Экваториальные солнечные часы

Это самые простые в изготовлении и установке солнечные часы. Плоскость их циферблата лежит в плоскости небесного экватора (то есть расположена под углом (90° - f), где f - географическая широта). Таким образом, для их изготовления нам понадобятся: плоская поверхность (кадран), на которой мы будем размечать циферблат, и вертикальный указатель (гномон), тень которого будет показывать время. Еще необходимо знать точную географическую широту своей местности.

В начале надо изготовить циферблат. Это может быст любой предмет с плоской поверхностью: камень, плита, доска, пластик... На нее необходимо нанести часовые деления. Размечать можно непосредственно на плоскости часов или сделать это на бумаге, а потом уже перенести на выбранную поверхность. Циферблат экваториальных солнечных часов представляет собой круг, разделенный на 24 равные сектора по 15° каждый (360° : 24 = 15°). Таким образом, каждый час нашего циферблата содержит 15°, а каждому градусу соответствуют 4мин часового времени. Это и вся разметка. В центре устанавливаем гномон - вертикальный указатель. Он должен располагаться строго перпендикулярно поверхности часов, от этого зависит их точность.

Из чего изготовить гномон и как его прикрепить к часам - подскажет Ваша фантазия. В конце статьи дана ссылка на фотографии готовых часов, надеемся, она поможет Вам создать что-то интересное и необычное.

Итак, часы готовы, теперь самое сложное - установка. Циферблат должен располагаться наклонно в сторону севера, а полуденная линия 24 - 12 должна соответствовать направлению юг - север. Так как мы рассматриваем сейчас летний вариант часов, а у нас вводится "летнее время", то и время полдня мы сдвигаем и, соответственно, полуденная линия у нас сместится и будет летом соответствовать положению 1 - 13. В таком виде циферблат можно устанавливать, он уже достаточно точно будет показывать время.

Но если Вы задались целью максимально точно определять время, то надо будет еще немного потрудиться над циферблатом. Сейчас он расчерчен, чтобы показывать среднее время для нашего часового пояса, а нам надо полуденную линию расположить так, чтобы она показывала истинный полдень в нашей местности. Для этого надо знать точно долготу нашего населенного пункта. Время истинного полдня можно определить по формуле:

T = 12ч - L + n + 1ч

где L - географическая долгота местности (выраженная в часах), n - номер часового пояса, 1ч - прибавляем один час летнего времени.

Например, для Харькова долгота составляет 36°13', часовой пояс n = 2ч. Как выше указывалось, 1° соответствует 4мин в часовом измерении, поэтому, долгота 36°13' будет соответствовать примерно 2час25мин. Подставляя эти значения в формулу, получим время истинного полдня:

T = 12ч - 2ч25м + 2ч + 1ч= 12ч35м

Таким образом, в Харькове летом истинный полдень наступает в 12ч35м, а значит полуденная линия (выделена красным цветом) должна быть направлена именно на 12ч35мин. Чтобы было нагляднее, можно циферблат разграфить более точно, как на рисунке, или сделать двойную шкалу.

Теперь необходимо циферблат расположить так, чтобы полуденная линия S-N располагалась точно по направления юг-север. Опять же, если особо точные настройки часов не нужны, то можем воспользоваться обычным компасом. Но стрелка даже сверхточного компаса показывает направление на магнитный полюс Земли, которое отличается от направления на север. Приведем несколько способов определения истинного направления север-юг:

1. Направление на север можно определить ночью, наблюдая за Полярной звездой, такое определение направления на север даст ошибку не более 1-3 градусов.

2. В момент истинного полдня тень от предметов показывает на север. Мы определили время истинного полдня в нашей местности, теперь прибавив или отняв, в зависимости от знака, значение уравнения времени из таблицы, мы получим время истинного полдня для каждого дня.

3. Определить направление на север можно по тени от указателя (гномона). Установив указатель (G) отмечают утром направление тени, затем проводят окружность с центром возле указателя и радиусом равным длине тени. Вечером отмечают направление тени, которое будет равно утренней. Биссектриса угла между двумя направлениями тени покажет на север.

После того, как выбрали направление на север, устанавливаем наш циферблат так, чтобы полуденная линия S - N совпадала с направлением юг-север. Плоскость часов должна быть установлена наклонно, угол наклона должен равняться 90° минус широта вашей местности. Например, Харьков расположен

на широте ровно 50°, поэтому наклон плоскости часов к линии горизонта составит 90° - 50° = 40°.

Теперь солнечные часы установлены правильно и смогут показывать нам точное время. Вот только работать такие наклонные часы будут в период с 22 марта по 22 сентября, когда солнце находится в нашем Северном полушарии. После осеннего равноденствия циферблат окажется в постоянной тени.

Но если Вы хотите круглый год следить за солнечным временем, то Вам необходимо построить другие часы - с горизонтальным или вертикальным циферблатом. Рассчитать их, конечно, сложнее, но в наших статьях раздела "Интересно знать" мы подробно рассказываем об этом.