Съдържание
- Въведете слънчевия часовник: Основите
- Обучение за слънчеви часове
- Небесният екватор
- Еклиптиката
- Други стандартни астрономически условия
- История на слънчев часовник
- Части и експлоатация на слънчев часовник
- Видове слънчеви часовници
- Направи си сам слънчев часовник
Опитайте се да си представите свят без Интернет. Това е поне малко неудобно, нали? Сега премахнете мобилните устройства от всякакъв вид от уравнението, заедно с цифровите камери и GPS технологията.
Когато отидете още по-далеч и извадите ръчни часовници и стенни часовници от сместа, нещата започват да изпитват почти паника в бързината. Трудно е да се повярва днес, че до началото на 1800 г. слънчев часовник са били човечеството основен начин да запазят времето от хиляди години!
Все пак тези неща са подготвителни за истинския въпрос: Ами ако не можеш да кажеш време? Изобщо? Както в, какво ще стане, ако в живота липсва някакво убеждение за фиксиране на цялото понятие „когато“ във всичко, наподобяващо непосредствения смисъл? (Съвременният Earthling е зле оборудван, за да се сблъска дори с този въпрос; вероятно не е възможно да прочистите ума си за цялата концепция за секунди, минути и часове и за предсказуемостта, която предлага цялата схема на структурирано време.)
В някакъв момент от когнитивната еволюция на хората, вашите предци са развили способността да свързват рутинни или поне редовни астрономически явления с преминаването на фиксирани количества от „времето“, каквото и каквото и да са били замислени от това количество (което дори и днес избягва правилното описание дори ако има начин да се отчете това по математика и физика).
Примери са изгряването и залязването на слънцето, звездите и луната всеки ден, фазите на Луната и начина, по който небето преминава през прецизна и предвидима трансформация всеки път, когато Земята завърши още едно завъртане около оста си на въртене („ден“ ) или пътуване около слънцето ("година").
Въведете слънчевия часовник: Основите
На даден етап от човешката или преди човешката еволюция създаването на сложни инструменти позволи на вашите предци да ускорят тяхното ефективно отделяне от други маймуни. Мозъците на хоминид станаха достатъчно сложни, за да оценят временната връзка между физическите неизбежности в средата им и биологичните реалности, от които трябва да знаят, като например факта, че е по-лесно да се спи „през нощта“ (тоест в тъмнината), но и Фактът, че определени опасни хищници отиват на вика, когато е тъмно.
Какво е слънчев часовник? Формално е така хронометър (т.е. часовник), който използва сянката, получена от слънчева светлина, падаща върху вертикален прът, за да покаже местно време. По причини ще видите скоро, пръчката, наречена a гномон, трябва да са разположени успоредно на оста на въртене на Земята и да сочат към положение в небето, което съответства на право на север или небесен северен полюс (CNP).
Следователно, на която и да е географска ширина, прътът трябва да бъде наклонен под ъгъл спрямо хоризонта (тоест хоризонтала), който е идентичен с величината на тази географска ширина.
Например, някой, който изгражда слънчев часовник на ширина 40 ° в Боулдър, Колорадо, Съединените щати, ще насочи гномона на 40 градуса над средата на северния хоризонт, точно под половината път до точката, директно над главата ( зенит). Както може би знаете, тъй като има 360 градуса в кръг, полукръг като небето покрива 180 градуса; това означава, че ъгловото разстояние от всеки хоризонт до зенита е половината от това, или 90 градуса.
Обучение за слънчеви часове
Наличието на правилна обработка на основни слънчеви факти изисква запаметяване на имената на няколко движещи се части, но се надяваме, че ще подходите към това мислене като астроном и ще спечелите не само висококачествените слънчеви часовници, невероятната изработка, но и науката, която е позволила на този клас устройства да изпълняват своята единствена, безкрайна работа в продължение на хиляди години човешка история.
Когато прочетете тази статия, ще бъдете изложени на всякакви интересни нови термини и дори ще бъдете готови да изградите свой слънчев часовник - било то скромен или усъвършенстван - до момента, в който сте преживели. Но най-важното за вас да се опитате да съсредоточите мислите си тук са отношенията между еклиптика, the небесен екватор, и на небесни полюси.
Виждате ли, че когато научавате за слънчеви часове, всъщност не се научите как да направите причудлив, ако завладяващ, инструмент, който вече не е необходим благодарение на колосални и непрекъснати скокове в човешката технология. Вие се опирате много за самата рамка на астрономията - как обектите са разположени и етикетирани и как небесните цикли, които виждате и приемате за даденост, бяха интегрирани в дори най-ранните слънчеви часовници от 1500 г. пр.н.е.
Небесният екватор
Оригинални създатели на слънчевия часовник разпознаха връзката между простата геометрия и поведението, или по-специално на очевиден поведение, на обекти в небето. Разграничаването е важно, тъй като за целите на слънчев часовник Земята се третира като неподвижна, с други неща "издигане" и "настройка" и "пресичане на небето" - описания, които имат смисъл само от референтната точка на наблюдател на Земята, т.е. и които обясняват защо древните Направих разбираемо си мислете, че всичко в Космоса буквално се върти около Земята.
Най-лесният начин да си представите системата, използвана за картографиране на обекти в небето, е да вземете тази, използвана тук на Земята (географска ширина и дължина) и да изобразите въображаемите линии, проектирани върху въображаема сфера (всъщност полукълбо, тъй като можете да видите само половината от него) в небето. Самолет, изтеглена през средата на Земята през нейния екватор, се пресича с това небесна сфера в кръг, който се представя като линия, наречена небесен екватор.
Еклиптиката
Междувременно друга кръгова линия в небето се образува от удължаването на равнината на революцията на Земята около Слънцето. Тази въображаема линия се нарича the еклиптикаи представлява видимия 360-градусов път на Слънцето през всяка година по отношение на далечните звездни фонове. Тези звезди се появи неподвижно в сравнение със слънцето и планетите, защото един от начините за измерване на движението на последната е третирането на първия като "фиксирана" референтна рамка.
Тъй като оста на въртене на Земята е наклонена на 23,4 ° от нейната равнина на въртене около слънцето, еклиптиката и небесният екватор се изместват (наклоняват) от това количество. Но те се срещат в две точки, като пресичащи се обръчи на хула със същия размер. Слънцето следва небесния екватор на тези два дни навсякъде по Земята, на пролетно равноденствие (преход от зима към пролет в Северното полукълбо) и преход от лято към есен (есенно равноденствие).
Други стандартни астрономически условия
На Земята линиите на ширина са успоредни една на друга по целия път от екватора до двата полюса. Линиите в небето, съответстващи на линиите на ширина, се наричат линии на деклинацияи установете местоположението на измерението север-юг.
Линиите на дължина, от друга страна, също се наричат меридиани на Земята. Те могат да се представят като излъчващи се навън от двете точки, образувани от небесните полюси, и отново да се срещат на противоположния полюс, въпреки че никой зрител на Земята не може да види и двата полюса наведнъж. Линията, минаваща директно на север на хоризонта през зенита и към права юг на противоположния хоризонт, е известна като "меридиана в небесния лингго".
При идентифициране на положението изток-запад в небето на небесен обект тази част от координатата е известна като правилно изкачване.
История на слънчев часовник
Със сигурност сте забелязали, че когато слънцето е близо до хоризонта (рано сутрин или късен следобед), сенките са по-дълги, отколкото са, когато слънцето е по-директно над вас. И все пак слънцето пресича небето със същата скорост през цялото време, дори сенките да променят размера и формата си с различна скорост.
Тази прищявка на геометрията вдъхнови първите слънчеви часовници, тъй като техните изобретатели разбраха, че „времето“ може да бъде разделено надеждно не само на дни, но и части от ден. Подобрената лекота на планиране на жизнените дейности в такава система е очевидна.
Смята се, че най-ранните слънчеви часовници датират от Египет, около 1500 г. пр.н.е. Някои от тях всъщност бяха с джобни размери и можеха да се носят наоколо, защото Gnomon (На гръцки за "полюс") всъщност може да бъде пинчо, вместо прът. Те бяха станали полезни за отчитане на времето дори до минутата от времето, когато механичните часовници станаха обичайни и надеждни и бяха използвани добре през 1800 г. за проверка на точността на „истинските“ часовници.
Части и експлоатация на слънчев часовник
Най- Gnomon вече беше споменато. Той трябва да има две характеристики: Той трябва да сочи към небесния полюс и трябва да е наклонен под ъгъл към хоризонта, точно равен на широчината на наблюдателите. Често се прави под формата на перка.
Най- табела за набиране е повърхността, върху която се проектира слънчевата сянка. Той може да бъде цилиндричен или плосък и маркиран на всякакви раздели, които производителят му избере, стига те да се подравняват с точното време.
Часови линии се намират по очевидни причини на почти всички слънчеви часове и маркират точни (макар и произволно избрани, в известен смисъл) точки във времето.
Най- завръзка е прорез в гномона, който позволява да се определи точно, остро положение по линията на сянката, което в противен случай може да е размито.
Видове слънчеви часовници
Слънчевите часовници могат да бъдат разделени на два основни типа, циферблати за височина и насочващи циферблати.
Една набиране на височина позволява определяне на времето, като се използва разстоянието на слънцето над хоризонта. Във всички случаи те трябва да са ориентирани към посока на компаса, докато в други слънцето само по себе си е ориентир. Избраните видове включват плоски циферблати, цилиндрични циферблати, scaphe циферблати и позвънявания.
А насочен циферблат разчита на азимут (посока на компаса) и на ъгъла на слънцето, тъй като приближава меридиана по обяд. Подтиповете включват хоризонтални, полярни вертикални, азимутални и еквиноктални циферблати.
Във всички случаи можете да си представите как слънцето изгрява и хвърля широка сянка от едната страна, която постепенно се стеснява до линия с приближаването на обяд и след това повтаря "филма" на обратната страна от другата страна на табелата за набиране, докато не настъпи залез.
Направи си сам слънчев часовник
Предложенията за създаване на собствен слънчев часовник са лесни за намиране, а едно, за да започнете, е включено в ресурсите. Не забравяйте, че не най-важните материали или това, как изглежда богато творението, са най-важни; Това е, че разбираш физиката и можеш да ги обясниш на всеки с добрия разум да те попита за твоята упорита работа.
О, и един последен съвет: Не избирайте дъждовен ден за демонстрацията си - това ще направи упражнението много по-„озаряващо“ за всички присъстващи!