کلاس کارشناسی ارشد "ساعت آفتابی را خودتان انجام دهید. ساخت ساعت آفتابی عمودی با دستان خود ساعت آفتابی دستی

بالاخره وقت گذاشتم و مقاله ای در مورد ساخت ساعت آفتابی با دستان خودم نوشتم. نظرات و ویرایش های ارزشمند کاربر Alexander از من برای نوشتن این مطالب ترغیب شد. در نگاه اول، ایجاد ساعت آفتابی کاملاً به موضوع بقا مرتبط نیست. اما با درک اصل ساعت آفتابی و ساختن چندین نمونه، اصول جهت گیری، تعیین مختصات جغرافیایی و ... را بهتر درک خواهید کرد. به طور کلی ساختن ساعت آفتابی با دستان خود تجربه بسیار هیجان انگیزی است. امیدوارم این موضوع مورد توجه طیف وسیعی از خوانندگان سایت ما قرار گیرد.

همانطور که می دانید ساعت آفتابی یکی از قدیمی ترین ابزار علمی است که اجداد ما برای تعیین زمان از آن استفاده می کردند. ما علاوه بر تعریف مستقیم زمان، علاقه مند به درک اصول ساعت هستیم که مبتنی بر اصول جهت گیری است. ساعت آفتابی انواع مختلفی دارد. بیایید سعی کنیم برخی از آنها را در نظر بگیریم.

در ساده‌ترین شکل، ساعت آفتابی از یک گنمون تشکیل شده است که سایه‌ای از خورشید روی صفحه می‌اندازد. سایه به قیاس با عقربه در یک ساعت معمولی کار می کند. با همان اصل، از یک gnomon بداهه برای تعیین طول و عرض جغرافیایی استفاده می شود، جایی که زمان خورشیدی و ظهر محلی مورد نیاز است.

ساعت آفتابی زمان میانگین محلی را نشان نمی دهد، بلکه زمان واقعی خورشیدی را نشان می دهد. اگر می خواهید زمان محلی را ببینید، باید مقادیر شماره گیری را تصحیح و تغییر دهید. از آنجایی که ظهر واقعی ممکن است یک ساعت دیگر با ظهر واقعی متفاوت باشد. کلید تعیین صحیح زمان، ساعتی است که به درستی در فضا جهت گیری کند.

اگر گنمون عمود بر صفحه صفحه صفحه باشد و به قطب جهان، یعنی موازی با محور جهان، هدایت شود، در آن صورت سایه ای که از آن می افتد به صفحه دایره ساعت می افتد. به عبارت دیگر، صفحه صفحه مدرج موازی با صفحه استوا خواهد بود. زاویه حاصل بین صفحه دایره ساعت و نصف النهار زمان واقعی خورشیدی خواهد بود که بر حسب درجه بیان می شود.

تقسیم‌بندی‌های ساعتی به طور مساوی در هر 15 درجه روی صفحه اعمال می‌شود، با این فرض که 1 ساعت در اندازه‌گیری زاویه‌ای 15 درجه است. این قطعه به اندازه ای است که زمین در طول 1 ساعت از چرخش خود می گذرد. در صفحه افقی، ساعت استوایی باید دقیقاً روی شمال واقعی برای نیمکره شمالی و بالعکس برای نیمکره جنوبی تنظیم شود. علاوه بر این، صفحه کلید برای نیمکره جنوبی یک کپی آینه ای از شمال خواهد داشت. برای روسیه، گزینه اول همچنان مرتبط تر است.

استفاده از قطب نما برای یافتن خط شمال-جنوب کاملاً صحیح نیست، زیرا جهت قطب نما به سمت شمال با بزرگی انحراف مغناطیسی با قطب نما متفاوت است که می تواند به 7-8 درجه برسد که یک خطا خواهد بود. تا نیم ساعت اگرچه می توان از نقشه های توپوگرافی منطقه به انحراف مغناطیسی و انحراف سالانه مغناطیسی پی برد و این مقدار را در لحظه محاسبه کرد. لازم است ظهر واقعی منطقه مشخص شود، سپس سایه از gnomon به شمال واقعی اشاره خواهد کرد.

مزیت ساعت استوایی سادگی ساخت و یکنواختی درجه بندی صفحه است. نقطه ضعف اصلی ساعت های آفتابی استوایی، بر خلاف انواع دیگر، استفاده محدود از آنها است - آنها فقط بین اعتدال بهار و پاییز کار می کنند. برای نیمکره شمالی، اعتدال بهاری در ماه مارس و اعتدال پاییزی در سپتامبر است.

طرح زیر از ساعت آفتابی استوایی بهبودیافته به لطف صفحه پشتی، امکان استفاده تقریباً نامحدود را فراهم می کند.

نیمکره شمالی - ژوئن 13:00 نیمکره شمالی - دسامبر 11:00 صبح

ماکت ساعت آفتابی استوایی برای ساخت خود را می توانید از اینجا دانلود کنید

تنها چیزی که لازم است این است که طرح را روی چاپگر در مقیاس اصلی روی کاغذ ضخیم چاپ کنید یا آن را روی مقوا یا پلاستیک نازک بچسبانید. می توانید مقیاس طرح چاپی ساعت آفتابی را با یک خط کش در مقیاس اینچی نشان داده شده در یکی از برگه ها بررسی کنید. در آرشیو 3 اندازه ساعت استوایی برای نیمکره شمالی و جنوبی وجود دارد. یکی را که دوست دارید انتخاب کنید، اما اندازه بزرگتر توصیفی و دقیق تر است. شما همچنین باید یک میله برای ساختن گنمون پیدا کنید.

پس از چسباندن طرح، ساعت باید در امتداد خط ظهر واقعی قرار گیرد و عرض جغرافیایی را در پشت تنظیم کنید. و شما حتی نیازی به محاسبه زاویه شیب صفحه با استفاده از فرمول 90 درجه -φ ندارید، جایی که φ عرض جغرافیایی است. فقط قسمت عقب گنومون را به عرض جغرافیایی منطقه خود وصل کنید. و می توانید از روش باستانی اندازه گیری زمان لذت ببرید))

بر خلاف ساعت های آفتابی استوایی، ساعت های افقی دارای صفحه موازی با افق هستند. بنابراین، شماره گیری به طور ناهموار درجه بندی می شود. بعد از ظهر، هر ساعت بعد سایه با زاویه بیشتری می چرخد. به عنوان یک قاعده، یک ساعت افقی دارای یک گنمون است که به شکل مثلثی ساخته شده است که یک ضلع آن به سمت قطب جهان است، یعنی زاویه بین آن و صفحه صفحه صفحه با عرض جغرافیایی برابر خواهد بود.

من هنوز یک طرح ساده اما جالب از یک ساعت آفتابی افقی پیدا نکرده ام.

نوع دیگری از ساعت آفتابی ساده. یک ویژگی خاص قرار گرفتن خط شماره گیری در جهت غرب - شرق است. تنها چیزی که نیاز دارید این است که طرح را چاپ کنید، آن را روی مقوا بچسبانید و با استفاده از مقیاس پشت ساعت، زاویه شیب صفحه را با گنومون در عرض جغرافیایی منطقه خود تنظیم کنید.

ابتدا به بررسی انواع ساعت های آفتابی می پردازیم. سه نوع زمان خوانی توسط خورشید وجود دارد: با کمک ساعت آفتابی افقی، استوایی و عمودی. در خانه، ساده ترین راه برای انجام دو نوع اول است.

استوایی.سطح صفحه نسبت به سطح زمین در زاویه ای برابر با 90 درجه - عرض جغرافیایی منطقه متمایل شده و به سمت ستاره قطبی (به سمت شمال) چرخیده است. فلش عمود بر صفحه است و می تواند یک پین معمولی باشد. علامت ساعت روی صفحه هر 15 درجه است.

افقی.صفحه روی زمین یا کاملاً افقی ایستاده است. فلش مثلثی است که زاویه آن برابر با عرض جغرافیایی زمین است. جهت پیکان شمال است. تقسیم صفحه به بخش های ساعت طبق فرمول انجام می شود.

نحوه ساخت ساعت آفتابی

استوایی.

• روی یک تکه تخته سه لا یا پلاستیک یک صفحه با تقسیم بر بخش های ساعتی هر 15 درجه می کشیم.

• در مرکز صفحه، یک سنجاق یا چوب با هر طولی را به صورت عمود وارد کنید.

اکنون باید ساعت را به درستی تنظیم کنید.

• با استفاده از پایه، به صفحه تمام شده زاویه شیب می دهیم. ارتفاع پایه (زاویه شیب) برای هر منطقه به طور جداگانه تعیین می شود. به عنوان مثال، برای مسکو، زاویه 90 درجه منهای 55 درجه (عرض جغرافیایی شمالی) = 35 درجه خواهد بود. بر این اساس، اگر در ولگوگراد زندگی می کنید، عرض جغرافیایی ولگوگراد (48 درجه) باید از 90 درجه کم شود.

عرض جغرافیایی هر شهر را می توان در ویکی پدیا مشاهده کرد.

• پس از یافتن زاویه شیب صفحه، آن را روی زمین جهت می دهیم و فلش اکنون مایل را به سمت شمال هدایت می کنیم.

عیب چنین ساعت هایی این است که فقط برای نیم سال زمان را نشان می دهند، در حالی که در زمستان در سایه هستند.

افقی.
چنین ساعتی را می توان خیلی ساده با کودک خود ساخت.

• از تخته سه لا یا پلاستیک با یک گنوم (فلش مثلثی) برش دهید. یکی از زوایا مستقیم است (90 درجه) و دیگری عرض جغرافیایی شهر شماست. یعنی در مسکو مثلثی با زوایای 90 و 55 درجه و در ولگوگراد 90 و 48 درجه خواهد بود.

• مثلث را روی زمینی که ساعت را در آن برنامه ریزی می کنیم، با هدایت قطب نما، به سمت شمال تنظیم می کنیم.

• تایمر را شروع می کنیم و هر یک ساعت بیرون می رویم و تقسیمات را علامت گذاری می کنیم.

من یک کاردستی سرگرم کننده را که با دستان خود از مواد ضایعات ساخته شده است ، مورد توجه شما قرار می دهم. از یک طرف فقط یک اسباب بازی است، یک سوغات، اما از طرف دیگر یک امر جدی است که نیاز به دانش و مهارت در زمینه های علمی مانند نجوم، جغرافیا، ریاضیات و فیزیک دارد. این در مورد یک دستگاه باستانی برای تعیین زمان خواهد بود - ساعت آفتابی، که احتمالاً همه در مورد آن شنیده اند، برخی حتی دیده اند، حتی ممکن است کسی آن را انجام داده باشد. من فکر می کنم نیازی به توضیح دقیق اصل عملکرد و طراحی ساعت های ثابت نیست، همه چیز با جزئیات زیاد در اینترنت توضیح داده شده است، من فقط در چند جزئیات و ویژگی ها صحبت خواهم کرد.

برای ساخت این سازه به موارد زیر نیاز داریم:
1. تخته سه لایه 4 میلی متر
2. قطب نما با سوزن خشک
3. ورق برنجی به ضخامت 1 میلی متر.
4. سیم مسی ø 0.8-1mm.

مجموعه ساز به شرح زیر است:
1. اره برقی برای چوب
2. چاقوی بسیار تیز
3. اره منبت کاری اره مویی معمولی (نه الکتریکی)
4. ابزار ترسیم (قطب نما، نقاله، خط کش و غیره)
5. قیچی برای فلز
6. آهن لحیم کاری
7. مجموعه ای از فایل های سوزن
8. سشوار ساختمانی
9. کاغذ سنباده در اندازه های مختلف دانه
10. در صورت تمایل مشعل

از عنوان مقاله، قبلاً مشخص می شود که این دستگاه متحرک است، یعنی قابل حمل است که برای تعیین زمان نیاز به جهت گیری نسبت به مختصات زمین دارد، یعنی: خط ظهر ساعت باید با جهت نصف النهار منطبق باشد. . برای این کار یک قطب نما در طرح تعبیه شد. به هر حال، این ساعت فقط در ناحیه ای که مختصات آن در محاسبات استفاده شده است، زمان را به درستی نشان می دهد. طول جغرافیایی مکان، زاویه شیب گنمون ( عقربه های ساعت ) و تقسیمات ساعت قاب (شماره گیر) را تعیین می کند و عرض جغرافیایی برای اصلاح زمان محلی به منطقه زمانی (زمان مدنی) مهم است.

ساعت ما از عناصر زیر تشکیل خواهد شد:

1 قطب نما. برای جهت گیری دقیق تر جهت شمال در ساعت، از قطب نمای فلش معمولی کمی تغییر یافته استفاده می شود. پالایش در این واقعیت است که کارت قطب نما مستقیماً به فلش چسبانده می شود و نه فقط چسبانده می شود، بلکه با اصلاح انحراف مغناطیسی (برای منطقه ما این 11 درجه است که می تواند حدود یک ساعت خطا بدهد)

برای شروع، من قطب نما را به اجزای سازنده آن جدا کردم:

من فقط تصویری را که دوست داشتم از اینترنت بارگیری کردم ، آن را در اندازه مناسب روی کاغذ عکاسی چاپ کردم و با در نظر گرفتن انحراف مغناطیسی روی فلش چسباندم ، زیرا قبلاً فارغ التحصیلی روی کارت وجود داشت.

مجبور شدم با سمباده زدن سمت معکوس تعادل را به هم بزنم.

و یک عملکرد دیگر از چنین قطب نما - یک کارت، علاوه بر نشان دادن جهت به سمت شمال، به عنوان سطحی برای تنظیم صفحه ساعت در موقعیت افقی عمل می کند. البته، بهتر است سطح حباب را نیز تنظیم کنید، اما در صورت عدم وجود آن، تصمیم گرفتم که تنظیم موقعیت افقی روی کارت برای یک اسباب بازی سوغاتی کافی باشد، هیچ کس زنگ ها را در برابر آنها بررسی نکند.

2 قاب (صفحه‌گرد) ساعت افقی با ساعت استوایی تفاوت دارد زیرا زوایای بین نشانگرهای ساعت ناهموار است. برای ساعت های آفتابی افقی، علامت گذاری قاب را می توان به سه روش انجام داد:

روش اول ساده ترین است، اما دقیق نیست، فقط باید ساعت را تنظیم کنید، آن را کاملاً جهت دهید، و سپس هر ساعت یک علامت روی قاب بگذارید و بدین ترتیب کل صفحه را علامت بزنید. بهتر است این کار را در روزهایی انجام دهید که تصحیح معادله زمان نزدیک به صفر است (به «Analemma» مراجعه کنید). و چنین ساعتی با در نظر گرفتن تصحیح طول جغرافیایی از قبل با زمان مدنی نشان داده می شود.

روش دوم علامت گذاری با استفاده از ساختارهای هندسی است که به مداد، نقاله و قطب نما نیاز دارد.

دو خط عمود بر هم رسم می کنیم و نقطه A را علامت می زنیم.

از آن خط AC را می کشیم تا زاویه CAB برابر با عرض جغرافیایی منطقه ما باشد.

از نقطه B یک عمود بر خط AC رسم می کنیم و آن را با نقطه D نشان می دهیم

از نقطه B دایره ای به شعاع BD بکشید تا با خط AB قطع شود و نقطه O را علامت بزنید. اکنون با استفاده از این نقطه به عنوان مرکز، دایره ای با شعاع OB رسم کنید و آن را به 15 درجه تقسیم کنید و هر کدام را گسترش دهید. پرتو به خط BC نقاط تقاطع پرتوها با خط، نشانگرهای ساعت ساعت ما را تعیین می کند.

با اتصال این نقاط به نقطه A، نیمی از صفحه یا بهتر است بگوییم یک چهارم آن را به دست می آوریم، زیرا خطوط ساعت از 6 تا 12 با خطوط 12 تا 18 نسبت به محور AB متقارن هستند و علائم از 18 به ساعت 6 (بیایید آنها را شب بنامیم) با روز متقارن هستند.

و در نهایت روش سوم مثلثاتی یا محاسبه شده است. زوایای خطوط ساعت را با فرمول تعیین کنید: tg α = sin φ x tan t

جایی که α زاویه ساعت روی قاب است
φ- عرض جغرافیایی محل
t- فاصله زمانی، بیان شده بر حسب درجه (بر اساس 1 ساعت تا 15 درجه)

به عنوان مثال، برای مورد من، زاویه بین خطوط ساعت 11 و 12 خواهد بود sin57 ° x tg15 ° = 0.8386x0.2679 = 0.2247، که مربوط به 12.6 درجه است، به همین دلیل، دوباره تکرار می کنم، قطب نما افزایش یافت. برای مقدار انحراف مغناطیسی (11 درجه) تصحیح می شود.

خطوط نیم ساعت و ربع ساعت به سادگی با تقسیم بخش ساعت مشخص می شوند.

بنابراین، در یکی از دو روش آخر، قاب توسط ما مشخص شد. نشانه گذاری به دست آمده میانگین زمان محلی را به ما نشان می دهد که با زمان استاندارد (مدنی) بسته به طول جغرافیایی مکان رصد مقداری متفاوت است.

همانطور که می دانید، زمان از نصف النهار گرینویچ (GMT) شمارش می شود و پس از 15 درجه مناطق زمانی تغییر می کند. برای زمان مسکو (MSK)، منطقه زمانی GMT ​​+3 است، اما این نیز نسبت به زمان واقعی خورشیدی مشروط است، به عنوان مثال، تفاوت بین زمان واقعی و استاندارد در مسکو 29 دقیقه و 40 ثانیه است. این بدان معنی است که وقتی صدای زنگ های میدان سرخ در نیمه شب به صدا در می آید، ساعت واقعی نیمه شب خورشیدی تنها نیم ساعت بعد خواهد آمد. در منطقه من، اختلاف 31 دقیقه است، بنابراین تقسیمات نیم ساعت جابجا می شوند. این شکلی است که در محصول نهایی به نظر می رسد:

3 Gnomon (فلش)، طبق تعریف، باید تاشو باشد. چالش حفظ عرض جغرافیایی و عمودی صفحه نصب بود. البته می توانید آن را به پهلو بخوابانید، اما در این مورد، ابعاد کوچک به نظر می رسید و به نظر می رسید که گنومون در صفحه ساعت گم شده است، بنابراین تصمیم گرفته شد که این قسمت بلند شود. در این حالت، هم می توان طول را به نسبت های مورد نظر افزایش داد و هم عمودی را در محدوده های قابل قبول حفظ کرد (عکس برگشتی گنومون در 1 درجه است) و هم زاویه عرض جغرافیایی با تیز کردن پاشنه گنومون تنظیم می شود که بعداً تغییر نمی کند. .

قطعات از برنج به ضخامت 1 میلی متر ساخته شده اند. انتخاب مواد به این دلیل است که باید غیر مغناطیسی باشد تا قطب نما را فریب ندهد و به خوبی به لحیم کاری نرم کمک کند.

4 Analemma (یونانی. ).

به عبارت دیگر، این منحنی نشان می دهد که ساعت ما نسبت به زمان متوسط ​​چقدر سریع یا عقب است. به عنوان مثال، در ماه اکتبر، خورشید 16 دقیقه زودتر در اوج خود قرار دارد و در فوریه، 14 دقیقه دیرتر از ظهر سالانه. این پدیده با بیضی بودن مدار و تمایل محور زمین همراه است. ما وارد جزئیات نمی شویم، برای ما مهم است که بدانیم در کدام روز باید چند دقیقه از خواندن ساعت آفتابی خود اضافه یا کم کنیم تا زمان را به طور نسبتا دقیق تعیین کنیم. برای این کار این قیچی زیبا را روی سطح داخلی درب قرار می دهیم.

حالا تمام موارد بالا را کنار هم می گذاریم.

بیایید دستگاه خود را به صورت مشروط به دو قسمت تقسیم کنیم - خود ساعت آفتابی و درب (در مورد ما آنها جیبی هستند، به این معنی که آنها شبیه یک جعبه سیگار خواهند بود). پنج مستطیل 100x120 میلی متری را از یک ورق تخته سه لا برش دهید.

گوشه های خالی را 15 میلی متر برش می دهیم. در هر طرف، همانطور که در جزئیات جلد دیده می شود:

برای نصب گنومون و قطب نما، سوراخ های قاب را از پشت و زیرلایه زیر آن برش دهید. گنومون را عمیق تر می کنیم تا محور چرخش آن در صفحه قاب قرار گیرد و یک لایه تخته سه لا را برش دهیم (کمی بیشتر از 1 میلی متر است).

قطعات را چسب می زنیم، سپس مثل شوخی، آنها را با دقت پردازش می کنیم، یا به عبارت دقیق تر، قسمت های انتهایی را با روکش از همان تخته سه لا می چسبانیم و با کاغذ سنباده پردازش می کنیم. لولاهای اتصال کاور به بدنه از سیم مسی ساخته شده و با رزین اپوکسی چسبانده شده است.

و برای اینکه ظاهری عتیقه داشته باشیم، محصول را با سشوار پردازش می کنیم. در نتیجه، ما فقط چنین اسباب بازی را برای بزرگسالان دریافت می کنیم.

نتیجه. به نظر من چنین هدیه ای برای یک نوجوان بسیار جالب تر و مفیدتر از هر ابزار جدید خریداری شده در یک فروشگاه است (بیشتر شما با هیچ چیز شگفت زده نخواهید شد). حداقل این چیز باعث می شود مغز کار کند، اما اگر کنجکاوی را برای یافتن جزئیات در علوم نیز بیدار کند، فوق العاده خواهد بود.

قدیمی ترین مکانیسم برای تعیین زمان. ساعت آفتابی- ساده ترین وسیله، اما حاوی دانش و مشاهدات اجداد باستانی ما است. در حال حاضر ساعت آفتابیبه عنوان دکوراسیون منظره استفاده می شود. مثلا ساعت آفتابیوالدین به فرزندان خود ساختار منظومه شمسی و خود ساختمان را آموزش می دهند ساعت آفتابی با دستان خود- یک فعالیت هیجان انگیز برای فرزندانمان، به عنوان مثال، بودن در ساحل. هنگام ساختن ساعت آفتابیباید نکات و ویژگی های طراحی آنها را بدانید که در این مقاله در مورد آنها صحبت خواهیم کرد.

ساعت های آفتابی از چه چیزی ساخته شده اند؟

ساعت آفتابیآنها شامل یک نشانگر پیکان است که سایه می اندازد (این عقربه گنمون نامیده می شود) و یک ساعت آفتابی. زمان توسط ساعت آفتابیبا سایه انداخته شده توسط gnomon روی صفحه تعیین می شود. ساده است، اما برخی از ویژگی های آن وجود دارد. صفحه ساعت ساعت آفتابیبر 24 ساعت بخش پذیر است، نه به 12 ساعت که در ساعت های مکانیکی معمولی وجود دارد. صفحه یا گنومون باید بالای هواپیما کج شود. ساعت آفتابیساعت تابستانی را در نظر نگیرید. ساعت آفتابی فقط در هوای صاف یا کمی ابری در ساعات روشنایی روز کار می کند. تمام محدودیت ها همین است ساعت آفتابی.

چندین نوع وجود دارد ساعت آفتابی... بیایید به ترتیب با آنها برخورد کنیم.

می توان به طور مستقیم روی شن و ماسه در ساحل انجام داد. اول، ما باید دو چیز را بدانیم: در چه عرض جغرافیایی هستیم و شمال کجاست. اگر قسمت دوم را می توان با روش انتخاب نصب کرد، پس با قسمت اول باید آماده باشید. بنابراین، ما یک قطب نما داریم و عرض جغرافیایی خود را می دانیم (سن پترزبورگ - 60، مسکو - 55، نیژنی نووگورود - 56، یکاترینبورگ - 56، سوچی - 43، روستوف روی دان - 47، نووسیبیرسک - 55، ولادی وستوک - 43 درجه شمالی). اگر شماره گیری کنیم ساعت آفتابیروی سطح منتقل شده - یک دایره بکشید و آن را به 24 قسمت تقسیم کنید. اگر روی زمین ساعت آفتابی درست کنیم، دایره ای بکشیم، یک چوب (گنومون) را در مرکز دایره فرو کرده و آن را به سمت شمال کج کنیم تا زاویه بین سطح زمین و گنمون برابر با عرض جغرافیایی ما باشد. یک خط از انتهای پایین گنمون دقیقاً به سمت شمال بکشید - این 12 ساعت از زمان نجومی روز خواهد بود. بقیه خطوط را رسم می کنیم و کل دایره را به 24 بخش مساوی تقسیم می کنیم. هر بخش ساعت آفتابیبرابر با 15 درجه است.

اینجا یک کمین در انتظار ماست. پس از تنزل دقیق صفحه و کج کردن گنومون، زمان نشان داده می شود ساعت آفتابیممکن است با زمان های نشان داده شده در تلویزیون محلی متفاوت باشد. مشکل در زمان صرفه جویی در روز و مناطق زمانی است که به طور مصنوعی برای راحتی ایجاد شده اند. یک صفحه ساعت قابل حمل به راحتی می تواند این مشکل را حل کند، فقط آن را تا زمان مناسب برگردانید. با یک ساعت کشیده شده روی شن، کمی پیچیده تر است، این لحظه باید هنگام شروع رنگ آمیزی صفحه در نظر گرفته شود. مثلاً می توانیم علامت گذاری صفحه را به ساعت 12 موکول کنیم که شمال را بدون قطب نما مشخص کرده و محور اصلی صفحه ساعت آفتابی خود را رسم می کنیم. اگر زمانی برای انتظار ندارید و خلاقیت از شما بیرون می‌آید، شماره‌گیر را خط بکشید ساعت آفتابیدر یک نسخه تقریبی و شماره گیری خود را برای خطای که دریافت می کنید اصلاح کنید.

در عرض های جغرافیایی ما ساعت آفتابیآنها در میانه ساعات تابستان از ساعت 8 صبح تا 8 بعد از ظهر کار می کنند، بنابراین تقریباً بی معنی است که اعداد بین این مقادیر را تکان دهیم. به همین دلیل، پایه گنمون اغلب روی یک صفحه گرد به سمت پایین جابجا می شود.

همان ساعت افقی ، فقط گنمون به وضوح به صورت عمودی نصب شده است و خود صفحه در زاویه عرض جغرافیایی محل نصب چنین ساعتی به سطح زمین متمایل است.

ساعت آفتابی عمودی

ساعت آفتابی عمودیمعمولا به دیوار خانه ها متصل می شود. همان گنمون کج شده و یک صفحه که در 15 درجه مشخص شده است.

معمولا در شهرها نوع مختلط را انجام می دهند ساعت آفتابی، یعنی صفحه به نصف زاویه کج شده است، گنومون به نصف زاویه کج شده است. چنین ساخت و ساز ساعت آفتابیدر واقع به دلیل آنچه ساخته شده اند، دیدنی تر به نظر می رسند.

ساختمان ساعت آفتابیبا دستان خود واقعاً فرزند شما را مجذوب خود می کند و علاوه بر این ، افق های او را گسترش می دهد.

تاریخچه ساعت آفتابی

انسان تعدادی ابزار برای اندازه گیری زمان اختراع کرد، به عنوان مثال ساعت قمری، آب، شمع که تا قرن 18 استفاده می شد، سپس ساعت شنی و از قرن 16 تا 18 ساعت نفتی. اما به دلیل وابستگی به شرایط خارجی و نوسانات آنها و همچنین به دلیل نقص فنی، این ابزارهای اندازه گیری زمان کاربرد جهانی پیدا نکرده اند.

بر اساس گاه‌شماری مدرن، 4000 سال پیش، ساعت‌هایی با درجات مختلف پیچیدگی قبلاً در همه جا وجود داشتند. مصری ها اولین کسانی بودند که سعی کردند آنها را بسازند، که نمودار ساعت های ستاره ای را اختراع کردند و با مشاهده طلوع ستارگان می توان زمان شب را تعیین کرد. وقتی صحبت از روز به میان می آید، مصریان متأخر ساعت سایه را اختراع کردند. (ساعت آفتابی).سایه تیر متقاطع از طلوع تا غروب خورشید به تدریج از خط علائم عبور کرد. مجموعه ای از دستورالعمل های ساخت چنین ساعتی در مقبره فرعون پیدا شد

ستی اول که در حدود 1300 ق.م. چنین ساعت سایه ساده ای پیشرو بود خورشیدی.

به خصوص شرایط آب و هوایی مطلوب برای اندازه گیری زمان با ساعت آفتابیمصر داشت. اخبار در مورد باستانی ترین مصریان باستان ساعت آفتابیبه دوران سلطنت Thutmose III - نیمه اول قرن 15 اشاره دارد. قبل از میلاد مسیح. یکی از انواع ساعت‌های آفتابی، ساعت پلکانی به شکل ابلیسک با دو سطح شیبدار در جهت شرق به غرب و تقسیم به پله‌ها بود. هنگام طلوع خورشید، سایه روی لبه پله بالایی یکی از این سطوح - سطح شرقی - افتاد، سپس به تدریج کاهش یافت تا اینکه تا ظهر کاملاً ناپدید شد. سپس، بعد از ظهر، سایه دوباره در قسمت پایینی سطح غربی ظاهر شد، از آنجا که مدام بالا می‌رفت تا اینکه هنگام غروب آفتاب، لبه پله بالایی را لمس کرد.

در مورد شرح داده شده ساعت آفتابیزمان با طول اندازه گیری می شد، نه با جهت سایه ریخته شده. با این حال، مصریان یک ساعت آفتابی و یک مقیاس برای تعیین جهت سایه ریخته شده داشتند. معمار و معمار معروف رومی، مارکوس ویترویوس، که در دوران سلطنت سزار و آگوستوس کار می کرد، در مقاله خود "معماری" کمتر از 13 نوع ساعت آفتابی را توصیف می کند.

اینها شامل توخالی افقی است که برای مناطق شمالی اروپا کاملاً معمول نیست. ساعت آفتابی نیمکره ای- به اصطلاح نیمکره ها. سطح داخلی نیمکره یک نیمکره آسمانی با یک خط استوایی، دو خط انقلاب و یک مقیاس زمانی دوازده ساعته بود. اختراع چنین ساعتی به ستاره شناس معروف باستانی آریستارخوس سامس نسبت داده می شود که در 320-250 سال زندگی می کرد. قبل از میلاد که همچنین ساخته شده است ساعت آفتابیبا مقیاس های نیم دایره، به پنج قسمت (ساعت) با طول نابرابر تقسیم شده است. بهبود یونانی ساعت آفتابیریاضیدان معروف، پزشک، بنیانگذار نجوم یونانی Eudoxus of Knidos، که در 408-356 می زیست، نیز در آن شرکت داشت. قبل از میلاد مسیح. انتهای تیز گنمون که در ابتدا به مصریان خدمت می کرد تا سایه روی ترازو را به وضوح محدود کنند، بعداً توسط یونانی ها با یک سوراخ گرد کوچک به نام چشم خورشیدی جایگزین شد که یک نقطه نوری کوچک را روی ترازو پرتاب می کرد. . علاوه بر ساعت های افقی فوق، یونانی ها نیز کامل تر بودند ساعت آفتابی عمودی، به اصطلاح هموسیکل هایی که روی ساختمان های عمومی قرار می دادند. تمام ساعت‌های آفتابی باستانی بر اساس اصل ساده گنمون بود، که در آن طول و جهت سایه ریخته‌شده نه تنها به موقعیت خورشید در یک لحظه معین در آسمان، بلکه به فصل نیز بستگی داشت.

با روش رومی که روز و شب را به 12 ساعت در بهار و تابستان تقسیم می کرد، ساعات روز را طولانی تر و در پاییز و زمستان کوتاه می شد. ساعت آفتابی باستانی به دلیل ناقص بودن، چنین زمانی را نشان می داد که ویژگی اصلی آن این بود که تحت تأثیر تغییر شیب خورشید، طول ساعات روز و شب در طول سال تغییر می کرد. بعدها عتیقه و بسیاری ساعت آفتابی قرون وسطاییدارای مقیاس های منحنی بود که این عیب را از بین می برد. چنین ساعت‌هایی با مقیاس‌های زمانی پیچیده‌تر و دقیق‌تر محاسبه‌شده برای فواصل سه ماهه یا ماهانه، تا حدود قرن پانزدهم مورد استفاده قرار می‌گرفتند. با اختراع مهمی که قدمت آن به سال 1431 باز می‌گردد، عصر جدیدی در توسعه ساعت‌های آفتابی آغاز شد. اصل آن نصب یک فلش سایه در جهت محور زمین بود. با همین ابداع ساده، به این نتیجه رسید که سایه فلش که نیم محور نامیده می شود، پس از این ابداع، به طور یکنواخت حول نیم محور می چرخد ​​و هر ساعت 15 درجه می چرخد. این امکان معرفی زمان یکنواختی را فراهم کرد که بتوان در طول سال از آن استفاده کرد و بخش های مربوط به ساعت ها بدون توجه به تغییر ارتفاع خورشید طول یکسانی داشتند. مرحله بعدی توسعه ساعت آفتابیتبدیل به ساعت آفتابی با قطب نما شد. به اولین خالق ساعت آفتابیبا قطب نما اصلاحی اشاره به ستاره شناس و ریاضیدان دارد

Regiomontan. با یک صفحه موازی با صفحه استوای زمین و یک گنمون عمود بر آن، اساسا ساده ترین ساعت ها با مقیاس زمانی یکنواخت بودند. سازندگان چنین ساعت هایی معمولاً از این واقعیت نتیجه می گرفتند که آنها در عرض های جغرافیایی مختلف استفاده می شوند. گاهی اوقات چنین ساعت هایی دارای عقربه ای با گیربکس دنده و صفحه کوچک با عقربه برای شمارش فواصل دقیقه با دقت 1 تا 3 دقیقه بودند. به چنین ساعت هایی هلیوکرونومتر می گفتند.

یک ساعت استوایی نیز وجود داشت که به گونه ای چیده شده بود که صفحه آن مستقیماً وسط را نشان می دهد زمان خورشیدیبه جای محلی زمان خورشیدیمثل یک ساعت استوایی معمولی انواع ساعت آفتابیبسیار متنوع بودند انگشتر جالب ساعت آفتابی- یکی از انواع ساعت های آفتابی مسافرتی که اغلب به طور همزمان به عنوان آویز تزئینی عمل می کند.

بخش اصلی از جمله ساعت آفتابییک حلقه برنجی به قطر چند سانتی متر با حلقه متحرک دیگری مجهز به دهانه ای برای پرتو خورشید وجود داشت. روی سطح بیرونی حلقه اصلی معمولا حروف ابتدایی نام ماه ها حک می شد و در مقابل آن ها در سطح داخلی یک مقیاس ساعتی قرار داشت. قبل از اندازه گیری، لازم بود حلقه کوچکتر، معمولا آهنی، را بچرخانید تا سوراخ پرتو به نام ماه مربوطه باشد. هنگام اندازه گیری زمان، ساعت در موقعیتی قرار می گرفت که به اشعه خورشید اجازه می داد از سوراخ ترازو عبور کند. حلقه های به اصطلاح استوایی بر اساس یک اصل مشابه ساخته شده اند - یک ساعت مشابه که روی حلقه اصلی آن دو دایره دیگر وجود دارد که با یکدیگر قطع می شوند. بعداً نسخه جدیدی با عضو متقاطع به جای حلقه سوم ظاهر شد.

در یک طرف این نوار متقاطع ماه ها و در طرف دیگر - نشانه های زودیاک نشان داده شده است. در وسط یک جامپر با دهانه کوچک برای عبور پرتو آفتاب وجود داشت. موقعیت صحیح این ساعت هنگام اندازه گیری زمان زمانی بود که پرتو خورشیدی که از سوراخ عبور می کرد به خط مرکزی دایره استوایی برخورد کرد. در خاتمه این بخش می خواهم به اختصار به یکی از مدل های جاده بپردازم ساعت آفتابیمورد استفاده مسافران هندی آنها چوب های هشت وجهی چوبی با یک نقطه فلزی به طول 160 سانتی متر با مقیاس های ساعتی حکاکی شده بودند. میله ای به طول حدود 15 سانتی متر در سوراخ بالای ترازو برای ماه مربوطه وارد می شد تا نوک آن، زمانی که چوب در حالت عمودی قرار می گرفت، روی ترازو سایه می انداخت. روی چوب باید 12 فلس می بود. از آنجایی که شرایط یکسان برای روزهای دور از انقلاب همزمان معتبر بود، داشتن 8 ترازو کافی بود. این ساعت ها با توجه به فصل (خرداد-تیر) که در آن سفر می کردند، اشاده نامیده می شدند. ساعت آفتابیهرگز اهمیت خود را از دست ندادند و حتی امروز نیز ساخته می شوند. رومی ها ساعت آفتابی را که امروزه با آن آشنا هستیم کامل کردند و حتی ساختند ساعت قابل حمل خورشیدیراحت برای سفر آنها هزاران سال وجود داشتند و برای مدت طولانی وسیله ای برای تأیید و هماهنگی برای ساعت های چرخ بسیار نامطمئن باقی ماندند، تا اینکه سرانجام با اختراع فنر پیچشی به عنوان تنظیم کننده سفر (1674) جایگزین شدند، اما ما در زیر در مورد این موضوع صحبت خواهیم کرد.

ساختار و عملکرد ساعت آفتابی را بررسی کردیم که در طول سال ها بهبود یافته و تغییر کرده است. ساعت آفتابیبا یک قطب متحرک، قطب نما و مقیاس های تقسیم دقیقه، آنها یک شاخص ساده و قابل اعتماد برای زمان خورشیدی بودند، اما از کاستی های جدی نیز رنج می بردند. کار آنها مربوط به هوای آفتابی و با مدت کار محدود - بین طلوع و غروب خورشید بود. بنابراین، ابزارهای جدید برای اندازه گیری زمان با ساعت های آفتابی تفاوت اساسی داشتند. در حالی که واحد زمان مطابق با ساعت خورشیدی از چرخش زمین و حرکت آن به دور خورشید به دست می‌آید، لازم بود استانداردی مصنوعی برای واحد زمان ایجاد شود، به عنوان مثال، به صورت فاصله زمانی مورد نیاز. برای اینکه مقدار معینی از ماده در یک دستگاه زمان سنجی به بیرون جاری شود.

خیلی وقت است که رویای شروع کردن یک ساعت تزئینی باغ را قبل از پیاده روی به زمین داشتم.

من دوست دارم و می دانم که با سنگ کار کنم، بنابراین از آن برای محصولات آینده استفاده می کنم.

زیبا و مفید شد - اکنون من و هر مسافری در یک روز آفتابی به راحتی تعیین می کنیم که چه ساعتی است.

من یک تخته سنگ با اندازه مناسب با سطح صاف وسیع پیدا کردم.

برای بررسی کیفیت یک تخته سنگ، باید آن را با چیزی خراش دهید - اگر سنگ به راحتی خرد می شود، برای کار مناسب نیست. گرانیت بهتر است صیقلی و سنباده شود.

سپس شروع به محاسبه کرد. عرض جغرافیایی که موگیلف در آن قرار دارد را فهمیدم: 53 درجه. 55 دقیقه - زاویه شیب گنمون * (53 درجه) در عرض جغرافیایی منطقه، دقت ساعت آفتابی را تضمین می کند. او به طور تجربی ارتفاع تقریبی گنمون را تعیین کرد، سایه آن نباید از محدوده شماره گیری آینده فراتر رود.

روی یک قطعه آلومینیومی زاویه قائمه را مشخص کردم. با کمک نقاله از خط پایین به سمت بالا زاویه 53 درجه را کنار می گذارم. 55 دقیقه (نمودار 1 را ببینید). در داخل، خطوط فرفری کشیدم تا نشانگر جذاب‌تر به نظر برسد، و آن را با یک اره برقی برای فلز برش دادم (می‌توان آن را از میخ‌های بلند، پین‌های پلاستیکی یا سوزن بافندگی درست کرد).

روی سطح صاف تخته سنگ، مرکز دایره را مشخص کردم، خطی از آن به لبه کشیدم - این علامت ظهر ساعت 12 است. از این خط، با کمک یک نقاله، 15 درجه را به تعویق انداختم، 8 بار در هر جهت (طرح 2) - شماره گیری از ساعت 4 صبح تا 8 شب را نشان می دهد.

1. علامت های صفحه را می توان ابتدا روی یک ورق کاغذ که دقیقاً با اندازه صفحه قاب ** مطابقت دارد ترسیم کرد و سپس به صفحه منتقل کرد.

2. اگر ابعاد اجازه می دهد، روی صفحه می توانید تقسیمات نیم ساعته و ربع ساعتی را با تکه های سیم ضد زنگ، سنگ های رنگی، شیشه ها علامت بزنید و آنها را با چسب ضد آب ثابت کنید.

با استفاده از آسیاب با چرخ الماس، این خطوط را به عرض 2 میلی متر و عمق 5 میلی متر روی سنگ اره کردم. گنمون با چکش در امتداد خط ظهر حرکت کرد و مرکز اشاره گر را با مرکز صفحه مطابق نمودار 2 تراز کرد.

من یک سیم آلومینیومی d 1.5 میلی متری را با یک مارپیچ پیچاندم و آن را با چکش در تمام برش ها فرو کردم (عکس 1) در انتهای خطوط سوراخ هایی ایجاد کردم و مهره های کلاهک را در آنها فرو کردم (عکس 2) یک شکاف را در آن سوراخ کردم. قسمت پایینی تخته سنگ که روی لوله 150 میلی متری امتحان شده است - روی چنین پایه ای تنظیم و چرخاندن ساعت آسان تر است. او لوله را به داخل زمین برد (عکس 3)، یک تخته سنگ روی آن قرار داد.

صفحه را روی قطب نما با یک خط ظهر به سمت شمال تنظیم کردم. ساعت‌های آفتابی را در ظهر معمولی چک کردم. زیر تخته سنگ سنگفرش های کوچک گذاشتم و سیمان کردم.

در یک مکان دائمی، قاب ساعت آفتابی کاملاً افقی نصب می شود. می توانید سطح را با یک بشقاب پر از آب بررسی کنید.

من طرح مناسبی برای چنین ساعتی ارائه کردم. من یک سیم خمیده به شکل گردن و سر را زیر سنگفرش قرار دادم (عکس 4) - معلوم شد که یک قو است. درپوش های قارچ را سوراخ کردم و روی میله های پاها گذاشتم (عکس 5)

من یک قلب سنگی در Dnieper پیدا کردم، یک فلش را در دو طرف ثابت کردم (عکس 6) من یک شمشیر را به یک سنگفرش دیگر چسباندم، که قبلا یک سنگ را بریده بودم (عکس 7). به هر حال، تمام جزئیات بدون چسب متصل شدند.

در خانواده من 5 اژدها در امتداد کوه شرقی وجود دارد، بنابراین من مجسمه ای از این حیوان را از یک سنگ آفتاب پرست مجسمه سازی کردم. نزدیک گاراژ، دیوار خاکی در حال فرو ریختن بود. با استفاده از ملات سیمان با سنگفرش و کاشی های تزیینی تقویت کردم (عکس 8)

در یک یادداشت

ترتیب علامت گذاری ساعت روی صفحه از قانون حرکت عقربه های یک ساعت مکانیکی پیروی می کند. خط مرجع خط ظهر از پایه گنمون است. با قطب نما (خط شمال به جنوب) می توان آن را به دقت تعیین کرد.

استفاده از یک ساعت ساده حتی راحت تر است و خوانش آن را با سایه گنمون مقایسه می کند. این خط به ویژه توسط ساعت در روزهای قبل و بعد از 16 آوریل، 15 ژوئن، 31 اوت و 26 دسامبر تعیین می شود. ساده ترین طراحی ساعت دقیقاً طرح افقی است، بنابراین می توان آن را با بچه ها درست روی زمین انجام داد: یک دایره یکنواخت بکشید، یک چوب در مرکز بچسبانید - به عنوان یک گنمون به شما خدمت می کند.

یک خط مستقیم از مرکز دایره به سمت شمال - ظهر به وقت نجومی بکشید. دایره را به بیست و چهار بخش مساوی تقسیم کنید. نشانگر را به سمت شمال در زاویه ای مطابق با عرض جغرافیایی مکان خاص خود کج کنید.

ساعت آفتابی DIY - عکس

* Gnomon - میله ای که به صفحه وصل است و سایه آن زمان را نشان می دهد.