Meistriškumo klasė „Pasidaryk pats saulės laikrodis. „Pasidaryk pats“ vertikalus saulės laikrodis Rankų darbo saulės laikrodis

Pagaliau radau laiko parašyti straipsnį apie saulės laikrodžio kūrimą savo rankomis. Parašyti šią medžiagą mane paskatino vertingi naudotojo Aleksandro komentarai ir taisymai. Iš pirmo žvilgsnio saulės laikrodžio kūrimas ne visai priklauso išlikimo temai. Tačiau supratę, kaip veikia saulės laikrodis, ir pastatę kelis pavyzdžius, geriau suprasite orientacijos principus, geografinių koordinačių nustatymą ir pan. Ir apskritai sukurti saulės laikrodį savo rankomis yra labai įdomi veikla. Tikiuosi, kad ši tema bus įdomi daugeliui mūsų svetainės skaitytojų.

Kaip žinote, saulės laikrodis yra vienas iš seniausių mokslinių instrumentų, kuriuos mūsų protėviai naudojo laikui nustatyti. Mums, be tiesioginio laiko apibrėžimo, įdomu suprasti laikrodžio principus, kurie remiasi orientacijos principais. Yra daugybė saulės laikrodžių tipų. Pabandykime apsvarstyti kai kuriuos iš jų.

Paprasčiausia saulės laikrodis susideda iš gnomono, kuris meta šešėlį nuo saulės ant ciferblato. Šešėlis veikia pagal analogiją su rodykle įprastame laikrodyje. Tuo pačiu principu improvizuotas gnomonas naudojamas geografinei platumai ir ilgumai nustatyti, kai reikia nustatyti saulės laiką ir vietinį vidurdienį.

Saulės laikrodis rodo ne vietinį vidutinį laiką, o tikrąjį saulės laiką. Jei norite matyti vietos laiką, turite pakoreguoti ir perkelti rinkimo reikšmes. Kadangi tikrasis vidurdienis gali skirtis valanda nuo vietinės. Raktas į teisingą laiko nustatymą yra laikrodis, teisingai orientuotas erdvėje.

Jei gnomonas yra statmenas ciferblato plokštumai ir nukreiptas į pasaulio ašigalį, tai yra lygiagretus pasaulio ašiai, tai nuo jo metamas šešėlis gulės valandos apskritimo plokštumoje. Kitaip tariant, ciferblato plokštuma bus lygiagreti pusiaujo plokštumai. Gautas kampas tarp valandos apskritimo plokštumos ir dienovidinio bus tikrasis saulės laikas, išreikštas laipsniais.

Valandos skirstomos tolygiai ant ciferblato kas 15 °, atsižvelgiant į tai, kad 1 valanda matuojant kampą yra lygi 15 °. Būtent šį atkarpą Žemė įveikia per 1 sukimosi valandą. Horizontalioje plokštumoje pusiaujo laikrodis turi būti tiksliai nustatytas į tikrąją šiaurę šiauriniame pusrutulyje ir atvirkščiai – pietų pusrutulyje. Be to, pietinio pusrutulio ciferblatas turės veidrodinę šiaurinio pusrutulio kopiją. Rusijai pirmasis variantas vis dar aktualesnis.

Ne visai teisinga naudoti kompasą norint rasti šiaurės-pietų liniją, nes kompaso kryptis į šiaurę nuo tikrosios skiriasi magnetinio deklinacijos dydžiu, kuris gali siekti 7-8 °, o tai bus klaida. iki pusvalandžio. Nors magnetinę deklinaciją ir metinę magnetinę deklinaciją sužinoti galima iš vietovės topografinių žemėlapių ir apskaičiuoti šią reikšmę šiuo metu. Būtina nustatyti tikrąjį vietovės vidurdienį, tada šešėlis nuo gnomono nukreips į tikrąją šiaurę.

Pusiaujo laikrodžio pranašumas yra gamybos paprastumas ir vienoda ciferblato gradacija. Pagrindinis pusiaujo saulės laikrodžių trūkumas, skirtingai nuo kitų tipų, yra ribotas naudojimas – jie veiks tik tarp pavasario ir rudens lygiadienio. Šiaurės pusrutulyje pavasario lygiadienis yra kovo mėnesį, o rudens lygiadienis – rugsėjį.

Žemiau pateiktas pažangaus pusiaujo saulės laikrodžio išdėstymas leidžia beveik neribotai naudoti dėl nugarėlės esančio ciferblato.

Šiaurės pusrutulis – birželio 13:00 val. Šiaurės pusrutulis – gruodžio 11:00

Pusiaujo saulės laikrodžio, skirto savadarbei, maketą galite atsisiųsti čia

Tereikia spausdintuvo maketą atspausdinti originaliu masteliu ant storo popieriaus arba klijuoti ant kartono, arba ant plono plastiko. Atspausdinto saulės laikrodžio maketo mastelį galite patikrinti liniuote colių skalėje, parodyta viename iš lapų. Archyve yra 3 dydžių pusiaujo laikrodžiai, skirti Šiaurės ir Pietų pusrutuliams. Pasirinkite jums patinkantį, bet didesnis dydis yra aiškesnis ir tikslesnis. Taip pat reikia rasti strypą gnomonui gaminti.

Suklijavus maketą, laikrodis turi būti pastatytas išilgai tikrosios vidurdienio linijos, o galinėje pusėje – platuma. Ir net nereikia skaičiuoti ciferblato pasvirimo kampo pagal formulę 90 ° -φ, kur φ yra platuma. Tiesiog prijunkite gnomono galinę dalį su savo vietos platuma. Ir jūs galite mėgautis senoviniu laiko matavimo būdu))

Skirtingai nuo pusiaujo saulės laikrodžio, horizontalus ciferblatas yra lygiagretus horizontui. Todėl ciferblatas sugraduotas netolygiai. Po vidurdienio šešėlis kas kitą valandą pasisuka didesniu kampu. Paprastai horizontaliems laikrodžiams gnomonas yra pagamintas kaip trikampis, kurio kraštinė nukreipta į pasaulio ašigalį, ty kampas tarp jo ir ciferblato plokštumos bus lygus geografinei platumai.

Dar neradau paprasto, bet įdomaus horizontalaus saulės laikrodžio išdėstymo.

Kitas paprasto saulės laikrodžio tipas. Ypatinga ypatybė yra rinkimo linijos vieta vakarų – rytų kryptimi. Viskas, ko jums reikia, yra atsispausdinti maketą, priklijuoti jį ant kartono ir nustatyti ciferblato kampą su gnomonu pagal savo vietovės platumą, naudojant skalę, atspausdintą laikrodžio gale.

Pirmiausia pažvelkime į saulės laikrodžių tipus. Yra trys saulės laiko matavimo tipai: horizontalūs, pusiaujo ir vertikalūs saulės laikrodžiai. Namuose lengviausias būdas atlikti pirmuosius du tipus.

Pusiaujo. Ciferblato paviršius žemės lygio atžvilgiu pasviręs kampu, lygiu 90 laipsnių – ploto platumos ir pasuktas į poliarinę žvaigždę (į šiaurę). Rodyklė ciferblato atžvilgiu yra statmena ir gali būti įprastas kaištis. Laikrodžio žymos ant ciferblato yra kas 15 laipsnių.

Horizontalus. Ciferblatas yra ant žemės arba stovi griežtai horizontaliai. Rodyklė yra trikampis, kurio kampas lygus ploto platumai. Rodyklės kryptis yra šiaurė. Ciferblato padalijimas į valandas-sektorius atliekamas pagal formulę.

Kaip pasidaryti saulės laikrodį

Pusiaujo.

• Ant faneros ar plastiko gabalo nupiešiame ciferblatą su padalinimu į valandinius sektorius kas 15 laipsnių.

• Į ciferblato centrą statmenai įkišame bet kokio ilgio smeigtuką ar pagaliuką.

Dabar reikia teisingai nustatyti laikrodį.

• Mes suteikiame gatavam ciferblatui pasvirimo kampą, naudodami stovą. Stovo aukštis (pasvirimo kampas) nustatomas kiekvienai zonai atskirai. Pavyzdžiui, Maskvoje kampas būtų 90 laipsnių minus 55 laipsniai (šiaurės platuma) = 35 laipsniai. Atitinkamai, jei gyvenate Volgograde, tada iš 90 laipsnių reikia atimti Volgogrado platumą (48 laipsnių).

Kiekvieno miesto platumą galima rasti Vikipedijoje.

• Radę ciferblato pasvirimo kampą, jį orientuojame į žemę, nukreipdami dabar pasvirusią rodyklę į šiaurę.

Tokių laikrodžių trūkumas yra tas, kad jie laiką rodys tik pusę metų, o žiemą bus pavėsyje.

Horizontalus.
Šiuos laikrodžius labai lengva pasigaminti kartu su vaiku.

• Iškirpti iš faneros arba plastiko su nykštuku (trikampė rodyklė). Vienas iš kampų yra tiesus (90 laipsnių), antrasis yra jūsų miesto platuma. Tai yra, Maskvoje tai bus trikampis, kurio kampai yra 90 ir 55 laipsnių, o Volgograde - 90 ir 48 laipsnių.

• Teritorijoje, kur suplanavome valandas, orientuojamės pagal kompasą, į šiaurę įrengiame trikampį.

• Įjungiame laikmatį ir kas valandą išeiname ir pažymime skirstymą.

Atkreipiu jūsų dėmesį į pramoginį amatą, savo rankomis pagamintą iš improvizuotų medžiagų. Viena vertus, tai tik žaislas, suvenyras, o iš kitos – rimtas daiktas, kurio naudojimas reikalauja tam tikrų žinių ir įgūdžių tokiose mokslo srityse kaip astronomija, geografija, matematika ir fizika. Kalbėsime apie senovinį laiko nustatymo prietaisą - saulės laikrodį, apie kurį tikriausiai visi yra girdėję, kai kas net matė, kažkas gal net padarė. Manau, nereikia detaliai aprašyti stacionarių laikrodžių veikimo principo ir dizaino, viskas labai smulkiai aprašyta internete, sutelksiu dėmesį tik į keletą smulkmenų ir savybių.

Norėdami sukurti šį dizainą, mums reikia:
1. Fanera 3 sluoksnių 4 mm
2. Kompasas su sausa rodykle
3. 1 mm storio žalvario lakštas.
4. Varinė viela ø 0,8-1mm.

Įrankių rinkinys yra:
1. Pjūklas medienai
2. Labai aštrus peilis
3. Įprastas dėlionės (ne elektrinis)
4. Piešimo įrankis (kompasas, transporteris, liniuotė ir kt.)
5. Žirklės metalui
6. Lituoklis
7. Adatų rinkinys
8. Statomas plaukų džiovintuvas
9. Įvairių kruopų švitrinis popierius
10. Papildomas degiklis

Jau iš straipsnio pavadinimo aiškėja, kad šis įrenginys yra mobilus, tai yra nešiojamas, kuriam, norint nustatyti laiką, reikia orientacijos pagal žemės koordinates, būtent: laikrodžio vidurdienio linija turi sutapti su dienovidinio kryptis. Tam projekte buvo sumontuotas kompasas. Beje, šis laikrodis teisingai rodys laiką tik toje srityje, kurios koordinatės buvo naudojamos skaičiavimuose. Vietos ilguma lemia gnomono (laikrodžio rodyklių) pasvirimo kampą ir kadro (ciferblato) valandų padalą, o platuma yra svarbi koreguojant vietinį laiką į laiko juostą (civilinį laiką).

Mūsų laikrodį sudarys šie elementai:

1 Kompasas. Tikslesnei krypties į šiaurę orientacijai laikrodyje buvo naudojamas šiek tiek pakeistas įprastas rodyklės kompasas. Patobulinimas yra tas, kad kompaso kortelė yra priklijuota tiesiai prie rodyklės, o ne tik klijuojama, bet ir koreguojant magnetinę deklinaciją (mūsų vietovėje ji yra 11 °, o tai gali sukelti maždaug valandos paklaidą)

Pirmiausia išardžiau kompasą į jo sudedamąsias dalis:

Ką tik atsisiunčiau iš interneto man patikusį kortelės piešinį, atsispausdinau tinkamo dydžio ant fotopopieriaus ir įklijavau ant rodyklės, atsižvelgdamas į magnetinę deklinaciją, nes kortelėje jau buvo gradacija

Teko padirbėti su balansavimu šlifuojant galinę pusę.

Ir dar viena tokio kompaso funkcija – kortelė, be krypties į šiaurę nurodymo, veikia kaip nivelyras laikrodžio plokštumai nustatyti horizontalioje padėtyje. Žinoma, geriau būtų papildomai įrengti burbulo nivelyrą, bet jo nesant nusprendžiau, kad suvenyriniam žaislui užteks nustatyti horizontalią padėtį, ant jų skambančių varpelių niekas netikrins.

2 Horizontalaus laikrodžio kadran (ciferblatas) nuo pusiaujo skiriasi tuo, kad kampai tarp valandų žymeklių yra netolygiai išdėstyti. Horizontalaus saulės laikrodžio rėmo žymėjimas gali būti atliekamas trimis būdais:

Pirmasis būdas yra lengviausias, bet netikslus, tereikia nustatyti laikrodį, griežtai jį orientuojant, o vėliau kas valandą padaryti žymę ant rėmelio ir taip pažymėti visą ciferblatą. Tai geriau daryti tomis dienomis, kai laiko lygties korekcija artima nuliui (žr. „Analemma“). Ir tokios valandos parodys jau duotą civilinį laiką, atsižvelgiant į ilgumos pataisą.

Antrasis būdas – žymėjimas geometrinių konstrukcijų pagalba, tam reikia pieštuko, transporterio ir kompaso.

Nubrėžiame dvi viena kitai statmenas linijas ir pažymime tašką A.

Iš kurios nubrėžiame liniją AC, kad kampas CAB būtų lygus mūsų srities platumai.

Iš taško B nubrėžiame statmeną tiesei AC ir pažymime tašką D

Tada iš taško B nubrėžkite apskritimą, kurio spindulys yra BD, iki sankirtos su tiese AB ir pažymėkite tašką O. Dabar, naudodami šį tašką kaip centrą, nubrėžkite apskritimą, kurio spindulys OB, ir padalykite jį į 15 ° sektorius, tęsdami kiekvienas spindulys į tiesę BC. Spindulių susikirtimo su linija taškai lems mūsų laikrodžio valandines žymas.

Sujungus šiuos taškus su tašku A, gauname pusę ciferblato, tiksliau jo ketvirtį, nes valandų linijos nuo 6 iki 12 yra simetriškos linijoms nuo 12 iki 18 apie AB ašį, o žymos nuo 18 iki 6 o'. laikrodis (vadinkime juos naktimis) yra simetriški dienai.

Ir galiausiai, trečiasis metodas yra trigonometrinis arba skaičiuojamas. Valandų eilučių kampus nustatome pagal formulę: tg α = sin φ x tg t

Kur α yra valandų kampas ant rėmelio
φ – vietos platuma
t- laiko intervalas, išreikštas laipsniais (1h-15° greičiu)

Pavyzdžiui, mano atveju kampas tarp 11 ir 12 valandų linijų bus sin57 ° x tg15 ° \u003d 0,8386x0,2679 \u003d 0,2247, o tai atitinka 12,6 °, todėl kartoju dar kartą kompaso kortelė pakoreguota pagal magnetinę nuokrypį (11°).

Pusvalandžio ir ketvirčio valandos eilutes pakankamai lengva pažymėti padalinus valandos sekciją.

Taigi, vienu iš dviejų paskutinių būdų rėmelį pažymėjome mes. Gautas žymėjimas parodys mums vietinį vidutinį laiką, kuris nuo standartinio (civilinio) laiko skiriasi priklausomai nuo stebėjimo vietos ilgumos.

Kaip žinote, laikas skaičiuojamas nuo Grinvičo dienovidinio (GMT), o po 15° laiko juostos keičiasi. Maskvos laiku (MSK) laiko juosta yra GMT +3, tačiau tai taip pat yra santykinė su tikruoju saulės laiku, pavyzdžiui, skirtumas tarp tikrojo ir standartinio laiko Maskvoje yra 29 minutės 40 sekundžių. Tai reiškia, kad kai Raudonojoje aikštėje skambės vidurnaktis, tikrasis vidurnakčio saulės laikas ateis tik po pusvalandžio. Mano rajone skirtumas yra 31 minutė, todėl dalybos pasislenka pusvalandžiu. Štai kaip jis atrodo ant gatavo produkto:

3 Gnomonas (rodyklė) pagal apibrėžimą turi būti sulankstomas. Užduotis buvo išlaikyti platumos kampą ir montavimo plokštumos vertikalumą. Žinoma, galima tiesiog paguldyti ant šono, tačiau šiuo atveju matmenys pasirodė nedideli ir gnomonas tarsi pasimetė laikrodžio plokštumoje, todėl buvo nuspręsta šią detalę padaryti pakeliamą. Tokiu atveju ilgį galima padidinti iki norimų proporcijų, o vertikalumas išlaikomas priimtinose ribose (gnomono žaismas 1 °), o vietos platumos kampas nustatomas šlifuojant gnomono kulną, kuris vėliau nesikeičia. .

Detalės pagamintos iš 1 mm storio žalvario. Medžiaga pasirenkama dėl to, kad ji turi būti nemagnetinė, kad neapgautų kompaso, ir puikiai tinka minkštam litavimui.

4 Analema (gr. ανάλημμα, „pagrindas, pamatas“) yra kreivė, jungianti nuoseklias planetų sistemos centrinės žvaigždės (mūsų atveju Saulės) padėtis vienos iš šios sistemos planetų danguje. tuo pačiu metų laiku (Wikipedia ).

Kitaip tariant, ši kreivė rodo, kaip greiti arba lėti mūsų laikrodžiai, palyginti su vidutiniu laiku. Pavyzdžiui, spalį Saulė savo zenite yra 16 minučių anksčiau, o vasarį – 14 minučių vėliau nei vidurdienį pagal vidutinį metinį laiką. Šis reiškinys yra susijęs su orbitos elipsiškumu ir Žemės ašies pokrypiu. Į smulkmenas nesileisime, mums svarbu žinoti, kiek minučių kurią dieną reikia pridėti ar atimti iš savo saulės laikrodžio rodmenų, kad būtų galima palyginti tiksliai nustatyti laiką. Norėdami tai padaryti, ant vidinio dangtelio paviršiaus uždėsime šį gražų šleifą.

Dabar mes sujungiame visus aukščiau išvardintus dalykus.

Savo įrenginį sąlyginai padalinsime į dvi dalis – tikrąjį saulės laikrodį ir dangtelį (mūsų atveju jie kišeniniai, vadinasi, atrodys kaip cigarečių dėklas). Iš faneros lakšto supjaustome penkis stačiakampius, kurių matmenys 100x120 mm.

Prie ruošinių nupjauname 15 mm kampus. kiekvienoje pusėje, kaip matyti iš viršelio detalių:

Norėdami sumontuoti gnomoną ir kompasą, išpjauname skylutes rėmo ruošiniuose iš kitos pusės ir pagrindo po jo. Gnomoną pagiliname taip, kad jo sukimosi ašis būtų rėmo plokštumoje, nupjaunant vieną faneros sluoksnį (ji yra šiek tiek daugiau nei 1 mm.).

Detales suklijuojame, tada kaip juokaujant atsargiai apdirbame dilde, o tiksliau – galines dalis suklijuojame faneruote iš tos pačios faneros ir apdirbame švitriniu popieriumi. Vyriai, jungiantys dangtelį su korpusu, pagaminti iš varinės vielos ir suklijuoti epoksidine derva.

O norėdami suteikti seną išvaizdą, produktą apdorosime plaukų džiovintuvu. Dėl to mes gauname būtent tokį žaislą suaugusiems.

Išvada. Man atrodo, kad tokia dovana paaugliui yra daug įdomesnė ir naudingesnė nei bet kokia naujai įsigyta parduotuvėje (juo labiau, niekuo nenustebinsi). Bent jau šis dalykas priverčia dirbti smegenis, bet jei tai pažadins ir smalsumą moksluose išsiaiškinti detales, bus tiesiog nuostabu.

Seniausias laiko nustatymo mechanizmas. Saulės laikrodis- paprasčiausias prietaisas, tačiau jame yra mūsų senovės protėvių žinios ir pastebėjimai. Šiuo metu saulės laikrodis naudojamas kaip apželdinimas. Pavyzdžiui saulės laikrodis tėvai moko savo vaikus saulės sistemos sandaros ir paties pastato DIY saulės laikrodis– įdomiausia veikla mūsų vaikams, pavyzdžiui, buvimas paplūdimyje. Gamyboje saulės laikrodis turite žinoti kai kuriuos jų dizaino punktus ir ypatybes, kuriuos aptarsime šiame straipsnyje.

Iš ko pagamintas saulės laikrodis?

Saulės laikrodis susideda iš rodyklės, kuri meta šešėlį (ši rodyklė vadinama gnomonu) ir saulės laikrodžio ciferblato. Laikas iki saulės laikrodis nulemtas gnomono metamo šešėlio ant ciferblato. Viskas paprasta, tačiau yra keletas funkcijų. Laikrodžio ciferblatas saulės laikrodis padalintas į 24 valandas, o ne 12 valandų, kaip įprastuose mechaniniuose laikrodžiuose. Ciferblatas arba gnomonas turi būti pakreiptas virš plokštumos. Saulės laikrodis neatsižvelgti į vasaros laiką. Saulės laikrodis veikia tik giedru ar mažai debesuotu oru šviesiu paros metu. Tai visi apribojimai saulės laikrodis.

Yra keletas tipų saulės laikrodis. Susitvarkykime su jais eilės tvarka.

Tai galite padaryti tiesiai ant smėlio paplūdimio. Pirmiausia turime žinoti du dalykus: kokioje platumoje esame ir kur yra šiaurė. Jei antrąją dalį galima nustatyti atrankos būdu, tuomet teks parengti pirmąją. Taigi, mes turime kompasą ir žinome savo platumą (Sankt Peterburgas – 60, Maskva – 55, Nižnij Novgorodas – 56, Jekaterinburgas – 56, Sočis – 43, Rostovas prie Dono – 47, Novosibirskas – 55, Vladivostokas – 43 šiaurės platumos laipsniai). Jei padarysime ciferblatą saulės laikrodis ant nešiojamo paviršiaus - nubrėžkite apskritimą ir padalykite jį į 24 dalis. Jei ant žemės pagaminsime saulės laikrodį, nubrėžkime apskritimą, į apskritimo centrą įsmeisime pagaliuką (gnomoną) ir pakreipsime į šiaurę, kad kampas tarp žemės paviršiaus ir gnomono būtų lygus mūsų platumai, nubrėžkite liniją nuo apatinio gnomono galo tiksliai į šiaurę – pagal astronominį laiką bus 12 valandų paros. Nubrėžiame likusias linijas, padalindami visą apskritimą į 24 vienodus sektorius. Kiekvienas sektorius saulės laikrodis lygus 15 laipsnių.

Čia mūsų laukia pasalos. Po kompetentingo ciferblato padalijimo ir gnomono pokrypio rodomas laikas saulės laikrodis gali skirtis nuo vietinės televizijos rodomo laiko. Problema slypi standartinėse laiko ir laiko juostose, kurios patogumo dėlei buvo sukurtos dirbtinai. Nešiojamas laikrodžio ciferblatas nesunkiai išspręs šią problemą, tiesiog pasukite jį, kol ateis tinkamas laikas. Kai laikrodis nupieštas ant smėlio šiek tiek sudėtingesnis, į šį momentą reikia atsižvelgti pradedant dažyti ciferblatą. Pavyzdžiui, ciferblato žymėjimą galite atidėti iki 12 valandos, kai be kompaso nustatysime šiaurę ir tiksliai nubraižysime pagrindinę savo saulės laikrodžio ciferblato ašį. Jei nėra laiko laukti, o kūrybiškumas veržiasi iš jūsų, nupieškite ciferblatą saulės laikrodis juodraštinėje versijoje ir pakoreguokite savo ratuką pagal gautą klaidą.

Mūsų platumose saulės laikrodis jie dirba vasaros metu nuo 8 iki 20 val., todėl lenktyniauti skaičiais tarp šių reikšmių beveik beprasmiška. Dėl šios priežasties dažnai apvaliame ciferblate gnomono pagrindas pasislenka žemyn.

Tas pats horizontalus laikrodis, tik gnomonas nustatytas aiškiai vertikaliai, o pats ciferblatas yra pasviręs į žemės paviršių vietos, kurioje tokie laikrodžiai yra sumontuoti, platumos kampu.

Vertikalus saulės laikrodis.

Vertikalus saulės laikrodis dažniausiai tvirtinami prie namų sienų. Tas pats pasviręs gnomonas ir ciferblatas, pasuktas per 15 laipsnių.

Paprastai miestuose jie daro mišrų tipą saulės laikrodis, t.y. ciferblatas pakreiptas puse kampo, gnomonas – puse kampo. Tokia konstrukcija saulės laikrodis atrodo įspūdingiau, tiesą sakant, dėl to, ką jie pagaminti.

Pastatas saulės laikrodis savo rankomis tikrai sužavės jūsų vaiką ir, be to, praplės jo akiratį.

Saulės laikrodžio istorija

Žmogus išrado daugybę laiko matavimo prietaisų, pavyzdžiui, mėnulio, vandens, žvakių laikrodžius, kurie buvo naudojami iki XVIII amžiaus, vėliau smėlio ir alyvos laikrodžius nuo XVI iki XVIII a. Tačiau dėl savo priklausomybės nuo išorinių sąlygų ir jų svyravimų, taip pat dėl ​​techninio netobulumo šios laiko matavimo priemonės nebuvo plačiai pritaikytos.

Pagal šiuolaikinę chronologiją, jau prieš 4000 metų įvairaus sudėtingumo laikrodžiai jau egzistavo visur. Pirmieji jas bandė padaryti egiptiečiai, kurie išrado žvaigždžių valandų diagramas, o nakties laiką buvo galima nustatyti stebint žvaigždžių kilimą. Kalbant apie dieną, vėlyvieji egiptiečiai išrado šešėlinius laikrodžius. (saulės laikrodis).Šešėlis nuo skersinio pluošto palaipsniui kirto ženklų eilę nuo saulėtekio iki saulėlydžio. Faraono kape buvo rastas instrukcijų rinkinys, kaip pagaminti tokį laikrodį.

Seti I, valdęs apie 1300 m.pr.Kr. Tokie paprasti šešėliniai laikrodžiai buvo pirmtakai saulės.

Ypač palankios klimato sąlygos laiko matavimui su saulės laikrodis turėjo Egiptą. Naujienos apie seniausią iš senovės Egipto saulės laikrodis nurodo Thutmose III valdymo laikotarpį – XV amžiaus pirmąją pusę. pr. Kr. Vienas iš saulės laikrodžio tipų buvo laiptuotas laikrodis obelisko pavidalu su dviem pasvirusiais paviršiais, orientuotas išilgai ašies į rytus – vakarus ir padalintas į laiptelius. Saulėtekio metu šešėlis krito ant vieno iš šių paviršių - rytinio - viršutinio laiptelio krašto, tada palaipsniui nusileido, kol visiškai išnyko iki vidurdienio. Tada po pietų šešėlis vėl pasirodė apatinėje vakarinio paviršiaus dalyje, iš kur jis kilo, kol saulėlydžio metu palietė viršutinio laiptelio kraštą.

Ant aprašytųjų saulės laikrodis laikas buvo matuojamas metamo šešėlio ilgiu, o ne kryptimi. Tačiau egiptiečiai turėjo saulės laikrodį su skale, leidžiančia nustatyti metamo šešėlio kryptį. Garsus romėnų architektas ir architektas Markas Vitruvijus, dirbęs Cezario ir Augusto valdymo laikais, savo esė „Architektūra“ aprašo mažiausiai 13 saulės laikrodžių tipų.

Tai apima horizontalias tuščiavidures pusrutulio formos saulės laikrodis- vadinamieji pusrutuliai. Vidinis pusrutulio paviršius pavaizdavo dangaus pusrutulį su pusiaujo linija, dviem saulėgrįžos linijomis ir dvylikos valandų laiko skale. Tokių laikrodžių išradimas priskiriamas garsiam senovės astronomui Aristarchui iš Sameso, gyvenusiam 320-250 m.pr.Kr. Kr., kuris taip pat padarė saulės laikrodis pusapvaliais ciferblatais, padalintais į penkias nevienodo ilgio dalis (valandas). graikų kalbos tobulumu saulės laikrodis Daug prisidėjo ir žinomas matematikas, gydytojas, graikų astronomijos pradininkas Eudoksas Knidosietis, gyvenęs 408-356 m. pr. Kr. Aštrus gnomono galas, kuris iš pradžių tarnavo egiptiečiams aiškiai apriboti šešėlį ant skalės, vėliau graikai buvo pakeistas maža apvalia skylute, vadinamąja saulės akimi, kuri išmetė nedidelį šviesos tašką ant skalės. . Be aukščiau paminėtų horizontalių laikrodžių, graikai turėjo ir pažangesnių vertikalus saulės laikrodis, vadinamieji hemociklai, kuriuos jie pastatė ant viešųjų pastatų. Visi senoviniai saulės laikrodžiai buvo pagrįsti paprastu gnomono principu, pagal kurį metamo šešėlio ilgis ir kryptis priklausė ne tik nuo Saulės padėties konkrečiu momentu danguje, bet ir nuo sezono.

Taikant romėnišką metodą dieną ir naktį dalijant į 12 valandų, šviesus paros laikas buvo ilginamas pavasarį ir vasarą, o trumpinamas rudenį ir žiemą. Senovinis saulės laikrodis dėl savo netobulumo rodė tokį laiką, kurio pagrindinė ypatybė buvo ta, kad, veikiant kintančiam Saulės pokrypiui, per metus keitėsi dienos ir nakties valandų trukmė. Vėliau antikvariniai ir daugelis viduramžių saulės laikrodis turėjo kreivines skales, pašalindamas šį trūkumą. Tokie laikrodžiai su sudėtingesnėmis ir tikslesnėmis laiko skalėmis, apskaičiuotomis ketvirčio ar mėnesio intervalais, buvo naudojami maždaug iki XV a. Naują erą saulės laikrodžių kūrime atvėrė svarbus išradimas, datuojamas 1431 m. Jo principas buvo nustatyti šešėlio rodyklę žemės ašies kryptimi. Šia paprasta naujove buvo pasiekta, kad rodyklės šešėlis, po šios naujovės vadinamas pusašiu, tolygiai sukosi aplink pusašį, kas valandą pasisukdamas po 15 laipsnių. Tai leido įvesti vienodą laiką, kurį būtų galima naudoti ištisus metus, o valandas atitinkančios atkarpos buvo vienodo ilgio nepriklausomai nuo besikeičiančio Saulės aukščio. Kitas vystymosi žingsnis saulės laikrodis saulės laikrodis su kompasu. Pirmajam kūrėjui saulės laikrodis su korekciniu kompasu taiko astronomas ir matematikas

Regiomontanas. su žemės pusiaujo plokštumai lygiagrečiu ciferblatu ir jai statmenu gnomonu iš esmės buvo paprasčiausias laikrodis su vienoda laiko skale. Tokių laikrodžių kūrėjai dažniausiai rėmėsi tuo, kad jie bus naudojami skirtingose ​​geografinėse platumose. Kartais tokie laikrodžiai turėdavo krumpliaračio rodyklę ir nedidelį ciferblatą su rodykle minučių intervalams skaičiuoti 1–3 minučių tikslumu. Tokie laikrodžiai buvo vadinami heliochronometrais.

Taip pat buvo pusiaujo laikrodžiai, išdėstyti taip, kad jų ciferblatas tiesiogiai rodytų vidurkį saulės laikas, ne vietinis saulės laikas kaip įprastas pusiaujo laikrodis. Veislės saulės laikrodis buvo labai įvairios. Įdomios žiedinės sankryžos saulės laikrodis- vienas iš kelionių saulės laikrodžio variantų, kuris labai dažnai tuo pat metu tarnavo kaip dekoratyvinis pakabukas.

Pagrindinė dalis tokių saulės laikrodis buvo kelių centimetrų skersmens žalvarinis žiedas su kitu judančiu žiedu su skylute saulės spinduliui. Išoriniame pagrindinio žiedo paviršiuje dažniausiai buvo išgraviruotos mėnesių pavadinimų pradinės raidės, o prieš jas vidiniame paviršiuje – valandų skalė. Prieš matuojant reikėjo apsukti mažesnį, dažniausiai geležinį, žiedą, kad anga sijai būtų ties atitinkamo mėnesio pavadinimu. Matuojant laiką laikrodis buvo laikomas tokioje padėtyje, kad saulės spindulys prasiskverbtų pro skalėje esančią skylę. Panašiu principu buvo statomi ir vadinamieji pusiaujo žiedai – panašūs laikrodžiai, ant kurių pagrindinio žiedo buvo dar du vienas su kitu susikertantys apskritimai. Vėliau pasirodė nauja versija su skersiniu elementu, o ne trečiuoju žiedu.

Vienoje šio skersinio pusėje buvo nurodyti mėnesiai, o kitoje – zodiako ženklai. Viduryje buvo džemperis su maža skylute saulės spinduliui praeiti. Teisinga šių laikrodžių padėtis matuojant laiką buvo tada, kai pro skylę einantis saulės spindulys nukrito ant pusiaujo apskritimo vidurio linijos. Baigdamas šį skyrių norėčiau trumpai pasilikti ties vienu iš kelių modelių saulės laikrodis naudojo indų keliautojai. Tai buvo medinės aštuonkampės pagaliukai su metaliniu 160 cm ilgio antgaliu su raižytomis valandinėmis svarstyklėmis. Į skylę virš skalės atitinkamą mėnesį buvo įsmeigtas apie 15 cm ilgio strypas, kad jo galiukas, lazdelei stovint vertikalioje padėtyje, mestų šešėlį ant svarstyklių. Ant pagaliuko turėjo būti 12 svarstyklių. Kadangi tos pačios sąlygos galiojo ir ištrauktoms iš saulėgrįžos dienoms vienu metu, užteko turėti 8 svarstykles. Šie laikrodžiai gavo pavadinimą ashadah pagal sezoną (birželio–liepos mėn.), kuriuo buvo keliauti. Saulės laikrodis niekada neprarado savo reikšmės ir yra kuriami net ir šiandien. Romėnai patobulino mums šiandien pažįstamą saulės laikrodį ir netgi pagamino nešiojamas saulės laikrodis patogu keliauti. Jie egzistavo tūkstantmečius ir ilgą laiką išliko labai nepatikimų ratų laikrodžių tikrinimo ir derinimo priemone, kol galiausiai juos pakeitė spiralinės spyruoklės kaip reguliatoriaus išradimas (1674 m.), tačiau apie tai kalbėsime toliau.

Išnagrinėjome saulės laikrodžio struktūrą ir veikimą, kuris bėgant metams buvo tobulinamas ir keičiamas. Saulės laikrodis su reguliuojamo aukščio stulpu, kompasu ir minučių svarstyklėmis buvo paprastas ir patikimas saulės laiko indikatorius, tačiau jie turėjo ir rimtų trūkumų. Jų darbas buvo susijęs su saulėtu oru ir ribotu darbo laikotarpiu – tarp saulėtekio ir saulėlydžio. Todėl nauji laiko matavimo prietaisai iš esmės skyrėsi nuo saulės laikrodžių. Nors laiko vienetas pagal saulės laikrodį buvo gautas iš Žemės sukimosi ir jos judėjimo aplink Saulę, reikėjo sukurti dirbtinį laiko vieneto etaloną, pavyzdžiui, reikalaujamo laiko intervalo forma. kad chronometriniu prietaisu ištekėtų tam tikras medžiagos kiekis.

ILGAI SVAJOJAU PRIEŠ SKLYPO VARTUS PRIEŠ SKLYPĘ ĮVEDINTI DEKORATYVINĮ SODO LAIKRODĮ.

MYLIU IR GALI DIRBTI SU AKMENIU, TODĖL PRIĖMI Jį KAIP ATEITIMO PRODUKTŲ PAGRINDU.

BUVO GRAŽU IR NAUDINGA – DABAR IR AŠ, IR BET BET KIEKVIENAS SAULĖTĄ DIENĄ LENGVAS NUSTATYSIME, KOKIS LAIKAS.

Radau tinkamo dydžio riedulį plačiu plokščiu paviršiumi.

Norint patikrinti riedulio kokybę, reikia jį kažkuo subraižyti – jei akmuo lengvai trupa, vadinasi, darbui jis netinkamas. Granitą geriausia poliruoti ir poliruoti.

Tada jis pradėjo skaičiuoti. Sužinojau platumą, kurioje yra Mogiliovas: 53 laipsniai. 55 min. - gnomono * pasvirimo kampas (53 laipsniai) išilgai ploto platumos garantuoja saulės laikrodžio tikslumą. Empiriškai nustatytas apytikslis gnomono aukštis, šešėlis nuo jo neturėtų viršyti būsimo ciferblato.

Ant aliuminio gabalo nubrėžtas stačiu kampu. Naudodamas transporterį, jis atidėjo 53 laipsnių kampą nuo apatinės linijos į viršų. 55 min. (žr. 1 diagramą). Į vidų nubrėžiau garbanotas linijas, kad rodyklė atrodytų smagiau, ir išpjaučiau metaliniu pjūklu (gali būti iš ilgų vinių, plastikinių smeigtukų ar mezgimo adatų).

Ant plokščio riedulio paviršiaus jis nubrėžė apskritimo centrą, nubrėžė liniją nuo jo iki krašto - tai yra 12 valandų vidurdienio ženklas. Nuo šios linijos su transporterio pagalba atstojau 15 laipsnių, kiekviena kryptimi po 8 kartus (2 diagrama) - rinkimo žymas nuo 4 iki 20 val.

1. Ciferblato žymėjimą pirmiausia galima nupiešti ant popieriaus lapo, kuris tiksliai atitinka rėmo plokštumos dydį**, o tada perkelti į plokštę.

2. Jei leidžia matmenys, nerūdijančios vielos gabalėliais, spalvotais akmenukais, stikliniais ciferblate galima pažymėti pusvalandžio ir ketvirčio valandos padalijas, tvirtinant juos vandeniui atspariais klijais.

Šlifuokliu su deimantiniu ratuku šias linijas nupjoviau ant 2 pločio ir 5 mm gylio akmens. Gnomonas kalamas išilgai vidurdienio linijos, sulygiuodamas žymeklio centrą su ciferblato centru, kaip parodyta 2 diagramoje

Aliumininę vielą d 1,5 mm susukau spirale ir plaktuku įsmeigiau į visus pjūvius (1 nuotrauka) Valelių galuose išgręžiau skylutes ir įsmeigiau į jas gaubtines veržles (2 nuotrauka) Išpjoviau įdubą riedulio apatinė dalis, bandyta ant vamzdžio d 150 mm į jį - ant tokio pjedestalo laikrodį lengviau nustatyti ir priveržti. Jis įsmeigė vamzdį į žemę (3 nuotrauka), ant viršaus pastatė riedulį.

Nustačiau ratuką ant kompaso su vidurdienio linija į šiaurę. Saulės laikrodžio rodmenis tikrinau pagal įprastą vidurdienį. Po rieduliu padėjau nedidelius trinkelius, sucementavau.

Nuolatinėje vietoje saulės laikrodžio rėmas montuojamas griežtai horizontaliai. Galite patikrinti lygį su lėkšte, pripildyta iki kraštų vandens.

Tokioms valandoms sugalvojau tinkamą dizainą. Po trinkelėmis padėjau vielą, išlenktą kaklo ir galvos pavidalu (4 nuotrauka) - pasirodė, kad tai gulbė. Grybų kepurės išgręžtos ir pasodintos ant strypų kojose (5 nuotrauka)

Dniepre radau akmeninę širdį, iš abiejų pusių pritvirtinau po strėlę (6 nuotr.) Įsmeigiau kardą į kitą trinkelę, nupjovęs akmenį (7 nuotr.). Beje, visas detales sujungiau be klijų.

Mano šeimoje yra 5 drakonai pagal rytinį miestą, todėl šio gyvūno skulptūrą nulipdžiau iš chameleono akmens. Prie garažo molinė siena buvo aptrupėjusi. Sutvirtintas trinkelėmis ir dekoratyvinėmis plytelėmis cemento skiediniu (8 nuotrauka)

Ant užrašo

Valandų žymėjimo ciferblate seka atitinka mechaninio laikrodžio rodyklių judėjimo taisyklę. Atskaitos taškas yra vidurdienio linija, einanti nuo gnomono pagrindo. Gana tiksliai galima nustatyti pagal kompasą (linija šiaurė – pietūs).

Dar patogiau naudoti paprastą laikrodį, lyginant jų rodmenis su gnomono šešėliu. Šią eilutę ypač tiksliai nustato valanda dienomis prieš ir po balandžio 16 d., birželio 15 d., rugpjūčio 31 d. ir gruodžio 26 d. Paprasčiausias laikrodžio dizainas yra tiksliai horizontalus, todėl jį galima daryti su vaikais tiesiog ant žemės: nupieškite lygų apskritimą, įklijuokite pagaliuką centre – jis jums pasitarnaus kaip gnomonas.

Nubrėžkite tiesią liniją nuo apskritimo centro į šiaurę – vidurdienį astronominiu laiku. Padalinkite apskritimą į dvidešimt keturis vienodus sektorius. Pakreipkite žymeklį šiaurės kryptimi kampu, atitinkančiu jūsų konkrečios srities platumą.

DIY saulės laikrodis – nuotr

* Gnomonas – strypas, kuris tvirtinamas prie ciferblato, o nuo jo esantis šešėlis rodo laiką.