Na základě orientace gnómonu a číselníku se rozlišují tyto typy slunečních hodin: rovníkové, horizontální, vertikální a polární. Spolu s analemmatic (zvláštní případ horizontální) jsou tyto čtyři provedení nejběžnější. Existují však i armilární, bifilární, zrcadlové, kulové, kónické a mnohé další méně obvyklé typy slunečních hodin, včetně digitálních.
Nejjednodušší z nich jsou rovníkové. Jejich gnómon má tvar tyče a směřuje rovnoběžně se světovou osou, zatímco číselník je rovnoběžný s rovinou nebeského rovníku. K označení číselníku těchto hodinek nejsou potřeba žádné výpočty. Stačí kruh rozdělit na stejné oblouky a každému z nich přiřadit určitou hodinu dne. Rovníkové hodiny však ukazují čas pouze mezi jarní a podzimní rovnodenností. V zimě, když slunce jde na jižní polokouli, je osvětlena pouze spodní strana číselníku.
Častější jsou horizontální sluneční hodiny. Jsou pohodlnější k použití než rovníkové a jsou zpravidla umístěny v zahradách a parcích. Mohou být umístěny přímo na zemi nebo na speciálním podstavci. Takové hodinky jsou vždy osvětleny sluncem. Gnómon těchto hodin má tvar trojúhelníku, jehož větší strana směřuje rovnoběžně se světovou osou a přilehlý úhel se rovná zeměpisné šířce.
Svislé hodiny jsou umístěny na stěnách budov. Jejich výpočet je složitější, protože stěny budov vzhledem ke světovým stranám mohou být orientovány v libovolném úhlu. Stěny budov nemusí být nutně svislé. Proto se rozlišují dva pojmy: azimut stěny a její sklon k rovině horizontu. Na těchto hodnotách závisí tvar a velikost gnomonu a také umístění deklinačních křivek (tedy deklinačních křivek) na číselníku.
Slunce neosvětluje vertikální hodiny od východu do západu slunce jako horizontální hodiny. V závislosti na tom, jak je stěna, na které je číselník umístěn nebo nakreslen, vzhledem ke světovým stranám orientována, existují určitá omezení. Například hodiny orientované striktně na západ jsou osvětleny pouze ráno a večer. (Hovoříme samozřejmě o středních zeměpisných šířkách severní polokoule). Ciferník orientovaný striktně na východ bude osvětlen pouze od východu slunce do místního poledne.
Někdy jsou vertikální hodinky s různými orientacemi vzájemně kombinovány v jednom produktu. Tím je kromě dekorativních účelů dosaženo možnosti určovat čas bez omezení způsobených osvětlením hodin.
Zatímco horizontální hodiny jsou obvykle vyrobeny ve formě kamenné nebo bronzové desky umístěné na podstavci nebo malém sloupku, vertikální hodiny jsou rozmanitější. Může to být malba na suchou omítku, mozaikový panel a samozřejmě kamenné nebo bronzové provedení.
A nakonec polární sluneční hodiny. Tento design je komplementární k tomu rovníkovému. Ciferník polárních hodin je orientován podél osy světa a směřuje k průsečíku místního poledníku s nebeským rovníkem. To znamená, že sklon číselníku vůči vodorovné rovině se rovná zeměpisné šířce. Všechny hodinové čáry na ciferníku jsou rovnoběžné se světovou osou a gnomon je buď jednoduše tyč, jako na rovníkových hodinách, nebo je stejný jako na vertikálních hodinách orientovaných striktně na západ nebo na východ, tzn. obdélníkový.
Samostatně je nutné zvážit armilární sféry. Armilární koule (v překladu sestávající z kruhů) je starověký astronomický nástroj používaný k vizualizaci představ o struktuře světa. Stejně jako v éře Koperníka, tak i nyní je potřeba mít velmi rozvinutou prostorovou představivost, abychom jasně pochopili, kde se například nachází průsečík nebeského rovníku s rovinou ekliptiky.
Armilární sféra je jakousi vizuální pomůckou, která toto pochopení usnadňuje. Kromě svého přímého účelu sloužila armilární sféra odedávna jako symbol triumfu vědy nad živly a spolu s astrolábem byla téměř povinným atributem slavnostního portrétu panovníka. Nyní se armilární koule používá pouze jako sluneční hodiny.
Existuje několik dalších typů slunečních hodin, které nespadají do zde přijaté klasifikace. Jedná se o bifilární, zrcadlové a solární digitální hodinky.
V roce 1923, mnoho století po rozšířeném používání slunečních hodin, vynalezl německý inženýr Hugo Michnik nový typ zařízení. Gnómon těchto hodin se skládá ze dvou strun orientovaných ke světovým stranám. Jsou nataženy v různých výškách nad číselníkem kolmo na sebe. Údaje se odečítají podle polohy stínu z nitkového kříže. Bifilární hodiny byly mnohokrát vylepšeny a zkomplikovány. Ukázalo se, že struny nemusí být kolmé. Mohou být umístěny v libovolném úhlu a mohou být dokonce zakřiveny. Hrany rovin mohou také fungovat jako struny.
Zrcadlové sluneční hodiny jsou stejné jako běžné sluneční hodiny, jen s tím rozdílem, že v běžných hodinkách se hodnoty odečítají podle polohy stínu a v zrcadlových – podle polohy odraženého slunečního paprsku. U zrcadlových hodinek neexistují žádná omezení osvětlení. Stačí umístit zrcadlo na vhodné místo a nakreslit číselník na jakýkoli povrch, dokonce i ten, který nikdy nesvítí, například na strop. Připomeňme, že zrcadlové sluneční hodiny jsou snad nejsložitějším typem slunečních hodin, a to jak z hlediska výpočtů, tak technického provedení. To je zjevně důvod, proč jsou extrémně vzácné.
Konečně digitální sluneční hodiny. Toto je velmi nedávný vynález. Světlo procházející systémem dvou filtrů promítá na číselník obraz čísel. Údaje se aktualizují každých 10 minut.
Slunce vychází ráno na východě, pak se, jak se nám zdá, začne pohybovat po obloze, přes den dosáhne nejvyššího bodu na jihu a večer zapadne na západ.
Spolu se sluncem se mění i směr stínu tyče. Používá se k posouzení denní doby. Nakreslíte-li číselník kolem bodu, kde je tyč svisle zapuštěna, pohybující se stín bude každou hodinu dopadat na odpovídající dílek číselníku, takže jej můžete použít k určení času jako náramkové hodinky.
Přesné datum vzhledu slunečních hodin není známo. Nejstarší dochovaný písemný doklad o slunečních hodinách pochází z roku 732 před naším letopočtem. E. , nalezený v Bibli, ve dvacáté kapitole Knihy královské. další zajímavosti z historie slunečních hodin: h ttp://[odkaz zablokován rozhodnutím administrace projektu]
Zde jsou jen některé z typů slunečních hodin: se zaoblenými plochami číselníku, kónické, sloupcové, ve tvaru poháru atd.
Pár zajímavostí:
-Na slunečních hodinách je tyč instalována šikmo, takže je rovnoběžná se zemskou osou, to znamená, že ukazuje na Polárku.
—Úhel sklonu tyče k horizontu se musí rovnat zeměpisné šířce oblasti. Například pro Moskvu je to 56°.
– na jaře sluneční hodiny spěchají a na podzim zaostávají. To se děje proto, že Země rotuje kolem Slunce spíše po eliptické než kruhové dráze.
Jak postavit sluneční hodiny je velmi podrobně popsáno na webu h ttp://people.nnov.ru/boni/umelec/soln_ch.htm
Místo věnované 45. poledníku východní délky – místu, kde žije Moskva v čase. (Nástupce webu http://e45-00.ru ze dne 24.07.2016. července XNUMX)
PS z roku 190915 Předmluva…
Když už jsem udělal další hodinky a dal odkaz na tyto, uvědomil jsem si, že nebyly správné. Šipka je rovnoběžná se zemskou osou a azimut Slunce je vypočítán podél horizontu.
V tuto chvíli: „od oka“. Hodiny lze označit pouze vyznačením „hodin“ podél již vyrobené ručičky, upravených o rozdíl mezi „pravým polednem“ a 12:00 na hodinách.
A nyní článek napsaný v listopadu 2018:
Dnes jsem design Slunečních hodin dotáhl do extrému jednoduchosti, aby si každý mohl vyrobit vlastní kapesní sluneční hodiny z pohlednice. Získáte následující hodiny:
Ve vaší kapse vypadají takto:
Bydlím ve městě Penza, pravděpodobně jednom z největších na světě, ležícím na 45. poledníku (jediné větší město je Aden v Jemenu – velmi zvučný název města, stejné město bylo hlavním městem ve hře Lineage ). A 45. poledník je přesně 3 hodiny od poledníku 0 procházejícího Greenwichem a „moskevský čas“ je místní čas našeho města.
Pro ilustraci této skutečnosti jsem chtěl vyrobit Sluneční hodiny. Nejprve jsem je vyráběl pájením textolitových destiček (stále jsem neměl ponětí, co je to „Gnomon“ a dělal jsem to tak, jak se psalo v knihách. Pak mě vyhodili z kanceláře, na jejímž dvoře jsem tyto hodiny instaloval, a bezdomovec vesnice (stal jsem se bezdomovcem, Putinovými nohsledy vládci města – posrali mi dům (Udarnaya str., 35) a byl jsem vyhozen z domu přes soud. ) Vytvořil jsem hodiny z kusu provazu a rezavý plech. Potom, když jsem si uvědomil, že je všechno tak jednoduché, rozhodl jsem se vyrobit ty nejjednodušší hodiny z obyčejné pohlednice a dnes (11.11.2018. XNUMX. XNUMX) za krásného slunečného dne jsem tento nápad realizoval.
Nejprve jsem si koupil prázdnou pohlednici:
Pak jsem nakreslil základní linii:
Pak jsem si z článku: „Kapesní sluneční hodiny“ vypůjčil Analemu (která umožňuje zjistit rozdíl mezi slunečním a středním časem v konkrétní den v roce) a vytiskl jsem ji na pohlednici:
Bohužel se ušpinila pečeť na přehybu karty.
Tam jsem také nakreslil vodorovnou čáru (podle níže popsaných výpočtů ve vzdálenosti 7.54 od středu) a označil hodiny. Dříve jsem chtěl značit podle způsobu popsaného v článku: „Kapesní sluneční hodiny“, ale jelikož máme internet a chytré telefony, lze vše výrazně zjednodušit.
Z Analemy je jasné, že v mimořádné datum: 1. září – Sluneční čas se shoduje se syntetickým „Průměrným časem“ a rozhodl jsem se vzít tento okamžik jako výchozí bod. Pro stavbu číselníku potřebuji znát ideální azimut Slunce a ten je ideální 1. září.
Jako výchozí bod jsem si vzal 12:00 – Když je Slunce v Penze, na 45. poledníku je v zenitu, na JIHU a má azimut 180° a hodinová ručička se shoduje s vertikální čarou. Šel jsem do kalkulačky Solar Azimuth, zadal naše souřadnice (53.1°, 45.0°) a vypočítal azimut pro každou hodinu od 4:20 do 1:XNUMX. Samozřejmě XNUMX. září je slunce v posledních hodinách již pod obzorem – to vám ale nebrání v používání hodinek v létě. Vzal jsem úhloměr a rozložil všechny úhly jako na fotografii výše.
Nyní musíme vyrobit nejdůležitější část našich hodinek, nazvanou „Gnomon“. Serious Sundials mají vážné gnómony, jeden nádhernější než druhý – ale my vyrábíme skládací kapesní sluneční hodiny a gnomon z kusu silné nitě bude velmi užitečný. Abychom zachovali hlavní parametr – úhel sklonu gnómonu, vyřešíme obyčejný pravoúhlý trojúhelník pro úhel zeměpisné šířky naší oblasti 53.1°
Šířka každé poloviny pohlednice je 10 cm, a proto, abychom získali úhel 53°, vypočteme Trojúhelník online s jedním úhlem 90° (otevřená pohlednice), druhým 53° (Začátek gnómonu) a vertikální noha – 10 cm, získání druhé strany = 7.54 cm. Odložené body jsou propíchnuty šídlem – pro zajištění uzlů nití, které omezují strukturu:
Teď půjdeme ven a zkontrolujeme hodinky:
Dostáváme něco takového.
Nyní se snažíme věřit hodinám: Čas je 13:30 (stín jsem nastavil podle hodin) a azimut listu papíru je 200° – rozdíl 20°. Snažíme se počítat. Nejprve najdeme magnetickou deklinaci pro Penzu: Kalkulačka magnetické deklinace pro Penzu dává 18.2°, nyní určíme pravé poledne na 11.11 a to se rovná 11:43 a (Slunce je o 17 minut napřed a to se rovná ~ 4°) Celkem dostaneme 20°=18+4 =22° – chyba 2° – v principu chyba ve vizuálním určení s chybou 10 minut (Pokud hodinky nastavujete kompasem, magnetickou deklinací a Analemou) . Ale pokud nastavíte přenosné hodiny podle chronometru, pak příštích pár dní půjde přesně a nebude třeba provádět korekce a má smysl nastavit stacionární hodiny na „pravé poledne“ ve 12:00 a ne podle magnetického kompasu.
Pak se vrátil na místo bez domova a položil kapesní sluneční hodiny na stůl.
Ti, kteří nejsou z Penzy, si budou muset ztížit nastavení hodin. ty přenosné však lze nastavit na běžné hodiny a zajistit je tak. Pokud je potřebujete zafixovat a vypočítat čas pomocí analemy v různých obdobích roku, bude jejich nastavení muset být únavnější. Pro Moskvu, řekněme, že si představuji, že 01.09:12 ve 00:12 potřebuji na hodinách nastavit 17. Nyní je Slunce o 12 minut dříve a ukázalo se, že potřebuji nastavit 00:11 v 43:1.09 – hodiny budou nastaveny stejně jako XNUMX
Pokud jej nastavíte na „místní“ jako v Penze, pak k rozdílu podle analemy budete muset přidat rozdíl mezi místním Penza a Moskevským místním rovným 29 minutám.
