisese pööripäeva päevadel, kui Päike möödub madalalt horisondi kohal, võivad mõõtmistulemused madalamate laiuskraadide suunas tegelikest veidi erineda.
Nüüd vaatame, kuidas kellaaega ja kuupäeva gnomoni abil määrata.
Gnomon ja päikesekell
Päikesekell on iidne instrument, mis võimaldab päevavalgustundidel Päikese varju järgi aega määrata.
Egiptuses ilmus üks esimesi päikesekellasid. Need olid umbes 30 cm pikkune kiviplokk, mis paiknes ida-lääne suunas. Selle kella ühel küljel oli “T”-kujuline klots, millest kahanes varju “hiilis” hommikust lõunani mööda plokki, misjärel keerati päikesekell 180 kraadi ja vari “hiilis” sisse. vastassuunas. Aja määrasid plokile tehtud sälgud.
"Egiptuse" päikesekella eskiis.
Esimesed märkmed päikesekellade kohta on leitud Egiptuse käsikirjadest ja pärinevad aastatest 1306-1290 eKr. Avastatud Egiptuse päikesekell valmistati teadlaste sõnul ammu enne seda, kui leiti neid kirjeldavaid käsikirju – aastail 1479-1425 eKr.
Üks esimesi päikesekellasid.
Egiptusest avastati ka teisi iidsete päikesekellade mudeleid, mis erinevad kirjeldatud mudelist, kuid nende vanus on teadlaste tunnistusel noorem, mistõttu pole vaja neid kõige iidseimateks päikesekelladeks pidada.
Egiptuse iidse päikesekella rekonstrueerimine, Kairo muuseumi eksponaat.
Sõltumata Egiptusest ilmusid päikesekellad mujal maailmas, näiteks iidne Hiina ja sisse Vana-Kreeka, kust nende idee rändas Vana-Rooma.
Venemaal hakati päikesekelladena kasutama varju heitvaid katedraalitorne. Kuid kõike seda praktiseeriti juba 11. sajandil pKr.
Sellised kellad ei suutnud aga täpset aega näidata, kuna sälgud tehti skaala ühtlaselt jagades kindla arvu osadeks.
Ja alles palju sajandeid hiljem tuli inimkond välja päikesekella, mis näitas täpsemat aega. Need sarnanesid rohkem tänapäevaste analoogkelladega, selle ainsa erandiga, et nende skaala oli mõeldud vaid teatud perioodiks hommikust õhtuni ja nägi rohkem kokkusurutud välja.
Selliseid päikesekellasid leidub tänapäevalgi: moes on nendega väljakute kaunistamine. Mõnikord võib päikesekellasid leida aiast ja suvilad, kus nad saavad hea välja näha teede ristumiskohas.
Päikesekell dekoratiivse elemendina.
Gnomon on päikesekella lahutamatu osa. See on see, kes heidab sihverplaadile varju, moodustades "noole".
Peate mõistma, et päikesekell võib näidata nii astronoomilist kui ka keskmist "maapealset" aega: kõik sõltub nende ehitamisel kasutatavatest märgistustest. Seetõttu peate omatehtud kella loomisel eelnevalt otsustama, millist kellaaega me sellisel kellal näha tahame.
Lisaks kellaajale saab päikesekell näidata ka kuupäeva ja kuud. Selleks kantakse neile lisamärgistus.
Oluline on mõista, et sellised kellad saavad kuupäeva ja kuud õigesti näidata ainult siis, kui need on "kalibreeritud" rangelt konkreetse paigalduskoha jaoks.
Kuid omatehtud päikesekellale pole vaja suuri lootusi panna: mitmete kella kujundusega seotud ebatäpsuste, paigaldamise pinna ebatasasuse, kella orientatsiooni ruumis, Päikese nurga läbimõõdu tõttu. , ajavõrrandit ja muid tegureid, ei saa sellistelt kelladelt eriti täpset näitu oodata.
Vaatame mitut põhimudelit päikesekelladest, mida saate oma kätega puidust, plastikust või papist konstrueerida.
Ekvatoriaalne päikesekell
See päikesekell sai oma nime, kuna selle sihverplaadi tasapind on paralleelne taevaekvaatori tasandiga.
Nende kellade skaala kalle on vajalik nii, et isegi täisseniidis seisev Päike heidaks varju.
Selline kell on soovitatav teha lameda ringi kujul, mille keskele on kleepunud gnomon, ja nii, et selle üks osa tõuseb sihverplaadi ühel küljel ja teine jääb välja. teine. Kui seda ei tehta, siis septembrist märtsini (põhjapoolkera kesk- ja kõrgetel laiuskraadidel) sellist kella kasutada ei saa, sest Päike langeb allapoole taevaekvaatorit, mis tähendab ülemist osa. kella ei valgusta enam selle kiired.
Ekvatoriaalkell on seatud nii, et gnomon on horisondi suhtes tõstetud piirkonna laiuskraadile vastava nurga all ja osutab geograafilisele põhja poole. Sel juhul on sihverplaadi tasapind paralleelne taevaekvaatori tasandiga.
Sageli soovitatakse päikesekell seada kompassi abil. See tekitab aga sageli lisavea, kuna geograafiline põhjaosa ei lange alati kokku magnetilise põhjaga, millele nool osutab. magnetiline kompass, mida kirjeldati üksikasjalikult aastal. Pealegi, lisaviga sel juhul võib see tekkida mitmesuguste magnetiliste kõrvalekallete tõttu.
Gnomoni kinnituspunktist sihverplaadi külge põhja suunas (põhjapoolkera keskmiste ja kõrgete laiuskraadide jaoks) tõmmatakse piki sihverplaati sirgjoon. Gnomoni vari ületab selle joone tõelisel (astronoomilisel) keskpäeval.
Kasutades kraadiklaasi või mõnda muud ligipääsetaval viisil Sihverplaadile rakendatakse ka muid jaotusi kiirte kujul, mille keskpunkt on gnomoni kinnituskohas. Külgnevate "kiirte" vaheline nurk peaks vastama 15 kraadile - nagu mäletame, läbib Päike ja vastavalt vari ühe tunni jooksul.
Keskpäevale vastava keskmärgistuse kohale asetatakse number “12”. Lääne pool asuvad kiired on nummerdatud vastupidises järjekorras, see tähendab "11", "10", "9" ja nii edasi ning ida poole asuvad kiired on nummerdatud kasvavas järjekorras, st "13", "14", "15" jne. Tulemuseks on sihverplaat.
Sarnane skaala on tehtud kella põhja.
Sellist kella saab kiiresti teha kraadiklaasist, kuid sel juhul peate tundidele vastavate numbrite asemel kasutama nurgamärke. Seega vastab 90-kraadine märk kella 12-le pärastlõunal ja iga tunni kohta nihkub gnomoni vari kas ühes või teises suunas 15 kraadi võrra, millest saab järeldada, kui palju aega on. läbis või peaks mööduma, et “nool” oleks 90 kraadi peal ehk andis mõista, et on keskpäev. See pole eriti mugav, kuid sellise päikesekella ehitamine võtab minimaalselt aega.
Muide, ekvaatori piirkonnas seisab selline kell vertikaalselt nagu ratas. Ja pooluste juures - horisontaalselt, nagu tipp selle pöörlemise ajal.
Video näitab, kuidas selliseid kellasid käsitsi tehakse:
Vaatamata disaini lihtsusele on sellistel kelladel puudus: neid on raske kasutada kevadise ja sügisese pööripäeva lähedal, kuna Päikese liikumistasand üle taeva on sel juhul paralleelne kella sihverplaadi tasapinnaga. ekvatoriaalne päikesekell.
Arvukate Interneti-allikate poole pöördudes sattusin teabele, et ekvaatorilised päikesekellad ei saa kindlaksmääratud päevadel töötada ja ma ei leidnud kunagi teavet selle kohta, kuidas nendel juhtudel kellaaega määrata. Seetõttu jagan oma mõtteid. Tegelikult on kõik lihtne: sihverplaadi Päikese suuna vastasküljele peate tegema väikese külje, mis ulatub pinnast kõrgemale. Sellel küljel on gnomoni vari nähtav isegi pööripäevadel.
Ekvatoriaalsed päikesekellad on mugavad oma mitmekülgsuse poolest, kuna need töötavad selgel päikesepaistelisel päeval kõikjal Maa peal. Kuupäeva ja kuud on nende abiga aga keeruline määrata liiga pika varju ja sihverplaadi piiratud mõõtmete tõttu. Kuid kalendrifunktsiooni saab hõlpsasti hallata horisontaalse päikesekellaga, millest räägime hiljem.
Horisontaalne päikesekell
Horisontaalse päikesekella korral on sihverplaat horisontaalselt paigutatud. Gnomon asub sel juhul, analoogselt ekvatoriaalse kellaga, põhja (põhjapoolkera keskmiste ja kõrgete laiuskraadide jaoks) suunas horisondi suhtes nurga all, mis on võrdne piirkonna laiuskraadiga.
Antiikne vasest päikesekell kindluse seinal St Michael's Mountis, Cornwallis, Ühendkuningriigis.
Sellised päikesekellad asuvad samuti rangelt geograafiliste kardinaalsete suundade järgi.
Märk sihverplaadil, mis vastab kella 12-le päeval, on tehtud analoogia põhjal päikesekella eelmise versiooniga. Selle märgi gnomoni varju ületamise hetkel salvestatakse aeg tavalisele kellale. Pärast seda, täpselt tund hiljem tehakse järgmine märge. Ja nii edasi, kuni Päike kaob horisondi alla. Kõik märgid on sirgjoontega ühendatud gnomoni asukohaga - saadakse omamoodi kiir.
Hommikutundidele vastavad kiired on sihverplaadile joonistatud õhtuste peegelpildina. Järgmisena nummerdatakse iga kiir analoogselt päikesekella eelmise versiooniga.
Kuupäeva määramiseks saate sellele numbrilauale ka märke teha. Selle jaoks:
- Suvise pööripäeva päeval kantakse päeva jooksul iga tund sihverplaadile märgid, mis vastavad gnomoni varju lõpule.
- Märgid on ühendatud sujuva kõveraga.
- Saadud kõvera kõrvale märgitakse märkmete tegemise kuupäev ja kuu.
- Sarnaseid toiminguid korratakse täpselt kuu aega hiljem ja nii kuni saabub talvise pööripäeva päev.
- Kõverate vastasküljele on kantud kuupäevad ja kuud, mis vastavad perioodile detsembrist juunini. Seega vastab juuli maile, augustist aprillini, septembrist märtsini, oktoobrist veebruarini ja novembrist jaanuarini.
Sellise kella järgi kuupäeva ligikaudseks määramiseks tuleb vaadata, millisel kõveral on gnomoni varju ots või milliste kõverate vahel ning seejärel määrata interpolatsiooni meetodil ligikaudne kuupäev ja kuu. Selleks on muidugi vaja vähemalt teada, mis perioodi mõõtmine toimub, sest näiteks 21. novembril on vari ligikaudu sama pikk kui 21. jaanuaril.
Vertikaalne päikesekell
Vertikaalsel päikesekellal, nagu nimigi ütleb, on vertikaalne sihverplaat. Selline sihverplaat on sageli kinnitatud hoone samba või seina külge. Siiski tuleb märkida, et mugavuse huvides tuleks selline ketas asetada rangelt lõunasse (põhjapoolkera keskmiste ja kõrgete laiuskraadide jaoks) või rangelt põhja poole (lõunapoolkera keskmiste ja kõrgete laiuskraadide jaoks).
Moskva piirkond, Sarovi Serafimi templi fassaad, Inkermani lubjakivist vertikaalne päikesekell. Plaadi suurus on 100x50 cm.
Gnomon peaks sel juhul, nagu ka eelmisel, olema kallutatud horisondi suhtes nurga all, mis on võrdne selle piirkonna laiuskraadiga, kuhu päikesekell on paigaldatud.
Selle kella sihverplaadi ja kalendri märgistused on tehtud sarnaselt horisontaalse päikesekellaga.
Vertikaalsete päikesekellade peamiseks puuduseks on nende kasutamise võimatus troopilises ja ekvatoriaalvööndis, kui Päikese asukoht keskpäeval nihkub põhjast lõunasse või vastupidi. Sel juhul saate jätkata analoogiliselt ekvaatorilise päikesekellaga, muutes selle sihverplaadi kahepoolseks. Kuid te ei saa selle kellaga kalendrit kasutada, kuna gnomoni vari on liiga pikk.
Tegelikult on ekvaatoril vertikaalne päikesekell ekvaatorilise päikesekella erijuht, kuna siin on selle sihverplaadi tasapind paralleelne taevaekvaatoriga ja gnomon on selle tasapinnaga risti.
Astronoomilise aja teisendamine kohalikuks ajaks
"Maise" aja väljaselgitamiseks, teades päikesekellaga määratud astronoomilist aega, peate arvestama kahe põhipunktiga: selle piirkonna pikkuskraad, kus aega mõõdetakse, ja aja võrrandit. Miks see oluline on ja kuidas see tava- ja päikesekellade ajanäitude erinevust mõjutab, rääkisime siin.
Esimese pikkuskraadiga seotud hetke korrigeerimiseks peate meeles pidama, et Maa pöörleb ümber oma telje nurkkiirusega ligikaudu 15 kraadi tunnis. Seega on võimalik määrata erinevus astronoomilise aja vahel selles piirkonnas ja astronoomilise aja vahel algmeridiaanis ehk Greenwichis.
Ajavõrrandiga seotud paranduste arvessevõtmiseks peab teil olema ajavõrrandi tabel või graafik. Seda on mugav kanda otse päikesekellale kohas, kus see ei sega muid mõõtmisi.
See graafik näitab, kui palju varem või hiljem kui 12 "maist" tundi konkreetsel päeval on Päike oma seniidis, see tähendab, et see näitab astronoomilise ja "maise" aja erinevust antud päeval "keskmisel" pikkuskraadil. mille järgi määratakse ajavöönd.
Pikkuskraad ja ajavõrrandit korrigeerides saate Greenwichi "maise" aja. Teades Greenwichi aega ja teie ajavööndit, on kohalikku "maist" aega lihtne arvutada.
Muidugi võite minna ka teist teed pidi, ilma et peaksite proovima Greenwichi aega arvutada, kuid siis peate keskenduma ajavöönditele, mis poliitilise komponendi tõttu ei vasta alati selgelt astronoomilistele näitudele ja seetõttu on selgitus rohkem. segane.
Sellega seoses vaatame näite abil eelnevalt mainitud algoritmi.
Mõõtmised viiakse läbi alal, mille pikkuskraad on 32 kraadi ja 30 minutit idapikkust. Kuupäev kalendris on 20. veebruar. Päikesekella näit on kell 16. On vaja kindlaks määrata keskmine "maapealne" aeg.
Lahendus näeb välja selline:
- Arvutatakse erinevus Greenwichi ajaga: 32°30′ / 15 = 2 tundi 9 minutit. Kuna pikkuskraad on idapoolne, tähendab see, et algmeridiaani kell on antud piirkonna kellaga võrreldes 2 tundi 9 minutit tagapool.
- Ajavõrrandi jaoks tehakse parandus. 20. veebruari ajavõrrandi tabeli järgi leitakse näitaja - see vastab +13,9-le. See tähendab, et astronoomiline aeg jääb sel päeval "maisest" maha 13,9 minutiga, mis vastab 13 minutile 54 sekundile. See tähendab, et "maapealne" aeg (kuid mitte ajavööndi keskmisena) vastab praegu 16 tundi + 13 minutit 54 sekundit = 16 tundi 13 minutit 54 sekundit. Ümardage lähima minutini - selgub, et see on 16 tundi 14 minutit.
- Teades “maist” (mitte keskmist) aega antud piirkonnas ja tundide erinevust algmeridiaaniga, määratakse Greenwichi aeg: 16 tundi 14 minutit – 2 tundi 9 minutit = 14 tundi 5 minutit.
- Teades selle piirkonna ajavööndit (+2), kus mõõtmised tehakse, määratakse selle piirkonna keskmine “maapealne” aeg: 14 tundi 5 minutit + 2 tundi = 16 tundi 5 minutit.
Kui päikesekella ei ole plaanis teisaldada teise pikkuskraadiga piirkonda, saab pikkuskraadi paranduse kirjutada kellale endale, et mitte iga kord ümber arvutada.
Samuti on oluline astronoomilise aja teisendamisel "maapealseks ajaks" mitte unustada, et mõnes piirkonnas on kellad seatud suveajale. Kui seda ei tehta, võib viga olla 1 tund.
Kas päikesekella on võimalik osta?
Täna näete müügil palju erinevaid mudeleid päikesekell. Kahjuks täidavad paljud neist puhtalt dekoratiivne funktsioon ja ei sobi täpseks ajamõõtmiseks. Minul isiklikult oli õnn näha vaid korra sellist mudelit, mille abil saab reaalselt aega määrata.
“Töökorras” päikesekella ostmisel tuleks esimese asjana tähelepanu pöörata sellele, mis tüüpi see on. Ekvatoriaalset tüüpi päikesekellad, nagu varem mainitud, on universaalsed, mis tähendab, et tõenäoliselt saab neid paigaldada normaalselt igasse piirkonda ja tagada õige töö.
Sellised kellad peaksid olema varustatud mehhanismiga, mis võimaldab teil reguleerida sihverplaadi kallet, ja võimalusel pöörleva skaalaga, mis võimaldab teil seda kasutada mis tahes kohas.
On ka ettevõtteid, kes toodavad eritellimusel päikesekellasid, kuid nende teenused on minu teada väga kallid.
Selle põhjal tundub mulle, et päikesekella on lihtsam ise teha papist või vineerist. Sel juhul ei omanda inimene mitte ainult tõeliselt töötavat tööriista, vaid mõistab paremini ka nende kellade tööpõhimõtteid. Ja need põhimõtted on kõigi Päikese, tähtede ja Kuu orienteerumismeetodite põhialused, mis on nii vajalikud reisijatele, kes arvestavad hädaolukordade riskidega ja uurivad võimalusi nende ületamiseks.
Kõigi ülaltoodu kokkuvõtteks võib märkida mitu punkti.
Inimesele, kes leiab end sisse elusloodus, eriti päikesekell ja gnomon võimaldavad teil piirkonnas navigeerida. Sellega seoses on kaasaskantav päikesekell universaalsem tööriist, mis võimaldab leida kardinaalsete suundade ligikaudse asukoha igal kellaajal, kui on teada piirkonna kellaaeg ja koordinaadid ning Päike ei ole pilvede varjatud. Statsionaarse päikesekellaga on kõik veelgi lihtsam: need võimaldavad navigeerida pilves ilmaga ja isegi öösel, kuna reeglina on need orienteeritud rangelt põhipunktidele.
Päikesekella funktsioonid, nagu kellaaeg ja kuupäev, ei ole turismi- ja hädaolukordades nii vajalikud. Vähemalt pole ma kuulnud, et keegi oleks tõsiselt viga saanud, ilma kalendripäeva või kohalikku aega teadmata. Kui aga on siiski vaja Päikese järgi ajas navigeerida, nagu minulgi, on seda lihtsam teha, kui tead hetkel põhisuundi ja suunda Päikese poole. Jah, tulemus ei ole väga täpne ja madalatel laiuskraadidel pole sellest meetodist suurt abi, samas ei pea te kaasas kandma ka mahukat päikesekella ega raiskama aega vanaraua materjalidest maapinnale selle ehitamisele.
Kui siiski on tungiv vajadus päikesekella järele, siis peaksite seda orienteerima mitte kompassi, vaid põhjatähe või gnomoni abil määratud kardinaalsete suundade järgi. Nagu varem mainitud, ei lange magnetpoolused geograafiliste poolustega kokku ning päikesekella paigaldusala võib asuda magnetanomaalia tsoonis. Kõik see ei võimalda päikesekella magnetkompassi abil õigesti seadistada.
