Сонячний годинник

Зараз навряд чи комусь спаде на думку всерйоз координувати свій день сонячним годинником. Їх роблять здебільшого для забави, а не для зручності. Адже звичний нам механічний та електронний годинник і простіше, і надійніше, і точніше. Вони не залежать від погоди і завжди, суворо карбуючи секунди і ділячи добу на 24 години, показують справжній час. Але чи це так?

Очевидний рух Сонця по небосхилу є наслідок двох рухів Землі: навколо власної осі та навколо Сонця. Якби орбіта планети була ідеально круглою, то жодних ускладнень у розрахунках не виникало б. Але її шлях - еліпс, і на максимальному віддаленні від Сонця (коли в нашій півкулі літо) Земля летить повільніше, а на мінімальному віддаленні (взимку) швидше. Тому величина справжньої сонячної доби щодня різна. Щоденні відмінності не такі вже й великі, але в пікових значеннях максимальна довжина доби відрізняється від мінімальної приблизно на 30 хв. Тому сонячний годинник показує справжній час, звичайно, якщо його правильно встановити, а механічний годинник показує час усереднений. Тривалість середньої доби, яка називається ще цивільною, є величина постійна, отримана розрахунковим шляхом і дорівнює 24 годин. А тривалість справжньої сонячної доби дорівнює 24год ± 17 хв.

Різниця між істинним і середнім часом називається "рівнянням часу". Щоденні значення рівнянь часу зводяться до таблиці або відображаються графіком. Ці дані легко можна знайти у різних астрономічних виданнях.

Щоб сонячним годинником визначити громадянський час, треба до їх показань додати (або відібрати) величину рівняння часу. Для цього часто на циферблаті сонячного годинника зображують графік або таблицю рівняння часу. Чотири рази на рік рівняння часу перетворюється на нуль (близько 15 квітня, 14 червня, 1 вересня та 24 грудня) і 4 рази на рік набуває екстремальних значень. З них найбільш значні близько 11 лютого (до показань сонячного годинника слід додати 14 хвилин) і 2 листопада (від їх показань треба відібрати 16 хвилин).

Але навряд чи потрібна така точність для сонячного годинника, встановленого в саду або на стіні будинку. Для визначення точного часу набагато швидше подивитися на наручний годинник, ніж проводити постійно обчислення. Тому, як правило, весь сонячний годинник робиться за спрощеною схемою. Ми розповімо про створення найпростіших годинників та підкажемо, як зробити обчислення для більш складних.

Сонячний годинник складається з циферблату, званого кадраном, і гномона - покажчика, тінь від якого і дає можливість визначити час. Існує багато видів сонячного годинника, ми розповімо про нього на сторінках нашого журналу, але найчастіше зустрічаються три основні види: горизонтальні, вертикальні та екваторіальні.

Найпростіший у виготовленні годинник - екваторіальний - із похилим кадраном. А ось виготовлення вертикального та горизонтального годинника вимагатиме серйозних розрахунків та знань геометрії та тригонометрії.

- виготовлення екваторіального сонячного годинника.

- виготовлення горизонтального сонячного годинника.

- виготовлення вертикального сонячного годинника.

Отже, за хорошого знання тригонометрії та певних навичок, можна домогтися того, щоб сонячний годинник вказував час з точністю до 5 хвилин і дату з точністю до доби, але за однієї умови: якщо на небі є денне світило, і воно не закрите хмарами.

Бажаємо удачі та сонячних днів!