Meisterkurs „Sonnenuhr zum Selbermachen. Herstellen einer vertikalen Sonnenuhr mit Ihren eigenen Händen Manuelle Sonnenuhr

Schließlich habe ich mir die Zeit genommen, einen Artikel über das Herstellen einer Sonnenuhr mit meinen eigenen Händen zu schreiben. Ich wurde durch wertvolle Kommentare und Bearbeitungen von Benutzer Alexander aufgefordert, dieses Material zu schreiben. Auf den ersten Blick hat die Erstellung einer Sonnenuhr nicht ganz mit dem Thema Überleben zu tun. Wenn Sie jedoch das Prinzip der Sonnenuhr verstanden und mehrere Muster erstellt haben, werden Sie die Prinzipien der Orientierung, der Bestimmung von geografischen Koordinaten usw. besser verstehen. Im Allgemeinen ist es eine sehr aufregende Erfahrung, eine Sonnenuhr mit eigenen Händen zu machen. Ich hoffe, dass dieses Thema für viele Leser unserer Website von Interesse sein wird.

Wie Sie wissen, ist die Sonnenuhr eines der ältesten wissenschaftlichen Instrumente unserer Vorfahren, um die Zeit zu bestimmen. Uns interessiert neben der direkten Definition von Zeit das Verständnis der Prinzipien der Uhr, die auf den Prinzipien der Orientierung beruhen. Es gibt viele Arten von Sonnenuhren. Versuchen wir, einige davon zu betrachten.

In ihrer einfachsten Form besteht eine Sonnenuhr aus einem Gnomon, der einen Schatten von der Sonne auf das Zifferblatt wirft. Der Schatten funktioniert analog zum Zeiger einer normalen Uhr. Nach dem gleichen Prinzip wird ein improvisiertes Gnomon verwendet, um den Breiten- und Längengrad zu bestimmen, wo Sonnenzeit und lokaler Mittag erforderlich sind.

Die Sonnenuhr zeigt keine lokale mittlere Zeit, sondern die wahre Sonnenzeit. Wenn Sie die Ortszeit sehen möchten, müssen Sie die Werte des Zifferblatts korrigieren und verschieben. Da der wahre Mittag um eine weitere Stunde vom lokalen abweichen kann. Der Schlüssel zur korrekten Zeitbestimmung ist eine im Raum richtig ausgerichtete Uhr.

Wenn der Gnomon senkrecht zur Zifferblattebene und zum Weltpol gerichtet ist, also parallel zur Weltachse, dann fällt der von ihm geworfene Schatten in die Ebene des Stundenkreises. Mit anderen Worten, die Ebene des Zifferblatts ist parallel zur Ebene des Äquators. Der resultierende Winkel zwischen der Ebene des Stundenkreises und dem Meridian ist die wahre Sonnenzeit, ausgedrückt in Grad.

Stundenteilungen werden alle 15 ° gleichmäßig auf das Zifferblatt angewendet, wobei angenommen wird, dass 1 Stunde bei der Winkelmessung 15 ° beträgt. Es ist ein solches Segment, das die Erde während einer Stunde ihrer Rotation passiert. In der horizontalen Ebene sollte die äquatoriale Uhr für die nördliche Hemisphäre genau auf den wahren Norden gestellt werden und für die südliche Hemisphäre umgekehrt. Darüber hinaus wird das Zifferblatt für die südliche Hemisphäre eine Spiegelkopie der nördlichen haben. Für Russland ist die erste Option noch relevanter.

Es ist nicht ganz richtig, einen Kompass zu verwenden, um die Nord-Süd-Linie zu finden, da sich die Kompassrichtung nach Norden von der wahren Richtung durch die Größe der magnetischen Deklination unterscheidet, die 7-8 ° erreichen kann, was ein Fehler sein wird von bis zu einer halben Stunde. Es ist jedoch möglich, die magnetische Deklination und die jährliche magnetische Deklination aus topografischen Karten der Region zu ermitteln und diesen Wert im Moment zu berechnen. Es ist notwendig, den wahren Mittag des Gebiets zu bestimmen, dann zeigt der Schatten vom Gnomon auf den wahren Norden.

Der Vorteil der äquatorialen Uhr ist die einfache Herstellung und die Gleichmäßigkeit der Zifferblattteilung. Der Hauptnachteil von äquatorialen Sonnenuhren ist im Gegensatz zu anderen Typen ihre begrenzte Verwendung - sie funktionieren nur zwischen den Frühlings- und Herbst-Tagundnachtgleichen. Für die nördliche Hemisphäre ist die Frühlings-Tagundnachtgleiche im März und die Herbst-Tagundnachtgleiche im September.

Die folgende Anordnung der verbesserten Äquatorialsonnenuhr ermöglicht dank des Zifferblatts auf der Rückseite eine nahezu unbegrenzte Nutzung.

Nordhalbkugel - Juni 13:00 Uhr Nordhalbkugel - Dezember 11:00 Uhr

Ein Modell einer äquatorialen Sonnenuhr zur Eigenfertigung kann hier heruntergeladen werden

Es genügt, das Layout auf einem Drucker im Originalmaßstab auf dickes Papier auszudrucken oder auf Karton oder dünnes Plastik zu kleben. Sie können den Maßstab des gedruckten Layouts der Sonnenuhr mit einem Lineal auf der auf einem der Blätter gezeigten Zoll-Skala überprüfen. Im Archiv gibt es äquatoriale Uhren in 3 Größen für die nördliche und südliche Hemisphäre. Wählen Sie diejenige aus, die Ihnen gefällt, aber die größere Größe ist anschaulicher und genauer. Sie müssen auch eine Rute finden, um einen Gnomon herzustellen.

Nach dem Aufkleben des Layouts muss die Uhr entlang der wahren Mittagslinie positioniert und der Breitengrad auf der Rückseite eingestellt werden. Und Sie müssen nicht einmal den Neigungswinkel des Zifferblatts mit der Formel 90 ° -φ berechnen, wobei φ der Breitengrad ist. Verbinden Sie einfach die Rückseite des Gnomons mit dem Breitengrad Ihrer Region. Und Sie können die uralte Art der Zeitmessung genießen))

Im Gegensatz zu den äquatorialen Sonnenuhren haben die horizontalen das Zifferblatt parallel zum Horizont. Daher ist das Zifferblatt ungleichmäßig abgestuft. Am Nachmittag dreht sich der Schatten jede nächste Stunde in einem größeren Winkel. In der Regel hat eine horizontale Uhr einen Gnomon in Form einer dreieckigen Form mit einer zum Pol der Welt gerichteten Seite, dh der Winkel zwischen ihm und der Zifferblattebene entspricht der geografischen Breite.

Ich habe noch kein einfaches, aber interessantes Layout einer horizontalen Sonnenuhr gefunden.

Eine andere Art von einfacher Sonnenuhr. Eine Besonderheit ist die Lage der Wählleitung in West-Ost-Richtung. Alles, was Sie brauchen, ist das Layout auszudrucken, auf Karton zu kleben und den Neigungswinkel des Zifferblatts mit dem Gnomon anhand der Skala auf der Rückseite der Uhr auf den Breitengrad Ihrer Region einzustellen.

Schauen wir uns zunächst die Arten von Sonnenuhren an. Es gibt drei Arten der Zeitmessung durch die Sonne: mit Hilfe von horizontalen, äquatorialen und vertikalen Sonnenuhren. Zu Hause sind die ersten beiden Arten am einfachsten.

Äquatorial. Die Oberfläche des Zifferblatts ist in einem Winkel von 90 Grad - dem Breitengrad des Gebiets - relativ zum Boden geneigt und zum Polarstern (nach Norden) gedreht. Der Pfeil steht senkrecht zum Zifferblatt und kann ein herkömmlicher Stift sein. Die Stundenmarkierungen auf dem Zifferblatt sind alle 15 Grad.

Horizontal. Das Zifferblatt steht auf dem Boden oder steht streng waagrecht. Der Pfeil ist ein Dreieck mit einem Winkel gleich der Breite des Geländes. Die Pfeilrichtung ist Norden. Die Einteilung des Zifferblattes in Stunden-Sektoren erfolgt nach der Formel.

Wie man eine Sonnenuhr macht

Äquatorial.

• Auf ein Stück Sperrholz oder Kunststoff zeichnen wir alle 15 Grad ein Zifferblatt mit einer Einteilung in Stundensektoren.

• Stecken Sie in die Mitte des Zifferblatts einen Stift oder Stab beliebiger Länge senkrecht ein.

Jetzt müssen Sie die Uhr richtig einstellen.

• Mit einem Ständer geben wir dem fertigen Zifferblatt einen Neigungswinkel. Die Standhöhe (Neigungswinkel) wird für jeden Bereich separat bestimmt. Für Moskau beträgt der Winkel beispielsweise 90 Grad minus 55 Grad (nördlicher Breitengrad) = 35 Grad. Wenn Sie also in Wolgograd leben, sollte der Breitengrad von Wolgograd (48 Grad) von 90 Grad abgezogen werden.

Der Breitengrad jeder Stadt kann auf Wikipedia eingesehen werden.

• Nachdem wir den Neigungswinkel des Zifferblatts gefunden haben, richten wir es am Gelände aus und richten den nun geneigten Pfeil nach Norden.

Der Nachteil solcher Uhren ist, dass sie die Zeit nur für ein halbes Jahr anzeigen, während sie im Winter im Schatten liegen.

Horizontal.
So eine Uhr lässt sich ganz einfach mit Ihrem Kind basteln.

• Mit einem Gnom (dreieckiger Pfeil) aus Sperrholz oder Kunststoff ausschneiden. Einer der Winkel ist gerade (90 Grad), der andere ist der Breitengrad Ihrer Stadt. Das heißt, in Moskau wird es ein Dreieck mit Winkeln von 90 und 55 Grad sein und in Wolgograd - 90 und 48 Grad.

• Wir setzen das Dreieck auf das Gelände, in dem wir die Uhr, geführt vom Kompass, nach Norden planen.

• Wir starten den Timer, und jede Stunde gehen wir raus und markieren die Einteilungen.

Ich mache Sie auf ein unterhaltsames Handwerk aufmerksam, das mit Ihren eigenen Händen aus Schrott hergestellt wurde. Einerseits ist es nur ein Spielzeug, ein Souvenir, aber andererseits ist es eine ernste Sache, die einige Kenntnisse und Fähigkeiten in Wissenschaftsbereichen wie Astronomie, Geographie, Mathematik und Physik erfordert. Es wird sich um ein uraltes Gerät zur Zeitbestimmung handeln – eine Sonnenuhr, von der wohl jeder schon einmal gehört, manche sogar gesehen, vielleicht sogar jemand gemacht hat. Ich denke, das Funktionsprinzip und der Aufbau von stationären Uhren muss nicht im Detail beschrieben werden, im Internet ist alles sehr detailliert beschrieben, ich werde nur auf einige Details und Funktionen eingehen.

Um diese Struktur aufzubauen, benötigen wir:
1. Sperrholz 3-Schicht 4 mm
2. Kompass mit trockener Nadel
3. Messingblech 1 mm dick.
4. Kupferdraht ø 0,8-1mm.

Das Instrumentalset ist wie folgt:
1. Bügelsäge für Holz
2. Sehr scharfes Messer
3. Normale Stichsäge (nicht Elektro)
4. Zeichenwerkzeug (Kompass, Winkelmesser, Lineal usw.)
5. Schere für Metall
6. Lötkolben
7. Satz Nadelfeilen
8. Haartrockner bauen
9. Schleifpapier in verschiedenen Körnungen
10. Falls gewünscht, ein Brenner

Aus dem Titel des Artikels wird bereits deutlich, dass dieses Gerät mobil, d . Dafür wurde im Design ein Kompass verbaut. Übrigens zeigt diese Uhr die Uhrzeit nur in dem Bereich korrekt an, dessen Koordinaten in den Berechnungen verwendet wurden. Der Längengrad des Ortes bestimmt den Neigungswinkel des Gnomons (Uhrzeiger) und die Stundeneinteilung des Rahmens (Zifferblatt), und der Breitengrad ist wichtig für die Korrektur der Ortszeit zur Zeitzone (Zivilzeit).

Unsere Uhr wird aus folgenden Elementen bestehen:

1 Kompass. Für eine genauere Ausrichtung der Nordrichtung in der Uhr wird ein leicht modifizierter konventioneller Pfeilkompass verwendet. Die Verfeinerung besteht darin, dass die Kompasskarte direkt auf den Pfeil geklebt wird und nicht nur geklebt wird, sondern mit der Korrektur der magnetischen Deklination (für unseren Bereich sind dies 11 °, was einen Fehler von etwa einer Stunde ergeben kann)

Zunächst habe ich den Kompass in seine Einzelteile zerlegt:

Ich habe mir gerade das Bild, das mir gefallen hat, aus dem Internet heruntergeladen, in der richtigen Größe auf Fotopapier ausgedruckt und unter Berücksichtigung der magnetischen Deklination auf den Pfeil geklebt, da auf der Karte bereits eine Graduierung war.

Ich musste mit dem Auswuchten basteln, indem ich die Rückseite schleifte.

Und eine weitere Funktion eines solchen Kompasses - eine Karte dient nicht nur zur Anzeige der Richtung nach Norden, sondern dient auch als Ebene zum Einstellen der Ebene der Uhr in eine horizontale Position. Natürlich wäre es besser, zusätzlich eine Wasserwaage einzustellen, aber wenn diese nicht vorhanden ist, entschied ich, dass die Einstellung der horizontalen Position auf der Karte für ein Souvenirspielzeug ausreicht, niemand würde die Glocken daran überprüfen.

2 Der Rahmen (Zifferblatt) der horizontalen Uhr unterscheidet sich vom äquatorialen dadurch, dass die Winkel zwischen den Stundenmarkierungen ungleichmäßig sind. Bei horizontalen Sonnenuhren kann die Rahmenmarkierung auf drei Arten erfolgen:

Die erste Methode ist die einfachste, aber nicht genau, Sie müssen nur die Uhr einstellen, sie streng ausrichten und dann stündlich eine Markierung auf dem Rahmen machen und so das gesamte Zifferblatt markieren. Dies macht man am besten an Tagen, an denen die Korrektur der Zeitgleichung nahe Null ist (siehe "Analemma"). Und eine solche Uhr wird unter Berücksichtigung der Längengradkorrektur bereits angezeigt.

Die zweite Methode ist die Markierung mit geometrischen Konstruktionen, die einen Bleistift, einen Winkelmesser und einen Zirkel erfordert.

Wir zeichnen zwei zueinander senkrechte Linien und markieren den Punkt A.

Daraus ziehen wir die AC-Linie, damit der CAB-Winkel dem Breitengrad unseres Gebiets entspricht.

Von Punkt B ziehen wir eine Senkrechte zur Linie AC und bezeichnen sie mit Punkt D

Zeichnen Sie von Punkt B aus einen Kreis mit dem Radius BD, bis er die Linie AB schneidet, und markieren Sie den Punkt O. Verwenden Sie nun diesen Punkt als Mittelpunkt, zeichnen Sie einen Kreis mit dem Radius OB und teilen Sie ihn in 15°-Sektoren auf, die sich jeweils verlängern Strahl zur Linie BC. Die Schnittpunkte der Strahlen mit der Linie bestimmen die Stundenmarkierungen unserer Uhr.

Wenn wir diese Punkte mit Punkt A verbinden, erhalten wir die Hälfte des Zifferblatts oder besser ein Viertel davon, da die Stundenlinien von 6 bis 12 symmetrisch zu den Linien von 12 bis 18 relativ zur AB-Achse sind und die Markierungen von 18 bis 6 Uhr (nennen wir sie Nacht) sind symmetrisch zum Tag.

Und schließlich ist die dritte Methode trigonometrisch oder berechnet. Bestimmen Sie die Winkel der Stundenlinien nach der Formel: tg α = sin φ x tan t

Wobei α der Stundenwinkel auf dem Rahmen ist
φ- Breitengrad des Ortes
t- Zeitintervall, ausgedrückt in Gradmaß (basierend auf 1h-15°)

Für meinen Fall beträgt der Winkel zwischen den 11- und 12-Uhr-Linien beispielsweise sin57 ° x tg15 ° = 0,8386x0,2679 = 0,2247, was 12,6 ° entspricht, weshalb ich wiederhole, die Kompassrose wird um den Wert der magnetischen Deklination ( 11 °) korrigiert.

Die Halbstunden- und Viertelstundenlinien werden einfach durch Unterteilen des Stundenabschnitts markiert.

Also, in einer der letzten beiden Arten wurde der Rahmen von uns markiert. Das resultierende Markup zeigt uns die lokale Durchschnittszeit, die sich von der Standardzeit (bürgerlich) um einen Betrag unterscheidet, der vom Längengrad des Beobachtungsortes abhängt.

Wie Sie wissen, wird die Zeit vom Greenwich-Meridian (GMT) aus gezählt, und nach 15° ändern sich die Zeitzonen. Für die Moskauer Zeit (MSK) ist die Zeitzone GMT +3, aber dies ist auch relativ zur wahren Sonnenzeit bedingt, zum Beispiel beträgt der Unterschied zwischen echter und Standardzeit in Moskau 29 Minuten 40 Sekunden. Dies bedeutet, dass, wenn das Glockenspiel auf dem Roten Platz Mitternacht schlägt, die wahre Mitternachtssonnenzeit nur eine halbe Stunde später kommt. In meinem Bereich beträgt die Differenz 31 Minuten, die Einteilungen sind also um eine halbe Stunde verschoben. So sieht es am fertigen Produkt aus:

3 Gnomon (Pfeil) muss per Definition faltbar sein. Die Herausforderung bestand darin, die Breite und Vertikalität der Installationsebene beizubehalten. Sie können es natürlich auch einfach auf die Seite legen, aber in diesem Fall erwiesen sich die Abmessungen als klein und der Gnomon schien auf der Ebene der Uhr verloren zu sein, daher wurde beschlossen, dieses Teil anheben zu lassen. In diesem Fall kann sowohl die Länge auf die gewünschten Proportionen erhöht werden, als auch die Vertikalität in akzeptablen Grenzen gehalten werden (das Spiel des Gnomon liegt innerhalb von 1 °) und der Breitenwinkel wird durch Schärfen der Ferse des Gnomons eingestellt, die sich später nicht ändert .

Die Teile sind aus 1mm dickem Messing. Die Materialwahl ist darauf zurückzuführen, dass es nicht magnetisch sein muss, um den Kompass nicht zu täuschen, und sich gut zum Weichlöten eignet.

4 Analemma (griechisch. ).

Mit anderen Worten, diese Kurve zeigt, wie schnell oder nacheilig unsere Uhren im Verhältnis zur durchschnittlichen Zeit sind. Im Oktober steht die Sonne beispielsweise 16 Minuten früher im Zenit und im Februar 14 Minuten später als mittags. Dieses Phänomen ist mit der Elliptizität der Umlaufbahn und der Neigung der Erdachse verbunden. Wir gehen nicht ins Detail, es ist wichtig für uns zu wissen, wie viele Minuten an welchem ​​Tag wir zum Ablesewert unserer Sonnenuhr addieren oder subtrahieren müssen, um die Uhrzeit relativ genau bestimmen zu können. Dazu platzieren wir diese schöne Kringel auf der Innenseite des Deckels.

Jetzt haben wir alle oben genannten zusammengefügt.

Teilen wir unser Gerät bedingt in zwei Teile - die Sonnenuhr selbst und den Deckel (in unserem Fall handelt es sich um Taschenteile, was bedeutet, dass sie wie ein Zigarettenetui aussehen). Schneiden Sie fünf Rechtecke von 100x120 mm aus einer Sperrholzplatte.

Wir schneiden die Ecken der Zuschnitte um 15 mm. auf jeder Seite, wie auf den Umschlagdetails zu sehen:

Um den Gnomon und den Kompass zu installieren, schneiden Sie Löcher in die Rahmenrohlinge von der Rückseite und dem darauf folgenden Substrat. Wir vertiefen den Gnomon so, dass die Drehachse in der Ebene des Rahmens liegt, und schneiden eine Schicht Sperrholz ab (es ist etwas mehr als 1 mm).

Wir kleben die Teile, dann bearbeiten wir sie wie im Scherz sorgfältig mit einer Feile, oder genauer gesagt, wir kleben die Endteile mit Furnier aus dem gleichen Sperrholz und bearbeiten sie mit Schleifpapier. Die Scharniere, die den Deckel mit dem Korpus verbinden, sind aus Kupferdraht gefertigt und mit Epoxidharz verklebt.

Und für einen antiken Look bearbeiten wir das Produkt mit einem Fön. Als Ergebnis bekommen wir genau so ein Spielzeug für Erwachsene.

Abschluss. Es scheint mir, dass ein solches Geschenk für einen Teenager viel interessanter und nützlicher ist als jedes neumodische Gerät, das in einem Geschäft gekauft wird (umso mehr werden Sie mit nichts überraschen). Zumindest bringt das Ding das Gehirn zum Arbeiten, aber wenn es auch die Neugierde weckt, die Details in den Wissenschaften herauszufinden, wird es einfach wunderbar.

Der älteste Mechanismus zur Zeitbestimmung. Sonnenuhr- das einfachste Gerät, aber es enthält das Wissen und die Beobachtungen unserer alten Vorfahren. Derzeit Sonnenuhr als Landschaftsdekoration verwendet. Zum Beispiel Sonnenuhr Eltern bringen ihren Kindern den Aufbau des Sonnensystems und das Gebäude selbst bei Sonnenuhr mit eigenen Händen- eine spannende Aktivität für unsere Kinder, zum Beispiel am Strand zu sein. Bei der Herstellung von Sonnenuhr Sie müssen einige Punkte und Merkmale ihres Designs kennen, über die wir in diesem Artikel sprechen werden.

Woraus bestehen die Sonnenuhren?

Sonnenuhr Sie bestehen aus einem schattenwerfenden Pfeilzeiger (dieser Zeiger wird Gnomon genannt) und einer Sonnenuhr. Zeit bis Sonnenuhr bestimmt durch den Schatten, den der Gnomon auf dem Zifferblatt wirft. Es ist einfach, aber es gibt einige Besonderheiten. Ziffernblatt Sonnenuhr ist durch 24 Stunden teilbar, nicht durch 12 Stunden wie bei herkömmlichen mechanischen Uhren. Das Zifferblatt oder der Gnomon sollte über die Ebene geneigt sein. Sonnenuhr Sommerzeit nicht berücksichtigen. Die Sonnenuhr funktioniert nur bei klarem oder leicht bewölktem Wetter während der Tagesstunden. Das sind alle Einschränkungen Sonnenuhr.

Es gibt mehrere Arten Sonnenuhr... Gehen wir sie der Reihe nach an.

Kann direkt auf dem Sand am Strand durchgeführt werden. Zuerst müssen wir zwei Dinge wissen: Auf welchem ​​Breitengrad wir uns befinden und wo ist Norden. Wenn der zweite Teil nach der Auswahlmethode installiert werden kann, müssen Sie mit dem ersten vorbereitet sein. Wir haben also einen Kompass und kennen unseren Breitengrad (St. Petersburg - 60, Moskau - 55, Nischni Nowgorod - 56, Jekaterinburg - 56, Sotschi - 43, Rostow am Don - 47, Nowosibirsk - 55, Wladiwostok - 43 Grad Nord). Wenn wir ein Zifferblatt machen Sonnenuhr auf der übertragenen Oberfläche - zeichnen Sie einen Kreis und teilen Sie ihn in 24 Teile. Wenn wir eine Sonnenuhr auf den Boden stellen, einen Kreis zeichnen, einen Stab (Gnomon) in die Mitte des Kreises einführen und nach Norden neigen, so dass der Winkel zwischen der Erdoberfläche und dem Gnomon unserem Breitengrad entspricht, Zeichnen Sie eine Linie vom unteren Ende des Gnomons genau nach Norden - dies sind 12 Stunden der astronomischen Tageszeit. Wir zeichnen den Rest der Linien und teilen den gesamten Kreis in 24 gleiche Sektoren. Jeder Sektor Sonnenuhr entspricht 15 Grad.

Hier erwartet uns ein Hinterhalt. Nach kompetenter Degradierung des Zifferblatts und Neigen des Gnomons wird die Zeit angezeigt Sonnenuhr können von den im lokalen Fernsehen gezeigten Zeiten abweichen. Das Problem liegt in der Sommerzeit und den Zeitzonen, die aus Bequemlichkeit künstlich geschaffen wurden. Ein tragbares Zifferblatt kann dieses Problem leicht lösen, drehen Sie es einfach zurück, bis die Zeit reif ist. Bei einer auf Sand gezeichneten Uhr ist es etwas komplizierter, dieser Moment muss beim Bemalen des Zifferblatts berücksichtigt werden. Zum Beispiel können wir die Markierung des Zifferblatts bis 12 Uhr verschieben, wenn wir ohne Kompass den Norden bestimmen und die Hauptachse des Zifferblatts unserer Sonnenuhr zeichnen. Wenn Sie keine Zeit zum Warten haben und die Kreativität aus Ihnen herausbricht, skizzieren Sie das Zifferblatt Sonnenuhr in einer groben Version und korrigieren Sie Ihr Zifferblatt für den Fehler, den Sie erhalten.

In unseren Breitengraden Sonnenuhr sie arbeiten mitten in den sommerstunden von 8 bis 20 uhr, daher ist es fast sinnlos, zwischen diesen werten zu rasseln. Aus diesem Grund wird die Basis des Gnomons auf einem runden Zifferblatt oft nach unten verschoben.

Dieselbe horizontale Uhr, nur der Gnomon ist eindeutig vertikal installiert und das Zifferblatt selbst ist im Breitenwinkel des Installationsorts einer solchen Uhr zur Erdoberfläche geneigt.

Vertikale Sonnenuhr.

Vertikale Sonnenuhr meist an Hauswänden befestigt. Der gleiche geneigte Gnomon und ein auf 15 Grad umrissenes Zifferblatt.

Normalerweise machen sie in Städten einen gemischten Typ Sonnenuhr, d.h. das Zifferblatt ist um den halben Winkel geneigt, der Gnomon ist um den halben Winkel geneigt. So eine Konstruktion Sonnenuhr sehen in der Tat spektakulärer aus, weil sie gemacht sind.

Gebäude Sonnenuhr mit Ihren eigenen Händen wird Ihr Kind wirklich fesseln und darüber hinaus seinen Horizont erweitern.

Geschichte der Sonnenuhr

Der Mensch erfand eine Reihe von Instrumenten zur Zeitmessung, zum Beispiel Mond-, Wasser-, Kerzenuhren, die bis zum 18. Jahrhundert verwendet wurden, dann die Sanduhr und vom 16. bis zum 18. Jahrhundert Öluhren. Aufgrund ihrer Abhängigkeit von äußeren Bedingungen und deren Schwankungen sowie aufgrund technischer Unvollkommenheit haben diese Zeitmessmittel jedoch keine universelle Anwendung gefunden.

Nach moderner Chronologie gab es bereits vor 4000 Jahren überall Uhren unterschiedlicher Komplexität. Die Ägypter waren die ersten, die versuchten, sie herzustellen, die stellare Stundenkarten erfanden, und es war möglich, die Nachtzeit zu bestimmen, indem sie den Aufgang der Sterne beobachteten. Wenn es um die Tageszeit geht, erfanden die späten Ägypter die Schattenuhr. (Sonnenuhr). Der Schatten des Querbalkens überquerte von Sonnenaufgang bis Sonnenuntergang allmählich die Markierungslinie. Eine Anleitung zur Herstellung einer solchen Uhr wurde im Grab des Pharaos gefunden

Seti I, der um 1300 v. Chr. regierte. So eine einfache Schattenuhr war der Vorläufer Solar-.

Besonders günstige klimatische Bedingungen für die Zeitmessung mit SonnenuhrÄgypten hatte. Neuigkeiten über die ältesten der alten Ägypter Sonnenuhr bezieht sich auf die Regierungszeit von Thutmosis III. - die erste Hälfte des 15. Jahrhunderts. BC. Eine der Arten von Sonnenuhren war eine Stufenuhr in Form eines Obelisken mit zwei geneigten Flächen, die entlang der Ost-West-Achse ausgerichtet und in Stufen unterteilt waren. Bei Sonnenaufgang fiel der Schatten auf den Rand der oberen Stufe einer dieser Oberflächen - der östlichen, fiel dann allmählich ab, bis er gegen Mittag vollständig verschwand. Dann, am Nachmittag, tauchte der Schatten im unteren Teil der Westoberfläche wieder auf, von wo aus er immer höher stieg, bis er bei Sonnenuntergang die Kante der oberen Stufe berührte.

Auf den beschriebenen Sonnenuhr Die Zeit wurde an der Länge gemessen, nicht an der Richtung des Schlagschattens. Die Ägypter hatten jedoch eine Sonnenuhr und eine Skala zur Bestimmung der Richtung des Schlagschattens. Der berühmte römische Architekt und Architekt Marcus Vitruv, der unter Caesar und Augustus tätig war, beschreibt in seinem Aufsatz "Architektur" nicht weniger als 13 Arten von Sonnenuhren.

Dazu gehören horizontale Mulden, die für die nördlichen Regionen Europas nicht ganz üblich sind. halbkugelförmige Sonnenuhr- die sogenannten Hemisphären. Die innere Oberfläche der Halbkugel war eine Himmelshalbkugel mit einer Äquatorlinie, zwei Sonnenwendelinien und einer 12-Stunden-Zeitskala. Die Erfindung einer solchen Uhr wird dem berühmten antiken Astronomen Aristarch von Sames zugeschrieben, der 320-250 Jahre alt war. BC die auch gemacht haben Sonnenuhr mit halbkreisförmigen Skalen, unterteilt in fünf Teile (Stunden) von ungleicher Länge. Verbesserung des Griechischen Sonnenuhr daran nahm auch der bekannte Mathematiker, Arzt, Begründer der griechischen Astronomie Eudoxus von Knidos teil, der in den Jahren 408-356 lebte. BC. Das scharfe Ende des Gnomons, das den Ägyptern ursprünglich dazu diente, den Schatten auf der Skala deutlich zu begrenzen, wurde später von den Griechen durch ein kleines rundes Loch, das sogenannte Sonnenauge, ersetzt, das einen kleinen Lichtpunkt auf die Skala warf . Zusätzlich zu den oben genannten horizontalen Uhren hatten die Griechen auch perfektere vertikale Sonnenuhr, die sogenannten Hämozyklen, die sie an öffentlichen Gebäuden platzierten. Alle antiken Sonnenuhren basierten auf dem einfachen Prinzip des Gnomons, bei dem Länge und Richtung des Schattenwurfs nicht nur von der Position der Sonne zu einem bestimmten Zeitpunkt am Himmel, sondern auch von der Jahreszeit abhingen.

Mit der römischen Methode der Einteilung von Tag und Nacht in 12 Stunden im Frühjahr und Sommer wurden die Tagesstunden verlängert und im Herbst und Winter verkürzt. Die alte Sonnenuhr zeigte aufgrund ihrer Unvollkommenheit eine solche Zeit an, deren Hauptmerkmal darin bestand, dass sich unter dem Einfluss der wechselnden Neigung der Sonne die Länge der Tag- und Nachtstunden im Laufe des Jahres änderte. Später antik und viele mittelalterliche Sonnenuhr hatte krummlinige Skalen, die diesen Nachteil beseitigten. Solche Uhren mit komplexeren und genaueren Zeitskalen, die für vierteljährliche oder monatliche Intervalle berechnet wurden, wurden bis etwa zum 15. Jahrhundert verwendet. Mit einer wichtigen Erfindung aus dem Jahr 1431 wurde eine neue Ära in der Entwicklung von Sonnenuhren eingeläutet. Sein Prinzip bestand darin, einen Schattenpfeil in Richtung der Erdachse zu installieren. Mit dieser einfachen Neuerung wurde erreicht, dass sich der Schatten des Pfeils, die Halbachse genannt, nach dieser Neuerung gleichmäßig um die Halbachse dreht und sich stündlich um 15 Grad dreht. Dies ermöglichte die Einführung einer einheitlichen Uhrzeit, die das ganze Jahr über verwendet werden konnte, und die den Stunden entsprechenden Segmente waren unabhängig von der sich ändernden Sonnenhöhe gleich lang. Die nächste Entwicklungsstufe Sonnenuhr wurde eine Sonnenuhr mit Kompass. An den ersten Schöpfer Sonnenuhr mit korrigierendem Kompass bezieht sich auf Astronomen und Mathematiker

Regiomontan. mit einem Zifferblatt parallel zur Ebene des Erdäquators und einem Gnomon senkrecht dazu, waren im Wesentlichen die einfachsten Uhren mit einer einheitlichen Zeitskala. Die Schöpfer solcher Uhren gingen in der Regel davon aus, dass sie in unterschiedlichen geografischen Breiten eingesetzt wurden. Manchmal hatten solche Uhren einen Zeiger mit Zahnradgetriebe und ein kleines Zifferblatt mit einem Zeiger zum Zählen von Minutenintervallen mit einer Genauigkeit von 1 bis 3 Minuten. Solche Uhren wurden Heliochronometer genannt.

Es gab auch eine äquatoriale Uhr, die so angeordnet war, dass ihr Zifferblatt direkt die Mitte anzeigte Sonnenzeit statt lokal Sonnenzeit wie eine normale äquatoriale Uhr. Sorten Sonnenuhr waren sehr vielfältig. Interessanter Ring Sonnenuhr- eine der Varianten von Reisesonnenuhren, die sehr oft gleichzeitig als dekorativer Anhänger dienten.

Der Hauptteil von solchen Sonnenuhr es gab einen Messingring von einigen Zentimetern Durchmesser und einen weiteren beweglichen Ring mit einer Öffnung für einen Sonnenstrahl. Auf der Außenfläche des Hauptrings waren normalerweise die Anfangsbuchstaben der Namen der Monate eingraviert, und auf der Innenfläche befand sich eine Stundenskala. Vor der Messung musste der kleinere, meist eiserne Ring so gedreht werden, dass das Loch für den Strahl auf dem Namen des entsprechenden Monats lag. Bei der Zeitmessung wurde die Uhr so ​​gehalten, dass der Sonnenstrahl durch das Loch in der Skala hindurchtreten konnte. Die sogenannten Äquatorialringe wurden nach einem ähnlichen Prinzip gebaut - eine ähnliche Uhr, auf deren Hauptring sich zwei weitere Kreise kreuzten. Später entstand eine neue Version mit einem Querträger anstelle des dritten Rings.

Auf der einen Seite dieses Querbalkens waren die Monate und auf der anderen die Tierkreiszeichen angegeben. In der Mitte befand sich ein Jumper mit einer kleinen Öffnung für den Durchgang des Sonnenstrahls. Die korrekte Position dieser Uhr bei der Zeitmessung war, als der durch das Loch laufende Sonnenstrahl die Mittellinie des Äquatorkreises traf. Zum Abschluss dieses Abschnitts möchte ich kurz auf eines der Straßenmodelle eingehen Sonnenuhr von indischen Reisenden verwendet. Es waren hölzerne Oktaederstäbe mit einer 160 cm langen Metallspitze mit geschnitzten Stundenskalen. In das Loch oberhalb der Skala für den entsprechenden Monat wurde ein etwa 15 cm langer Stab gesteckt, so dass seine Spitze in senkrechter Position des Stabes einen Schatten auf die Skala warf. Es sollten 12 Skalen auf dem Stock gewesen sein. Da für die Tage im Abstand von der Sonnenwende gleichzeitig die gleichen Bedingungen galten, reichten 8 Waagen. Diese Uhren wurden nach der Jahreszeit (Juni-Juli), in der sie reisten, Ashadah genannt. Sonnenuhr haben nie an Bedeutung verloren und werden auch heute noch gebaut. Die Römer haben die uns heute bekannte Sonnenuhr perfektioniert und sogar hergestellt tragbare Solaruhr bequem für Reisen. Sie existierten über Jahrtausende und blieben lange Zeit ein Mittel zur Überprüfung und Koordination für sehr unzuverlässige Raduhren, bis sie schließlich durch die Erfindung einer Schraubenfeder als Wegregler (1674) verdrängt wurden, aber darüber werden wir weiter unten sprechen.

Wir haben den Aufbau und die Funktionsweise der Sonnenuhr untersucht, die im Laufe der Jahre verbessert und verändert wurde. Sonnenuhr mit beweglichem Stab, Kompass und Minutenskala waren sie ein einfacher und zuverlässiger Indikator für die Sonnenzeit, litten aber auch an einigen gravierenden Mängeln. Ihre Arbeit war abhängig von sonnigem Wetter und mit einer begrenzten Arbeitszeit - zwischen Sonnenaufgang und Sonnenuntergang. Daher unterschieden sich neue Instrumente zur Zeitmessung grundlegend von Sonnenuhren. Während die Zeiteinheit nach der Sonnenuhr aus der Rotation der Erde und ihrer Bewegung um die Sonne abgeleitet wurde, war es notwendig, einen künstlichen Standard für die Zeiteinheit zu schaffen, zum Beispiel in Form eines benötigten Zeitintervalls dass eine bestimmte Menge an Materie in einem Zeitmessgerät herausfließt.

LANGE TRÄUMT, EINE GARTEN-DEKORATIVE UHR VOR DEM WALKET ZUM GRUNDSTÜCK ZU STARTEN.

ICH LIEBE UND WEISS, MIT DEM STEIN ZU ARBEITEN, DESHALB NEHME ICH IHN ZUR BASIS DES ZUKÜNFTIGEN PRODUKTS.

ES WURDE SCHÖN UND NÜTZLICH – JETZT WERDEN ICH UND JEDER PASSAGIER AN EINEM SONNIGEN TAG EINFACH BESTIMMEN, WELCHE STUNDE IST.

Ich fand einen Felsbrocken geeigneter Größe mit einer breiten flachen Oberfläche.

Um die Qualität eines Felsbrockens zu überprüfen, müssen Sie ihn mit etwas abkratzen - wenn der Stein leicht bröckelt, ist er nicht für die Arbeit geeignet. Granit lässt sich am besten polieren und schleifen.

Dann begann er Berechnungen anzustellen. Ich habe den Breitengrad herausgefunden, auf dem Mogilev liegt: 53 Grad. 55 Minuten - Der Neigungswinkel des Gnomon * (53 Grad) in der Breite des Gebiets garantiert die Genauigkeit der Sonnenuhr. Er ermittelte empirisch die ungefähre Höhe des Gnomons, der Schatten davon sollte die Grenzen des zukünftigen Zifferblatts nicht überschreiten.

Ich markierte einen rechten Winkel auf einem Stück Aluminium. Mit Hilfe eines Winkelmessers lege ich einen Winkel von 53 Grad von der unteren Linie nach oben ein. 55 Minuten (siehe Diagramm 1). Im Inneren habe ich geschweifte Linien gezeichnet, um den Zeiger lustiger aussehen zu lassen, und ihn mit einer Metallsäge ausgeschnitten (kann aus langen Nägeln, Plastiknadeln oder Stricknadeln hergestellt werden).

Auf der ebenen Fläche des Felsbrockens markierte ich den Mittelpunkt des Kreises, zog eine Linie von ihm zum Rand - dies ist die Mittagsmarke von 12 Uhr. Von dieser Linie aus habe ich mit Hilfe eines Winkelmessers 8 Mal in jede Richtung um 15 Grad verschoben (Schema 2) - die Zifferblattmarkierungen von 4 bis 20 Uhr.

1. Die Zifferblattmarkierungen können zunächst auf ein Blatt Papier, das genau der Größe der Rahmenebene entspricht **, gezeichnet und dann auf die Platte übertragen werden.

2. Wenn es die Abmessungen zulassen, können Sie auf dem Zifferblatt die Halbstunden- und Viertelstundeneinteilung mit Edelstahldraht, farbigen Steinen, Gläsern markieren und mit wasserfestem Kleber befestigen.

Mit einem Schleifer mit Diamantscheibe habe ich diese Linien 2 mm breit und 5 mm tief auf den Stein gesägt. Der Gnomon fuhr mit einem Hammer entlang der Mittagslinie und richtete die Mitte des Zeigers auf die Mitte des Zifferblatts wie in Diagramm 2 aus

Ich habe einen Aluminiumdraht d 1,5 mm mit einer Spirale verdreht und mit einem Hammer in alle Schnitte getrieben (Foto 1) An den Enden der Leitungen habe ich Löcher gebohrt und Hutmuttern hineingetrieben (Foto 2) Ich habe eine Aussparung ausgehöhlt der untere Teil des Boulders, an einem Rohr d 150 mm ausprobiert - auf einem solchen Sockel ist die Uhr einfacher einzustellen und zu drehen. Er rammte das Rohr in den Boden (Foto 3), legte einen Felsbrocken darauf.

Ich stelle das Zifferblatt auf dem Kompass mit einer Mittagslinie nach Norden. Ich überprüfte die Ablesungen der Sonnenuhr am üblichen Mittag. Ich legte kleine Pflastersteine ​​unter den Felsblock und zementierte ihn.

An einem festen Ort wird der Rahmen der Sonnenuhr streng horizontal installiert. Sie können den Füllstand mit einem randvoll mit Wasser gefüllten Teller überprüfen.

Ich habe mir das passende Design für eine solche Uhr ausgedacht. Ich legte einen in Form eines Halses und eines Kopfes gebogenen Draht unter das Kopfsteinpflaster (Foto 4) - es stellte sich heraus, dass es sich um einen Schwan handelte. Ich bohrte die Pilzkappen und legte sie auf die Stangen in den Beinen (Foto 5)

Ich fand ein Steinherz im Dnjepr, befestigte einen Pfeil auf beiden Seiten (Foto 6) Ich steckte ein Schwert in einen anderen Kopfsteinpflaster, nachdem ich zuvor einen Stein geschnitten hatte (Foto 7). Alle Details wurden übrigens ohne Klebstoff verbunden.

Es gibt 5 Drachen in meiner Familie entlang des östlichen Berges, also habe ich eine Skulptur dieses Tieres aus einem Chamäleonstein geformt. In der Nähe der Garage bröckelte die Erdmauer. Ich habe es mit Pflastersteinen und dekorativen Fliesen mit Zementmörtel verstärkt (Foto 8)

Auf eine Notiz

Die Abfolge der Stundenmarkierungen auf dem Zifferblatt folgt der Bewegungsregel der Zeiger einer mechanischen Uhr. Die Bezugslinie ist die Mittagslinie von der Basis des Gnomons. Sie kann mit dem Kompass (Nord-Süd-Linie) genau bestimmt werden.

Noch bequemer ist es, eine einfache Uhr zu verwenden, deren Messwerte mit dem Schatten des Gnomons verglichen werden. Diese Linie wird in den Tagen vor und nach dem 16. April, 15. Juni, 31. August und 26. Dezember von der Uhr besonders genau bestimmt. Das einfachste Design der Uhr ist genau das horizontale, so dass es mit den Kindern direkt am Boden gemacht werden kann: Zeichnen Sie einen gleichmäßigen Kreis, stecken Sie einen Stock in die Mitte - er dient Ihnen als Gnomon.

Zeichnen Sie eine gerade Linie vom Mittelpunkt des Kreises nach Norden - astronomische Mittagszeit. Teilen Sie den Kreis in vierundzwanzig gleiche Sektoren. Neigen Sie den Zeiger in einem Winkel nach Norden, der dem Breitengrad Ihres Standorts entspricht.

DIY Sonnenuhr - Foto

* Gnomon - ein Stab, der am Zifferblatt befestigt ist und dessen Schatten die Zeit anzeigt.