Człowiek od zarania dziejów wykorzystywał Słońce do określania pory dnia i roku. Przełom w mierzeniu czasu nastąpił po wynalezieniu gnomonu, czyli pionowo wbitego w ziemię pręta. Tak powstał pierwszy zegar słoneczny,
a zarazem najstarszy i najprostrzy przyrząd astronomiczny. Stało się to kilka tysięcy lat temu, zapewne niezależnie w wielu miejscach. Przyjmuje się, że gnomon najwcześniej wynaleziomo w Mezopotamii i w Egipcie, co zapoczątkowało świadome obserwacje astronomiczne. Klasyczne zegary słoneczne mierzyły czs lokalny, który był inny w każdej miejscowości. Po wprowadzeniu stref czasowych, współczesne zegary słoneczne potrafią precyzyjnie mierzyć czas jednostajny obowiązujący w całej strefie. Przykładem takiego zegara jest wertykalny zegar słoneczny na południowo-wschodniej ścianie bloku nr 14.
Jak odczytać czas za pomocą zegara słonecznego?
1. Zaobserwować cień gnomonu i odczytać jego wskazania na podziałce zegara. Jest to czas słoneczny, który w zależnosci od pory roku może różnić się od czasu cywilnego (używanego w życiu codziennym) nawet o kilkanaście minut.
2. Do wskazania zegara dodaj lub odejmij poprawkę minutową odczytaną z wykresu analemmy (krzywa wykreślona na godzinie 12-tej):
a) odszukaj na wykresie dzisiejszą datę (cień walca) i znajdź punkt przecięcia z linią falistą (analemmą),
b) w punkcie przecięcia odczytaj poprawkę minutową na prawej lub lewej skali wykresu (poprawka może być dodatnia lub ujemna).
Czas odczytany z uwzględnieniem poprawek jest czasem cywilnym, który obowiązuje w letniej porze roku (dolna skala). W okresie obowiązywania czasu zimowego, należy odczytywać godziny na skali górnej, oznaczonej śnieżynką.
Kalendarz słoneczny.
Walec umieszczony na gnomonie, pozwala za pomocą zegara wskazać przybliżone daty obserwacji. Na cyferblacie umieszczono 7 hiperbol, z czego jedna przyjmuje szczególną postać odcinka prostej. Cień walca, porusza się dokładnie po tych hiperbolach 12 razy w ciągu roku. Daty zastąpiono znakami z Zodjaku, gdyż są to jednocześnie dni wchodzenia Słońca w te gwiazdozbiory. Dwa razy w roku cień walca porusza się po prostej. Są to równonoce, wiosenna i jesienna, przypadające odpowiednio około 21 marca i 23 września.
Podziałkę zegara wyznaczają rysowane grubą kreską - odcinki godzinowe, cieńszą - półgodzinowe. Nierównomierność skali, wynika z położenia ściany szczytowej budynku nr 14, która jest odchylona od południka lokalnego o 47o.
Wykres analemmy.
Fotografując słonce codziennie przez cały rok np. o godz. 12:00, wbrew oczekiwaniom nie otrzymalibyśmy obrazu wielu Słonc ustawionych jedno na drugim. Okazuje się, że Słońce w różnych porach roku zbacza z kierunku południowego w lewo lub prawo. Obraz na fotografii miałby kształt przypominający ósemkę, którą nazywamy analemmą.
Ziemia porusza się wokół Słońca nie po okręgu, lecz po elipsie. Najbliżej Słońca znajdujem się 4 stycznia, w odległości 147 mln km, w punkcie zwanym aphelium. Prędkość orbitalna Ziemi jest wtedy największa. Najdalej od Słońca znajduje się 4 lipca, w punkcie peryhelium, w odległości 152 mln km. Prędkość orbitalna Ziemi jest wtedy najmniejsza. Różnice w prędkości poruszania się Ziemi wokół Słońca sprawiają, że czas mierzony przez Słońce nie płynie jednostajnie. W życiu codziennym używamy czasu jednostajnego, dlatego do wskazań zegara trzeba doliczyć poprawki odczytane z wykresu. Opis korzystania z wykresu umieszczono w sekcji "Jak odczytać czas?".
Autor tekstu:
Marek Szymocha
www.gnomonica.com
|
