Екваторіальний сонячний годинник

Це найпростіший у виготовленні та встановленні сонячний годинник. Площина їхнього циферблату лежить у площині небесного екватора (тобто розташована під кутом (90° - f), де f - географічна широта). Таким чином, для їх виготовлення нам знадобляться: плоска поверхня (кадран), на якій ми розмічатимемо циферблат, і вертикальний покажчик (гномон), тінь якого показуватиме час. Ще необхідно знати точну географічну широту своєї місцевості.

На початку треба виготовити циферблат. Це може бути будь-який предмет з плоскою поверхнею: камінь, плита, дошка, пластик... На неї необхідно нанести годинникові поділки. Розмічати можна безпосередньо на площині годинника або зробити це на папері, а потім вже перенести на вибрану поверхню. Циферблат екваторіального сонячного годинника є коло, розділений на 24 рівні сектори по 15° кожен (360° : 24 = 15°). Таким чином, щогодини нашого циферблата містить 15 °, а кожному градусу відповідають 4хв годинного часу. Це й уся розмітка. У центрі встановлюємо гномон – вертикальний покажчик. Він повинен розташовуватися строго перпендикулярно поверхні годинника, від цього залежить їх точність.

З чого виготовити гномон і як його прикріпити до годинника – підкаже Ваша фантазія. Наприкінці статті дано посилання на фотографії готового годинника, сподіваємося, воно допоможе Вам створити щось цікаве та незвичайне.

Отже, годинник готовий, тепер найскладніше - установка. Циферблат повинен розташовуватись похило у бік півночі, а південна лінія 24 - 12 повинна відповідати напрямку південь - північ. Так як ми розглядаємо зараз літній варіант годинника, а в нас вводиться "літній час", то і час півдня ми зрушуємо і, відповідно, південна лінія у нас зміститься і буде влітку відповідати положенню 1 - 13. У такому вигляді циферблат можна встановлювати, він вже досить точно показуватиме час.

Але якщо Ви поставили за мету максимально точно визначати час, то треба буде ще трохи попрацювати над циферблатом. Зараз він розкреслений, щоб показувати середній час для нашого часового поясу, а нам треба полуденну лінію розмістити так, щоб вона показувала справжній полудень у нашій місцевості. Для цього треба знати точно довготу нашого населеного пункту. Час справжнього півдня можна визначити за такою формулою:

T = 12год - L + n + 1ч

де L - географічна довгота місцевості (виражена в годиннику), n - номер часового поясу, 1ч - додаємо одну годину літнього часу.

Наприклад, для Харкова довгота становить 36°13', часовий пояс n = 2год. Як вище вказувалося, 1° відповідає 4хв у годинному вимірі, тому довгота 36°13' буде відповідати приблизно 2час25хв. Підставляючи ці значення формулу, отримаємо час справжнього півдня:

T = 12ч - 2ч25м + 2ч + 1ч = 12ч35м

Таким чином, у Харкові влітку справжній опівдні настає у 12ч35м, а значить південна лінія (виділена червоним кольором) має бути спрямована саме на 12ч35хв. Щоб було наочніше, циферблат можна розграфити точніше, як на малюнку, або зробити подвійну шкалу.

Тепер необхідно циферблат розташувати так, щоб південна лінія S-N розташовувалася точно за напрямом південь-північ. Знову ж таки, якщо особливо точні налаштування годинника не потрібні, то можемо скористатися звичайним компасом. Але стрілка навіть надточного компаса показує напрямок на магнітний полюс Землі, який відрізняється від напрямку на північ. Наведемо кілька способів визначення істинного напрямку північ-південь:

1. Напрямок на північ можна визначити вночі, спостерігаючи за Полярною зіркою, таке визначення напрямку на північ дасть помилку не більше 1-3 градусів.

2. У момент справжнього півдня тінь від предметів показує північ. Ми визначили час справжнього півдня в нашій місцевості, тепер додавши або відібравши, залежно від знака, значення рівняння часу з таблиці, ми отримаємо час справжнього півдня для кожного дня.

3. Визначити напрямок північ можна за тіні від покажчика (гномона). Встановивши покажчик (G) відзначають вранці напрямок тіні, потім проводять коло з центром біля покажчика та радіусом рівним довжині тіні. Увечері відзначають напрямок тіні, який дорівнюватиме ранковою. Бісектриса кута між двома напрямками тіні покаже на північ.

Після того, як вибрали напрямок на північ, встановлюємо наш циферблат так, щоб південна лінія S - N збігалася з напрямком південно-північ. Площина годинника повинна бути встановлена похило, кут нахилу повинен дорівнювати 90° мінус широта вашої місцевості. Наприклад, Харків розташований

на широті рівно 50°, тому нахил площини годинника до лінії горизонту складе 90° - 50° = 40°.

Тепер сонячний годинник встановлений правильно і зможе показувати нам точний час. Ось тільки працюватиме такий похилий годинник у період з 22 березня по 22 вересня, коли сонце знаходиться в нашій Північній півкулі. Після осіннього рівнодення циферблат опиниться у постійній тіні.

Але якщо Ви хочете цілий рік стежити за сонячним часом, то Вам необхідно побудувати інший годинник - з горизонтальним або вертикальним циферблатом. Розрахувати їх, звичайно, складніше, але в наших статтях розділу "Цікаво знати" ми докладно розповідаємо про це.