Sundial ina sehemu tatu: mbilikimo, yaani, kitu ambacho hutoa kivuli, piga ambayo kivuli hiki kinaanguka, na jua yenyewe. Mistari kwenye piga, umbo na saizi ya mbilikimo huhesabiwa kila mmoja kwa kila saa, kulingana na kuratibu za kijiografia maeneo ya ufungaji wao.
Sundial ni chombo cha astronomia kilichoundwa kupima urefu, azimuth na kupungua kwa jua. Kipimo cha kiasi hiki ni digrii za arc. Kwa hiari yetu, tunaweza kuwapa tofauti maana ya kimwili. Kwa hiyo, kwa azimuth na urefu wa jua juu ya upeo wa macho, tunaweza kupima wakati. Na kwa thamani ya kupungua - kusajili tarehe za mpito wa jua kutoka kwa nyota moja ya zodiacal hadi nyingine, kuamua mwanzo wa equinox, solstice au tarehe nyingine yoyote, kwa mfano, siku ya kuzaliwa.

Eneo la mistari kwenye piga ya sundial inategemea mwelekeo wa piga jamaa na pole ya mbinguni, upeo wa hisabati na ikweta ya mbinguni. Piga inaweza kuteka popote, kwa mfano, juu ya uso wa spherical.
Ingawa miundo ya jua ni tofauti sana, watu wengi wanaamini kwamba sundial ni diski yenye pembetatu iliyounganishwa nayo. Kwa sehemu, hii ni kweli. Hivi ndivyo zile za kawaida za jua za usawa zinavyoonekana.

Hebu tuangalie jinsi jua ya kawaida ya usawa inavyofanya kazi.

Mizani.

Kipengele kikuu cha piga ni kiwango cha wakati wa kurekodi. Usahihi wa kiwango hutegemea usahihi wa utengenezaji wa sundial na mkusanyiko wa makini wa sehemu zake. Kwa kuongeza, usahihi wa kiwango ni kuamua na ukubwa wa sundial (kubwa ukubwa wake, kiwango sahihi zaidi kinaweza kufanywa). Mgawanyiko wa kiwango ni sehemu za kinachojulikana mistari ya saa. Hiyo ni, mistari inayoundwa na kivuli cha gnomon kwenye piga ya sundial. Katika picha hapa chini, mistari ya saa imeonyeshwa kwa rangi.

Hapo awali, kabla ya kuanzishwa kwa muda wa kawaida, kiwango kimoja kilitosha kurekodi wakati wa ndani - yaani, wakati wa meridian kupita mahali ambapo sundial imewekwa. Sasa unaweza kuona mizani miwili au hata mitatu kwenye piga. Moja ni kwa ajili ya kusajili wakati wa ndani, pili ni kwa ajili ya kusajili majira ya kawaida ya majira ya joto, na ya tatu ni kwa ajili ya kusajili wakati wa kawaida wa majira ya baridi. Hii imefanywa ili sio magumu ya mtumiaji na mahesabu. Inapaswa kukumbushwa katika akili kwamba hii sivyo aina tofauti wakati, lakini tu njia tofauti vipimo vya kitu kimoja.

Kuna kesi maalum, wakati mizani ya ziada imewekwa kwenye piga. Haja ya hii hutokea wakati sundial imewekwa katika eneo la wakati mmoja, lakini inalenga kurekodi wakati katika eneo lingine la wakati, maelfu ya kilomita mbali na tovuti ya ufungaji. Kwa mfano, kama hii sundial, ambayo imewekwa katika Umea (Sweden), lakini kumbukumbu wakati katika Moscow.

Sundial kwa saa za GMT+3 na GMT+1

Wakati mwingine, pamoja na mizani iliyokusudiwa kurekodi wakati, miale ya jua huwa na mizani ya kupima azimuth ya jua na urefu wa jua juu ya upeo wa macho, na pia mizani. longitudo ya kijiografia.

Kiwango cha azimuth ya jua na mizani ya mwinuko wa jua juu ya upeo wa macho, digrii za arc.

Azimuth ni pembe kati ya mwelekeo wa nguzo na mwelekeo wa kitu fulani cha mbali. Katika gnomonics, tofauti na geodesy, azimuth inapimwa jadi kutoka mwelekeo hadi kusini nguzo ya kijiografia. Hii inamaanisha kuwa saa sita mchana, azimuth ya jua ni kwa ufafanuzi 180º, na wakati ambapo jua liko magharibi au mashariki haswa, azimuth yake ni 90º na -90º, mtawaliwa. Watu wengi wanaamini kwamba jua daima huchomoza mashariki na kutua magharibi. Kutumia kiwango cha azimuth ni rahisi kuthibitisha kuwa hii sivyo. Mara mbili tu kwa mwaka, kwenye equinoxes, jua huchomoza mashariki na kutua magharibi.

Mizani inayopima urefu wa jua juu ya upeo wa macho kwa kawaida huwekwa kwenye simu ya miale inayokusudiwa kutumika. msaada wa kufundishia katika jiografia na astronomia. KATIKA maisha ya kawaida, katika maisha ya kila siku, hakuna haja ya kujua nini wakati huu urefu wa jua juu ya upeo wa macho. Lakini kwenye sundial iliyowekwa kwenye tovuti ya unajimu wa shule, kiwango kama hicho kinafaa.

Mizani ya longitudo iliyoongezwa na majina ya miji

Mizani ya longitudo ya kijiografia hukuruhusu kutazama harakati za jua kwenye sayari. Jua linapovuka meridiani yoyote ya ndani, mchana halisi wa jua hutokea kwenye meridiani hiyo, jua huchukua sehemu ya juu zaidi ya njia yake ya kila siku na azimuth yake ni 180º haswa. Hiyo ni, kwa wakati huu jua liko kusini kabisa. Ikiwa ukubwa wa longitudo ya kijiografia huongezewa na orodha ya miji ili jina la jiji liko kinyume na longitudo inayolingana, basi kutoka kwa kivuli cha gnomon unaweza, bila kuamua mahesabu, kujua ni mji gani sasa. mchana kweli.

Equation ya muda na analemma.

Jedwali la equation ya muda (au grafu yake) na analemma mara nyingi huwekwa kwenye piga ya sundial au karibu na sundial. Ili kuelewa hii ni nini, ni muhimu kutoa maelezo fulani. Ukweli ni kwamba usomaji wa sundial unaambatana na usomaji wa saa ya mkono mara nne tu kwa mwaka - Aprili 15, Juni 12, Septemba 1 na Desemba 24. Katika siku zilizobaki za mwaka, sundial ni ya haraka au nyuma (+ 14) - (-16) dakika. Sababu ni kwamba sundials kupima kweli, lengo wakati uliopo, kumbe saa ya Mkono pima muda unaoitwa wastani, uliovumbuliwa haswa na watu ili kurahisisha mchakato wa kuupima. Ili kujua muda wa wastani kutoka wakati wa kweli uliopimwa na sundial, marekebisho maalum inayoitwa equation ya muda inapaswa kuongezwa kwa usomaji wake. Mlinganyo wa wakati ni tofauti kati ya usomaji wa saa ya mkono na sundial. Katika fasihi maalumu kwa kawaida hurejelewa kama µ au EoT. KATIKA siku tofauti thamani ya mwaka µ Ina maana tofauti. Utegemezi ulioonyeshwa kwa picha µ kutoka tarehe ya kalenda inaitwa grafu, nomogram au jedwali la mlinganyo wa wakati.

Grafu ya duara ya mlingano wa wakati na analema ya kukokotoa wastani wa muda kutoka kwa usomaji wa kiangazi.

Dunia inazunguka jua katika ndege inayoitwa ecliptic. Mhimili wa mzunguko wa dunia unaelekezwa kaskazini na kutega kwa ndege hii kwa pembe ya takriban digrii 23. Hii ina maana kwamba kwa nusu mwaka tunaona jua chini ya ecliptic. Kwa wakati huu ni majira ya baridi katika ulimwengu wa kaskazini. Katika nusu nyingine ya mwaka tunaona jua juu ya ecliptic. Ni majira ya joto katika ulimwengu wa kaskazini kwa wakati huu. Urefu wa jua juu ya ecliptic, iliyoonyeshwa kwa digrii za arc, inaitwa kupungua. ρ . Kielelezo utegemezi uliotamkwa milinganyo ya wakati µ kutoka kwa kupungua kwa jua ρ inayoitwa analemma. Katika kuratibu ρ, µ Analema ni curve nzuri ya umbo la nane.

Sundial ya mlalo yenye jedwali la mlinganyo wa muda na analema iliyoko kando ya mstari wa saa. Kwenye sundial hii, analemma hutumiwa kama zana ya kukagua saa ya mitambo, elektroniki au nyingine yoyote.

Kuhusiana na sundials, analemma inaweza kutumika kwa njia mbili. Njia ya kwanza ni kuweka alama alama zinazolingana na tarehe za kalenda kwenye analema. Kisha, ikiwa tunajua ni tarehe gani leo, tunaweza kutumia kuratibu µ amua ni dakika ngapi kwa siku hiyo lazima ziongezwe kwenye usomaji wa jua ili kujua ni saa ngapi kulingana na wakati wa wastani unaokubaliwa kwa ujumla. Wakati huo huo, kulingana na kuratibu ρ , tunaweza kujua ukubwa wa kupungua kwa jua.

Mlinganyo wa grafu ya wakati unaweza kuchongwa kwenye jiwe na kuwekwa kando ya miale ya jua kama kipande tofauti cha sanaa.

Njia ya pili haihitaji ujuzi wa tarehe ya sasa ya kalenda. Katika kesi hii, analemma iliyohesabiwa maalum, iliyogawanywa katika sehemu zinazofanana na tarehe za kalenda, imewekwa pamoja na moja ya mistari ya saa. Wakati ambapo kivuli cha nodus (zaidi juu yake hapa chini) kinavuka analemma (sio mstari wa saa, sic!), usomaji wa sundial unalingana na wakati wa wastani, na hatua ya analemma ambayo kivuli cha nodus huvuka inalingana na tarehe ya kalenda. Analemma iliyoko kwa njia hii ni rahisi sana kutumia kwa kuangalia saa za mitambo na kuamua tarehe ya sasa ya kalenda. Ikiwa ukubwa wa sundial ni kubwa ya kutosha, na kuunganisha kwa sehemu zake kunafanywa kwa usahihi, tunaweza kugawanya analemma katika sehemu 365 na hivyo kutoa sundial kazi nyingine - kutumika kama kalenda ya milele.

Kivuli cha nodus huvuka takwimu ya nane ya analemma mara mbili. Kwa hivyo, utumiaji wa analemma kama zana ya kukagua saa za mikono na kuamua tarehe huchukulia kuwa mtumiaji anajua kuwa analemma ina sehemu mbili - msimu wa baridi na kiangazi - na kwamba hazifanani. Kitaswira, zinafanana na mikunjo yenye umbo la S inayoakisiwa ikilinganishwa. Sehemu ya majira ya baridi hutumiwa katika kipindi kati ya vuli na spring equinox, sehemu ya majira ya joto - katika kipindi cha kati ya spring na vuli equinox.

Kwa utangulizi wa kina zaidi wa dhana ya analemma, unaweza kurejelea nyenzo za video za elimu na Ivan Korolev.

Kuna kadhaa ya njia picha ya mchoro tegemezi hizi na anuwai kubwa ya mbinu za kuzitekeleza kwenye nyenzo. Hapa kuna baadhi yao.

Grafu na jedwali la equation ya wakati zinaweza kufanywa kwa jiwe na dhahabu-iliyopambwa, iliyotiwa patiti au ya zamani ya chuma isiyo na feri.

Gnomoni.

Gnomoni ni kitu ambacho huweka kivuli kwenye piga na hutumikia kurekodi wakati. Kwenye jua la usawa kawaida huwa na sura ya pembetatu, na pembe yake ya mwelekeo inalingana na latitudo ya kijiografia. Ndege ya pembetatu ni sawa na meridian ya ndani, na upande wake wa juu ni sawa mhimili wa dunia na daima huelekezwa kwenye nguzo ya mbinguni ya kaskazini. (Bila shaka, tu katika ulimwengu wa kaskazini).

Hii ni Gnomon kitu cha nyenzo, na ina unene. Inapaswa kuzingatiwa wakati wa kuhesabu piga. Kuna mapumziko katika mizani, ambayo upana wake ni sawa na unene wa gnomon. Kwa kusema kweli, jua sahihi lina gnomons mbili - mashariki na magharibi. Magharibi ni ubavu unaoundwa na magharibi na kingo za juu. Kivuli chake kinarekodi wakati kutoka jua hadi mchana. Ya mashariki ni makali yaliyoundwa na nyuso za mashariki na za juu za pembetatu. Kivuli chake hurekodi wakati kutoka mchana hadi machweo ya jua.

Gnomon iliyotengenezwa na kutupwa kwa plastiki. Bronze, patination.

Gnomoni yenye uso wa patinated textured. Shaba.

Gnomon yenye nodus. Kwenye ukingo wa mashariki wa mbilikimo kumechorwa kifungu kutoka kwa kitabu cha Harry Harrison "Panya wa Chuma Anajiunga na Jeshi." Shaba, dhahabu 999.

Moja ya nyuso za gnomon ni curvilinear. Hii inafanywa, inaonekana, si tu kwa sababu za uzuri, lakini pia ili sio kuchanganya ni sehemu gani inapaswa kutumika kurekodi wakati. Ndege ya gnomon sio lazima iwe thabiti. Inaweza kufanywa kwa kutupwa kwa plastiki, kwa kutumia kukata maji ya maji, au njia nyingine yoyote, kulingana na upendeleo. Ni muhimu tu kwamba makali yaliyokusudiwa kwa muda wa kurekodi ni sawa kabisa na iko kwenye pointi zilizohesabiwa za piga.

Nodi ya Gnomon. Kwenye ukingo wa magharibi wa mbilikimo kumechongwa kifungu kutoka kwa maandishi ya nakala ya M.V. Lomonosov "Juu ya uboreshaji wa darubini" 1762.

Kawaida kuna mbilikimo mmoja tu kwenye jua. Isipokuwa ni ile inayoitwa sundial ya Ottoman. Gnomoni mbili zimewekwa juu yao. Moja ni ya muda wa kurekodi, nyingine, ndogo zaidi, ni kwa ajili ya kuamua muda wa sala za Kiislamu. Lakini kuna tofauti. Kwa mfano, kwenye sundial hii, gnomon kubwa inalenga kurekodi wakati, wakati ndogo ya conical inalenga kuhakikisha kwamba mara moja kwa mwaka, siku ya kuzaliwa ya mmiliki, kivuli kutoka juu ya koni kinafuata mstari wa kumbukumbu ya mahesabu maalum.

Sundial ya mlalo yenye gnomoni mbili. Siku ya kuzaliwa ya mmiliki wa sundial hii, kivuli kutoka juu ya gnomon conical ifuatavyo pamoja na mstari maalum mahesabu.

Katika matukio machache sana, zaidi ya gnomons mbili zimewekwa kwenye sundial. Kwa hivyo, sundial hii ina piga tatu, ambayo kila moja ina vifaa vyake vya gnomon. Mojawapo imeundwa kupima muda wa kweli wa eneo kwenye meridian ya eneo la usakinishaji, nyingine imeundwa kupima muda halisi wa kawaida, na ya tatu ni kupima azimuth ya jua.

Sundial na gnomons tatu.

Nodus, mistari ya kukataa, mstari wa kumbukumbu.

Nodus (iliyotafsiriwa kutoka kwa Kigiriki kama nodi) ni nukta kwenye gnomon ambayo kivuli chake kinalingana na kupungua kwa jua. Kupungua ni urefu wa jua juu ya ecliptic. Ecliptic ni ndege ambayo Dunia inazunguka jua.

Nodus kawaida hufanywa kwa namna ya alama kwenye uso wa polar wa gnomon.

Kila siku ya mwaka inalingana na kiasi fulani cha kupungua kwa jua. Jua linaposonga kutoka mashariki hadi magharibi katika safari yake ya kila siku, kivuli cha nodus husogea kwenye piga kutoka magharibi hadi mashariki. Njia ya kivuli cha nodus ni ya kipekee kwa kila siku ya mwaka na haibadilika kwa kiasi kikubwa katika kipindi cha karne nyingi. Njia hii inaitwa mstari wa kupungua.

Mistari ya kukataa. Simu hiyo imechorwa kwa mistari ya kushuka inayolingana na tarehe za mpito wa jua kutoka kundinyota moja la zodiac hadi lingine.

Katika Siku ya Kimataifa ya Makumbusho, kivuli cha nodus kinafuata mstari maalum wa kupungua kwa kumbukumbu ya kumbukumbu.

Mistari ya kukataliwa kwenye piga inaweza kuhesabiwa kwa tarehe yoyote. Lakini kwa kawaida huhesabiwa kwa tarehe ambazo zina maana ya astronomia. Kwa mfano, kwa siku za equinox na solstice. Kama Dunia inavyofanya mauzo ya kila mwaka kuzunguka jua, mandharinyuma ya nyota ya mabadiliko yetu ya mwanga. Tangu nyakati za zamani, imegawanywa katika sekta 12 zinazoitwa nyota za zodiacal, na watu wengi bado wana mwelekeo wa kuzingatia mpito wa jua kutoka kwa nyota moja ya zodiacal hadi nyingine kama tukio muhimu la unajimu. Ikiwa mistari ya kupungua kwenye sundial imehesabiwa kwa kila moja ya sekta hizi kumi na mbili, basi sundial ina kazi nyingine. Mbali na wakati huo, watarekodi tarehe ya mabadiliko ya nyota za zodiac.

Katika mwaka, matukio mengi hutokea katika maisha ya kila mtu. Baadhi yao ni muhimu zaidi kuliko mabadiliko ya miezi ya zodiac. Mstari wa kupungua kwa jua uliohesabiwa kwa siku ambayo ina maana maalum V maisha binafsi mtu anaitwa mstari wa kumbukumbu.

Mistari kadhaa ya kukataa kumbukumbu inaweza kuwekwa kwenye piga moja. Moja kwa kila mwanafamilia.

Kawaida mstari wa kumbukumbu huhesabiwa kwa siku ya harusi au siku ya kuzaliwa. Lakini kuna matukio mengine mengi yanayostahili kulinganishwa na nafasi ya Dunia katika mzunguko wake. Kwa mfano, siku ya kumaliza ujenzi wa nyumba, siku ya kutetea tasnifu, siku ya kuchapishwa kwa shairi la kwanza - haya yote ni hafla zinazostahili kusherehekea kila mwaka kwa msaada wa sundial. Kwa piga moja unaweza kuweka mistari kadhaa ya kumbukumbu kwa kila mwanachama wa familia. Au unaweza kufanya piga kadhaa kwa kila mmoja wao kwenye sundial moja.

Kila mwaka kwa siku hiyo hiyo, kivuli cha jua kinafuata mstari wa kumbukumbu maalum. Hii itaendelea maadamu ipo mfumo wa jua. Hiyo ni, katika miaka bilioni nne na nusu ijayo.

Je, miale ya jua inatofautianaje na ile ya kawaida, kama vile saa za mitambo?.

Sundial inaonyesha wakati halisi wa jua.
Saa ya mkono inaonyesha maana ya muda wa jua.
Wakati jua linafika hatua ya juu njia yake ya kila siku na huvuka meridian ya ndani, inaitwa mchana wa kweli wa jua. Kipindi cha muda kati ya adhuhuri mbili mfululizo huitwa siku ya jua ya kweli.

Siku ya jua ya kweli sio thamani ya mara kwa mara. Wakati mwingine wao ni mrefu, wakati mwingine mfupi. Kwa hiyo, sehemu zao, yaani, saa, dakika na sekunde, si mara zote sawa na kila mmoja.
Ni ngumu kuunda utaratibu wa saa ili iweze kusonga sawasawa na jua, ambayo ni, haraka kwa siku moja na polepole kwa nyingine. Kwa hivyo, saa za mikono hazionyeshi saa za jua au wakati mwingine unaoitwa wakati wa wastani. Urefu wa siku ya wastani, pia huitwa siku ya kiraia, hupatikana kwa hesabu. Ongeza muda wa yote siku za jua mwaka na kugawanya kiasi kinachopatikana kwa idadi ya siku katika mwaka. Siku ya kiraia, na kwa hiyo masaa ya kiraia, dakika na sekunde, ni thamani ya mara kwa mara kwa ufafanuzi.

Kabla ya uvumbuzi saa ya atomiki, kitengo cha wakati kilicho thabiti zaidi kilizingatiwa siku ya kando, iliyoamuliwa na muda wa muda kati ya kuinuka mara mbili mfululizo kwa nyota ya mbali. Kupima urefu wa siku ya jua, na kisha, kupitia mahesabu, tambua urefu wa siku ya wastani, kulingana na mila, wakati wa upande hutumiwa - masaa ya upande, dakika na sekunde.

Urefu wa kulinganisha wa siku, unaoonyeshwa kwa wastani wa wakati, ni kama ifuatavyo.

Wastani wa siku za jua (za kiraia).
24 h 00 m 00 s

Siku za jua za kweli
24 h 00 m 00 s ± 17 m

Siku ya Sidereal
23 h 56 m 4.09 s

Mhimili wa sayari yetu umeelekezwa kwa ndege ya mapinduzi yake kuzunguka jua kwa 23 °. Kwa kuongeza, obiti ya sayari yetu ina usawa, ambayo ina maana kwamba kasi ya mapinduzi yake kuzunguka jua sio mara kwa mara. Kwa sababu hizi mbili, wakati kwa wakati ambao huanguka katikati ya siku ya kiraia na huitwa mchana wa jua wa maana hupatana na mchana wa kweli wa jua mara nne tu kwa mwaka. Siku nyingine, saa sita mchana ni aidha kabla ya mchana wa kweli wa jua au kuchelewa kuhusiana nayo. Vile vile hutumika kwa wakati wowote kwa wakati, sio tu mchana.

Tofauti kati ya kweli na wastani muda wa jua inayoitwa equation ya wakati. Ili kupata usomaji wa saa ya mkono kutoka kwa jua, lazima tuzingatie mlinganyo wa wakati. Kwa kuongeza, marekebisho yanahitajika kwa muda wa kawaida, wakati wa kuokoa mchana, na, ikiwa mwisho ni pamoja, marekebisho ya muda wa kuokoa mchana.

Saa ya kawaida hukusaidia kuamua maswali ya vitendo- Usichelewe kazini, amka kwa wakati. Hii ni sana jambo la manufaa- saa ya kawaida. Katika ulimwengu ambapo ratiba za treni na bei za petroli ni halisi kuliko sheria za Kepler zenyewe, huwezi kuishi siku bila saa ya kawaida. Walakini, matokeo ya mageuzi hayawezi kufutwa na miili yetu inaendelea kuishi kulingana na wakati wa kweli wa jua na kuendelea kukumbuka jinsi mababu zetu wa mbali walihisi, ambao bado hawakutenganisha wakati na nafasi, au wao wenyewe kutoka kwa maumbile, na walikuwa na furaha kwa sababu hii. peke yake.

Sundials hutusaidia kutathmini kwa unyenyekevu zaidi jukumu letu katika ulimwengu huu. Zinatusaidia kukumbuka kwamba Dunia ni sayari ndogo sana yenye rasilimali chache, kwamba inazunguka nyota ya manjano ya ukubwa wa wastani, na kwamba nyota hii yenyewe ni mojawapo tu ya sehemu nyingi zinazofanana za sayari yetu. nchi ndogo- Galaxy ya Milky Way.

Katika makala hii tutaangalia historia ya sundial, ya kwanza kuwahi kuumbwa na mwanadamu. Haja ya kupima wakati iliamuliwa na hitaji mtu wa kale kufuata misimu inayobadilika. Wakati wa kupanda, kuvuna, na msimu wa harakati za ndege wanaohama zilikuwa muhimu kwa wanadamu.

Historia ya miale ya jua ilianza wakati uhusiano kati ya eneo na urefu wa kivuli cha jua kutoka kwa vitu na nafasi ya Jua angani ikawa dhahiri kwa mwanadamu. Kadhaa za kale zimesalia hadi leo. majengo makubwa, kukuwezesha kufuatilia kwa usahihi wa kushangaza nafasi ya Jua, nyota na Mwezi angani, kupanda na kushuka kwa vitu vya mbinguni kila siku ya mwaka.

Historia ya sundial

Moja ya majengo haya huko Uropa ni Stonehenge, ambayo ilitumika kama kalenda sahihi sana ya kutabiri mabadiliko ya misimu, muhimu kwa utunzaji. Kilimo, na uchunguzi wa kutabiri jua na kupatwa kwa mwezi, inavyoonekana ni muhimu kwa utekelezaji wa taratibu za kidini.

Wakati wa ujenzi wake, kulingana na utafiti wa kisayansi, ulianza 1850 BC.

Majengo makubwa ya mawe kwa uchunguzi wa astronomia hupatikana katika sehemu mbalimbali za dunia: katika maeneo Babeli ya Kale, Misri, nchini China.

Maarufu zaidi kati yao ni Sindano ya Cleopatra, sasa iko London, na obelisk kubwa karibu na Cairo, iliyojengwa 3000 BC.

Historia ya nyota za jua inaanzia Ashuru na Babeli. Wababiloni walipata mafanikio makubwa katika elimu ya nyota na hisabati.

Mojawapo ya zana zinazohitajika kwa uchunguzi wa angani ilikuwa jua ya hemispherical, ambayo pia waliibadilisha ili kuamua wakati wa usiku. Nyota kumi na mbili zinazojulikana kwa wanaastronomia wa kale, ambazo sasa tunazijua kuwa “ishara za zodiac,” zilionekana angani ndani ya saa moja baada ya nyingine.

Mpira wa waya uliteleza kwenye piga kwa umbo la bakuli. Kuzunguka mpira kulikuwa na duara inayowakilisha ecliptic.

Nyota kumi na mbili zilionyeshwa juu yake, ili umbali wa angular ulingane na ukweli.

Kutumia chombo kama hicho, iliwezekana kuamua mahali pa Jua kwenye nyanja ya waya, ikiwa mtu alikuwa na ufahamu wa nafasi hiyo. mchana katika ishara moja au nyingine ya zodiac.

Chombo hiki cha unajimu kilifanya iwezekane kugundua tofauti kati ya jua na wakati wa pembeni, linganisha muda wa kusafiri wa Jua na makundi ya nyota kwenye ecliptic. Ulinganisho ulifanywa kwa kutumia saa ya maji (clepsydra).

Kwa hivyo, sundial (gnomon) ya Babeli ya Kale iliweka msingi wa maendeleo ya tawi la kujitegemea la sayansi - gnomonics, inayohusiana kwa karibu na astronomy na hisabati.

Makavazi huko Cairo na Berlin yana vyombo kadhaa vya kale vya kutazama Jua na nyota, vilivyopatikana wakati wa uchimbaji huko Misri.

Kutajwa kwa mapema zaidi kwa maandishi ya jua katika maandishi ya Kimisri kulianza 1521 KK, ingawa hii haimaanishi kuwa hazikutumiwa hapo kabla ya wakati huo.

Waandishi wa jua wa Kimisri wa kipindi hicho waliamua wakati kwa urefu wa kivuli cha mbilikimo.

Tunajua kuhusu nyota za jua katika Yudea ya Kale kutoka kwa Kitabu cha Nabii Isaya. Mfalme Hezekia anapomwomba Mungu ishara, Mungu anamjibu hivi kupitia Nabii wake: “Tazama, nitairudisha hatua kumi nyuma.” kivuli cha jua, ambayo ilitembea kando ya ngazi za Akhazov. Na jua likarudi madaraja kumi sawasawa na madaraja ambayo yalikuwa yameshuka.” (Isaya 38:8)

Kwa hiyo, “Hatua za Ahazi” zilikuwa nini?

Watafiti Maandiko Matakatifu Wanaamini kwamba hii si kitu zaidi ya mwanga wa jua, muundo ambao Ahazi aliazima kutoka kwa Waashuri na Wababiloni.

Kulingana na watafiti hao hao, walikuwa na safu iliyosimama juu ya kilima, ambayo hatua zilishuka, ambazo zilikuwa mgawanyiko, na wakati huo uliamua na kuanguka kwa kivuli juu yao. Utawala wa Mfalme Ahazi ulikuwa 873-852 KK.

Huko Uchina, mbilikimo imekuwa ikitumiwa kuamua misimu tangu karne ya 8 KK.

Katika Kaunti ya Guizhou, wanaakiolojia wamepata miale ya jua ya jade iliyoanzia karne ya 3 KK. Kwa sababu ya upekee wa kuhesabu wakati, historia ya sundials nchini China ni ya asili kabisa.

Ilikuwa diski iliyotengenezwa kwa jiwe na gnomon iliyowekwa katikati.

Pande zote mbili za diski kulikuwa na kiwango, karibu na mgawanyiko ambao majina ya saa 12 za Kichina ziliandikwa.

Wakati kutoka kwa chemchemi hadi usawa wa vuli ulipimwa kando ya sehemu ya juu ya diski, na kutoka vuli hadi vuli equinox pamoja na sehemu ya chini. spring equinox.

Walakini, historia ya sundials huko Ugiriki sio wazi sana: kuna maoni ambayo tayari katika karne ya 10 KK. sundials kuletwa Ugiriki kutoka Ashuru au Ufalme wa Babeli. Bila shaka, tu kukopa kwa sundial kutoka kwa Wababeli, ambayo, iliyotolewa mahusiano ya kibiashara ya wakati huo, si ajabu.

Katika karne ya 3 KK. Huko Ugiriki, miale ya jua ya hemispherical ilitumiwa, ambayo mwelekeo wa hemisphere ulirudia mwelekeo wa ecliptic kwenye latitudo ya mahali ilipofanywa.

KATIKA Ugiriki ya kale alifanya maendeleo makubwa katika unajimu na hisabati. Sundial ya conical ilivumbuliwa kulingana na nadharia ya Apollonius ya sehemu za conic.

Kiini cha saa hii ni kwamba mhimili wa sehemu ya concave ya koni ni sambamba na mhimili wa Dunia.

Koni inaelekezwa kwa mwelekeo sawa na gnomon ya usawa.

Kwa upande mkuu, unaoelekea kusini wa sundial kulikuwa na piga iliyopo perpendicular kwa mhimili wa conical na sambamba na ikweta. Kupitia kugawanywa na 12 sehemu sawa arcs zilichorwa mistari ya saa.

Kivuli kilichoanguka kilivuka arcs hizi, na kwa pointi za makutano mtu angeweza kujua ni wakati gani. Saa kadhaa za sundi sasa zimehifadhiwa huko Louvre.

Miale ya jua ya gorofa ilionekana kama matokeo ya uboreshaji wa zile za conical. Saa kama hiyo iliyo na piga wima iliwekwa kwenye mnara ili iweze kuonekana kwa mbali ni saa ngapi. Hivi ndivyo zile za kwanza za jua zilionekana. Huko Athene, kwenye Mnara wa Upepo, labda kuna sundial ya zamani zaidi ya wima ambayo imesalia hadi leo. Kwa ujumla, mnara huu wenyewe ni wa kipekee kwa kuwa ni kituo cha kwanza cha hali ya hewa. Kulikuwa na hali ya hewa juu ya paa, kulikuwa na saa ya maji juu ya paa, na kwenye facade kulikuwa na saa ya kwanza ya mnara wa jua.

Huko Roma, jua la kwanza lilionekana mnamo 292 KK. Kama matokeo ya Kwanza Vita vya Punic na baada ya kukamilika kwake, Warumi waliviteka visiwa vya Ugiriki na saa zilichukuliwa kutoka huko kama nyara. Hata hivyo, kwa sababu ya hili, walionyesha wakati wa mahali ambapo walifanywa. Hivi karibuni, miale ya jua ikawa sehemu muhimu ya maisha ya Warumi. Waliwekwa katika viwanja, karibu na makanisa na maeneo mengine ya umma.

Huko Piazza Montecitorio huko Roma bado unaweza kuona mojawapo ya obelisks za kale zenye mwanga wa jua. Iliyowekwa wakati wa Mtawala Augustus kwenye Campus Martius, iliondolewa kwenye mraba wakati wa kupungua kwa ufalme, lakini ilipatikana mnamo 1463 na kuwekwa tena mnamo 1792.

Warumi walianza kufunga na kutumia sundials kwa mahitaji mbalimbali ya kaya. Kwa hivyo, zilitumiwa kudhibiti mlango wa bafu.

Saa zilionekana katika majengo ya kifahari ya kibinafsi na miale ya jua inayobebeka ambayo inaweza kuchukuliwa nawe barabarani. Walizingatia tofauti ya wakati miji mikubwa- Roma, Alexandria na wengine. Pia kulikuwa na miale ya jua kwa latitudo zote, ambazo nakala mbili zimesalia hadi leo.

Warumi walileta kidogo maendeleo ya gnomonics;

Mwanzoni mwa Zama za Kati huko Ulaya, saa za jua tu na saa za maji zilitumiwa.

Karibu karne ya 13. hapo kioo cha saa kinaanza kutumika,

ambayo, kuwa mbadala wa maji, yanaenea tayari mapema XIV karne.

Katika Byzantium, katika Zama za Kati, sundi za wima zilikuwa maarufu. Waliwekwa kwenye facades za monasteri, minara, majengo ya umma na mahekalu. Kwa mara ya kwanza, nambari zinaonyeshwa kwenye piga. Kwa sababu ya umaarufu wa saa za kambi, taaluma ya mtengenezaji wa saa inaonekana. Astrolabe ya Hipparchus inaboreshwa. Wakati huo huo, mafundi wa Kiarabu walijifunza kutoka kwa Byzantines jinsi ya kutengeneza sundials na waterdials. Maendeleo ya gnomonics nchini India na Mashariki ya Kati ya Waislamu katika Enzi za Kati yanazua utafiti wa trigonometry, jiometri na hisabati. Wahindu hutumia kikamilifu nadharia ya Pythagorean na ujuzi mwingine uliokopwa kutoka kwa Hellenes katika hesabu zao.

Ukuzaji wa trigonometry kati ya Waarabu uliongozwa na kuonekana kwa tafsiri za kazi za Ptolemy na "siddhantas" za Kihindi.

Baada ya kutekwa kwa Constantinople na Waturuki, misikiti yote, ambayo mara nyingi iligeuzwa kuwa Mahekalu ya Orthodox, imewekwa sundial. Waliamua muda wa maombi, na mstari ukachorwa kwenye piga kuonyesha mwelekeo wa kuelekea Makka.

Vyuo vya kutazama vilijengwa huko Baghdad na Damascus.

Baada ya kuchukua kutoka kwa Byzantines sanaa ya kuunda astrolabes na ala za goniometric, maji na sundial, wanasayansi wa Kiislamu walipata mafanikio makubwa katika kuziboresha.

Huko Ulaya, mmoja wa watu wa kwanza kupendezwa na gnomonics alikuwa Papa Silverst II. Baada ya kusoma vitabu vya Boethius juu ya jiometri na unajimu, ambapo aina kuu za saa za wakati huo zilielezewa, aliandika maandishi juu ya jiometri, ambapo alielezea sheria za msingi za ujenzi wa sundial. Shukrani kwake, Ulaya ilijifunza kuhusu muundo na matumizi ya astrolabe. Ilikuwa karne ya 10 BK.

Katika XII - Karne za XIII Majedwali ya astronomia ya Kiarabu na risala zilitafsiriwa Lugha ya Kilatini. Gnomonics iliendelea maendeleo yake huko Uropa.

Tafsiri ya maandishi ya Kigiriki katika karne ya 14 ilichangia shauku mpya katika sayansi na gnomonics, kama mwelekeo wake maalum. KATIKA mwisho wa karne ya 14 V. Ulaya ilibadilisha hadi mfumo mpya wa saa kulingana na saa sawa za mchana na usiku. Na ilikuwa sana hatua muhimu kwa historia nzima ya saa. Ilihitajika kusasisha sundial kwa hesabu hii ya wakati.

Katika karne ya 16, miale ya jua iliwekwa kwenye ukuta wa majengo ya umma na makanisa, minara na kuta. Tayari zimebadilishwa kupima saa sawa. Sundials portable, ikiwa ni pamoja na wale pamoja na dira, ni kupata umaarufu. Katika XVI - karne za XVIII Bado ni maarufu sana, lakini saa za mitambo zinapokuwa nafuu na kuboresha, matumizi yao huanza kupungua polepole. Kama tunavyoona, historia ya sundials inajumuisha vipindi tofauti vya wakati katika ukuzaji wa gnomonic: kutoka Ulimwengu wa kale, kupitia zamani na Zama za Kati hadi karne ya 14, wakati wa kupata umaarufu saa za mitambo ilianza kuchukua nafasi ya zile za jua polepole.

Hata hivyo, kwa wakati wetu imekuwa mtindo wa kupamba mbuga, boulevards na bustani za umma na sundials.

Sundial ya Sevastopol.

Kwa hivyo, kwa mfano, mnamo 2008, kwa kumbukumbu ya miaka 225 ya jiji, taa ya jua iliwekwa kwenye Primorsky Boulevard ya Sevastopol, karibu na Monument kwa Meli za Sunken, ambayo bila shaka ikawa mapambo ya jiji. Wanavutia umakini wa watalii wengi na wenyeji. Piga huwekwa na matofali ya rangi nyingi, na kivuli cha gnomon ndogo kinaonyesha wakati kwa usahihi kabisa.

Historia ya sundials inarudi nyuma zaidi ya milenia moja, lakini haswa wakati watu walianza kuzitumia haijulikani kwa hakika. Imeanzishwa kuwa katika Misri ya Kale, Babeli na Uchina walitumia vifaa hivyo mapema zaidi ya miaka elfu moja KK. Kutajwa kwa kwanza kwa kuamua wakati kwa mionzi ya jua kwa kutumia kifaa maalum ilianzia 1306-1290. BC.

Sundial yoyote ina piga na mizani na mwendo wa saa, inayoitwa gnomon. Aidha, kulingana na mwelekeo wao, sundials imegawanywa katika usawa, wima na ikweta. Kuna marekebisho mengi yao, kama vile kupitiwa, pete, sahani, kioo, bifilar na wengine.

Sundial sio lazima diski yenye gnomon perpendicular. Kwa hivyo, piga inaweza kuwa hemisphere au pete. Saa ya ikweta ya ulimwengu wote inaweza kutumika katika latitudo zote. Muundo wao unahusisha pete mbili za perpendicular kwa kila mmoja na gnomon. Kuamua wakati, unahitaji kuweka latitudo kwa kiwango kwenye moja ya pete na kuweka tarehe. Kisha saa inageuka mhimili wima, hadi nukta ionekane kwenye piga inayoonyesha saa. Kwa wakati huu, pete moja inaelekezwa kaskazini kando ya meridian, na ya pili ni sambamba na ndege ya ikweta.

Katika jua la usawa, ndege ya piga sio perpendicular kwa gnomon, ambayo lazima iwe sambamba na mhimili wa dunia na pia ielekeze kaskazini, yaani, angle kati yao ni sawa na latitudo ya eneo hilo. Saa za mlalo ni rahisi na rahisi kufunga. Ili kuzitumia kwa latitudo tofauti, inatosha kubadilisha pembe na kuelekeza gnomon kaskazini.

Katika Misri ya Kale, mifano mbalimbali ya sundials iliundwa, kwa mfano, na kiwango cha usawa ambacho kilifanya angle ya digrii 90 na ndege ya meridian ya ndani, na gnomons zao zilikuwa obelisks, urefu ambao kawaida ulifikia mita kadhaa. Ili kujua wakati kutoka kwao, mwelekeo ulioonyeshwa na kivuli cha gnomon ulitumiwa. Sundial nyingine, inayoitwa "hatua" ya jua, ilikuwa na nyuso mbili zilizoelekezwa mashariki na magharibi na kugawanywa katika viwango. Jua liliposonga, kivuli kilisogea kutoka hatua moja hadi nyingine, na wakati uliamuliwa na urefu wake.

KATIKA Ulaya ya Kati hadi karne ya 15 matumizi mapana ilipokea sundial ya wima iliyowekwa na ukuta, gnomon ambayo ilikuwa ya usawa. Kweli, usahihi wa kuamua wakati wa kuzitumia ulikuwa mdogo.

Wakati huo huo, kulikuwa na chaguo kadhaa kwa chronometers za kusafiri, kwa mfano, sundials za pete. Zilikuwa na pete mbili, moja ambayo ilikuwa na shimo la kupitisha mionzi ya jua, na mizani ya miezi na saa ilitumiwa kwa nyingine. Pia kulikuwa na saa za sahani, ndani suluhisho la kujenga ambayo ilijumuisha mabamba mawili, wakati mwingine matatu, yanayofanana yaliyokuwa nayo umbo la mstatili na kuunganishwa pamoja, huku dira iliwekwa chini.

Kuna maelezo ya vijiti vya medieval octagonal na nne kupitia mashimo kwenye vipini, ambayo fimbo za chuma zilipaswa kuingizwa ili kuamua wakati. Karibu wakati huo huo, chronometers za dirisha zilionekana. Waliainishwa kama wima. Kanuni ya utendakazi wa miale ya jua ilikuwa kutumia dirisha la jumba la jiji au hekalu kama piga yenye mizani inayopitisha mwanga. Hii ilifanya iwezekane kujua wakati ukiwa ndani ya nyumba. Mwangaza wa jua unaotumika unaakisiwa kwa kutumia kioo Mwanga wa jua, ambayo walilenga ukuta wa jengo ambalo piga ilikuwa iko.

Tangu nyakati za zamani, watu wamepanga maisha yao kulingana na harakati inayoonekana Jua. Tunasema "mwendo unaoonekana" kwa sababu, bila shaka, mzunguko wa Dunia kwenye mhimili wake husababisha harakati ya vivuli ambavyo tunaona kila siku. Kila saa Dunia inazunguka 15°, inaonekana kana kwamba Jua limesogea 15° kwa njia yake yenyewe. safari ya kila siku. Njia zote mbili hutumiwa kutengeneza miale ya jua, lakini inakubalika kwa ujumla kuwa ni Jua linalosonga. Labda njia rahisi zaidi ya kuelewa jinsi sundial inavyofanya kazi ni kufikiria Dunia kutoka Ncha ya Kaskazini. Katika takwimu iliyo hapo juu, inaonekana kwamba Jua hili husogea 15° kila saa. Kipengele cha sundial ambacho hutoa kivuli kinaitwa gnomon.

Ikiwa unatazama madhubuti kutoka juu, kutoka kwa upande wa kamera ya kufikiria, unaweza kuchukua picha za kivuli kutoka kwa gnomon ya kufikiria. wakati tofauti:

Saa tunayofikiria iko kwenye Ncha ya Kaskazini inaitwa sundial ya ikweta. Hii ni kwa sababu ndege ya piga ni sambamba na ndege ya ikweta.
Sundial ya ikweta inaweza kuitwa "msingi" wa jua kwa sababu aina nyingine nyingi za sundial zinaweza kujengwa nayo. Hii inafanywa kwa kuonyesha mistari ya saa ya saa ya ikweta kwenye uso mwingine wowote unaofaa. Saa ya polar iliyoonyeshwa hapa chini ni mfano dhahiri.

Majira ya baridi hutokea katika ulimwengu wa kaskazini wakati mhimili wa mzunguko wa Dunia unapoelekezwa mbali na Jua. Kuanzia Oktoba hadi Machi, Jua halichomozi kwenye Ncha ya Kaskazini na halitui kwenye Ncha ya Kusini.
Majira ya joto ya kati katika ulimwengu wa kaskazini hutokea wakati mhimili wa mzunguko wa Dunia unapoelekezwa kuelekea Jua. Kuanzia Aprili hadi Septemba, Jua halitui kwenye Ncha ya Kaskazini na halichomozi kwenye Ncha ya Kusini.

Saa yenye mbilikimo nene na alama yake ya mchana

Inachukua jua dakika nne kusonga digrii moja ya longitudo kutoka mashariki hadi magharibi (katika ulimwengu wa kaskazini, wakati katika ulimwengu wa kusini jua linasonga kinyume chake). Sundials katika longitudo sawa (kwenye meridiani sawa) huonyesha wakati huo huo. Nundi ya jua kwenye meridiani ya longitudo ya 4° magharibi iko dakika 16 nyuma ya wakati wa Greenwich (meridian kuu), na kwenye meridian ya longitudo ya 8° magharibi tayari iko nyuma kwa dakika 32. Mfano: Plymouth iko 4° 08' magharibi mwa Greenwich, kwa hivyo miale ya jua huko Plymouth daima iko dakika 16 na sekunde 32 nyuma. Ipasavyo, saa ziko mashariki mwa Greenwich hukimbilia kwa wakati uliohesabiwa kutoka kwa uwiano wa digrii 1 - dakika 4. Mnamo 1880, ili kuzuia machafuko reli Bunge la Uingereza lilianzisha Greenwich Mean Time (GMT) kama moja Wakati wa Uingereza, na saa zote za Uingereza zilianza kuonyeshwa wakati uleule wa saa ya Big Ben huko London. Saa ya kwanza sahihi ya kimitambo ilitengenezwa mnamo 1656 na mwanasayansi wa Denmark Christian Huygens. Mifano yake ya baadaye ilikuwa sahihi kwa sekunde moja kwa siku. Kwa kuweka saa yake ya mitambo kwenye mwanga wa jua, Huygens angeweza kudhani kwamba saa yake haikuwa sahihi mwaka mzima, lakini ilikuwa ni saa yake ambayo ilikuwa sahihi, na mwanga wa jua ulikuwa umechelewa au una haraka. Ushuhuda wa wote saa maarufu haitalingana na usomaji wa jua, kwani muda wa siku ya jua huongezeka kwa sekunde chache zaidi ya miezi 3, basi inapungua kwa muda wa miezi 3, na katika miezi sita iliyobaki mchakato unarudiwa. Ikiwa mahali fulani tutaelekeza kamera kwenye tripod kuelekea kusini na kupiga picha katika hali nyingi za mfiduo kila alasiri baada ya siku 10, tutaona mchoro unaofanana na takwimu nane.

Takwimu hii inaitwa analemma. Kuonekana kwa takwimu kama hiyo ni kwa sababu ya harakati zisizo sawa Jua na nyanja ya mbinguni. Kutokana na eccentricity mzunguko wa dunia Katika majira ya baridi katika ulimwengu wa kaskazini, siku huchukua muda mrefu zaidi kuliko majira ya joto, na katika ulimwengu wa kusini ni kinyume chake. Kwa hiyo, dhana ya wastani wa siku ya jua, sawa na saa 24 kwa mwaka, ilianzishwa. Ili kufafanua wazo la siku ya wastani ya jua, dhana ya ziada ya "Jua wastani" inaletwa - hatua ya uwongo ambayo inasonga sawasawa kwenye ikweta ya mbinguni (sio kando ya ecliptic!). Tofauti kati ya wastani na wakati wa jua inaitwa equation ya wakati. Mlinganyo wa wakati hukuruhusu kutoka kwa wakati halisi wa jua ili kumaanisha wakati wa jua na kinyume chake. Ili kutumia equation ya wakati, tunahitaji ama jedwali iliyo na maadili ya kusahihisha kwa dakika na sekunde kwa kila siku, au chati ya kila mwaka ambayo tunaweza kuamua thamani ya marekebisho ya kila siku.

Ikiwa Dunia iliganda katika sehemu moja na kuzunguka tu mhimili wake, basi urefu wa siku zote ungekuwa sawa. Hata hivyo, tunapotazama Jua, tunaliona sisi wenyewe tukiwa katika mwendo. Ni mabadiliko katika kasi ya harakati zetu kando ya obiti ya duaradufu kuzunguka Jua na mwelekeo wa mhimili wa mzunguko wa Dunia ambao huamua maadili ya equation ya wakati.
Sehemu ya kusini inayoelekezwa kwa jua ina laini ya wima ya saa sita katikati ya piga na vialamisho vya saa zenye ulinganifu kuizunguka.

Sundials kwenye kuta ambazo hazielekezwi madhubuti kwa alama za kardinali huitwa kuzungushwa. Mstari wa saa sita mchana wa saa inayozungushwa pia utakuwa wima, lakini mbilikimo yenyewe itazungushwa ili sanjari na mhimili wa mzunguko wa Dunia.

Kufanya sundial si vigumu. Sheria za msingi ni rahisi: gnomon lazima ielekezwe kando ya mwelekeo madhubuti wa kaskazini na iwe sawa na mhimili wa ulimwengu, i.e. kuwa na mwelekeo unaohusiana na upeo wa macho kwa pembe sawa na latitudo ya mahali ambapo saa imewekwa. Unapotumia sundial, tafadhali kumbuka hilo Maisha ya kila siku V Shirikisho la Urusi tunatumia muda wa wastani wa uzazi, i.e. muda wa meridiani kuu ya saa za eneo zinazokubalika pamoja na saa moja. Kwa mfano, St. Petersburg iko kwenye meridian ya digrii 30 ya longitude ya mashariki, ambayo inafanana na meridian kuu ya eneo la pili la wakati. Hii ina maana kwamba ili kuhamia kwenye usomaji wa jua, pamoja na equation ya muda, unahitaji kuongeza saa moja, au kusonga mbele kiwango cha jua kwa saa moja. Huko Moscow ni ngumu zaidi, kwa sababu ... iko digrii 7 mashariki mwa meridian kuu ya eneo la pili la wakati. Si vigumu kuhesabu kwamba digrii 7 za longitudo zinalingana na dakika 28 za muda. Wale. mchana hutokea Moscow dakika 28 mapema kuliko huko St. Kwa hiyo, marekebisho ya mara kwa mara kwa usomaji wa jua iko kwenye meridian ya digrii 37 hadi Moscow maana wakati itakuwa +1 saa 28 dakika. Pia, hatupaswi kusahau kuhusu equation ya wakati. Wakati wa wastani unaambatana na jua mara nne tu kwa mwaka - Aprili 15, Juni 12, Septemba 1 na Desemba 24. Katika siku zilizobaki za mwaka, sundial ni ya haraka au nyuma (+ 14) - (-16) dakika. Saa ya kawaida husaidia kutatua maswala ya vitendo - kutochelewa kazini, kuamka kwa wakati. Hili ni jambo muhimu sana - saa ya kawaida ya kuogelea. Katika ulimwengu ambapo ratiba za treni na bei za petroli ni halisi kuliko sheria za Kepler zenyewe, huwezi kuishi siku bila saa ya kawaida. Walakini, matokeo ya mageuzi hayawezi kufutwa na miili yetu inaendelea kuishi kulingana na wakati wa kweli wa jua na kuendelea kukumbuka jinsi mababu zetu wa mbali walihisi, ambao bado hawakutenganisha wakati na nafasi, au wao wenyewe kutoka kwa maumbile, na walikuwa na furaha kwa sababu hii. peke yake. Sundials hutusaidia kutathmini kwa unyenyekevu zaidi jukumu letu katika ulimwengu huu. Zinatusaidia kukumbuka kwamba Dunia ni sayari ndogo sana yenye rasilimali chache, kwamba inazunguka nyota ya manjano ya ukubwa wa kati, na kwamba nyota hii yenyewe ni mojawapo tu ya zile nyingi zinazofanana zinazounda nchi yetu ndogo - Milky. Njia ya Galaxy.

Sundial ni ndege iliyo na mbilikimo iliyounganishwa nayo. Kulingana na eneo la ndege, saa zinagawanywa katika ikweta, usawa na wima. Unaweza kufanya zaidi aina tata sundials, lakini hatutazizingatia katika kitabu hiki, kwa sababu lengo letu ni kuelezea dhana za kimsingi za unajimu na sheria za hisabati muhimu kuunda kifaa hiki.

Kanuni ya operesheni ya sundial inategemea harakati inayoonekana ya Jua, ambayo tunaona kutoka kwa Dunia. Kwa kuwa Dunia inazunguka kwenye mhimili wake kutoka magharibi hadi mashariki, inaonekana kwetu kwamba Jua huchomoza mashariki na kuzama magharibi kila siku. Kwa kuwa tunaona kwamba Jua linasogea kuhusiana na mhimili wa mzunguko wa Dunia, gnomon ya sundial inapaswa kuelekezwa kwenye mhimili huu, bila kujali ni wapi tunaiweka. Kwa hivyo, ni muhimu kujua kuratibu za mahali ambapo saa yetu itawekwa, haswa latitudo (utahitaji tu kujua longitudo ili kuamua wakati kwa kutumia sundial, lakini tutazungumza juu ya hili kidogo. baadae).

Ili gnomon ielekezwe kwenye mhimili wa mzunguko wa Dunia, lazima ielekeze Nyota ya Kaskazini, au kwa Ncha ya Kaskazini ulimwengu (ikiwa tuko katika Ulimwengu wa Kaskazini), au kuendelea Ncha ya Kusini ulimwengu (ikiwa tuko ndani Ulimwengu wa Kusini) Kwa hali yoyote, pembe kati ya gnomon na ndege ya upeo wa macho inapaswa kuwa sawa na latitudo ya mahali ambapo saa imewekwa.

Kama inavyoonyeshwa kwenye takwimu, urefu wa angular wa nguzo ya mbinguni juu ya ndege ya upeo wa macho ni sawa na latitudo ya hatua ya uchunguzi, ambayo ni, pembe kati ya ikweta ya dunia na hatua ya uchunguzi, iliyopangwa kwenye meridian ya mahali. Latitudo imedhamiriwa na pembe kati ya ndege ikweta ya dunia na mstari wa timazi au, vivyo hivyo, urefu wa angular wa nguzo, au mhimili wa mzunguko wa Dunia, unaohusiana na ndege ya upeo wa macho. Pembe hizi ni sawa kwa sababu pande zao ni perpendicular kwa mtiririko huo.

Sundial ya Ikweta

Kulingana na eneo la piga, kuna aina tofauti saa kama hizo. Hebu tuanze tangu mwanzo kesi rahisi- sundial ambayo piga ni sambamba na ikweta. Katika siku za ikwinoksi za vuli na masika, Jua husogea kando ya ikweta ya mbinguni, na siku zingine - sambamba nayo na mwishowe hufikia Tropiki ya Kaskazini (kwa kupotoka kwa +23.5 °) au Tropiki ya Kusini (kwa kupotoka kwa -23.5 °). Ili kutengeneza sundial rahisi zaidi, inatosha kuweka ndege sambamba na ndege ya ikweta ya mbinguni na kushikamana nayo, iliyoelekezwa kando ya mhimili wa kuzunguka kwa Dunia, kama inavyoonyeshwa kwenye takwimu ifuatayo. Kwa hivyo, angle ya mwelekeo wa gnomon jamaa na usawa itakuwa sawa na latitudo ya mahali ambapo saa imewekwa. Gnomoni lazima ielekezwe kuelekea pole ya mbinguni, yaani, kando ya mstari wa kaskazini-kusini. Ili kufanya hivyo, unaweza kutumia dira na kuzingatia kupotoka kidogo kunasababishwa na ukweli kwamba Pole ya Kijiografia ya Kaskazini na Kaskazini. nguzo ya sumaku hailingani. Walakini, kosa hili linaweza kupuuzwa.

Ndege ya ikweta itakuwa iko perpendicular kwa mhimili wa mzunguko wa Dunia na, kwa hiyo, perpendicular kwa mstari wa moja kwa moja kaskazini - kusini, ambayo iko katika ndege ya upeo wa macho. Mstari kwenye piga inayounganisha hatua ya makutano ya gnomon na ndege ya saa na hatua ya makutano ya ndege ya saa na mstari wa kaskazini-kusini ambayo saa iko itaonyesha mchana. Kwa wazi, Jua litapita juu ya mstari wa kaskazini-kusini hasa saa sita mchana. Saa zilizobaki zimewekwa alama chini pembe sawa 13 °, kwa kuwa Jua hufanya zamu kamili kwa 360 ° katika masaa 24 (360/24 = 15 °).

Sundial hii bila shaka ni rahisi kufanya, lakini ina kipengele cha curious: katika spring na majira ya joto inaonyesha muda katika sehemu ya juu ya ndege, katika vuli na baridi - katika sehemu ya chini ya ndege. Kwa hivyo, piga lazima iwe alama kwa pande zote mbili, kama inavyoonyeshwa kwenye takwimu. Hii ndio saa rahisi zaidi, lakini sio maarufu zaidi: mara nyingi piga ya sundial iko kwa usawa au kwa wima. Saa za mlalo na wima zinaweza kufanywa kulingana na saa za ikweta kwa kuunda makadirio rahisi na kutumia vipengele vya msingi vya trigonometric.

Sundial ya usawa

Ndege ya saa hii iko madhubuti ya usawa. Gnomoni huunda pembe na mstari wa kaskazini-kusini sawa na latitudo ya hatua ambayo saa imewekwa, na inaelekezwa kuelekea pole ya mbinguni. Moja kwa moja kaskazini - kusini itaonyesha 12:00. Mahali pa mistari iliyobaki kwenye piga imedhamiriwa na usemi ufuatao

Wapi ? - pembe kati ya mstari wa saa 12 na mstari wa saa unaotaka,

N= 15 °, 30 °, 43 ° ..., kwa mtiririko huo, kulingana na kielelezo kifuatacho.

Wima sundial Kwa kuangazia mistari ya saa ya saa ya ikweta kwenye ndege ya wima iliyoelekezwa kando ya mstari wa magharibi-mashariki, tunapata mistari ya upigaji wa saa mpya. Unahitaji tu kuzingatia hilo tg? = SA/AO, tg H = SA/AB, dhambi (90° - f) = AB/AO, ambayo ina maana kwamba tg? = tg N cos f. Kwa H = 15 °? itakuwa pembe ambayo mstari wa saa unaoonyesha saa 11 na 13 iko. Kwa H = 30 ° angle? itaonyesha eneo la mstari wa saa 10 na 14 na kadhalika hadi mstari wa 6 na 18.

Hata hivyo, kuta za nyumba nyingi hazielekezwi kando ya mstari wa magharibi-mashariki, lakini fanya pembe fulani na mstari huu ambao unaweza kupimwa kwa usahihi. Katika kesi hii, kuashiria kwa piga kunakuwa ngumu zaidi. Mahesabu ya trigonometric muhimu kwa hili yanatolewa katika kiambatisho.

<<< Назад

Mbele >>>