2. Horyzontalne zegary słoneczne na
różnych szerokościach
geograficznych
Podczas gdy tarcza zegara słonecznego leży płasko
na Ziemi (zegar horyzontalny), gnomon pozostaje
równoległy do osi Ziemi.
Kąt pomiędzy gnomonem a tarczą zegara równy
jest szerokości geograficznej danego miejsca. W tym
przykładzie jest to mniej więcej 40° N (szerokości
geograficznej północnej).
Tak widzą to lokalni
mieszkańcy.
3. Wielokrotny zegar słoneczny
Model na zdjęciu obok pokazuje zależność trzech
najpopularniejszych typów zegarów słonecznych od
zegara równikowego (wzorcowego).
Wszystkie cztery słoneczniki pokazują tę samą
godzinę (9.00 rano) za pomocą cienia wspólnego
gnomonu.
Ten rodzaj gnomonu jest często nazywany
BIEGUNOWYM.
Czerwono-białe paski na wskaźniku mają charakter
wyłącznie poglądowy.
4. Gnomony płaskie i luka południowa
Zegar horyzontalny dla 55°N
(szerokości geograficznej
północnej).
Poranne cienie od 4.00 do
6.00 rzucane są przez
wschodnią (tutaj czerwoną)
krawędź wskaźnika.
Przedpołudniowe cienie od
6.00 do południa rzucane są
przez zachodnią (tutaj zieloną)
krawędź wskaźnika.
5. Gnomony płaskie i luka południowa
Zegar horyzontalny dla 55°N
(szerokości geograficznej
północnej).
Popołudniowe cienie od godz
12.00 do 18.00 rzucane są
przez wschodnią (tutaj
czerwoną) krawędź wskaźnika.
Wieczorne cienie od 18.00 do
20.00 rzucane są przez
zachodnią (tutaj zieloną)
krawędź wskaźnika.
6. Gnomony płaskie i luka południowa
Słoneczne południe wskazywane
jest przez obie krawędzie
wskaźnika jednocześnie, co tworzy
LUKĘ POŁUDNIOWĄ.
7. Zakres godzin na różnych
szerokościach geograficznych
Horyzontalne zegary słoneczne na różnych szerokościach północnych
Zwróć uwagę, jak ściśnięte są linie godzinowe w okolicach południa na zegarze dla szerokości
20°N, zaś bardziej równomiernie rozłożone na zegarze dla szerokości 68°N.
Na Równiku zegar horyzontalny staje się polarnym.
Zauważ jak rośnie ilość wskazywanych godzin wraz z postępem ku północy.
9. Czas słoneczny, uwzględnienie
długości geograficznej i czas
uniwersalny (GMT)
W swojej drodze ze wschodu na zachód, Słońce potrzebuje 4 minut
by pokonać 1° długości geograficznej. Wszystkie zegary słoneczne
ustawione na tej samej długości geograficznej (czyli na tym samym
południku) pokazują ten sam czas, co dla jasności pokazano poniżej
za pomocą zegarów wskazówkowych. Zegary słoneczne na
południku 4° spóźniają się w stosunku do południka Greenwich (0°)
o 16 minut, a te na 8° o 32 minuty.
Przykład: Miasto Plymouth leży o 4° 08' na wschód od Greenwich.
Zatem zegary słoneczne w Plymouth pokazują czas o 16 minut i 32
sekundy późniejszy niż słoneczniki w Greenwich o tej samej porze.
Aby uniknąć chaosu wywołanego pierwszymi szybkimi połączeniami
kolejowymi wschodu z zachodem Anglii, w 1880 roku wprowadzono
czas uniwersalny (GMT), dzięki czemu wszystkie zegary w tym kraju
wskazywały ten sam czas, co zegar Big Ben w Londynie.
10. Odkrycie analemy
W 1656 roku holenderski uczony Christian Huygens jako
pierwszy zbudował precyzyjny zegar mechaniczny
oparty na wahadle. Jego późniejsze czasomierze
działały z dokładnością do 1 sekundy na dobę. Jeśli by codziennie
regulować taki zegar względem zegara słonecznego, można by
pomyśleć, że mechaniczny działa niedokładnie i o różnych porach
roku ta wielkość się zmienia. Tymczasem prawda była taka, że to
zegar mechaniczny działał punktualnie, podczas gdy wskazania
słoneczników były różne na przestrzeni roku.
Dzisiaj wiemy, że wszystkie zegary mechaniczne pokazują inny czas
niż słoneczne, co wywołane jest zmienną długością dnia wyznaczaną
przez Słońce. Przez mniej więcej trzy pierwsze miesiące roku każdy
kolejny dzień jest dłuższy od poprzedniego o kilka sekund, po czym
przez kolejne trzy miesiące skraca się do punktu, w którym proces
zaczyna się powtarzać. W ten sposób odkryto analemę.
11. Odkrycie analemy
Mechanizm wahadłowy wynaleziony przez Christiana
Huygensa i zastosowany w bardzo precyzyjnych zegarkach
jego produkcji.
12. Czym jest analema?
Gdyby ktoś spróbował
wykonać serię zdjęć Słońca na
tej samej klatce filmu
otwierając migawkę co
dziesięć dni dokładnie
w południe (12.00) według
swojego zegarka, to zapewne
spodziewałby się efekty
pokazanego na rysunku obok.
13. Czym jest analema?
Po wywołaniu zdjęcia zobaczymy na
nim nie linię prostą, lecz figurę
przypominającą spłaszczoną
„ósemkę”. Tę właśnie figurę
nazywamy ANALEMĄ.
Różnicę we wskazaniach czasu
słonecznego i czasu uniwersalnego
określamy RÓWNANIEM CZASU.
Do uwzględnienia codziennych
poprawek we wskazaniach czasu
przez zegary słoneczne, posługujemy
się tabelą z dokładnymi wartościami
w minutach i sekundach, bądź
wykresem graficznym.
Gdy Słońce się późni, do wskazań
słonecznika należy dodać
odpowiednią wartość odczytaną
z równania czasu. Gdy Słońce się
spieszy, od wskazań słonecznika
należy odjąć odpowiednią wartość
odczytaną z równania czasu.
14. Źródła
Twórcą i pomysłodawcą niniejszej prezentacji jest Tony Moss z BSS (British
Sundial Society). Tekst i ilustracje stanowią intelektualną własność Autora,
który udostępnił je dla potrzeb edukacyjnych BSS. Dzięki uprzejmej
zgodzie Autora (bezpośrednio) oraz BSS (licencja ogólna) mamy
przyjemność udostępnić ten materiał użytkownikom serwisu
GNOMONIKA.pl. Autorem polskiego tłumaczenia jest Dariusz Oczki.
http://www.gnomonika.pl/news.php?id=23
