Cât de precis este un cadran solar?
Uneori putem întâlni trecătorii comparând timpul pe un cadran solar cu propriul ceas și, în majoritatea cazurilor, puteți vedea diferențele dintre indicațiile ambelor temporizatoare. Ne setăm ceasurile astăzi în funcție de ceasuri atomice foarte precise, deci cadranele solare nu funcționează așa cum ar trebui? Dimpotrivă, există două corecturi pentru a face acest lucru. Primul este legat de longitudinea locului în care se află ceasul nostru, iar al doilea rezultă din așa-numitul ecuația timpului care elimină viteza variabilă cu care Pământul orbitează soarele.
Să începem cu începutul. Ceasul solar arată ora locală, timpul real determinat de mișcările aparente ale soarelui. La ora 12, adică la prânz, presupunem momentul în care Soarele se înalță peste un anumit loc, adică atinge punctul cel mai înalt al drumului său zilnic de la est la vest. Aceasta înseamnă că în locurile situate la nord și sud de acest loc, există exact aceeași oră solară. De exemplu (privind de la coastă la munte) în Gdańsk, Grudziądz, Toruń, Wieluń, Rybnik și Cieszyn, amiaza solară cade mai mult sau mai puțin în același timp. Diferențele de timp vor fi vizibile în orașele situate la est și vest. În cazul țării noastre, această diferență poate ajunge chiar și la aproximativ 50 de minute (de exemplu, în Chełm Słońce atinge vârful său cu 48 de minute mai devreme decât în Zgorzelec). Pentru a reduce aceste diferențe,ora zonei a fost introdusă. Aproape toată Europa se află în Ora Centrală Europeană, care se determină pe baza meridianului de 15 ° care rulează la granița noastră de vest. Cu alte cuvinte, ora 12 în Polonia, Germania, Franța și multe alte țări europene cade când Soarele este exact deasupra meridianului acestei longitudini.
Corecția longitudinală pentru ceasul nostru solar va calcula diferența în grade dintre longitudinea în care se află ceasul și meridianul zonal (15 °) și va înmulți rezultatul cu 4, întrucât 1 grad este egal cu 4 minute. Să calculăm corecția pentru Cracovia, orașul se află la lungimea de 20 °.
20 ° - 15 ° = 5 °, rezultatul se înmulțește cu 4, iar cele 20 de minute obținute sunt scăzute din citirea din cadranul solar (aceste diferențe sunt scăzute, nu se adaugă, deoarece majoritatea orașelor poloneze sunt situate la est de meridianul 15).
Și încă un exemplu, de data aceasta pentru Varșovia, care se află la lungimea de 21 °:
21 ° - 15 ° = 6 °, rezultatul este înmulțit cu 4. Corecția este de 24 de minute, pe care o scădem din citirea cadranului solar.
În acest fel, suntem la un pas de stabilirea unui timp oficial. Acum este suficient să se ia în considerare corecția rezultată din ecuația timpului. Putem citi corecția pentru fiecare zi a anului din tabel (foto 2).
De exemplu, dacă pe 11 mai ceasul solar arată 9,46 (după luarea în considerare a corecției longitudinale), atunci după adăugarea a 3 minute și aproximativ 38 de secunde ne rotunjim la 9,50. În perioada martie-octombrie se aplică ora de vară, deci ar trebui să adăugați încă o oră la rezultatul obținut. Deci, în exemplul nostru, va fi ora 10.50 dimineața ora de vară. De patru ori pe an, corecția ecuației timpului este 0, deci cadranele solare arată același timp cu ceasurile mecanice. Aceasta are loc pe 15 aprilie, 14 iunie, 2 septembrie și 25 decembrie.
Determinarea meridianului local
Pentru a seta corect cadranul solar în grădină, este necesar să se determine meridianul local (foto 3). Acest lucru face posibilă determinarea în ce plan se află Soarele deasupra grădinii și locul măsurătorilor de timp viitoare. Notă: nu utilizați busola pentru aceasta, deoarece nordul magnetic diferă destul de semnificativ de nordul geografic.
1. Alegeți un loc însorit, plat. Lasă-l gol și fără inegalități. Acesta ar trebui să fie locul în care intenționăm să punem ceasul.
2. Introduceți în sol o tijă verticală sau un băț drept. O plumbăm foarte atent. Va fi un gnomon de măsurare, același pe care îl foloseau vechii. Lungimea optimă este de 1-1,5 m (prea scurtă va da citiri nesigure și prea lungă va face ca sfârșitul umbrei să se estompeze pe sol).
3.Cu 2-3 ore înainte de amiaza solară, facem un cerc în jurul gnomonului cu o rază egală cu lungimea umbrei sale (în perioada de vară, amiaza solară are loc în jurul orei 13:00).
4. Marcați locul exact unde capătul umbrei gnomonului atinge cercul.
5. Așteptăm sfârșitul umbrei gnomonului pentru a atinge din nou cercul. Se va întâmpla 2-3 ore după-amiaza. Marcăm acest loc.
6. Din cele două puncte marcate pe cerc, tragem arcuri cu aceeași rază, mai mare decât distanța dintre puncte (dimensiunea acestui arc nu contează, dar sugerăm că ar trebui să fie de 1,5-2 ori mai mare decât distanța dintre puncte). Marcăm locurile exacte ale intersecției lor - ar trebui să existe două, una pe fiecare parte a gnomonului.
7.Conectăm locurile de intersecție a arcurilor cu o linie dreaptă - ar trebui să treacă prin locul în care am așezat gnomonul. Felicitări, acesta este meridianul nostru local!
Pentru a crește precizia unei astfel de măsurători, puteți face mai multe cercuri în jurul gnomonului cu o rază diferită și puteți marca locurile în care umbra le atinge pe fiecare. Următoarea procedură trebuie repetată pentru fiecare dintre cercuri, iar linia de meridian trasată trebuie să fie aceeași pentru toate. Indiferent de construcția cadranului solar, putem lua în considerare fixarea meridianului și înființarea unui gnomon care va arăta întotdeauna momentul adevăratului prânz. Aceasta este o atracție unică pe care nimeni altcineva nu o are acasă.
Umbrele sunt foarte scurte vara și lungi iarna. Prin urmare, măsurătorile cele mai precise se fac în jurul echinocțiului. Aceasta are loc de două ori pe an, pe 20/21 martie și pe 22/23 septembrie.
Desenarea unui ceas orizontal Cadranul
poate fi desenat folosind oricare dintre programele gratuite de computer disponibile pe Internet (de exemplu, Shadows Pro) sau poate fi desenat cu instrumente de desen. Iată o instrucțiune pas cu pas (Figura 4).
1. Desenați două linii perpendiculare AB și CO care se intersectează în punctul O. Segmentele astfel create vor fi folosite ulterior pentru a marca orele: CO va fi linia orei 12, AO - 6 a.m. și OB - 18. lumea.
2. Din punctul O trasăm linia OD astfel încât unghiul COD să aibă o valoare egală cu latitudinea locului pentru care este proiectat ceasul. În exemplul nostru, este 50 °, ceea ce corespunde districtelor sudice ale Cracoviei.
3. Din orice punct E pe OD trasăm o dreaptă EF perpendiculară pe OD și intersectând CO în punctul F.
4. Din punctul F tragem o linie GH paralelă cu AB.
5.Din punctul F, măsurăm lungimea segmentului FE cu un etrier, apoi marcăm punctul C pe CO astfel încât FC să fie egal cu FE.
6. Din punctul O măsurăm lungimea segmentului OC cu un etrier, apoi marcăm punctele A și B pe linia AB astfel încât OA și OB să fie egale cu OC.
7. Din punctele A, B și C tragem arcuri de orice rază egală.
8. Împărțim arcurile în unghiuri de 15 °.
9. Din punctul C, extindeți brațele unghiurilor astfel încât acestea să traverseze linia GH.
10. Din punctele J și L create în acest fel trasăm liniile JK și LM paralele cu CO și traversând linia AB.
11. Din punctele A și B, extindeți brațele unghiurilor care le separă arcurile astfel încât să intersecteze liniile JK și LM.
12.Din punctul O trasăm linii care leagă O de locurile în care brațele unghiurilor intersectează liniile GH, JK și LM.
Liniile orare ale cadranului solar orizontal sunt acum gata. Acesta este modul de marcare a orelor pe ceasul desenat (foto 5, ordinea aplicației lor trebuie să fie în sensul acelor de ceasornic).
În exemplul de mai sus, puteți vedea arcul trasat în jurul punctului O unde se termină liniile orare. Nu este necesar, dar datorită acestuia evităm densitatea care apare atunci când atât de multe linii sunt concentrate într-un singur loc. Aceasta este pur și simplu o întrebare estetică. Am setat cadranul solar terminat astfel încât linia CO să coincidă cu linia meridianului local, pe care am marcat-o mai devreme în locul unde a fost instalat ceasul. Punctul C și capătul gnomonului trebuie să indice nord, punctul A spre vest și punctul B spre est. Punctul O, pe de altă parte, este important dintr-un alt motiv: este așa-numitul centru al cadranului solar în care trebuie să fie vârful inferior al gnomonului.
Dariusz Oczki
Editor al site-ului Gnomonika.pl
