Sončna ura iz kamna. Stenska sončna ura

Pojav sončne ure je povezan s trenutkom, ko je človek spoznal razmerje med dolžino in položajem sončne sence od določenih predmetov ter položajem Sonca na nebu. Najstarejše orodje za določanje časa je bil gnomon. Sprememba dolžine njegove sence je kazala čas. Nastanek tako imenovanih senčnih (imenujemo jih sončnih) ur pripisujejo Egipčanom, ki so jih izumili že v drugem tisočletju pr. Bili so preprosta lesena deska z oznakami. Senčna ura, razdeljena na dvanajstdnevne intervale, je postala prvi človeški izum, zasnovan za DOLOČANJE časa. tako, " Sončna ura"je naprava za določanje časa s spreminjanjem dolžine sence od gnomona in njenega gibanja po številčnici. Majhna palica (gnomon) je bila pritrjena na ploščat kamen (kadran), vrezan s črtami - številčnica, senca gnomona je služila kot urni kazalec. Ker pa so takšne ure »delale« le podnevi, jih je ponoči zamenjala klepsidra - tako so Grki imenovali vodno uro.

Obstajajo sončne ure vodoravne, navpične (če je ravnina številčnice navpična in usmerjena od zahoda proti vzhodu), jutranje ali večerne (ravnina je navpična, od severa proti jugu) in ekvatorialne. Izdelovali so tudi stožčaste, kroglaste in valjaste sončne ure.

Najenostavnejša sončna ura.

Najstarejše orodje za določanje časa je bil gnomon. Sprememba dolžine njegove sence je kazala na uro dneva. Tako preprosta sončna ura je omenjena v Svetem pismu:

Četrta knjiga kraljev, 20. poglavje

9. In Izaija je rekel: »Tukaj je znamenje od Gospoda za vas, da bo Gospod izpolnil besedo, ki jo je rekel: Ali naj gre senca deset korakov naprej ali se obrne deset korakov nazaj?«

10 In Ezekija je rekel: Lahko se senci pomakne deset korakov naprej; ne, naj se senca vrne deset korakov nazaj.

11. In prerok Izaija je vpil h Gospodu in vrnil senco nazaj na stopnice, kjer je šla navzdol po Ahazovih stopnicah, deset stopnic.

Izaija, 38. poglavje

8. Glej, vrnil bom deset korakov nazaj senco sonca, ki je šla po Ahazovih stopnicah. In sonce se je vrnilo deset korakov po stopnicah, po katerih se je spustilo.

Svetopisemska vrstica omenja sončno uro, zgrajeno v Jeruzalemu pod kraljem Ahazom v 8. stoletju pr.

Ena prvih sončnih ur, najdenih v grobu Nauth (Irska), sega v leto 5000 pr.

Prvi znani opis sončne ure v starem Egiptu je napis v grobnici Setija I. iz let 1306-1290. pr. n. št e. Govori o sončni uri, ki je merila čas z dolžino sence in je bila pravokotna plošča z delitvami. Na enem koncu je pritrjen nizek blok z dolgo vodoravno palico, ki meče senco. Konec plošče s prečko je bil obrnjen proti vzhodu, po oznakah na pravokotni plošči pa je bila določena ura dneva, ki je bila v starem Egiptu definirana kot 1/12 časovnega obdobja od sončnega vzhoda do sončnega zahoda. Po poldnevu se je konec plošče usmeril proti zahodu.


Rekonstrukcija po opisu egipčanske sončne ure iz grobnice Setija I. v popoldanski legi. Zjutraj so jih obrnili v drugo smer.

Najdeni so bili tudi instrumenti, izdelani po tem principu. Eden od njih sega v obdobje vladavine Tutmozisa III in je v letih 1479-1425. pr. n. št e., drugi je iz Saisa, on je 500 let mlajši. Na koncu imajo le prečko, brez vodoravne palice, imajo pa tudi utor za navpično linijo, ki daje napravi vodoravni položaj.



Sončna ura iz časa vladavine Tutmozisa III. Tudi te ure je bilo treba popoldne odviti.

Drugi dve vrsti staroegipčanskih ur, ki sta merili čas z dolžino sence, sta bili tisti, pri katerih je senca padla na nagnjeno ravnino ali na stopnice. Prikrajšani so bili za pomanjkanje ur z ravno površino: v jutranjih in večernih urah je senca segala čez ploščo. Te vrste ur so bile združene v apnenčastem modelu, ki ga hranijo v Egiptovskem muzeju v Kairu in so datirane nekoliko pozneje kot ura iz Saisa. Na eni strani modela sta dve poševni ravnini s stopnicami, ena od njih je bila usmerjena proti vzhodu, druga pa proti zahodu. Pred poldnevom je senca padla na prvo ravnino, ki se je postopoma spuščala po stopnicah od zgoraj navzdol, popoldne pa na drugo ravnino, ki se je postopoma dvigala od spodaj navzgor; opoldne ni bilo sence. Na drugi strani modela sta dve poševni ravnini brez stopnic, ta tip ure je deloval podobno kot ura s stopnicami.



Posebna izvedba tipa sončne ure z nagnjeno ravnino je bila prenosna ura iz Kantare, nastala okoli leta 320 pr. e. z eno nagnjeno ravnino, na kateri so bile označene delitve, in navpično črto. Letalo je bilo usmerjeno proti soncu.



Risba ure z nagnjeno ravnino. Tako je izgledala ura iz Kantare.

Leta 2013 so znanstveniki z univerze v Baslu poročali o odkritju sončne ure, domnevno navpične, stare 3300 let, naslikane na apnenčastem ostrakonu. Odkrili so jih v Dolini kraljev v bližini delavskega bivališča med grobnicama KV29 in KV61.

Ura je skafis.

Po zgodbi Vitruvija, babilonskega astronoma Berosusa, ki se je v 6. st. pr. n. št e. na otoku Kos je Grke seznanil z babilonsko sončno uro, ki je imela obliko kroglaste sklede - tako imenovani skafis. To sončno uro sta izboljšala Anaksimander in Anaksimen. Sredi 18. stoletja so med izkopavanji v Italiji našli popolnoma enak instrument, kot ga je opisal Vitruvij. Stari Grki in Rimljani so tako kot Egipčani časovno obdobje od sončnega vzhoda do zahoda delili na 12 ur, zato je bila njihova ura (kot merilo časa) različno dolga glede na letni čas. Površina vdolbine v sončni uri in črte "ure" na njej so bile izbrane tako, da je konec sence palice kazal uro. Kot, pod katerim je odrezan vrh kamna, je odvisen od zemljepisne širine kraja, za katerega je ura izdelana. Poznejši geometri in astronomi (Evdoks, Apolonij, Aristarh) so se domislili različnih oblik sončnih ur. Ohranjeni so opisi takšnih inštrumentov, ki nosijo najbolj nenavadna imena glede na njihov videz. Včasih je bil gnomon, ki je metal senco, nameščen vzporedno z zemeljsko osjo.

Iz Grčije je sončna ura dosegla Rim. Leta 293 pr. e. Papirius Cursor je ukazal zgraditi sončno uro v templju Kvirinala in leta 263 pr. e. drugi konzul Valerij Mesala je s Sicilije prinesel sončno uro. Zasnovani za južnejšo zemljepisno širino so napačno kazali uro. Za širino Rima so bile prve ure izdelane okoli leta 170 pr. e. Marcij Filip.

Skafis - sončna ura starih. Sferoidna zareza ima ure. Senco je metala vodoravna ali navpična palica ali krogla v središču instrumenta. Kot, pod katerim je odrezan vrh kamna, je odvisen od zemljepisne širine kraja, za katerega je ura izdelana. Zato so bile takšne ure zgrajene na mestu, kjer naj bi se uporabljale.

Horizontalna sončna ura.

Horizontalna sončna ura je sestavljena iz kadrana in gnomona. Okvir je nameščen vzporedno z ravnino obzorja. Najpogosteje je gnomon trikotnik, pravokotno na ravnino okvir, ena od njegovih strani pa je nagnjena proti njemu pod kotom, ki je enak geografski širini kraja, kjer je ura nameščena. Linija presečišča gnomona in okvirja je usmerjena vzporedno z opoldansko črto - črto, vzdolž katere je senca navpične palice usmerjena ob pravem poldnevu na dani lokaciji.





Vintage horizontalna sončna ura.



Vertikalna sončna ura.

Vertikalne sončne ure so običajno nameščene na stenah zgradb in različnih objektov. Zato je njihov okvir navpičen - pravokoten na ravnino obzorja, vendar ga je mogoče obrniti v različne smeri. Položaj urnih razdelkov na okvirju je odvisen od smeri, v katero je okvir obrnjen. Simetrične bodo glede na opoldansko delitev le, če je okvir obrnjen strogo proti jugu (geografsko, ne magnetno!) - na severni polobli, ali proti severu - na južni polobli, z drugimi besedami - ko je okvir pravokoten do opoldanske črte. Za tako usmerjen kadran mora gnomon ležati v ravnini nebesnega poldnevnika, z drugimi besedami, biti pravokoten tako na ravnino kadrana kot na ravnino obzorja, ena od njegovih strani pa mora biti vzporedna z zemeljsko osjo.



Vertikalna sončna ura.



Navpična sončna ura na fasadi templja Merafima Sarovskega v moskovski regiji. Inaermanski apnenec, baker, 100x50cm.



Vertikalna sončna ura, 1623. Rekonstrukcija 1991.

IN Moskovski planetarij Obstaja navpična sončna ura, ki prikazuje čas in datum.

To je redka zasnova sončne ure, pri kateri je gnomon, ki kaže na Severnico, na spodnjem koncu povezan z dioptrijo. Svetlobna luknja v obliki sonca s krono vrže zajčka na navpični ščit-številčnico, na površini katere je nameščen sistem datumov in ur. Ravnina ure je usmerjena v smeri zahod-vzhod.



Od zgoraj navzdol vzdolž stojala je pahljača ravnih črt, ki merijo ure in minute, vodoravno pa šop hiperbol, po katerih drsi sončna senca. različne mesece na različnih višinah. Sončni žarek hkrati označuje čas dneva in letni čas.

Jasno je razvidno, da na dan poletni solsticij, ko se Sonce pomakne čim višje od nebesnega ekvatorja in doseže Rakov trop, zajček hodi po spodnjem robu koordinatne mreže. V dneh spomladanskega in jesenskega enakonočja bo sončni krog šel vzdolž srednje vodoravne črte, vzdolž ekvatorja. In pozimi bo zajček hodil po vrhovih.

Ekvatorialna ura.

Tudi ekvatorialna sončna ura je sestavljena iz okvirja (ploskev z urnimi razdelki) in gnomona. Urne razdelke na okvirju so označene v enakih kotnih intervalih, kot na številčnici običajne ure, gnomon pa je običajno kovinska palica, nameščena na okvir pravokotno na njegovo površino. Nato se okvir usmeri v vodoravni ravnini tako, da je ravna črta, ki povezuje osnovo gnomona in uro, ki ustreza poldnevu, usmerjena vzporedno z opoldansko črto proti jugu - za severno poloblo ali proti severu - za južni polobli in je glede na ravnino obzorja nagnjen proti severu oziroma proti jugu pod kotom α=90°-φ, kjer je φ geografska širina mesta namestitve sončne ure. Okvir bo vzporeden z nebesnim ekvatorjem (od tod tudi ime te vrste sončne ure), in ker se nebesna sfera čez dan enakomerno vrti, bo senca gnomona za vsako uro v dnevu opisovala enake kote (torej razdelitve ur se izvajajo na enak način kot na številčnici redne ure).



Diagram ekvatorialne sončne ure. Imenujejo se tudi nagnjeni.





Enaki kotni intervali (t=15°) med sosednjima urnima razdelkoma, kot na številčnici navadne ure, in pravokotnost gnomona na okvir sta glavni prednosti ekvatorialnih sončnih ur pred vodoravnimi in navpičnimi. Glavna pomanjkljivost ekvatorialnih sončnih ur je, da za razliko od horizontalnih delujejo le od dneva pomladnega enakonočja do dneva jesenskega enakonočja (na severni polobli je spomladansko enakonočje marca, jesensko enakonočje septembra, v Južna polobla spomladansko enakonočje je septembra, jesensko enakonočje marca). V preostalem delu leta ne bodo delovali, saj bo Sonce na drugi strani ravnine nebesnega ekvatorja in bo celotna zgornja površina okvirja v senci. Seveda lahko to pomanjkljivost odpravite, če naredite okvir v obliki plošče, tako na zgornjo kot na spodnjo površino nanesete urne delitve in gnomon nadaljujete pod ploščo, vendar tudi takrat, v dneh blizu pomladi oz. jesensko enakonočje, sončna ura ne bo delovala - Sonce ne bo sijalo na ploščo ne od zgoraj ali od spodaj, ampak od strani.

V srednjem veku so arabski astronomi (Thabit ibn Qorra, Ibn al-Shatir, Abu l-Hasan ibn Yunis) zapustili obsežne razprave o gnomoniki oziroma umetnosti gradnje sončnih ur. Osnova so bila pravila trigonometrije. Poleg »urnih« črt je bila na površini arabske ure označena tudi smer proti Meki, tako imenovana kibla. Posebej pomemben je bil trenutek dneva, ko je konec sence navpično postavljenega gnomona padel na črto kible.

Z uvedbo enakih ur dneva in noči (neodvisno od letnega časa) se je naloga gnomonike močno poenostavila: namesto opazovanja konca sence na zapletenih krivuljah je bilo dovolj, da je opazila smer sence.Če se žebljiček nahaja v smeri zemeljske osi, potem njegova senca leži v ravnini sončnega urnega kroga, kot med to ravnino in meridiansko ravnino pa je urni kot Sonca oziroma pravi čas. Vse, kar ostane, je najti presečišče zaporednih ravnin s površino "številčnice" ure. Najpogosteje je bila to ravnina, pravokotna na žebljiček, torej vzporedna z nebesnim ekvatorjem (ekvatorialna ali ekvinokcijska ura); na njem se smer sence vsako uro spremeni za 15°. V vseh drugih položajih številčnice koti, ki jih na njej tvori smer sence z opoldansko črto, ne rastejo enakomerno.

Gnomonika se je ukvarjala z izdelavo pravil za iskanje različnih položajev senc na teh površinah. Sončna ura, kot že rečeno, ne daje povprečnega, ampak pravi sončni čas. Ena od posebnih nalog gnomonike je bila izdelava krivulje na številčnici sončne ure, ki bi kazala »povprečno« poldne v različnih obdobjih leta. IN srednjeveška Evropa Gnomoniko so preučevali: Apian, Albrecht Durer, Kircher. Živel v začetku 16. stoletja. Münster je bil priznan kot "oče gnomonike".

Na Kitajskem, v obdobju Zhou Ekvatorialna sončna ura je bila uporabljena v obliki kamnitega diska, ki je bil nameščen vzporedno z nebesnim ekvatorjem in ga prebodel v središču palice, nameščene vzporedno z zemeljsko osjo. V dobi Qing na Kitajskem so bile izdelane prenosne sončne ure s kompasom: bodisi ekvatorialne - spet s palico v središču diska, nameščene vzporedno z nebesnim ekvatorjem, bodisi vodoravne - z navojem kot gnomon nad vodoravno številčnico.



V starodavnih ruskih kronikah je bila pogosto navedena ura nekega dogodka, kar je nakazovalo, da so takrat v Rusiji že uporabljali določene instrumente ali predmete za merjenje časa, vsaj podnevi. Černigovski umetnik Georgy Petrash je opozoril na vzorce v sončni osvetlitvi niš severozahodnega stolpa Preobraženjske katedrale v Černigovu in na nenavaden vzorec (»meandre«) nad njimi. Na podlagi njihovega podrobnejšega preučevanja je domneval, da je stolp sončna ura, pri kateri je ura v dnevu določena z osvetlitvijo ustrezne niše, meandri pa služijo za določanje petminutnega intervala. Podobne značilnosti so opazili tudi v drugih cerkvah v Černigovu in ugotovili, da je sončna ura v starodavna Rusija uporabljali že v 11. stoletju.

V času vladavine Anne Ioannovne, 23. avgusta 1739, je bil izdan senatski odlok, po katerem so bili na cesti od Sankt Peterburga do Peterhofa nameščeni leseni miljniki-obeliski, leta 1744 pa je bil izdan odlok o postavitvi stebra. cesti od Sankt Peterburga do Carskega sela. Namesto miljnikov-obeliskov so kasneje postavili "marmornate piramide" po načrtih po delih Antonia Rinaldija. Nekatere so imele sončne ure in popotnik je z njimi lahko ugotavljal razdaljo in čas. »Marmorne piramide« s sončnimi urami so ohranjene na naslednjih mestih: v Sankt Peterburgu na vogalu nabrežja reke Fontanke in Moskovskega prospekta (označuje eno miljo od stavbe pošte) in v Puškinu pri Orlovih vratih, ki se nahajajo na južni meji parka Catherine. Datum namestitve je naveden na "marmorni piramidi" pri Orjolskih vratih - 1775.



Na predvečer poletja, sonca, sezone dacha, vrtnih opravil in vsega podobnega, vam želim ponuditi navodila po korakih Kako narediti horizontalno sončno uro na vašem spletnem mestu. Ugotoviti čas z njimi je včasih celo bolj priročno kot z mobilni telefon(ker nimam vedno pri sebi telefona; roke imam umazane; sonce sije na zaslon).

Osnova sončne ure je gnomon. To je palica, katere senca nam bo pokazala čas. Čim natančneje usmerimo to palico vzporedno z osjo vrtenja Zemlje (kako to storiti - glejte točke 1, 2, 3 spodaj), bolj natančna bo naprava. Vsaka ravna palica, po velikosti podobna ročaju lopate, bo delovala kot gnomon (lahko uporabite sam ročaj, če imate naokoli nepotrebnega).

Najdemo prostor, kjer ni veliko ljudi in psov, ki tekajo naokoli, in kjer pogosto hodite mimo. Glavna stvar je, da je večino dneva osvetljena s soncem. Če želite to narediti, poiščite jug (bodisi se pomaknite z Google Zemljo ali obrnite obraz proti soncu okoli 12.–13. ure) in poiščite mesto na mestu, kjer je južna polovica neba čim bolj prosta (od strehe, drevesa itd.).

Točki 1 in 2 sta namenjeni iskanju natančne smeri proti severu. Da, za to lahko uporabite tudi kompas, vendar ne smemo pozabiti, da lahko magnetna deklinacija (to je odstopanje odčitkov kompasa od prave smeri proti geografskemu severu) pri nas doseže 10, 20 ali več stopinj. Poleg tega lahko ujamete lokalno magnetno anomalijo. Zato je metoda določanja severa po soncu natančnejša in zanesljivejša.

1. Do pravega poldneva (sončevega vrhunca, zmotno imenovanega tudi zenit) si pripravimo navpičnico (npr. kamenček/kos železa obesimo na vrv in pazimo, da vse skupaj ne binglja v veter) in vodoravno ploščad, na kateri je vidna senca vrvi. Spodaj bom opisal metode za izračun pravega poldneva za vaše območje.

2. V trenutku pravega poldneva (dobro bi bilo vnaprej uskladiti čas z internetom, npr. s storitvijo time.is ali aplikacijo ClockSync za Android) označimo smer sončne sence oz. navpičnico, na primer z uporabo več kamenčkov, ki jih položimo vzdolž sence. To je natančna smer sever-jug (smer poldnevnika).

3. Izračunamo tangens kota na vodoravno, pod katerim naj stoji gnomon (to je naša palica). Če želite to narediti, ugotovite zemljepisno širino kraja, jo vnesite v kalkulator in pritisnite tan. Na primer, če je zemljepisna širina 56 stopinj, potem je tan(56) = 1,483.

To številko pomnožimo na primer s pol metra (50 cm), dobimo 74 cm, palico zabodemo v tla, v smeri strogo proti severu (ugotovili smo jo v zadnji točki z navpično črto), od na to mesto postavimo kamenček 50 cm od mesta, kjer je palica zataknjena, in palico nagnemo tako, da gre čez kamenček na višini 74 cm Na sliki 3 (in 3a za večjo jasnost) sem prikazal navpično črto ki se spušča od gnomona in pade na meridiansko črto (dolžina te navpične črte v našem primeru = 74 cm). Namesto z navpično črto lahko "streljate" z očesom, vendar ne bo tako natančno. In v tem položaju začnemo voziti palico, občasno preverjamo/prilagajamo, da gre čez naš "polmetrski" kamen na določeni višini. Takoj, ko se palica močno drži, si lahko čestitamo - najpomembnejše delo je opravljeno: naš gnomon smo usmerili vzporedno z zemeljsko osjo. In, mimogrede, hkrati z dobro natančnostjo kaže na Severnico (to lahko preverite ponoči tako, da "streljate" z očesom po palici).

4 in 5. Naslednji položaji urnih oznak, narejenih s časovnikom. Upoštevati je treba, da čeprav slika prikazuje 12. uro za opoldne, bo v resnici civilni čas za to drugačen. Da ne bi razmišljali o tem, je najlažje označiti številčnico tako, da se gnomonu približate na 13:00, 14:00 in tako naprej ter preprosto označite smer sence. In naslednji dan od jutra do poldneva označite preostale ure.

Same ure so lahko vse, kar želite: lahko zabijete tablice s številkami, lahko jih obložite s kamni.

Izračun pravega opoldne

Naj natančno naštejem, kaj se dogaja v trenutku pravega poldneva:
* sonce je točno na jugu (za naše severne zemljepisne širine);
* vodoravne sence od navpičnih predmetov padajo točno proti severu;
* sonce je na najvišji točki svojega dnevnega tečaja;
* to je trenutek - z dobro natančnostjo sredina med sončnim vzhodom in zahodom tega dne.

Vsak meridian ima svoj trenutek pravega poldneva. Torej, recimo, v primerjavi s središčem Moskve se pravo poldne na vzhodu mesta pojavi približno 1 minuto prej, na zahodu pa minuto kasneje. Tukaj je letni opoldanski časovni razpored za središče Moskve (za časovni pas UTC+3, v katerem se Moskva stalno nahaja od oktobra 2014):

To pomeni, da na moskovskem poldnevniku lahko preprosto uporabite ta graf. Graf bo imel popolnoma enako obliko na vaši lokaciji, le da ga je treba premakniti vzdolž navpične osi za (D–37,6)/15 ur, kjer je D vaša geografska dolžina. Na primer, vzemimo Perm, njegova zemljepisna dolžina je 56,2 stopinje, nadomestimo jo s formulo: (56,2–37,6)/15 = 1,24 ure = 1 ura 14,5 minute. To pomeni, da v Permu pravo poldne nastopi 01h14,5m prej kot v Moskvi, po moskovskem času pa je treba od zgornjega urnika odšteti 01h14,5m. Na primer, za 22. maj dobimo 12h26,5m minus 01h14,5m = 11:12 po moskovskem času, dodamo 2 uri (razlika v časovnih pasovih Perma in Moskve), dobimo 13:12. Spomnimo se tega časa za primerjavo z naslednjo metodo.

Druga metoda je, da poiščete svojo lokacijo na vremenski spletni strani, ki navaja čas sončnega vzhoda in zahoda. Na primer, za primer Perma odpremo Yandexovo vremensko mesto yandex.ru/pogoda/perm in tam vidimo sončni vzhod: 04:37 sončni zahod: 21:47, najdemo aritmetično sredino teh dveh časov (04:37 + 21:47) / 2 = 13:12. Ob istem času, ko smo prišli zgoraj.

Tretja metoda je uporaba računskih programov. Izberete lahko program po svojem okusu, jaz uporabljam svoj dan–noč (na povezavi daybit.ru/video/video-i-soft.html boste našli video o njegovi uporabi in sam program) in daje čas opoldne za Perm = 13:11:45.

Opombe

1. Zgornji graf za Moskvo je posledica tako imenovane enačbe časa - razlika med srednjim in pravim sončnim časom. Upoštevati je treba, da se bodo odčitki vaše sončne ure spreminjali z enako amplitudo kot na tem grafu. Se pravi do plus minus četrt ure skozi vse leto. Če pa dobro pogledate, lahko vidite, da v poletnem času, ki je za nas najbolj zanimiv, nihanja niso tako velika in se ujemajo v plus minus 5–6 minutah. Včasih, ko želijo doseči minutno natančnost, se za sončne ure skozi vse leto pripravi posebej urnik popravkov.

Iz tega grafa je na primer razvidno, da če sončno uro nastavite sredi junija, bo do sredine septembra 5 minut hitrejša.

2. Zakaj ne bi uporabili samo navpične palice? Zakaj bi se obremenjevali z njegovim naklonom in vzporednostjo z osjo vrtenja Zemlje? Dejstvo je, da bo ura, narejena z navpično palico, prej ali slej začela kazati opazno napačen čas. Torej, ura, izdelana za navpično palico v juniju, se bo septembra zjutraj in zvečer zmotila za 1 uro. Več podrobnosti tukaj: sundial-ru.livejournal.com/2337.html

3. Če želite, lahko takoj izračunate številčnico za vaše območje z recimo programom Shadows shadowspro.com, vzamete kote iz tega izračuna in jih takoj izmerite na tleh, namesto da cel dan tečete naokoli in označujete sončne senca.

Na koncu bom kot ilustracijo dal eno od svojih ur, narejeno "iz sekire".

Kako narediti sončno uro? Če ste si zastavili to vprašanje, potem jih boste po branju tega članka naredili! Spodaj je algoritem dejanj, metoda izračuna v Excelu in več splošna priporočila s tem zanimiva tema. Pojdimo k poslu, izpustimo splošne teoretične vidike ...

Najprej bi rad dal dva preprosta nasveta:

1. Če želite narediti sončno uro za svoje stanovanje, prenosno kot spominek, morda s sinom, potem mislim Najboljša odločitev – vodoravnoštevilčnica ure.

Ne priporočam tega nagnjenštevilčnica – takšne ure (ekvatorialne) so manj praktične in bolj zajetne.

2. Če nameravate narediti sončno uro na vaši dachi, v zasebni hiši, v podjetju, v naseljenem območju, potem je po mojem mnenju najboljša rešitev navpičnoštevilčnica ure. Ta možnost je bolj vizualna, ne zahteva posebej določenega območja, lahko je veliko cenejša za izdelavo in je bolj zaščitena pred vandali.

Ta ura bi lahko bila tvoja vizitka, če jih postavite na vrata, zid ali celo streho. O izračunu takih ur bomo še razpravljali.

Predstavljen izračun v Excelu lahko izvedemo tudi v programu Calc iz paketi Apache OpenOffice oz LibreOffice.

Izračun navpičnih sončnih ur v Excelu.

Vsa nadaljnja frazeologija je pravilna samo za severno poloblo!

Izračunana sončna ura bo kazala običajni LOKALNI ČAS!

Stena (površina) za namestitev ure mora biti južna, jugovzhodna ali jugozahodna, saj severna stena v srednjih zemljepisnih širinah skoraj ni osvetljena s soncem. Po potrebi lahko montažno površino za številčnico namestite pod estetsko prijetnim in dobro vidnim kotom na južnem kotu stavbe ali vratnem stebru. Prava izbira Mesto namestitve bo narekovalo vaša domišljija in zdrav razum - mesto ne sme biti v senci dreves in sosednjih zgradb (če je mogoče).

Obravnavani primer izračuna je bil izveden za mesto Omsk (Rusija) za namestitev ure na jugovzhodno steno stavbe, obrnjeno proti vzhodu pod kotom δ=24°.

Začetni podatki:

1. Konstanta - kot naklona ekvatorja do ekliptike ε vnesite v stopinjah

v celico D3: 23,433

2. Časovni pas (GMT) vašega kraja n To ugotovimo na primer prek iskalnika Google in to vnesemo v naš program za izračun

v D4: 6

Za določitev naslednjih treh začetnih podatkov priporočam uporabo čudovitega brezplačnega programa Google Zemlja!

Prenesite in namestite program na svoj računalnik, poiščite svojo hišo in izbrano steno, povečajte območje zemljevida in natisnite na papir. Mreža vzporednikov in meridianov, ki so prisotni na zemljevidu, vam bo omogočila določitev koordinat mesta namestitve sončne ure z natančnostjo sekunde, s kotomerom pa lahko enostavno izmerite kot zasuka izbrane stene. δ (glej sliko zgoraj).

V praksi je to najnatančnejši, najcenejši in najlažji način določanja začetnih podatkov, čeprav obstaja več drugih metod, ki zahtevajo meritve na terenu.

3. Geografska širina kraja, kjer je ura nameščena φ pisati v stopinjah

v D5: 55,061

4. Pomen geografske dolžine λ Damo ga v stopinjah

v D6: 73,282

5. Kot vrtenja stene stavbe δ pisati v stopinjah

v D7: 24,000

6. Dolžina osnove gnomona (element ure, ki meče senco na številčnico) AB vnesite v milimetrih

v D8: 275

Velikost gnomona je odvisna od velikosti številčnice. Če ima sončna ura majhno številčnico, naj bo gnomon majhen. Izberite dolžino osnove gnomona glede na dolžino njegove sence opoldne (glejte opombo k celici B8 v programu).

V opombah k vnosom v celiceB3… BPodanih je 8 pomembnih priporočil! Vsekakor si jih oglejte!!!

Rezultati izračuna:

7. Namestitveni kot osnove gnomona α Računamo v stopinjah

v celici D10: =ATAN (TAN ((90-D5)/180*PI())*SIN (D7/180*PI()))/PI()*180 =15,863

α =arctg(tg(90-φ )*greh (δ ))

Pravila za izračun namestitvenega kota osnove gnomona so navedena v opombi k celiciB10.

8. Višinski kot gnomona β definiramo v stopinjah

v celici D11: =ASIN (SIN ((90-D5)/180*PI())*COS (D7/180*PI()))/PI()*180 =31,547

β =arcsin(sin(90-φ )*ker (δ ))

9. Višina gnomona B.C. Računamo v milimetrih

v celici D12: =D8*TAN (D11/180*PI()) =169

B.C. = AB * tg(β )

10. Dolžina delovnega roba gnomona A.C. v milimetrih najdemo s pomočjo Pitagorovega izreka

v D13: =(D8^2+D12^2)^0,5 =323

A.C. =(AB 2 + B.C. 2 ) 0,5

Dolžina delovnega roba je lahko koristna, če se odločite za izdelavo gnomona v obliki nagnjene palice.

11. Dolžina sence A.E. v milimetrih ob astronomskem opoldne 20. junija...21 računamo

v D14: =$D$8*COS ($D$10/180*PI())+$D$12*COS ($D$7/180*PI())/(TAN (($D$5-$D$3)/180* PI())) =515

A.E. = AB * cos(α )+ B.C. * cos(δ )/ tg(φ — ε )

12. Dolžina sence A.E. v milimetrih ob astronomskem opoldne 21. decembra...22 štejemo

v D15: =$D$8*COS ($D$10/180*PI())+$D$12*COS ($D$7/180*PI())/(TAN (($D$5+ $D$3)/180* PI())) =296

A.E. = AB * cos(α )+ B.C. * cos(δ )/ tg(φ + ε )

Dolžine senc so izračunane za primerjavo in prilagajanje velikosti gnomona in številčnice.

13. Pomožni konstrukcijski kot χ definiramo v stopinjah

v D16: =ATAN (TAN (D10/180*PI())/SIN (D11/180*PI()))/PI()*180 =28,507

χ =arctg(tg(α )/greh (β ))

14. Popravek zemljepisne dolžine Δ λ Računamo v stopinjah

v D17: =D4*15-D6 =16,718

Δ λ = n *15-λ

15. Kot, ki določa urno črto na številčnici ob 3. uri γ 3 v stopinjah, računamo

v celici D18: =(ATAN (SIN ($D$11/180*PI())*TAN (($D$16-135-$D$17)/180*PI())) -$D$10/180*PI())/ PI()*180=22,769

γ 3 =arctg(greh(β )* tg(χ -135-Δ λ )) -α

Kot, ki določa urno črto na številčnici 4 ure γ 4 v stopinjah, računamo

v celici D19: =(ATAN (SIN ($D$11/180*PI())*TAN (($D$16-120-$D$17)/180*PI())) -$D$10/180*PI())/ PI()*180= 41,975

γ 4 =arctg(greh(β )* tg(χ -120-Δ λ )) -α

V dobljenem nizu rešitev na sredini tabele najdemo trenutek, ko je vrednost kota γ i spremeni znak. V našem primeru se to zgodi med 13. in 14. uro astronomskega opoldne. Izberite vse v tabeli negativne vrednosti več kot -90° in navzdol po mizi - vse pozitivne vrednosti manj kot 90°. To območje na posnetku zaslona Excelovega izračuna (glejte zgoraj) je označeno z rdečim okvirjem. To so vrednosti delovnega kota γ i od 6. do 17. ure, ki se lahko uporabi za ustvarjanje številčnice.

Pravila za štetje urnih kotovγ jaz Oglejte si opombe za spojene celiceB10... B36. Upoštevajte, da so ta pravila nasprotna pravilu referenčnega kota α !

Excelov izračun je končan. Izdelate lahko sončno uro in jo postavite na predhodno izbrano steno. Za to imamo vse potrebne podatke.

Natančnost odčitkov sončne ure.

Zaradi eliptičnosti Zemljine orbite in nagnjenosti Zemljine osi na ravnino gibanja (ekliptike) je navidezno gibanje Sonca po nebesna krogla neenakomerno! To pomeni, da sončna ura v različnih obdobjih leta teče naprej ali zaostaja.

Spodnja slika prikazuje graf enačbe časa, ki prikazuje značilne točke.


Štiri zelene pike prikazujejo datume, ko je sončna ura popolnoma točna - to so ~14. april, ~14. junij, ~2. september in ~24. december.

Štiri rumene pike so dnevi enakonočij (~20. marec in 22. september) in solsticij (21. junij in 21. december).

Dve rdeči piki prikazujeta dneve največjih napak pri odčitkih sončne ure. Okoli ~11. februarja je sončna ura ~14 minut za običajno uro, ~2. novembra pa ~16 minut pred običajno uro.

Izvedeti točen čas 1. avgusta na primer dodajte 6 minut odčitkom sončne ure v skladu z urnikom.

Upoštevajte, da od 20. marca do 20. septembra (to je poleti) napaka pri odčitkih sončne ure ne presega ±7 minut. Mislim, da bo takšna natančnost marsikomu ustrezala in bo potreba po popravkih glede na graf časovne enačbe nepotrebna.

Sami se odločite, kako lepo okrasite uro ali prosite za pomoč umetnike. Na internetu lahko najdete na stotine fotografij navpičnih sončnih ur, ki vam lahko pomagajo rešiti to težavo.

O izračunu horizontalnih (prenosnih, spominskih) sončnih ur bomo razpravljali v enem od naslednjih člankov na blogu.

prosim spoštljivo datoteka za prenos avtorskega dela s primerom po naročanju na objave člankov!

Vpišite svoj elektronski naslov:

Članki s podobno tematiko

Ocene

30 komentarjev na “Stenska sončna ura”

  1. Belmando 29. april 2015 2:40
  2. Aleksander 14. september 2015 22:45
  3. Alexander Vorobyov 15. september 2015 10:01
  4. Aleksander 15. september 2015 16:08
  5. Alexander Vorobyov 15. september 2015 20:24
  6. Alexander Vorobyov 15. september 2015 20:30
  7. Aleksander 16. september 2015 12:40
  8. Nikolaj 3. marec 2016 17:02
  9. Nikolaj 3. marec 2016 17:09
  10. Nikolaj 3. marec 2016 17:13
  11. Nikolaj 3. marec 2016 17:15
  12. Alexander Vorobyov 3. marec 2016 19:57
  13. Nikolaj 04. marec 2016 10:42
  14. Nikolaj 04. marec 2016 10:49
  15. Nikolaj 04. marec 2016 11:23
  16. Alexander Vorobyov 5. marec 2016 15:43
  17. Andrej 10. avgust 2016 13:13
  18. Konstantin 25. avgust 2016 13:07
  19. Alexander Vorobyov 25. avgust 2016 19:17
  20. Sergej 30. junij 2017 11:56
  21. Alexander Vorobyov 01. julij 2017 14:53
  22. Alexander Vorobyov 25. julij 2017 19:53
  23. Sergej 14. avgust 2017 17:45
  24. Alexander Vorobyov 14. avgust 2017 19:04
  25. Anatolij 30. oktober 2017 05:38
  26. Alexander Vorobyov 30. oktober 2017 18:19
  27. Peter 01. nov 2017 13:24
  28. Alexander Vorobyov 01. november 2017 20:22
  29. Peter 02. november 2017 02:05
  30. Alexander Vorobyov 02. november 2017 19:06

Če ste ljubitelj neverjetnih stvari, veste, kako vzgojiti kristal iz soli, dati drugo življenje starim stvarem in ustvariti vse vrste obrti, poskusite narediti sončno uro z lastnimi rokami, ji dajte individualno obliko in jo namestite v pravo smer. Zdaj se lahko varno pokažete svojim prijateljem - nihče drug nima česa takega!

Sončne ure so postale eden prvih instrumentov za računanje časa, ko se je človek naučil orientirati po sencah predmetov na sončen dan. Izdelava takšnega kronometra zahteva določeno astronomsko in fizikalno znanje. Poskusite ustvariti sončno uro z lastnimi rokami skupaj s svojo hčerko ali sinom - proces se vam bo zdel ne le vznemirljiv, ampak tudi poučen za vaše otroke.

Vrste ročnih ur

Obstaja več vrst sončnih ur. Vsi so sestavljeni iz dveh glavnih delov: okvirja ali številčnice in gnomona - puščice. Razlika v urah se pojavi pri različnih kotih namestitve okvirja.

Po branju klasifikacije boste razumeli, da vseh vrst ni mogoče izdelati z lastnimi rokami.

Ta ura je dobila ime po namestitvenih linijah delov. Praviloma je okvir postavljen pod kotom zemljepisne širine, v kateri se nahaja naprava. Izkazalo se je, da je ravnina okvirja vzporedna z zemeljskim ekvatorjem, črta gnomona pa je vzporedna z zemeljsko osjo.

Slabost te vrste ure je, da kaže točen čas le v določenih letnih časih. Na severni polobli je to obdobje od spomladanskega do jesenskega enakonočja, na južni polobli pa obratno.

Ta tip je nameščen vzporedno z ravno črto obzorja tako, da ko se črta številčnice in gnomona sekata, dobimo črto, ki je vzporedna z opoldansko črto.


V tem primeru je gnomon nameščen na enak način kot na ekvatorialni uri - pod kotom, ki je enak geografski širini lokacije.

Takšno sončno uro je težje narediti z lastnimi rokami kot prvi dve vrsti. Pri namestitvi navpičnega merilnika časa je gnomon postavljen vzporedno z obzorjem strogo v smeri geografskega juga za severno poloblo.


Urne razdelke lahko postavite simetrično na okvir le, če je v tem položaju gnomon strogo pravokoten na številčnico.

Obstajajo tudi manj znane različice sončnih ur: polarne, stožčaste, cilindrične in sferične. Zaradi videz pogosto imajo dekorativni pomen namesto praktičnega in se uporabljajo za okrasitev mesta, kjer so nameščeni. Na primer, kroglični kronometri se pogosto uporabljajo kot dopolnitev zasnove otroških sob - nimajo ostrih vogalov, zato so naprave varne za otroke.

Sončna ura: mojstrski razred

Poskusite skupaj z otrokom izdelati svojo sončno uro. Ta lekcija vam bo pomagala, da otroku podrobno razložite, kako določiti čas s takšnimi urami, zakaj so tako zasnovane in kako se ena vrsta razlikuje od druge.

Najprej poskusite z lastnimi rokami oblikovati ekvatorialno sončno uro - najpreprostejšo za izdelavo.

Ni vam treba izračunati števila urnih razdelkov na številčnici in stopinjske mere vsakega od njih - na internetu lahko najdete veliko predlog okvirjev.


  • Preden začnete risati postavitev, izračunajte dolžine stranic. Na sliki vidite kot α, ki je izračunan po naslednji formuli: 90 stopinj minus stopinjska mera zemljepisne širine, na kateri se nahajate. V skladu s tem bo nasprotni kot enak: 90 stopinj minus vrednost kota α.
  • Izberite poljubno vrednost za stran C - to bo dolžina stranic vaše številčnice.
  • Stran te postavitve je predstavljena v obliki pravokotnega trikotnika. Če torej poznamo hipotenuzo (stran C) in vse kote trikotnika, lahko preostale stranice izračunamo po naslednjih formulah: stranica A je enaka strani C, pomnoženi s sinusom kota α, stran B pa je enaka strani C pomnožen s kosinusom kota α.

S pomočjo pridobljenih podatkov z lastnimi rokami narišite model naprave na list želene velikosti, ga izrežite in zlepite skupaj. V tem primeru lahko katera koli palica potrebnega premera služi kot gnomon. Preprosto naredite luknjo na želenem mestu in postavite gnomon pravokotno na številčnico.


Sončno uro postavite na okensko polico tako, da bo gnomon kazal naravnost proti severu. Smer lahko izračunate s kompasom.

Še lažje je ustvariti vodoravno sončno uro z lastnimi rokami kot ekvatorialno. Izberite trd material, da boste pozneje zlahka narisali številčnico: plastika, karton ali tanek les.

  • Naredite okroglo ali kvadratno številčnico.
  • Naredite trikotni gnomon. Preden začnete z delom, izračunajte njegove parametre: en kot mora biti enak 90 stopinj, drugi pa zemljepisna širina, v kateri se nahaja ura.
  • Postavite gnomon na sredino številčnice.
  • Uro postavite na okensko polico tako, da je spodnji skrajni kot gnomona obrnjen točno proti jugu.

Vzemite uro. Vsako uro označite položaj sence okvirja na številčnici. Ko označite vseh 12 točk, narišite številčnico z lastnimi rokami.


Ko se naučite izdelati namizno sončno uro DIY, poskusite narediti žepno sončno uro. Pri tem vam bo pomagala naslednja video vadnica.

Horizontalne ure lahko povečate, okrasite in uporabite kot okrasni element vaše gredice ali vrta. Na primer, gnomon in vsako številko na številčnici lahko izklešete z lastnimi rokami in jih pobarvate tako, da se ujemajo z rožami, ki rastejo okoli vas. Lahko pa naredite napravo na podlagi lesenega reza - potem bo najboljši okras vžiganje figuriranih številk v les.


Vzemite ga zase in povejte svojim prijateljem!

Preberite tudi na naši spletni strani:

Pokaži več

Plastenke so posode za tekočine. A to je samo na prvi pogled. Pravzaprav je obseg njihove uporabe precej ogromen in omejen le z vašo domišljijo. V našem članku si lahko ogledate 5 učinkovite načine aplikacije plastične steklenice ki vas bo zanimalo.

Sončna ura na vaši poletni koči je lepa in izvirna dekoracija, pa tudi uporabna. In poletni prebivalci v Zadnja leta Vedno pogosteje ljudje poskušajo na svojem mestu narediti nekaj svetlega in nenavadnega, kar vključuje podoben vrtni kronometer.

Iz njega lahko naredite številčnico različne materiale, ki se bo odlično prilegal vrtnemu okolju: primerni so tudi kakršni koli kamni - peščenjak, navaden ploščat, granit, školjke, majhne (40x40 centimetrov) betonske plošče.

Z uporabo teh materialov morate narediti ravno površino in nato nanjo uporabiti časovno lestvico z vsemi razpoložljivimi sredstvi.

Material za puščico je lahko kos kositra ali plastike, prav tako bo deloval vezan les ali les. Njihova puščica je izdelana v obliki trikotnika s pravim kotom, ki se nahaja v skladu z zemljepisno širino območja, kjer se nahaja dacha. Strogo vodoravni položaj številčnice je predpogoj za vrtni kronometer.

Kako »nastaviti čas« na sončni uri. Naredite sami

Treba je zagotoviti natančno gibanje podeželskih uličnih ur. Če želite to narediti, morate najti točko v bližini Severnice, katere kot naklona je enak zemljepisni širini območja, kjer se nahaja. območje podeželske koče. Na primer, za Moskvo bo ta kot enak 48 stopinj. Delovno območje kazalca uličnega kronometra je usmerjeno na to točko.

Oznaka za trinajsto uro naj bo na severni strani kazalca. Primerno je najti mesto te oznake točno ob 13-00, za kar se številčnica počasi obrača in spremlja senca urnega kazalca - mora sovpadati z oznako trinajste ure, v tem položaju je časovna lestvica je treba pustiti pri miru. Naknadne oznake se izvajajo ves dan glede na odčitke običajne (iste ročne) ure. Na primer, ob 14.00 bo senca prišla določeno mesto- tam je oznaka "14". Potem ujamejo senco ob 15-00 in postavijo oznako "15" in tako naprej. To pomeni, da se morate osredotočiti na senco kazalca sončne ure in označiti vsako uro na vrtni številčnici, medtem ko gledate na ročno uro. Vsaka ura v državnem kronometru bo imela različne velikosti kotiček. Med njimi se lahko narišejo vmesne vrednosti.

Izdelava ekvatorialne sončne ure iz kamna

Ekvatorialna sončna ura je ena najpreprostejših, zlahka jo naredite na svoji dači. Imajo pa pomembno pomanjkljivost - veljajo le v poletnih mesecih. Toda za poletne prebivalce, ki ne živijo na mestu vse leto, to ni pomembno.

Ekvatorialna ura je narejena takole:

  • Za številčnico je primeren ploščat kamen velikosti približno 40 x 40 centimetrov, ki ga morate najprej premazati z belo barvo z vodoodpornimi lastnostmi;
  • na kamnu je narisana časovna lestvica v obliki kroga, katerega polmer je 15 centimetrov;
  • krog je razdeljen na 24 delov: najprej sta narisani dve pravokotni črti (premera), vzporedni z osnovo, razdelki so označeni od 0 do 24;
  • 10-centimetrska palica je postavljena v sredino kroga - v vnaprej izdelano luknjo;
  • številčnica (kamen) je postavljena na ravno površino - zadostuje štor ali nizek steber kamna;
  • črta 12-00 na številčnici mora sovpadati s smerjo sever-jug.

Puščica je okrepljena s trikotno prizmom, nameščeno pod določenim kotom glede na obzorje. Ta kot se izračuna kot razlika med 90 stopinjami in kotom zemljepisne širine območja, kjer se nahaja dacha. Pomaga pri določanju zemljepisne širine geografski zemljevid ali merjenje višine Severnice. Na primer, kot za namestitev prizme na lokaciji v Moskvi se izračuna na naslednji način: 90 stopinj - 48 stopinj = 42 stopinj. Prizma je nameščena pod kotom 42 stopinj.

Povezane publikacije