Wykonywanie zegarów słonecznych jest nauką samą w sobie. Pozornie prosta konstrukcja czasami nie jest taka łatwa w realizacji, ponieważ trzeba wziąć pod uwagę całą masę faktów technicznych i naukowych. Nie ma uniwersalnego zegara słonecznego. Każdy egzemplarz musi być precyzyjnie dostosowany do miejsca, w którym jest postawiony, aby faktycznie wskazywał właściwą godzinę. Poniżej znajdziesz dwie różne instrukcje budowy zegara słonecznego: wersję bardzo prostą, łatwą w obsłudze oraz zegar słoneczny dla zaawansowanych użytkowników.
Prosty zegar słoneczny dla początkujących
Działający zegar słoneczny można wykonać nawet bez podstawowej wiedzy technicznej. To tak proste, że nawet dzieci mogą zbudować ten zegar słoneczny.
Materiał
- duża doniczka (o średnicy co najmniej 30-40 cm)
- Patyk lub metalowy pręt (długość około 50-60 cm)
- Kamienie lub piasek
- pióro wodoodporne
Budownictwo
Chociaż ta metoda jest bardzo czasochłonna, jest bardzo łatwa do wykonania i nie wymaga wcześniejszej wiedzy ani zrozumienia technicznego.
- Ustaw doniczkę w słonecznym miejscu w ogrodzie
- Umieść pręt na środku doniczki i wypełnij go kamykami lub żwirem
- pręt musi wystawać co najmniej 30-40 cm ponad odłamki
- co godzinę o pełnej godzinie zaznacz miejsce na krawędzi doniczki, gdzie pada cień
- prawdopodobnie kontynuuj zaznaczanie następnego dnia
Wskazówka:
Alternatywnie, za zegar słoneczny może służyć także duża płyta kamienna, drewniana deska lub metalowy krążek, w który pośrodku włożony jest pręt. Do oznaczania godzin nadają się również pinezki, naklejane kamienie i wiele innych.
Zegar słoneczny dla zaawansowanych użytkowników
Zegar słoneczny powinien być wykonany z materiału odpornego na warunki atmosferyczne, aby można go było pozostawić na zewnątrz latem i zimą oraz podczas deszczu i śniegu. Jeśli chodzi o wybór materiałów, Twoja wyobraźnia nie ma ograniczeń. Zegar słoneczny może być wykonany z drewna, metalu, kamienia, a nawet tworzywa sztucznego. Ważne jest, aby dostępne były odpowiednie narzędzia do obróbki materiałów.
Materiał
- trzy drewniane deski o wymiarach około 20 x 25 cm (najlepiej o grubości 3 do 4 mm)
- Wyrzynarka
- duża ekierka, najdłuższy bok 22 cm (lub inny kątomierz)
- Kompas (minimalna średnica 20 cm)
- ołówek
- Kompas
- Farba lub glazura do malowania
Wytnij tarczę zegara
Tarcza zegara wykonana jest z jednej z desek. Można go wyciąć w kształcie okrągłym lub kwadratowym.
- Kwadrat: długość krawędzi 20 cm
- Koło: średnica 20 cm
Aby zrobić okrąg, najlepiej najpierw narysować na tablicy kwadrat o długości krawędzi 20 x 20 cm. Alternatywnie deskę można od razu przyciąć do tego wymiaru. Aby oznaczyć środek, z rogów rysuje się dwie ukośne linie. Miejsce, w którym linie się spotykają, to środek kwadratu. W ten punkt wkłada się czubek kompasu i rysuje okrąg o średnicy 20 cm (promień odpowiadający 10 cm). Następnie wytnij okrąg wyrzynarką lub po prostu go obrysuj i pozostaw deskę jako kwadrat.
Oznacz tarczę
Koło jest podzielone na 24 kawałki ciasta jednakowej wielkości za pomocą ekierki i cienkiego ołówka. Zatem linie są rysowane od krawędzi przez środek. Wszystkie podziały muszą mieć kąt 15 stopni. Każda z linii oznacza pełną godzinę. Teoretycznie wszystkie liczby można wykreślić. Zegar słoneczny wygląda bardziej profesjonalnie, jeśli rejestrowane są tylko rzeczywiste godziny nasłonecznienia (tj. od około 6:00 do 21:00). Ponadto tarcza wydaje się mniej zaśmiecona, jeśli jest używana tylko co trzecią godzinę (6, 9, 12, 15, 18 i ewentualnie 21).
Określ szerokość geograficzną
Teraz sprawa się nieco komplikuje, gdyż aby zegar słoneczny działał prawidłowo, musi być ustawiony w jednej linii z osią Ziemi. Jedna krawędź trójkątnego rzucającego cień musi być równoległa do osi Ziemi. Aby to zrobić, musisz wiedzieć, na jakiej szerokości geograficznej znajduje się miejsce, w którym zegar słoneczny ma zostać ustawiony. Szerokość geograficzna przebiega równolegle do równika, Niemcy leżą pomiędzy 48. równoleżnikiem na południu a 54. równoleżnikiem na północy.
Przykłady orientacji:
- 48. do 49 równoleżnika: Fryburg, Stuttgart, Ulm, Monachium, Pasawa
- 49. do 50 stopni szerokości geograficznej: Saarbrücken, Karlsruhe, Mannheim, Norymberga, Würzburg
- 50. Szerokość geograficzna: Frankfurt nad Menem, Wiesbaden, Moguncja
- 51. Szerokość geograficzna: Kolonia, Erfurt, Drezno
- 51.-52. Szerokość geograficzna: Dortmund, Kassel, Lipsk, Magdeburg
- 52.-53. Szerokość geograficzna: Osnabrück, Hanower, Berlin, Brema
- 53.-54. Szerokość geograficzna: Hamburg, Schwerin, Rostock
- 54.-55. Szerokość geograficzna: Kilonia, Flensburg
Wskazówka:
Dzięki aplikacji kompasu sterowanego za pomocą GPS możesz bardzo precyzyjnie określić swoją pozycję, a często jest ona dostępna bezpłatnie w postaci małego programu. Lub, w klasyczny sposób, bierzesz atal lub mapę i tam odczytujesz swoją szerokość geograficzną.
Przycinanie cienia
Szerokość geograficzna to jeden z kątów trójkąta tworzącego cień. Kąt ten jest teraz rysowany na drugiej planszy za pomocą ekierki. Aby to zrobić, obróć deskę tak, aby dłuższy bok znalazł się na dole. Ekierkę ustawia się tak, aby skala centymetrowa była skierowana w dół. Skala powinna pokrywać się z tablicą na dole. Ekierka jest teraz przesunięta tak daleko w lewo, że punkt zerowy (A) skali znajduje się w przybliżeniu w lewej trzeciej części planszy.
- Zaznacz punkt zerowy cienką linią ołówkiem (punkt A)
- odczytaj odpowiedni kąt z prawego dolnego rogu tablicy
- zaznacz kropką (punkt B)
- Narysuj linię łączącą punkty A i B
- kąt otwiera się w prawo
- Zastąp kwadrat do punktu zerowego (zero na skali w punkcie A)
- Obróć ekierkę w prawo, aż linia 90 stopni znajdzie się na linii łączącej punkty A i B
- teraz przesuń ekierkę w górę, aż odległość 10 cm od krawędzi deski (po prawej stronie) zaznacz punkt C na krawędzi deski
- narysuj ołówkiem linię o długości 10 cm
- narysuj linię pionowo w górę od punktu końcowego 10-centymetrowej linii (punkt C)
- zaznacz punkt, w którym ta prosta spotyka się z kątem (pomiędzy punktami A i B)
- Jeśli to konieczne, przedłuż linię pomiędzy A i B
- Tworzy się trójkąt prostokątny z kątem prostym w prawym dolnym rogu
- Wytnij trójkąt za pomocą układanki
Wskazówka:
Jeśli nie jesteś pewien, czy robisz wszystko dobrze, możesz najpierw zrobić zegar słoneczny jako model z tektury.
Zamontuj tarczę i rzucacz cieni
Pokrętło nie jest umieszczone płasko na podłodze, ale jest zainstalowane w rzucającym cień pod niewielkim kątem. W ten sposób kompensowane jest odchylenie spowodowane krzywizną ziemi.
- Zobaczyłem tarczę na godzinie 12, głębokość pięciu centymetrów i szerokość tablicy (3 lub 4 mm)
- Widziałem trójkąt na linii 10 centymetrów (od najdłuższego boku) o głębokości 5 cm i szerokości 3 (lub 4) mm
- złóż obie części razem (kąt prosty trójkąta pokrywa się z godziną 12)
- ewentualnie przykleić, jeśli wycięcia są trochę za duże
- obie części muszą ściśle do siebie przylegać
Zamontuj płytę podstawy
Podstawa zegara słonecznego jest teraz tworzona z trzeciej drewnianej płyty.
- Rozmiar: 20 x 25 cm
- Linia o długości 25 cm jest teraz rysowana na środku długiego boku
- Odwróć talerz dłuższą stroną do dołu
- zaznacz lewy koniec linii literą S (południe)
- oznacz prawy koniec linii strzałką i literą N (północ)
- odmierz 5 cm na tablicy od prawej strony planszy
- narysuj linię przechodzącą przez punkt (prostopadle do linii północ-południe)
- ta linia wyznacza linię zachód-wschód
- Wyrównaj tarczę (z cieniem) z cyframi skierowanymi na północ
- ustawić dolną stroną (godzina 12) dokładnie na linii wschód-zachód
- przymocuj małymi gwoździami lub śrubami
Ustaw zegar słoneczny
Aby czas mógł być prawidłowo wyświetlany na zegarze słonecznym, strzałka na płycie podstawy musi wskazywać dokładnie północ. Do tego potrzebny jest kompas. Czas słoneczny można teraz odczytać z cienia, jaki trójkąt (źródło cienia) rzuca na tarczę.
Czas słońca
Jeśli korzystasz z zegara słonecznego, nie powinieneś być zaskoczony, jeśli czas ten różni się nieco od czasu wskazywanego przez nasze zegary. Czas strefy jest wyświetlany na normalnych zegarach. Na przykład w Niemczech obowiązuje czas środkowoeuropejski (CET). Chociaż stolica Hiszpanii, Madryt, znajduje się około 2500 km dalej na zachód, a słońce osiąga najwyższy punkt dopiero półtorej godziny później niż we wschodnim Budapeszcie, w obu miastach wyświetlana jest godzina 12:00.
Wniosek
Zbudowanie prostego zegara słonecznego możliwe jest przy użyciu doniczki lub krążka, w który włożony jest pionowo pręt, który rzuca na niego cień o określonych porach dnia. Teraz wystarczy zaznaczyć każdą godzinę. Profesjonalne zegary słoneczne uwzględniają również oś Ziemi i szerokość geograficzną miejsca, w którym zegar słoneczny się znajduje.
