นาฬิกาแดดประกอบด้วยสามส่วน: โนมอน กล่าวคือ วัตถุที่ทำให้เกิดเงา หน้าปัดที่เงานี้ตก และดวงอาทิตย์เอง เส้นบนหน้าปัด รูปร่าง และขนาดของ gnomon จะถูกคำนวณแยกกันสำหรับนาฬิกาแต่ละเรือน ขึ้นอยู่กับพิกัดทางภูมิศาสตร์ของสถานที่ที่ติดตั้ง
นาฬิกาแดดเป็นเครื่องมือทางดาราศาสตร์ที่ใช้วัดระดับความสูง มุมราบ และความลาดเอียงของดวงอาทิตย์ มิติของปริมาณเหล่านี้คือองศาของส่วนโค้ง ขึ้นอยู่กับดุลยพินิจของเรา เราสามารถให้ความหมายทางกายภาพที่แตกต่างกันแก่พวกเขา ดังนั้น ด้วยค่าของแอซิมัทและความสูงของดวงอาทิตย์เหนือขอบฟ้า เราสามารถวัดเวลาได้ และตามค่าของการปฏิเสธ - เพื่อบันทึกวันที่ของการเปลี่ยนแปลงของดวงอาทิตย์จากกลุ่มดาวจักรราศีหนึ่งไปยังอีกกลุ่มหนึ่ง เพื่อกำหนดการเริ่มต้นของวันวิษุวัต ครีษมายัน หรือวันอื่นๆ เช่น วันเกิด

ตำแหน่งของเส้นบนหน้าปัดของนาฬิกาแดดขึ้นอยู่กับการวางแนวของหน้าปัดที่สัมพันธ์กับเสาท้องฟ้า ขอบฟ้าทางคณิตศาสตร์ และเส้นศูนย์สูตรท้องฟ้า หน้าปัดสามารถวาดได้ทุกที่ เช่น บนพื้นผิวทรงกลม
แม้ว่าการออกแบบนาฬิกาแดดจะมีความแตกต่างกันอย่างมาก แต่คนส่วนใหญ่คิดว่านาฬิกาแดดคือจานที่มีรูปสามเหลี่ยมติดอยู่ ส่วนหนึ่งนี่เป็นเรื่องจริง นี่คือลักษณะของนาฬิกาแดดแนวนอนที่พบบ่อยที่สุด

พิจารณาว่านาฬิกาแดดแนวนอนทั่วไปทำงานอย่างไร

ตาชั่ง

องค์ประกอบหลักของหน้าปัดคือมาตราส่วนสำหรับบันทึกเวลา ความถูกต้องแม่นยำของตาชั่งขึ้นอยู่กับความแม่นยำในการผลิตนาฬิกาแดดและการดูแลการประกอบชิ้นส่วน นอกจากนี้ ความแม่นยำของสเกลยังกำหนดโดยขนาดของนาฬิกาแดด (ยิ่งมีขนาดใหญ่เท่าใด สเกลก็จะยิ่งแม่นยำมากขึ้นเท่านั้น) ส่วนของมาตราส่วนคือส่วนของเส้นชั่วโมงที่เรียกว่า นั่นคือเส้นที่เกิดจากเงาของโนมอนบนหน้าปัดของนาฬิกาแดด ในภาพด้านล่าง เส้นชั่วโมงถูกเน้นด้วยสี

ก่อนหน้านี้ ก่อนเริ่มเวลามาตรฐาน มีเพียงมาตราส่วนเดียวที่ออกแบบมาเพื่อลงทะเบียนเวลาท้องถิ่น นั่นคือเวลาบนเส้นลมปราณที่เคลื่อนผ่านสถานที่ที่ติดตั้งนาฬิกาแดด บนหน้าปัด คุณจะเห็นสเกลสองหรือสามสเกล หนึ่งสำหรับการลงทะเบียนเวลาท้องถิ่น ที่สองสำหรับการลงทะเบียนเวลาฤดูร้อนมาตรฐาน และที่สามสำหรับการลงทะเบียนเวลาฤดูหนาวมาตรฐาน สิ่งนี้ทำเพื่อไม่ให้ผู้ใช้สับสนกับการคำนวณ ควรระลึกไว้เสมอว่าเวลาเหล่านี้ไม่ใช่เวลาประเภทต่างๆ แต่เป็นเพียงวิธีการวัดสิ่งเดียวกันที่ต่างกัน

มีกรณีพิเศษเมื่อวางเครื่องชั่งเพิ่มเติมบนหน้าปัด ความจำเป็นในการดำเนินการนี้เกิดขึ้นเมื่อติดตั้งนาฬิกาแดดในเขตเวลาเดียว แต่มีวัตถุประสงค์เพื่อลงทะเบียนเวลาในเขตเวลาอื่น ซึ่งอยู่ห่างจากสถานที่ติดตั้งหลายพันกิโลเมตร ตัวอย่างเช่น บนนาฬิกาแดดซึ่งติดตั้งใน Umea (สวีเดน) แต่บันทึกเวลาในมอสโก

นาฬิกาแดดสำหรับเขตเวลา GMT+3 และ GMT+1

บางครั้ง นอกเหนือจากมาตราส่วนที่ใช้สำหรับบันทึกเวลาแล้ว ตาชั่งยังถูกสร้างขึ้นบนนาฬิกาแดดเพื่อวัดมุมราบของดวงอาทิตย์และความสูงของดวงอาทิตย์เหนือขอบฟ้า ตลอดจนมาตราส่วนของลองจิจูดทางภูมิศาสตร์

มาตราส่วน Azimuth ของดวงอาทิตย์และมาตราส่วนความสูงของดวงอาทิตย์เหนือขอบฟ้า องศาของส่วนโค้ง

Azimuth คือมุมระหว่างทิศทางของเสากับทิศทางของวัตถุที่อยู่ห่างไกล ใน gnomonics ซึ่งแตกต่างจาก geodesy ราบวัดจากทิศทางไปยังขั้วโลกใต้ทางภูมิศาสตร์ ซึ่งหมายความว่าในช่วงเวลาเที่ยงวันจริง รัศมีของดวงอาทิตย์อยู่ที่ 180º และในขณะที่ดวงอาทิตย์อยู่ทางทิศตะวันตกพอดีหรืออยู่ทางทิศตะวันออกพอดี มุมแอซิมัทของมันคือ 90º และ -90º ตามลำดับ คนส่วนใหญ่คิดว่าดวงอาทิตย์ขึ้นทางทิศตะวันออกและตกทางทิศตะวันตกเสมอ การใช้มาตราส่วนราบทำให้ง่ายต่อการตรวจสอบว่าไม่ใช่กรณีนี้ ดวงอาทิตย์ขึ้นทางทิศตะวันออกและตกทางทิศตะวันตกในวันวิษุวัตเพียงปีละสองครั้งเท่านั้น

มาตราส่วนวัดความสูงของดวงอาทิตย์เหนือขอบฟ้ามักจะวางไว้บนหน้าปัดของนาฬิกาแดดที่ออกแบบมาเพื่อใช้เป็นเครื่องช่วยสอนในด้านภูมิศาสตร์และดาราศาสตร์ ในชีวิตปกติ ในชีวิตประจำวัน ไม่จำเป็นต้องรู้ว่าความสูงปัจจุบันของดวงอาทิตย์เหนือขอบฟ้าเป็นเท่าใด แต่บนนาฬิกาแดดที่ติดตั้งในไซต์ดาราศาสตร์ของโรงเรียน มาตราส่วนดังกล่าวเหมาะสม

มาตราส่วนลองจิจูดทางภูมิศาสตร์ เสริมด้วยชื่อเมือง

มาตราส่วนลองจิจูดช่วยให้คุณสังเกตการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์รอบโลกได้ เมื่อดวงอาทิตย์ข้ามเส้นเมอริเดียนในท้องถิ่น เวลาเที่ยงวันที่แท้จริงจะเกิดขึ้นบนเส้นเมอริเดียนนั้น ดวงอาทิตย์อยู่บนจุดสูงสุดของเส้นทางประจำวันของมัน และมุมแอซิมัทของมันคือ 180 องศาพอดี นั่นคือขณะนี้ดวงอาทิตย์อยู่ทางทิศใต้พอดี หากมาตราส่วนของลองจิจูดทางภูมิศาสตร์เสริมด้วยรายชื่อเมืองในลักษณะที่ชื่อของเมืองตั้งอยู่ตรงข้ามกับเส้นแวงที่สอดคล้องกัน เงาของโนมอนก็เป็นไปได้โดยไม่ต้องอาศัยการคำนวณเพื่อค้นหาใน เมืองใดเวลาเที่ยงตรง

สมการของเวลาและอนาเล็มมา.

บนหน้าปัดของนาฬิกาแดดหรือถัดจากนาฬิกาแดด มักจะวางตารางสมการเวลา (หรือกราฟของนาฬิกาแดด) และค่าทางทวารหนัก เพื่อให้เข้าใจว่ามันคืออะไร จำเป็นต้องมีคำอธิบาย ความจริงก็คือการอ่านนาฬิกาแดดตรงกับการอ่านนาฬิกาข้อมือเพียงสี่ครั้งต่อปีคือวันที่ 15 เมษายน 12 มิถุนายน 1 กันยายนและ 24 ธันวาคม ในช่วงที่เหลือของปี นาฬิกาแดดจะเลื่อนไปข้างหน้าหรือล่าช้าภายใน (+14) - (-16) นาที เหตุผลก็คือนาฬิกาแดดจะวัดเวลาจริงที่มีอยู่จริง ในขณะที่นาฬิกาข้อมือวัดค่าที่เรียกว่าเวลาเฉลี่ย ซึ่งมนุษย์คิดค้นขึ้นเป็นพิเศษเพื่อทำให้กระบวนการวัดง่ายขึ้น ในการหาเวลาเฉลี่ยจากเวลาจริงที่วัดโดยนาฬิกาแดด ควรเพิ่มการแก้ไขพิเศษที่เรียกว่าสมการเวลาลงในค่าที่อ่านได้ สมการของเวลาคือความแตกต่างระหว่างค่าที่อ่านได้จากนาฬิกาข้อมือกับนาฬิกาแดด ในวรรณคดีเฉพาะทางมักเรียกกันว่า µ หรืออีโอที ในวันต่างๆของปี µ มีความหมายต่างกัน แสดงการพึ่งพาแบบกราฟิก µ จากวันที่ในปฏิทินเรียกว่า กราฟ โนโมแกรม หรือ ตารางสมการเวลา

แผนภูมิวงกลมของสมการเวลาและการวิเคราะห์ทางทวารหนักที่ออกแบบมาเพื่อคำนวณเวลาเฉลี่ยจากการอ่านนาฬิกาแดด

โลกหมุนรอบดวงอาทิตย์ในระนาบที่เรียกว่าสุริยุปราคา แกนหมุนของโลกหันไปทางทิศเหนือและเอียงไปที่ระนาบนี้ที่มุมประมาณ 23 องศา ซึ่งหมายความว่าเป็นเวลาครึ่งปีที่เราเห็นว่าดวงอาทิตย์อยู่ใต้สุริยุปราคา ขณะนี้เป็นฤดูหนาวในซีกโลกเหนือ ในช่วงครึ่งปีหลังเราจะเห็นว่าดวงอาทิตย์อยู่เหนือสุริยุปราคา ขณะนี้เป็นฤดูร้อนในซีกโลกเหนือ ความสูงของดวงอาทิตย์เหนือสุริยุปราคาที่แสดงเป็นองศาของส่วนโค้งเรียกว่าเดคลิเนชัน ρ . กราฟแสดงการพึ่งพาสมการของเวลา µ จากการตกต่ำของดวงอาทิตย์ ρ เรียกว่าอนาเล็มมา ในพิกัด ρ, µ อนาเล็มมาเป็นรูปโค้งแปดอันสวยงาม

นาฬิกาแดดแนวนอนพร้อมตารางสมการเวลาและสัญลักษณ์ทางทวารหนักตามเส้นชั่วโมง บนนาฬิกาแดดนี้ ทวารหนักถูกใช้เป็นเครื่องมือในการตรวจสอบกลไก อิเล็กทรอนิกส์ หรือนาฬิกาอื่นๆ

เมื่อนำไปใช้กับนาฬิกาแดด ทวารหนักสามารถใช้ได้สองวิธี วิธีแรกคือจุดที่ตรงกับวันที่ในปฏิทินจะทำเครื่องหมายไว้ที่ช่องทวารหนัก แล้วถ้าเรารู้ว่าวันนี้เป็นวันอะไร เราก็สามารถใช้พิกัด µ กำหนดว่าจะต้องเพิ่มการอ่านค่านาฬิกาแดดกี่นาทีในวันนั้น เพื่อหาว่าเวลานั้นเป็นเวลาเท่าใดในแง่ของเวลาเฉลี่ยที่ยอมรับโดยทั่วไป พร้อมกันตามพิกัด ρ เราสามารถหาค่าความเอียงของดวงอาทิตย์ได้

กราฟของสมการเวลาสามารถแกะสลักจากหินและวางไว้ข้างนาฬิกาแดดเพื่อแยกเป็นงานศิลปะชิ้นหนึ่ง

วิธีที่สองไม่ต้องการความรู้เกี่ยวกับวันที่ในปฏิทินปัจจุบัน ในกรณีนี้ ค่าอนาเล็มมาที่คำนวณเป็นพิเศษ ซึ่งแบ่งออกเป็นส่วนที่สอดคล้องกับวันที่ในปฏิทิน จะถูกวางไว้ตามหนึ่งในบรรทัดชั่วโมง ในขณะที่เงาของโหนด (ด้านล่างประมาณนี้) ตัดผ่านอนาเล็มมา (ไม่ใช่เส้นชั่วโมง, sic!) การอ่านค่าของนาฬิกาแดดตรงกับเวลาเฉลี่ย และจุดที่อนาเล็มมาซึ่งเงาของ nodus ข้าม มันสอดคล้องกับวันที่ในปฏิทิน ทวารหนักที่จัดเรียงในลักษณะนี้สะดวกมากสำหรับใช้ตรวจสอบนาฬิการะบบกลไกและกำหนดวันที่ในปฏิทินปัจจุบัน หากขนาดของนาฬิกาแดดมีขนาดใหญ่พอ และจับคู่ชิ้นส่วนต่างๆ ได้อย่างแม่นยำ เราสามารถแบ่งช่องทวารหนักออกเป็น 365 ส่วน และทำให้นาฬิกาแดดมีฟังก์ชันอื่น - เพื่อใช้เป็นปฏิทินถาวร

เงาของโหนดตัดผ่าน "แปด" ของทวารหนักสองครั้ง ดังนั้นการใช้อนาเล็มมาเป็นเครื่องมือในการตรวจสอบนาฬิกาและการกำหนดวันที่ถือว่าผู้ใช้ทราบว่า analemma แยกความแตกต่างระหว่างสองส่วนคือฤดูหนาวและฤดูร้อนและไม่สมมาตรกัน ในทางกราฟิก พวกมันดูเหมือนเส้นโค้งรูปตัว S ที่มิเรอร์สัมพันธ์กัน ส่วนฤดูหนาวใช้ระหว่างฤดูใบไม้ร่วงและฤดูใบไม้ผลิ Equinoxes ส่วนฤดูร้อนใช้ระหว่างฤดูใบไม้ผลิและฤดูใบไม้ร่วง Equinoxes

สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับแนวคิดของ analemma คุณสามารถดูเนื้อหาวิดีโอการฝึกอบรม Ivan Korolev

มีหลายวิธีในการแสดงการพึ่งพาเหล่านี้แบบกราฟิกและหลายวิธีในการนำไปใช้ในเนื้อหา นี่คือบางส่วนของพวกเขา

กราฟและตารางสมการเวลาสามารถทำจากหินและโลหะนอกกลุ่มเหล็กที่ชุบทอง เคลือบหรือเก่า

โนมอน.

โนมอนเป็นวัตถุที่สร้างเงาบนหน้าปัดและทำหน้าที่บันทึกเวลา บนนาฬิกาแดดแนวนอน โดยปกติจะมีรูปทรงสามเหลี่ยม และมุมเอียงสอดคล้องกับละติจูดทางภูมิศาสตร์ ระนาบของรูปสามเหลี่ยมขนานกับเส้นเมอริเดียนเฉพาะที่ และด้านบนขนานกับแกนโลกและมุ่งตรงไปยังขั้วท้องฟ้าเหนือเสมอ (แน่นอนเฉพาะในซีกโลกเหนือ)

gnomon เป็นวัตถุที่มีความหนา ควรพิจารณาเมื่อคำนวณหน้าปัด แบ่งทำในตาชั่งซึ่งมีความกว้างเท่ากับความหนาของโนมอน พูดอย่างเคร่งครัด นาฬิกาแดดที่แม่นยำมีโนมอนสองตัว - ตะวันออกและตะวันตก ด้านตะวันตกเป็นขอบที่เกิดจากด้านตะวันตกและใบหน้าส่วนบน เงาของมันบันทึกเวลาตั้งแต่พระอาทิตย์ขึ้นถึงเที่ยงวัน ตะวันออกเป็นขอบที่เกิดจากด้านตะวันออกและด้านบนของรูปสามเหลี่ยม เงาของมันบันทึกเวลาตั้งแต่เที่ยงวันจนถึงพระอาทิตย์ตก

Gnomon ทำจากพลาสติกหล่อ สีบรอนซ์เคลือบ

Gnomon ที่มีพื้นผิวเป็นลายแบบมีเท็กซ์เจอร์ ทองเหลือง.

Gnomon กับโหนก ทางด้านตะวันออกของโนมอนมีจารึกวลีจากหนังสือ "หนูเหล็กไปกองทัพ" โดยแฮร์รี่แฮร์ริสัน ทองเหลือง 999 ทอง.

ใบหน้าหนึ่งของ gnomon นั้นโค้งมน เห็นได้ชัดว่าสิ่งนี้ทำไม่เพียง แต่เพื่อเหตุผลด้านสุนทรียะเท่านั้น แต่ยังเพื่อไม่ให้สับสนว่าควรใช้ใบหน้าใดในการลงทะเบียนเวลา เครื่องบินของโนมอนไม่จำเป็นต้องแข็ง สามารถทำได้โดยการฉีดขึ้นรูป การตัดด้วยวอเตอร์เจ็ท หรือวิธีการอื่นๆ แล้วแต่ความชอบ เป็นสิ่งสำคัญเท่านั้นที่ขอบที่ใช้สำหรับบันทึกเวลาต้องตรงอย่างเคร่งครัดและอยู่ที่จุดที่คำนวณได้ของหน้าปัด

โหนกโนมอน. ด้านตะวันตกของโนมอน วลีจากข้อความในบทความโดย M.V. Lomonosov "ในการปรับปรุงกล้องโทรทรรศน์" ในปี ค.ศ. 1762

โดยปกติจะมี gnomon เพียงตัวเดียวบนนาฬิกาแดด ข้อยกเว้นคือสิ่งที่เรียกว่านาฬิกาแดดออตโตมัน มีการติดตั้ง gnomons สองตัว หนึ่งสำหรับการบันทึกเวลา อื่น ๆ ที่เล็กกว่าสำหรับกำหนดเวลาของการละหมาดของอิสลาม แต่มีข้อยกเว้น ตัวอย่างเช่น บนนาฬิกาแดดนี้ โนมอนขนาดใหญ่ได้รับการออกแบบมาเพื่อบันทึกเวลา ในขณะที่โนมอนทรงกรวยขนาดเล็กได้รับการออกแบบเพื่อให้เงาจากยอดกรวยตามเส้นวันครบรอบที่คำนวณไว้เป็นพิเศษปีละครั้ง

นาฬิกาแดดแนวนอนพร้อมโนมอนสองตัว ในวันเกิดของเจ้าของนาฬิกาแดดนี้ เงาจากด้านบนของ gnomon ทรงกรวยจะเป็นไปตามเส้นที่คำนวณเป็นพิเศษ

ในกรณีที่หายากมาก มีการติดตั้งโนมอนมากกว่าสองตัวบนนาฬิกาแดด ดังนั้นบนนาฬิกาแดดนี้มีสามหน้าปัดซึ่งแต่ละอันมี gnomon ของตัวเอง หนึ่งในนั้นออกแบบมาเพื่อวัดเวลาท้องถิ่นที่แท้จริงบนเส้นเมอริเดียนของสถานที่ติดตั้ง อีกอันออกแบบมาเพื่อวัดเวลามาตรฐานที่แท้จริง และครั้งที่สามคือการวัดมุมเอียงของดวงอาทิตย์

นาฬิกาแดดพร้อมโนมอนสามตัว

โหนก, เส้นปฏิเสธ, เส้นกาญจนาภิเษก.

Nodus (แปลจากภาษากรีก - ปม) เป็นจุดบน gnomon ซึ่งเป็นเงาที่สอดคล้องกับการลดลงของดวงอาทิตย์ ความเอียงคือความสูงของดวงอาทิตย์ที่อยู่เหนือสุริยุปราคา สุริยุปราคาเป็นระนาบที่โลกหมุนรอบดวงอาทิตย์

โหนดมักจะทำเป็นเครื่องหมายบนหน้าขั้วของโนมอน

แต่ละวันของปีสอดคล้องกับค่าความเอียงของดวงอาทิตย์ ขณะที่ดวงอาทิตย์เดินทางจากตะวันออกไปตะวันตกในเส้นทางประจำวัน เงาของโหนดจะเคลื่อนผ่านหน้าปัดจากตะวันตกไปตะวันออก วิถีของเงาของโหนกนั้นไม่ซ้ำกันในแต่ละวันของปีและไม่เปลี่ยนแปลงอย่างเห็นได้ชัดตลอดหลายศตวรรษ เส้นทางนี้เรียกว่าเส้นเดคลิเนชัน

เส้นปฏิเสธ หน้าปัดสลักด้วยเส้นปฏิเสธที่สอดคล้องกับวันที่ดวงอาทิตย์เปลี่ยนจากกลุ่มดาวจักรราศีหนึ่งไปยังอีกกลุ่มหนึ่ง

ในวันพิพิธภัณฑ์สากล เงาของโหนกจะตามเส้นปฏิเสธที่คำนวณเป็นพิเศษ

เส้นเดคลินิคบนหน้าปัดสามารถคำนวณหาวันที่ใดก็ได้ แต่โดยปกติแล้วจะคำนวณหาวันที่มีความหมายทางดาราศาสตร์ เช่น วันวิสาขบูชาและครีษมายัน ในขณะที่โลกทำการปฏิวัติรอบดวงอาทิตย์เป็นประจำทุกปี พื้นหลังเต็มไปด้วยดวงดาวของดาวของเราจะเปลี่ยนไป ตั้งแต่สมัยโบราณ มันถูกแบ่งออกเป็น 12 ส่วนที่เรียกว่ากลุ่มดาวจักรราศี และหลายคนยังคงคิดว่าการเปลี่ยนแปลงของดวงอาทิตย์จากกลุ่มดาวจักรราศีหนึ่งไปอีกกลุ่มหนึ่งเป็นเหตุการณ์ทางดาราศาสตร์ที่สำคัญ หากเส้นปฏิเสธบนนาฬิกาแดดถูกคำนวณสำหรับแต่ละส่วนสิบสองส่วน นาฬิกาแดดจะมีฟังก์ชันเพิ่มเติมอีกหนึ่งฟังก์ชัน นอกจากเวลาแล้ว พวกเขาจะลงทะเบียนวันที่ของการเปลี่ยนแปลงของกลุ่มดาวจักรราศี

ในระหว่างปี มีเหตุการณ์มากมายเกิดขึ้นในชีวิตของทุกคน บางคนมีความสำคัญมากกว่าการเปลี่ยนแปลงของเดือนนักษัตร เส้นปฏิเสธของดวงอาทิตย์ซึ่งคำนวณสำหรับวันนั้นซึ่งมีความสำคัญเป็นพิเศษในชีวิตส่วนตัวของบุคคลนั้นเรียกว่าเส้นกาญจนาภิเษก

สามารถวางเส้นปฏิเสธของวันครบรอบได้หลายเส้นบนหน้าปัดเดียว หนึ่งสำหรับสมาชิกในครอบครัวแต่ละคน

โดยปกติบรรทัดวันครบรอบจะคำนวณสำหรับวันแต่งงานหรือวันเกิด แต่มีเหตุการณ์อื่นอีกมากมายที่ควรค่าแก่การเปรียบเทียบกับตำแหน่งของโลกในวงโคจรของมัน ตัวอย่างเช่น วันที่บ้านสร้างเสร็จ วันที่ปกป้องวิทยานิพนธ์ วันที่ตีพิมพ์บทกวีล้วนเป็นโอกาสอันควรค่าแก่การเฉลิมฉลองทุกปีด้วยนาฬิกาแดด บนหน้าปัดเดียว คุณสามารถใส่บรรทัดสำหรับวันครบรอบได้หลายบรรทัดสำหรับสมาชิกในครอบครัวแต่ละคน หรือคุณสามารถสร้างหน้าปัดได้หลายแบบสำหรับหน้าปัดแต่ละอันบนนาฬิกาแดดเดียว

ในวันเดียวกันของทุกปี เงาของดวงอาทิตย์จะตามเส้นวันครบรอบที่คำนวณเป็นพิเศษ สิ่งนี้จะดำเนินต่อไปตราบใดที่ระบบสุริยะยังคงมีอยู่ นั่นคือในอีกสี่และครึ่งพันล้านปีข้างหน้า

อะไรคือความแตกต่างระหว่างนาฬิกาแดดกับนาฬิการะบบกลไกทั่วไป?.

นาฬิกาแดดแสดงเวลาสุริยะที่แท้จริง
นาฬิกาข้อมือแสดงเวลาสุริยะเฉลี่ย
ช่วงเวลาที่ดวงอาทิตย์ไปถึงจุดสูงสุดของเส้นทางประจำวันและข้ามเส้นเมอริเดียนท้องถิ่นเรียกว่าเที่ยงสุริยคติที่แท้จริง ช่วงเวลาระหว่างสองเที่ยงวันติดต่อกันเรียกว่าวันสุริยคติที่แท้จริง

วันสุริยคติที่แท้จริงคือค่าตัวแปร บางครั้งก็ยาว บางครั้งก็สั้นลง ดังนั้นส่วนของพวกมัน นั่นคือ ชั่วโมง นาที และวินาที จึงไม่เท่ากันเสมอไป
เป็นการยากที่จะออกแบบกลไกนาฬิกาเพื่อให้ตามดวงอาทิตย์ได้อย่างแม่นยำ กล่าวคือ เร็วขึ้นในวันหนึ่งและช้าลงในวันถัดไป ดังนั้นนาฬิกาข้อมือจึงไม่แสดงแสงอาทิตย์และบางครั้งเรียกว่าค่าเฉลี่ย ระยะเวลาของวันเฉลี่ยหรือที่เรียกว่าแพ่ง ได้มาจากการคำนวณ รวมระยะเวลาของวันสุริยคติทั้งหมดของปีและหารผลรวมที่เป็นผลลัพธ์ด้วยจำนวนวันในปี วันพลเรือน ดังนั้น ชั่วโมง นาที และวินาทีทางแพ่ง จึงเป็นค่าคงที่ตามคำจำกัดความ

ก่อนการประดิษฐ์นาฬิกาอะตอม หน่วยเวลาที่เสถียรที่สุดคือวันดาวฤกษ์ ซึ่งกำหนดโดยช่วงเวลาระหว่างการขึ้นของดาวฤกษ์ที่อยู่ห่างไกลสองครั้งติดต่อกัน ในการวัดระยะเวลาของวันสุริยคติแล้วคำนวณเพื่อกำหนดระยะเวลาของวันโดยเฉลี่ยตามประเพณีคือเวลาดาวฤกษ์ที่ใช้ - ชั่วโมงนาทีและวินาที

ความยาวเปรียบเทียบของวันซึ่งแสดงเป็นเวลาเฉลี่ยมีดังนี้:

หมายถึงวันสุริยะ (พลเรือน)
24 ชม. 00 น. 00 น

วันสุริยะที่แท้จริง
24 h 00 m 00 s ± 17 m

วันดาวฤกษ์
23 ชม. 56 น. 4.09 วิ

แกนโลกของเราเอียงไปทางระนาบการหมุนรอบดวงอาทิตย์ 23° นอกจากนี้ วงโคจรของโลกของเรามีความเยื้องศูนย์ ซึ่งหมายความว่าความเร็วของการหมุนรอบดวงอาทิตย์ไม่คงที่ ด้วยเหตุผลสองประการนี้ จุดที่ตรงกับช่วงกลางของวันพลเรือนและเรียกว่าเที่ยงสุริยคติตรงกับเที่ยงสุริยคติจริงเพียงสี่ครั้งต่อปี ในวันอื่น ๆ เที่ยงกลางจะนำไปสู่เที่ยงสุริยคติที่แท้จริงหรือล่าช้ากว่านั้น เช่นเดียวกับช่วงเวลาทั่วไป ไม่ใช่แค่ช่วงเที่ยงวันเท่านั้น

ความแตกต่างระหว่างเวลาจริงและค่าเฉลี่ยสุริยะเรียกว่าสมการของเวลา เพื่อให้ได้ค่าที่อ่านได้จากนาฬิกาแดด จำเป็นต้องคำนึงถึงสมการของเวลาด้วย นอกจากนี้ การปรับเวลามาตรฐาน เวลาออมแสง และหากมีการแนะนำ เวลาออมแสงมักจะจำเป็น

นาฬิกาธรรมดาช่วยแก้ปัญหาที่ใช้งานได้จริง ไม่ไปทำงานสาย ตื่นให้ตรงเวลา นี่เป็นสิ่งที่มีประโยชน์มาก - นาฬิกาธรรมดา ในโลกที่ตารางรถไฟและราคาน้ำมันมีความเป็นจริงมากกว่ากฎหมายของเคปเลอร์ คุณไม่สามารถใช้ชีวิตหนึ่งวันโดยไม่มีนาฬิกาปกติได้ อย่างไรก็ตาม ผลของวิวัฒนาการไม่สามารถยกเลิกได้ และร่างกายของเรายังคงดำเนินชีวิตตามเวลาสุริยะที่แท้จริง และยังคงจดจำความรู้สึกของบรรพบุรุษที่อยู่ห่างไกลของเรา ยังไม่แยกเวลาออกจากอวกาศ แต่ตัวเขาเองมาจากธรรมชาติและมีความสุขด้วยเหตุผลนี้เพียงอย่างเดียว

นาฬิกาแดดช่วยให้เราประเมินบทบาทของเราในโลกนี้ได้ในระดับปานกลางมากขึ้น พวกเขาช่วยให้เราจำได้ว่าโลกเป็นดาวเคราะห์ขนาดเล็กมากที่มีทรัพยากรจำกัด มันโคจรรอบดาวสีเหลืองขนาดกลาง และดาวดวงนี้ก็เป็นเพียงหนึ่งในจำนวนมหาศาลที่คล้ายคลึงกันซึ่งประกอบขึ้นเป็นบ้านเกิดเล็ก ๆ ของเรา - ทางช้างเผือก ทางกาแล็กซี่.

ในบทความนี้ เราจะมาดูประวัติของนาฬิกาแดด นาฬิกาแดดเรือนแรกที่มนุษย์สร้างขึ้น ความจำเป็นในการวัดเวลาถูกกำหนดโดยความต้องการของคนโบราณในการติดตามการเปลี่ยนแปลงของฤดูกาล ช่วงเวลาของการหว่าน การเก็บเกี่ยว ฤดูกาลของการเคลื่อนที่ของนกอพยพมีความสำคัญต่อมนุษย์

ประวัติของนาฬิกาแดดเริ่มต้นขึ้นเมื่อความสัมพันธ์ระหว่างตำแหน่งและความยาวของเงาของดวงอาทิตย์จากวัตถุกับตำแหน่งของดวงอาทิตย์บนท้องฟ้าเป็นที่ประจักษ์สำหรับมนุษย์ โครงสร้างอันโอ่อ่าตระการตาหลายหลังยังคงมีชีวิตรอดมาจนถึงทุกวันนี้ ทำให้สามารถติดตามตำแหน่งของดวงอาทิตย์ ดวงดาว และดวงจันทร์บนท้องฟ้า พระอาทิตย์ขึ้นและตกของวัตถุท้องฟ้าได้อย่างแม่นยำในแต่ละวันของปี

ประวัติของนาฬิกาแดด

หนึ่งในโครงสร้างเหล่านี้ในยุโรปคือสโตนเฮนจ์ ซึ่งทำหน้าที่เป็นปฏิทินที่แม่นยำมากสำหรับการทำนายการเปลี่ยนแปลงของฤดูกาลที่จำเป็นสำหรับการเกษตร และหอดูดาวสำหรับการทำนายสุริยุปราคาและจันทรุปราคา ซึ่งเห็นได้ชัดว่าจำเป็นสำหรับการประกอบพิธีกรรมทางศาสนา

นักวิทยาศาสตร์ระบุว่าระยะเวลาในการก่อสร้างมีอายุย้อนไปถึงปี พ.ศ. 2393 ก่อนคริสตกาล

พบอาคารหินขนาดใหญ่สำหรับการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ในส่วนต่างๆ ของโลก: ในดินแดนของบาบิโลนโบราณ อียิปต์ และจีน

ที่มีชื่อเสียงที่สุดคือ "เข็มของคลีโอพัตรา" ซึ่งขณะนี้อยู่ในลอนดอน และเสาโอเบลิสก์ขนาดยักษ์ใกล้กรุงไคโร สร้างขึ้นเมื่อ 3000 ปีก่อนคริสตกาล

ประวัติของนาฬิกาแดดมีต้นกำเนิดในอัสซีเรียและบาบิโลนชาวบาบิโลนก้าวหน้าอย่างมากในด้านดาราศาสตร์และคณิตศาสตร์

เครื่องมือหนึ่งที่จำเป็นสำหรับการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์คือนาฬิกาแดดครึ่งวงกลม ซึ่งปรับให้เข้ากับเวลากลางคืนด้วย กลุ่มดาวทั้งสิบสองกลุ่มที่นักดาราศาสตร์ในสมัยโบราณรู้จัก ซึ่งตอนนี้เรารู้จักกันในชื่อ "สัญญาณของจักรราศี" ได้ปรากฏขึ้นบนท้องฟ้าโดยมีความแตกต่างกันในหนึ่งชั่วโมง

ลูกบอลลวดเลื่อนผ่านหน้าปัดในรูปของชาม รอบโลกเป็นวงกลมที่เป็นตัวแทนของสุริยุปราคา

มันแสดงให้เห็นกลุ่มดาวสิบสองกลุ่มเพื่อให้ระยะทางเชิงมุมสอดคล้องกับความเป็นจริง

การใช้เครื่องมือดังกล่าวทำให้สามารถระบุตำแหน่งของดวงอาทิตย์บนทรงกลมลวดได้ ถ้าใครมีความรู้เกี่ยวกับตำแหน่งของแสงตะวันในสัญลักษณ์จักรราศีอย่างใดอย่างหนึ่ง

เครื่องมือทางดาราศาสตร์นี้ทำให้สามารถสังเกตความแตกต่างระหว่างเวลาสุริยะกับเวลาดาราจักร เพื่อเปรียบเทียบเวลาเดินทางของดวงอาทิตย์กับกลุ่มดาวตามแนวสุริยุปราคา การเปรียบเทียบทำโดยใช้นาฬิกาน้ำ (clepsydra)

ดังนั้นนาฬิกาแดด (gnomon) ของ Ancient Babylon จึงเป็นจุดเริ่มต้นของการพัฒนาสาขาวิทยาศาสตร์อิสระ - gnomonics ซึ่งเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับดาราศาสตร์และคณิตศาสตร์

พิพิธภัณฑ์ในกรุงไคโรและเบอร์ลินมีเครื่องมือโบราณหลายอย่างสำหรับการสังเกตดวงอาทิตย์และดวงดาว ซึ่งพบได้ในระหว่างการขุดค้นในอียิปต์

การกล่าวถึงนาฬิกาแดดในต้นฉบับของอียิปต์ย้อนหลังไปถึงปี 1521 ก่อนคริสตกาล แม้ว่าจะไม่ได้หมายความว่านาฬิกาแดดเหล่านี้ไม่เคยถูกใช้มาก่อนเวลานั้นก็ตาม

นาฬิกาแดดของอียิปต์ในสมัยนั้นกำหนดเวลาตามความยาวของเงาจากโนมอน

เรารู้เกี่ยวกับนาฬิกาแดดในแคว้นยูเดียโบราณจากหนังสือของศาสดาอิสยาห์ เมื่อกษัตริย์เฮเซคียาห์ขอสัญญาณจากพระเจ้า พระเจ้าตอบเขาผ่านทางผู้เผยพระวจนะของเขาว่า "ดูเถิด เราจะนำเงาของดวงอาทิตย์สิบขั้นกลับมา ซึ่งผ่านไปตามขั้นของอาฮาซอฟ และดวงอาทิตย์ก็ถอยกลับสิบขั้นตามขั้นที่มันลงมา ." (อิสยาห์ 38;8)

ดังนั้น "ขั้นบันไดอาคาซอฟ" คืออะไร?

นักวิชาการพระคัมภีร์เชื่อว่านี่ไม่ใช่อะไรมากไปกว่านาฬิกาแดด ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่อาหัสยืมมาจากชาวอัสซีเรียและชาวบาบิโลน

ตามที่นักวิจัยคนเดียวกันเชื่อ พวกเขาเป็นเสาที่ยืนอยู่บนแท่น ก้าวลงมาจากมัน ซึ่งเป็นการแบ่งแยก โดยการล่มสลายของเงาซึ่งกำหนดเวลาไว้ รัชสมัยของกษัตริย์อาหัส 873-852 ปีก่อนคริสตกาล

ในประเทศจีน โนมอนถูกใช้เพื่อกำหนดฤดูกาลตั้งแต่ศตวรรษที่ 8 ก่อนคริสตกาล

ในมณฑลกุ้ยโจว นักโบราณคดีพบนาฬิกาแดดหยกสมัยศตวรรษที่ 3 ก่อนคริสตกาล เนื่องจากลักษณะเฉพาะของการคำนวณเวลา ประวัติของนาฬิกาแดดในประเทศจีนจึงค่อนข้างเป็นต้นฉบับ

มันเป็นแผ่นหินที่มีโนมอนอยู่ตรงกลาง

มีสเกลทั้งสองด้านของดิสก์ใกล้กับส่วนที่มีการเขียนชื่อนาฬิกาคู่จีน 12 อัน

ส่วนบนของดิสก์วัดเวลาตั้งแต่ฤดูใบไม้ผลิถึงฤดูใบไม้ผลิถึงฤดูใบไม้ร่วง และส่วนล่างจากฤดูใบไม้ร่วงถึงฤดูใบไม้ผลิ Equinox

อย่างไรก็ตาม ประวัติของนาฬิกาแดดในกรีซนั้นไม่คลุมเครือนัก: มีความเห็นว่าในศตวรรษที่ 10 ก่อนคริสต์ศักราช นาฬิกาแดดถูกนำไปยังกรีซจากอาณาจักรอัสซีเรียหรืออาณาจักรบาบิโลน ไม่ต้องสงสัยเลยว่าการยืมนาฬิกาแดดจากชาวบาบิโลนเท่านั้นซึ่งไม่น่าแปลกใจเลยที่ความสัมพันธ์ทางการค้าในสมัยนั้น

ในศตวรรษที่ III ก่อนคริสต์ศักราช ในกรีซมีการใช้นาฬิกาแดดครึ่งวงกลมซึ่งความเอียงของซีกโลกจะทำซ้ำการเอียงของสุริยุปราคาที่ละติจูดของสถานที่ที่มันถูกสร้างขึ้น

ในสมัยกรีกโบราณมีความก้าวหน้าอย่างมากในด้านดาราศาสตร์และคณิตศาสตร์ นาฬิกาแดดทรงกรวยถูกประดิษฐ์ขึ้นตามทฤษฎีส่วนกรวยของ Apollonius

สาระสำคัญของนาฬิกาเรือนนี้คือแกนของส่วนเว้าของกรวยนั้นขนานกับแกนโลก

กรวยชี้ไปในทิศทางเดียวกับโนมอนแนวนอน

ทางด้านใต้หลักของนาฬิกาแดด มีแป้นหมุนซึ่งตั้งฉากกับแกนรูปกรวยและขนานกับเส้นศูนย์สูตร เส้นชั่วโมงลากผ่านส่วนโค้งที่แบ่งออกเป็น 12 ส่วนเท่าๆ กัน

เงาที่ตกลงมาตัดผ่านส่วนโค้งเหล่านี้ และจากจุดสี่แยกสามารถบอกได้ว่าตอนนี้เป็นเวลาเท่าไร นาฬิกาแดดทรงกรวยหลายอันถูกเก็บไว้ในพิพิธภัณฑ์ลูฟร์

นาฬิกาแดดแบบแบนปรากฏขึ้นเนื่องจากการปรับปรุงรูปทรงกรวย มีการติดตั้งนาฬิกาที่มีหน้าปัดแนวตั้งไว้บนหอคอยเพื่อให้คุณเห็นว่าเวลาใดจากระยะไกล ดังนั้นสุริยะดวงแรกจึงปรากฏขึ้น ในเอเธนส์ บน Tower of the Winds อาจมีนาฬิกาแดดแนวตั้งที่เก่าแก่ที่สุดที่รอดชีวิตมาได้จนถึงทุกวันนี้ โดยทั่วไปแล้ว หอคอยนี้มีเอกลักษณ์เฉพาะตัวตรงที่เป็นสถานีอุตุนิยมวิทยาแห่งแรก มีใบพัดสภาพอากาศอยู่บนหลังคา มีนาฬิกาน้ำอยู่ในนั้น และหอนาฬิกาดวงอาทิตย์แห่งแรกอยู่ที่ด้านหน้าอาคาร

ในกรุงโรม นาฬิกาแดดเรือนแรกจะปรากฏใน 292 ปีก่อนคริสตกาล อันเป็นผลมาจากสงครามพิวนิกครั้งแรกและหลังจากสิ้นสุด หมู่เกาะกรีกถูกยึดครองโดยชาวโรมัน และนาฬิกาถูกนำออกจากที่นั่นเพื่อเป็นถ้วยรางวัล อย่างไรก็ตาม ด้วยเหตุนี้ พวกเขาจึงแสดงเวลาของสถานที่ที่พวกเขาสร้างขึ้น ในไม่ช้า นาฬิกาแดดก็กลายเป็นส่วนสำคัญของชีวิตชาวโรมัน พวกเขาถูกติดตั้งในสี่เหลี่ยม ใกล้วัด และในที่สาธารณะอื่น ๆ

บน Piazza Montecitorio ในกรุงโรม ยังคงมองเห็นเสาโอเบลิสก์ที่เก่าแก่ที่สุดแห่งหนึ่งที่มีนาฬิกาแดด ติดตั้งในสมัยจักรพรรดิออกัสตัสบนทุ่งดาวอังคาร ถูกย้ายออกจากจัตุรัสในยุคที่จักรวรรดิเสื่อมโทรม แต่ถูกพบในปี 1463 และนำกลับคืนมาในปี 1792

ชาวโรมันเริ่มติดตั้งและใช้นาฬิกาแดดสำหรับความต้องการของครัวเรือนต่างๆ ดังนั้นพวกเขาจึงควบคุมทางเข้าห้องอาบน้ำ

มีนาฬิกาในวิลล่าส่วนตัวและนาฬิกาแดดแบบพกพาที่สามารถนำติดตัวไปบนท้องถนนได้ พวกเขาคำนึงถึงความแตกต่างของเวลาในเมืองใหญ่ เช่น โรม อเล็กซานเดรีย และอื่นๆ นอกจากนี้ยังมีนาฬิกาแดดสำหรับละติจูดทั้งหมด ซึ่งสำเนาสองชุดยังคงมีชีวิตรอดมาจนถึงทุกวันนี้

ชาวโรมันนำมาซึ่งการพัฒนาของโนโมนิกเพียงเล็กน้อย พวกเขาใช้สิ่งที่อาจารย์ชาวกรีกทำ

ในตอนต้นของยุคกลาง ยุโรปใช้นาฬิกาแสงอาทิตย์และนาฬิกาน้ำเท่านั้น

ประมาณศตวรรษที่สิบสาม เข้ามาใช้นาฬิกาทราย

ซึ่งเป็นทางเลือกแทนน้ำที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในช่วงต้นศตวรรษที่ 14

ในไบแซนเทียมในยุคกลางนาฬิกาแดดแนวตั้งได้รับความนิยม พวกเขาถูกวางไว้บนด้านหน้าของอาราม หอคอย อาคารสาธารณะและวัด เป็นครั้งแรก ตัวเลขจะแสดงบนหน้าปัด ในการเชื่อมต่อกับความนิยมของนาฬิกาเดินขบวน อาชีพของช่างซ่อมนาฬิกาก็ปรากฏขึ้น แอสโทรลาบของฮิปปาร์คัสกำลังได้รับการปรับปรุง ในเวลาเดียวกัน ช่างฝีมือชาวอาหรับได้เรียนรู้จากชาวไบแซนไทน์ถึงวิธีทำนาฬิกาพระอาทิตย์และนาฬิกาน้ำ พัฒนาการของโนโมนิกส์ในอินเดียและตะวันออกกลางของชาวมุสลิมในยุคกลางทำให้เกิดการศึกษาตรีโกณมิติ เรขาคณิต และคณิตศาสตร์ ชาวฮินดูใช้ทฤษฎีบทพีทาโกรัสและความรู้อื่นๆ ที่ยืมมาจากชาวกรีกในการคำนวณอย่างแข็งขัน

การพัฒนาตรีโกณมิติในหมู่ชาวอาหรับนำโดยการปรากฏตัวของการแปลงานของปโตเลมีและ "siddhantas" ของอินเดีย

หลังจากการพิชิตกรุงคอนสแตนติโนเปิลโดยพวกเติร์กมีการติดตั้งนาฬิกาแดดในมัสยิดทุกแห่งซึ่งคริสตจักรออร์โธดอกซ์มักถูกดัดแปลง พวกเขากำหนดเวลาละหมาด และขีดเส้นบนหน้าปัดเพื่อบอกทิศทางไปยังมักกะฮ์

หอดูดาวถูกสร้างขึ้นในกรุงแบกแดดและดามัสกัส

นักวิทยาศาสตร์มุสลิมได้นำศิลปะแห่งการสร้างดวงดาวและเครื่องมือวัดโกนิโอเมตริก จากยุคไบแซนไทน์มาใช้ น้ำและนาฬิกาแดดจึงประสบความสำเร็จอย่างมากในการปรับปรุง

ในยุโรป หนึ่งในคนกลุ่มแรกๆ ที่แสดงความสนใจเกี่ยวกับโนโมนิกส์คือสมเด็จพระสันตะปาปาซิลเวอร์สที่ 2 หลังจากอ่านหนังสือของ Boethius เกี่ยวกับเรขาคณิตและดาราศาสตร์ ซึ่งมีการอธิบายนาฬิกาประเภทหลักในสมัยนั้น เขาได้เขียนบทความเกี่ยวกับเรขาคณิต ซึ่งเขาเปล่งเสียงกฎพื้นฐานสำหรับการสร้างนาฬิกาแดด ต้องขอบคุณเขาที่ทำให้ยุโรปได้เรียนรู้เกี่ยวกับอุปกรณ์และการใช้ดวงดาว เป็นคริสต์ศตวรรษที่ 10

ในศตวรรษที่ XII - XIII ตารางและบทความทางดาราศาสตร์ของอาหรับได้รับการแปลเป็นภาษาละติน Gnomonika ยังคงพัฒนาต่อไปในยุโรปแล้ว

การแปลข้อความภาษากรีกในศตวรรษที่ 14 มีส่วนทำให้เกิดความสนใจใหม่ในวิทยาศาสตร์และศาสตร์เกี่ยวกับโนโมนิกส์ ซึ่งเป็นทิศทางเฉพาะ ในตอนท้ายของศตวรรษที่สิบสี่ ยุโรปได้ย้ายไปยังบัญชีเวลาใหม่โดยอิงตามเวลากลางวันและกลางคืนที่เท่ากัน และเป็นขั้นตอนที่สำคัญมากสำหรับประวัติศาสตร์ของนาฬิกาทั้งหมด จำเป็นต้องปรับปรุงนาฬิกาแดดให้ทันสมัยตามกาลเวลา

ในศตวรรษที่ 16 มีการติดตั้งนาฬิกาแดดไว้ที่ด้านหน้าอาคารสาธารณะ มหาวิหาร หอคอย และกำแพง พวกเขาได้รับการดัดแปลงเพื่อวัดชั่วโมงที่เท่ากันแล้ว นาฬิกาแดดแบบพกพา รวมทั้งนาฬิกาที่ใช้ร่วมกับเข็มทิศ กำลังได้รับความนิยม ในศตวรรษที่ 16-18 นาฬิกายังคงได้รับความนิยม แต่เมื่อนาฬิกาจักรกลมีราคาถูกลงและปรับปรุง การใช้งานจึงค่อย ๆ ลดลง ดังที่เราเห็น ประวัติของนาฬิกาแดดรวมถึงช่วงเวลาต่างๆ ในการพัฒนา gnomonics: จากโลกโบราณ ผ่านยุคโบราณและยุคกลาง จนถึงศตวรรษที่ 14 เมื่อนาฬิกาจักรกลซึ่งกำลังได้รับความนิยมเริ่ม ค่อยๆเปลี่ยนแผงโซลาร์เซลล์

อย่างไรก็ตาม ในสมัยของเรา การตกแต่งสวนสาธารณะ ถนน และจตุรัสของเมืองกลายเป็นแฟชั่นไปแล้วด้วยนาฬิกาแดด

นาฬิกาแดดของเซวาสโทพอล

ตัวอย่างเช่นในปี 2551 เนื่องในโอกาสครบรอบ 225 ปีของเมืองที่ Primorsky Boulevard ของ Sevastopol ใกล้กับอนุสาวรีย์สู่ Sunken Ships มีการจัดนาฬิกาแดดซึ่งไม่ต้องสงสัยเลยว่ากลายเป็นการตกแต่งของเมือง พวกเขาดึงดูดความสนใจของนักท่องเที่ยวและประชาชนจำนวนมาก หน้าปัดเรียงรายไปด้วยกระเบื้องหลากสี และเงาของโนมอนตัวเล็ก ๆ จะแสดงเวลาได้ค่อนข้างแม่นยำ

ประวัติของนาฬิกาแดดมีมากกว่าหนึ่งสหัสวรรษ แต่เมื่อใดที่ผู้คนเริ่มใช้นาฬิกาแดดนั้นไม่เป็นที่รู้จักอย่างแน่นอน เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าในอียิปต์โบราณ บาบิโลน และจีน อุปกรณ์ดังกล่าวถูกใช้ก่อนหนึ่งพันปีก่อนคริสตกาล การกล่าวถึงครั้งแรกของการกำหนดเวลาโดยรังสีของดวงอาทิตย์โดยใช้อุปกรณ์พิเศษมีอายุย้อนไปถึงปี 1306-1290 ปีก่อนคริสตกาล

นาฬิกาแดดใดๆ ก็มีหน้าปัดที่มีสเกลและเข็มชั่วโมงที่เรียกว่าโนมอน ในเวลาเดียวกันตามการวางแนวนาฬิกาแดดจะแบ่งออกเป็นแนวนอนแนวตั้งและเส้นศูนย์สูตร มีการดัดแปลงหลายอย่างเช่นบันได, แหวน, จาน, กระจก, bifilar และอื่น ๆ

นาฬิกาแดดไม่จำเป็นต้องเป็นดิสก์ที่มี gnomon ตั้งฉาก ดังนั้นหน้าปัดอาจเป็นซีกโลกหรือวงแหวนก็ได้ นาฬิกาเส้นศูนย์สูตรสากลสามารถใช้ได้ในทุกละติจูด การออกแบบของพวกเขาเกี่ยวข้องกับวงแหวนสองวงที่ตั้งฉากกันและโนมอน ในการกำหนดเวลา คุณต้องตั้งค่าละติจูดบนมาตราส่วนบนวงแหวนใดวงหนึ่งและตั้งวันที่ จากนั้นนาฬิกาจะหมุนรอบแกนตั้งจนจุดแสดงเวลาปรากฏบนหน้าปัด ในขณะนี้ วงแหวนหนึ่งวงจะหันไปทางเหนือตามเส้นเมอริเดียน และวงแหวนที่สองขนานกับระนาบของเส้นศูนย์สูตร

ในนาฬิกาแดดแนวนอน ระนาบของแป้นหมุนไม่ได้ตั้งฉากกับ gnomon ซึ่งควรขนานกับแกนโลกและชี้ไปทางทิศเหนือด้วย นั่นคือมุมระหว่างพวกมันจะเท่ากับละติจูดของพื้นที่ นาฬิกาแนวนอนสะดวกและติดตั้งง่าย หากต้องการใช้งานในละติจูดที่ต่างกัน การเปลี่ยนมุมและนำโนมอนไปทางเหนือก็เพียงพอแล้ว

ในอียิปต์โบราณ นาฬิกาแดดรุ่นต่างๆ ถูกสร้างขึ้น ตัวอย่างเช่น ด้วยมาตราส่วนแนวนอนที่ทำมุม 90 องศากับระนาบของเส้นเมอริเดียนในท้องถิ่น และโนมอนของพวกมันคือเสาโอเบลิสก์ ซึ่งมักจะสูงถึงหลายเมตร เพื่อที่จะหาเวลาจากพวกมัน ทิศทางของเงาจากโนมอนจึงถูกนำมาใช้ นาฬิกาแดดอีกอันหนึ่งที่เรียกว่า "ขั้นบันได" มีสองพื้นผิว เอียงไปทางทิศตะวันออกและทิศตะวันตก และแบ่งออกเป็นระดับต่างๆ เมื่อดวงอาทิตย์เคลื่อน เงาเคลื่อนจากก้าวหนึ่งไปอีกก้าวหนึ่ง และเวลาถูกกำหนดโดยความยาวของมัน

ในยุโรปกลาง จนถึงศตวรรษที่ 15 นาฬิกาแดดแนวตั้งแบบติดผนัง ซึ่งโนมอนเป็นแบบแนวนอน ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลาย จริงอยู่ ความแม่นยำในการกำหนดเวลากับพวกมันนั้นต่ำ

ในเวลาเดียวกัน มีโครโนมิเตอร์บนถนนหลายรุ่น เช่น นาฬิกาแดดแบบวงแหวน พวกมันเป็นวงแหวนสองวง โดยวงหนึ่งมีรูสำหรับผ่านรังสีของดวงอาทิตย์ และนำตาชั่งของเดือนและชั่วโมงมาประกบกัน นอกจากนี้ยังมีนาฬิกาตั้งโต๊ะ วิธีแก้ปัญหาที่สร้างสรรค์ซึ่งรวมถึงจานที่เหมือนกันสองหรือสามอันซึ่งมีรูปร่างเป็นสี่เหลี่ยมผืนผ้าและถูกยึดเข้าด้วยกันในขณะที่มีการติดตั้งเข็มทิศที่ด้านล่าง

มีคำอธิบายของแท่งไม้แปดเหลี่ยมยุคกลางที่มีรูทะลุสี่รูในด้ามจับ ซึ่งต้องเสียบแท่งโลหะเพื่อกำหนดเวลา ในช่วงเวลาเดียวกัน นาฬิกาจับเวลาหน้าต่างก็ปรากฏขึ้น พวกเขาอยู่ในแนวตั้ง หลักการทำงานของนาฬิกาแดดคือการใช้หน้าต่างของศาลากลางหรือวัดเป็นหน้าปัดที่มีมาตราส่วนโปร่งแสง ทำให้สามารถค้นหาเวลาขณะอยู่ในอาคารได้ นาฬิกาแดดที่มีกระจกเงาใช้แสงตะวันที่สะท้อนจากกระจก ซึ่งส่องไปที่ผนังของอาคารที่หน้าปัดตั้งอยู่

ตั้งแต่สมัยโบราณ ผู้คนได้จัดระเบียบชีวิตของพวกเขาตามการเคลื่อนไหวของดวงอาทิตย์ เราพูดว่า "การเคลื่อนไหวที่ชัดเจน" เพราะแน่นอนว่าการหมุนของโลกบนแกนของมันส่งผลให้เกิดการเคลื่อนไหวของเงาที่เราสังเกตทุกวัน ทุก ๆ ชั่วโมงโลกหมุน 15° ดูเหมือนว่าดวงอาทิตย์เคลื่อน 15° ในเส้นทางประจำวันของมัน ทั้งสองวิธีใช้ในการผลิตนาฬิกาแดด แต่เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่าเป็นดวงอาทิตย์ที่เคลื่อนที่ บางทีวิธีที่ง่ายที่สุดในการทำความเข้าใจว่านาฬิกาแดดทำงานอย่างไรคือการจินตนาการถึงโลกจากขั้วโลกเหนือ ในรูปด้านบน ดวงอาทิตย์นี้ดูเหมือนจะเคลื่อน 15° ทุกชั่วโมง องค์ประกอบของนาฬิกาแดดที่สร้างเงาเรียกว่า gnomon

หากคุณมองจากด้านบนอย่างเคร่งครัด จากด้านข้างของกล้องจินตภาพ คุณสามารถจับภาพเงาจากโนมอนในจินตนาการได้ในเวลาที่ต่างกัน:

นาฬิกาที่เราจินตนาการว่าจะตั้งอยู่ที่ขั้วโลกเหนือเรียกว่านาฬิกาแดดเส้นศูนย์สูตร เนื่องจากระนาบของแป้นหมุนขนานกับระนาบของเส้นศูนย์สูตร
นาฬิกาแดดในเส้นศูนย์สูตรสามารถเรียกได้ว่าเป็นนาฬิกาแดด "พื้นฐาน" ได้ เนื่องจากนาฬิกาแดดประเภทอื่นๆ สามารถสร้างได้ ทำได้โดยฉายเส้นชั่วโมงของนาฬิกาเส้นศูนย์สูตรลงบนพื้นผิวอื่นๆ ที่เหมาะสม นาฬิกาขั้วโลกในภาพด้านล่างเป็นตัวอย่างที่ชัดเจน

กลางฤดูหนาวเกิดขึ้นในซีกโลกเหนือเมื่อแกนการหมุนของโลกเอียงออกจากดวงอาทิตย์ ตั้งแต่เดือนตุลาคมถึงมีนาคม ดวงอาทิตย์ไม่เคยขึ้นที่ขั้วโลกเหนือและไม่เคยตกที่ขั้วโลกใต้
กลางฤดูร้อนในซีกโลกเหนือเกิดขึ้นเมื่อแกนหมุนของโลกเอียงเข้าหาดวงอาทิตย์ ตั้งแต่เดือนเมษายนถึงกันยายน ดวงอาทิตย์ไม่เคยตกที่ขั้วโลกเหนือและไม่เคยขึ้นที่ขั้วโลกใต้

ชั่วโมงกับโนมอนอ้วนและเครื่องหมายตอนเที่ยง

ดวงอาทิตย์ใช้เวลาสี่นาทีในการเคลื่อนเส้นลองจิจูดหนึ่งองศาจากตะวันออกไปตะวันตก (ในซีกโลกเหนือ และในซีกโลกใต้ ดวงอาทิตย์จะเคลื่อนไปในทิศทางตรงกันข้าม) นาฬิกาแดดที่เส้นแวงเดียวกัน (บนเส้นลมปราณเดียวกัน) แสดงเวลาเดียวกัน นาฬิกาแดดที่เส้นเมอริเดียน 4° ตะวันตกช้ากว่าเวลากรีนิช 16 นาที (เส้นเมอริเดียนศูนย์) และที่เมริเดียนที่ 8° ตะวันตก ช้ากว่าเวลากรีนิช 32 นาทีแล้ว ตัวอย่าง: พลีมัธอยู่ห่างจากกรีนิชไปทางตะวันตก 4° 08' ดังนั้นนาฬิกาแดดพลีมัธจึงตามหลัง 16 นาที 32 วินาทีเสมอ ดังนั้นนาฬิกาที่ตั้งอยู่ทางทิศตะวันออกของกรีนิชล่วงหน้าตามเวลาที่คำนวณจากอัตราส่วน 1 องศา - 4 นาที ในปีพ.ศ. 2423 เพื่อหลีกเลี่ยงความโกลาหลบนรถไฟ รัฐสภาอังกฤษจึงกำหนดให้ Greenwich Mean Time (GMT) เป็นเวลาอังกฤษ และนาฬิกาทั้งหมดในสหราชอาณาจักรเริ่มแสดงในเวลาเดียวกันกับบิ๊กเบนในลอนดอน นาฬิกากลไกที่แม่นยำเครื่องแรกสร้างขึ้นในปี 1656 โดย Christian Huygens นักวิทยาศาสตร์ชาวเดนมาร์ก ความแม่นยำของรุ่นหลังของเขาคือหนึ่งวินาทีต่อวัน โดยการเปิดเผยนาฬิกากลไกของเขาสู่ดวงอาทิตย์ Huygens อาจสันนิษฐานว่านาฬิกาของเขาไม่ถูกต้องตลอดทั้งปี แต่เป็นนาฬิกาของเขาที่แม่นยำ และนาฬิกาแดดมาช้าหรือรีบร้อน การอ่านนาฬิกาที่รู้จักทั้งหมดจะไม่ตรงกับการอ่านนาฬิกาแดด เนื่องจากระยะเวลาของวันสุริยคติเพิ่มขึ้นหลายวินาทีภายใน 3 เดือน จากนั้นจะลดลงตามนั้นภายใน 3 เดือน และในหกเดือนที่เหลือ กระบวนการจะทำซ้ำ หากถึงจุดหนึ่ง เราหันกล้องบนขาตั้งกล้องไปทางทิศใต้และถ่ายภาพซ้อนทุกเที่ยงทุก 10 วัน เราจะเห็นรูปแบบเลขแปด

รูปนี้เรียกว่าอนาเล็มมา การปรากฏตัวของร่างดังกล่าวเกิดจากการที่ดวงอาทิตย์เคลื่อนตัวไม่สม่ำเสมอในทรงกลมท้องฟ้า เนื่องจากความเยื้องศูนย์กลางของวงโคจรของโลก ในฤดูหนาวในซีกโลกเหนือ วันนั้นจึงนานกว่าในฤดูร้อนเล็กน้อย และในทางกลับกันในภาคใต้ ดังนั้นแนวคิดดังกล่าวจึงถูกนำมาใช้เป็นวันสุริยคติเฉลี่ยเท่ากับ 24 ชั่วโมงตลอดทั้งปี ในการกำหนดแนวคิดของวันสุริยคติโดยเฉลี่ย ได้มีการแนะนำแนวคิดเพิ่มเติมของ "ดวงอาทิตย์เฉลี่ย" ซึ่งเป็นจุดที่สมมติขึ้นซึ่งเคลื่อนที่อย่างสม่ำเสมอตามเส้นศูนย์สูตรท้องฟ้า (ไม่ใช่ตามสุริยุปราคา!) ความแตกต่างระหว่างเวลาเฉลี่ยและเวลาสุริยะเรียกว่าสมการเวลา สมการของเวลาช่วยให้คุณเปลี่ยนจากเวลาสุริยะที่แท้จริงเป็นค่าเฉลี่ยเวลาสุริยะและในทางกลับกันได้ ในการใช้สมการของเวลา เราต้องการตารางที่มีค่าการแก้ไขเป็นนาทีและวินาทีในแต่ละวัน หรือแผนภูมิประจำปีที่เราสามารถกำหนดค่าการแก้ไขรายวันได้

หากโลกแข็งตัวในที่เดียวและหมุนรอบแกนของมันเท่านั้น ระยะเวลาของวันทั้งหมดก็จะเท่าเดิม อย่างไรก็ตาม เมื่อเรามองดูดวงอาทิตย์ เราสังเกตตัวเองขณะเคลื่อนที่ มันคือการเปลี่ยนแปลงความเร็วของการเคลื่อนที่ของเราในวงโคจรวงรีรอบดวงอาทิตย์และความเอียงของแกนหมุนของโลกที่กำหนดค่าของสมการเวลา
นาฬิกาแดดที่หันไปทางทิศใต้ มีเส้นเที่ยงแนวตั้งตรงกลางหน้าปัดและตำแหน่งบอกชั่วโมงที่สมมาตรกัน

นาฬิกาแดดบนผนังที่ไม่ได้เน้นไปที่จุดสำคัญเรียกว่าหมุน เส้นเที่ยงของนาฬิกาที่หมุนแล้วจะเป็นแนวตั้งด้วย แต่ตัวโนมอนเองจะหมุนเพื่อให้ตรงกับแกนหมุนของโลก

การทำนาฬิกาแดดไม่ใช่เรื่องยาก กฎพื้นฐานนั้นเรียบง่าย: โนมอนจะต้องถูกวางในทิศทางที่มาจากทิศเหนือและขนานกับแกนของโลกนั่นคือ มีความเอียงสัมพันธ์กับขอบฟ้าในมุมเท่ากับละติจูดของตำแหน่งที่ติดตั้งนาฬิกา เมื่อใช้นาฬิกาแดดต้องคำนึงว่าในชีวิตประจำวันในสหพันธรัฐรัสเซียเราใช้เวลามาตรฐานโดยเฉลี่ยเช่น เวลาสำหรับเส้นเมอริเดียนหลักของเขตเวลาที่ยอมรับบวกหนึ่งชั่วโมง ตัวอย่างเช่น เซนต์ปีเตอร์สเบิร์กตั้งอยู่บนเส้นเมอริเดียนของลองจิจูด 30 องศาตะวันออก ซึ่งสอดคล้องกับเส้นเมอริเดียนหลักของเขตเวลาที่สอง ซึ่งหมายความว่าหากต้องการอ่านค่าของนาฬิกาแดด นอกเหนือจากสมการของเวลา จำเป็นต้องเพิ่มหนึ่งชั่วโมงหรือเลื่อนมาตราส่วนของนาฬิกาแดดไปข้างหน้าหนึ่งชั่วโมง ในมอสโกมันยากยิ่งกว่าเพราะ ตั้งอยู่ทางตะวันออกของเส้นเมริเดียนหลักของเขตเวลาที่สอง 7 องศา ไม่ยากเลยที่จะคำนวณว่าลองจิจูด 7 องศาตรงกับเวลา 28 นาที เหล่านั้น. เที่ยงมาถึงมอสโกเร็วกว่าในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก 28 นาที ดังนั้น การแก้ไขค่าคงที่สำหรับการอ่านนาฬิกาแดดที่อยู่บนเส้นเมริเดียนที่ 37 องศาเป็นเวลาเฉลี่ยของมอสโกจะเท่ากับ +1 ชั่วโมง 28 นาที อย่าลืมสมการของเวลาด้วย เวลาเฉลี่ยเกิดขึ้นพร้อมกับการอ่านนาฬิกาแดดเพียง 4 ครั้งต่อปี คือ 15 เมษายน, 12 มิถุนายน, 1 กันยายน และ 24 ธันวาคม ในช่วงที่เหลือของปี นาฬิกาแดดจะเลื่อนไปข้างหน้าหรือล่าช้าภายใน (+14) - (-16) นาที นาฬิกาธรรมดาช่วยแก้ปัญหาในทางปฏิบัติ - อย่าไปทำงานสาย ตื่นให้ตรงเวลา นี่เป็นสิ่งที่มีประโยชน์มาก - นาฬิกาเรือยอทช์ธรรมดาในโลกที่ตารางรถไฟและราคาน้ำมันมีความเป็นจริงมากกว่ากฎหมายของเคปเลอร์ คุณไม่สามารถใช้ชีวิตหนึ่งวันโดยไม่มีนาฬิกาปกติได้ อย่างไรก็ตาม ผลของวิวัฒนาการไม่สามารถยกเลิกได้ และร่างกายของเรายังคงดำเนินชีวิตตามเวลาสุริยะที่แท้จริง และยังคงจดจำความรู้สึกของบรรพบุรุษที่อยู่ห่างไกลของเรา ยังไม่แยกเวลาออกจากอวกาศ แต่ตัวเขาเองมาจากธรรมชาติและมีความสุขด้วยเหตุผลนี้เพียงอย่างเดียว นาฬิกาแดดช่วยให้เราประเมินบทบาทของเราในโลกนี้ได้ในระดับปานกลางมากขึ้น พวกเขาช่วยให้เราจำได้ว่าโลกเป็นดาวเคราะห์ขนาดเล็กมากที่มีทรัพยากรจำกัด มันโคจรรอบดาวสีเหลืองขนาดกลาง และดาวดวงนี้ก็เป็นเพียงหนึ่งในจำนวนมหาศาลที่คล้ายคลึงกันซึ่งประกอบขึ้นเป็นบ้านเกิดเล็ก ๆ ของเรา - ทางช้างเผือก ทางกาแล็กซี่.

นาฬิกาแดดคือเครื่องบินที่มีโนมอนติดอยู่ นาฬิกาแบ่งออกเป็นเส้นศูนย์สูตร แนวนอน และแนวตั้ง ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับตำแหน่งของเครื่องบิน เป็นไปได้ที่จะสร้างนาฬิกาแดดประเภทที่ซับซ้อนมากขึ้น แต่เราจะไม่พิจารณาในหนังสือเล่มนี้ เพราะเป้าหมายของเราคืออธิบายแนวคิดทางดาราศาสตร์ขั้นพื้นฐานและกฎทางคณิตศาสตร์ที่จำเป็นในการสร้างอุปกรณ์นี้

หลักการทำงานของนาฬิกาแดดขึ้นอยู่กับการเคลื่อนที่ที่ชัดเจนของดวงอาทิตย์ ซึ่งเราสังเกตจากโลก เนื่องจากโลกหมุนบนแกนของมันจากตะวันตกไปตะวันออก เราจึงดูเหมือนว่าดวงอาทิตย์ขึ้นทางทิศตะวันออกและตกทางทิศตะวันตกทุกวัน เนื่องจากเราเห็นดวงอาทิตย์เคลื่อนที่รอบแกนการหมุนของโลก โนมอนของนาฬิกาแดดจึงต้องชี้ไปตามแกนนั้น ไม่ว่าเราจะตั้งมันไว้ที่ใด ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญที่ต้องทราบพิกัดของสถานที่ที่จะติดตั้งนาฬิกาของเรา โดยเฉพาะละติจูด (คุณจะต้องรู้เพียงเส้นแวงเพื่อกำหนดเวลาโดยใช้นาฬิกาแดด แต่เราจะพูดถึงเรื่องนี้กันเล็กน้อย ภายหลัง).

เพื่อให้โนมอนถูกชี้นำตามแกนการหมุนของโลก จำเป็นต้องชี้ไปที่ดาวเหนือหรือขั้วโลกเหนือของโลก (ถ้าเราอยู่ในซีกโลกเหนือ) หรือทางใต้ ขั้วโลกของโลก (ถ้าเราอยู่ในซีกโลกใต้) ไม่ว่าในกรณีใด มุมระหว่างโนมอนกับระนาบของเส้นขอบฟ้าจะต้องเท่ากับละติจูดของสถานที่ที่นาฬิกาถูกตั้งไว้

ดังแสดงในรูป ความสูงเชิงมุมของเสาท้องฟ้าเหนือระนาบขอบฟ้าเท่ากับละติจูดของจุดสังเกต กล่าวคือ มุมระหว่างเส้นศูนย์สูตรของโลกกับจุดสังเกต ซึ่งวาดบนเส้นเมอริเดียนของสถานที่ ละติจูดถูกกำหนดโดยมุมระหว่างระนาบของเส้นศูนย์สูตรของโลกกับเส้นดิ่ง หรือในทำนองเดียวกัน ความสูงเชิงมุมของเสา หรือแกนหมุนของโลก สัมพันธ์กับระนาบของขอบฟ้า มุมเหล่านี้เท่ากันเพราะด้านของมันตั้งฉากกันตามลำดับ

นาฬิกาแดดเส้นศูนย์สูตร

นาฬิกาดังกล่าวมีหลายประเภทขึ้นอยู่กับตำแหน่งของหน้าปัด เริ่มจากกรณีที่ง่ายที่สุด - นาฬิกาแดดที่มีหน้าปัดขนานกับเส้นศูนย์สูตร ในวันฤดูใบไม้ร่วงและฤดูใบไม้ผลิ Equinoxes ดวงอาทิตย์เคลื่อนไปตามเส้นศูนย์สูตรท้องฟ้าและในวันอื่น ๆ - ขนานไปกับมันและในที่สุดก็ถึง Northern Tropic (โดยมีค่าเบี่ยงเบน + 23.5 °) หรือ Southern Tropic (โดยมีค่าเบี่ยงเบนของ -23.5 °). เพื่อให้เป็นนาฬิกาแดดที่ง่ายที่สุด ก็เพียงพอแล้วที่จะวางระนาบขนานกับระนาบของเส้นศูนย์สูตรท้องฟ้าและแก้ไข gnomon ไว้ที่แกนหมุนของโลกดังแสดงในรูปต่อไปนี้ ดังนั้นมุมเอียงของ gnomon ที่สัมพันธ์กับแนวนอนจะเท่ากับละติจูดของตำแหน่งที่ตั้งนาฬิกาไว้ โนมอนต้องมุ่งตรงไปยังเสาของโลก นั่นคือ ตามแนวเหนือ-ใต้ ในการทำเช่นนี้ คุณสามารถใช้เข็มทิศและคำนึงถึงความเบี่ยงเบนเล็กน้อยที่เกิดจากข้อเท็จจริงที่ว่าขั้วโลกเหนือทางภูมิศาสตร์และขั้วโลกเหนือที่เป็นแม่เหล็กไม่ตรงกัน อย่างไรก็ตาม ข้อผิดพลาดนี้สามารถละเลยได้

ระนาบของเส้นศูนย์สูตรจะตั้งฉากกับแกนหมุนของโลกและดังนั้นจึงตั้งฉากกับแนวตรงเหนือ - ใต้ซึ่งอยู่ในระนาบของขอบฟ้า เส้นบนหน้าปัดที่เชื่อมจุดตัดของโนมอนกับระนาบของนาฬิกาและจุดตัดของระนาบของนาฬิกาด้วยเส้นเหนือ-ใต้ที่นาฬิกาตั้งอยู่จะแสดงเวลาเที่ยง เป็นที่แน่ชัดว่าดวงอาทิตย์จะเคลื่อนผ่านเส้นเหนือ-ใต้ตรงเวลาเที่ยงตรง ชั่วโมงที่เหลือจะถูกทำเครื่องหมายที่มุมเท่ากันที่ 13° เนื่องจากดวงอาทิตย์จะหมุนรอบ 360° อย่างสมบูรณ์ใน 24 ชั่วโมง (360/24 = 15°)

นาฬิกาแดดเหล่านี้ทำได้ง่ายที่สุดอย่างไม่ต้องสงสัย แต่มีลักษณะที่น่าสนใจ: ในฤดูใบไม้ผลิและฤดูร้อนจะระบุเวลาในส่วนบนของเครื่องบิน ในฤดูใบไม้ร่วงและฤดูหนาว - ที่ส่วนล่างของเครื่องบิน ดังนั้นต้องทำเครื่องหมายที่หน้าปัดทั้งสองข้างดังแสดงในรูป นี่เป็นนาฬิกาที่ง่ายที่สุด แต่ไม่ใช่นาฬิกายอดนิยม: ส่วนใหญ่แล้วหน้าปัดของนาฬิกาแดดจะอยู่ในแนวนอนหรือแนวตั้ง นาฬิกาแนวนอนและแนวตั้งสามารถสร้างจากนาฬิกาเส้นศูนย์สูตรโดยสร้างการฉายภาพอย่างง่ายและใช้ฟังก์ชันตรีโกณมิติพื้นฐาน

นาฬิกาแดดแนวนอน

ระนาบของนาฬิกาเรือนนี้เป็นแนวนอนอย่างเคร่งครัด โนมอนสร้างมุมที่มีเส้นเหนือ-ใต้เท่ากับละติจูดของจุดที่นาฬิกาถูกตั้งไว้ และมุ่งตรงไปยังขั้วของโลก ตรงเหนือ-ใต้ หมายถึงเวลา 12 นาฬิกา ตำแหน่งของเส้นที่เหลือบนหน้าปัดถูกกำหนดโดยนิพจน์ต่อไปนี้

ที่ไหน ? - มุมระหว่างเส้นบอกตำแหน่ง 12 นาฬิกากับเส้นชั่วโมงที่ต้องการ

ชม= 15°, 30°, 43°… ตามลำดับ ตามภาพประกอบต่อไปนี้

นาฬิกาแดดแนวตั้งการฉายเส้นชั่วโมงของนาฬิกาแดดเส้นศูนย์สูตรไปบนระนาบแนวตั้งที่มุ่งไปตามเส้นตะวันตก-ตะวันออก เราได้เส้นหน้าปัดของนาฬิกาใหม่ เราแค่ต้องคำนึงว่า tg ? \u003d SA / AO, tg H \u003d SA / AB, บาป (90 ° - f) \u003d AB / AO ซึ่งเป็นไปตามนั้น tg? = tg H cos ฉ ที่ H = 15°? จะเป็นมุมที่เส้นชั่วโมงตั้งอยู่ ซึ่งหมายถึง 11 และ 13 ชั่วโมง ที่ H \u003d มุม 30 °? จะระบุตำแหน่งของสายชั่วโมงที่ 10 และ 14 นาฬิกา เป็นต้น จนถึงเส้น 6 และ 18 นาฬิกา

อย่างไรก็ตาม ผนังของบ้านส่วนใหญ่ไม่ได้มุ่งตรงไปตามแนวตะวันตก-ตะวันออก แต่สร้างมุมด้วยเส้นนี้ที่สามารถวัดได้อย่างแม่นยำ ในกรณีนี้ การทำเครื่องหมายบนหน้าปัดจะซับซ้อนขึ้นอย่างเห็นได้ชัด การคำนวณตรีโกณมิติที่จำเป็นสำหรับสิ่งนี้มีอยู่ในภาคผนวก

<<< Назад

ส่งต่อ >>>